江同文，徐朝暉，徐懷民，陽(yáng)建平，尹楠鑫

1 中國(guó)石油大學(xué)(北京) 地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249 2 中國(guó)石油塔里木油田公司，庫(kù)爾勒 814000 3 中國(guó)石化中原油田博士后工作站，鄭州 450018

塔中低凸起石炭系網(wǎng)毯式油氣成藏體系結(jié)構(gòu)及輸導(dǎo)體系

江同文1,2，徐朝暉1*，徐懷民1，陽(yáng)建平2，尹楠鑫3

1 中國(guó)石油大學(xué)(北京) 地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249 2 中國(guó)石油塔里木油田公司，庫(kù)爾勒 814000 3 中國(guó)石化中原油田博士后工作站，鄭州 450018

塔里木盆地具有構(gòu)造演化旋回多、烴源巖發(fā)育層系多、油氣成藏期次多、油氣藏破壞次數(shù)多等特點(diǎn)，油源普遍混淆，已發(fā)現(xiàn)油氣藏以它源油氣成藏體系為主，難以通過(guò)單油源含油氣系統(tǒng)來(lái)解決油氣成藏的認(rèn)識(shí)問(wèn)題。論文以塔中低凸起石炭系油氣藏為研究對(duì)象，引入“網(wǎng)毯式油氣成藏體系”理論，剖析了油氣成藏體系結(jié)構(gòu)及特征，揭示了油氣輸導(dǎo)體系。結(jié)果表明：塔中低凸起石炭系發(fā)育CIII、CI兩套次級(jí)成藏體系單元，各成藏體系單元結(jié)構(gòu)包括油源通道網(wǎng)層、倉(cāng)儲(chǔ)層、油氣聚集網(wǎng)層等三層結(jié)構(gòu)；油氣輸導(dǎo)體系劃分為四類(lèi)十一型，即斷裂輸導(dǎo)型、不整合輸導(dǎo)型、連通砂體輸導(dǎo)型及火山巖輸導(dǎo)型，輸導(dǎo)模式包括“Y”型、“T”型及“S”型等。塔中低凸起為典型的復(fù)合網(wǎng)毯式油氣成藏體系，成藏體系結(jié)構(gòu)和輸導(dǎo)體系的建立為石炭系油氣藏滾動(dòng)開(kāi)發(fā)拓展了新的思路。

網(wǎng)毯式油氣成藏體系；輸導(dǎo)體系；成藏模式；石炭系；塔里木盆地

0 引言

塔里木盆地是我國(guó)典型的疊合盆地，經(jīng)歷多期構(gòu)造變革，發(fā)育多樣的沉積旋回，油氣分布與富集規(guī)律復(fù)雜[1-4]。針對(duì)塔里木盆地多套烴源巖發(fā)育、多期生烴和成藏、多次油氣藏調(diào)整和破壞等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)專(zhuān)家和學(xué)者開(kāi)展了卓有成效的工作。周興熙、張光亞等以烴源區(qū)為中心，確定了多個(gè)復(fù)式含油氣系統(tǒng)[5-6]；宮秀梅等引入成藏體系分析方法，揭示了多期成藏特征及運(yùn)移方式，明確了油源斷裂、不整合面等多類(lèi)輸導(dǎo)體系[7]；孫龍德等將復(fù)式油氣聚集區(qū)理論引入塔中低凸起，明確了塔中地區(qū)油氣成藏主控因素及油氣分布規(guī)律[8]；金之鈞等提出了“源-蓋控?zé)N”的勘探評(píng)價(jià)理念，明確了塔里木盆地“源-蓋”動(dòng)態(tài)配置關(guān)系對(duì)油氣成藏的控制作用[9]。

前人研究揭示了塔里木盆地石油地質(zhì)特征，明確了油氣成藏模式及宏觀(guān)油氣分布規(guī)律，為油氣勘探奠定了基礎(chǔ)。但由于研究尺度相對(duì)比較大，在指導(dǎo)小尺度復(fù)雜油氣區(qū)及復(fù)雜巖性油氣藏滾動(dòng)開(kāi)發(fā)相關(guān)問(wèn)題時(shí)有效性不足?；诖耍运械屯蛊鹗肯禐檠芯磕繕?biāo)，以油氣藏為核心，引入網(wǎng)毯式油氣成藏體系相關(guān)理論，旨在通過(guò)小尺度范圍內(nèi)成藏體系結(jié)構(gòu)和輸導(dǎo)體系解剖，有效指導(dǎo)復(fù)雜油氣藏滾動(dòng)開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)問(wèn)題。

“網(wǎng)毯式油氣成藏體系”的概念由張善文等人提出[10-11]，用以表征下伏層系的它源油氣通過(guò)網(wǎng)毯式運(yùn)聚形成的次生油氣藏組合，國(guó)內(nèi)專(zhuān)家、學(xué)者將該理論運(yùn)用于多個(gè)含油氣盆地，開(kāi)展油氣成藏領(lǐng)域研究，在油氣的勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中取得了良好效果[12-15]。塔里木盆地塔中低凸起石炭系油氣來(lái)源于多套烴源巖，多期成藏，油氣輸導(dǎo)體系復(fù)雜，且早期形成油氣藏受構(gòu)造影響遭受破壞發(fā)生二次運(yùn)移并在上覆地層中再次聚集。塔中低凸起復(fù)雜的成藏特征及油氣分布構(gòu)成了典型的網(wǎng)毯式油氣成藏體系。

1 研究區(qū)概況

塔中低凸起構(gòu)造位置位于中央隆起帶中部，北接滿(mǎn)加爾凹陷，南臨塘古凹陷，東西兩側(cè)分別為中央隆起帶東段的塔東低隆及西段的巴楚斷隆，面積約275×104km2。其為一繼承性復(fù)式背斜構(gòu)造，南北受斷裂限制，各斷裂構(gòu)造帶向東收斂、向西發(fā)散形成帚狀構(gòu)造，發(fā)育塔中I號(hào)斷裂帶、塔中10號(hào)構(gòu)造帶、中央斷壘帶及塔中1-8號(hào)潛山帶等(圖1)。其中，塔中10號(hào)構(gòu)造帶已投入開(kāi)發(fā)TZ4、TZ16、TZ10、TZ40等多個(gè)油藏，是當(dāng)前滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域。

1.1 地層格架及沉積特征

塔里木盆地為多旋回構(gòu)造演化形成的疊合盆地，經(jīng)歷了3期伸展-聚斂旋回、6個(gè)演化階段。多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用，形成了多套不整合面，從而控制了多級(jí)次的層序格架。塔中地區(qū)石炭系、二疊系構(gòu)成了1個(gè)一級(jí)構(gòu)造層序，而石炭系自身構(gòu)成了1個(gè)二級(jí)構(gòu)造層序[16]。

泥盆世末期的海西構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成塔里木地區(qū)普遍隆升，致使部分地區(qū)泥盆系缺失。石炭紀(jì)早期，海水侵入塔中地區(qū)，超覆沉積東河砂巖段地層；受填平補(bǔ)齊作用影響，東河砂巖段沉積后期古地貌高差變小，地層沉積穩(wěn)定，沉積物相對(duì)均一。含礫砂巖段沉積之后，在相對(duì)平緩的古地貌背景之下穩(wěn)定沉積了下泥巖段、生屑灰?guī)r段、中泥巖段和標(biāo)準(zhǔn)灰?guī)r段海相地層。上泥巖段沉積早期，發(fā)生一期較強(qiáng)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，沉積區(qū)抬升，局部形成古隆起，以泥質(zhì)為主的上泥巖段超覆沉積于標(biāo)準(zhǔn)灰?guī)r段之上。砂泥巖段和含灰?guī)r段沉積時(shí)期，構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)較弱，地貌高差小，沉積相對(duì)穩(wěn)定。

整體上看，石炭系為碎屑巖和碳酸鹽巖間互沉積，可劃分為10個(gè)巖性段，其含油氣儲(chǔ)層主要分布在CI、CII、CIII 3個(gè)油組(表1)。

圖1 塔中低凸起位置及構(gòu)造背景Fig. 1 Location and structure background of central Tarim uplift

表1 塔中低凸起石炭系地層格架及特征Table 1 Stratigraphic framework and characteristics of carboniferous in central Tarim uplift

1.2 成藏期次與油氣分布規(guī)律

塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)多套烴源巖發(fā)育，油氣藏具有“多源供烴、多期成藏、多期改造”的特點(diǎn)[17-19]。研究表明，塔中低凸起石炭系油氣主要來(lái)自于滿(mǎn)加爾坳陷下古生界烴源巖和塔中地區(qū)中上奧陶統(tǒng)烴源巖，成藏期主要受控于海西中期、海西晚期、喜山期3次大規(guī)模構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[20-22]。

基于已發(fā)現(xiàn)油氣藏，認(rèn)為塔中低凸起油氣分布具有以下特點(diǎn)：其一，油氣藏形成并非都直接與油源斷裂相接，如TZ16油藏；其二，石炭系內(nèi)部油藏調(diào)整改造現(xiàn)象普遍，TZ4CII油藏為CIII油藏調(diào)整形成(即調(diào)整油藏)，這里所說(shuō)的調(diào)整油藏是指早期原生油藏形成以后，經(jīng)后期構(gòu)造調(diào)整，溢出油氣按適宜路徑在新的有利圈閉內(nèi)聚集成藏；其三，塔中低凸起油氣藏具有大面積分布的特征，油氣整體呈北西向南東沿構(gòu)造脊運(yùn)移的趨勢(shì)。

2 網(wǎng)毯式油氣成藏體系結(jié)構(gòu)及特征

根據(jù)石炭系油氣藏分布特征，結(jié)合地質(zhì)條件以及油氣成藏背景，認(rèn)為塔中低凸起石炭系油氣藏為復(fù)合網(wǎng)毯式油氣成藏體系，可進(jìn)一步劃分為CIII、CI兩套次級(jí)成藏體系單元(圖2)。

CIII成藏體系單元由油源通道網(wǎng)層、倉(cāng)儲(chǔ)層、油氣聚集網(wǎng)層組成。東河砂巖段下伏地層為油源通道網(wǎng)層，由溝通烴源巖及早期調(diào)整油藏的斷裂、不整合面、連通砂體以及火山巖構(gòu)成不規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。東河砂巖段、含礫砂巖段為毯狀倉(cāng)儲(chǔ)層，主要由厚層塊狀砂體和不整合面構(gòu)成，砂體厚度大，物性好，橫向分布穩(wěn)定。下泥巖段至上泥巖段為油氣聚集網(wǎng)層，聚集來(lái)自下伏倉(cāng)儲(chǔ)層的油氣并形成各類(lèi)油氣藏。CI成藏體系單元由倉(cāng)儲(chǔ)層和油氣聚集網(wǎng)層組成。砂泥巖段厚層塊狀三角洲沉積砂體及不整合面構(gòu)成倉(cāng)儲(chǔ)層，作為油氣毯式運(yùn)移的主要通道。含灰?guī)r段為油氣聚集網(wǎng)層，形成不同類(lèi)型的構(gòu)造及巖性油氣藏。

2.1 油源通道網(wǎng)層

油源通道網(wǎng)層指它源油氣進(jìn)入成藏體系的不同類(lèi)型輸導(dǎo)通道所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)狀格架結(jié)構(gòu)。塔中低凸起油源通道網(wǎng)層的要素主要為油源斷裂、火山巖、不整合及連通砂體，各成藏要素相互交錯(cuò)、疊置，共同構(gòu)成了立體輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，是石炭系網(wǎng)毯式成藏體系的基礎(chǔ)。

圖2 塔中低凸起石炭系網(wǎng)毯式油氣成藏體系結(jié)構(gòu)圖Fig. 2 Meshwork-carpet structural petroleum accumulation system of central Tarim Uplift

塔中地區(qū)油源斷裂發(fā)育三組，主要為中加里東期形成的逆沖斷層及其派生斷層。北西向斷裂體系包括塔中I號(hào)、II號(hào)、10號(hào)斷裂及其伴生斷裂，除塔中I號(hào)斷裂向南傾外，其他均為北傾，形成花狀構(gòu)造樣式，斷裂延伸遠(yuǎn)，斷距大，一般斷至奧陶系。北東向斷裂體系主要包括塘北2號(hào)斷裂、塔中7-8號(hào)井?dāng)嗔?，表現(xiàn)為逆沖斷層，傾向北西，切割泥盆系以下地層。近東西向斷裂主要為塔中5號(hào)斷裂，位于斷裂帶的帚部，延伸長(zhǎng)度約100 km，斷至基底。

早二疊世晚期，塔中地區(qū)西部火山巖發(fā)育，火山巖的侵入及噴發(fā)可形成次級(jí)的小斷裂及裂縫，有利于油氣的垂向輸導(dǎo)。火山侵入通道本身也是油氣運(yùn)移的良好通道，TZ47井、Z1井多個(gè)層位的火山巖中見(jiàn)油氣顯示都與火山巖輸導(dǎo)油氣有關(guān)[23]。

另外，塔中地區(qū)發(fā)育多期不整合，不整合相互疊置，與連通砂體共同構(gòu)成了油氣側(cè)向運(yùn)移的通道。

2.2 倉(cāng)儲(chǔ)層

倉(cāng)儲(chǔ)層由連片分布的厚層狀砂體構(gòu)成，物性好，即可作為油氣橫向運(yùn)移通道，又可以在有利圈閉中聚集油氣從而形成油氣藏。塔中低凸起倉(cāng)儲(chǔ)層包括CIII油組東河砂巖段和含礫砂巖段、CI油組砂泥巖段兩套。

CIII油組東河砂巖為早石炭世海侵背景下超覆形成的一套厚層塊狀濱岸砂體，巖石類(lèi)型以巖屑質(zhì)石英細(xì)砂巖為主，厚度范圍20～200 m，砂體連通性好，孔隙度16%～22%，滲透率100×10-3～3 000×10-3μm2。含礫砂巖段為海陸過(guò)渡的三角洲水下分流河道沉積，厚度較東河砂巖段薄，一般厚20 m，以巖屑質(zhì)石英細(xì)砂巖、巖屑細(xì)砂巖為主，夾泥巖、粉砂巖薄層，孔隙度12%～20%，滲透率10×10-3～500×10-3μm2。CI油組砂泥巖段為辮狀河三角洲的河道微相沉積，砂體疊合厚度30～80 m，連片發(fā)育。巖石類(lèi)型主要為巖屑砂巖，孔隙度18%～24%，滲透率200×10-3～2 000×10-3μm2，為中-高孔、中-高滲儲(chǔ)層。

倉(cāng)儲(chǔ)層對(duì)油氣具有成毯、調(diào)整及成藏的作用。由于油氣具有幕式充注的特點(diǎn)，在地震泵作用、超壓作用以及剩余壓力作用下，油氣通過(guò)油源通道網(wǎng)層進(jìn)入倉(cāng)儲(chǔ)層內(nèi)部并迅速擴(kuò)散形成油毯。倉(cāng)儲(chǔ)層聚集油氣到一定數(shù)量時(shí)，一部分油氣在倉(cāng)儲(chǔ)層內(nèi)合適圈閉中聚集成藏，一部分油氣通過(guò)斷裂輸導(dǎo)繼續(xù)向油氣聚集網(wǎng)層運(yùn)移。塔中地區(qū)石炭系CIII成藏體系單元倉(cāng)儲(chǔ)層對(duì)油氣的成毯、調(diào)整、成藏作用明顯，形成了包括TZ10、TZ40、TZ16、TZ4等在內(nèi)的一系列油氣藏。

2.3 油氣聚集網(wǎng)層

油氣聚集網(wǎng)層是油氣聚集成藏的主要場(chǎng)所，由儲(chǔ)集層和輸導(dǎo)斷裂構(gòu)成。塔中地區(qū)油氣聚集網(wǎng)層包括下泥巖段、上泥巖段、含灰?guī)r段，以及生屑灰?guī)r段。碎屑巖砂體以潮坪沉積為主，砂體厚度薄(一般3～5 m)，平面分布局限，呈枝狀或土豆?fàn)?，但砂體內(nèi)部均一，且連通性好。碎屑巖孔隙類(lèi)型以粒間溶孔為主，孔隙度16%～24%，滲透率80×10-3～3 000×10-3μm2。生屑灰?guī)r段為碳酸鹽臺(tái)地相，巖石類(lèi)型包括顆?；?guī)r、亮晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、粉晶云巖、泥晶云巖等，儲(chǔ)集空間以孔隙為主，局部發(fā)育裂縫和溶洞，孔隙類(lèi)型包括晶間孔、晶間溶孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔等。據(jù)巖心常規(guī)物性分析資料，石灰?guī)r孔隙度均值3.42%，滲透率1.52×10-3μm2； 白云巖孔隙度均值11.68%，滲透率4.95×10-3μm2。

3 油氣輸導(dǎo)體系

塔中低凸起石炭系油氣藏為它源型油氣成藏體系，油氣能否成藏，關(guān)鍵在于成藏期之前溝通烴源巖及圈閉的油氣輸導(dǎo)格架是否形成，油氣輸導(dǎo)格架類(lèi)型及組合方式?jīng)Q定了油氣藏的類(lèi)型及分布。

根據(jù)石炭系油氣輸導(dǎo)特點(diǎn)，結(jié)合CIII、CI成藏體系單元中倉(cāng)儲(chǔ)層的分布，將塔中低凸起石炭系油氣輸導(dǎo)體系劃分為四類(lèi)十一型(表2)，即斷裂輸導(dǎo)型、不整合輸導(dǎo)型、連通砂體輸導(dǎo)型及火山巖輸導(dǎo)型等。

3.1 輸導(dǎo)體系類(lèi)型

3.1.1 斷裂輸導(dǎo)型

斷裂是塔中地區(qū)主要的輸導(dǎo)體類(lèi)型，斷裂級(jí)次、分布、組合方式等控制了油氣的運(yùn)移方向、運(yùn)移路徑及成藏部位。根據(jù)斷裂斷開(kāi)的層位以及其與寒武系、奧陶系烴源巖、石炭系倉(cāng)儲(chǔ)層的接觸關(guān)系，將其劃分為全溝通、下溝通、上溝通和內(nèi)溝通4類(lèi)。

全溝通斷裂：指切穿石炭系并延伸至寒武系、奧陶系地層的斷裂，可溝通烴源巖或早期形成的油氣藏，是塔中地區(qū)石炭系油氣成藏體系的關(guān)鍵。此類(lèi)斷裂數(shù)量多，分布廣，塔中I號(hào)斷裂帶、塔中10號(hào)斷裂段及中央斷壘帶等構(gòu)造帶均有發(fā)育，控制了石炭系的沉積體系類(lèi)型及油氣成藏。油氣藏規(guī)模則取決于斷裂活動(dòng)期次、油氣成藏期以及斷控圈閉規(guī)模的匹配關(guān)系。全溝通斷裂對(duì)石炭系油氣成藏既可作為油氣向上運(yùn)移的通道，也可在內(nèi)部起到油氣遮擋的作用。

下溝通斷裂：指自石炭系下伏地層切至東河砂巖底的斷裂，該斷裂溝通了有效烴源巖層或早期形成的油氣藏，主要分布于凸起帶或斜坡帶，對(duì)油氣成藏主要起輸導(dǎo)作用。

上溝通斷裂：指切穿倉(cāng)儲(chǔ)層頂部至石炭系內(nèi)部的斷裂，其將倉(cāng)儲(chǔ)層與石炭系內(nèi)部?jī)?chǔ)層直接連通，控制了油氣成藏。該斷裂在全盆地內(nèi)各構(gòu)造帶均有分布。

內(nèi)溝通斷裂：指僅在石炭系內(nèi)部發(fā)育的斷裂，且未斷至倉(cāng)儲(chǔ)層，主要位于油氣聚集網(wǎng)層。該類(lèi)斷裂基本為小型張性正斷裂，規(guī)模小，但數(shù)量較多，多為喜山中后期形成的低級(jí)序斷裂。內(nèi)溝通斷裂主要分布于石炭系短軸背斜軸部，例如TZ4CI油藏頂部斷裂，其輸導(dǎo)效能低，多對(duì)內(nèi)部油氣起調(diào)整作用。

3.1.2 不整合輸導(dǎo)型

塔中地區(qū)古生代發(fā)育多期不整合，是良好的油氣運(yùn)移通道，具有直接輸導(dǎo)、間接調(diào)整兩方面作用。中奧陶統(tǒng)底部不整合、上奧陶統(tǒng)底部不整合直接與石炭系東河砂巖相接，形成有效烴源巖與儲(chǔ)層的直接溝通，油氣橫向運(yùn)移距離短，有效提高了油氣的輸導(dǎo)效率，如TZ1井區(qū)。同時(shí)，志留系底部不整合、上泥盆統(tǒng)底部不整合、石炭系底部不整合對(duì)于調(diào)整油氣分布，特別是對(duì)石炭系下伏地層早期油氣藏遭破壞調(diào)整后的二次運(yùn)移具有重要意義，如志留系瀝青砂巖古油藏。根據(jù)不整合發(fā)育層位以及與東河砂巖的接觸關(guān)系，將不整合輸導(dǎo)型劃分為溝通型和未溝通型兩類(lèi)，塔中大部分地區(qū)以未溝通型為主，中央斷壘帶、TZ1、TZ24-TZ26井區(qū)則以溝通型為主。

3.1.3 連通砂體輸導(dǎo)型

連通砂體是較為常見(jiàn)的輸導(dǎo)體類(lèi)型，對(duì)于油氣的縱、橫向運(yùn)移都起作用。根據(jù)連通砂巖與倉(cāng)儲(chǔ)層的接觸關(guān)系，將連通砂體輸導(dǎo)型劃分為下溝通、內(nèi)溝通及上溝通三類(lèi)。下溝通指石炭系下伏地層砂體與東河砂巖砂體相連，如TZ16井區(qū)；內(nèi)溝通指?jìng)}儲(chǔ)層內(nèi)部砂體對(duì)接，該輸導(dǎo)類(lèi)型在TZ40、TZ4井區(qū)部分井發(fā)育，如TZ401井東河砂巖的上交互段缺失，均質(zhì)段與上覆含礫砂巖段的砂礫巖對(duì)接，形成良好的油氣輸導(dǎo)通道；上溝通指?jìng)}儲(chǔ)層與上覆地層的砂體連接，如TZ85井，薄砂層與含礫砂巖段砂體連接。

3.1.4 火山巖輸導(dǎo)型

塔中地區(qū)早二疊世末期火山活動(dòng)強(qiáng)烈，火山巖的侵入與噴發(fā)都可改善儲(chǔ)層的輸導(dǎo)性能。一方面火山活動(dòng)造成了儲(chǔ)層次級(jí)斷裂、裂縫的產(chǎn)生，有利于油氣的輸導(dǎo)運(yùn)移；另一方面火山巖本身也可以形成良好的輸導(dǎo)通道。如Z1井在志留系、石炭系、二疊系部分層段的火山巖中見(jiàn)油氣顯示，在侵入上奧陶統(tǒng)良里塔格組灰?guī)r的輝綠巖中發(fā)育III級(jí)裂縫；S2井的輝綠巖段有泥漿漏失的現(xiàn)象[24]。

表2 網(wǎng)毯式油氣成藏輸導(dǎo)體系類(lèi)型及特征Table 2 Conductive types and characteristics of meshwork-carpet structural petroleum accumulation system

3.2 輸導(dǎo)模式

油氣二次運(yùn)移實(shí)際是多種輸導(dǎo)體類(lèi)型的聯(lián)合作業(yè)，斷裂、不整合、連通砂體及火山巖共同組成了復(fù)雜立體的油氣輸導(dǎo)體系。根據(jù)輸導(dǎo)體類(lèi)型及組合，參考油氣在輸導(dǎo)格架下的運(yùn)移路徑，將塔中地區(qū)的輸導(dǎo)模式劃分為“Y”型、“T”型及“S”型等3種類(lèi)型。

3.2.1 “Y”型輸導(dǎo)模式

該類(lèi)型輸導(dǎo)模式是指斷至寒武系、奧陶系的深大斷裂與石炭系倉(cāng)儲(chǔ)層溝通，斷裂在剖面上為花狀組合樣式，油氣運(yùn)移形成“Y”型運(yùn)移通道(圖3)。此類(lèi)斷裂通常由全溝通型斷裂、下溝通型斷裂組成，其上發(fā)育伴生的上溝通型斷裂，對(duì)油氣主要起輸導(dǎo)和成藏的作用，多分布于凸起帶和斜坡帶。油氣通過(guò)切穿寒武系-石炭系的全溝通斷裂幕式充注，經(jīng)過(guò)下溝通斷裂輸導(dǎo)調(diào)整，在上溝通斷裂附近聚集成藏，其規(guī)模取決于上溝通斷裂的規(guī)模、斷裂附近儲(chǔ)層的規(guī)模、物性等，如TZ4井CIII的背斜油藏。

3.2.2 “T”輸導(dǎo)模式

該類(lèi)型輸導(dǎo)模式是指油氣通過(guò)斷裂、火山巖垂向輸導(dǎo)至石炭系倉(cāng)儲(chǔ)層后，經(jīng)過(guò)連通砂巖向兩側(cè)橫向運(yùn)移，并形成各類(lèi)油氣藏(圖4)。輸導(dǎo)格架包括全溝通斷裂、溝通型火山巖及內(nèi)溝通連通砂體、上溝通連通砂體等，主要分布于凸起區(qū)。油氣經(jīng)過(guò)切穿寒武系-石炭系的溝通斷裂及溝通型火山巖垂向輸導(dǎo)，運(yùn)移至石炭系倉(cāng)儲(chǔ)層后通過(guò)內(nèi)溝通連通砂體及上溝通連通砂巖的輸導(dǎo)調(diào)整并最終成藏。如TZ47火山巖遮擋油藏、TZ40背斜油藏。

3.2.3 “S”型輸導(dǎo)模式

該輸導(dǎo)模式是指油氣通過(guò)斷裂垂向輸導(dǎo)，在與斷裂相連接的不整合或連通砂體中傾斜向上運(yùn)移至石炭系的圈閉并形成油氣藏(圖5)。斷裂、不整合及連通砂體構(gòu)成了油氣輸導(dǎo)格架，多發(fā)育在斜坡區(qū)，如TZ16背斜油藏。

4 油氣成藏模式

圖3 塔中地區(qū)石炭系“Y”型輸導(dǎo)模式(據(jù)何永垚，2009，有修改[24])Fig. 3 “Y”-shaped conducting model of Carboniferous in Tazhong area(modif i ed from He Yongyao, 2009[24])

圖4 塔中地區(qū)石炭系“T”型輸導(dǎo)模式Fig. 4 “T”-shaped conducting model of Carboniferous in Tazhong Area

東河砂巖底部斷裂、不整合、連通砂體以及火山巖等輸導(dǎo)體系發(fā)育的地層構(gòu)成了塔中網(wǎng)毯式成藏體系結(jié)構(gòu)的油源通道網(wǎng)層，油氣通過(guò)上述輸導(dǎo)體在東河砂巖、含礫砂巖段、CI、CII段內(nèi)聚集成藏(圖6)。石炭系CIII東河砂巖段、含礫砂巖段主要為“毯”狀穩(wěn)定分布的巨厚的海相砂巖，油氣通過(guò)油源通道網(wǎng)層幕式充注到倉(cāng)儲(chǔ)層內(nèi)部，部分油氣在倉(cāng)儲(chǔ)層內(nèi)合適圈閉條件下聚集成藏(TZ4、TZ16、TZ40、TZ35-TZ47等油氣藏)，部分油氣繼續(xù)運(yùn)移，通過(guò)倉(cāng)儲(chǔ)層的調(diào)節(jié)作用進(jìn)入聚集網(wǎng)層的圈閉成藏(CI、CII內(nèi)部油氣藏)。

圖5 塔中地區(qū)石炭系“S”型輸導(dǎo)模式(據(jù)王宗禮等[25]，2011)Fig. 5 “S”-shaped conducting model of Carboniferous in Tazhong area (after WANG Zongli et al.[25], 2011)

圖6 塔中地區(qū)網(wǎng)毯式油氣成藏體系模式概念圖Fig. 6 Meshwork-carpet type oil and gas accumulation system of Conceptual model of Tazhong area

以火山巖體和斷裂為主要輸導(dǎo)格架形成的油氣藏分布在TZ10、TZ35-TZ47井區(qū)，油藏類(lèi)型多以構(gòu)造油氣藏和巖性油氣藏為主。寒武系、奧陶系烴源巖生成的油氣或志留系、泥盆系早期油藏遭破壞形成的油氣通過(guò)火山巖體、斷裂向上幕式充注，油氣進(jìn)入東河砂巖后在東河砂巖段倉(cāng)儲(chǔ)層成藏或繼續(xù)向上覆含礫砂巖段地層輸導(dǎo)，后期調(diào)整改造后在含礫砂巖段中形成了低幅構(gòu)造、背斜、斷塊-巖性及巖性體刺穿遮擋等多種油藏。

以斷裂為主要輸導(dǎo)格架形成的油氣藏則主要分布在TZ4井區(qū)，油藏類(lèi)型以構(gòu)造油氣藏和復(fù)合油氣藏為主，油氣沿大斷裂自油源層向上運(yùn)移至東河砂巖中形成背斜油氣藏，在后期調(diào)整中部分油氣沿石炭系內(nèi)部斷裂及連通儲(chǔ)層向上運(yùn)移至卡拉沙依組形成油氣藏。

以連通砂體為主要輸導(dǎo)體的油氣藏主要分布在TZ40井區(qū)，油氣藏類(lèi)型以巖性油氣藏為主。油氣通過(guò)含礫砂巖段上溝通連通砂體輸導(dǎo)至薄砂層的潮坪相砂體，在上傾尖滅砂體內(nèi)聚集成藏。

以不整合為主要輸導(dǎo)格架形成的油氣藏主要分布在TZ16井區(qū)和海灣區(qū)，油氣藏類(lèi)型以地層油氣藏為主。寒武系、奧陶系烴源巖生成的油氣或志留系、泥盆系早期形成的油氣藏遭受破壞后再次發(fā)生運(yùn)移的油氣，經(jīng)斷裂和連通砂體的垂向溝通后，進(jìn)一步沿東河砂巖底部的不整合長(zhǎng)距離側(cè)向運(yùn)移。該類(lèi)油氣一部分在東河砂巖內(nèi)部的正向構(gòu)造中聚集形成構(gòu)造油氣藏；而另一部分受地層不整合控制，形成圍繞地層尖滅線(xiàn)呈環(huán)帶狀分布的地層油氣藏。

5 結(jié)論

(1)綜合塔中低凸起石炭系地質(zhì)特征、構(gòu)造演化及油氣成藏背景分析，認(rèn)為研究區(qū)石炭系為復(fù)合網(wǎng)毯式成藏體系，發(fā)育CIII、CI兩套次級(jí)成藏體系單元。CIII成藏體系單元由石炭系下伏油源通道網(wǎng)層、含礫砂巖段和東河砂巖段組成的倉(cāng)儲(chǔ)層、下泥巖段至上泥巖段組成的油氣聚集網(wǎng)層構(gòu)成；CI成藏體系單元由砂泥巖段組成的倉(cāng)儲(chǔ)層、含灰?guī)r段組成的油氣聚集網(wǎng)層構(gòu)成。

(2)根據(jù)輸導(dǎo)體系與烴源巖(或早期油氣藏)及網(wǎng)毯式油氣成藏體系結(jié)構(gòu)的連通關(guān)系，將石炭系輸導(dǎo)體系劃分為四類(lèi)十一型，即斷裂輸導(dǎo)型(全溝通、下溝通、上溝通、內(nèi)溝通)、不整合輸導(dǎo)型(溝通、未溝通)、連通砂體輸導(dǎo)型(下溝通、上溝通、內(nèi)溝通)及火山巖輸導(dǎo)型(溝通、未溝通)，并確定了“Y”型、“T”型及“S”型等輸導(dǎo)模式。

(3)塔中低凸起石炭系油氣成藏期次多，按網(wǎng)毯式成藏體系結(jié)構(gòu)劃分，將石炭系CIII油藏劃歸為倉(cāng)儲(chǔ)層。通過(guò)倉(cāng)儲(chǔ)層內(nèi)不同油氣藏輸導(dǎo)體的解剖分析認(rèn)為，塔中低凸起東部的TZ16和TZ4油藏分別以不整合面和斷層作為輸導(dǎo)體；塔中低凸起西部的TZ40和TZ47油藏分別主要以連通砂體和火山作為輸導(dǎo)體。

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Meshwork-carpet structural petroleum accumulation and transportation systems of the Carboniferous in the central Tarim Uplift

JIANG Tongwen1,2, XU Zhaohui1, XU Huaimin1, YANG Jianping2, YIN Nanxin3
1. College of Geosciences, China University of Petroleum-Beijing, Beijing 102249, China 2. Tarim Oilf i eld Company, PetroChina, Korla 841000, China 3. Postdoctoral Research Workstation of Zhongyuan Oilf i eld Company, Sinopec, Zhongyuan Oilf i eld, Puyang 457001, China

The Tarim Basin has generally undergone complex evolution with polycyclic tectonic events, and it has multiple layers of source rocks. It has had multiple periods of hydrocarbon accumulation and reservoir destruction. Mixed oil is common and distal source accumulation systems prevail. As a result, it is diff i cult to pick up a single-source system to help understand petroleum accumulation. Under the guidance of the meshwork-carpet structural petroleum accumulation model, the structure and transportation system of the Carboniferous in the central Tarim uplift was analyzed. The petroleum accumulation system is formed by two lower unit levels, and each unit has a three layered structure, namely channel-net layer, storage layer and accumulation layer. The conductive system can be divided into 4 classes and 11 types, such as faults, unconformities, connected sands and volcanic rocks. The transportation model has “Y”-shaped, “T”-shaped and “S”-shaped segments. The model of the central Tarim uplift is a typical meshwork-carpet structural petroleum accumulation system, and it provides new ideas for exploration and development of reservoirs.

meshwork-carpet structural petroleum accumulation system; transportation system; migration patterns; Carboniferous; Tarim Basin

10.3969/j.issn.2096-1693.2017.02.017

(編輯 付娟娟)

江同文, 徐朝暉, 徐懷民, 陽(yáng)建平, 尹楠鑫. 塔中低凸起石炭系網(wǎng)毯式油氣成藏體系結(jié)構(gòu)及輸導(dǎo)體系. 石油科學(xué)通報(bào), 2017, 02： 176-186

JIANG Tongwen, XU Zhaohui, XU Huaimin, YANG Jianping, YIN Nanxin. Meshwork-carpet structural petroleum accumulation and transportation systems of the Carboniferous in the central Tarim Uplift. Petroleum Science Bulletin, 2017, 02： 176-186. doi： 10.3969/ j.issn.2096-1693.2017.02.017

*通信作者, xuzh211@163.com

2016-11-17

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41302109)資助