塔里木盆地

有关塔里木盆地

一、区域地质背景

塔里木盆地是中国最大的内陆盆地，位于新疆维吾尔自治区南部。北、西、南为天山、帕米尔和昆仑山、阿尔金山环绕，呈菱形，海拔1000米左右，西部海拔1000米以上，东部罗布泊降到780米，面积约56万平方公里。盆地中央是著名的塔克拉玛干大沙漠，沙漠覆盖面积约33万平方公里。塔里木盆地是我国陆上最大的沉积盆地，也是大型叠合复合型盆地，自震旦纪至第四纪，经历了不同的构造环境，发育古隆起，伸展构造、冲断构造和走滑构造。盆地内部按基底顶面起伏划分成“三隆四坳”，即库车坳陷、塔北隆起、北部坳陷、塔中隆起、塔西南坳陷、塔南隆起、塔东南坳陷。不同类型原型盆地充填各种沉积序列，形成各类油气系统和评价单元。

二、构造运动和演化发展

塔里木盆地是塔里木板块的核心稳定区部分，塔里木板块是一个具有古老大陆地壳基底的、自元古代超大陆裂解出来的、古生代独立的古陆块，其四周边界分别为：北部边界为天山造山带；西南部边界为西昆仑造山带；东南部边界为阿尔金走滑断裂带，现今为欧亚大陆板块南缘蒙古弧与帕米尔弧之间的广阔增生边缘中的中间地块。塔里木板块经历了长期复杂的漂移演化，它在早古生代为一独立漂移的古陆块，在晚古生代它拼贴在欧亚大陆南缘成为大陆边缘增生活动带的一部分，在晚古生代末期到中生代塔里木板块受特提斯构造带控制，由于羌塘地块、印度板块等与欧亚大陆碰撞，随着特提斯洋闭合，塔里木成为大陆内部稳定地块及沉降的山间盆地。新生代则主要受喜马拉雅构造带控制。

塔里木盆地构造运动的多期性决定了盆地演化的多阶段性，根据沉积建造特征、构造变动特征及不整合面的分布, 塔里木盆地可分为7个演化历史阶段。(1)前震旦纪: 基底形成阶段。 (2) 震旦纪—奥陶纪: 克拉通内坳陷与克拉通边缘坳拉槽发展阶段。(3) 志留—泥盆纪: 克拉通内坳陷与周缘前陆盆地发展阶段。(4) 石炭—二叠纪: 克拉通边缘坳陷与克拉通内裂谷阶段。(5) 三叠纪: 前陆盆地发展阶段。此时塔里木盆地周缘均为陆缘隆起,盆地内部发育前陆盆地沉积,沉积类型主要为河湖相.(6)侏罗纪—早第三纪: 陆内断陷—坳陷发展阶段。

(7) 晚第三纪—第四纪:复合前陆盆地阶段。

三、油气成藏系统分析

油气系统包括两类范畴：（1）地质要素：烃源岩，储集岩、封盖层和圈闭：

（2）成藏要素：生成—运移—聚集—保存。Bally等将板块构造作为盆地分类依据，并进一步将油气运移和油气聚集联系起来，称为油气盆地。Perrodon根据盆地的地球动力学环境将油系统分为3种主要类型；裂谷型、地台型和造山型。油气系统是盆地中沉积体内物理和化学相继转化的结果，与构造作用、热重力等有关。

3.1烃源岩特征

勘探实践与地质研究表明, 塔里木盆地目前所发现的油气主要来源于寒武—奥陶系,石炭—二叠系及三叠—侏罗系3套烃源岩, 并以寒武—奥陶系为主。前者是目前发现的海相油气的主要来源, 后者为盆地内陆相油气的主要来源。(1) 寒武—奥陶系烃源岩包括震旦系,为一套海相腐泥型碳酸盐岩和泥质岩生油岩, 生油岩厚达1000～ 2000m,分布十分广泛。盆地内部总体表现为东厚西薄,有机质丰度东高西低, 成熟度亦呈东高西低之势, 以盆地东部满加余凹陷至库鲁克塔格地区最为发育。盆地东部震旦系、奥陶系生油岩总厚达2000m 以上,以泥质生油岩为主, 暗色泥岩厚达1500m ,其中寒武系泥岩和碳酸盐岩均达到好生油岩标准。盆地西部震旦、奥陶系生油岩以台地相碳酸盐岩为主, 生油岩厚1000m 左右,其中震旦系、寒武系生油岩有机质丰度多在0.2%左右。与震旦、寒武系相比,奥陶系无论在盆地东部还是西部,其有机质丰度一般都在0.2%～0.3%。就成熟度而言, 震旦—寒武系生油岩在盆地大部分地区已达到过成熟阶段。

(2) 石炭—二叠系烃源岩为一套海相及海陆过渡相腐泥型—混合型偏腐殖型生油岩, 以石炭系为主体, 包括碳酸盐岩和泥质岩生油岩, 生油岩厚度一般在300～800m之间。西南坳陷之叶城—喀什凹陷、阿瓦提凹陷和乌什凹陷生油岩厚度最大, 达1500m左右。这套生油岩在塔里木盆地总体表现为西厚东薄, 有机质丰度西高东低。生排烃高峰期推测在早第三纪晚期至晚第三纪, 以晚喜山期为主。

(3)三叠—侏罗系烃源岩为一套湖泊—沼泽相腐殖型生油岩, 主要分布在库车坳陷、西南坳陷南缘、东南坳陷及北部坳陷。侏罗系生油岩较三叠系生油岩分布更为广泛, 盆地东部孔雀河斜坡、英吉苏凹陷及塔东隆起东部均达到生油岩标准。但有机质丰度最高、生油岩厚度最大的地区仍在库车坳陷。另外, 东南坳陷侏罗系生油岩也比较发育。就有机质热演化程度而言, 三叠、侏罗系生油岩在盆地内部大部分地区尚处于低成熟、成熟早期阶段,但在库车坳陷、西南坳陷、东南坳陷等地则大都进入生油窗范围。已证实轮台断隆中新生界的油气主要来源于

库车坳陷三叠—侏罗系生油岩。

塔里木盆地3套烃源岩排烃时间从奥陶纪一直持续到第四纪,长达5亿年之久。主要排烃高峰期有3次: 第一次为中晚奥陶世排烃高峰期, 排烃量达1787亿t;第二次为二叠纪排烃高峰期,排烃量为922亿t;第三次为晚第三纪排烃高峰期,排烃量为960亿t。这也是塔里木盆地3个主要成藏时期。其中前两个排烃高峰期主要来自寒武—奥陶系烃源岩的贡献,最后一次排烃高峰期则主要来自石炭—二叠系及三叠—侏罗系烃源岩的贡献。

3.2储层与盖层特征

塔里木盆地储层条件优越, 储层具有类型全、物性好、层位多、埋深大、分布广等特点。储层类型包括碎屑岩和碳酸盐岩。层位上包括震旦系到第三系几乎各个层系。目前, 除泥盆系和二叠系未发现工业油气流外, 震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、石炭系、三叠系、侏罗系、白垩系、下第三系、上第三系均已获得工业油气流, 从而构成塔里木盆地10个重要产油层系。其埋深一般在3000～6000m之间,少数超过6000m。

(1) 寒武—奥陶系储层: 为一套海相碳酸盐岩储层。原生储层主要受沉积相带控制, 次生储层主要受古岩溶作用和构造作用控制。古潜山发育区储层条件一般较好, 主要储集空间为溶蚀孔隙及裂缝。(2)志留—泥盆系储层: 为一套滨浅海相—陆相碎屑岩储层。其中志留系为一套滨浅海相细砂岩和粉砂岩沉积, 储层物性一般较差,泥盆系为一套滨浅海相—陆相红色砂岩和粉砂岩储层, 具有中等孔渗条件(3)石炭系储层: 为一套海相碳酸盐岩和碎屑岩储层。其中下石炭统东河砂岩是一套很好的滨海相砂岩储层, 厚数十米至100 余米, 最厚达320m;成分和结构成熟度均较高。(4)三叠—侏罗系储层: 为一套陆相碎屑岩储层，具有高孔高渗特点, 主要砂体类型有辫状三角洲砂体、扇三角洲砂体、河流砂体及滨浅湖砂坝砂体,是塔北隆起和库车坳陷的主要勘探目的层系之一(5) 白垩—第三系储层: 为一套陆相碎屑岩储层, 在塔西南还发育海相碳酸盐岩储层。储层物性变化大,主要受沉积相带控制, 既有高孔高渗型,又有中孔中渗型和低孔低渗型。这套储层是库车、塔北、塔西南等地另一主要勘探目的层系。

塔里木盆地寒武—奥陶系至上第三系几乎各个层系均不同程度的有盖层发育，其中石炭系中上部膏泥岩段、侏罗系中部煤层和泥岩段以及下第三系膏盐泥岩段是塔里木盆地分布最广、封堵能力最好的3 套区域性盖层, 评价为Ⅰ类盖层，目前所发现的油气藏多数即分布于这3 套盖层之下。另外,中上奥陶统泥岩