易士威,郭緒杰,朱 明,李明鵬,楊 帆,楊海軍,文 龍,孫瑞娜

(1.中國石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083; 2.中國石油勘探與生產(chǎn)分公司,北京 100007; 3.中國石油新疆油田 勘探開發(fā)研究院,新疆 克拉瑪依 834000; 4.中國石油 塔里木油田,新疆 庫爾勒 841000; 5.中國石油西南油氣田 勘探開發(fā)研究院,四川 成都 610051)

引 言

前陸盆地是世界上油氣資源最豐富、發(fā)育大油氣藏最多的盆地類型之一[1]。在中國中西部中新生代發(fā)育眾多前陸盆地,具備油氣成藏所需的各項要素,為大氣藏和大氣區(qū)的形成提供了條件[2]。近年來在中國塔里木盆地、四川盆地和準(zhǔn)噶爾盆地前陸沖斷帶不斷取得重大突破,相繼發(fā)現(xiàn)多個大氣藏和大氣區(qū)[3-5]。證實中國中西部前陸沖斷帶勘探潛力巨大,是實現(xiàn)天然氣增儲上產(chǎn)的最重要的戰(zhàn)略領(lǐng)域之一[6]。

前陸沖斷帶是前陸盆地最重要的油氣富集帶,因此,一直是石油地質(zhì)學(xué)家關(guān)注的重點領(lǐng)域。近年來,在前陸沖斷帶構(gòu)造、儲層和成藏等方面的研究均取得進(jìn)展[7-8]。通過構(gòu)造解剖及構(gòu)造建模,揭示了沖斷帶構(gòu)造樣式及構(gòu)造變形方式;通過超深超壓環(huán)境儲層研究,揭示了超深層優(yōu)質(zhì)儲層成因機制;通過對前陸區(qū)成藏研究,揭示了前陸沖斷帶的勘探潛力[9]。但由于三大盆地前陸區(qū)構(gòu)造的復(fù)雜性和各自成藏條件的特殊性,缺乏對不同盆地前陸沖斷帶構(gòu)造和成藏的對比研究。因此,運用地震測井等資料,采取斷裂精細(xì)解釋,對比分析三大盆地前陸區(qū)構(gòu)造特點,明確控制大氣藏形成的主要構(gòu)造樣式,解剖大氣藏(大氣區(qū))的相似性和差異性,揭示形成大氣藏的主控要素,構(gòu)建前陸沖斷帶大氣區(qū)控藏模式。以此為指導(dǎo),針對不同盆地前陸區(qū)成藏條件分析,預(yù)測了下步的勘探領(lǐng)域和突破方向。

1 地質(zhì)背景

中、新生代以來,由于印度板塊自南向北的不斷擠壓直至向歐亞板塊俯沖,造就了環(huán)青藏高原的巨型盆山構(gòu)造系統(tǒng)(圖1)[10],在中國中西部形成了許多獨具特色的陸內(nèi)前陸盆地,而前陸沖斷帶就主要分布在環(huán)青藏高原盆山體系的盆山結(jié)合部位。受環(huán)青藏高原巨型盆山系統(tǒng)的控制,中部四川盆地在青藏高原向東推擠的作用下,呈現(xiàn)西降東隆的不對稱構(gòu)造格局。西部的塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地在青藏高原向北推擠作用下,表現(xiàn)為克拉通邊緣單邊或雙邊的擠壓沉降與沖斷隆升等多種盆山耦合形式,準(zhǔn)噶爾盆地表現(xiàn)為南沉北隆的構(gòu)造格局,而塔里木盆地則表現(xiàn)為克拉通南北邊緣沉降、中央隆起的構(gòu)造格局。在青藏高原隆升的同時,強烈的擠壓作用造成環(huán)青藏高原的盆山體系內(nèi)部發(fā)生劇烈變形,并依次從造山帶向克拉通內(nèi)部拓展。在強烈的構(gòu)造擠壓下,在盆山結(jié)合部發(fā)育多種的構(gòu)造樣式十分復(fù)雜的前陸沖斷帶[11]。這些沖斷帶在空間上與不同時代的生烴中心互相疊置。如在塔里木盆地,庫車前陸沖斷帶就疊置發(fā)育在中生界三疊系和侏羅系兩套烴源層之上[12];在準(zhǔn)噶爾盆地準(zhǔn)南前陸沖斷帶發(fā)育上古生界二疊系,中生界三疊系、侏羅系、白堊系等多套烴源巖[13],在四川盆地西緣龍門山前前陸沖斷帶發(fā)育寒武系筇竹寺組、龍馬溪組、梁山組、龍?zhí)督M、須家河組等多套烴源巖[14],為前陸區(qū)成藏特別是大氣區(qū)的形成提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。前陸沖斷活動使地層擠壓褶皺產(chǎn)生了大量背斜構(gòu)造,為油氣提供了巨大的聚集空間?？傊?中國中西部前陸區(qū)均發(fā)育多套優(yōu)質(zhì)烴源層,多套規(guī)模性儲層,多套區(qū)域性蓋層,多套良好的儲蓋組合,成排成帶逆沖背斜圈閉,為大氣區(qū)形成奠定了成藏所需的全部要素,形成了各具特色的前陸沖斷帶含油氣系統(tǒng)。

圖1 環(huán)青藏高原盆山構(gòu)造系統(tǒng)Fig.1 Basin-mountain tectonic system around the Qinghai-Tibet Plateau

2 大氣區(qū)構(gòu)造特征

前陸沖斷帶是前陸盆地主要的油氣聚集帶和富集帶,而構(gòu)造特別是斷裂在沖斷帶的油氣成藏中發(fā)揮著重要的控制作用。因此,構(gòu)造特征一直是前陸盆地研究的熱點和重點。在前陸盆地系統(tǒng)盆—山耦合及其對深層結(jié)構(gòu)控制、前陸沖斷帶構(gòu)造變形作用以及前陸沖斷帶復(fù)雜構(gòu)造建模技術(shù)等領(lǐng)域的研究雖然取得了許多進(jìn)展。但由于中國前陸沖斷構(gòu)造變形的多樣性導(dǎo)致對其地質(zhì)認(rèn)識和勘探的難度增加,因此,有必要對前陸沖斷帶油氣成藏,特別是從大氣區(qū)和大氣藏兩個方面對構(gòu)造控藏開展研究,揭示控制大氣藏的主要構(gòu)造樣式。

2.1 大氣藏構(gòu)造樣式

前陸沖斷帶構(gòu)造的復(fù)雜性造就了多種多樣的構(gòu)造圈閉,但不是每一種構(gòu)造都能形成圈閉,更不是每一種圈閉都能成藏,大氣藏的形成具有獨特又相似的構(gòu)造樣式。雖然這些大氣藏的成藏條件諸如烴源層、儲層和蓋層發(fā)育的時代及類型各有不同,但具備共同特點,就是每個氣藏都是與逆沖斷層相關(guān)的背斜構(gòu)造,說明逆沖斷層是油氣成藏特別是規(guī)模性成藏的重要控制因素。根據(jù)逆沖斷裂發(fā)育的幾何性質(zhì)、與蓋層和烴源巖的關(guān)系、特別是對圈閉以及成藏的控制,將前陸沖斷帶逆沖構(gòu)造分為4種構(gòu)造樣式(圖2)。一是層間逆沖構(gòu)造:逆沖斷層發(fā)育在2套柔性地層之間,向下斷至烴源巖并在烴源巖中逆掩滑脫,向上斷至蓋層但未斷穿蓋層(圖2(a));二是上下穿透型逆沖構(gòu)造:逆沖斷層向上斷達(dá)地表,向下斷達(dá)基底(圖2(b));三是上穿透型逆沖構(gòu)造:逆沖斷層向上斷達(dá)地表,向下斷至柔軟層并在其內(nèi)逆掩滑脫(圖2(c));四是下穿透型逆沖構(gòu)造:逆沖斷層向下斷達(dá)基底,向上斷至柔軟蓋層且未斷穿(圖2(d))。

圖2 前陸沖斷帶大氣藏構(gòu)造樣式Fig.2 Structural styles of large gas reservoirs in foreland thrust belt

層間逆沖疊瓦構(gòu)造是最佳的構(gòu)造樣式,其次是下穿透型構(gòu)造樣式。這兩種構(gòu)造樣式形成的逆沖斷層相關(guān)背斜未破壞圈閉有效性,而其他兩種構(gòu)造樣式雖然也形成背斜圈閉,但由于斷層斷穿蓋層,破壞了蓋層的完整性,造成圈閉封閉性消失。而層間逆沖構(gòu)造和下穿透型逆沖構(gòu)造的區(qū)別是層間逆沖構(gòu)造由于斷層在烴源巖中逆掩,造成斷面在烴源巖中大面積展布,同時與斷裂伴生的裂隙和斷面在烴源巖中構(gòu)成天然的立體縫網(wǎng)系統(tǒng),大大提高油氣運移的效率,造成高效輸導(dǎo)和充注,對油氣成藏更為有利。

2.2 大氣區(qū)構(gòu)造特征

中國前陸盆地前陸沖斷帶由于經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動導(dǎo)致變形結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,縱向上深—中—淺層構(gòu)造變形不同,形成多層構(gòu)造結(jié)構(gòu);沿應(yīng)力方向構(gòu)造樣式不同,形成多種類型的復(fù)雜構(gòu)造帶;沿構(gòu)造帶方向斷裂發(fā)育特征不同,各斷裂帶具有不同的組合關(guān)系。不同盆地的前陸沖斷帶是不同應(yīng)力環(huán)境的產(chǎn)物,既具有分區(qū)分帶分段分層分期性等相似性,也體現(xiàn)出各自不同的特殊性。

2.2.1 塔里木盆地庫車前陸大氣區(qū)構(gòu)造樣式

目前,在庫車前陸區(qū)發(fā)現(xiàn)了克深、博孜和阿瓦特3個大氣區(qū),3個大氣區(qū)均位于前淵,均受前展式逆沖疊瓦構(gòu)造控制,但自東向西由克深到阿瓦特地區(qū),構(gòu)造表現(xiàn)出不同的特點,可分為橫向疊瓦式、臺階狀疊瓦式、垂向疊瓦式和雙層樓疊瓦式四種類型。一是橫向疊瓦式(圖3(a)):庫車坳陷克深大氣區(qū)發(fā)育此類構(gòu)造樣式,主控斷層是坡坪式逆掩斷層,每個次級斷層向下收斂于主斷層斷坪段,向上消失于塑性膏鹽巖層內(nèi),控制的每個逆沖席形成斷層相關(guān)褶皺背斜,成排成帶連片分布。二是垂向疊瓦式(圖3(b)):主控斷層為基底卷入式高角度逆沖斷層,每個次級斷層向主斷層收斂,呈彎曲喇叭口狀向遠(yuǎn)離主斷層方向發(fā)散,次級斷層控制形成的斷層相關(guān)背斜在垂向上互相疊置,這種構(gòu)造樣式一般發(fā)育在疊瓦構(gòu)造的后端靠近基底卷入主斷裂的位置。三是臺階疊瓦式(圖3(c)):是介于橫向和垂向疊瓦之間的構(gòu)造樣式,以博孜構(gòu)造帶最為典型。受基底卷入式高角度逆沖斷層和坡坪式逆掩沖斷層共同控制,發(fā)育在這兩條主斷層之間的次級斷層向下收斂于逆掩斷層,次級斷層控制形成的背斜向高角度主斷層方向呈臺階狀升高。四是雙層樓疊瓦式(圖3(d)):發(fā)育在庫車西部博孜-阿瓦特地區(qū)。兩層逆沖疊瓦構(gòu)造垂向上下疊置。

2.2.2 四川盆地龍門山前陸大氣區(qū)構(gòu)造樣式

四川盆地川西北龍門山前陸區(qū)發(fā)現(xiàn)了雙魚石大氣區(qū),也是位于前淵區(qū)。受前展式坡坪逆掩斷層控制,在前淵區(qū)形成多排層間逆沖構(gòu)造(圖4),逆掩段在寒武系筇竹寺組厚層泥頁巖發(fā)育,一系列北東向逆沖斷層向下收斂于逆掩斷層, 向上消失在嘉陵江組膏鹽巖地層中,控制形成成排成帶連片分布的背斜、斷背斜群[14]。與各具特色的塔里木盆地庫車三個大氣區(qū)構(gòu)造相比,川西北前淵區(qū)變形較弱,特別是鹽上地層,表現(xiàn)為自西向東傾的單斜,大氣區(qū)構(gòu)造樣式自北向南變化不大,具有相似性,此外,各沖斷席也沒有像庫車前陸區(qū)那樣形成疊瓦構(gòu)造。

圖4 川西北前陸沖斷帶大氣區(qū)構(gòu)造樣式Fig.4 Structural style of large gas reservoir in northwestern Sichuan foreland thrust belt

2.2.3 準(zhǔn)噶爾盆地準(zhǔn)南前陸大氣區(qū)構(gòu)造樣式

與塔里木盆地庫車前陸區(qū)和四川盆地龍門山前陸區(qū)構(gòu)造相比,準(zhǔn)噶爾盆地準(zhǔn)南前陸區(qū)具有自己的特點[15]。一是自南向北由山前到盆地發(fā)育近東西向展布的多排逆沖構(gòu)造帶(圖5),各構(gòu)造帶之間相隔較遠(yuǎn),形成背斜帶和向斜帶相間分布格局。二是新生代逆沖構(gòu)造由南向北擴展,具有構(gòu)造變形由老到新、由強變?nèi)?、由?fù)雜到簡單、由多層到單層的特點。三是縱向上多層滑脫,橫向上分段滑脫。古近系安集海河組泥巖層、白堊系吐谷魯群泥巖層和侏羅系八道灣組煤系地層既是區(qū)域蓋層,也是區(qū)域性構(gòu)造滑脫層,在三套滑脫層上下發(fā)育期次不同、樣式各異、上下疊置的逆沖構(gòu)造,形成縱向上多層構(gòu)造疊置,橫向上多排構(gòu)造并列的構(gòu)造格局。但與其他兩個前陸區(qū)相同的是,控制大氣藏的構(gòu)造樣式同樣是層間逆沖構(gòu)造。

圖5 準(zhǔn)噶爾盆地準(zhǔn)南前陸沖斷帶構(gòu)造樣式Fig.5 Structural style of Zhunnan foreland thrust belt in Junggar Basin

3 控藏模式

大氣藏受逆沖構(gòu)造控制顯著,前陸沖斷帶發(fā)育眾多逆沖構(gòu)造,在其他成藏條件相同的情況下,不是每種逆沖構(gòu)造都能形成大氣藏。雖然各盆地大氣藏各有不同,同一盆地不同構(gòu)造帶大氣藏也有差異,但有共同特點。通過解剖三個盆地前陸區(qū)大氣藏和大氣區(qū),發(fā)現(xiàn)具有許多共同特征,這些共同的特點就構(gòu)成了前陸沖斷帶大氣藏的成藏模式。

3.1 庫車前陸沖斷帶成藏模式

庫車前陸區(qū)中—新生界以陸相碎屑巖沉積為主,三疊系及侏羅系沼澤相、湖相泥巖和煤系地層是主力烴源巖。侏羅系煤系烴源巖厚度大,有機質(zhì)類型為腐殖型,豐度高,多處在高—過成熟階段,以生氣為主,為庫車前陸沖斷帶大氣區(qū)的形成奠定了豐富的資源基礎(chǔ)。三疊系—新近系扇三角洲、辮狀河三角洲等砂巖、砂礫巖是其主要儲層類型[16],其中,白堊系巴什基奇克組厚層砂巖與古近系膏鹽巖蓋層是主要的成藏組合和含氣層系。巖性主要為辮狀三角洲相長石質(zhì)巖屑砂巖,以中孔中滲和中低孔低滲為主,大面積分布[17]。發(fā)育新近系和古近系膏鹽巖、膏泥巖和侏羅系煤系3套區(qū)域性蓋層。其中,古近系庫姆格列木群和新近系吉迪克組湖相鹽巖及泥巖是重要的區(qū)域性優(yōu)質(zhì)蓋層,大部分油氣富集于這兩套區(qū)域蓋層之下。

庫車前陸區(qū)具備十分優(yōu)越的成藏條件,發(fā)育優(yōu)質(zhì)的烴源巖、良好的生儲蓋組合、成排成帶大面積連片分布的圈閉及斷裂輸導(dǎo)體系,為油氣成藏特別是大氣區(qū)的形成提供了所有條件。發(fā)現(xiàn)的克深、博孜、阿瓦特3個萬億方連片分布?xì)獠厝?其成藏模式受疊瓦狀逆沖構(gòu)造控制,形成背斜、斷背斜,斷層向下斷至侏羅系或三疊系,進(jìn)入侏羅系煤巖或者三疊系泥巖中,斷面由陡直變?yōu)槠骄?由于強烈的應(yīng)力作用,在烴源巖內(nèi)形成沿逆掩主斷裂分布的天然縫網(wǎng)系統(tǒng),有利于天然氣向逆掩主斷裂匯聚,從而形成高效的以逆掩斷裂為主的立體排驅(qū)輸導(dǎo)體系。向上斷至白堊系巴什基奇克組厚層儲集巖,終止于塑性的古近系庫姆格列姆組厚層膏鹽巖內(nèi)。構(gòu)成以侏羅系煤系和三疊系泥巖為主要烴源巖,以白堊系巴什基奇克組砂巖為儲集層,以庫姆格列姆群膏鹽巖為蓋層,以逆沖斷層為油氣運移通道,最終形成從烴源巖到圈閉的高效充注聚集成藏模式(圖6)。

圖6 庫車前陸沖斷帶大氣區(qū)控藏模式Fig.6 Reservoir control mode of large gas area in Kuqa foreland thrust belt

3.2 準(zhǔn)南前陸沖斷帶成藏模式

準(zhǔn)南前陸區(qū)自下而上發(fā)育二疊系和侏羅系等多套烴源巖層。其中侏羅系煤系烴源巖廣覆式分布,有機質(zhì)豐度高,類型以Ⅲ型干酪根為主,是一套優(yōu)質(zhì)的氣源巖[18]?？傮w處于成熟—高成熟演化階段[19]。準(zhǔn)南前陸區(qū)以陸相沉積為主,沉積的多旋回性造成從二疊系到古近系發(fā)育多套儲集層,儲層有利沉積相主要為沖積扇、河流、三角洲(扇三角洲),具有橫向變化大、非均質(zhì)性強的特點。目前勘探發(fā)現(xiàn)的主要是上侏羅統(tǒng)齊古組、喀拉扎組及下白堊統(tǒng)清水河組的砂礫巖和砂巖3套層系。準(zhǔn)南前陸沖斷帶自下而上發(fā)育4套區(qū)域性泥巖蓋層,即侏羅系煤系泥巖、白堊系吐谷魯群泥巖、古近系安集海河組泥巖和新近系塔西河組膏泥巖。其中,下組合白堊系吐谷魯群泥巖蓋層厚度大,區(qū)域分布穩(wěn)定,且普遍發(fā)育異常高壓,具備形成大中型油氣田的封蓋能力,控制著準(zhǔn)南前陸沖斷帶油氣分布。

準(zhǔn)南前陸區(qū)發(fā)育下、中、上3套成藏組合[20],油氣主要來源于深部侏羅系,在每套組合中都發(fā)現(xiàn)了油氣藏,深層下組合是發(fā)現(xiàn)大氣藏的主要目的層,而能否形成大氣藏就取決于控制圈閉的構(gòu)造樣式。呼圖壁深層構(gòu)造樣式既是層間逆沖構(gòu)造,控圈斷層向下進(jìn)入侏羅系八道灣組煤系地層逆掩,向上斷至白堊系清水河組,消失于吐谷魯群泥巖蓋層,既溝通侏羅系烴源巖,又未破壞吐谷魯蓋層的封閉性,具有從源巖到圈閉的絕佳輸導(dǎo)聚集條件,從而形成了大氣藏(圖7)。

圖7 準(zhǔn)噶爾盆地準(zhǔn)南前陸沖斷帶大氣藏成藏模式Fig.7 Hydrocarbon accumulation mode of large gas reservoir in Zhunnan foreland thrust belt of Junggar Basin

3.3 龍門山前陸沖斷帶成藏模式

四川盆地川西北前陸區(qū)發(fā)育下寒武統(tǒng)筇竹寺組、志留系龍馬溪組和三疊系須家河組等多套優(yōu)質(zhì)烴源巖,具備形成大氣田的資源基礎(chǔ)[21]。二疊系棲霞組是主要的含氣層系,是經(jīng)歷巖溶作用改造的臺緣灘相規(guī)模性白云巖儲層,以低孔低滲為主,儲集空間以晶間溶孔、粒間溶孔和溶洞為主[22]。其上發(fā)育三疊系嘉陵江組膏鹽巖和須家河組泥巖兩套區(qū)域性蓋層,對油氣成藏及保存具有整體封蓋作用。

縱向上發(fā)育多套儲蓋組合,已發(fā)現(xiàn)泥盆系觀霧山組、二疊系棲霞組、茅口組及三疊系須家河組等多套含氣層系,特別是在棲霞組發(fā)現(xiàn)連片分布的大氣區(qū)。其成藏模式為前陸沖斷帶前鋒區(qū)層間逆沖疊瓦構(gòu)造控制形成成排成帶的背斜-斷背斜圈閉,逆沖斷層向上斷至嘉陵江組膏鹽巖且未斷穿,向下斷至筇竹寺組烴源巖并在筇竹寺泥頁巖中逆掩,既溝通下伏的多套烴源巖,又未對棲霞組圈閉的封堵性造成破壞,構(gòu)成以寒武系筇竹寺組烴源巖為主的多源混源供烴,以逆沖斷層相關(guān)背斜為圈閉、以棲霞組邊緣灘相白云巖為儲層、以嘉陵江組膏鹽巖為蓋層、以逆沖斷裂為輸導(dǎo)通道的大氣區(qū)成藏模式[23-24]。圈閉在須家河組之前即已形成,而成藏期為中侏羅世—早白堊世,圈閉形成時間早于大量生烴期,逆沖斷裂后期停止活動,十分有利于大氣區(qū)形成后的整體持續(xù)保存(圖8)。

圖8 川西北前陸沖斷帶大氣區(qū)控藏模式Fig.8 Reservoir control mode of large gas reservoir in northwestern Sichuan foreland thrust belt

3.4 大氣區(qū)控藏模式

3.4.1 大氣區(qū)分布特征

從塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地和四川盆地前陸區(qū)勘探現(xiàn)狀看,大氣區(qū)均分布在前淵區(qū),這是由不同構(gòu)造單元構(gòu)造特征的差異性決定的。從生儲蓋的發(fā)育看,前陸區(qū)雖然均具備基本的成藏條件,但前陸區(qū)構(gòu)造的復(fù)雜性導(dǎo)致不同區(qū)帶油氣成藏具有很大差異。前陸沖斷帶能否成藏,特別是能否形成大氣區(qū),不僅取決于沖斷帶構(gòu)造圈閉發(fā)育的完整性、有效性和規(guī)模性以及從源巖到圈閉的輸導(dǎo)條件,還取決于構(gòu)造的穩(wěn)定性和保存條件。綜合考慮上述因素,由于逆沖推覆帶構(gòu)造極其復(fù)雜,斷層大部分?jǐn)噙_(dá)地表,不僅破壞了圈閉的封閉性,而且導(dǎo)致保存條件變差,所以很難成藏,特別是規(guī)模性成藏。相比之下,深層掩覆區(qū)和前淵區(qū)原位層間逆沖疊瓦構(gòu)造帶由于保存條件好而成為前陸沖斷帶最有利的成藏區(qū)。

3.4.2 前陸沖斷帶大氣區(qū)控藏模式

通過解剖3個盆地前陸區(qū)成藏條件和成藏模式,大氣區(qū)既具有廣覆式烴源巖、規(guī)模性儲層、大面積蓋層等優(yōu)越的宏觀基本成藏條件的相似性,也具有均發(fā)育在前淵區(qū)的分布上的相似性。最核心的就是控制大氣藏的構(gòu)造樣式都是層間逆沖構(gòu)造這一共同點。前陸沖斷帶大氣區(qū)控藏模式可以概括為層間逆沖斷層形成向下溝通烴源巖,向上斷至蓋層又未斷穿蓋層,既起到油氣運移輸導(dǎo)作用又沒有破壞圈閉的有效性。烴源巖中的滑脫斷層和多條逆沖斷層相連,與復(fù)雜次級斷裂及裂縫構(gòu)成網(wǎng)狀立體輸導(dǎo)體系,為油氣的高效充注成藏提供條件。多條走向相近的逆沖大斷裂控制形成成排背斜構(gòu)造帶(準(zhǔn)南前陸區(qū))或連片的背斜圈閉群(庫車前陸區(qū)),從而形成由具有相同成藏模式的多個獨立的氣藏群組成的大氣區(qū)(圖9)。

圖9 前陸沖斷帶大氣區(qū)控藏模式Fig.9 Reservoir control mode of large gas reservoir in foreland thrust belt

3.4.3 前陸沖斷帶構(gòu)造成藏特征對比

通過上述分析,庫車、川西北和準(zhǔn)南前陸沖斷帶構(gòu)造與成藏既有許多相似性,也有一定的差異性,這些特點不僅決定了前陸沖斷帶大氣藏共同的成藏模式及聚集規(guī)律,也決定了各自的勘探潛力和下步勘探方向。從構(gòu)造特征看,三個前陸區(qū)構(gòu)造雖然均具有分區(qū)分帶分層分期的相似性,但塔里木盆地庫車前陸沖斷帶各帶之間緊密相連,準(zhǔn)噶爾盆地各帶之間由明顯向斜分割,四川盆地介于之間(圖3—圖5),四川盆地和塔里木盆地由于膏鹽巖層的發(fā)育,在前陸沖斷帶一般形成上下雙層逆沖構(gòu)造,而準(zhǔn)噶爾盆地滑脫層為泥巖且發(fā)育多套,因此,形成多層逆沖構(gòu)造(圖3—圖5)。構(gòu)造的規(guī)模及完整性由于滑脫層性質(zhì)不同而有所不同,四川盆地和塔里木盆地由于膏鹽巖層對應(yīng)力的釋放,前陸沖斷帶構(gòu)造相對完整,準(zhǔn)噶爾盆地則相對破碎。從成藏特征看,控制大氣藏的主要構(gòu)造樣式是層間逆沖構(gòu)造,圈閉均是逆沖斷裂相關(guān)背斜,均以逆沖斷裂為油氣運移通道,氣藏類型均是超高壓構(gòu)造氣藏。

4 前陸沖斷帶未來突破方向

塔里木盆地庫車前陸區(qū)、準(zhǔn)噶爾盆地準(zhǔn)南前陸區(qū)和四川盆地龍門山前前陸區(qū)均發(fā)育多套烴源巖及多套儲蓋組合,具備形成復(fù)式大油氣聚集區(qū)的所有成藏條件。雖然在前陸沖斷帶已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大氣區(qū)或多個大氣藏,但剩余資源十分豐富,仍有巨大的勘探潛力。從庫車、準(zhǔn)南及龍門山前三個前陸區(qū)目前的勘探現(xiàn)狀看,在勘探區(qū)帶、勘探層系和勘探領(lǐng)域上均存在很大的不均衡性。低勘探程度區(qū)帶、層系和領(lǐng)域孕育著未來的勘探潛力,是下步勘探的突破方向。

從前陸區(qū)大氣區(qū)分布特征和控制大氣藏構(gòu)造樣式類比分析,塔里木盆地塔西南前陸區(qū)和四川盆地大巴山—米倉山前陸區(qū)具備突破的潛力。從圖10可以看出,川北前陸區(qū)發(fā)育比較典型的層間逆沖疊瓦構(gòu)造,逆掩段在寒武系筇竹寺組泥頁巖水平發(fā)育,向上形成一系列沖斷片,每個逆沖斷層向上都終止于嘉陵江組膏鹽巖中,即溝通了筇竹寺組和志留系龍馬溪組烴源巖,又未破壞圈閉的封閉性,近于平行的逆沖斷層形成成排成帶的構(gòu)造圈閉,平面上連片分布,縱向上多層圈閉疊置,形成自寒武系到三疊系多層系復(fù)式立體成藏的格局(圖10),是四川盆地有勘探潛力的前陸沖斷帶。

圖10 川北前陸沖斷帶構(gòu)造樣式與成藏模式Fig.10 Structural style and hydrocarbon accumulation mode of northern Sichuan foreland thrust belt

從勘探層系看,庫車前陸沖斷帶目前主要集中在白堊系巴什基奇克組厚砂巖與古近系庫姆格列木群膏鹽巖這套儲蓋組合,三疊系,侏羅系,白堊系的亞格列木組、舒善河組、巴西改組,古近系和新近系均處于較低勘探程度,準(zhǔn)南前陸區(qū)主要集中在白堊系清水河組,侏羅系、古近系勘探程度低,龍門山前沖斷帶主要集中在二疊系棲霞組,其他層系勘探程度低,多套儲蓋組合受同一逆沖斷層控制,形成多層系的背斜-斷背斜圈閉,具有相似的成藏條件,根據(jù)復(fù)式油氣聚集理論和油氣有序分布原則,這些低勘探程度層系是值得探索的潛力層系。

從勘探區(qū)帶看,大氣藏主要分布在前淵區(qū)的完整大構(gòu)造、沖斷帶的復(fù)雜構(gòu)造區(qū)。由于構(gòu)造破碎破壞了圈閉的有效性和完整性,需要特殊構(gòu)造樣式形成的圈閉才能成藏,如由頂沖構(gòu)造形成的圈閉類型[25]。克拉2大氣藏就是一個由典型頂沖構(gòu)造控制形成的,四周被具有優(yōu)質(zhì)封蓋能力的膏鹽巖包圍的“鹽包圈”構(gòu)造,具備了完美的封閉保存條件而得以成藏。因此,在構(gòu)造復(fù)雜,圈閉破碎,保存差的區(qū)帶,尋找頂沖構(gòu)造形成的圈閉,可以在復(fù)雜的前陸沖斷帶找到一些孤立的油氣藏。

從勘探領(lǐng)域看,三個地區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的油氣藏類型主要為構(gòu)造油氣藏,而巖性或者巖性-構(gòu)造油氣藏還沒有取得突破,這是未來重要的突破領(lǐng)域。特別是準(zhǔn)噶爾盆地準(zhǔn)南地區(qū)前淵拗陷斜坡的侏羅系烴源巖發(fā)育區(qū),具備巖性油氣藏形成的條件,而且發(fā)育超高壓,對深層和超深層儲層具有“?？自鰸B”作用,是準(zhǔn)南地區(qū)新領(lǐng)域勘探的突破方向。

5 結(jié) 論

(1)層間逆沖斷層向下斷達(dá)烴源巖并在烴源層內(nèi)逆掩形成天然縫網(wǎng)系統(tǒng),構(gòu)成優(yōu)勢輸導(dǎo)體系,向上斷至蓋層且未斷穿,從而保持了蓋層的封閉性,既保證了油氣向圈閉的聚集,又未破壞圈閉的有效性,為油氣聚集提供了絕佳的匹配條件,最終得以形成大氣藏。

(2)逆沖掩覆帶和前淵原位逆沖疊瓦構(gòu)造帶由于構(gòu)造穩(wěn)定和圈閉完整,保存條件優(yōu)越成為前陸沖斷帶尋找大氣區(qū)的最有利地區(qū)。走向相近的逆沖斷層控制形成成排背斜圈閉帶,具備相同的構(gòu)造樣式和相似的成藏條件,可形成規(guī)模不等、埋深不同、特征相似的氣藏集群構(gòu)成的大氣區(qū)。