林玉祥，朱傳真，張 崗（.山東科技大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島66590；.中國石油東方地球物理公司綜合物化探處，河北涿州07750）

庫車坳陷米斯布拉克地區(qū)化探異常的油氣地質(zhì)意義

林玉祥1，朱傳真1，張 崗2
（1.山東科技大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島266590；2.中國石油東方地球物理公司綜合物化探處，河北涿州072750）

應(yīng)用影響因素校正及趨勢擬合分析方法，對庫車坳陷米斯布拉克地區(qū)地球化學(xué)背景及化探異常分布特征進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，研究區(qū)黒英1井—米斯布拉克—卡路康下一線、沙拉依塔木—黑英山鄉(xiāng)一線及滿族塔木附近化探指標(biāo)值較高，也是化探異常主要分布區(qū)。根據(jù)單指標(biāo)異常級別、組合及配置關(guān)系，識別出16個綜合異常。根據(jù)綜合異常所處的構(gòu)造位置、分布特征及其組合關(guān)系，又劃分出了5個有利—最有利和有遠(yuǎn)景的綜合異常區(qū)，其中，中部環(huán)狀綜合異常區(qū)為最有利油氣勘探區(qū)。

塔里木盆地；庫車坳陷；米斯布拉克地區(qū)；油氣化探；異常特征；異常區(qū)帶評價

庫車坳陷位于塔里木盆地北部，是南天山山前的一個中、新生代坳陷，也是目前塔里木盆地主要的油氣勘探區(qū)。近年來，隨著庫車坳陷中部地區(qū)克拉蘇—依奇克里克構(gòu)造帶和秋里塔克構(gòu)造帶油氣勘探程度的提高，勘探工作逐漸向庫車坳陷邊緣過渡。米斯布拉克地區(qū)位于庫車坳陷北部單斜帶，北接南天山，南鄰克拉2氣田（圖1），具有良好的油氣地質(zhì)條件。研究區(qū)1999—2001年部署過電磁陣列剖面、重磁及二維地震，但由于研究區(qū)地形復(fù)雜、地表巖性結(jié)構(gòu)多變，地震資料品質(zhì)較差，區(qū)帶結(jié)構(gòu)不清，構(gòu)造未落實(shí)，地下油氣分布情況不明，影響了勘探工作的順利進(jìn)行。為加快勘探進(jìn)度，在研究區(qū)進(jìn)行了地面油氣化探工作，取得了較好的效果。本文對原始化探數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，消除了地質(zhì)、地貌、土壤性質(zhì)等對化探異常的影響，結(jié)合其他地質(zhì)資料，對化探異常進(jìn)行綜合解釋，認(rèn)為該區(qū)具有良好的含油氣遠(yuǎn)景。

1 研究區(qū)地質(zhì)條件與化探概況

庫車坳陷是在古生界褶皺基底上發(fā)育起來的再生前陸盆地[1]，主要由中、新生界組成，從下到上發(fā)育有三疊系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系和第四系。在米斯布拉克地區(qū)，庫北主控斷裂上盤受基底逆沖隆升作用影響，中生界出露地表或接近地表分布，而斷裂下盤中、新生界保存相對齊全。

米斯布拉克地區(qū)經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動，其中燕山和喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動的影響最為明顯[2-3]。尤其在喜馬拉雅運(yùn)動期，天山造山帶強(qiáng)烈抬升，在區(qū)域性近南北向擠壓應(yīng)力場作用下，發(fā)育了近東西走向的沖斷-褶皺構(gòu)造，形成了現(xiàn)今背斜和向斜相間分布的構(gòu)造格局。研究區(qū)構(gòu)造活動具有北強(qiáng)南弱、西強(qiáng)東弱的特點(diǎn)?？傮w上斷塊、斷鼻和斷背斜等構(gòu)造非常發(fā)育，具有形成油氣藏的圈閉條件，且油氣生成條件較好，具有較大的勘探潛力。

圖1 庫車坳陷米斯布拉克地區(qū)構(gòu)造位置（a）和地層分布（b）

庫車坳陷烴源巖主要由中、上三疊統(tǒng)和中、下侏羅統(tǒng)組成，其沉積中心均處在北部單斜帶上[4]。根據(jù)黑英1井和庫北1井鉆探結(jié)果，研究區(qū)三疊系烴源巖累計真厚度為766 m，分布在俄霍布拉克組（T1e）、克拉瑪依組（T2+3k）、黃山街組（T3h）3個組中，以湖相暗色泥巖為主，有機(jī)質(zhì)類型屬Ⅱ1—Ⅲ型，有機(jī)碳含量大多在0.8%左右，鏡質(zhì)體反射率（Ro）為1.4%~2.3%，已達(dá)高—過成熟階段，但烴源巖生烴潛量不大，一般為0.058~32.111 mg/g，為中等生油巖。侏羅系烴源巖累計真厚度394 m，分布在陽霞組（J1y）、克孜勒努爾組（J2k）、恰克馬克組（J2q）中，以煤系為主，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型占優(yōu)勢，有機(jī)碳含量為1.00%~3.88%，Ro值為1.28%~ 1.54%，處于高成熟演化階段[5-6]。三疊系烴源巖主要生油期為白堊紀(jì)—古近紀(jì)，侏羅系烴源巖生油期稍晚；庫車組沉積期（5×106a），三疊系和侏羅系烴源巖進(jìn)入了生氣高峰期，且有機(jī)質(zhì)以熱裂解生干氣為主[7]。

化探區(qū)面積約620 km2（圖1），按500 m×500 m測網(wǎng)布設(shè)采樣點(diǎn)，在米斯布拉克油苗區(qū)加密，按250 m× 250 m測網(wǎng)布設(shè)采樣點(diǎn)，共采集地表土壤樣品2 642個，山地區(qū)域采樣深度以1.5 m為主，其他地貌區(qū)采樣深度一般為2.0 m，對這些樣品進(jìn)行化探指標(biāo)豐度檢測，檢出率在99%以上。室內(nèi)分析包括全部樣品的酸解熱釋烴、熱釋碳酸鹽、熱釋汞和熒光光譜分析。分析結(jié)果表明（表1），與國內(nèi)其他地區(qū)相比，研究區(qū)甲烷、乙烷等烷烴指標(biāo)豐度偏低，而烯烴含量異常高；熱釋碳酸鹽含量偏低，熱釋汞含量中等至偏高；稠環(huán)芳烴含量中等。

表1 庫車坳陷米斯布拉克地區(qū)化探指標(biāo)豐度特征

2 影響因素校正與異常確定

在劃分和確定化探異常時，要綜合考慮異常所處的地質(zhì)背景、地貌景觀及地表介質(zhì)等因素[8-9]。在米斯布拉克地區(qū)化探數(shù)據(jù)處理過程中，對地表土壤類型、地形地貌、烴源巖埋藏深度及構(gòu)造發(fā)育不均衡等影響因素進(jìn)行了校正。在采集的樣品中，亞砂土和戈壁樣品數(shù)較多且化探指標(biāo)含量適中，因此選擇在亞砂土和戈壁樣品中的指標(biāo)數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校正，排除地形地貌及土壤巖性對化探指標(biāo)豐度的影響，校正公式如下。

式中Xik——影響因素中第i種類型第k個樣品的指標(biāo)含量；

Xjk——影響因素中第j種類型第k個樣品的指標(biāo)含量;

ni——影響因素中第i種類型的樣品數(shù)；

nj——影響因素中第j種類型的樣品數(shù)；

c——校正系數(shù)；

Xjm——影響因素中第j種類型第m個樣品校正后結(jié)果。

然后利用得到的某一化探指標(biāo)含量z（ixi，y）i（i=1，2，…，n）作為因變量，地理位置坐標(biāo)（xi，y）i作為自變量，做4次趨勢面擬合背景（多次試驗(yàn)表明4次趨勢面較好地擬合了研究區(qū)的地球化學(xué)背景），趨勢擬合值為(xi,yi)，則有

式中ε——剩余殘差。

再將各樣品點(diǎn)測量值減去趨勢擬合值，得到剩余殘差數(shù)據(jù)。從而消除烴源巖埋藏深度及構(gòu)造發(fā)育不均衡對化探異常的影響。最后對剩余殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，為了不漏掉局部異常，取其平均值加0.5倍方差作為趨勢剩余殘差的異常下限值，從而得到異常點(diǎn)。

3 油氣地球化學(xué)勘探指標(biāo)特征

3.1 主要指標(biāo)異常剖面特征

（1）黑英1井區(qū)剖面在黑英1井附近（圖2a），由于強(qiáng)烈的擠壓變形，地層遭到了強(qiáng)烈的抬升剝蝕，三疊系和侏羅系烴源巖接近地表，且熒光的強(qiáng)異常指示有油苗分布，油氣保存條件較差，因此甲烷、重烷烴、烯烴和熱釋汞含量等指標(biāo)均表現(xiàn)為強(qiáng)異常。黑英1井的南部區(qū)域，逆沖斷裂傾角平緩，在垂向上易造成斷裂帶泥巖封閉和斷面壓力封閉，受此影響甲烷、重烷烴、烯烴含量等指標(biāo)僅發(fā)育弱異常，而熱釋汞發(fā)育頂端塊狀異常[10]。結(jié)合地下背斜構(gòu)造發(fā)育，黑英1井的南部區(qū)域?yàn)橛蜌獾挠欣奂瘏^(qū)域。

圖2 庫車坳陷米斯布拉克地區(qū)化探異常分布剖面（剖面位置見圖1）

（2）米1井區(qū)剖面甲烷、重烷烴、烯烴含量等異常主要分布在沙拉依塔木以北區(qū)域，熱釋汞含量異常主要分布在米1井以南區(qū)域（圖2b）。剖面北部區(qū)域鄰近造山帶，構(gòu)造活動強(qiáng)烈，烴源巖埋藏較淺，油氣保存條件較差；而在中部和南部地下發(fā)育背斜構(gòu)造，圈閉條件和油氣保存條件較好，為油氣有利聚集區(qū)域，應(yīng)為下一步勘探重點(diǎn)區(qū)域。

（3）巴什2井區(qū)剖面甲烷、重烷烴、烯烴和熱釋汞含量等指標(biāo)異常主要分布在中部黑英山鄉(xiāng)附近（圖2c），該區(qū)域地表土壤介質(zhì)多變，有水系、沼澤、農(nóng)田等地貌景觀分布，化探異常干擾因素較多，地球化學(xué)指標(biāo)數(shù)值較高。由甲烷、重烷烴和烯烴含量異常分析來看，該區(qū)化探異常受斷裂影響較為明顯。剖面中部區(qū)域存在甲烷、重烷烴和烯烴含量等指標(biāo)的頂端塊狀異常，且地層具有明顯的背斜形態(tài)，油氣圈閉條件較好。

3.2 主要指標(biāo)分布特征

根據(jù)化探指標(biāo)的趨勢擬合分析結(jié)果，研究區(qū)內(nèi)甲烷高值區(qū)甲烷含量在14×10-9以上，低值區(qū)多低于10× 10-9.重烷烴含量高值區(qū)大于3.5×10-9，低值區(qū)在2×10-9以下。烯烴含量最高達(dá)13×10-9，最低在5×10-9以下。熱釋汞最高可大于25×10-9.稠環(huán)芳烴C360nm含量多在25×10-6～35×10-6.總體上，烴類指標(biāo)地球化學(xué)值較低，且以甲烷含量最高，熱釋汞含量中等偏高。

3.3 主要指標(biāo)異常平面分布特征

以甲烷含量異常為例，闡明單指標(biāo)異常分布規(guī)律（圖3）。甲烷含量趨勢剩余異常下限為0.979 6×10-9，全區(qū)共有862個異常點(diǎn)，異常率為32.63%.根據(jù)異常強(qiáng)度（局部異常中各異常點(diǎn)測值的平均值）、異常襯度（異常強(qiáng)度與下限值之比）及異常區(qū)面積，將其異常劃分為A，B，C，D共4個等級（表2，表3）。研究區(qū)主要存在黑英1井區(qū)、米斯布拉克和卡路康下3個A級異常，異常強(qiáng)度大，異常襯度高，異常面積大，為高值強(qiáng)異常；博孜B級異常和黑英山C級異常，異常強(qiáng)度較小，異常襯度較低，異常面積中等；沙拉依塔木、滿族塔木異常為2個B級異常，卡列馬東、沙拉依塔木北異常為2個C級異常，卡列馬異常為D級異常，異常強(qiáng)度中等，異常襯度較小，異常面積大，異?？傮w上呈半環(huán)狀。

圖3 庫車坳陷米斯布拉克地區(qū)甲烷含量趨勢剩余異常分布

表2庫車坳陷米斯布拉克地區(qū)甲烷含量異常強(qiáng)度分級

表2 庫車坳陷米斯布拉克地區(qū)甲烷含量異常強(qiáng)度分級

表3 庫車坳陷米斯布拉克地區(qū)甲烷含量異常特征及評價

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)單指標(biāo)異常區(qū)域疊合情況（圖4），全區(qū)共劃分出趨勢剩余綜合異常16個（表4）。然后根據(jù)單指標(biāo)異常級別、單指標(biāo)異常組合關(guān)系及綜合異常面積評價綜合異常級別，單指標(biāo)異常級別高、齊全、配置關(guān)系好且面積大，則綜合異常級別高，為Ⅰ類或Ⅱ類；反之，則級別低，為Ⅲ類或Ⅳ類。研究區(qū)共劃分出Ⅰ類綜合異常4個；Ⅱ類綜合異常5個，Ⅲ類綜合異常3個，Ⅳ類綜合異常4個，綜合異常區(qū)總面積約235 km2，占研究區(qū)面積的37.9%.

圖4 庫車坳陷米斯布拉克地區(qū)油氣化探綜合異常分布

4 化探異常地質(zhì)解釋與異常區(qū)帶評價

4.1 化探異常地質(zhì)解釋

油氣藏或烴源巖中的烴類通過垂向滲漏，會在地表形成一系列地球化學(xué)異常，因此，化探指標(biāo)異常本身包含著地下含油氣信息。結(jié)合地質(zhì)資料進(jìn)行綜合解釋，可為油氣勘探和評價提供依據(jù)，進(jìn)而指出有利的含油氣地區(qū)。米斯布拉克地區(qū)三疊系和侏羅系烴源巖具有北厚南薄的特點(diǎn)，在全區(qū)均有分布，且已達(dá)高—過成熟演化階段，進(jìn)入新生代以來都進(jìn)入了生氣高峰期[10]，且有機(jī)質(zhì)以熱裂解生干氣為主。由于欠壓實(shí)、天然氣充注或下部高流體壓力的充注、構(gòu)造擠壓等作用[11-12]，庫車坳陷從侏羅系到新近系普遍發(fā)育異常高壓，為烴源巖生成的油氣運(yùn)移提供了足夠的動力。研究區(qū)內(nèi)各斷塊、斷鼻和斷背斜等構(gòu)造圈閉成為油氣有利聚集區(qū)。但新近紀(jì)，隨著喜馬拉雅運(yùn)動的加強(qiáng)，南天山造山帶強(qiáng)烈活動，地層遭到強(qiáng)烈的擠壓，圈閉進(jìn)一步發(fā)育[13]，在研究區(qū)北部鄰近造山帶區(qū)域，地層強(qiáng)烈抬升，圈閉被破壞導(dǎo)致油氣散失，形成地表油氣苗和瀝青砂，使得化探指標(biāo)值高、異常強(qiáng)度大，如黑英1井區(qū)和米2井區(qū)。研究區(qū)中部地區(qū)和南部地區(qū)圈閉形態(tài)保存較為完好。

表4 庫車坳陷米斯布拉克地區(qū)化探綜合異常特征及評價

米斯布拉克地區(qū)遭受了強(qiáng)烈的擠壓，逆沖斷層斷距較大、傾角平緩，在垂向上易造成斷裂帶泥巖封閉和斷面壓力封閉。但研究區(qū)構(gòu)造活動具有異常不均衡性，鄰近南天山造山帶的北部地區(qū)，構(gòu)造活動強(qiáng)烈，發(fā)育左旋走滑性質(zhì)的逆沖斷裂，斷裂發(fā)育密集，斷距相對較大，可見兩期逆沖斷層。在研究區(qū)南部發(fā)育相對平緩的逆沖斷裂，斷距相對較小。研究區(qū)西部地層擠壓變形明顯強(qiáng)于東部地區(qū)，逆沖斷層斷距大于東部地區(qū)。斷層封閉性具有“南強(qiáng)北弱，東強(qiáng)西弱”的特點(diǎn)。根據(jù)化探異常平面分布特征及異常剖面分析結(jié)果，在研究區(qū)的西部，化探指標(biāo)的強(qiáng)異常主要受烴源巖接近地表的影響，受斷裂的影響較??；在研究區(qū)中部和東部地區(qū)，化探異常受斷裂控制明顯，但異常強(qiáng)度不是很大。

4.2 綜合異常區(qū)帶劃分與評價

根據(jù)各綜合異常所處的構(gòu)造位置、綜合異常的分布特征及其組合關(guān)系，將米斯布拉克地區(qū)的化探綜合異常分為5個區(qū)（圖4），其中最有利區(qū)1個，有利區(qū)2個，較有利區(qū)1個，遠(yuǎn)景區(qū)1個。

最有利區(qū)包括黑英1井區(qū)、米斯布拉克、卡路康下、米2井區(qū)、博孜西、博孜東、黑英山、卡列馬和沙拉依塔木等9個綜合異常，位于研究區(qū)的中部，呈環(huán)狀分布，周圍為甲烷、重烷烴、烯烴等指標(biāo)的環(huán)狀異常，中間為熱釋汞的頂端塊狀異常，這種異常模式與全國多數(shù)油氣產(chǎn)區(qū)的油藏模式相同[14]。該異常區(qū)位于有利的構(gòu)造位置，油源充足，蓋層發(fā)育較齊全，圈閉條件和油氣保存條件較好，應(yīng)為今后重點(diǎn)勘探區(qū)域。

有利區(qū)有2個：由沙拉依塔木北、滿族塔木西和滿族塔木綜合異常組成的綜合異常區(qū)，單指標(biāo)異常強(qiáng)度較大，異常襯度較小，為高背景值上的中-弱異常，呈半環(huán)狀分布，異常模式與最有利區(qū)相同，油源充足，斷裂封閉性好，但鄰近南天山造山帶，構(gòu)造活動較強(qiáng)烈，油氣保存條件中等；由卡列馬東綜合異常和博孜東綜合異常組成的綜合異常區(qū)，異常強(qiáng)度中等，為甲烷、重烷烴和烯烴等指標(biāo)的環(huán)狀異常，蓋層發(fā)育齊全，油源充足，圈閉條件較好。

米斯布拉克地區(qū)化探異常根據(jù)成生聯(lián)系和組合可劃分為3個綜合異常帶，即卡路康下以南—巴什2井綜合異常帶、黒英1井—米2井—米1井區(qū)綜合異常帶和沙拉依塔木—滿族塔木綜合異常帶?？房迪乱阅稀褪?井綜合異常帶為弱異常帶，綜合異常強(qiáng)度弱，異常襯度低，但異常模式較好，顯示了一定的油氣運(yùn)聚信息，且地層發(fā)育齊全，圈閉及油氣保存條件較好。黒英1井—米2井—米1井區(qū)綜合異常帶為環(huán)狀強(qiáng)綜合異常帶，包括研究區(qū)中部的環(huán)狀綜合異常區(qū)和東部邊界的半環(huán)狀綜合異常區(qū)，其特點(diǎn)是異常強(qiáng)度大、異常襯度高、異常面積大，位于有利的構(gòu)造位置，油源充足，蓋層發(fā)育較齊全，圈閉條件和油氣保存條件較好，應(yīng)是今后勘探的重點(diǎn)。沙拉依塔木—滿族塔木綜合異常帶為弱異常帶，異常強(qiáng)度較大，為高背景值上的強(qiáng)異常，油源充足，斷裂封閉性好，但鄰近南天山造山帶，構(gòu)造活動較強(qiáng)烈，油氣保存條件較差。

5 結(jié)論

（1）庫車坳陷米斯布拉克地區(qū)與國內(nèi)其他地區(qū)相比，甲烷、乙烷含量等烴類指標(biāo)豐度偏低，而烯烴含量異常高，熱釋碳酸鹽含量偏低，熱釋汞含量中等至偏高，稠環(huán)芳烴含量中等。

（2）根據(jù)單指標(biāo)異常級別、組合、配置關(guān)系，研究區(qū)共劃分出16個綜合異常，如黑英1井區(qū)、米斯布拉克等Ⅰ級綜合異常區(qū)和卡路康下、卡列馬東、沙拉依塔木等Ⅱ級綜合異常區(qū)。

（3）米斯布拉克地區(qū)油氣生成、運(yùn)移、儲集和保存條件較好，但由于后期構(gòu)造運(yùn)動，鄰近南天山造山帶區(qū)域，地層抬升強(qiáng)烈，圈閉遭到破壞，形成地表油氣苗和瀝青砂，使得化探指標(biāo)背景高、異常強(qiáng)度大，如黑英1井區(qū)和米2井區(qū)。而米1井區(qū)及其鄰近地區(qū)圈閉形態(tài)保存完好，異常發(fā)育，異常強(qiáng)度不是很大，反映了較好的保存條件，指示地下存在油氣聚集。

（4）根據(jù)各綜合異常區(qū)所處的構(gòu)造位置、綜合異常區(qū)的分布特征及其組合關(guān)系，在米斯布拉克地區(qū)的化探區(qū)劃分出5個有利的綜合異常區(qū)，其中中部環(huán)狀異常區(qū)為最有利勘探區(qū)。

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Petroleum Geological Significance of Geochemical Anomalies in Meath Braque Area in Kuqa Depression,Tarim Basin

LIN Yuxiang1,ZHU Chuanzhen1,ZHANG Gang2
(1.School of Earth Science and Engineering,ShandongUniversity of Science and Technology,Qingdao,Shandong 266590,China; 2.Department of Geophysical and Geochemical Exploration,BGPInc.,CNPC,Zhuozhou,Hebei 072750,China)

By means of influence factors correction and trend fitting analysis methods,this paper studied the characteristics of geochemical background and geochemical anomaly distribution in Meath Braque area in Kuqa depression of Tarim basin.The results show that lines along Heiying?1 well?Meath Braque?Carlo Kangxia,Sarah Hitam?Heiyingshan,and near Manchu Tamu have high value of geochemical ex?plorative index,also they are the main distribution areas of geochemical anomaly.According to the anomaly level,combination and configu?ration relationship of the single geochemical index,it was divided into sixteen comprehensive anomalies.Based on the structural position, distribution and combination relationships of these geochemical anomalies,this area was divided into five comprehensive anomalies re?gions,among which there are only one most favorable area and two favorable areas.Integrated with the oil and gas geologic conditions in this area,it is suggested that the central annular anomaly zone could be the most favorable areafor further petroleum exploration.

Tarim basin;Kuqadepression;Meath Braque;geochemical exploration;anomaly feature;anomaly play evaluation

TE122.3

A

1001-3873（2015）03-0264-06

10.7657/XJPG20150303

2015-02-15

2015-03-26

國家自然科學(xué)基金（41172108）；中石油科技項(xiàng)目（2013A-3607）

林玉祥（1963-），男，山東臨清人,教授,博士，油氣地質(zhì)，（Tel）13969636291（E-mail）sdkdlyx@126.com.