阿曼盆地北部埃迪卡拉系—寒武系油气勘探目标及前景:基于E-C转换期的构造与沉积证据

作为全球古老含油气盆地的代表,阿曼盆地埃迪卡拉系—寒武系含油气系统(下组合)具有典型的复杂地质构造背景与深层特性,勘探难度大。在阿曼盆地北部油气地质特征(烃源岩、油源对比、构造圈闭等)已有研究基础上,梳理与解剖晚新元古代—早古生代全球古构造背景与埃迪卡拉纪—寒武纪转换期(E-C期)沉积格局,探讨并分析阿曼盆地北部深层油气勘探潜力与风险。研究表明:(1)游离于原特提斯洋的华南板块于早古生代初期向东冈瓦纳大陆北缘的俯冲聚合使阿曼(阿拉伯)盆地与四川(上扬子)盆地在埃迪卡拉纪(震旦纪)—寒武纪构造—沉积特征上具有相似性;(2)阿曼盆地北部深层地震剖面揭示了早寒武世发育的典型张性构造,暂命名为“北阿曼拉张槽”;(3)拉张槽两侧古地貌高地具有优质(潜在)白云岩储层(Buah组、Birba组)的发育条件,拉张槽的形成有利于槽内Ara群U/Athel组、Dhahaban组等优质烃源岩的沉积。深层油气地质特征评价指示阿曼盆地北部(5区)下组合具有良好的油气勘探前景。

塔里木盆地寒武系两类优质烃源岩及其形成的含油气系统

寒武系烃源岩是塔里木盆地主要烃源岩之一 ,包括泥页岩和碳酸盐岩。泥页岩类烃源岩有机碳平均含量为 1 87% ,发育于欠补偿盆地环境 ,主要分布于盆地的东部 ,有效厚度 12 0～ 4 15m ;碳酸盐岩类烃源岩有机碳平均含量为 0 4 2 % ,发育于台地内的蒸发泻湖环境 ,主要分布于盆地西部 ,有效厚度 2 88～ 32 4m。两类烃源岩形成了不同的油气系统 ,盆地相泥页岩类烃源岩的油气系统以满加尔凹陷为生烃中心 ,储层主要为寒武系 -奥陶系碳酸盐岩和志留系、石炭系、三叠系和侏罗系砂岩 ;台地相碳酸盐岩烃源岩油气系统的生烃中心可能在巴楚凸起一带 ,主要储集层为下奥陶统和石炭系。

塔北地区寒武系—奥陶系源岩含油气系统研究

寒武系—奥陶系源岩含油气系统是塔北地区最重要的一类已知含油气系统。据生烃期，寒武系—奥陶系源岩含油气系统进一步划分为早期和晚期两个亚系统。通过保存条件分析， 本文引入了残留含油气系统和原型含油气系统概念。早期亚系统属残留含油气系统， 晚期亚系统为原型含油气系统。早期亚系统可能形成大型油气田，是寻找大油气田的重要勘探目标，但其经历长时间的发展演化， 保存条件是影响勘探的关键因素， 晚期亚系统以中小型油气田为主， 其成藏晚， 保存条件较好，是目前的重要勘探对象。

四川盆地寒武系—震旦系含气系统成藏特征及有利勘探区块

加里东古隆起震旦系含气层是四川盆地勘探的重要领域之一，但自发现威远大气田至今已３５ 年，尚未找到类似的第二个大气田，究其原因，除由于震旦系含气层勘探程度较低外，还由于古隆起上油气藏形成后又遭受了不同地质作用的改造。应用含油气系统理论和方法，剖析威远大气田和资阳含气地区，指出：四川盆地寒武系—震旦系含气系统具有形成大中型气田的基本要素和成藏过程；圈闭形成早晚及隆起幅度、储集层渗透性是影响油气聚集丰度的主要因素；喜山期形成的圈闭可聚集大范围内高—过成熟天然气和古隆起上“回返”的天然气，有利于形成大中型气田；古隆起上岩性圈闭可形成“残留型”气藏。认为有利勘探圈闭类型主要为威远式背斜圈闭和古岩溶形成的岩性圈闭，提出威北—资阳、高石梯—龙女寺、荣昌—大足以及川西区南部等４ 个现实的有利勘探区块。图５ 表１ 参７（

塔里木西南地区含油气系统特征

根据对塔里木西南坳陷可能的烃源岩有机地球化学的分析、评价及已知油气藏和重要油气显示点的油(气)岩的对比结果,该区存在着6套现实的烃源岩:(1)下寒武统暗色泥岩及碳酸盐岩;(2)奥陶系的碳酸盐岩和暗色泥岩;(3)石炭系碳酸盐岩和暗色泥页岩;(4)下二叠统暗色泥页岩(5)中下侏罗统的暗色泥岩;(6)上白垩—古近系的碳酸盐岩及暗色泥岩.这几套烃源岩除白垩—古近系有待落实外,其它各套烃源岩均已形成油气显示或工业油气流.综合评价结果最为有利的含油气系统是寒武系,其次为石炭系,根据2个含油气系统的地理分布看,前者主要分布于巴楚隆起及麦盖提斜坡上倾部,后者主要分布于山前坳陷.

中国冈瓦纳的寒武系下伏沉积及其石油地质意义

前寒武纪是寒武纪之前的地质时期总称（4 000-543 Ma）,不属于正式的地质年代单位,包括太古宙和元古宙。寒武系下伏指前寒武系地层最上部的一个系,深化认识其地质特征可以对古老含油气系统作进一步评估。在调研全球特别是印度中上元古界石油地质特征基础上,着重对中国冈瓦纳的寒武系下伏沉积及其石油地质意义进行了分析。指出多种技术可用于前寒武纪和寒武系下伏古地理重建和含油气系统的分析,这些技术包括太古代和元古代基性脉群地质年代测定技术和前寒武纪古生物群落和微体化石分析解释技术。3个关键要素对于发育有效的新元古代含油气系统十分重要：1从新元古代—寒武纪序列沉积以来的相对构造稳定性;2相对晚期的油气生成;3有效盖层的存在（典型的蒸发岩）。中国冈瓦纳的寒武系下伏沉积具有石油地质上良好的成藏条件,中国可以形成与印度盆地相似的上元古界—寒武系超级含油气系统和大油气区。

塔里木盆地寒武系超深层含油气系统盆地模拟

针对塔里木盆地寒武系超深层含油气系统复杂的成藏特征,采用动力学模拟技术探讨了寒武系“源-圈-藏”的演化过程,揭示了超深层含油气系统油气“生成-运移-聚集-调整”的演化历史。塔里木盆地台盆区烃源岩的生烃史模拟显示:下寒武统烃源岩的热演化存在4个关键时刻,分别为加里东中期、加里东晚期—海西早期、海西晚期、喜马拉雅晚期;发育3种热演化模式,即盆地坳陷区持续热演化模式、盆地斜坡区接力热演化模式和盆地周缘山前带快速热演化模式。烃源岩的成熟度恢复显示:塔北斜坡带、顺托果勒低隆起和麦盖提斜坡带烃源岩的整体成熟度低于2%,处于高成熟阶段,目前仍然具有较好的生烃潜力。超深层含油气系统的混合流模拟表明:加里东期和海西期断裂对塔里木盆地原生油气藏的运聚较为重要,而喜马拉雅期断裂对次生油气藏的运聚影响较大。塔里木盆地台盆区寒武系上、下两套含油气系统流体的流线变化和运聚趋势具有明显的继承性,隆起带和斜坡区的优势运移通道是油气运聚的有利区,其中,卡塔克隆起和巴楚隆起西侧具有多源充注汇聚的特征,巴楚隆起东侧和塔北隆起受单一含油气系统持续充注,是较有利的油气富集区。盆地模拟对塔里木盆地超深层含油气系统的研究具有一定的参考价值,值得进一步探讨完善。

全球新元古界的含油气系统：北非展现的潜力

虽然在世界很多地方都存在产油气的、探明的和潜在的新元古界油气层带，但从油气远景看，对新元古界的了解仍相对较差。在大地构造、气候和含油气系统方面，新元古代到早寒武世时期可以分为三个阶段：（1）大约750Ma前的拉伸纪（Tonian）至早成冰世（Cryogenian）阶段，主要表现为罗迪（Rodinia）超级古陆的形成、稳定和初始破裂；（2）中成冰世至早埃迭卡拉世（Ediacaran）阶段（约750—600Ma），其中包括了全球性的两次重大冰川作用，即斯图特（Sturtian）冰川作用和马里诺（Marinoan）冰川作用；（3）中埃迭卡拉世至早寒武世阶段（约600Ma以后），所对应的是冈瓦纳超级古陆的形成和稳定。有越来越多的证据表明，中一晚新元古代（可至早古生代）许多富含有机质层位的沉积是由全球性的冰川后海平面强烈上升所引起的，而此前的冰川作用属于“雪球地球”（SnowballEarth）型，在较为局部的范围还伴有盆地的发育和裂谷断陷作用。对北非的野外考察包括了毛里塔尼亚、阿尔及利亚和马里的陶代尼（Taoudenni）盆地、摩洛哥的小阿特拉斯山脉（Anti—Atlas）以及利比亚的昔兰尼加（Cyrenaica）台地、库夫拉（Kuffa）盆地和迈尔祖格（Murzuk）盆地。这一考察增加了对油气储层、源岩和封盖层之间关系的了解，同时证实了潜在储层相的前寒武系叠层石碳酸盐岩层位的广泛分布。这本专题文集介绍了对前寒武系一早寒武统含油气层带在年代地层学、源岩分布与性能、储层性能的控制因素以及封盖层分布等方面的当前研究成果，研究地区遍及南非、北非、中东和印度次大陆。