塔里木陆相盆地油气

南天山及北昆仑在海西运动缝合后，成为塔里木周围的屏障堵隔海水，挤压应力波及盆地内部，先南后北，形成一系列古隆起。在P₂—T₂时期以粗碎屑为主，在陆块与盆地转换中进行调整，缺少快速下陷的深水湖盆。印支运动促发了北昆仑、南天山古缝合带复活，逆冲带前陆下陷，造山带碎屑充填，扇、河、洲、湖、沼相互迁移叠置，形成相当规模的生、储、盖组合，成为塔里木陆相沉积盆地，维持时间很长。直到喜马拉雅晚期，促发昆仑、天山强烈逆冲隆升，并在山前形成异常深渊。两个前陆盆地范围广阔，在中央隆起（共用前隆）相连接（见图99），成为我国现今最大的盆地（56万km²）。新生界烃源岩大都未成熟，主要靠深部印支前陆烃源次生注入。

（一）昆仑山前塔西南前陆盆地

印支运动导致昆仑南部碰撞缝合、昆仑北部古缝合带复合，并向塔里木陆块逆冲，在塔西南形成前陆坳陷，T₃—J时期前陆沉积、原型坳陷中心已被多重逆冲带所破坏、掩覆。因此，不同专家的论述有很大的区别。侏罗系烃源岩干酪根属腐煤—腐殖型。推测在喜马拉雅晚期逆冲推覆之前，前陆坳陷沉积有相当规模，而且多已进入生油高峰期。因此，学者们对康苏组（J₁）、杨叶组（J₂）有很高的烃源评价。经分析证明，克拉托残余油藏（见图153c）和杨叶中新统油砂的油源来自侏罗系，柯克亚凝析气田，也应有侏罗系烃源的贡献。

喜马拉雅晚期运动前，前陆盆地中生界组合展布很广阔，晚期快速深埋万米（见图99）。侏罗系烃源岩也迅速进入成熟、高成熟甚至过成熟。生成的油气，通过尚未致密化的储层（深埋压实时间短）和古侵蚀面向坳陷两侧运移。陡翼在晚期运动中被破坏，缓翼（比现在宽）可能在J、K、E甚至N₁地层超覆尖灭体或岩性圈闭中成藏。

喜马拉雅晚期构造运动，造成逆冲带不断强化并向盆内扩展。有些剖面上，不但压覆了原来沉积的陡坡和坳陷中心，连缓坡也很窄了^［423］，缓翼上只保存侏罗系将要尖灭的部分。很明显，塔西南印支坳陷中心主要烃源岩已被晚期逆冲带搞乱，现代侏罗系烃源作用已很少。但晚期逆冲可能发生在第四纪，时间较短。在此前较长地质时期里生成的油气去向，仍值得追寻。靠近原生烃中心，烃源最为有利；现在巨大的麦盖提斜坡，很早就是运移指向区。

由于山前次级逆冲的形式多变，有的具反冲断层，或位于弧形构造的腹部，可能形成多排构造。陈新安等将柯克亚地区分为四排^［421］：第一排向下过反冲断层进入叠瓦逆冲断层下盘；第二排为柯克亚构造次生气田；第三排为固满构造，尚未获油气；第四排为平缓低带。深部地层经晚期深埋和强烈挤压，储层逐步致密化。埋藏较浅的新近系储层孔隙度为12.7％～17.1％，埋深在4100m的古近系孔隙度已降至4％左右，而在柯深102井埋深在6470m的储层基质平均孔隙度仅2.54％，渗透率为0.18×10^-3μm^2［422］，成为超致密和一定裂缝的储气层。气藏温度155.3℃（地温梯度约2.5℃/100m，气层压力高达128.68MPa，压力系数为2.0左右），可见超深部致密封闭状态。上述埋藏深度都不是最大埋深，因靠近逆冲带，被喜马拉雅晚期抬高很多。广大的塔西南，在N＋Q时期超乎寻常的下陷，使探寻J自身油气藏成为难题，而新生界烃源尚未成熟。因此本区评价和勘探方向，应以次生气藏为主：

第一，山前几排构造，有烃源断层连通侏罗系和较浅储层中的次生气藏（图172），如柯克亚以及天山两侧的克拉2和呼图壁类型，是印支前陆深盆与上叠前陆盆地的组合模式，实际已成为大西北地区陆相油气最重要的领域。本书对此类深部气源在晚期构造中垂直向上运移，在浅层中成藏一般称 “次生气藏”。因为深部非常致密层中天然气，不可能直接从源岩中大量上移，主要是从深部已聚集的高压气藏中通过断裂向上运移而成，和同层侧向 “远源气藏”是不同的概念。

图172 塔西南坳陷油气成藏分布模式（据董大忠，1996）

第二，在麦盖提大斜坡寻找早期油气应以K、E、N₁等地层岩性圈闭为主。

第三，喀什以西中生界烃源岩现存较广，但中生界埋藏深，构造复杂，主要也以寻找次生气藏为目的。更向西构造抬升，可选择探索侏罗系油气藏。

（二）南天山前库车前陆盆地

海西晚期南天山缝合造山带，挤压应力在塔里木陆块北部，普遍发生褶皱断裂，中生界地层盖在削顶的背斜和断层上（见图14、图105）。由于天山大范围上升，T_1＋2时期砾石及粗碎屑丰富，冲积扇及河流发育，经过填平补齐，T₃（黄山街组）开始由于前陆下陷速度快，出现半深水湖、浅湖、沼泽和三角洲沉积。受印支运动强势的促发，南天山逆冲隆升，T₃期末和J₁期初粗碎屑增多，扇体和河流充填。阳霞期（J₁y）再次出现湖泊、沼泽和正常三角洲相，山前坳陷沉积了重要的烃源岩（图173b）。在喜马拉雅期叠加前陆深坳陷（见图99）期，T₃—J₂烃源岩逐步成熟，在拜城附近R_o值最高可达2.3％（T₃）和1.8％（J₁），向坳陷边缘R_o迅速减小至0.8％左右。烃源丰富及相态多种形式，是库车坳陷油气资源的宝贵基础。图173a反映整个塔里木东北部中生界残余厚度，库车坳陷是其中一部分。塔东和孔雀河斜坡不存在印支期前陆坳陷，没有T₃地层，J地层盖在海西、印支褶皱的夷平面上，烃源尚未成熟。

库车印支前陆坳陷宽约100km，向南至轮台（雅克拉）前隆，T—J地层多变薄或缺失。越过前隆后，台内沉积范围较广，侏罗系与塔东沉积相连，烃源岩成熟度很低。已发现轮南等一系列油田，但并非T—J地层烃源自身供给，而是下古生界油气通过断层（或在天窗直接输送）向上运移至中生界砂岩，再侧向运移而成（见图98），不属陆相油气系统。下面重点讨论生于陆相、储于陆相的富烃库车叠合前陆盆地。

图173 塔东北（库车）印支前陆盆地概略图

海西运动后，库车地区处于褶皱隆升剥蚀状态，中生代开始陆相沉积。由于前陆型的隆、凹发展非常突出，控制油气规律很显著。下面分阶段论述。

1. 印支前陆坳陷阶段（T₃—J）

印支运动促发南天山原缝合带复活，强烈的逆冲断层推向塔里木陆块，造山带山前向下弯曲，接受天山大量碎屑充填，形成前陆盆地沉积，T＋J地层残留厚度最大达3000m，所夹烃源岩最厚超过千米，并含煤系地层。烃源岩多属中等，一般下部好于上部。烃源岩展布比较集中，多位于坳陷中心快速下陷部位（图173中），储层和盖层配套情况良好。因此，印支前陆盆地原型非常有利于油气富集。

2. 相对稳定并逐步生烃阶段

从J₃时期开始区域构造相对平稳，历经K、E、N₁时期约1亿多年（图174）。这一时期多为正常的河流、三角洲、滨浅湖等沉积，厚度变化不大，向陆块中部逐渐变薄，雅克拉前隆已不存在。稳定阶段后期（E、N₁），普遍发育蒸发岩相，推测天山逐渐剥蚀夷平，水源和碎屑都很少。盐、膏沉积成为库车坳陷极其重要的盖层。

图174 库车前陆盆地演化叠合示意图剖面（喜马拉雅晚期构造运动前）

印支前陆盆地主要烃源岩（T₃—J₂）随着埋深加大，先是深坳T₃地层烃源岩逐步成熟，生成的油气容易进入邻近的砂岩储层。当时虽未到生烃高峰期，但储层物性良好，早期油气向雅克拉前隆运移的趋势已很明显，如秋里塔克、牙哈以及偏西的羊塔克、英买力等，以地层岩性圈闭为主，也有倒灌进海西期构造老地层中。

至于前陆坳陷向天山一侧的陡坡，当时更有利于油气富集，已为晚期逆冲带所破坏。

3. 喜马拉雅晚期上叠前陆盆地及更强烈逆冲造山运动

在距今约5Ma期间（上新世库车期以来），本区发生了翻天覆地的变化，极大地改变了油气地质面貌。在时序上、模式上和天山北、昆仑北基本相似，如印支前陆坳陷的主要烃源层最深可埋至万米，很难评价勘探，靠晚期构造和烃源断裂在新层位中寻找次生气藏为主要目标。但由于构造形变具体样式有差别，配套条件适合程度不一。导致油气远景评价各有千秋。从已知情况看，库车坳陷有很大优势，成为当前我国西气东输的源头。

库车组（N₂k）由于沉积过程快速，随后天山强烈逆冲造山，向盆内推覆滑脱，N₂k也遭到严重剥蚀，图174中带点的仅是残留厚度，可以推定晚期沉降中心（拜城和阳霞）比印支坳陷明显向南移动。说明天山山前在沉积同期已缓缓上升，印支深坳转为隆起（图174）。在新的坳陷中心（拜城一带）形成T₃—J₂地层油气运移分隔轴线，而且和晚期构造运动的区域向斜大致重合（图173c）。最丰富的油气不能向南部运移，保留在运移轴线之北，对克拉苏等构造非常有利。

运移分隔轴线以北地区，烃源条件和储、盖组合都十分有利。但距喜马拉雅晚期逆冲带已很近，最有利的可能被破坏了；保留的构造带范围也较窄，而且构造非常复杂^［425］（图173c），由一系列叠瓦推覆断层和反冲断层组合下的构造圈闭。像克拉2和迪那等重要气田的发现，并非易事。笔者20年前看过不少库车坳陷内二维地震剖面，简直一头雾水，茫然无所知。由于高新地震技术和正确的地质模型相结合，获得了这类图像（见图26）^［144］，从而发现了大气田，深为敬佩！ T₃＋J丰富烃源通过断裂网络向构造圈闭输送，K地层储层顶部正是厚大E地层膏盐盖层，其突破压力高达60MPa，深部烃源可源源不断向其充注。即使断裂有一定泄漏，烃源补充能力很强，气藏仍可保留，甚至近期储量还会增加。“热炒热卖”，克拉2正在火候上。由于封盖严密，气藏压力系数高达1.8～2.0^［371］。气藏超过正常压力约40MPa，远未达到盖层突破压力。气藏超高压原因不一定用挤压应力来解释。深部烃源岩埋藏7000～9000m，地压约116～148MPa，比气藏压力高得多。印支、喜马拉雅叠合前陆盆地次生气藏超高压已是普遍现象。

克拉2气藏具有烃源丰富、输导畅通、圈闭高大、储层良好、封盖严密、成藏特晚等诸多优势。在拜城坳陷（也是向斜）以北的构造带，参照上述有利条件，还有可能发现新的大型次生气藏。而T₃—J₂地层本身在坳陷中埋藏过深，储层已很致密，而且多处于断层中，近期不宜用高投入试探。在逆冲带附近埋藏虽浅，但保存条件差，压力很低，最早发现的依奇克里克油田，一直难有大的发展。

运移分隔线以南地区比较开阔，构造也相对简单，各种圈闭类型发育，如秋里塔克大背斜有很多良好构造。印支前陆盆地前隆边缘，既有T、J、K、E地层各种尖灭或超覆圈闭，也有前隆边缘的断背斜或断鼻构造^［301］。西段前隆阻力小，在英卖力、羊塔克地区撒开许多局部构造，有些T、J、K地层直接披盖在海西晚期构造不整合面之上，油气可上、下交注（见图105）。如此广阔地区的大量圈闭，虽已发现十多个油气藏，但缺乏大储量聚集。分析认为喜马拉雅期上叠前陆盆地的拜城深坳（也是向斜）造成油气运移分隔线，T＋J地层最富烃源很难越此分隔线向南部运移，只能靠早期运移的油气和南坡较差烃源的晚期生烃聚集，实际上是区域构造演化导致烃源分配不均的问题。喜马拉雅运动最后的5Ma期内，控制J库车叠合前陆盆地的油气格局。这是我国西北地区带有普遍性的地质事件。

（三）塔里木叠合盆地综述

1. 塔里木是现今我国最大的盆地，面积约56万km²

在塔里木古陆块的基础上，加里东、海西早、海西晚期曾出现过多种形式的沉积区。如O₂期后由于周围陆块开始限制自由陆块（AnZ—O₁），向陆块输送大量碎屑，形成近东西向海陆过渡型盆地；海西早期陆内受挤压形成一系列隆起带（见图97），被石炭纪海侵所覆盖；海西晚期南天山碰撞的影响，北部普遍褶皱隆起，T地层（或J、K）盖在不整合面上。

陆相盆地是印支期昆仑和天山两个大型前陆盆地逐步扩展、喜马拉雅晚期叠合更大规模的前陆盆地联合而成（见图99）。在最后短短的5Ma期间（N₂＋Q），快速堆积了近200万km³以上巨量沉积物，比我国现存任何一个盆地的沉积岩总量都要多。

晚期这一巨大碎屑物的不均匀覆盖，对塔里木4亿多年油气生、聚面貌产生重大影响。它的正面作用是促进低温盆地三套烃源岩（Є—O，C，T—J）大都成熟至过成熟，并形成一些局部构造圈闭。而它的负面作用则相当严重，除周边逆冲带的破坏作用外，盆内影响有两方面：第一是海相油气层大多过于深埋，难以进行勘探或成本很高；第二是许多已经聚集油气的古隆起，古上倾地层岩性圈闭的改造和破坏（在三章三节有详细的论述），图100、图101都是反映这个问题的。

2. 塔里木三套烃源中，Є—O地层自始至终处于生烃量的最高位（见图95）

加里东和海西期生烃占全盆地总生烃量55％以上，所以研究古生界早期适时聚集应引起特别的重视。中生代以后Є—O地层生烃能力相对有所下降，但仍居首位，除对古油藏进行轻烃补充外，盆内许多C和T地层油气藏也主要源于Є—O地层。C地层烃源岩发育于盆地西部，大多到新生代才成熟，但多已埋藏过深，本身很难勘探，主要靠断层通至新的层位形成次生气藏。而盆地内部发现的C油气藏多已证明来自Є—O地层。T、J地层有效烃源岩分布范围局限，但它的优势是在两个前陆坳陷内，生烃期晚而及时成藏，折腾少、损失小，虽然以垂向上移次生油气藏为主，而油气藏目标容易锁定，应作为当前的重点，努力寻找大储量油气藏。Є—O地层尽管生烃量巨大，但在几套叠合盆地中地史反复变动，难以捕捉，致使勘探工作曲折复杂，耗资巨大。不过，就全国而言，早古生代自由陆块极其丰富的烃源，塔里木保存条件最好，理应蕴藏丰富的资源量。塔里木油气勘探的战略重点，仍将是追寻Є—O烃源的去向和归宿。因此更要强调 “油气活动地史观^［103］”，这是多旋回叠合盆地的必然的要求。光认知现今的 “三维”对多旋回盆地来讲是不够的，一定要具备 “四维”（三维＋时间）观点。

3. 塔里木盆地勘探重点和排序

根据远景评价和工程条件结合，提出以下五点建议：

第一，继续抓紧陆相中、新生界油气富集带的拓展。主要在库车、塔西南靠近印支前陆生烃中心和晚期运移轴线陡翼，寻找克拉2和柯克亚类型的次生油气藏。由于晚期生烃高峰阶段，深坳（和主向斜）轴线限制主力烃源向陆内运移，容易在陡坡新构造圈闭中集中形成大储量气田。当然，广阔的缓坡上烃源岩仍有一定厚度，而且在N₂深坳轴形成前曾是油气运移指向带，此领域圈闭类型多，构造也相对简单。

第二，大满加尔周边探查古隆起奥陶系溶蚀型大油气藏。海西早期强劲压扭构造应力波及塔里木陆块内部，围绕满加尔-阿瓦提坳陷形成一系列区域性古隆起，顶部大多缺失O₂—D地层，为C₁地层超覆披盖（见图97）。隆起形成不一，有穹隆状如轮南—塔河，有扭动分支状，如塔中（见图106a）。下奥陶统灰岩经长期暴露溶蚀，往往能形成重要的油气储集。下奥陶统溶蚀主油藏往往有断层和上覆C、T等地层沟通，组成复合油气聚集。此领域虽在塔河、塔中、和田河已取得重要成果，但在成藏和岩溶理论上研究尚不深透。大满加尔是我国古生代深海大陆边缘唯一完整保存区，还应有相当的潜在资源。

第三，盆地中部大面积志留系油气储集。塔北与塔中古隆起之间的低平台，满加尔与阿瓦提之间的高鞍，有约5万km²以上的稳定地区。志留纪地层披覆在Є—O地层被动大陆边缘回返运动面上（见图100带点处）。它的重要性在于这套以砂岩为主的层系，广泛铺陈在烃源极其丰富的Є—O地层之上，而且地史漫长时期处于生烃高峰。上覆D、C地层很厚的泥岩、盐膏盖层，难以垂向泄漏。志留系在南、北隆起上普遍有沥青和厚大的含油砂岩（见图101），并在多口井中获工业油流。地史中油气有向南、北古隆起运移趋势，但又可长期接受东、西深坳的补充，直至现代。志留系目前埋深大多在5.5～6.5km范围内，储层物性变化大，多属中差，侧向运移不很顺畅，可能尚未到普遍致密砂岩级别。由于地层平缓、相变频繁，只有少数低平构造，油气聚、散规律尚待专题探索。这一非常有潜力的新领域，应引起足够重视；同时，探索大型致密岩含气（深盆气）的可能性。

第四，早海西侵蚀面C地层砂岩和深部烃源断层上通至C地层或T地层砂岩次生油气藏。早海西运动侵蚀面夷平后，石炭纪海水从西向东侵进，陆内发育各种河流、沙坝、三角洲砂体及滨海介屑滩等，下部通称东河（塘）砂岩。有些直接盖在古隆起O₁地层溶蚀面上，充注油气顺层侧向运移成藏；有些通过烃源断层垂直进入C或T地层砂岩，因为储层物性良好，侧向运移较畅，可在上倾方向各种圈闭中成藏。海西晚期盆地北部形成一系列局部构造，不整合面下为古生界层圈，不整合面上为中生界披盖，上、下油气交流。研究最佳配置，探寻古、新油气藏。

第五，东部Є—O地层和西部C₂—P地层礁滩油气藏。塔里木陆块东部Є—O地层碳酸盐岩台地面向满加尔深海的边缘礁滩带，分布范围很广，形式多样^［426］，目前主要在地震剖面上进行解释分析（见图29）。塔北沙60井钻于O₁藻海绵礁相地层（可能为台内礁），塔中1号断层坡折带与O_2＋3地层碳酸盐岩台地边缘礁滩复合体，成为有利油气聚集带。西部C₂—P地层礁带仅从岩相古地理分析预测，地震剖面解释尚未见于文献。由于东、西台地边缘礁滩埋藏相对较深（5～8km），都未进行系统研究和勘探。但塔里木是我国古生界礁带保存最完好的盆地，相配置的烃源条件极佳。四川东部地下P₂—T₂地层主要是台内裂陷边缘以滩为主的相带，已获重要油气成果，其规模和烃源配置远不及塔里木。随着地震和深钻技术的提高，这一独特的潜在领域，将逐步成为现实。可先在工作程度较高的塔中古隆起北坡和塔北古隆起的东坡进行地震试验和科学钻井。

上述五点，只有第一点是盆地两侧边缘现实的陆相油气，其他各点实质上主要是追寻Є—O时期海相烃源的各种去向。这些构成了塔里木石油地质极其鲜明的特征。自由陆块拼合后，干扰因素多，地质发展沧桑多变，规律难以捉摸，勘探不很顺利。由于总体保存条件优势，隐蔽巨大资源是可信的。因此要在理论创新和高精技术上下大工夫，以期出现新的亮点。