姜生玲，李 博，張金川

(1.中國華電集團(tuán)清潔能源有限公司，北京 100160；2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院)

費(fèi)爾干納盆地油氣資源潛力再認(rèn)識(shí)

姜生玲1，2，李 博1，2，張金川2

(1.中國華電集團(tuán)清潔能源有限公司，北京 100160；2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院)

費(fèi)爾干納盆地位于特提斯北緣盆地群、中亞侏羅系巨型煤成氣聚集帶，該盆地分屬烏茲別克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦，油氣資源豐富，勘探開發(fā)程度差別大，再分析研究表明該盆地仍具有較大油氣資源增長和勘探開發(fā)潛力。

費(fèi)爾干納盆地；油氣資源潛力；再認(rèn)識(shí)

1 盆地概況

1.1 地質(zhì)特征

費(fèi)爾干納盆地位于圖蘭地臺(tái)(又稱中亞地臺(tái))的東南部，圖蘭地臺(tái)為海西期硬化的年輕地臺(tái)，基底時(shí)代由加里東期(楚河盆地)至海西期，基底埋深2～12 km。

費(fèi)爾干納盆地位于天山褶皺系的西端，是中天山和南天山之間的山間盆地，呈SE-NW走向，近三角形，東西長約300 km，南北寬120 km，面積約38 000 km2，最大沉積厚度11 km[1]。

費(fèi)爾干納盆地為中亞地區(qū)的老采油區(qū)，該盆地中部屬于烏茲別克斯坦東部，東端和西南端部分屬于吉爾吉斯斯坦和塔吉克斯坦。費(fèi)爾干納盆地屬于特提斯北緣盆地群[2]，也是中亞侏羅系巨型煤成氣聚集帶[3]，特提斯北緣盆地群是世界上重要的巨型天然氣聚集區(qū)。

費(fèi)爾干納盆地具有古海灣和山間盆地背景，巨厚的沉積蓋層為盆地提供了十分豐富的油源(圖1)，至少發(fā)育古近系、白堊系及中下侏羅統(tǒng)含煤巖系3套公認(rèn)的烴源巖。露頭油氣顯示十分普遍，瑪麗蘇河至今仍可看到河邊裂縫不斷滲出的原油、被原油染黑的河岸和河邊連片的原油。

圖1 費(fèi)爾干納盆地結(jié)構(gòu)圖( 據(jù)文獻(xiàn)[4]修改)

1.2 資源分布

費(fèi)爾干納盆地自上而下分布新近系、古近系、白堊系和中下侏羅統(tǒng)等四套儲(chǔ)蓋組合，其中侏羅系和白堊系主要產(chǎn)氣，古近系碳酸鹽巖及碎屑巖主要產(chǎn)油，新近系碎屑巖為次生油藏(Ⅰ、Ⅱ油層)[1]。儲(chǔ)集層分布在古近系(Ⅲ-Ⅹ層油層)、白堊系(Ⅺ-ⅩⅩⅡ油層)、及中下侏羅統(tǒng)(ⅩⅩⅢ以下油層)。其中，古近系灰?guī)r和砂巖儲(chǔ)集層是主力含油氣層系(石油儲(chǔ)量占全區(qū)總儲(chǔ)量的72%)，其次為白堊系和新近系含油氣層系(石油儲(chǔ)量占全區(qū)總儲(chǔ)量的10%)，中下侏羅統(tǒng)砂巖為含氣巖系(其儲(chǔ)量占全區(qū)油氣當(dāng)量的8%)。油氣藏類型以背斜、斷塊油氣藏為主，巖性油氣藏、瀝青或地蠟遮擋形成的油氣藏次之[1]。

目前費(fèi)爾干納盆地內(nèi)共發(fā)現(xiàn)56個(gè)大小不一的油氣田，20%分布于盆地北部的邊緣構(gòu)造帶，80%的油氣分布于南部構(gòu)造帶[4]。南部和東北部勘探程度相對(duì)較高，中部較低(圖2)。

目前費(fèi)爾干納盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)的油氣田，主要集中在古近系、白堊系、侏羅系，以構(gòu)造油氣藏為主(圖3)。

1.3 開發(fā)簡況

費(fèi)爾干納盆地油氣開采始于20世紀(jì)初，是中亞地區(qū)最老的油氣開采區(qū)。

烏茲別克斯坦境內(nèi)20世紀(jì)50-60年代年產(chǎn)油量穩(wěn)定在近150×104t，直到戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移到西西伯利亞之后油氣產(chǎn)量明顯下降至20×104t左右，直到前蘇聯(lián)解體。

吉爾吉斯斯坦1898年開始鉆井，1903年第一口油井生產(chǎn)，1957年年產(chǎn)油量達(dá)到最高49×104t，后因戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移油氣產(chǎn)量下降，1991年前蘇聯(lián)解體后吉爾吉斯斯坦缺乏資金技術(shù)，大部分井處于低產(chǎn)、停產(chǎn)狀態(tài)，2000年后年產(chǎn)油基本維持在(6～8)×104t，累計(jì)產(chǎn)油僅1 340.4×104t。

圖2 費(fèi)爾干納盆地含油氣田分布

圖3 費(fèi)爾干納盆地南部地質(zhì)剖面及主要目標(biāo)發(fā)育部位

塔吉克斯坦北部油氣區(qū)位于費(fèi)爾干納盆地西南部，1906年發(fā)現(xiàn)石油，1910年開采出原油，當(dāng)年產(chǎn)石油8 000 t。1962年以前只有2個(gè)小油田，1962年首次發(fā)現(xiàn)大油田拉瓦特油田。接下來開發(fā)卡尼巴達(dá)木(1965)、阿依力坦(1967) 、北卡拉克齊庫姆(1967) 、北卡尼巴達(dá)木(1970)、尼亞孜別克(1974)等一系列油田，形成了大油氣區(qū)。

2 資源現(xiàn)狀

2.1 烴源巖特征

費(fèi)爾干納盆地有三套烴源巖，為古近系海相泥巖、泥灰?guī)r，上白堊統(tǒng)烏斯特里奇組區(qū)域海侵層和中下侏羅統(tǒng)湖湘、沼澤相泥頁巖。盆地地溫梯度為2.5～3.0 ℃/100 m，生油窗范圍較寬。

古近系烴源巖深度分布范圍大，其成熟度因深度而異，中-晚中新世成熟，并隨埋深進(jìn)一步演化。生油窗跨度較大，為2 500～6 000 m，溫度95～200 ℃。鏡質(zhì)體反射率Ro為0.85%～1.15%，處于成熟生烴階段。生烴率為4.84×104t/km2，烴轉(zhuǎn)化率為5.4%，以產(chǎn)油為主(可達(dá)5%)(表1)。目前可能仍在生烴。

表1 費(fèi)爾干納盆地?zé)N源巖特征

白堊系烴源巖在新近紀(jì)末成熟，并隨埋深進(jìn)一步生烴與演化，生烴率為(9.8～98)×104t/km2，其中液態(tài)部分達(dá)51.1×104t/km2。目前埋深在7 000 m以下，地層壓力大于70 MPa，溫度120～200 ℃，處于油氣生成的過成熟階段。

侏羅系烴源巖，早期成熟時(shí)埋深1 000～1 200 m，鏡質(zhì)體反射率Ro為0.58%～0.7%，中等成熟時(shí)埋深1 400～1 600 m，產(chǎn)氣烴率為3%～4%，產(chǎn)液烴率為1%～2%，高成熟時(shí)原始埋深3 000～3 200 m，烴轉(zhuǎn)化率5.75%，以產(chǎn)氣為主。侏羅系烴源巖在白堊紀(jì)開始成熟，白堊紀(jì)晚期達(dá)到生烴高峰期，此時(shí)母巖埋深在1 200 m以下，中新世到上新世中期，進(jìn)一步成熟。侏羅系烴源巖的生油窗深度2 400～3 300 m，溫度95～130 ℃，生氣窗2 800～4 000 m，溫度110～160 ℃。

2.2 資源量現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計(jì)，費(fèi)爾干納盆地目前探明石油5.74×108t，天然氣1 359×108m3。其中，烏茲別克斯坦探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為1.64×108t，吉爾吉斯斯坦現(xiàn)有油氣田全部集中在費(fèi)爾干納盆地周邊，各級(jí)儲(chǔ)量1.22×108t。

據(jù)烏茲別克斯坦文獻(xiàn)資料，費(fèi)爾干納盆地總的資源量為31.76×108t，目前探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為1.64×108t，探明率很低，剩余資源量較大，仍有廣闊的油氣勘探開發(fā)前景。

吉爾吉斯斯坦預(yù)測資源量15.20 ×108t。塔吉克斯坦目前沒有預(yù)測資源量數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)貙＜曳Q應(yīng)和吉爾吉斯斯坦大致相當(dāng)。

以上儲(chǔ)量及資源量基本局限于侏羅系以上地層。侏羅系存在大套煤系地層，也有大型煤礦，白堊系、古近系的海侵地層為費(fèi)爾干納盆地提供了豐富資源。費(fèi)爾干納盆地中央地塹帶新生界中普遍發(fā)育超高壓異常，其與構(gòu)造擠壓環(huán)境、快速沉降不均衡壓實(shí)以及持續(xù)的生烴作用有關(guān)[6]。這種超高壓環(huán)境對(duì)深層油氣的生成、聚集成藏和高產(chǎn)產(chǎn)生了重要的影響。

綜合研究認(rèn)為，費(fèi)爾干納盆地三疊系也有資源潛力，但最大的資源潛力應(yīng)在古生界。

3 油氣資源潛力

3.1 地層結(jié)構(gòu)

印度板塊北推，塔拉斯-費(fèi)爾干納走滑斷層的大規(guī)模走滑，中-新生代造山運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈擠壓，對(duì)盆地的發(fā)育起控制作用，盆地由拉分?jǐn)嘞葜鸩睫D(zhuǎn)化為邊緣逆沖。

傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)認(rèn)為，費(fèi)爾干納盆地大地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可劃分為兩個(gè)構(gòu)造期：①下部為強(qiáng)烈褶皺的古生代火成巖和變質(zhì)巖系，其上為過渡的上二疊統(tǒng)和三疊系充填箕狀地塹的磨拉石建造。持續(xù)拉張沉降后覆蓋了中生代和古近紀(jì)的穩(wěn)定沉積巖；②上部為新近紀(jì)至今的造山階段磨拉石建造。侏羅系為湖沼相、海相暗色泥巖、粉砂巖、煤層夾介殼灰?guī)r與河流相雜色礫巖、砂巖、泥巖，總厚度1 500 m[4-7]，白堊系為砂泥巖層，總厚近500 m；古近紀(jì)為礁相的致密堅(jiān)硬的石灰?guī)r層，厚度不超過800 m；新近紀(jì)-第四系為巨厚的達(dá)6 000 m的磨拉石建造。

研究發(fā)現(xiàn)沉積蓋層遠(yuǎn)不止是侏羅系以上的中、新生代地層。在盆地周邊露頭發(fā)現(xiàn)石炭系厚度1 500～2 000 m，灰?guī)r、頁巖發(fā)育；上二疊統(tǒng)為河流相、湖湘、沼澤相泥頁巖、砂巖及含煤沉積；中下三疊統(tǒng)缺失，上三疊統(tǒng)為陸相雜色礫巖、砂巖、粉砂巖、砂泥巖、泥巖夾煤層，并填充在古生代基地凹陷中，厚度700 m。近年又在索河河谷發(fā)現(xiàn)有1 100 m中上石炭統(tǒng)地層不整合在泥盆系之上，其上層為500 m深灰色、黑色泥巖發(fā)育段，夾有少量砂巖、灰?guī)r，灰?guī)r含有大量腕足類和有孔蟲，主要為河流相、湖相、沼澤相泥頁巖、砂巖及煤層，也有海侵灰?guī)r。石炭系-古近系的多次由西至東的海侵豐富了盆地的生烴物質(zhì)?？梢酝葡朐谂璧貎?nèi)部比盆地邊緣露頭的沉積地層層位可能要多，生烴巖厚度可能要大，生烴物質(zhì)可能要好。

從費(fèi)爾干納盆地邊緣的地震剖面分析，盆地沉積地層也可能比原來認(rèn)識(shí)的多，地震剖面中并無明顯的角度不整合，更沒有強(qiáng)烈褶皺的基底顯示，而且中生界底部以下的沉積厚度可能非常大。另有專家研究認(rèn)為基底以上沉積地層無缺失。

再從盆地周邊露頭調(diào)查的寒武系到二疊系均發(fā)現(xiàn)大量液態(tài)油和瀝青顯示來看，盆地內(nèi)部至少應(yīng)該保留有更多的上、下古生界沉積地層。

3.2 古生界油氣資源潛力

研究表明費(fèi)爾干納盆地受天山快速隆升影響，盆地快速沉積為盆地生烴創(chuàng)造了良好條件，而古生界烴源巖的發(fā)現(xiàn)大大增加了油氣資源潛力。

石炭系-二疊系為河流相、湖相、沼澤相泥頁巖、砂巖及含煤沉積，有機(jī)質(zhì)含量豐富，且煤系地層發(fā)育，生氣條件優(yōu)越。部分探井的分散有機(jī)質(zhì)和瀝青質(zhì)地球化學(xué)分析表明，有機(jī)質(zhì)類型為腐泥型。野外地質(zhì)調(diào)查在多條古生界剖面上從寒武系到二疊系發(fā)現(xiàn)大量液態(tài)油、瀝青和石蠟顯示。淺鉆井也有油氣顯示，例如，20世紀(jì)70～80年代在瓊科卡拉恰特爾水銀礦床勘探時(shí)得到一系列飽和原油巖心和瀝青的古生代含油建造，個(gè)別礦井中發(fā)現(xiàn)了油氣流，于是得出了深部成烴的推斷。

古生界可能存在第四套烴源巖且與高、低滲透層交互，有利于油氣的形成和運(yùn)聚[4]。

從盆地內(nèi)部可能比盆地周邊露頭的上古生界巨厚沉積地層更厚和盆地內(nèi)部可能比盆地邊緣的露頭的生烴能力更強(qiáng)的基本分析，可以推斷上古生界生烴潛力巨大，可能大于現(xiàn)有的三套生烴層系。

下古生界海相灰?guī)r生烴潛力則是下一步研究的問題。從周邊資料來看，寒武系-二疊系的海陸相沉積地層厚度巨大。費(fèi)爾干納盆地在塔里木盆地西面，更靠近西面的古特提斯洋主體，海相沉積時(shí)間應(yīng)長于塔里木盆地，一旦證實(shí)費(fèi)爾干納盆地內(nèi)的下古生界海相灰?guī)r有效生烴，費(fèi)爾干納盆地的油氣資源將會(huì)有更大規(guī)模的突破。

綜上所述，費(fèi)爾干納盆地古生界可能有遠(yuǎn)比已知的三套生烴層系更強(qiáng)更大的生烴能力。

3.3 勘探開發(fā)潛力

3.3.1 費(fèi)爾干納盆地油氣高產(chǎn)潛力

費(fèi)爾干納盆地中央地塹帶新生界中普遍發(fā)育超高壓異常，主要目的層新近系埋深超過5 000 m,仍以液態(tài)烴產(chǎn)出，深層高孔高滲類砂巖儲(chǔ)層是河道砂巖在超高壓環(huán)境下未經(jīng)正常壓實(shí)形成的，表現(xiàn)為取心收獲率低、生產(chǎn)過程中易出砂的特征；而低孔高滲類儲(chǔ)層與高壓形成的水力破裂裂縫有關(guān)[5]。中央地塹帶主要目的層成藏系統(tǒng)以中新世為界劃分為上部和下部系統(tǒng)，上部高產(chǎn)儲(chǔ)層主要受河道砂巖和超高壓控制，下部高產(chǎn)層主要受瀉湖相的含石膏碳酸鹽巖儲(chǔ)層控制。

費(fèi)爾干納盆地中央和周邊均不乏油氣高產(chǎn)井，盆地北部曾經(jīng)鉆出過單井日產(chǎn)油2×104t的超高產(chǎn)井，費(fèi)爾干納盆地具有油氣高產(chǎn)能力。

3.3.2 費(fèi)爾干納盆地形成大氣田潛力

費(fèi)爾干納盆地位于賈承造院士提出的富氣的特提斯構(gòu)造帶北緣盆地群[2]。據(jù)戴金星院士研究[3]煤成氣大氣田形成主控因素，指出若某一地區(qū)(圈閉)具有以上7個(gè)要素中的2個(gè)甚至更多的因素，則發(fā)現(xiàn)大氣田的概率就高。費(fèi)爾干納盆地周邊具有①發(fā)育在生氣中心及其周緣；②古近系以來快速沉積導(dǎo)致的成藏期晚；③位于低氣勢區(qū)等7個(gè)要素中的前3個(gè)主控因素，因此具有發(fā)現(xiàn)大氣田的優(yōu)越條件。

3.3.3 費(fèi)爾干納盆地深層勘探開發(fā)潛力

費(fèi)爾干納盆地古生界地層應(yīng)該是遠(yuǎn)景地層，山間出露巖性為礁相。費(fèi)爾干納盆地大部分地區(qū)古生界均有油氣顯示，阿拉什和阿拉瑪什克的某些井里從古生界地層中獲得油流，日產(chǎn)量10 t，并計(jì)算了儲(chǔ)量。類比中國塔里木盆地塔河等古生界海相碳酸鹽巖大油氣田，古生界地層可以作為費(fèi)爾干納盆地最有價(jià)值的油氣遠(yuǎn)景區(qū)。費(fèi)爾干納盆地最深部的古生界頂界深度達(dá)12 000 m，因此近期只能在盆地邊緣地帶進(jìn)行鉆探。

4 結(jié)束語

從以上分析看出，費(fèi)爾干納盆地生烴條件優(yōu)越，古生界生烴潛力巨大，油氣資源量可能規(guī)模增長。同時(shí)費(fèi)爾干納盆地具有高產(chǎn)和形成大油氣田的條件，加上古生界基本沒有鉆探，勘探開發(fā)潛力巨大。

[1] 朱毅秀,劉洛夫,林暢松．中亞地區(qū)費(fèi)爾干納盆地油氣地質(zhì)特征[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，41(1)：25-31．

[2] 賈承造,楊樹峰,陳漢林等著．特提斯北緣盆地群構(gòu)造地質(zhì)與天然氣[M].北京：石油工業(yè)出版社，2001：49-61．

[3] 戴金星．中亞煤成氣聚集域形成及其氣源[J].石油勘探與開發(fā),1995,22(3)：1-6．

[4] 劉傳鵬,林承焰,趙玉華，等．費(fèi)爾干納盆地油氣資源潛力與勘探新領(lǐng)域[J].沉積與特提斯地質(zhì),2008,28(1)：96-102．

[5] 徐洪,楊玉峰．費(fèi)爾干納盆地超深層油氣成藏系統(tǒng)[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2014,36(4)：450-458．

[6] 郇玉龍,劉國宏,劉志勇,等．阿拉伊盆地構(gòu)造地質(zhì)特征與油氣條件分析[J].油氣地球物理, 2009,7(1):34-38．

[7] 郇玉龍．中亞地區(qū)阿拉伊盆地構(gòu)造地質(zhì)特征與油氣條件分析[J].海相油氣地質(zhì),2009,14(2)：31-36．

編輯：吳官生

1673-8217(2015)04-0047-04

2015-03-10

姜生玲，博士，1984年生，2007年獲畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，2015獲中國地質(zhì)大學(xué)(北京)博士學(xué)位,現(xiàn)主要從事常規(guī)、非常規(guī)油氣勘探開發(fā)綜合研究方面的工作。

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