塔里木盆地

有关塔里木盆地

一、区域地质背景 塔里木盆地是中国最大的内陆盆地，位于新疆维吾尔自治区南部。北、西、 南为天山、帕米尔和昆仑山、阿尔金山环绕，呈菱形，海拔 1000 米左右，西部 海拔 1000米以上，东部罗布泊降到 780米，面积约 56万平方公里。

盆地中央是 著名的塔克拉玛干大沙漠，沙漠覆盖面积约 33 万平方公里。塔里木盆地是我国 陆上最大的沉积盆地， 也是大型叠合复合型盆地， 自震旦纪至第四纪， 经历了不 同的构造环境，发育古隆起，伸展构造、冲断构造和走滑构造。盆地内部按基底 顶面起伏划分成“三隆四坳” ，即库车坳陷、塔北隆起、北部坳陷、塔中隆起、

塔西南坳陷、塔南隆起、塔东南坳陷。不同类型原型盆地充填各种沉积序列，形 成各类油气系统和评价单元。

二、构造运动和演化发展

塔里木盆地是塔里木板块的核心稳定区部分， 塔里木板块是一个具有古老大 陆地壳基底的、 自元古代超大陆裂解出来的、 古生代独立的古陆块， 其四周边界 分别为：北部边界为天山造山带； 西南部边界为西昆仑造山带； 东南部边界为阿 尔金走滑断裂带， 现今为欧亚大陆板块南缘蒙古弧与帕米尔弧之间的广阔增生边 缘中的中间地块。 塔里木板块经历了长期复杂的漂移演化， 它在早古生代为一独 立漂移的古陆块，在晚古生代它拼贴在欧亚大陆南缘成为大陆边缘增生活动带的 一部分，在晚古生代末期到中生代塔里木板块受特提斯构造带控制， 由于羌塘地 块、印度板块等与欧亚大陆碰撞， 随着特提斯洋闭合， 塔里木成为大陆内部稳定 地块及沉降的山间盆地。新生代则主要受喜马拉雅构造带控制。

塔里木盆地构造运动的多期性决定了盆地演化的多阶段性， 根据沉积建造特

征、构造变动特征及不整合面的分布 , 塔里木盆地可分为 7个演化历史阶段。

(1) 前震旦纪 : 基底形成阶段。 (2) 震旦纪—奥陶纪 : 克拉通内坳陷与克拉通边

缘坳拉槽发展阶段。 (3) 志留—泥盆纪 : 克拉通内坳陷与周缘前陆盆地发展阶 段。(4) 石炭—二叠纪 : 克拉通边缘坳陷与克拉通内裂谷阶段。 (5) 三叠纪 : 前 陆盆地发展阶段。此时塔里木盆地周缘均为陆缘隆起 , 盆地内部发育前陆盆地沉 积, 沉积类型主要为河湖相 .(6) 侏罗纪—早第三纪 : 陆内断陷—坳陷发展阶段。 (7) 晚第三纪—第四纪 : 复合前陆盆地阶段。

三、油气成藏系统分析

油气系统包括两类范畴： (1)地质要素：烃源岩，储集岩、封盖层和圈闭：

( 2)成藏要素：生成—运移—聚集—保存。 Bally 等将板块构造作为盆地分类 依据，并进一步将油气运移和油气聚集联系起来，称为油气盆地。 Perrodon 根 据盆地的地球动力学环境将油系统分为 3 种主要类型；裂谷型、地台型和造山型。 油气系统是盆地中沉积体内物理和化学相继转化的结果， 与构造作用、 热重力等 有关。

3.1 烃源岩特征

勘探实践与地质研究表明 , 塔里木盆地目前所发现的油气主要来源于寒武 —奥陶系 ,石炭—二叠系及三叠—侏罗系 3套烃源岩 , 并以寒武—奥陶系为主。 前 者是目前发现的海相油气的主要来源 , 后者为盆地内陆相油气的主要来源。

(1) 寒武—奥陶系烃源岩 包括震旦系 , 为一套海相腐泥型碳酸盐岩和泥质岩生 油岩，生油岩厚达1000〜2000m,分布十分广泛。盆地内部总体表现为东厚西薄， 有机质丰度东高西低 , 成熟度亦呈东高西低之势 , 以盆地东部满加余凹陷至库 鲁克塔格地区最为发育。盆地东部震旦系、奥陶系生油岩总厚达 2000m 以上, 以 泥质生油岩为主 , 暗色泥岩厚达 1500m , 其中寒武系泥岩和碳酸盐岩均达到好生 油岩标准。盆地西部震旦、奥陶系生油岩以台地相碳酸盐岩为主 , 生油岩厚 1000m 左右 , 其中震旦系、寒武系生油岩有机质丰度多在 0.2%左右。与震旦、寒武系相 比 , 奥陶系无论在盆地东部还是西部 , 其有机质丰度一般都在 0.2%〜 0.3%。就成熟 度而言 , 震旦—寒武系生油岩在盆地大部分地区已达到过成熟阶段。

(2) 石炭—二叠系烃源岩 为一套海相及海陆过渡相腐泥型—混合型偏腐殖型

生油岩 , 以石炭系为主体 , 包括碳酸盐岩和泥质岩生油岩 , 生油岩厚度一般在 300〜800n之间。西南坳陷之叶城一喀什凹陷、阿瓦提凹陷和乌什凹陷生油岩厚 度最大，达1500n左右。这套生油岩在塔里木盆地总体表现为西厚东薄 ，有机质

丰度西高东低。生排烃高峰期推测在早第三纪晚期至晚第三纪 , 以晚喜山期为 主。

(3) 三叠—侏罗系烃源岩 为一套湖泊—沼泽相腐殖型生油岩 , 主要分布在库车 坳陷、西南坳陷南缘、 东南坳陷及北部坳陷。 侏罗系生油岩较三叠系生油岩分布 更为广泛 , 盆地东部孔雀河斜坡、英吉苏凹陷及塔东隆起东部均达到生油岩标 准。但有机质丰度最高、 生油岩厚度最大的地区仍在库车坳陷。 另外, 东南坳陷 侏罗系生油岩也比较发育。 就有机质热演化程度而言 , 三叠、侏罗系生油岩在盆 地内部大部分地区尚处于低成熟、成熟早期阶段 , 但在库车坳陷、西南坳陷、东 南坳陷等地则大都进入生油窗范围。 已证实轮台断隆中新生界的油气主要来源于 库车坳陷三叠—侏罗系生油岩。

塔里木盆地 3套烃源岩排烃时间从奥陶纪一直持续到第四纪 , 长达 5亿年之

久。主要排烃高峰期有 3次: 第一次为中晚奥陶世排烃高峰期 , 排烃量达 1787亿 t;第二次为二叠纪排烃高峰期,排烃量为922亿t;第三次为晚第三纪排烃高峰期, 排烃量为960亿t。这也是塔里木盆地3个主要成藏时期。其中前两个排烃高峰期 主要来自寒武—奥陶系烃源岩的贡献 , 最后一次排烃高峰期则主要来自石炭—二 叠系及三叠—侏罗系烃源岩的贡献。

3.2 储层与盖层特征

塔里木盆地储层条件优越 , 储层具有类型全、物性好、层位多、埋深大、分 布广等特点。 储层类型包括碎屑岩和碳酸盐岩。 层位上包括震旦系到第三系几乎 各个层系。 目前, 除泥盆系和二叠系未发现工业油气流外 , 震旦系、 寒武系、奥 陶系、志留系、石炭系、三叠系、侏罗系、白垩系、下第三系、上第三系均已获 得工业油气流，从而构成塔里木盆地10个重要产油层系。其埋深一般在3000〜 6000m之间,少数超过6000m

(1) 寒武—奥陶系储层 : 为一套海相碳酸盐岩储层。 原生储层主要受沉积相

带控制 , 次生储层主要受古岩溶作用和构造作用控制。 古潜山发育区储层条件一 般较好 , 主要储集空间为溶蚀孔隙及裂缝。 (2) 志留—泥盆系储层 : 为一套滨浅 海相—陆相碎屑岩储层。 其中志留系为一套滨浅海相细砂岩和粉砂岩沉积 , 储层 物性一般较差 , 泥盆系为一套滨浅海相—陆相红色砂岩和粉砂岩储层 , 具有中等 孔渗条件 (3) 石炭系储层 : 为一套海相碳酸盐岩和碎屑岩储层。其中下石炭统东 河砂岩是一套很好的滨海相砂岩储层，厚数十米至100余米，最厚达320m;成分 和结构成熟度均较高。 (4) 三叠—侏罗系储层 : 为一套陆相碎屑岩储层，具有高 孔高渗特点 ,

主要砂体类型有辫状三角洲砂体、 扇三角洲砂体、 河流砂体及滨浅 湖砂坝砂体 ,

是塔北隆起和库车坳陷的主要勘探目的层系之一 (5) 白垩—第三系 储层 : 为一套陆相碎屑岩储层 , 在塔西南还发育海相碳酸盐岩储层。 储层物性变 化大, 主要受沉积相带控制 , 既有高孔高渗型 , 又有中孔中渗型和低孔低渗型。 这 套储层是库车、塔北、塔西南等地另一主要勘探目的层系。

塔里木盆地寒武—奥陶系至上第三系几乎各个层系均不同程度的有盖层发 育，其中石炭系中上部膏泥岩段、 侏罗系中部煤层和泥岩段以及下第三系膏盐泥 岩段是塔里木盆地分布最广、封堵能力最好的 3套区域性盖层，评价为I类盖 层，目前所发现的油气藏多数即分布于这 3 套盖层之下。另外 , 中上奥陶统泥岩

段、志留系红泥岩段、 石炭系中下部灰岩段和泥岩段、 二叠系下统泥岩段和火山 岩段、上第三系膏泥岩和泥岩段等也是分布较稳定的区域性盖层 ，可评价为U类

盖层, 这类盖层对塔里木盆地油气藏形成与分布也具有重要的控制作用。 3.3 油气成藏特点

(1) 成藏组合主要为古生新储式组合

由于烃源岩一般埋藏较深 (数千米以下 ) , 因而目前发现的油气藏主要为古 生新储式或下生上储式成藏组合 , 自生自储式相对较少，在满加尔油气系统 , 储 集层主要为石炭系、三叠系和侏罗系 , 而生油层主要为寒武—奥陶系 .

(2) 成藏史复杂 , 具有多期成藏、多次运移再分配的特点

目前盆地内所发现的油气藏主要有 3 个成藏期 : 即晚加里—早海西期 , 晚 海西—印支期及晚喜山期 , 与盆地烃源岩排烃主峰期大体一致。 其中晚加里东— 早海西期是塔里木盆地最重要的一次成藏时期 , 但由于后期受到早海西运动、 晚 海西运动、印支运动等多期构造运动的强烈破坏 , 现今只有英买 1、 2 号奥陶系 内幕油藏等极少数得以保存下来 , 绝大多数则已遭到破坏散失 , 塔北至塔中大 面积分布的志留系沥青砂岩即是该期古油藏被破坏的证据。晚海西 - 印支期则是 塔里木盆地已发现油气藏的一次主要成藏时期。 晚喜山期是塔里木盆地现今油气 藏最重要的成藏时期 , 塔北轮台断隆白垩—第三系油气藏、 库车坳陷大宛齐及依 奇克里克油气藏、

西南坳陷柯克亚油气藏等均是该期成藏的产物。 由于保存条件 好, 晚喜山期形成的油气藏基本上都能保存下来。 同时, 由于喜山期良好的保存 条件, 中新生界成为塔里木盆地最主要的油气聚集层系。 这正是塔里木盆地油气 在纵向上比较分散 , 又相对向上集中分布的原因。

3.4 油气聚集和分布的影响因素

(1) 油气分布受盆地构造格局控制

塔里木盆地目前所发现的油气主要有海相与陆相两大成因类型。 海相油气主 要分布于古生界克拉通盆地 , 陆相油气主要分布于中新生界前陆盆地及其前缘 隆起。其中 , 古生界克拉通盆地油气分布主要受克拉通内古隆起及其斜坡控制。 在盆地内

3类5个古隆起9个斜坡构造中 , 目前已在 3个古隆起及 4个斜坡上发现了 工业油气。 中新生界前陆盆地油气分布主要受前陆逆冲带及其前缘隆起控制。 目

前已在库车前陆盆地及其前缘隆起塔北隆起中新生界、 塔西南前陆盆地发现了工 业油气。这两个前陆盆地由于发育多排逆冲带构造 , 同时又不乏油气源条件 , 因 而有利于油气藏的形成及油气聚集。 前缘隆起以塔北隆起最为有利 , 发现油气最 多。

(2) 油气分布受烃源岩分布及油气系统控制 近油源分布是世界油气分布的一般规律 ,

也是塔里木盆地油气分布的重要规 律之一。同时 , 油气系统中构造变动事件及成藏事件对塔里木盆地油气分布也具 有重要的控制作用。 满加尔油气系统由于以寒武—奥陶系海相烃源岩为主要油气 来源 , 成藏期较早 , 因而该系统所形成的油气主要聚集了侏罗系及其以下层位 , 并以古生界为主 ; 同时, 由于盆地内寒武—奥陶系烃源岩以该系统最为发育 , 因 而目前所发现的海相油气主要即沿系统分布。 库车油气系统烃源岩为三叠—侏罗 系陆相烃源岩 , 成藏期较晚 , 因而由这套烃源岩所生成的陆相油气主要便分布于 库车坳陷及塔北隆起轮台断隆中新生代地层中。 塔西南油气系统发育寒武—奥陶 系、石炭—二叠系及侏罗系 3套烃源岩, 成藏时间较长 , 具有多次成藏期 , 因而 油气可分布于古生界、中生界及新生界的不同层位。