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  中国石油勘探  2017, Vol. 22 Issue (5): 54-63  DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2017.05.006
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引用本文 

曾旭, 田继先, 杨桂茹, 王波, 郭泽清, 王薇, 张海龙. 柴北缘侏罗纪凹陷结构特征及石油地质意义[J]. 中国石油勘探, 2017, 22(5): 54-63. DOI: 10.3969/j.issn.1672-7703.2017.05.006.
Zeng Xu, Tian Jixian, Yang Guiru, Wang Bo, Guo Zeqing, Wang Wei, Zhang Hailong. Structure characteristics and petroleum geological significance of Jurassic sags at the northern margin of Qaidam Basin[J]. China Petroleum Exploration, 2017, 22(5): 54-63. DOI: 10.3969/j.issn.1672-7703.2017.05.006.

基金项目

国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”(2011ZX05007);中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“柴达木盆地建设千万吨油气田综合配套技术研究”(2011E-03)

第一作者简介

曾旭(1987-), 男, 甘肃酒泉人, 硕士, 2012年毕业于中国石油大学(北京), 工程师, 现主要从事石油地质综合研究及油气勘探方面的工作。地址:河北省廊坊市万庄石油矿区廊坊分院, 邮政编码:065007。E-mail:zx69@petrochina.com.cn

文章历史

收稿日期:2016-06-03
修改日期:2017-06-14
柴北缘侏罗纪凹陷结构特征及石油地质意义
曾旭1 , 田继先1 , 杨桂茹1 , 王波2 , 郭泽清1 , 王薇3 , 张海龙2     
1. 中国石油勘探开发研究院廊坊分院天然气地质所;
2. 中国石油青海油田公司勘探开发研究院;
3. 中国石油华北油田公司第四采油厂
摘要: 传统的地震资料解释方法受制于地震资料品质等原因,对柴达木盆地北缘侏罗系分布厚度及平面特征的认识一直存在局限性,通过柴北缘早、中侏罗世时期的构造演化分析,建立了侏罗纪断陷+坳陷的新的构造解释模型。在该模型的指导下,发现了红三旱、尖顶山、长尾梁等新的侏罗纪凹陷。根据剖面形态及构造特征,将受到强烈改造的侏罗纪凹陷划分为5种类型,分别是软弱层主导的强变形凹陷、能干层主导的强变形凹陷、基底断裂主导的强变形凹陷、挤压挠曲的弱变形凹陷及垂直隆升的弱变形凹陷。断陷期地层主要受控于柴北缘基底深大断裂,坳陷期地层则全区分布,两者具有明显的继承性。通过应力场与现今基底主干断裂走向关系分析,祁连山的阻隔及阿尔金山的左行走滑作用控制了现今侏罗纪凹陷的形态特征。早侏罗世断陷所在的地区,烃源岩条件更为优越;并联式的断陷结构有利于烃源岩生成的油气向远距离运移,易形成源外油气藏。
关键词: 柴北缘    侏罗系    解释模型    凹陷结构    
Structure characteristics and petroleum geological significance of Jurassic sags at the northern margin of Qaidam Basin
Zeng Xu1 , Tian Jixian1 , Yang Guiru1 , Wang Bo2 , Guo Zeqing1 , Wang Wei3 , Zhang Hailong2     
1. Department of Natural Gas Geology, Langfang Branch of PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development;
2. Research Institute of Exploration & Development, PetroChina Qinghai Oilfield Company;
3. No.4 Oil Production Plant, PetroChina Huabei Oilfield Company
Abstract: Due to the poor quality of seismic data, traditional seismic data interpretation methods cannot provide complete understanding on the distribution thickness and plane characteristics of Jurassic at the northern margin of the Qaidam Basin. In this paper, a new structure interpretation model for Jurassic faulted depression + depression was established after the structural evolution of the northern margin in the Early and Middle Jurassic was analyzed. By virtue of this model, a series of new Jurassic sags have been discovered, including Hongsanhan, Jiandingshan and Changweiliang sags. On the basis of section morphology and structure characteristics, the Jurassic sags strongly reworked are classified into 5 types, i.e., incompetent bed dominated strongly deformed sag, competent bed dominated strongly deformed sag, basement fracture dominated strongly deformed sag, compaction-flexture weakly deformed sag, and vertically uplifted weakly deformed sag. The strata of faulted depression stage are mainly controlled by the discordogenic fault in the basement at the northern margin of the Qaidam Basin, and the strata of depression stage are distributed in the whole area. They both present obvious inheritance. The relationship between the stress field and the trending of present trunk fault in the basement was analyzed. It is indicated that the morphologic characteristics of present Jurassic sags are controlled by the barrier of Qilian Mountain and the left-lateral strike slip of Altun Mountain. The source rocks are more superior where the Early Jurassic faulted depression is located. Parallel faulted depression is favorable for the long-distance migration of oil and gas generated by the source rocks, resulting in great probability of formation of outside-source oil and gas reservoirs.
Key words: northern margin of the Qaidam Basin    Jurassic    interpretation model    structure of sag    

柴达木盆地北缘(柴北缘)侏罗系含油气系统是柴达木盆地三大含油气系统之一,目前已发现的含油气构造的油气源均来自于侏罗系[1-2],所以侏罗纪的盆地原型、盆地填充特征及优质烃源岩分布成为众多研究者关注的焦点。

前人对侏罗系的展布及烃源岩地球化学特征做了大量研究,杨永泰等通过冷科1井及野外露头等资料的研究,认为早侏罗世柴北缘为断陷结构,数个次凹地层沉积较厚,有利于烃源岩发育[3];中侏罗世柴北缘为早期断陷、后期坳陷的构造特征,烃源岩厚度及分布范围较小。陈志勇等认为早侏罗世的断陷盆地原始沉积中心集中在阿尔金、红山和冷湖构造带以南的地区;中侏罗世柴北缘为坳陷型盆地,沉积面积大于早侏罗世;晚侏罗世和早白垩世柴北缘为范围广阔的大型坳陷盆地,新生代晚期的走滑冲断作用对侏罗系的分布有着决定性的影响,并明确了早、中、晚侏罗世的现今地层厚度展布特征[4]。对于侏罗系烃源岩的生烃能力,前人也做了大量的研究,认为中、下侏罗统具备良好的生烃能力,总体上有机质丰度、成熟度较高,有机质类型为混合—偏腐殖混合型,并明确了中、下侏罗统厚度分布及资源量[5-6]

综上所述,前人对于侏罗系展布研究主要以中、下侏罗统厚度分布为重点,虽然对侏罗纪断坳特征有所论述,但是对断坳时期的地层展布特点研究比较薄弱,同时,中—新生代后期构造运动对分散的侏罗纪断陷进行了强烈改造,使得柴北缘现今侏罗系的分布不均衡,单一的野外露头资料研究较为局限。在地震解释中,解释人员主要通过波组追踪进行侏罗系的解释,导致对柴北缘侏罗系,尤其是中、下侏罗统的分布认识不清。这些问题制约了目前柴北缘侏罗系油气勘探进程。本文在前人研究基础上,充分利用地震及地质资料,确立侏罗系识别标志,构建地层充填格架,建立盆地发育模型,查明残留侏罗系和有效烃源岩发育范围。

1 凹陷结构特征

柴北缘主要是指阿尔金山以东、南祁连山以南、一里坪凹陷北部的地区,主要包括一里坪凹陷、赛昆断陷、马海凸起以及鱼卡—红山凹陷等三级构造单元,目前已发现冷湖、南八仙、马北、东坪等多个油气田(图 1)。目前钻遇侏罗系的探井约30余口,主要集中在鱼卡、冷湖、牛东以及九龙山等地区。

图 1 研究区构造位置图
1.1 凹陷解释模型

对于侏罗纪凹陷的解释,本文弱化了传统解释中依据地层发育年代及岩性地层的概念,而是根据侏罗纪的演化特征,运用伸展裂陷盆地中凹陷普遍具有断陷+坳陷这一特征,重新建立了侏罗纪凹陷的地震解释模型,使得解释结论更加合理。位于冷湖五号的冷科1井(图 1)钻遇1727m的巨厚侏罗系,地层序列发育较全,故以此井进行重点解剖。该井完钻井深5200m,但是在3473m以下地层归属问题存在一定争议,本文认为应该归属于下侏罗统,主要从古生物证据特征分析。首先,阎存凤在4395~5200m井段岩屑的孢粉样品中分析出大孢子库车壳孢形体(Kuqaia),在大部分样品中分析出丰富的早侏罗世孢粉化石,未见石炭纪孢粉,孢粉化石研究表明冷科1井4666~5200m段地层的时代为早侏罗世早期[7]。其次,在4395~5200m井段,孢粉组合中,裸子植物花粉占总含量的93.6%以上,蕨类植物孢子的含量为0~6.4%,未见被子植物花粉[7],这与阿尔金山西侧的塔东南地区下侏罗统莎里塔什组的古生物特征相一致,裸子植物茂盛,蕨类植物相对较少[8]

在确定地层归属的基础上,将冷科1井钻遇的下侏罗统湖西山组分为3段:深湖泥岩段、煤系地层段、灰质岩段[9]。其中,深湖泥岩段(3473~4112m)以泥岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩为主;煤系地层段(4112~4666m)以泥岩、粉砂质泥岩、砂岩与多套煤层互层,特别是顶部4112~4200m发育了3套稳定的厚层煤层;灰质岩段(4666~5200m)以粉砂质泥岩、粉砂岩和灰质粉砂岩,以及凝灰岩、泥晶灰岩、轻变质粉砂岩为主,底部发育厚层状石灰岩[10]

结合VSP地震记录成果,将上述岩性段标定于地震剖面上不难发现(图 2),3473m处(古近系与侏罗系不整合界面)对应一套强振幅、中—低频、强连续反射;深湖泥岩段(3473~4112m)对应一套弱振幅(或空白反射)、低频、弱连续—不连续反射;3套稳定的厚层煤层(4112~4200m)对应一组强振幅、中—低频、强连续反射,剩余煤系地层段(4200~4666m)则对应一套中—弱振幅、中—低频、中—弱连续反射;灰质岩段(4666~5200m)对应一套中—弱振幅、中—低频、弱连续反射,其顶部(4666m)对应一组中—弱振幅、低频、弱连续反射。众所周知,砂泥岩地层剖面中稳定分布的厚层煤系地层通常会在地震反射剖面中表现为强振幅、中—低频、连续反射特征。从沉积角度来说,厚层煤系地层代表了深湖—半深湖消亡进入滨浅湖—河流沼泽沉积阶段,此时通常对应稳定的构造应力环境[11]。因此,本次研究在遵从冷科1井岩性地层划分方案的基础上,提出以4112~4200m处3套稳定的厚层煤系地层为标志层,采用构造分层思路,将4112m以上地层定义为侏罗纪坳陷期沉积地层,下部地层定义为断陷期沉积地层(图 2)。以厚层煤系地层为断陷、坳陷两套构造层的转换界面,其地震反射特征在全区易于追踪,具有现实的、可行性较强的地震解释意义。

图 2 冷科1井下侏罗统不同岩性段地震响应特征图

运用该解释模型,通过全区的地震资料解释,侏罗系在柴北缘主要分布于一里坪凹陷、赛昆断陷的冷湖构造带、鱼卡—红山凹陷等地区。图 3中,通过运用该解释模型,精细刻画了侏罗纪深部凹陷的地层结构,赛什腾凹陷中,图中绿线为一套强相位的同相轴,表示断坳解释的分界面,即断坳转换面,其下为一套杂乱反射,其上为一套弱振幅、中—低频、弱连续的反射结构;在尕丘凹陷中,也具有相似的特征。该解释模型具有广泛适用性,其中在一里坪地区的红三旱、长尾梁及尖顶山地区深层落实了侏罗纪断陷结构的存在。

图 3 柴北缘典型侏罗纪凹陷地震剖面图(剖面位置见图 1
1.2 控凹断裂发育特征

早侏罗世断陷期,断裂是控制沉积及构造形态的重要因素,侏罗纪残留断裂为早侏罗世断陷期发育的伸展断层[12],柴北缘西段早侏罗世断陷期发育的伸展断层整体以北西向或北北西向为主,冷湖地区存在少量北东向断裂,例如葫芦山地区深部断裂;北东向断裂大多位于靠近阿尔金山前的地区,说明阿尔金山对于侏罗纪凹陷的后期改造作用影响较大。断层倾向多以北东向为主,少量倾向南西向,如冷湖深部断层、鄂博梁Ⅲ号深部断层等。规模较大、延伸较长、对侏罗系沉积有较强控制作用的为尖顶山深部断层、长尾梁深部断层、红三旱深部断层、鄂博梁Ⅱ号深部断层、鄂博梁Ⅲ号深部断层、葫芦山深部断层等20条一级断裂;规模较小、对侏罗系沉积控制较弱的主要是红三旱深部1号断层、鄂博梁Ⅲ号深部1号断层、北极星深部Ⅰ号断层等12条二级断裂。

1.3 断陷期地层分布特征

侏罗纪断陷的发育规模和形态与早侏罗世伸展断层分布和发育有密切关系。根据前述控凹断层发育规模及其伴生断层协调作用的分析结果,本次研究识别出尖顶山断陷、长尾梁断陷、长尾梁北断陷、红三旱四号断陷、鄂博梁Ⅱ号断陷、鄂博梁Ⅲ号断陷、鸭湖断陷、陵南断陷、尕丘断陷、鄂博梁Ⅰ号断陷和冷湖断陷等14个断陷(群)。

从侏罗纪断陷期沉积残余厚度图可以看出(图 4),面积最大的断陷是鄂博梁Ⅲ号断陷,面积达到1700km2以上,面积最小的断陷是鸭湖断陷,面积只有50km2左右,柴北缘西段整个断陷期沉积总面积达8440km2。现今已发现的主要油气田主要分布在这些断陷的周缘。坪东断陷位于阿尔金山前,面积约为200km2,东坪气田的天然气主要来源于该断陷以及上覆坳陷层内的侏罗系烃源岩[13]。从地震资料解释结果看,常规剖面上,坪东断陷断坳分界面清晰(图 5a);在将上干柴沟组层拉平之后的拉平剖面上,断陷构造形态更为明显,为一向南西方向倾斜的半地堑结构(图 5b)。

图 4 柴北缘侏罗纪断陷期沉积残余厚度图 断裂名称:1—尖顶山深部断层;2—长尾梁深部断层;3—红三旱深部断层;4—鄂博梁Ⅱ号深部断层;5—鄂博梁Ⅲ号深部断层;6—葫芦山深部断层;7—牛鼻子梁深部断层;8—北Ⅰ深部断层;9—冷西深部断层;10—鄂博梁Ⅲ号深部Ⅰ号断层;11—赛什腾深部断层;12—尕丘深部断层;13—陵南深部断层;断陷名称:a—尖顶山断陷;b—长尾梁断陷;c—长尾梁北断陷;d—红三旱断陷;e—鄂博梁Ⅱ号断陷;f—鄂博梁Ⅲ号断陷;g—鸭湖断陷;h—陵南断陷;j—尕丘断陷;k—赛什腾断陷;m—冷湖断陷;n—鄂博梁Ⅰ号断陷;p—坪东断陷;q—葫芦山断陷
图 5 东坪地区地震剖面(剖面位置见图 1 (a)常规剖面;(b)坪东断陷上干柴沟组拉平剖面
1.4 坳陷期地层分布特征

坳陷期地层在柴达木盆地分布广泛,南至尖顶山—红三旱、西至阿尔金山前、北至冷湖—红山一带、东至鸭湖—南陵丘一带均有分布,整体呈北西—南东向展布(图 6)。沉降中心主要位于阿尔金山前、鄂博梁Ⅰ号构造—鄂博梁Ⅱ号构造—鄂博梁Ⅲ号构造、冷湖四号构造、冷湖七号构造及一里坪—鸭湖构造带等。其中,自鄂博梁Ⅰ号构造—鄂博梁Ⅱ号构造(含葫芦山构造)—鄂博梁Ⅲ号构造至一里坪—鸭湖构造呈现为明显的北西向、串珠状分布。

图 6 柴北缘侏罗纪坳陷期沉积残余厚度图

坳陷期地层包含了部分早侏罗世坳陷期地层、全部中侏罗世地层和晚侏罗世残余地层。自早侏罗世到晚侏罗世,坳陷期地层分布范围逐渐缩小,自西向东、由南向北,内部层位逐渐抬升,即地层时代具有西南部偏老、东北部偏新的变化规律。尤其是自早侏罗世到晚侏罗世,坳陷期地层的沉降中心总体上具有自西向东的迁移规律,略具由南向北的迁移特征,前人提出这是侏罗纪阿尔金构造活动对中生代柴达木盆地构造、沉积演化的影响[14]

将坳陷期沉积的侏罗系与断陷期沉积的侏罗系叠加后,两者在空间上具有明显的继承性,尤其是坳陷期所呈现的多个沉降次凹与断陷期的沉降中心有着明显的重合性。柴北缘现今主要的凹陷地区,在新生代之前均是由数个小型断陷组成,断陷期厚度较薄的地区则易后期演化为斜坡区或者构造隆起区(图 7)。同时,断陷结构的存在为坳陷期地层的沉积提供了更大的可容空间。

图 7 柴北缘马海凸起—昆特依凹陷构造演化剖面图(剖面位置见图 1
1.5 凹陷类型及分布规律

柴北缘侏罗纪凹陷主要经历了早侏罗世—中侏罗世断陷—坳陷沉积、晚侏罗世—白垩纪逆冲推覆挠曲变形、渐新世—第四纪强烈挤压收缩变形3个主要的演化阶段[12]。其中,喜马拉雅期的强烈挤压运动对侏罗纪凹陷的改造尤为重要,部分凹陷变化较大,原有的伸展断陷结构在大部分剖面上难以识别。由于各个凹陷的原始沉积地层及构造格架不同,凹陷发生变形的主导因素不同,沉积地层的力学性质以及早期的基底断裂是影响凹陷后期形态的两大重要因素[15]。在柴北缘相邻的库车、准南以及川西龙门山前带等地区,近似的构造背景下,由于滑脱层的存在或者早期断裂的活化,同一构造带不同部位展现出了不同的表现特征,具体表现为:在滑脱层较厚、距离造山带较远、水平挤压应力占主导的地区易形成上下分层的双层构造,在距离造山带较近、垂直隆升作用占主导或者滑脱层发育不明显的地区多为基底卷入式的构造[16-19]。结合柴北缘相邻的挤压盆地分析,以及剖面的特征分析,将侏罗纪改造后的凹陷分为两个大类:强变形改造凹陷和弱变形改造凹陷。再根据滑脱层的厚度、主应力的性质和方向以及早期断裂存在的情况,可以将变形较为剧烈的凹陷分为3类:即由基底断裂、软弱层及能干层主导变形的凹陷;而弱变形改造凹陷又可分为2类:挤压挠曲弱变形凹陷,分布在垂直构造运动或盆地基底较为刚性的地区,变形较弱,伸展断陷的结构特征得以保存;垂直隆升弱变形凹陷,分布在山前地区,伸展断陷的面貌基本未发生变化,基底面的高度较其他地区高(表 1)。

表 1 柴北缘侏罗纪凹陷构造类型划分表
1.5.1 强变形改造凹陷

强变形改造的凹陷主要包括:冷湖凹陷、鄂博梁凹陷、红三旱凹陷等。

软弱层主导变形的凹陷通常在侏罗系沉积最厚处变形最为强烈,侏罗系主要的滑脱层为力学性质较软的煤系地层以及泥页岩地层[20],在整个柴北缘分布范围较广,特别是早期断陷的沉积中心,厚度可以达到400~600m[6]。在软弱地层中,断裂较为发育,断裂在平面上延伸较长,但并不控制地层的沉积厚度。例如冷湖凹陷,北Ⅰ断裂为该区深部的主要断裂,但其两侧的侏罗系厚度变化较小,控制沉积断裂并未向上延伸且远离构造强变形区。在变形最为强烈的构造高部位侏罗系厚度最大,这是由于软弱岩层在变形过程中起到了主导作用,相比能干层更易形成调节性质的断裂,在构造变形最为强烈的地区,形成鱼肚状的反转构造,因而地层加厚明显。

能干层主导变形的凹陷通常发育一条控制沉积及构造形态的主干断裂,其余的分支断裂发育较少或控制作用十分微弱。例如鄂博梁Ⅱ号—葫芦山凹陷,该凹陷两侧发育两条控制沉积的葫芦山Ⅰ号断裂及鄂博梁Ⅱ号深部断裂,断裂下盘侏罗系厚度比上盘大。相对于软弱层主导变形来说,该类凹陷的变形主要是从凹陷沉积最薄、能干性最强的部位开始。

基底断裂主导变形的凹陷主要特征是早期断裂全部在后期构造改造中活化,形成相对独立的断阶带或断块,相比前两类强变形改造,断裂在该类变形起到了绝对的控制作用。

1.5.2 弱变形改造凹陷

弱变形改造的凹陷主要包括:尕丘凹陷、红山凹陷及祁连山前部分凹陷。挤压挠曲最明显的特征是在断裂附近形成断展褶皱、蛇头背斜等挤压褶皱,而断裂两侧的地层无明显变化,其形成的构造对浅层难以产生影响,多为潜伏构造,赛什腾凹陷存在多个潜伏构造,均表现为该类特征。而垂直隆升的变形大多保留着先前伸展型凹陷的基本特征,不发育挤压构造,断裂基本不再活化。

2 深部凹陷的形成及主控因素

余辉龙等[21]通过对柴达木盆地及其周缘的古地磁研究发现,在早侏罗世,受到柴达木板块、华北地块及扬子板块大规模北移运动,以及塔里木板块大规模东移运动的影响,柴达木盆地处于伸展构造环境之下,产生大规模的断陷或裂谷群;控凹断裂以北西—南东向为主,与当时主要应力场方向吻合。而到了晚侏罗世—早白垩世,整个中国西北部发生了构造环境的转化,柴达木盆地处于挤压构造环境中,但此时主要对山前地区影响较重,从侏罗纪坳陷期地层可以看出,地层较薄区域主要围绕着山前分布。渐新世—第四纪对现在的侏罗纪凹陷产生了剧烈的影响,此时欧亚板块与印度板块持续碰撞导致阿尔金山隆起及阿尔金断裂大规模左行运动,产生的挤压应力呈环带状发散,控凹断裂产生剧烈变化的区域也与现今阿尔金山挤压旋扭产生剧烈影响的区域相符合。此时祁连山也发生了强烈的隆升,欧亚板块与印度板块产生的挤压应力受到祁连山强烈的阻隔,导致祁连山前深部凹陷的控凹断裂发生旋转,与祁连山呈30°~60°相交;而在远离祁连山的凹陷,控凹断裂并未发生剧烈变化,早期伸展应力与晚期挤压应力的主应力方向近乎相同。祁连山的阻隔导致应力场发生变化,是柴北缘深部凹陷改造的重要因素。

3 油气地质条件

目前柴达木盆地油气勘探表明柴北缘烃源岩主要是中—下侏罗统的暗色地层,特别是早侏罗世断陷的分布对烃源岩的厚度影响至关重要。赵凡等[12]认为中—下侏罗统沉积特征不符合前陆盆地楔形分布特征,而是受断块沉降关系及所处位置的影响。同时,柴北缘钻遇侏罗系的探井较少,深层地震资料品质较差,确定侏罗系的古地理及沉积环境难度较大。侏罗纪断陷期地层分布有限,每个断陷有一定的生烃能力,但埋深较大,同时断陷期与坳陷期在地层展布上具有继承性,岩性组合复杂,评价烃源岩难度较大。在详细解释早侏罗世断陷的基础上,通过结构特征分析对侏罗系烃源岩做出评价是比较现实的做法。

前人研究成果表明,柴北缘西段主力烃源岩是下侏罗统湖西山组深湖相暗色泥岩,其次为湖西山组含煤含炭地层,中侏罗统浅湖相的含煤含炭地层及暗色泥岩也是较好的烃源岩。有效烃源岩的分布与地层厚度及沉积相类型密切相关。在钻井、露头资料统计分析的基础上,通过地震相、沉积相研究,编制了柴北缘侏罗系残余烃源岩分布图(图 8)。侏罗系残余烃源岩发育多个生烃中心,岩性主要为暗色泥岩,其次为碳质泥岩[22]。优质烃源岩分布较广,有机碳含量平均为1.97%~2.7%;有机质类型以腐殖型为主,成熟度高,以生气为主,综合评价为一套好的烃源岩。下侏罗统烃源岩主要分布在冷湖—南八仙构造带及其以南地区,厚度一般在600m以下,冷湖凹陷、伊北凹陷和坪东凹陷最大厚度分别为1200m、1400m和1200m,其中伊北凹陷面积最大,厚度最大。中侏罗统有效烃源岩主要分布于鱼卡凹陷,厚度为400m,是中侏罗统最重要的生油凹陷;尕丘凹陷、赛什腾凹陷是中侏罗统残余烃源岩发育的次要地区。本次研究中通过应用新建立的断陷—坳陷转换模型,发现伊北凹陷烃源岩分布范围扩大,长尾梁凹陷、红三旱凹陷有独立的烃源岩沉积中心,这对柴北缘油气勘探领域扩大有重要意义。

图 8 柴达木盆地北缘侏罗系残余烃源岩分布图 有利区带:① 鄂博梁构造带;② 冷湖六号—七号构造带;③ 赛什腾古隆起;④ 马仙古隆起

现今已发现的柴北缘主要的大型油气田,如南八仙、冷湖等油气田均是距离烃源岩较近的地区,也是侏罗纪早期断陷烃源岩较为发育的地区,对油气成藏有重要的意义[23];而马北、东坪等源外油气田,均分布在紧邻沉积地层厚度较大、面积较广的断陷周缘[24-26]

4 有利勘探方向

综合烃源岩、储层以及油气运移优势通道等因素,柴北缘共划分出两大有利勘探方向、四大有利区带,其中两大有利勘探方向是:柴北缘环侏罗纪凹陷古隆起带以及盆内晚期构造带。

环侏罗纪凹陷古隆起带存在以下有利条件:① 该区紧邻侏罗系主要烃源岩, 已进入成熟阶段,因此烃源条件较好;② 持续发育古构造背景,以区域不整合和沟通源—储的深大断裂为运移通道,是油气持续运移的有利区;③ 圈闭发育,类型多样,包括构造圈闭、构造—岩性圈闭、地层岩性圈闭,可形成构造、岩性、地层(基岩风化壳)等多种油气藏类型。2011年平1井以及2012年东坪1井获高产工业油气流,展示该区具有良好的勘探前景。该区有利区带主要包括:赛什腾凹陷古隆起带以及马仙古隆起带。

而盆内晚期构造带是一个勘探程度较低的领域,勘探面积为3800km2,主要包括冷湖构造带、鄂博梁构造带等地区,受晚喜马拉雅期构造运动影响,该区形成了一系列晚期构造圈闭,在鄂博梁Ⅲ号构造钻探的鄂深1井、鄂7井均获得了工业气流,冷湖七号构造多口井见到良好的钻井显示,而且冷七1井也获得低产工业气流,展示了该区具有较好的勘探前景。该区具有以下有利条件:① 该区深层为侏罗纪断陷最为集中发育的地区,发育大型早侏罗世生烃凹陷,以Ⅱ2—Ⅲ型干酪根为主,具有持续充注的气源条件;② 发育大型构造圈闭,单个圈闭面积均超过100km2,发育一系列不对称大型挤压背斜;③ 深大断裂持续活动沟通深部气源,垂向输导条件好。源—断—储配置较好,天然气在压差作用下可形成下源上储的晚期成藏。该区有利区带包括:鄂博梁构造带以及冷湖六号—冷湖七号构造两个有利区带[27]

5 结论

(1) 依据柴北缘侏罗纪构造演化特征,建立了柴北缘侏罗系断陷—坳陷沉积解释模式,在全区具有广泛适用性,对重新认识侏罗纪盆地原型具有重要意义。

(2) 侏罗纪凹陷虽经过燕山期及喜马拉雅期构造运动的改造,但现今剖面上仍保留着伸展断陷的特征,在断陷—坳陷解释模型基础上,依据构造形态、改造程度及运动学特征,将侏罗纪凹陷划分为5种不同的构造类型。断陷期地层与坳陷期地层具有明显的继承关系,同时自早侏罗世断陷期沉积地层到晚侏罗世坳陷期沉积地层,沉降中心总体上具有自西向东的迁移规律,略具由南向北的迁移特征。

(3) 侏罗纪凹陷的主要成因受控于早侏罗世伸展构造运动,喜马拉雅晚期挤压应力方向与早期的伸展应力方向近乎相同,但是由于阿尔金山的走滑作用及祁连山隆升的阻隔作用,祁连山前断陷及鄂博梁断陷等地区,断裂的方向以及断陷的形态发生了剧烈变化。

(4) 断陷较为发育的地区为侏罗系沉积提供了更大的可容空间,侏罗系烃源岩条件更为优越。通过新解释模型的应用,发现了红三旱、南翼山等之前未认识到的有利生烃凹陷,并扩大了鄂博梁凹陷的范围。指出环侏罗纪凹陷古隆起带以及盆内晚期构造带是目前最为现实的两个勘探方向,赛什腾凹陷古隆起带、马仙古隆起、冷湖六号—冷湖七号构造以及鄂博梁构造带是下一步有利的勘探区带。

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