滨里海盆地是世界特大型含油气盆地之一，面积为50×10⁴ km²，主要（85%）位于哈萨克斯坦西部，其余属于俄罗斯联邦，沉积物最大厚度达22km^[1]。盆地油气资源丰富，是哈萨克斯坦最主要的油气产地，油气主要分布于盆地东南部盐下。另外，盆地东缘是中国油气合作项目的主要分布区，对其进行研究十分必要。

前人对盆地盐下油气地质特征探讨较多^[2-9]，系统分析了盆地内烃源岩、储层及盖层特征，认为盐下层系中储集体发育与分布是油气成藏的关键^[2]，尤其是生物礁的发育对盐下油气藏的形成具有重要作用^[4]，对下二叠统空谷阶盐岩层也起着重要的控制作用^[3]。盆地东缘盐下油气成藏特征及主控因素分析的最新研究成果相对较少^[10-13]，对乌拉尔洋及造山带的控藏作用研究极少, 认为石炭系—二叠系储层的分布及构造圈闭的存在是油气成藏的关键因素^[10-11]。随着地震、钻井等资料的增加和勘探的深化，有必要对滨里海盆地东缘盐下油气成藏条件进行全面分析，总结探讨油气成藏主控因素，为油气勘探新领域提供方向。

滨里海盆地位于东欧克拉通的东南边缘，呈环状阶梯式下坳，是世界上大型深坳陷盆地之一。盆地西部及西北部属于被动大陆边缘断阶带；北部与伏尔加—乌拉尔盆地相连；东部及东南边界为乌拉尔造山带和南恩巴褶皱带；南部、西南部边界为卡尔平脊褶皱带^[14]（图 1）。根据盆地的结构特征可将其划分为4个构造单元：南部次盆、东部次盆、北部—西北部次盆及中央次盆（图 1）。

图 1

图 1 滨里海盆地构造单元划分 Fig. 1 Division of structural units in the Precaspian Basin

盆地内广泛分布下二叠统空谷阶盐丘构造，以盐岩沉积为界, 划分为盐下层系、含盐层系和盐上层系^[2]。盐下层系为下泥盆统—下二叠统沉积地层组合, 包括巨厚的碎屑岩和碳酸盐岩沉积层序（图 2），目前钻井还未打穿泥盆系，下泥盆统还未揭露。中—上泥盆统主要发育陆源碎屑岩或碳酸盐岩—陆源碎屑岩；石炭系以碳酸盐岩为主，岩性主要为石灰岩和白云岩，下石炭统杜内阶—维宪阶为碎屑岩沉积；下二叠统岩性主要为碎屑岩，局部发育碳酸盐岩。

图 2

图 2 滨里海盆地东缘盐下层系综合柱状图 Fig. 2 Comprehensive stratigraphic column of sub-salt strata in the eastern margin of the Precaspian Basin

滨里海盆地盐下层系具有良好的生油气条件，主要发育4套烃源岩：中泥盆统艾菲尔阶—吉维特阶、上泥盆统法门阶—下石炭统杜内阶、下石炭统维宪阶和上石炭统莫斯科阶—下二叠统阿丁斯克阶，岩性主要为滨岸潟湖相、海相页岩和泥质碳酸盐岩^[7]。烃源岩有机质丰度较高，绝大多数达到好生油岩标准，部分达到极好生油岩标准，可为油气大量生成提供良好的物质基础^[6]。

上泥盆统、石炭系为盆地东缘主要的烃源岩，下二叠统其次。阿里别克莫拉油田上石炭统烃源岩有机碳含量为7.8%，干酪根类型为Ⅰ型或Ⅱ型^[10]，盆地内该套烃源岩厚度达400m，晚三叠世开始生油；上泥盆统—下石炭统烃源岩有机碳含量为0.1%~7.8%，干酪根类型为Ⅱ型或Ⅲ型^[10]，盆地内该套烃源岩厚度达400m，中三叠世开始生油。这几套烃源岩在盆地东缘分布均较为广泛，纵向上具有明显叠置特征，为油气成藏奠定了坚实基础。

烃源岩生物标志化合物分析结果证实，洛克迪拜油田下石炭统维宪阶原油来自同层烃源岩；让纳若尔台地上石炭统原油来自乌拉尔方向的同层烃源岩；科扎赛油田和卡拉秋别油田下二叠统发现的原油来自下二叠统（滨里海盆地和前乌拉尔盆地）和深部石炭系烃源岩^[15]。这些结果表明滨里海盆地东缘具有盆地内和乌拉尔方向的双向供油特点，油源较为充足。

盆地盐下主要发育6套储层：上泥盆统碳酸盐岩储层、下石炭统碎屑岩储层、下石炭统谢尔普霍夫阶—上石炭统莫斯科阶下部碳酸盐岩储层（KT-Ⅱ）、上石炭统莫斯科阶至格舍尔阶碳酸盐岩储层（KT-Ⅰ）、下二叠统碳酸盐岩储层及下二叠统碎屑岩储层。其中最主要的储层是石炭系KT-Ⅰ、KT-Ⅱ，分布范围较广且厚度较大，储层平均厚度可达300m。

盆地东缘盐下石炭系KT-Ⅰ、KT-Ⅱ碳酸盐岩储层，岩性主要为白云岩和石灰岩。肯基亚克油田储层平均孔隙度为10%~13%，平均渗透率为12mD；让纳若尔油田上部层系有效孔隙度为11%~14%，下部层系有效孔隙度约为10.6%，渗透率为2~4mD^[7]；北特鲁瓦油田储层平均孔隙度为12.6%，平均渗透率为27.8mD。整体而言，盐下碳酸盐岩储层孔渗特征良好，为盐下大型油气田形成提供了极为有利的条件。

（1）白云石化作用是石炭系KT-Ⅰ白云岩储层形成的关键。石炭纪肯基亚克油田为孤立碳酸盐台地，台缘礁滩靠前缘斜坡一侧孔隙型碳酸盐岩储层发生混合白云石化作用，该作用下形成的储层主要发育在石炭系顶部^[16-17]。在让纳若尔油田，石炭系顶部白云石化作用也较为普遍，但在不同构造位置存在一定差异。在北特鲁瓦油田，由于区域性白云石化作用，KT-Ⅰ白云岩广泛分布，为主要油气储层^[18]。KT-Ⅰ白云岩中见微晶白云石和粉晶白云石，颗粒主要为砂屑，经强烈白云石化作用改造，砂屑呈残余结构。孔隙以粒间溶孔为主，其次为白云石晶间溶孔^[12]。分析认为白云岩是由与蒸发海水有关的渗透回流白云石化作用所形成，这种准同生期或早成岩期白云石化作用有利于埋藏阶段白云岩中孔隙的保存^[18-19]。

（2）同生期及早成岩期、表生期埋藏期溶蚀作用是石炭系KT-Ⅱ石灰岩储层形成的关键。肯基亚克油田石炭系KT-Ⅱ石灰岩储层，依据薄片、孔隙度、渗透率及地球化学等多种资料，判定主要经历大气淡水溶蚀作用和埋藏期溶蚀作用。其中, 埋藏期溶蚀作用是储层形成的关键^[20]。在让纳若尔油田，溶蚀作用对KT-Ⅱ石灰岩储层的形成具有至关重要的作用，溶蚀孔是主要储集空间，根据其溶蚀作用发生的时期可以确定溶蚀孔为埋藏过程中形成的。在北特鲁瓦油田，KT-Ⅱ石灰岩储层同生期及早成岩期、表生期及埋藏期均经历溶蚀作用改造，同生期及早成岩期大气淡水溶蚀作用对储层形成的贡献最大，在不同层段和不同类型的储层中起主要作用。

下二叠统空谷阶厚层盐岩为盐下油气提供了优越的区域性盖层，一般厚度较大，约为1~6km，具有较好的封盖油气能力。空谷阶盐岩几乎覆盖全盆地，只在盆地边缘地带缺失。盐层形成大量盐丘，盐间为深坳陷，盐层由于侧向流动而变薄，形成的盐窗便成为盐下油气向上运移的重要通道。下石炭统、上石炭统及下二叠统泥岩是区域或局部盖层，也具有良好的封挡能力。

盐下层系中发育的圈闭类型较为丰富，油气主要通过断层和不整合面运移并聚集成藏，不同层系发育的油气藏类型存在一定差异（图 3）。上泥盆统钻井较少，从地震资料判断，主要发育构造圈闭（包括背斜、断背斜），可能发育岩性圈闭（生物礁）。石炭系碳酸盐岩主要发育构造圈闭和岩性圈闭，如：让纳若尔油田发育背斜圈闭，肯基亚克油田发育岩性圈闭，北特鲁瓦油田发育构造—岩性复合圈闭，油田斜坡部位还发育岩性圈闭；石炭系碎屑岩发育岩性—地层圈闭、断背斜圈闭，如洛克迪拜油田、扎纳坦油田。下二叠统碎屑岩储层中发育背斜圈闭、地层尖灭圈闭及地层不整合圈闭，下二叠统碳酸盐岩发育岩性圈闭（生物礁）、构造圈闭。

图 3

图 3 滨里海盆地东缘盐下油气成藏模式图（剖面位置见图 1） Fig. 3 Sub-salt hydrocarbon accumulation model in the eastern margin of the Precaspian Basin(See Fig. 1 for section location)

里菲纪（8亿~13.5亿年前）—早文德世（文德纪相当于震旦纪）, 受早期伏尔加裂陷构造作用影响, 形成了帕切尔马拗拉谷、新阿列克谢耶夫拗拉谷和萨尔宾拗拉谷^[21]。裂谷作用使东欧克拉通破裂成许多微板块，滨里海盆地位于此裂谷系的交汇处，形成最初的裂谷型沉积盆地^[22]。古裂谷控制了后期坳陷的发育，即控制了烃源岩的发育区；同时，裂谷作用形成的大型断裂系统是油气输导体系发育的基础。

泥盆纪，由于早期裂谷作用，盆地中央坳陷开始初具雏形，后期经过强烈的基底沉降形成深水盆地，一直持续到早二叠世空谷阶盐层沉积前。另外，东缘古隆起的外侧也发育深水沉积，是盆地东缘优质烃源岩的生烃中心。其中，下石炭统烃源岩是盆地东缘较为重要的烃源岩，已发现的肯基亚克、乌里赫套及让纳若尔等多个油气田均证实与该套烃源岩有关。

早期裂谷作用形成大量的深大断裂，这些断裂从基底向上断至下石炭统，在靠近乌拉尔造山带前缘甚至延伸到下二叠统，有效沟通了下部生烃中心与上部多套储层，成为后期油气垂向运移的重要通道。洛克蒂拜断块型油田，由两条与构造走向平行的逆断层控制着油气的聚集，已证实其下石炭统维宪阶泥岩是烃源岩，油气通过断层运移到上部储层成藏。盆地东缘由于乌拉尔洋俯冲—消减—关闭作用，断裂十分发育，形成了近南北向的断裂体系（图 1），也为乌拉尔方向的油源提供了运移通道。

滨里海盆地东南部发育一大型继承性古隆起带，即阿斯特拉罕—阿克纠宾斯克隆起带。里菲纪—早文德世, 现今的阿斯特拉罕—阿克纠宾斯克隆起带已有隆起雏形，这正是三叉裂谷分离出来的古地块（东部已有1口井钻遇片麻岩）；奥陶纪—早泥盆世，阿斯特拉罕—阿克纠宾斯克隆起带成为盆地中央坳陷与乌拉尔洋构造体系的分隔带，该隆起带在盆地南部也成为构造单元和岩性岩相分界线^[21]。地震剖面上阿斯特拉罕—阿克纠宾斯克隆起带泥盆系可连续追踪, 与现今的轮廓较为接近。这一隆起带对盆地东南部古地理环境影响较大, 其上分布着多个规模不等的局部隆起，如在盆地东缘发育扎尔卡梅斯隆起、延别克古隆起（图 1）。

滨里海盆地边缘的重要特征是广泛地发育晚古生代碳酸盐岩建造，这与古隆起控制作用密切相关。阿斯特拉罕—阿克纠宾斯克隆起带上发育多个碳酸盐台地，如阿斯特拉罕、田吉兹、卡莎甘等均处于该隆起带上及外缘。盆地东缘发育扎尔卡梅斯隆起、延别克隆起，其上发现特梅尔碳酸盐台地和让纳若尔碳酸盐台地。由于古隆起之上的碳酸盐岩构造位置较高，有利于滩体发育，同时也容易接受大气淡水溶蚀，古隆起也间接控制储层发育。

阿斯特拉罕—阿克纠宾斯克隆起带是一个富油气聚集带, 已发现的大型和特大型油气田, 如阿斯特拉罕、田吉兹、卡莎甘等油田均位于该隆起带上。盆地东缘扎尔卡梅斯隆起、延别克隆起也发现了多个大型油气田，如肯基亚克油田、让纳若尔油田、北特鲁瓦油田等，说明该隆起带具有良好的油气聚集条件，是油气聚集的重要指向区。

泥盆纪，乌拉尔洋分别向东欧板块和哈萨克斯坦板块俯冲—消减。受此影响，东欧板块东部发生间歇性碰撞，扎尔卡梅斯隆起、延别克隆起东缘发育碳酸盐台地，隆起外侧由于早期断裂形成的断阶，主要为深水欠补偿沉积，目前已卷入造山带。石炭纪，哈萨克斯坦板块逐步逼近东欧板块，微陆、岛弧为盆地提供物源（图 4）。早二叠世早期，哈萨克斯坦板块与东欧板块碰撞；早二叠世晚期（空谷期），盆地封闭，形成巨厚蒸发岩。晚二叠世—中生代，盆地整体沉降，形成巨厚沉积（这正是盆地与北部伏尔加—乌拉尔盆地的区别），其中三叠纪末期乌拉尔造山活化，东缘发生地层西倾反转、褶皱、侵蚀、盐运动、圈闭定型，之后整体沉降形成巨厚侏罗系—白垩系。

图 4

图 4 滨里海盆地早石炭世构造沉积背景图 Fig. 4 Tectonic sedimentary settings map of the Early Carboniferous in the Precaspian Basin

盆地东缘范围内形成特梅尔台地、让纳若尔台地，区域性的特点是具有复杂的地质结构，这是东欧板块与哈萨克斯坦板块碰撞导致的^[23]。乌拉尔洋自泥盆纪俯冲缩减，哈萨克斯坦板块不断向东欧板块靠近过程中，微陆和岛弧为盆地东缘提供物源，这些碎屑物质的不断输入，为后期石炭纪碳酸盐台地形成奠定了基础。构造运动控制碳酸盐台地的位置和形态，受乌拉尔多期次造山运动的影响，盆地东缘发育多套碳酸盐岩，且随着造山运动的逐渐强烈，由早期相对宽缓的台地演变为晚期较窄的台地，到早二叠世仅局限分布（图 5）。

图 5

图 5 滨里海盆地东缘晚泥盆世—早二叠世构造沉积演化图（剖面位置见图 4） Fig. 5 Tectonic sedimentary evolution of the Late Devonian-Early Permian in the eastern margin of the Precaspian Basin (See Fig. 4 for section location)

由于乌拉尔多期次造山运动，形成了大量的逆冲断层，盆地东缘具有前陆盆地特征，前陆冲断带是油气聚集的主要场所^[24-29]，易形成断背斜圈闭、断块圈闭，另外，斜坡部位还可能发育岩性—地层圈闭。乌拉尔造山带在盆地东缘南北向延伸较远，各种类型圈闭在盆地边缘成排成带发育，加之生储盖组合的良好配置，油气藏分布具有分带特点（图 3）。

在乌拉尔造山过程中由于构造应力作用产生大量断裂，同时也伴生裂缝及微裂缝。让纳若尔油田碳酸盐岩储层发育宏观裂缝和微观裂缝，两者共同作用改善了储层物性。宏观裂缝包括构造缝与缝合线，主要分布在较致密岩层中；微观裂缝以颗粒破裂纹、构造缝为主，主要分布在高孔渗疏松储集层段且类型多样，微观裂缝发育程度相对较高、分布广、层间差异大，可见一些次生溶蚀孔（洞）沿裂缝发育^[30]。北特鲁瓦油田共发育3期构造缝，早期构造缝以低角度缝为主，中期构造缝以斜交缝为主，晚期构造缝以高角度缝为主。分析认为，构造运动是北特鲁瓦油田低角度构造缝形成的主要原因^[31]。构造活动形成的裂缝改善了储层性能，增大了储层有效储集空间。

早二叠世，哈萨克斯坦板块与东欧板块发生碰撞，乌拉尔洋关闭，形成了乌拉尔造山带，并伴随着盆地南部与东南部其他海西期造山带的形成^[32]，整个盆地由于构造抬升，逐渐从开阔海演化为封闭海环境^[5]，气候变得干旱，海水变浅，至空谷期已形成全盆地蒸发岩，以盐岩、硬石膏岩和白云岩等岩石类型为主^[33]。下二叠统空谷阶盐岩是盆地盐下油气最重要的区域性盖层。

(1) 滨里海盆地东缘发育3套烃源岩，石炭系泥质碳酸盐岩和页岩是重要的烃源岩；盆地盐下发育6套碎屑岩、碳酸盐岩储层，其中石炭系KT-Ⅰ、KT-Ⅱ碳酸盐岩是最重要的储层，白云石化作用、同生期及早成岩期大气淡水溶蚀作用、埋藏期溶蚀作用等成岩作用改造是其形成的关键；下二叠统空谷阶厚层盐岩是盐下油气的区域性盖层，下石炭统、上石炭统及下二叠统泥岩是区域或局部盖层。

(2) 滨里海盆地东缘油气藏的形成受控于古裂谷、古隆起及乌拉尔洋演化及造山运动。古裂谷控制生烃中心及油气运移通道，古隆起控制早期碳酸盐台地形成及其优质储层发育，是油气聚集重要指向区；乌拉尔洋演化助推东侧发育油源，造山运动控制盐下二叠纪碳酸盐台地和区域性盐盖层的形成，并促进多类圈闭及成藏带的形成、储层性能的改善。

(3) 依据成藏主控因素, 纵向上，石炭系KT-Ⅰ、KT-Ⅱ碳酸盐岩储层仍是盆地东缘未来重点勘探层系, 下二叠统岩性圈闭（生物礁）及构造—岩性圈闭可作为兼探层系，上泥盆统岩性圈闭（生物礁）及构造圈闭可作为接替领域；平面上，盆地东缘乌拉尔逆冲带前缘是有利勘探区带，其次是逆冲带上的断背斜圈闭、断块圈闭。