塔里木盆地轮南低凸起油气多期成藏动力学何登发贾承造柳少波潘文庆王社教(中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油天然气股份有限公司,北京100011;塔里木油田分公司研究院,库尔勒841001.E-mail:h df@pet rochi n )摘要根据烃源岩生烃期封盖层与圈闭形成期有机包裹体分析储层沥青分析等技术综合确定了轮南低凸起区有二叠纪白垩纪至早第三纪晚第三纪至第四纪3个成藏期和二叠纪末期与晚第三纪至第四纪两个油气藏调整期.综合研究表明,早海西期形成的奥陶系大型潜山在二叠纪时为源自寒武系至下奥陶统的石油沿奥陶系风化壳顶面由南向北侧向充注成藏,成藏后经历了二叠纪末期的改造白垩纪至早第三纪的调整与晚第三纪至第四纪的再次充注的复杂过程,形成了早期重质海相原生油藏和晚期原生轻质油气藏.石炭系三叠系侏罗系油气藏则是奥陶系油气藏向上调整与再分配的结果,其中,三叠至侏罗系油气藏的形成受晚第三纪以来构造向北掀斜的影响,源自不同烃源岩层系的油气沿断层垂向运移,进入三叠系底部不整合面继而由北向南侧向运移和聚集成藏.关键词有机包裹体成藏动力学叠合盆地多期成藏轮南地区成藏动力学是研究油气藏形成演化保存调整与破坏过程中的流体动力学机制,探讨油气藏形成与分布规律的前缘学科[1].它从油气的形成演化出发,追寻油气运移轨迹,刻画油气聚集部位,剖析成藏后的运动变迁史,分析这一系列过程的相关要素与作用机制,探讨关键地质事件对油气分布的影响.它以盆地构造格架盆地演化历史与流体疏导系统分析为基础,剖析不同能量场(包括温度场压力场与应力场)背景下的动力学过程与流体流动样式成藏机理与充注历史[2,3].油气的多期成藏是叠合复合盆地中的一种普遍现象[4],塔里木盆地轮南低凸起部位的油气藏经历了多期成藏的复杂动力学过程.轮南低凸起位于塔里木盆地塔北隆起中段,西邻哈拉哈塘凹陷,东接草湖凹陷,南与北部拗陷的满加尔凹陷过渡,北以轮南断裂与轮台断隆相隔(图1).自1988年发现轮南油田以来,先后发现了轮南桑塔木解放渠东吉拉克和塔河等油气田.但这一大型油气聚集区却经历了极为复杂的成藏历史,含油层系多,储集体类型多样储集空间复杂,油气相态复杂,有沥青砂干沥青重油藏油藏凝析油气藏与干气藏等多种类型,表现出不同性质不同成熟度的油气经历了多期的聚集与破坏历史.对轮南低凸起部位的多期成藏现象,前人已有一定程度的研究.李小地等人[5]认为有早海西期晚海西期与喜山期成藏和泥盆纪末期与二叠纪末期两次抬升破坏与调整事件.顾亿等人[6]从烃源岩油气生成演化过程油气成因类型与储层沥青分析等出发,认为轮南低凸起部位有泥盆纪末期石炭纪侏罗纪白垩纪与新生代5个成藏期.毛欠儒等人[7]据烃类包裹体分析,也指出塔河油田奥陶系油气藏经历了海西早期海西晚期印支-燕山期与喜山期成藏.赵靖舟等人[8]明确指出轮南低凸起部位中生界油气藏是晚期调整再成藏的产物.张抗[9]也认为塔河3号奥陶系油藏晚期受天然气再充注的影响,而塔河4号奥陶系油藏则遭受到地下水氧化破坏的作用.由此可见,对于轮南低凸起上油气的主要成藏时期还存在争议,对于具体的成藏机制的研究也较肤浅.因此,本文主要从构造演化的角度,应用有机包裹体分析储层沥青分析生烃期与圈闭形成期匹配分析等技术,并在油气运移和聚集格局运移通道和运移方向剖析的基础上来讨论轮南低凸起部位的:(1)油气成藏的构造环境与基本要素;(2)主要成藏时期;(3)成藏的动力学过程.1轮南低凸起的油气成藏条件1.1轮南低凸起的构造演化与圈闭发育特点()构造演化.自早奥陶世末期始,轮南地区成为由北向南下倾的鼻状隆起[10];泥盆纪时,受北西至南东向挤压作用演化成为北东向的大型鼻状凸起,其高部位遭受削截炭纪时发育了一套向北西北超覆的剥蚀,形成岩溶高地,两侧形成岩溶斜坡.石图1塔里木盆地轮南低凸起构造位置与油气田分布示意图.于奇(或北部)潜山带;.轮南断垒潜山-背斜带;.中部潜台带;.桑塔木断垒潜山-背斜带;.艾协克断块潜山-背斜带;.牧场-桑塔木盐边构造带;.兰尕塔河南潜山-盐丘构造带.1.下奥陶统顶界构造等高线,2.局部高点,3.中上奥陶统尖灭线,4.志留-泥盆系尖灭线, 5.油气井/油气显示井,6.油气田,7.下石炭统巴楚组盐丘体范围砂泥岩夹灰岩沉积.二叠纪时受南北向挤压影响发生近东西向断裂活动,形成了轮南桑塔木断垒(图1).中生代过渡发育,在白垩纪晚期有小规模的断裂活动;新生代期间由于库车地区的急剧挠曲沉降,盆地基底由南向北掀斜而成为现今的隆起构造[11].长期的构造演化形成了轮南低凸起部位的震旦系-下古生界上古生界和中生界与新生界等4个构造层,其间均以区域性不整合面为界,泥盆系志留系和中上奥陶统由南向北依次削截和尖灭.下古生界构造层呈北高南低的态势;上古生界构造层(以石炭至二叠系为主)在本区处于地层削截和尖灭带,呈南厚北薄的楔形,底面(石炭系底部不整合面)构造具南低北高的缓坡形态,顶面(三叠系底部不整合面)构造则具有南高北低的总体形态,断裂和局部构造发育;中新生界构造层总体为一平缓北倾的斜坡,斜坡上新生界构造层基本无断裂和局部构造,中生界构造层发育北东向断裂和低幅度背斜构造.这种构造格局决定了轮南低凸起上下古生界构造层内的流体运移趋势长期以来由南向北,而中新生界构造内的流体运移在晚第三纪以来则由北向南,使得在凸起部位出现油气多层位叠合连片的聚集现象[12].轮南低凸起现今奥陶系顶面构造为一大型北东向的凸起构造[13],以-4750m 等高线为准,面积达5800km 2,闭合度达650m.以奥陶系潜山构造为主1)梁狄刚,张水昌.塔里木盆地生油岩与油源研究.国家九五”重点科技攻关项目(96-111-01-03)成果报告.中国石油勘探开发研究院,1998.1~200要依据,可将轮南低凸起划分为7个构造带:(1)于奇(或北部)潜山带;(2)轮南断垒潜山-背斜带;(3)中部潜台带;(4)桑塔木断垒潜山-背斜带;(5)艾协克断块潜山-背斜带;(6)牧场-桑塔木盐边构造带;(7)兰尕塔河南潜山-盐丘构造带.除第1个带外,其余均在不同层位找到了油气藏.()圈闭特征.从轮南桑塔木塔河油田来看:(1)奥陶系以潜山-背斜圈闭为主,主要形成于晚加里东至早海西期,下奥陶统碳酸盐岩地层在中泥盆世末期遭受了强烈的溶蚀,形成了大量的孔洞和缝,奥陶系顶部高角度正断层和幅度不同的潜丘构造于该期形成,如塔河3号塔河4号塔河3号东及桑北构造等,石炭系直接角度不整合于下奥陶统之上形成潜山-背斜圈闭.(2)石炭系主要有披覆背斜地层超覆岩性等圈闭类型,受二叠系沉积末期南北向挤压应力作用,古生界构造层内的构造规模进一步增大,形成了轮南桑塔木塔河3和4号构造两翼的逆断层,轮南地区石炭系(至奥陶系)的局部构造主要形成于这一时期;该期构造运动使轮南低凸起北部隆升,遭受强烈剥蚀,区内缺失二叠系.(3)三叠-侏罗系发育披覆背斜岩性背斜-岩性等圈闭,主要形成于燕山期-喜山早期;三叠系沉积以来,构造运动相对稳定,由于石炭系底部沉积的盐的塑性流动,形成了塔河1号和塔河2号差异压实背斜;早期形成的圈闭普遍在喜山期受到构造掀斜的影响,三叠系以上地层由于库车地区在晚第三纪的急剧挠曲沉降逐渐成为北倾单斜,从而使轮南地区北部三叠系已形成的圈闭幅度减小或消失,也使区内南部塔河1号和塔河2号构造最终定型.1.2轮南低凸起的基本成藏条件()主要烃源岩.轮南低凸起及邻区的原油从凝析油轻质原油正常油重质原油均有分布.纵向上密度上轻下重,平面上奥陶系原油密度由东南向西北变重含硫量也相应增大.原油均为海相成因,属同源产物1).油-岩地化对比表明[6]1),轮南低凸起及邻区的原油主要与寒武系至下奥陶统烃源岩有关,下奥陶统可能是主要的油源岩,寒武系则对晚期天然气的贡献较大;中上奥陶统偏腐殖型源岩对最晚一期的石油充注有重要贡献[14,15].()主要储集岩.轮南低凸起主要有下奥陶统灰岩石炭系砂岩与灰岩三叠-侏罗系砂岩等储集岩.(1)下奥陶统灰岩孔洞缝储集体.通过岩芯观察,及对钻井录井测井测试资料所反映的岩溶作用标志进行分析,轮南地区下奥陶统灰岩发育两个潜流岩溶带和两个渗流岩溶带[9,16~18].根据下奥陶统灰岩的沉积特征和所经历的埋藏与剥蚀历史,可以推测它经历了两个岩溶旋回[16,18];早奥陶世末期的早期岩溶作用与志留纪末期至中泥盆世末期的晚期岩溶作用,后者是该区主要的岩溶作用时期,岩溶型储层基本形成于该阶段.分析表明,上部潜流岩溶带洞穴发育的层数明显较下部潜流岩溶带多,洞穴层厚度及规模较下部潜流岩溶带要大[17].这类储集体主要分布于轴部呈北东向展布的轮南低凸起的东南斜坡,例如,沿其自西南向东北,有塔里木乡1和4号牧场北艾协克桑塔木轮南8井区轮南断垒东端轮南10井区等有利储集区块呈串珠状分布,其间为北西至南东向水系所分隔.(2)石炭系.自上而下发育卡拉沙依组砂泥岩段巴楚组灰岩段底部砂砾岩段3个油层.卡拉沙依组砂泥岩段在塔河油区发育5个油组;和油组主要为辫状河三角洲体系的分流河道和河口砂坝沉积,油组主要为中-高潮坪沉积,和油组为中-低潮坪沉积,以和油组砂层最为发育.沉积环境及胶结物含量是控制卡拉沙依组砂岩储集性能的关键因素.(3)三叠系.中上三叠统自上而下发育3个油组,纵向上物性以T-最好,T-次之,T-较差;平面上由北向南储集性能有变好趋势.中三叠统为辫状河三角洲平原与滨浅湖亚相沉积,上三叠统为辫状河三角洲前缘与滨浅湖亚相沉积.辫状河三角洲体系以辫状河道砂体和水下分流河道砂体的物性最好,溶蚀作用对储集性能的改善有较大作用.()主要封盖层.轮南及其邻区主要有石炭系巴楚组泥岩中-下三叠统泥岩和上第三系吉迪克组中的膏泥岩3套区域盖层.研究表明,石炭系巴楚组泥岩在白垩纪(K)已具有封闭能力;三叠系泥岩侏罗系泥岩煤层在早第三纪晚期-中新世(E-N 1)具有封闭能力;吉迪克组泥岩在上新世(N 2)以后开始具备封1)王钧.塔里木盆地地温场的研究及温压关系的初步分析.中国科学院地质研究所,1994.40~492)见124页脚注闭能力.这表明在白垩纪以来随着封盖条件的增强,运移和聚集的油气可以被保存(这时将以轻质油和天然气为主);同时,也可以说明在早期由于缺乏好的保存条件,生成的油易被散失,仅局部残存,如哈1井志留系的沥青砂,LN1~LN11井区塔河4和6号区块的重质油等.2轮南低凸起的成藏时期2.1烃源岩的主要生烃期轮南地区现今具有低热流低地温梯度的温度场特征[19]1),现今的地表温度值为13~14,大地热流为40~50mW/m 2,平均地温梯度为20/km.对于轮南地区的古地温场特点,可以依据钻井岩芯中的实测镜质体反射率(R o )数据,通过R o 正演模型和相应热史反演方法以单井为主进行盆地热史恢复[20,21].在地史已经清楚的地区较为常用的是Easy %R o 模型[20,22].轮南地区探井岩芯的R o 资料揭示,中生界R o 多为0.5%~0.8%,奥陶系为1.0%~2.0%,且在石炭系中生界与奥陶系的不整合面处R o 呈错断现象.这种现象表明,奥陶系的R o 并非现今埋深及地温场所造成,而是在地质历史的某一时期经历了较高温度以及地层曾遭受剥蚀所致.对轮南地区的剥蚀厚度进行研究后表明,奥陶-泥盆系(O-D)的剥蚀量约为2000~3000m,石炭-二叠系的剥蚀量约为500~1000m.利用上述剥蚀量实测的岩石热物性数据实测R o 数据和现今大地热流数据,对轮南地区探井的热史进行了反演计算,结果表明(另文发表),轮南地区古生代热流很高,达75~90mW/m 2,进入中新生代,为40~75mW/m 2,热流衰减很快,显示了轮南地区经历了古生代高地温场,中新生代低地温场的演化特征.根据地温场特点可以进行热史模拟,结果表明,寒武系烃源岩的生油高峰在志留-泥盆纪,但以其为源的石油聚集在海西早期遭受破坏,如哈1井志留系沥青砂所示.下奥陶统烃源岩的生油高峰在海西晚期(C 末至P),但由于盆地相与斜坡相台地相烃源岩之间存在差异成熟现象,燕山晚期-喜山早期(K-E)也是其生烃主要时期.中上奥陶统烃源岩的生烃高峰在喜山晚期(N-Q).从钻揭中上奥陶统优质烃源岩的羊屋2井来看,中上奥陶统成熟度均处在1%R o 左右,即目前正处于生油高峰期.寒武系(至下奥陶统)烃源岩在晚第三纪进入过成熟生气阶段.2.2有机包裹体分析与成藏期确定油气藏储层中不同世代成岩作用所形成的矿物中的流体包裹体,记录了随时间的演化而发生的温压条件和成分的变化[23,24],不同期次包裹体的特征可用于确定排烃期次[25~27]油气运移的时空变化及构造运动的历程[28],众多的研究实例也表明流体包裹体的均一温度对于复杂油气藏的成藏过程分析具有十分重要的意义[29,30].()样品及实验.本次研究样品采自轮南油田和桑塔木油田的三叠系储层(图1)(对奥陶系油气藏,前人2)已做了大量分析).油气包裹体的成分及均一温度测试是在中国石油勘探开发研究院实验中心和宜昌地质矿产研究所进行的,实验步骤为先在普通显微镜(Leitz-ORTHOPLAN)和荧光显微镜(NIKON-FLUOPHOT)下进行油气包裹体和水溶液包裹体的观察,描述油气包裹体的特征,再进行油气包裹体的测温,所用的冷热台为Chexmace 冷热台,温度范围为-196~600,测温误差为2,能测定>5m m 的包裹体.()结果及讨论.(1)轮南油田和桑塔木油田中三叠系油气的成藏期,对比轮南油田和桑塔木油田三叠系储层烃类包裹体的均一温度就可发现:(a)烃类包裹体均一温度值主要在70~80,如轮南1井2井44井和23井(4652m 井段)的样品所示(图2),这表明轮南油田和桑塔木油田三叠系油藏的主成藏期较为一致.(b)轮南油田三叠系油藏的调整期持续时间较长,这表现在轮南5井的4877m 井段轮南23井4647m 井段以及轮南10井4432m 井段的样品.烃类包裹体没有一个明显的主峰,包裹体均一温度较分散,主要从70~120,高温端与现今油藏的温度相接近,表明油气藏调整期较晚,可能持续至今.(c)位于轮南油田东端的轮南10井和位于桑塔木油田东端的轮南14井烃类包裹体的均一温度较低,最低可达50~60,这表明轮南低凸起东端的油气充注期较早,烃类包裹体的均一温度较低.根据轮南地区的沉积埋藏史,三叠系油气藏的主成藏期在晚白垩世至早第三纪,但经历了晚第三图2轮南油田和桑塔木油田三叠系油气藏流体包裹体均一温度统计直方图WL:盐水包裹体,V:气相包裹体,OL:液态烃包裹体,OV:气态烃包裹体1)见124页脚注纪至第四纪的油气藏调整期.在这一调整期部分油气向上运移和聚集至侏罗系中重新聚集,形成了轮南3井区侏罗系油藏.(2)轮南低凸起奥陶系碳酸盐岩潜山油藏的成藏期:根前人的分析1),轮南和桑塔木地区奥陶系储层中发育3期油气包裹体,第1期具褐-褐黄色荧光,含较多重组分,饱和烃含量相对较少,芳烃非烃沥青质含量相对较多,极性组分中缩合芳香结构的物质含量较高,原油成熟度较低,均一温度为50~90.代表第1期的油气充注,如轮南0~90.代表第1期的油气充注,如轮南16井,据埋藏史分析对应的油气成藏期为二叠纪,该期是轮南地区奥陶系的主要成藏期;第2期具亮黄-黄色荧光,含较多轻质组分,饱和烃含量明显增多,非烃和沥青质含量相对降低,原油成熟度相对较高,均一温度为85~100.代表第2期的油气充注或调整,如轮南48井,对应的成藏期为早第三纪;第3期具蓝色-蓝白色荧光,组分较轻,饱和烃含量较高,芳烃非烃沥青质含量较少,极性组分以低环数芳烃结构为主,原油成熟度较高,均一温度大于105,如轮南16井,对应的成藏期为晚第三纪,该期包裹体主要受到后期油气调整和晚期奥陶系原油混入及寒武系干气侵入的影响.1)顾亿,丁勇,陈跃,等.新疆塔里木盆地塔河油区成藏历史与成藏机制研究.国家九五”科技攻关项目(99-111-02-02)研究成果,2000.156~195顾忆等人1)研究表明,塔河油田塔河3号油藏奥陶系灰岩裂缝及溶洞充填的方解石中发育有丰富的水溶液包裹体和烃类包裹体.烃类包裹体的形态较多,大小多分布于10~20m m,见黑色沥青包裹体和灰黑色及灰色的单相气态烃包裹体浅棕和浅灰褐色两相烃类包裹体,其均一温度为64.1~141.在分布频率直方图上有集中分布于75~90和110~125的双峰形态,反映了两次较大规模的油气运移,分别对应于二叠纪和晚第三纪的油气聚集.此外,塔河油田奥陶系灰岩油藏中可见两期沥青1):(a)塔河油田S64和T401井奥陶系沥青反射率(R L )为0.68%~0.74%(等效的镜质体反射率R o 为0.81%~0.90%);(b)塔河油田T302和T406井奥陶系沥青反射率为0.35%~0.51%(等效的镜质体反射率为0.56%~0.70%).由于固体沥青的反射率表示的是流体烃类转变为固体沥青后所经历的热历史,反过来说它代表了油藏充注期.由于石炭系地层现今的镜质体反射率为0.6%~0.8%,根据埋藏史分析,第1期沥青对应的进油时期是海西晚期(P);第2期沥青对应的进油时期应在印支期后至喜马拉雅早期(K-E).分析表明[31],塔河3号(O 1)油藏有海西晚期成藏的残余,其主体在海西晚期以后成藏,以晚第三纪(N 2k)成藏为主;塔河4号(O 1)油藏在海西晚期成藏后遭受氧化降解成为重质油,以燕山期(K)成藏为主.根据上述主要烃源岩的成烃阶段,有机包裹体反映的油气主充注期,并结合封盖层形成时间与圈闭形成时间进行综合分析(图3),轮南低凸起具有3个成藏期:即二叠纪白垩纪至早第三纪和晚第三纪至第四纪.而储层沥青的存在则表明聚集的油在后期受到了改造或破坏,这样,轮南低凸起具有两个油气藏调整期:(a)海西末期(P 末)的破坏与改造,在保存条件差的地区,形成重质油,例如LN1~LN11井区和塔河4号油田;而在保存条件好的地区,有正常油保存,如上述一线以东地区;(b)喜马拉雅晚期的调整,但在该期随保存条件变好,可以重新充注轻质油和干气.此外,在中泥盆世末期,志留纪至中泥盆世期间所聚集的源自寒武系的油藏被破坏,如哈1井志留系沥青砂所示.3轮南低凸起的油气成藏机理轮南低凸起部位的油气显示相当普遍.在平面上油气藏主要沿断裂带分布,具有西油东气的特点;奥陶系的油气分布不受现今构造高低的控制.在纵向上储油气层位为奥陶系石炭系三叠系以及侏罗系,表现出多层系的复式油气聚集特征(图4),各种性质的油气藏叠置分布,不同层位的油气藏类型各具特点;油气藏埋深大,相态复杂,不同期成藏的油气藏并存.如上所述,该区的油气田经历了三期成藏两期调整的复杂历史,下面对这些油气田的形成机理进行讨论.3.1奥陶系油气藏的成藏机理奥陶系潜山经长时间(S-D 2)风化剥蚀后,形成了良好的储集空间,在石炭系底部泥岩覆盖后即构成了一个适宜的聚油体系,油气沿断裂从源岩运移至风化壳储层,继而侧向向高部位运移与聚集,形成了大面积分布的潜山油藏.在海西末期发生调整,局部地区遭生物降解;其后经历了白垩纪至早第三纪的保存,在晚第三纪至第四纪时中上奥陶统生成的原油再次充注,形成了现今奥陶系潜山油藏.奥陶系潜山油藏经历了形成调整保存再充注的复杂历史.在该区,轮南桑塔木等断裂及奥陶系潜山顶面是控制油气运移和分配的主要因素.奥陶系潜山顶面是油气的重要运移界面;在微观上,主要存在早期缝合线通道中期构造缝通道晚期缝合线及微裂缝通道等3种油气运移通道,分别形成于不同的成岩时期.早期缝合线通道中的沥青质属低成熟原油,呈黑色或褐色荧光;中期构造缝原油属成熟原油,呈亮黄-黄色荧光;晚期缝合线微裂隙中见高成熟气态烃,呈蓝白色荧光,反映出运移通道受成藏环境的影响.油气运移的方向则受古构造格局的控制.轮南低凸起是在早海西期形成的北东向鼻状隆起基础上,叠加了晚海西期的近东西向断垒构造带而形成的,也就是在北西高东南低的岩溶斜坡背景上叠加了轮南桑塔木两个近东西向正向构造带.因此,油气运移的总体格局是由位于东南侧的岩溶洼地向位于北西方向的岩溶高地运移,但由于近东西向断垒带的存在,运移格局为之而复杂化,表现为大岩溶斜坡为之分成四段,在断垒带上油气向断垒中部的高部位运移,在其之间则总体向北西方向运移.图3轮南低凸起油气成藏期综合确定图4轮南低凸起油气藏成藏模式1)见124页脚注油气运移方向可从奥陶系原油中含氮化合物的浓度变化体现出来1).位于轮南潜山带东部轮南10井原油中烷基咔唑和苯并咔唑的浓度,分别为2.937和0.15m g/g 油,中部潜台带偏西的轮古1井原油中这两类化合物的浓度分别为22.564和0.492m g/g 油.由于烷基咔唑是一类极性化合物,其浓度随着油气运移距离的增大而下降,反映出奥陶系风化壳上的原油是从南向北向轮南断垒带运移.结合寒武系至下奥陶统烃源岩位于满加尔凹陷西部和北部来看[5],油气运移总体是由南向北方向,局部则受构造起伏1)见124页脚注2)赵孟军,周兴熙.塔里木盆地天然气分布规律及勘探向.国家九五”重点科技攻关项目(96-111-01-06)成果报告.中国石油勘探开发研究院.1998.1~1203)见127页脚注的控制.3.2石炭系油气藏的成藏机理石炭系油气藏主要分布在塔河桑塔木断垒带吉拉克背斜以及哈得逊地区.主要为岩性-构造油藏.油气层在平面上主要分布在构造高部位,主干断层两侧砂体油气最富集,原油性质为低硫低蜡低凝轻质原油,原油性质好.石炭系油气藏的油源以奥陶系为主,来自下奥陶统与中上奥陶统烃源岩的油分别在白垩纪至早第三纪和晚第三纪至第四纪发生了两期成藏作用.石炭系底部不整合面是重要的油气运移通道.桑塔木断垒带上石炭系原油比重相对较低,在0.85~0.78g/cm 3之间,而且呈现出自东向西原油比重下降的趋势,如位于其东端的轮南14井原油比重为0.85~0.83g/cm 3,而位于其西端的轮南44井原油比重则降至0.786g/cm 3.对原油中含氮化合物的分析结果表明1),位于桑南斜坡带上哈得逊地区的原油和乡3井原油具有较高浓度的含氮化合物,烷基咔唑和苯并咔唑浓度分别达到20.15,1.41,17.84和1.55m g/g 油,而位于桑塔木断垒带东端的轮南14井原油中这两类化合物的浓度分别为小于1和0.1m g/g 油[32],而位于轮南断垒带西侧的轮南11井原油中这两类化合物的浓度分别为2.5和0.53m g/g 油,反映出石炭系原油的运移方向是自西南向东北方向.石炭系中天然气的充注方向则略有变化,从所产天然气的化学组成来看2),桑塔木断垒带和吉拉克背斜带以产干气为主,甲烷含量大于90%,干燥系数>0.97;北部和东部天然气偏干,而南部天然气偏湿,反映出天然气的运移方向由东南向西北方向1);天然气主要来自寒武系,运移成藏作用发生在晚第三纪.3.3三叠系和侏罗系油气藏的成藏机理三叠系油气藏如塔河1和2号油田及轮南2井区油藏等.塔河1号油田的圈闭为盐边差异压实逆牵引低幅度背斜,总体呈北东向延伸;T-油组属凝析气藏,T-油组为具底水的块状未饱和油藏,低含蜡中高黏度.塔河2号油田三叠系油藏为受构造控制的砂岩块状底水未饱和油藏,原油具低含蜡低含硫和低黏度的特点.塔河1号油田S29井(4519.68m 砂岩)S40井(4546.96,4547.07和4547.17m 砂岩)原生盐水包裹体均一温度为75~120.据埋藏史分析,应在库车组沉积期(N 2k)成藏,但从原油中含有氧化降解产物25-降霍烷来看,可能燕山晚期充注的油在新生代早期受到了改造3).轮南油田三叠系和侏罗系油气藏是在白垩纪至早第三纪期间奥陶系和石炭系油气藏的油气向上调整的结果;喜山期有大规模的气侵,对早期的油藏有气洗和改造作用.晚第三纪至第四纪的油气调整作用依赖于两个因素,一是沿一系列发育在(奥陶系)石炭系至三叠系地层的小规模正断层油气向上调整再分配,例如LN48井奥陶系到三叠系原油苯并[a]咔唑/苯并[c]咔唑比值由1.80降至1.00,这反映了油气沿断层发生垂向运移的现象;二是油气进入三叠系底部不整合面之后由于这时的古地势是南高北低,油气运移的方向是由北向南,例如,三叠系原油苯并[a]咔唑/苯并[c]咔唑比值由位于北部的LN1井的1.45降至位于南部的LN48井的1.00.4结论()轮南低凸起是自奥陶纪中晚期以来发育起来的大型鼻状凸起.古生界构造层北高南低,而中新生界构造层则北低南高,这种构造格局的急剧转变是在晚第三纪因库车拗陷的急剧沉降而造成的.由于长期处于隆起与斜坡背景,轮南低凸起具有优越的汇油条件.()由于寒武系下奥陶统与中上奥陶统等烃源岩的差异成熟,圈闭与封盖层的多期形成,导致了轮南低凸起部位存在长期油气充注与多期成藏现象.主要有二叠纪白垩纪至早第三纪晚第三纪至第四纪3个成藏期与二叠纪末晚第三纪至第四纪两个调整期.在二叠纪时,形成了奥陶系大型潜山油藏,在二叠纪末的构造运动中遭受了调整改造;白垩纪至早第三纪期间主要是下奥陶统生成的高熟油成藏,及二叠纪时聚集的油的调整;晚第三纪至第四纪期间以聚集中上奥陶统生成的油寒武系至下奥陶统生成的气为主,也有早期油藏的调整.()海西期(C 末-P)的油气成藏主要是油气沿奥陶系风化壳顶面与石炭系底面由南向北运。
