-
全球油气勘探目标日趋复杂，古老层系、深层、深海和非常规等领域成为新的油气储量增长点，得到越来越多的关注和重视（Du Jinhu et al.，2016; He Zhiliang et al.，2016; Li Jian et al.，2018）。作为油气勘探的重要目的层系，震旦系—寒武系油气的勘探在20世纪80~90年代，国外已有重大发现，包括东西伯利亚盆地（探明储量22.36亿t）、中东的阿曼盆地（探明储量16.4亿t）和印度巴格哈瓦拉油田（探明地质储量约1亿t）等（Sun Shu et al.，2016）。我国震旦系—寒武系在四川盆地和塔里木盆地发育并保存完整，是古老层系油气勘探的重点，同时该层系普遍埋深较大，一般都处于超深层（＞6000 m），勘探难度较大，但随着地球物理和钻探技术的进步，最近10年，我国在海相古老深层领域获得了大量的勘探发现。四川盆地继威远气田之后，在川中地区震旦系—寒武系发现并探明了超万亿立方米储量的安岳气田，成为中国陆上最大的海相天然气田（Zou Caineng et al.，2014; Yang Yueming et al.，2019），这一重大发现在我国乃至全球深层—超深层古老层系勘探领域都具有里程碑式意义。塔里木盆地震旦系—寒武系勘探也已取得突破，2013年中深 1 井首次在寒武系盐间、盐下发现两套内幕白云岩油气藏（Wang Zhaoming et al.，2014）; 2019年，轮探1井在8882 m深层震旦系—下寒武统白云岩储层中获得工业油气流，显示古老油气领域广阔的勘探前景（Yang Haijun et al.，2020）。
-
对比塔里木和四川盆地震旦系—寒武系油气成藏基本特点，可以概括为“建造相似、改造有别”，即沉积充填序列和基本石油地质条件相似，但是成藏过程和成藏结果具有较大差别。塔里木和四川盆地均发育下寒武统优质烃源岩、上震旦统和下寒武统储层以及中寒武统膏盐岩盖层，但是由于地层时代老、埋藏深，经历不同时代和不同强度的构造运动改造，导致两个盆地油气成藏过程和现今状态明显不同，最显著的差异就是四川盆地油气相态几乎都是天然气，而塔里木盆地以凝析油气为主。是什么原因造成了塔里木盆地和四川盆地发育类似的生储盖组合?又是什么原因造成两个盆地后期成藏过程的巨大差异?四川盆地内已发现油气藏形成的地质认识哪些对塔里木盆地具有借鉴意义?这些问题的解答，对进一步深化古老深层油气成藏条件地质认识和评价有利区带均有重要意义。
-
本文从构造-沉积背景出发，探讨塔里木与四川盆地原型盆地演化及其对基本石油地质条件的控制，通过典型油气田的解剖，探讨后期改造的差异对油气调整与富集的影响，总结成藏主控因素，指出有利勘探方向，以期对深化深层古老层系油气勘探提供参考和借鉴。
-
1 塔里木与四川盆地震旦系—寒武系沉积充填序列与石油地质条件对比
-
1.1 构造环境与沉积充填特征
-
中新元古代—寒武纪全球超大陆演化经历了Rodina大陆裂解（约850 Ma）和Gondwana大陆拼合（约650 Ma）两大构造事件，世界范围内新元古界层序都十分相似（Christie et al.，1995; Li et al.，2008），拉伸系（青白口系）基本上由碳酸盐岩和页岩组成，成冰系（南华系）以地堑和半地堑中呈透镜状分布的碎屑岩为主，埃迪卡拉系（震旦系）主要为横向稳定分布的混合岩相。塔里木盆地和四川盆地同处于冈瓦纳大陆边缘，所处的构造环境和古纬度位置相近，因此发育了类似的盆地演化阶段和沉积充填序列，扬子和塔里木陆块新元古代—寒武纪都经历了南华纪裂谷、早震旦世断-拗转换和晚震旦世—寒武纪拗陷的演化阶段（图1）。
-
受周缘板块俯冲后撤引起的弧后伸展作用控制（Gao Linzhi et al.，2013; Ge et al.，2014; Yang Xin et al.，2017; Wu Guanghui，2021），南华纪在扬子陆块形成扬子北缘、西南缘和东南缘三大裂谷，塔里木陆块形成南、北缘两个裂谷。初始裂谷期发育冲积扇-滨浅海碎屑岩和火山碎屑岩为主的沉积，裂谷作用高峰期，形成深裂陷和巨大充填空间，裂谷中心地区迅速沉积了一套以火山碎屑岩、细粒碎屑岩为主的浅海裂陷沉积。该时期发生了全球性的Sturtian冰期和Marinoan冰期，在扬子地区分别对应长安组和南沱组，鄂西、渝东地区发育齐全（图1），在塔里木盆地分别与东巧恩布拉克组和尤尔美那克组对应，盆地西北缘柯坪地区发育齐全。在两次冰期之间的间冰期，全球气候变暖，冰川消融造成裂谷肩部发育了海陆过渡相的三角洲沉积，裂谷中心发育深水细粒沉积，局部地区发育烃源岩，扬子陆块的湘鄂西地区发育大塘坡组和塔里木盆地东部库鲁克塔格地区南华系特瑞艾肯组黑色页岩，已被证实是优质的烃源岩（Zhu Guangyou et al.，2020; Li Tingting et al.，2021）。
-
早震旦世扬子和塔里木陆块周缘由主动大陆边缘转变为被动大陆边缘，区域拉张作用减弱，裂谷盆地进入缓慢充填阶段，断裂较少，岩浆活动也减弱。下震旦统以粉、细砂岩的陆源碎屑沉积为主，局部发育滨浅海相—局限潟湖相沉积。同时由于正处于南华纪Marinoan冰期结束之后，受大规模的海侵活动的影响，扬子和塔里木陆块内部断坳转换盆地内广泛发育富有机质黑色页岩，其中，扬子地区围绕四川盆地存在多个烃源岩厚度中心，特别是四川盆地北部的城口-鄂西裂陷一带，沉积巨厚陡山沱组优质烃源岩。塔里木盆地在库鲁克塔格地区震旦系水泉组、塔西南地区震旦系库尔卡克组、塔西北阿克苏地区下震旦统苏盖特布拉克组也发现了烃源岩（Zhu Guangyou，2020），由于盆地内缺乏钻井，尚难以确定其分布，根据地震剖面推测，塔东北地区可能存在较深水沉积，发育烃源岩。
-
晚震旦世，前期的裂谷盆地普遍被充填，形成统一的克拉通盆地，但是扬子地区，受间歇性拉张作用的影响，深层裂谷边缘的部分断裂再次活动，形成了陆内裂陷，如绵阳-长宁裂陷和鄂西裂陷。裂陷内发育较深水硅质碳质碳酸盐岩沉积，裂陷边缘发育高能相带的藻丘滩，裂陷外发育碳酸盐岩潮坪沉积。塔里木盆地上震旦统呈现出东盆西台的沉积格局，以缓坡台地碳酸盐岩沉积为主。晚震旦世之后，四川盆地和塔里木盆地都经历了一次规模性构造抬升，四川盆地称为桐湾运动，塔里木盆地称之为柯坪运动，从发育时代、表现形式上都有相似性，而且在更广泛冈瓦纳大陆北缘都见到了类似的震旦纪地层暴露剥蚀（Ding Yi et al.，2020），结合缺乏变质作用和区域角度不整合的特征，推测“桐湾运动”和“柯坪运动”非造山运动，是全球海平面下降的结果。
-
图1 四川与塔里木盆地中新元古代—寒武纪全球性构造事件与地层沉积序列（全球性构造事件图据Craig et al.，2015）
-
Fig.1 Meso-Neoproterozoic-Cambrian global tectonic events and stratigraphic sedimentary sequences in Sichuan basin and Tarim basin (global tectonic events map modified from Craig et al., 2015)
-
寒武纪两大盆底基本继承了震旦纪的沉积格局，早寒武世受全球性海侵事件的影响，扬子和塔里木发育陆表海沉积，广泛发育一套优质烃源岩，在此之后，扬子和塔里木盆地周缘逐步由拉张背景转变为弱挤压背景，在局部受限的陆表海环境相中，晚寒武世同时沉积了一套膏盐岩与白云岩沉积组合。
-
相似的盆地演化过程和全球性气候、海平面变化的影响，造成了塔里木和四川盆地震旦系—寒武系具有类似的沉积充填序列，发育时代相近的黑色页岩烃源岩、规模型白云岩储层和膏岩盐盖层，纵向上构成了相似的生储盖组合（图1、2）。
-
1.2 基本石油地质条件
-
1.2.1 烃源岩
-
塔里木和四川盆地深层古老烃源岩主要发育在南华系、震旦系和下寒武统，其中四川盆地及周缘南华系大塘坡组、震旦系陡山沱组和塔里木盆地南华系东巧恩布拉克组、震旦系苏盖特布拉克组，在盆地深层是否具有大面积分布的特征，尚未获得证实（Zhu Guangyou et al.，2020），目前已经明确的是下寒武统烃源岩为两大盆地分布最广、品质最好、对油气成藏贡献最大的烃源岩。优质烃源岩的发育还与古地理、古气候、古海洋和古生态有密切关系，早寒武世是全球生物发展演化的重要时期，发生了包括寒武纪生命大爆发、第一次生物大灭绝、大洋缺氧事件等全球重要环境事件（Hoffman et al.，1998; Zheng Yongfei et al.，2003）。这一时期，在全球范围的中国、印度、巴基斯坦北部、伊朗、法国南部、英格兰、阿曼北部、前苏联、哈萨克斯坦南部、蒙古、澳大利亚南部、加拿大等国家和地区，下寒武统底部广泛发育有黑色页岩夹薄层硅质岩的岩石组合（Yu Bingsong et al.，2004）。塔里木盆地和四川盆地均广泛沉积富有机质岩层（图3a、b），并构成了各自盆地的重要烃源岩。
-
图2 四川与塔里木盆地中新元古代—寒武纪沉积充填剖面
-
Fig.2 Meso-Neoproterozoic-Cambrian sedimentary filling sections in Sichuan basin and Tarim basin
-
（a）—四川盆地南西-北东向剖面;（b）—塔里木盆地南西-北东向剖面
-
(a) —SW-NE section of Sichuan basin; (b) —SW-NE section of Tarim basin
-
寒武系海相烃源岩与全球性缺氧事件、被动大陆边缘拉张作用和上升洋流有密切关系，在四川盆地和塔里木盆地呈广覆式分布（图3a、b）。早寒武世，气候变暖，伴随着冰期结束，发生了广泛的海侵事件，在整个冈瓦纳大陆北缘表现比较明显，澳大利亚、印度、阿曼也都出现了类似中国扬子和塔里木大型碳酸盐岩台地淹没不整合，快速变暖的气候造成了海水氧化-还原界面上升，同时快速海侵形成了广泛的海水覆盖，限制了陆源碎屑的风化和输入，因此出现了浅水碳酸盐岩沉积之上，黑色页岩广覆式发育（Gao Ping et al.，2020）。从区域构造背景上看，扬子和塔里木板块逐渐从裂谷盆地演化为被动大陆边缘盆地，板块边缘拉张作用依然比较强烈，沿深部断裂喷发的热液流体随大陆斜坡区广泛发育上升洋流，将大量还原性气体、多金属元素（Ba、V、Fe、Cr、Ni、Cu、U等）以及生命营养元素（Si、P、N等）带入浅水区，从而激发藻类的大量繁盛（主要成烃生物），而缺氧环境使得黑色岩系中的有机质得以大量保存，最终形成富有机质的黑色页岩（图4a、b）。
-
1.2.2 储层
-
四川盆地与塔里木盆地震旦系—寒武系优质储层发育层位与主要类型具有很大的相似性（图5）。四川盆地震旦系灯影组与塔里木盆地奇格布拉克组相对应，同为一套藻丘滩白云岩，其中，四川盆地已经证实绵阳-长宁裂陷控制了台缘带优质储层的展布，灯二段和灯四段台缘带不完全重叠，有从内向外扩展的趋势（图5a、b），塔里木盆地尚未发现明显的镶边台地沉积（图5d），但地震剖面上可以识别出奇格布拉克组丘状反射，推测为台内丘滩体。下寒武统龙王庙组与肖尔布拉克组对应，同为缓坡台地背景下台内滩白云岩（图5c、e），中上寒武统同时发育与膏盐岩共伴生的潮坪-潟湖相白云岩储层。这些储层除了沉积时代可以对比以外，还具有相似的发育机理与分布规律，通过钻井解剖认为，优质储层发育受“高能相带、早期溶蚀、早期白云岩化和早期油气充注”控制。
-
图3 四川与塔里木盆地下寒武统烃源岩分布图
-
Fig.3 Distribution of Lower Cambrian source rocks in Sichuan basin and Tarim basin
-
（a）—四川盆地下寒武统烃源岩厚度分布预测图;（b）—塔里木盆地下寒武统烃源岩厚度分布图
-
(a) —Thickness distribution prediction of Lower Cambrian source rocks in Sichuan basin; (b) —thickness distribution map of Lower Cambrian source rocks in Tarim basin
-
从勘探程度较高的四川盆地震旦系灯影组和寒武系龙王庙组来看，优质储层发育具有明显的相控性，灯影组优质储层主要沿着陆内裂陷的台缘带展布，沉积微相对储层物性控制作用明显（Ma Xinhua et al.，2019）。龙王庙组优质储层主要沿着川中古隆起周缘内缓坡展布（Yang Weiqiang et al.，2020）。同时岩芯观察也发现，白云岩中组构选择性顺层溶蚀现象明显，溶蚀作用强弱与准层序界面密切相关，因此，准同生期短期暴露溶蚀对储层发育的影响比较大，前人对灯影组和龙王庙组溶蚀孔隙中早期白云石充填物的碳、氧、锶同位素的分析显示，孔隙中的早期胶结物流体来源于同期海水（Zhu Dongya et al.，2015; Shan Xiuqin et al.，2016; Liu Dawei et al.，2020），也从侧面说明了这些孔隙的形成与早期准同生溶蚀有关。普遍白云岩化是震旦系—寒武系优质储层的一个重要特点，而白云岩化时期特殊的高温、高盐度的沉积环境与微生物作用有密切关系。模拟震旦纪—寒武纪沉积环境，开展了嗜盐古菌诱导白云石沉淀的实验。实验条件是温度32℃，10%NaCl盐水条件，Mg/Ca分别为0、3、6、9、12，培养150 d。实验结果显示Mg/Ca=0时，所得矿物为方解石; Mg/Ca=3时，所得矿物为镁方解石; Mg/Ca=6时，所得矿物为镁方解石和文石; Mg/Ca=9时，所得矿物为文石和白云石; Mg/Ca=12时，所得矿物为文石和白云石（图6）。由此可见，在高温、高盐度、微生物参与下，Mg/Ca越高，越有利于白云岩化作用的发生。震旦系灯影组和寒武系龙王庙组总体处于局部受限的沉积环境，局部出现了膏盐岩沉积，也证实了当时处于高盐度海水沉积环境，有利于发生准同生白云岩化作用，提升了埋藏过程中岩石的抗压实能力，促进了优质储层的发育与保持。油气充注延缓或者阻止了水岩反应，对储层孔隙具有保护作用，这一点在四川盆地震旦系—寒武系中也有明显体现，在川北的高家坝、杨坝剖面和川深1井，灯影组二段由于油气充注少，普遍胶结严重，而灯四段，沥青含量丰富的层位，可见大量的胶结残留孔隙（Zhu et al.，2020）。
-
图4 四川盆地与塔里木盆地中下寒武统烃源岩发育模式图
-
Fig.4 Development model of middle and lower Cambrian source rocks in Tarim basin and Sichuan basin
-
（a）—四川盆地下寒武统烃源岩发育模式;（b）塔里木盆地下寒武统烃源岩发育模式
-
(a) —Development model of Lower Cambrian source rocks in Sichuan basin; (b) —development model of Lower Cambrian source rocks in Tarim basin
-
塔里木盆地震旦系—寒武系钻井较少，但是从野外露头和少量的钻井也可以看出，碳酸盐岩储层非均质较强，优质储层（微生物白云岩储层和颗粒白云岩储层）主要发育在微生物丘及伴生的浅滩沉积中，整体呈现“小丘大滩”的特征。储集空间类型主要有晶间（溶）孔、粒内（溶）孔和粒间（溶）孔、孔洞及微生物格架孔（Qian Yixiong et al.，2014），与四川盆地相当层位的储层发育机制类似。
-
1.2.3 膏岩盖层
-
受全球性干旱气候的影响，寒武系膏盐岩沉积在东西伯利亚、波斯湾、印度北部等多个大型盆地广泛发育（Wang Shuli et al.，2013），我国的四川和塔里木地台也均有分布，而且层位时代、沉积环境和岩性组合也均具有相似性。四川盆地及周缘中下寒武统膏岩盐岩主要分布在川东南、滇东北、川东北和鄂西北等地区，面积约20 km2，含盐层位由川东南下寒武统清虚洞组向川东北—鄂西北中寒武统覃家庙组逐渐变新（图7a）。塔里木盆地膏岩盐主要发育在下寒武统吾松格尔组和中统阿瓦塔格组，多为薄层膏岩-云岩互层，局部为厚层盐岩，沉积中心位于巴楚—阿瓦提一带（图7b）。
-
图5 塔里木盆地与四川盆地震旦系一寒武系重点储层发育层系岩相古地理图
-
Fig.5 Lithofacies paleogeographic map of key reservoirs of Sinian Cambrian in Tarim basin and Sichuan basin
-
（a）一四川盆地震旦系灯影组二段岩相古地理图;（b）一四川盆地震旦系灯影组四段岩相古地理图;（c）一四川盆地寒武系龙王庙组岩相古地理图;（d）一塔里木盆地震旦系奇格布拉克组岩相古地理图;（e）一塔里木盆地寒武系肖尔布拉克组岩相古地理图
-
(a) -Lithofacies paleogeographic map of the Second Member of Dengying Formation of Sinian in Sichuan basin; (b) -lithofacies paleogeographic map of the4th Member of Dengying Formation of Sinian in Sichuan basin; (c) -lithofacies paleogeographic map of Cambrian Longwangmiao Formation in Sichuan basin; (d) -lithofacies paleogeographic map of Sinian Qigebulake Formation in Tarim basin; (e) —lithofacies paleogeographic map of Cambrian Sholbluk Formation in Tarim basin
-
图6 嗜盐菌在10%NaCl盐水条件下培养 150 d后新生矿物XRD分析
-
Fig.6 XRD analysis of new minerals of halophilic bacteria cultured in 10% NaCl saline for 150 days
-
2 塔里木与四川盆地构造改造特征和油气成藏模式对比
-
2.1 构造埋藏史
-
新元古代—早古生代四川盆地与塔里木盆地都属于特提斯构造域，具有类似的成盆背景和沉积充填序列，因此早期两个盆地的地层沉降史较为类似（图8）。震旦纪—早志留世主体为克拉通内坳陷沉积背景，中奥陶世开始，形成大型台内古隆起，中晚志留世受加里东运动影响，整体隆升。两个盆地的沉积埋藏史主体表现为震旦纪—寒武纪缓慢沉降，奥陶纪古隆起区和坳陷区差异沉降，中晚志留世统一表现为抬升剥蚀。晚古生代—中生代，塔里木板块与南天山经历一系列碰撞和拼合事件，盆地北部前陆盆地发育，台盆区部分发育陆相碎屑岩沉积，并被剥蚀; 中生代时期，特提斯洋盆先后关闭，盆地西南部发育小型浅海盆地沉积。该阶段塔里木盆地震旦纪—寒武纪地层持续埋藏，但除了满加尔坳陷以外，其他台盆区大部分埋藏深度小于6000 m。四川盆地在经历了泥盆纪—石炭纪长时间的暴露之后，二叠纪开始发育稳定的克拉通盆地沉积，总体处于连续沉降期，特别是中晚三叠世之后，逐渐转为陆内盆地演化，受周缘造山带快速隆升影响，盆地内步入快速沉降阶段，震旦纪—寒武纪地层普遍进入了6000~10000 m的深埋。新生代塔里木盆地和四川盆地的沉积与沉降共同受喜马拉雅造山的远程效应控制，但是两个盆地的沉降史表现形式却差异巨大，塔里木盆地主要表现周缘前陆盆地发育，盆地内为快速沉降特征（图8a），而四川盆地仅在龙门山山前带发生了构造沉降，其他地区主要表现为整体抬升（图8b）。
-
2.2 构造热体制
-
盆地构造热体制，是两大盆地差异改造的重要体现，也是影响油气生成和相态转化的重要因素。
-
塔里木盆地古热流经历了一个长期冷却的过程，自克拉通形成以来背景热流不断降低，自元古宙以来，由65 mW/m2降低至43 mW/m2，热演化模式大趋势为长期冷却（图8a）（Pan Changchun et al.，1996; Qiu Nansheng et al.，2010）。寒武纪—二叠纪塔里木盆地各主要二级构造单元的古地温梯度均在30℃/km以上，三叠纪至今则在30℃/km以下，现今的平均地温梯度仅21℃/km。平面上来看，古地温梯度较高的一级构造单元主要包括塔北隆起、塔中隆起和巴楚隆起，而坳陷区由于基底埋深大，古地温梯度较低（Li Huili et al.，2005; Liu Shaowen et al.，2017）。塔里木盆地热演化史属后期快速沉降增温低地温梯度型。前期地温梯度及热流值中等，后期热流值及地温梯度低，盆地后期大幅沉降，加热时间短，地层快速增温，相同埋深热演化程度相对较低，生油窗埋藏深度大、深度范围宽。震旦系顶面现今温度140~280℃之间（图9a），除个别地区以外，大部分地区低于200℃，还未达到原油完全裂解的温度，因此，震旦系—寒武系深层领域目前多处于生油窗或凝析油、湿气阶段。
-
四川盆地大地热流演化可以划分为三个阶段:① 寒武纪—早二叠世稳定低热流阶段，这一时期热流值较低且比较稳定（约为55 mW/m2）; ② 早二叠世—早三叠世热流迅速升高阶段，这一时期热流值快速升高，最高可达100 mW/m2; ③ 早三叠世—现今热流衰退阶段，现今大地热流平均为53 mW/m2，具有典型克拉通盆地中低热流特征（Qiu Nansheng et al.，2008; Gong Hao et al.，2010）（图8b）。四川盆地热演化史属中后期快速增温晚期抬升降温型，该类型盆地演化早期发生多期沉降、抬升，总体沉降缓慢，地温梯度及热流值不高; 中晚期盆地发生热事件，地温梯度高，增温快，油气大量生成，最高热演化程度及油气生成期、成藏期受热事件或最大埋深控制，盆地后期发生抬升剥蚀，地温梯度及热流值降低，地层降温。油气生成、成藏期可有多期，晚期成藏最为重要。结合盆地埋藏史和热流史计算，四川盆地震旦系顶面在晚白垩世大规模抬升之前，古地温已经普遍超过了210℃（图9b），已经超过了古油藏的裂解温度，因此，四川盆地震旦系—寒武系油气藏全部为干气气藏。
-
图7 塔里木盆地与四川盆地中寒武统岩相古地理图
-
Fig.7 Lithofacies paleogeography of Middle Cambrian in Tarim basin and Sichuan basin
-
（a）—四川盆地寒武系覃家庙组岩相古地理图;（b）—塔里木盆地寒武系吾松格尔组岩相古地理图
-
(a) —Lithofacies paleogeographic map of Cambrian Qinjiamiao Formation in Sichuan basin; (b) —lithofacies paleogeographic map of Cambrian Wusonger Formation in Tarim basin
-
图8 塔里木盆地与四川盆地典型构造单元埋藏史图
-
Fig.8 Burial history of typical structural units in Tarim basin and Sichuan basin
-
（a）—塔里木盆地典型构造单元埋藏史图;（b）—四川盆地典型构造单元埋藏史图
-
(a) —Burial history map of typical structural units in Tarim basin; (b) —burial history map of typical structural units in Sichuan basin
-
图9 塔里木与四川盆地震旦系顶面地温分布图
-
Fig.9 Distribution of geo-temperature at the top of Sinian in Sichuan basin and Tarim basin
-
（a）—四川盆地震旦系顶面白垩纪末期地层温度平面图;（b）—塔里木盆地震旦系顶面现今地层温度分布图
-
(a) —Temperature distribution map at the top of Sinian at the end of Cretaceous in Sichuan basin; (b) —current temperature distribution map at the top of Sinian in Tarim basin
-
2.3 构造变形与油气模式
-
以差异隆升、断裂切割和褶皱变形为主的构造改造对油气藏类型有重要的影响。塔里木盆地在奥陶纪与志留纪之间、三叠纪末分别发生了两次大规模差异隆升和沉降，台盆区内塔北、和田、巴楚和塔中隆起也发生继承性、迁移性和分化性演化（Sun Dongsheng et al.，2017）。塔中隆起的形成与定型是在中奥陶世末，被上泥盆统及其以上地层所埋藏，后期活动微弱。巴楚隆起的形成与定型主要在古近纪—新近纪，中新世末的构造事件奠定了其现今构造格局。塔北隆起在寒武纪—中泥盆世发育，石炭纪—二叠纪被埋藏，三叠纪—白垩纪再次形成，但规模较前期小，新生代被埋藏。加里东中晚期—海西早期断裂主要发育在中央隆起带中段的塔中隆起和东段的塔东隆起，走向多为NW向与NEE向。海西晚期—印支期，在塔北隆起和中央隆起带均形成了一批断裂，但以台盆区的北缘包括塔北隆起、塔东北和巴楚北缘最为强烈。燕山晚期—喜马拉雅早期，断裂也主要集中在台盆区北部活动。喜马拉雅晚期，在台盆区巴楚隆起形成一系列NW和NNW向逆冲断层。受古隆起活动、断裂切割和盖层滑脱影响，塔里木盆地台盆区三大古隆起构造变形较强，变形样式有基底卷入、盖层滑脱型构造、叠瓦状逆冲断片、逆冲断层作用有关的褶皱构造等。构造变形较弱的坳陷区，震旦系—寒武系油气藏以受相控储层控制的岩性油气藏为主，在三大古隆起及周缘，受垂向断裂改造作用，发育断控型油气藏以及次生改造油气藏（图10a）。
-
图10 塔里木盆地和四川盆地震旦系—寒武系油气成藏模式图
-
Fig.10 Hydrocarbon accumulation model of Sinian-Cambrian in Tarim basin and Sichuan basin
-
（a）—四川盆地南西-北东向油气成藏剖面（剖面位置见图11a）:Z2dn1-2—灯一段-灯二段; Z2dn3—灯三段; Z2dn4—灯四段; ∈1m—麦地坪组; ∈1q—筇竹寺组; ∈1c—沧浪铺组; ∈1l—龙王庙组; P—二叠系; T1f—飞仙关组; T1j-T2l—嘉陵江组—雷口坡组; T3x—须家河组;（b）—塔里木盆地南西-北东向油气成藏剖面（剖面位置见图11b）:Z1s—苏盖特布拉克组; Z2q—奇格布拉克组; ∈1y—玉尔吐斯组; ∈1x—肖尔布拉克组; ∈1w—吾松格尔组; ∈2s—沙依里克组; ∈3a—阿瓦塔格组; O1-2—中-下奥陶统; O3—上奥陶统; S—志留系; C—石炭系; P—二叠系; J—侏罗系; E+N+Q—新生界
-
(a) —Hydrocarbon accumulation model of SW-NE section in Sichuan basin (see Fig.11a for section location) : Z2dn1-2—the 1st and 2nd Members of Dengying Formation of Sinian; Z2dn3—the 3rd Member of Dengying Formation of Sinian; Z2dn4—the 4th Member of Dengying Formation of Sinian; ∈1m—Maidiping Fm.; ∈1q—Qiongzhusi Fm.; ∈1c—Canglangpu Fm.; ∈1l—Longwangmiao Fm; P—Permian; T1f—Feixianguan Fm; T1j-T2l—Jialingjiang-Leikoupo Fm.; T3x—Xujiahe Fm.; (b) —hydrocarbon accumulation model of SW-NE section in Tarim basin (see Fig.11b for section location) : Z1s—Sugaitebulake Fm.; Z2q—Qigebulake Fm.; ∈1y—Yuertusi Fm.; ∈1x—Xiaoerbulake Fm.; ∈1w—Wusonggeer Fm.; ∈2s—Shayilike Fm.; ∈3a—Awatage Fm.; O1-2—Middle-Lower Ordovician; O3—Upper Ordovician; S—Silurian; C—Carboniferous; P—Permian; J—Jurassic; E+N+Q—Cenozoic
-
相比于塔里木盆地，四川盆地震旦系—寒武系构造变形相对简单，燕山中期构造运动之前，盆地内总体为升降构造运动，加里东期形成的川中古隆起继承性发育，隆起的核部虽然发生了一定迁移和改造，但总体保持稳定，沿乐山—龙女寺一线呈北东向展布（Sun Dongsheng et al.，2017）。燕山晚期—喜马拉雅期四川盆地受到周缘造山带的多方向挤压，发生了明显的褶皱变形。但是由于稳定的盆地基底、巨厚的沉积盖层和多层滑脱层发育等因素，除了龙门山、米仓山、大巴山山前带存在基底卷入式褶皱变形以外，盆地内主要是大隆—大坳的平缓变形，即使是地表构造变形强烈的川东构造背斜带，深层由于中寒武统膏盐岩的滑脱作用，盐下的变形较弱。因此，四川盆地震旦系—寒武系油气藏主体是弱改造的原生—准原生油气藏（图10b）。
-
3 震旦系—寒武系油气成藏规律与勘探启示
-
近10年来，随着技术和认识的不断进步，四川盆地和塔里木盆地震旦系—寒武系油气勘探取得了重要进展，展示了良好的勘探前景。四川盆地的勘探成果主要集中在川中地区，自2011年高石梯—磨溪地区灯影组和龙王庙组获得突破以来，随着滚动勘探的不断进展，气田主体规模不断扩大，截至到2020年底，气田天然气探明储量达1.26×1012m3。除此之外，在隆起斜坡区，也获得了勘探突破，中石化的川深1井和中石油的角探1井、蓬探1井在川中古隆起北斜坡震旦系灯影组和寒武系沧浪铺组、龙王庙组和洗象池群等层系相继获得良好显示和油气突破，开辟了新的万亿立方米储量阵地。从新的勘探进展可以发现，震旦系—寒武系油气成藏已经突破了构造控藏的认识，无论灯影组台缘带还是龙王庙为代表的台内滩都具有岩性控藏的特征，川深1井和角探1井灯影组顶面与高石梯构造灯影组顶面高差达到2500 m，仍然可以成藏，说明灯影组台缘带丘滩体储层横向非均质性很强，区域上不连通，这与相控储层的认识是一致的。而远离台缘带的钻井如马深1井、五探1井和焦石1井等在震旦系都未获得工业发现，储层沥青也较少，说明源储侧向对接对油气成藏可能具有控制作用。
-
塔里木盆地海相碳酸盐岩油气勘探已经历了三十余年，但塔里木盆地在震旦系—寒武系的勘探尚未取得规模性突破，仅在塔中和塔北隆起部分钻井获得工业油气流。其中中深1井首次在寒武系盐下获得油气突破，包括两套产层，一是中寒武统阿瓦塔格组下段，其二是下寒武统肖尔布拉克组下段。轮探1井在寒武系吾松格尔组获得日产油134 m3，日产气45917 m3。油气地球化学分析研究表明，无论是轻烃指纹、饱和烃色谱、饱和烃色质甾、萜烷分布还是原油单体、原油组分碳同位素特征，寒武系原油与奥陶系原油的地球化学特征均具相似性，均主要来源于下寒武统玉尔吐斯组烃源岩（Gu Yi et al.，2020），表明其具有“下生上储、断层输导”的成藏特征。
-
通过对基本成藏条件和油气成藏研究，发现四川盆地与塔里木盆地震旦系—寒武系油气成藏模式具有相似性，即“近源断裂输导、高能相带控储、岩性圈闭控藏、局部构造控富”，在保存条件落实的前提下，优越的源储配置是油气成藏的关键。因此，本文制定了“源盖组合选远景区、源储组合选有利带、构造改造选富集目标”的有利区带和目标优选的原则。通过区域盖层、优质烃源岩、储层和现今构造叠加，优选了有利区带，其中四川盆地灯影组勘探方向为绵阳长宁拉张槽两侧台缘带，以东侧陡坡台缘带最为有利，龙王庙组勘探方向为环川中-川北古隆起周缘台内滩带，以川中加里东期古岩溶叠加发育区最为有利（图11a、c），目前这些区带和领域均已获得勘探突破，需要深化储层预测和源储配置动态演化分析，扩大勘探范围，提高勘探效率; 塔里木盆地震旦系—寒武系尚未获得大规模突破，但是其基本成藏条件与四川盆地具有相似性，震旦系奇格布拉克组和灯影组都发育受高能相带和不整合岩溶控制的白云岩储层，借鉴四川盆地安岳气田及其周缘灯影组的勘探经验，在塔里木盆地震旦系与下寒武统烃源岩具备侧向源储对接关系的地区为首选的勘探区带; 塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组与四川盆地龙王庙组沉积背景和储层发育特征具有可对比性，优质储层沿古隆起周缘的内缓坡相带最为发育，与下伏下寒武统优质烃源岩组成下生上储的源储配置关系，借鉴四川盆地磨溪气田及其周缘龙王庙组的勘探经验，台内滩具有一滩一气藏特征，不严格受现今构造控制，寻找具有通源断裂的和侧向封堵条件的岩性圈闭是肖尔布拉克组下一步有利的勘探区。综合源储配置关系和现今变形特征研究，认为塔里木盆地震旦系—寒武系勘探方向为古隆起背景下的岩性油气藏，其中塔河-塔中盐下构造岩性复合带、巴楚南缘高陡构造带、玉北东部断隆带为最有利目标区（图11b、d）。
-
图11 塔里木与四川盆地震旦系—寒武系有利勘探区带评价图
-
Fig.11 Evaluation map of favorable exploration zones of Sinian-Cambrian in Sichuan basin and Tarim basin
-
（a）—四川盆地震旦系有利勘探区带评价图;（b）—塔里木盆地震旦系有利勘探区带评价图;（c）—四川盆地寒武系有利勘探区带评价图;（d）—塔里木盆地寒武系有利勘探区带评价图
-
(a) —Evaluation map of favorable exploration zones of Sinian in Sichuan basin; (b) —evaluation map of favorable exploration zones of Sinian in Tarim basin; (c) —evaluation map of favorable exploration zones of Cambrian in Sichuan basin; (d) —evaluation map of favorable exploration zones of Cambrian in Tarim basin
-
4 结论
-
（1）塔里木盆地与四川盆地深层震旦系—寒武系油气成藏条件具有“建造相似、改造有别”的特征，其成藏规律有一定的相似性，在有利勘探方向优选上具有一定的相互借鉴意义。
-
（2）塔里木盆地和四川盆地震旦纪—寒武纪受到了相同的全球性古海洋、古气候和古生物演变的影响，都经历了陆内裂谷盆地—克拉通盆地的转化，生储盖组合和原始石油地质条件发育机理具有很强的相似性。两个盆地均发育下寒武统广覆式分布的优质烃源岩，发育上震旦统微生物丘白云岩和下寒武统台内滩白云岩优质储层以及中寒武统膏盐岩盖层。
-
（3）中新生代以来两个盆地的构造改造出现了较大差异，主要体现在盆地热体制和沉积埋藏过程上，受差异改造过程的影响，塔里木盆地深层—超深层油气藏后期改造较弱，主要发育原生油气藏，油气相态以油为主，多种相态并存，四川盆地后期改造较强，主要发育改造或者调整型气藏，几乎不存在液态烃类油气藏。
-
（4）依据四川盆地已发现的油气成藏来看，震旦系—寒武系油气藏具有“近源断裂输导、高能相带控储、岩性圈闭控藏、局部构造控富”的特征，受此启发，塔里木盆地深层震旦系—寒武系勘探应该重视岩相古地理的刻画，在下寒武统玉尔吐斯组烃源岩落实的基础上，寻找受高能相带控制的岩性圈闭作为勘探重点，四川盆地应重视断层输导对油气成藏的影响，在远离台缘地区寻找“下生上储、断层输导”的油气藏新类型。
-
参考文献
-
Christie B N, Dyson I A, von der Borch C C. 1995. Sequence stratigraphy and the interpretation of Neoproterozoic earth history. Precambrian Research, 73: 3~26.
-
Craig J, Thurow J, Thusu B, Whitham A, Abutarruma Y. 2015. Global Neoproterozoic petroleum systems: the emerging potential in North Africa. Geological Society, London, Special Publications, 326: 1~25.
-
Ding Yi, Li Zhiwu, Liu Shugen, Song Jinmin, Zhou Xiqiang, Sun Wei, Zhang Xihua, Li Shuangjian, Ran Bo, Peng Hanlin, Li Zeqi, Wang Han, Chen Daizhao. 2021. Sequence stratigraphy and tectono-depositional evolution of a late Ediacaran epeiric platform in the upper Yangtze area, South China. Precambrian Research, 354. 106077. 10. 1016/j. precamres. 2020. 106077.
-
Du Jinhu, Yang Tao, Li Xin. 2016. Oil and gas exploration and discovery of PetroChina Company Limited during the 12th Five-Year Plan and the prospect during the 13th Five-Year Plan. China Petroleum Exploration, 12(2): 1~15 (in Chinese with English abstract).
-
Gao Linzhi, Guo Xianpu, Ding Xiaozhong, Zong Wenming, Gao Zhenjia, Zhang Chuanheng, Wang Ziqiang. 2013. Nanhuan glaciation event and its stratigraphic correlation in Tarim Plate, China. Acta Geoscientica Sinica, 34(1): 39~57 (in Chinese with English abstract).
-
Gao P, Li S, Gary G, He Z, Hao Y. 2020. Silification and Si cycling in a silica-rich ocean during the Ediacaran-Cambrian transition. Chemical Geology, 552: 119787.
-
Ge R, Zhu W, Wilde S A, He J, Cui X, Wang X, Zheng B. 2014. Neoproterozoic to Paleozoic long-lived accretionary orogeny in the northern Tarim craton. Tectonics, 33(3-4): 302~329.
-
Gong Hao, Zhu Chuanqing, Xu Ming, Shan Jingnan, Hu Shengbiao, Yuan Yusong. 2010. Thermal history and hydrocarbon source rock evolution in the northwest Sichuan basin. Progress in Geophysics, 25(3): 1031~1036 (in Chinese with English abstract).
-
Gu Yi, Huang Jiwen, Jia Cunshan, Shao Zhibing, Sun Yongge, Lu Qinghua. 2020. Research progress on marine oil and gas accumulation in Tarim basin. Petroleum Geology & Experiment, 42(1): 1~12 (in Chinese with English abstract).
-
He Zhiliang, Jin Xiaohui, Wo Yujin, Li Huili, Bai Zhenrui, Jiao Cunli, Zhang Zhongpei. 2016. Hydrocarbon accumulation characteristics and exploration domains of ultra-deep marine carbonates in China. China Petroleum Exploration, 20(1): 3~14 (in Chinese with English abstract).
-
Hoffman P F, Kaufman A J, Halverson G P, Schrag D P. 1998. A Neoproterozoic snowball Earth. Science, 281: 1342~1346.
-
Li Huili, Qiu Nansheng, Jin Zhijun, He Zhiliang. 2005. Geothermal history of Tarim basin. Oil & Gas Geology, 26(5): 613~617 (in Chinese with English abstract).
-
Li Jian, Wang Xiaobo, Wei Guoqi, Yang Wei, Xie Zengye, Li Zhisheng, Guo Jianying, Wang Yifeng, Ma Wei, Li Jun, Hao Aisheng. 2018. New progress in basic natural gas geological theories and future exploration targets in China. Natural Gas Industry, 38(4): 37~45 (in Chinese with English abstract).
-
Li Tingting, Zhu Guangyou, Zhao Kun, Wang Pengjun. 2021. Geological, geochemical characteristics and organic matter enrichment of the black rock series in Datangpo Formation in Nahua System, South China. Acta Petrolei Sinica, 42(9): 1142~1162 (in Chinese with English abstract).
-
Li Z, Bogdanova S V, Collins A S, Davidson A, De Waele B, Ernst R E, Vernikovsky V. 2008. Assembly, configuration, and break-up history of Rodinia: a synthesis. Precambrian Research, 160(1-2): 179~210.
-
Liu Dawei, Cai Chunfang, Hu Yongjie, Jiang Lei, Peng Yanyan, Yu Rui, Qin Qin. 2020. Multi-stage dolomitization process of deep burial dolostones and its influence on pore evolution: a case study of Longwangmiao Formation in the Lower Cambrian of central Sichuan basin. Journal of China University of Mining & Technology, 49(6): 1150~1165 (in Chinese with English abstract).
-
Liu Shaowen, Li Xianglan, Hao Chunyan, Li Xudong. 2017. Heat flow, deep formation temperature and thermal structure of the Tarim basin, Northwest China. Earth Science Frontiers, 24(3): 41~55 (in Chinese with English abstract).
-
Ma Xinhua, Yang Yu, Wen Long, Luo Bing. 2019. Distribution and exploration direction of medium- and large-sized marine carbonate gas fields in Sichuan basin, SW China. Petroleum Exploration and Development, 46(1): 1~13 (in Chinese with English abstract).
-
Pan Changchun, Zhou Zhongyi, Fan Shanfa, Xie Qilai. 1996. Thermal history of Tarim basin. Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry, 15(3): 150~152 (in Chinese with English abstract).
-
Qian Yixiong, Du Yongming, Chen Daizhao, You Donghua, Zhang Juntao, Chen Yue, Liu Zhongbao. 2014. Stratigraphic sequences and sedimentary facies of Qigebulak Formation at Xianerbulak, Tarim basin. Petroleum Geology & Experiment, 36(1): 1~8 (in Chinese with English abstract).
-
Qiu Nansheng, Chen Jianzhong, Brent I A M, Wang Jie, Teng Geer, Zheng Lunju. 2008. Tectonothermal evolution of the northeastern Sichuan basin: constraints from apatite and zircon (U-Th)/He ages and vitrinite reflectance data. Geological Journal of China Universities, 14(2): 223~230 (in Chinese with English abstract).
-
Qiu Nansheng, Wang Jiyang, Mei Qinghua, Jiang Guang, Tao Cheng. 2010. Constraints of (U-Th)/He ages on early Paleozoic tectonothermal evolution of the Tarim basin, China. Science China Earth Sciences, 40(12): 1669~1683 (in Chinese with English abstract).
-
Shan Xiuqin, Zhang Jing, Zhang Baomin, Liu Jinjiang, Zhou Hui, Wang Yongjun, Fu Zhuowen. 2016. Dolomite karst reservoir characteristics and dissolution evidences of Sinian Dengying Formation, Sichuan basin. Acta Petrolei Sinica, 37(1): 17~29 (in Chinese with English abstract).
-
Sun Dongsheng, Li Shuangjian, Yun Jinbiao, Sun Yipu, Sun Runxuan. 2017. The activities of paleo-uplifts and distribution of oil and gas in marine craton basins, China. Acta Geologica Sinica, 91(7): 1589~1603 (in Chinese with English abstract).
-
Sun Shu, Wang Tieguan. 2016. Meso-Neoproterozoic Geology and Petroleum Resources Prospect in China. Beijing: Science Press (in Chinese with English abstract).
-
Wang Shuli, Zheng Mianping. 2013. Distribution of Cambrian salt basin and its significance for halite and potash explorations in China. China Academic Journal, 31(4): 17~27 (in Chinese with English abstract).
-
Wang Zhaoming, Xie Huiwen, Chen Yongquan, Qi Yingmin, Zhang Ke. 2014. Discovery and exploration of Cambrian subsalt dolomite original hydrocarbon reservoir at Zhongshen-1 well in Tarim basin. China Petroleum Exploration, 19(2): 1~16 (in Chinese with English abstract).
-
Wu Guanghui, Chen Xin, Ma Bingshan, Chen Yongquan, Tian Weizhen, Huang Shaoying, Feng Xiaojun. 2021. The tectonic environments of the Late Neoproterozoic-Early Paleozoic and its tectono-sedimentary response in the Tarim basin. Acta Petrologica Sinica, 37(8): 2431~2441 (in Chinese with English abstract).
-
Yang Haijun, Chen Yongquan, Tian Jun, Du Jinhu, Zhu Yongfeng, Li Honghui, Pan Wenqing, Yang Pengfei, Li Yong, An Haiting. 2020. Great discovery and its significance of ultra-deep oil and gas exploration in well Luntan-1 of the Tarim basin. China Petroleum Exploration, 25(2): 62~72 (in Chinese with English abstract).
-
Yang Weiqiang, Liu Zheng, Chen Haoru, Lan Caijun, Xu Zhehang, Lu Chaojin, Zou Huayao. 2020. Depositional combination of carbonate grain banks of the Lower Cambrian Longwangmiao Formation in Sichuan basin and its control on reservoirs. Journal of Palaeogeography, 22(2): 251~265 (in Chinese with English abstract).
-
Yang Xin, Li Huili, Zhang Zhongpei, Chen Qianglu, Chen Yue, Xiong Ping. 2017. Evolution of Neoproterozoic Tarim basin in northwestern China and tectonic basckground of the lower Cambrian hydrocarbon source rocks. Acta Geologica Sinica, 91(8): 1706~1719 (in Chinese with English abstract).
-
Yang Yueming, Yang Yu, Yang Guang, Song Jiarong, Wen Long, Deng Chuanguang, Xia Maolong, Ran Qi, Duan Guobin, Luo Bing, Xie Bing. 2019. Gas accumulation conditions and key exploration & development technologies of Sinian and Cambrian gas reservoirs in Anyue gas field. Acta Petrolei Sinica, 40(4): 493~508 (in Chinese with English abstract).
-
Yu Bingsong, Chen Jianqiang, Li Xingwu, Lin Changsong. 2004. Rare earth and trace element patterns in bedded-cherts from the bottom of the Lower Cambrian in the northern Tarim basin, Northwest China: implication for depositional environments. Acta Sedimentologica Sinica, 22(1): 59~66 (in Chinese with English abstract).
-
Zheng Yongfei. 2003. Neoproterozoic magmatic activity and global change. Chinese Science Bulletin, 48(16): 1705~1720 (in Chinese with English abstract).
-
Zhu D, Liu Q, He Z, Ding Q, Wang J. 2020. Early development and late preservation of porosity linked to presence of hydrocarbons in Precambrian microbialite gas reservoirs within the Sichuan basin, southern China. Precambrian Research, 342: 105694.
-
Zhu Dongya, Zhang Dianwei, Zhang Rongqiang, Feng Jufang, He Zhiliang. 2015. Fluid alteration mechanism of dolomite reservoirs in Dengying Formation, South China. Acta Petrolei Sinica, 36(10): 1188~1198 (in Chinese with English abstract).
-
Zhu Guangyou, Yan Huihui, Chen Weiyan, Yan Lei, Chen Zhiyong, Li Tingting, Sun Qisen, Xie Xiaomin. 2020. Geochemical characteristics, formation and distribution of the Nanhua-Cambrian black rock series in the eastern Tarim basin. Acta Petrologica Sinica, 36(11): 3442~3462 (in Chinese with English abstract).
-
Zou Caineng, Du Jinhu, Xu Chunchun, Wang Zecheng, Zhang Baomin, Wei Guoqi, Wang Tongshan, Yao Genshun, Deng Shenghui, Liu Jingjiang, Zhou Hui, Xu Anna, Yang Zhi, Jiang Hua, Gu Zhidong. 2014. Formation, distribution, resource potential and discovery of the Sinian-Cambrian giant gas field, Sichuan basin, SW China. Petroleum Exploration and Development, 41(3): 278~293 (in Chinese with English abstract).
-
杜金虎, 杨涛, 李欣. 2016. 中国石油天然气股份有限公司“十二五”油气勘探发现与“十三五”展望. 中国石油勘探, 21(2): 1~15.
-
高林志, 郭宪璞, 丁孝忠, 宗文明, 高振家, 张传恒, 王自强. 2013. 中国塔里木板块南华纪成冰事件及其地层对比. 地球学报, 34(1): 39~57.
-
龚浩, 朱传庆, 徐明, 单竞男, 胡圣标, 袁玉松. 2010. 四川盆地西北地区热流史及烃源岩演化. 地球物理学进展, 25(3): 1031~1036.
-
顾忆, 黄继文, 贾存善, 邵志兵, 孙永革, 路清华. 2020. 塔里木盆地海相油气成藏研究进展. 石油实验地质, 42(1): 1~12.
-
何治亮, 金晓辉, 沃玉进, 李慧莉, 白振瑞, 焦存礼, 张仲培. 2016. 中国海相超深层碳酸盐岩油气成藏特点及勘探领域. 中国石油勘探, 20(1): 3~14.
-
李慧莉, 邱楠生, 金之钧, 何治亮. 2005. 塔里木盆地的热史. 石油与天然气地质, 26(5): 613~617.
-
李剑, 李君, 郝爱胜, 王晓波, 魏国齐, 杨威, 谢增业, 李志生, 国建英, 王义凤. 2018. 天然气基础地质理论研究新进展与勘探领域. 天然气工业, 38(4): 37~45.
-
李婷婷, 朱光有, 赵坤, 王鹏举. 2021. 华南地区南华系大塘坡组黑色岩系地质地球化学特征与有机质富集机制. 石油学报, 42(9): 1142~1162.
-
刘大卫, 蔡春芳, 扈永杰, 姜磊, 彭燕燕, 于瑞, 覃勤. 2020. 深层白云岩多期白云石化及其对孔隙演化的影响——以川中地区下寒武统龙王庙组为例. 中国矿业大学学报, 49(6): 1150~1165.
-
刘绍文, 李香兰, 郝春艳, 李旭东. 2017. 塔里木盆地的热流、深部温度和热结构. 地学前缘, 24(3): 41~55.
-
马新华, 杨雨, 文龙, 罗冰. 2019. 四川盆地海相碳酸盐岩大中型气田分布规律及勘探方向. 石油勘探与开发, 46(1): 1~13.
-
潘长春, 周中毅, 范善发, 解启来. 1996. 塔里木盆地热历史. 矿物岩石地球化学通报, 15(3): 150~152.
-
钱一雄, 杜永明, 陈代钊, 尤东华, 张军涛, 陈跃, 刘忠宝. 2014. 塔里木盆地肖尔布拉克剖面奇格布拉克组层序界面与沉积相研究. 石油实验地质, 36(1): 1~8.
-
邱楠生, 秦建中, Brent I A M, 王杰, 腾格尔, 郑伦举. 2008. 川东北地区构造-热演化探讨——来自(U-Th)/He年龄和Ro的约束. 高校地质学报, 14(2): 223~230.
-
邱楠生, 汪集暘, 梅庆华, 姜光, 陶成. 2010. (U-Th)/He年龄约束下的塔里木盆地早古生代构造-热演化. 40(12): 1669~1683.
-
单秀琴, 张静, 张宝民, 刘静江, 周慧, 王拥军, 傅卓文. 2016. 四川盆地震旦系灯影组白云岩岩溶储层特征及溶蚀作用证据. 石油学报, 37(1): 17~29.
-
孙冬胜, 李双建, 云金表, 孙宜朴, 孙润轩. 2017. 中国海相克拉通盆地古隆起的活动性与油气分布. 地质学报, 91(7): 1589~1603.
-
孙枢, 王铁冠. 2016. 中国东部中—新元古界地质学与油气资源. 北京: 科学出版社, 584.
-
王淑丽, 郑绵平. 2013. 寒武系盐盆地的分布特征及其对中国成盐找钾的意义. 科技导报, 31(4): 17~27.
-
王招明, 谢会文, 陈永权, 齐英敏, 张科. 2014. 塔里木盆地中深1井寒武系盐下白云岩原生油气藏的发现与勘探意义. 中国石油勘探, 19(2): 1~16.
-
邬光辉, 陈鑫, 马兵山, 陈永权, 田威振, 黄少英, 冯晓军. 2021. 塔里木盆地晚新元古代—早古生代板块构造环境及其构造-沉积响应. 岩石学报, 37(8): 2431~2441.
-
杨海军, 陈永权, 田军, 杜金虎, 朱永峰, 李洪辉, 潘文庆, 杨鹏飞, 李勇, 安海亭. 2020. 塔里木盆地轮探1井超深层油气勘探重大发现与意义. 中国石油勘探, 25(2): 62~72.
-
杨伟强, 刘正, 陈浩如, 兰才俊, 徐哲航, 卢朝进, 邹华耀. 2020. 四川盆地下寒武统龙王庙组颗粒滩沉积组合及其对储集层的控制作用. 古地理学报, 22(2): 251~265.
-
杨鑫, 李慧莉, 张仲培, 陈强路, 陈跃, 熊平. 2017. 塔里木新元古代盆地演化与下寒武统烃源岩发育的构造背景. 地质学报, 91(8): 1706~1719.
-
杨跃明, 杨雨, 杨光, 宋家荣, 文龙, 邓传光, 夏茂龙, 冉崎, 段国彬, 罗冰, 谢冰. 2019. 安岳气田震旦系、寒武系气藏成藏条件及勘探开发关键技术. 石油学报, 40(4): 493~508.
-
于炳松, 陈建强, 李兴武, 林畅松. 2004. 塔里木盆地肖尔布拉克剖面下寒武统底部硅质岩微量元素和稀土元素地球化学及其沉积背景. 沉积学报, 22(1): 59~66.
-
郑永飞. 2003. 新元古代岩浆活动与全球变化. 科学通报, 48(16): 1705~1720.
-
朱东亚, 张殿伟, 张荣强, 冯菊芳, 何治亮. 2015. 中国南方地区灯影组白云岩储层流体溶蚀改造机制. 石油学报, 36(10): 1188~1198.
-
朱光有, 闫慧慧, 陈玮岩, 闫磊, 陈志勇, 李婷婷, 孙琦森, 谢小敏. 2020. 塔里木盆地东部南华系—寒武系黑色岩系地球化学特征及形成与分布. 岩石学报, 36(11): 3442~3462.
-
邹才能, 杜金虎, 徐春春, 汪泽成, 张宝民, 魏国齐, 王铜山, 姚根顺, 邓胜徽, 刘静江, 周慧, 徐安娜, 杨智, 姜华, 谷志东. 2014. 四川盆地震旦系—寒武系特大型气田形成分布、资源潜力及勘探发现. 石油勘探与开发, 41(3): 278~293.
-
摘要
塔里木盆地与四川盆地是中国海相深层6000 m以深油气勘探的重点地区,已发现多个深层—超深层大中型油气田,而且有一批重点探井见到了良好的油气显示,预示着该领域有巨大的勘探潜力。本文从沉积建造和后期构造改造两个方面对比了塔里木盆地和四川盆地震旦系—寒武系油气成藏条件,并依据勘探与研究进展,提出了深层—超深层油气勘探建议。研究认为:塔里木盆地与四川盆地深层震旦系—寒武系油气成藏条件具有“建造相似、改造有别”的特征,震旦纪—寒武纪两个盆地具有相似的大地构造背景,受到了相似的全球性古海洋、古气候和古生物演变的影响,都经历了陆内裂谷盆地—克拉通盆地的演化,均发育下寒武统广覆式分布的优质烃源岩,发育上震旦统微生物丘白云岩和下寒武统台内滩白云岩优质储层以及中寒武统膏盐岩盖层。寒武纪之后,特别是中新生代以来两个盆地的构造改造出现了较大差异,主要体现在盆地热体制和沉积埋藏过程上,塔里木盆地古、今热流较低,平均为 35~60 mW/m2,四川盆地古、今热流值较高,平均为55~80 mW/m2;塔里木盆地总体表现为喜马拉雅期之前缓慢沉降、之后快速沉降,四川盆地总体表现为印支期—燕山早期快速沉降,燕山晚期之后整体隆升。受差异改造过程的影响,塔里木盆地深层—超深层油气藏后期改造较弱,主要发育原生油气藏,油气相态以油为主,多种相态并存,四川盆地后期改造较强,主要发育改造或者调整型气藏,几乎不存在液态烃类油气藏。从四川盆地已发现的油气成藏来看,震旦系—寒武系油气藏具有“近源断裂输导、岩性圈闭控藏、局部构造控富”的特征。受此启发,塔里木盆地深层震旦系—寒武系勘探应该重视岩相古地理的刻画,在下寒武统玉尔吐斯组烃源岩落实的基础上,寻找受高能相带控制的岩性圈闭是下一步勘探的重点。
Abstract
The Tarim and the Sichuan basins with burial depths of over 6000 m are the key areas for marine deep oil and gas exploration in China. Many large and medium-sized deep and ultra-deep oil and gas fields have been discovered, and a number of key exploration wells have good oil and gas indicators confirming that there is still great exploration potential in this field. In this study, the hydrocarbon accumulation conditions of Sinian-Cambrian in the Tarim and the Sichuan basins are compared from the perspective of sedimentary formation and later structural transformation. Based on the recent exploration and research progresses, the deep to ultra-deep hydrocarbon exploration proposals are set forth. The results show that the hydrocarbon accumulation conditions of the deep Sinian-Cambrian in the Tarim and the Sichuan basins have the characteristics of “similar formation and different transformation”. The two basins had similar tectonic settings during Sinian-Cambrian and were affected by the same global paleoceanographic, paleoclimatic and paleontological evolution. Both experienced the transformation from intra-continental rift basin to craton basin, and developed high-quality source rocks of the lower Cambrian with wide coverage, high-quality reservoirs of microbial mound dolomite of the upper Sinian and intra-platform shoal dolomite of the lower Cambrian dolomite, and gypsum-salt cap rocks of the middle Cambrian. After Cambrian, especially since Mesozoic and Cenozoic, there are great differences in the structural transformation of the two basins, mainly reflected by the basin geothermal system and sedimentary burial process. The paleo and present heat flow of the Tarim basin is relatively low, with an average of 35~60 mW/m2, while that of the Sichuan basin is relatively high, with an average of 55~80 mW/m2. The Tarim basin is characterized by slow subsidence before the Himalayan Period, and rapid subsidence afterwards. The Sichuan basin is characterized by rapid subsidence in the early Indosinian-Yanshanian Period and uplift after the late Yanshanian Period. Affected by the process of differential transformation, the late transformation of deep and ultra-deep reservoirs in the Tarim basin is weak, mainly developing primary reservoirs, with oil as the main phase and multiple coexisting phases. While the late transformation in the Sichuan basin is strong, mainly developing transformation or adjustment type gas reservoirs, there are almost no liquid hydrocarbon reservoirs. According to the discovered oil and gas accumulation in the Sichuan basin, the Sinian-Cambrian oil and gas reservoirs are characterized by “near source fault controlled transport, lithologic trap controlled reservoir, and local structure controlled enrichment”. Inspired by this, the deep Sinian-Cambrian exploration in the Tarim basin should put emphasis on the description of lithofacies and paleogeography, and on the basis of the implementing the source rocks of lower Cambrian Yurtus Formation, the future exploration focus should be on finding lithologic traps controlled by high energy facies belts.
