4柴西地区古近系新近系含油凹陷构造特征与勘探领域

*河北省涿州市东方地球物理公司研究院地质研究中心，072751。Email:[e-mail]本文于2012年X月Y日收到,最终修改稿于2012年X月Y日收到。柴西地区古近系—新近系含油凹陷构造特征与勘探领域沈亚*李洪革管俊亚王云波陈海清李艳明王光华屈燕薇（东方地球物理公司研究院地质研究中心，河北涿州，072751）沈亚，李洪革，管俊亚，王云波，陈海清，李艳明，王光华，屈燕薇.柴西地区古近纪—新近纪含油凹陷构造特征与勘探领域.石油地球物理勘探,2012,47(增刊1):100~200摘要受新生代东昆仑造山带构造活动的影响，柴达木盆地柴西地区构造变形强烈，分区性明显，可划分为东昆仑山前压扭冲断带、茫崖凹陷（浅层为英雄岭反转构造带）和大风山凸起三个构造单元。该区古近系—新近系高原咸化湖盆油气总资源量约为25×108t，有效烃源岩占同期湖盆面积的53%，为一典型的富油气凹陷，剩余资源量丰富，勘探潜力大。根据富油气凹陷的勘探理念，结合勘探程度及勘探技术现状分析，提出英雄岭反转构造带、柴西南地层岩性、阿尔金山前盆缘古隆起和茫崖凹陷及周缘致密油（气）藏为下步勘探的四大领域。关键词柴西地区古近系—新近系含油凹陷英雄岭反转构造带构造特征勘探领域中图分类号:P631文献标识码:A1引言柴达木盆地是青藏高原东北缘一个重要的中、新生代陆相含油气盆地，发育三套互不叠置的烃源岩，即柴北缘侏罗系煤系烃源岩、柴西古近系—新近系咸化湖泊泥岩烃源岩和柴东第四系未熟湖相泥岩烃源岩，形成了三大含油气系统［1］。柴西古近系—新近系含油气系统位于柴达木盆地西部，夹持于东昆仑与阿尔金山之间（图1），面积约为2.8×104km2，是青海油田油气富集区和原油生产基地。本文基于柴西地区构造特征研究，通过与我国东部渤海湾盆地含油凹陷对比后认为，柴西地区古近系—新近系含油气系统为一典型的富油气凹陷，勘探潜力巨大，并按照“富油气凹陷”的勘探理念，结合勘探程度及勘探技术现状分析，指出了下步勘探领域。2柴西地区构造特征受新生代东昆仑造山带构造活动的影响，柴达木盆地柴西地区构造变形强烈，断层和断层相关褶皱成排、成带发育，由于边界条件、基底性质和沉积物岩性组合的不同，柴西南区、中部和柴西北区构造特征明显不同，可划分为东昆仑山前压扭冲断带、茫崖凹陷（浅层为英雄岭反转构造带）和大风山凸起三个构造特征迥然不同的构造单元（图1、图2）。柴西南区（Ⅺ断层以南至山前断层）为东昆仑山前压扭冲断带，以基底卷入型厚皮构造为主要特征。向北逆冲的NW向山前断层、昆北断层、阿拉尔断层和XI号断层具有同沉积压扭断层性质［2］，是该区的主干断层，延伸长、断距大，并具有叠瓦逆冲断层的特点，与北倾的昆南、XIII号、红柳泉等反冲断层联合控制了褶皱带的展布。另一组为近SN向（或NNW向）的次级断层，如Ⅲ号断层、绿东断层，断距和延伸长度都较小。东昆仑山前压扭冲断带现今呈现出褶皱隆起带与凹陷斜向排列、相间分布的构造格局［3］，是左行压扭应力的产物。*河北省涿州市东方地球物理公司研究院地质研究中心，072751。Email:[e-mail]本文于2012年X月Y日收到,最终修改稿于2012年X月Y日收到。勘探上一般把4个正向褶皱隆起带称之为昆北断阶带、跃进斜坡、乌南斜坡和红狮斜坡，其中昆北断阶带靠近山前，抬升较高，残留地层较薄。图1柴西地区深层T6构造纲要图（a）和中部浅层T2′构造纲要图I-1：昆北断阶带；I-2：跃进斜坡；I-3：乌南斜坡；I-4：红狮斜坡；II-1：狮子沟-英东构造带；II-2：干柴沟鼻状构造带；II-3：咸水泉—油泉子构造带；III-1：南翼山—大风山构造带；III-2：尖顶山构造带；III-3：尖北构造带；III-4：东坪—碱山构造带图2柴西地区地质结构剖面（剖面位置见图1）E1+2：路乐河组；E31：下干柴沟组下段；E32：下干柴沟组上段；N1：上干柴沟组；N21：下油砂山组；N22：上油砂山组；N23：狮子沟组；Q：七个泉组柴西中部垂向上分层性明显，深层为古近系基底卷入的冲断构造，浅层为晚期受盖层滑脱断层控制的断层相关褶皱，“薄皮构造”发育，构成复杂的构造组合［4,5］，滑脱层位于下干柴沟组上段巨厚的含膏盐泥岩内。由于该区长期位于沉积、沉降中心的茫崖凹陷附近，晚喜山—新构造运动才形成现今纵横沟壑、悬崖峭壁的年轻山地，因此也可称之为反转构造带。由南向北发育三排构造，即狮子沟—英东构造带、干柴沟鼻状构造带和咸水泉—油泉子构造带，其中南带狮子沟—英东构造带分段性明显，西段为NNW向的狮子沟—游园沟背斜带，东段为NW向的油砂山—英东背斜带。*河北省涿州市东方地球物理公司研究院地质研究中心，072751。Email:[e-mail]本文于2012年X月Y日收到,最终修改稿于2012年X月Y日收到。柴西北区的阿尔金山前为大风山凸起，由一系列背冲断层控制的长轴背斜组成，并具有向北西方向发散、向南东方向收敛的右行压扭构造特点，由南向北包括南翼山—大风山、尖顶山、尖北、东坪—碱山等四个构造带。大风山凸起与一里坪凹陷以坪东断层为界。整个柴西地区的构造形迹以NW或NWW向为主，反映了整体的构造格局主要受东昆仑构造体系影响，其中成排、成带的褶皱构造为油气聚集提供了良好的圈闭条件。3柴西地区古近系—新近系含油凹陷特征与勘探潜力“富油气凹陷”理论是在中国东部渤海湾断陷盆地“源控论”和“复式油气聚集区带”理论基础上提出的。“源控论”曾有效指导勘探初期和早期(20世纪50~60年代)的油气大发现[6]，其实质是强调油源区控制油气田的分布，得出了勘探找油的“定凹选带”认识。“复式油气聚集带”理论通过以划分、评价二级构造带为核心的综合研究[7]，促进了渤海湾盆地勘探早、中期(20世纪70~80年代)储量的快速增长。自20世纪90年代以来，随着一系列岩性—地层油气藏的发现，人们注意到很多油气藏分布在生烃凹陷的低部位，甚至是向斜中心部位，用二级构造带的划分标准很难包括在内，逐步形成了“富油气凹陷”的理论和“满凹含油”的观点[8,9]，对保证渤海湾盆地勘探中、晚阶段的深化勘探和持续稳定发展取到了重要作用。袁选俊、谯汉生[8]等在研究渤海湾盆地油气资源分布的基础上，将资源丰度大于20×104t/km2、资源规模在3×108t以上的凹陷称为“富油气凹陷”，强调了凹陷的资源丰度以及勘探潜力。赵文智等[9,10]等进一步指出，除东部裂谷盆地之外，陆相拗陷盆地(包括前陆盆地)也存在富油气凹陷，并考虑到有效烃源岩面积越大、砂体与烃源岩接触机会越大、发现油气藏的机会越高等因素，将有效烃源岩面积占同期湖盆面积的比例也作为另一项评价指标。统计数据表明,富油气凹陷的有效烃源岩面积一般超过50%。柴西地区古近系—新近系烃源岩为一套高原咸化湖盆沉积，纵向上分布层系多，包括路乐河组、下干柴沟组下段、下干柴沟组上段、上干柴沟组、下油砂山组和上油砂山组等六套层系，以下干柴沟组上段和上干柴沟组为主，平均厚度约为2000m，最厚达4000m。岩性为泥（页）岩、含膏盐泥（页）岩、钙质泥岩和泥灰岩，以有机质丰度偏低和烃转化率较高为特征[11,12]。古近系—新近系烃源岩有机质类型以Ⅱ型为主，有机碳含量约为0.5%，沉积中心部位(如狮子沟—花土沟一带)TOC值为0.6%~2.3%(平均值约为0.96%)[13]。由于含盐度（一般为20‰，最高达60‰）和碳酸盐含量普遍较高（一般为30%~50%），其烃转化率可达15%。以有机碳含量下限0.4%为标准，六套烃源岩叠合面积为14872km2，占柴西地区古近系—新近系湖盆面积的53%。根据第三次资源评价的结果，柴西地区古近系—新近系石油资源量为15.35×108t，天然气为6578.8×108m3，最新厘定的石油资源量为18.41×108t，其油气总资源量约25×108t。柴西地区古近系—新近系生油凹陷的油气资源量远远超过3×108t以上的东部富油气凹陷标准，有效烃源岩占同期湖盆面积的比例也超过50%，可以认为是一个典型的富油气凹陷。其资源丰度（8.93×104t/km2）低于20×104t/km2的东部富油气凹陷标准，这主要与高原咸化拗陷湖盆的特殊沉积背景有关。截止目前，柴西地区古近系—新近系含油凹陷共发现油气田15个，探明石油地质储量*河北省涿州市东方地球物理公司研究院地质研究中心，072751。Email:[e-mail]本文于2012年X月Y日收到,最终修改稿于2012年X月Y日收到。为4.02×108t，剩余资源量丰富（20.97×108t），仍具有较大的勘探潜力。4柴西地区古近系—新近系含油凹陷勘探领域富油气凹陷理论的核心是树立“满凹含油”的勘探理念，对于勘探、研究程度已经很高的渤海湾断陷盆地，地层岩性、深潜山、火成岩、小断块（微断块）是主要的勘探领域。柴西地区古近系—新近系含油气凹陷勘探程度极不均衡，研究程度差异大，在很大程度上受勘探技术的制约。本文基于油气成藏条件分析，按照富油气凹陷的勘探理念，结合勘探程度及勘探技术现状分析，认为英雄岭反转构造带、柴西南地层岩性圈闭、阿尔金山前盆缘古隆起和茫崖凹陷及周缘致密油（气）藏是下步的重点勘探领域。4.1英雄岭反转构造带勘探领域英雄岭反转构造带位于茫崖生油凹陷之上，中、浅层的上、下油砂山组发育三角洲前缘厚层、物性良好的砂体，多级断层体系可有效沟通源岩和储集层，断层上盘的滑脱背斜、下盘的牵引断鼻构造、深层低幅度背斜和北斜坡带的岩性圈闭均可成藏（图3），一直是重点勘探领域。该区地震勘探难度巨大，尽管实施了一定工作量的二维地震勘探，但地震资料品质普遍较差，能被有效利用的地震资料有限，实际勘探程度极低，地震资料品质成为制约该区勘探进程的主要技术瓶颈，也导致了该区勘探的长期徘徊不前。直到2010年英东地区砂37井获高产油气流，解释出油气层厚超过200m，实现了英雄岭反转构造带的重大突破。图3英东地区成藏模式图E1+2：路乐河组；E31：下干柴沟组下段；E32：下干柴沟组上段；N1：上干柴沟组；N21：下油砂山组；N22：上油砂山组；N23：狮子沟组；Q：七个泉组图4英东地区05037测线二维(a)与三维(b)地震剖面为了解决制约该区勘探的主要技术瓶颈，2011年开展了英东三维复杂山地地震攻关，*河北省涿州市东方地球物理公司研究院地质研究中心，072751。Email:[e-mail]本文于2012年X月Y日收到,最终修改稿于2012年X月Y日收到。通过高密度宽方位三维地震观测系统和多井组合激发提高原始资料信噪比等关键技术的应用，初步形成了适合英雄岭复杂山地的配套高密度宽方位三维地震采集技术。基于标志层识别的综合初至静校正技术、多域多步提高信噪比技术和GeoEast弯曲射线叠前时间偏移技术的应用，使地震资料处理水平得到很大提高，三维剖面（图4a）较二维剖面（图4b）的信噪比有大幅度提高，整体成像效果好，波组特征清晰，断层位置可靠，断层下盘及深层资料实现了从无到有的突破。英东三维地震攻关的成功，使英雄岭反转构造带成为目前勘探潜力最大的勘探领域。图5英东地区三维地震K3构造图及地震剖面通过三维地震资料解释，基本明确了该区的断层展布及圈闭特征（图5）。三维地震工区浅层的主要断层为NW向的油砂山断层（①号断层），控制了浅层背斜带的形成与演化，⑥号断层为①号断层的反冲断层，构成背斜带与北部凹陷的边界。背斜轴部发育一系列NWW向次级断层，与主断层斜交，反映了该区构造的形成是右旋压扭应力的产物。自西向东构造样式也呈一定的规律变化，如西侧英东二号、一号构造为断层复杂化的背斜，向东次级断层发育较少，英东三号构造浅层为较完整的背斜，到英东四号则逐渐过渡为简单的单斜。英东三维地震工区油砂山断层上盘共落实圈闭4个，地震K3圈闭总面积为46km2，其中英东一号构造为一断层复杂化背斜，目前已基本控制油气当量超过1×108t，英东二号砂41井、英东三号砂43井也获得成功。除上盘背斜外，英东105等井在下盘的牵引构造也获得成功，展