周 波，李慧莉，云金表，徐忠美，馮 帆

(中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

盆地內(nèi)含油氣區(qū)帶優(yōu)選可以為油氣勘探規(guī)劃的制定提供科學依據(jù)，目前區(qū)帶的評價一般是從油氣發(fā)現(xiàn)概率和資源價值2個角度開展雙要素評價[1-2]。如果不考慮資源價值，僅以區(qū)帶成藏條件為目標的區(qū)帶地質(zhì)評價方法，則是以油氣發(fā)現(xiàn)概率來表征區(qū)帶優(yōu)劣。含油氣地質(zhì)概率分析方法是以盆地目前勘探狀態(tài)下所獲的地質(zhì)資料為基礎，開展區(qū)帶含油氣性地質(zhì)分析、計算得到區(qū)帶含油氣的概率。此方法的規(guī)則信度模型是根據(jù)評價區(qū)油氣聚集帶的控制因素及影響控制因素下的若干基本地質(zhì)事件而建立起來的[3]。傳統(tǒng)意義上的油氣區(qū)帶多與盆地二級構(gòu)造區(qū)帶相似，即具有相同地質(zhì)結(jié)構(gòu)和相似成因的含油氣地質(zhì)單元。相當于含油氣系統(tǒng)中的“Play”(McCROSSAN,1972)，是指一組具有相同或相似源巖、儲層和圈閉條件的勘探目標和(或)油氣藏。因此，傳統(tǒng)意義上的區(qū)帶邊界基本上以二級構(gòu)造單元邊界為界，縱向上則以一套相似勘探目標為界。

MAGOON 1992年提出了含油氣系統(tǒng)的概念，指出一套烴源及其相關的油氣成藏過程即一個含油氣系統(tǒng)[4-10]。利用該理論，以烴源巖為核心，前人也開展了區(qū)帶評價[11-16]，該評價方法中，區(qū)帶的邊界一般以油氣聚集單元為界，凡是和該烴源相關的儲蓋組合都在評價范圍。然而我國西部疊合盆地海相深層含油氣區(qū)往往是疊合結(jié)構(gòu)，勘探目標為多個地質(zhì)要素復合體，一套勘探目標，往往存在不同層系的供烴來源，這種地質(zhì)目標，用含油氣系統(tǒng)已經(jīng)無法評價[17-18]。同時，由于生產(chǎn)部門通常以圈閉作為主要對象，采用運聚單元作為區(qū)帶邊界往往和構(gòu)造單元不統(tǒng)一，使得該理論在評價中難以推廣。

在傳統(tǒng)的含油氣概率評價方法中，體系評價參數(shù)基本上是以生儲蓋成藏要素的靜態(tài)參數(shù)賦值開展評價。評價中有2個重要要素沒有考慮：第一，在傳統(tǒng)評價方法中，很少考慮油氣運移距離對評價的作用，世界油氣勘探實踐表明，在烴源巖范圍之外，油氣成藏的概率仍然非常大[19]，甚至在烴源巖之外300 km的地方，仍然有大油氣田發(fā)現(xiàn)[20]；第二，沒有考慮生儲蓋要素在地質(zhì)歷史中的穩(wěn)定性。前人針對復雜海相深層含油氣區(qū)，提出了油氣成藏體系的地質(zhì)研究方法[11]，成藏體系是針對多旋回疊合盆地油氣富集規(guī)律和評價的一種方法，它從烴源體、輸導體、圈閉體3個地質(zhì)單元的評價出發(fā)，以油氣運移過程為主線，動態(tài)考慮成藏過程中3個地質(zhì)體的變化。該理論以圈閉體為核心的思路，與生產(chǎn)單位以圈閉為目標的思路吻合，同時考慮烴源體，把勘探目標和油氣生成過程有機地結(jié)合起來。成藏體系理論中考慮油氣輸導體的作用和生儲蓋要素的穩(wěn)定性，恰好可以補充前人區(qū)帶評價方法的不足。

本文以成藏體系理論為基礎，以傳統(tǒng)的區(qū)帶評價要素為參考，提出針對成藏體系的區(qū)帶評價方法，旨在解決我國西部疊合盆地區(qū)帶評價問題。

圖1 成藏體系結(jié)構(gòu)示意

1 成藏體系理論

油氣成藏體系是地表以下含油氣的自然系統(tǒng)(圖1)，它包括了形成油氣藏的一切必要元素以及這些要素之間的有效配置。成藏要素包括烴源體、輸導體和圈閉體，要素之間的有效配置，能夠產(chǎn)生任何單一元素所不具備的功能——形成油氣藏。油氣成藏體系概念具有以下內(nèi)涵：(1)“元素—結(jié)構(gòu)—功能”，體現(xiàn)了系統(tǒng)論思想與石油地質(zhì)研究的緊密結(jié)合，也是油氣成藏體系研究的主要內(nèi)容；(2)3大成藏要素中，烴源是物質(zhì)基礎，圈閉是勘探目標，輸導是紐帶，強調(diào)了二者之間相互關聯(lián)、相互制約的“系統(tǒng)性”綜合方法；(3)結(jié)構(gòu)研究采用“源位匹配”的思路，不同結(jié)構(gòu)的油氣成藏體系其研究的內(nèi)容、重點和思路均有差異，核心是判斷烴源體和圈閉體的匹配關系；(4)功能(形成油氣藏)是油氣成藏體系研究的核心，是烴源、輸導、圈閉三者相互作用的結(jié)果，并隨時間在空間發(fā)生變化。

2 基于成藏體系理論的區(qū)帶評價方法

2.1 地質(zhì)評價參數(shù)建立

針對海相碳酸鹽巖地層，以碎屑巖區(qū)帶地質(zhì)風險評價方法為基礎，建立了一套比較成熟的參數(shù)評價體系與取值標準，主要是針對烴源巖、儲層、蓋層和圈閉4個地質(zhì)體，考慮了海相碳酸鹽巖的特征進行評價(表1)。在這種評價標準中，一套生儲蓋組合正好組成一套評價參數(shù)體系，能夠較好地開展地質(zhì)風險評價。但評價方法并沒有指出評價單元怎么劃分，多套烴源巖存在時如何考慮參數(shù)的賦值。并且，當區(qū)帶位置處于烴源體水平投影之外時，區(qū)帶中烴源的參數(shù)是否有效則很難評價。因此，有必要利用成藏體系這種動態(tài)多源成藏理論，針對碳酸鹽巖，從圈閉體出發(fā)，考慮輸導體和烴源體的作用，形成一套評價參數(shù)體系和取值標準。

表1 海相油氣區(qū)帶評價參數(shù)體系與取值標準

按照成藏體系的理論，把體系分為烴源體、輸導體、圈閉體，同時為了考慮3個地質(zhì)體在地質(zhì)演化歷史中的穩(wěn)定性，設置有效保存與配置參數(shù)，總體用4個參數(shù)開展評價。4個參數(shù)的評價參考海相碳酸鹽巖油氣區(qū)帶評價參數(shù)體系與取值標準(表1)。在新的參數(shù)體系設置中，烴源體參數(shù)不變，圈閉體參數(shù)以原來的儲層評價參數(shù)為主，結(jié)合圈閉參數(shù)。圈閉體是指一個區(qū)帶內(nèi)部具有相同構(gòu)造沉積背景的圈閉，而不是單個圈閉特征。輸導體是新建立的評價參數(shù)，輸導體要素包含3個評價參數(shù)：輸導層、供烴方式和運移距離。輸導層是指油氣從烴源到圈閉體的通道特征；供烴方式是指油氣運移路徑特征，用發(fā)散流和匯聚流進行評價；運移距離就是指烴源體邊界距離圈閉體的距離。有效保存與配置是用來評價整個成藏體系的穩(wěn)定性，因此，延續(xù)前人評價體系中的蓋層評價參數(shù)，主要考慮區(qū)域蓋層特征，同時考慮整個體系所處的構(gòu)造位置，按照前人疊合盆地穩(wěn)定性的評價，分為古隆起、斜坡、樞紐帶和盆內(nèi)4個評價標準[21]。最終按照上述參數(shù)，形成了基于成藏體系的評價參數(shù)體系與取值標準(表2)。

2.2 輸導體地質(zhì)評價參數(shù)建立

輸導體評價時，輸導層特征和供烴方式比較容易接受，但是運移距離到底怎么評價才能反映客觀地質(zhì)規(guī)律尚無定論。運移距離簡單地用前人[22]提出的聚集有效性和距離成反比的推理也缺乏依據(jù)。在沒有物理學理論做依據(jù)的前提下，本文認為用地質(zhì)統(tǒng)計學的方法進行評價比較客觀。前人已經(jīng)對油氣運移距離和成藏概率的關系進行過統(tǒng)計[19，23]，本文以研究者對全世界碳酸鹽巖油氣藏運移距離和油氣田個數(shù)的關系來定性評價運移距離參數(shù)[19]。按照前人研究成果，油氣運移距離可以分為4個段(圖2)，當運移距離小于10 km，油氣成藏概率非常大；當運移距離介于10～50 km，成藏概率大幅下降；當運移距離介于50～100 km，成藏概率比較小；當運移距離大于100 km，形成油氣藏的概率則非常小。本文采用4分法來定性評價運移距離對油氣成藏概率的影響。按照4個定性評價取值方法，當烴源巖距離運移距離小于10 km，取值1～0.75；當運移距離介于10～50 km，取值0.75～0.5；當運移距離介于50～100 km，取值0.5～0.25；當運移距離大于100 km，取值0.25～0。

表2 基于成藏體系的評價參數(shù)體系與取值標準

圖2 油氣運移距離與成藏幾率統(tǒng)計關系

3 塔里木盆地寒武系成藏體系區(qū)帶評價

3.1 體系的劃分原則

區(qū)帶地質(zhì)風險評價方法中，除了地質(zhì)參數(shù)的賦值，區(qū)帶的劃分也是區(qū)帶能否科學評價的重要依據(jù)。在含油氣系統(tǒng)、復合含油氣系統(tǒng)等理論中，體系劃分都以烴源為核心，以一個油氣聚集單元為一個區(qū)帶，這種以烴源為核心的劃分方法從源控論的角度來講更科學。但實際勘探工作中，勘探工作的目標均以具有類似特征的圈閉體為主要對象，這就需要我們把圈閉體作為核心關注對象，因此，成藏體系的劃分應以圈閉體為主要對象。

塔里木盆地古生界在縱向上存在多套成藏組合，按照成藏體系的理論，一套圈閉體及與其相關的烴源體和輸導體，和一套區(qū)域蓋層組成一個成藏體系。按照這個原則，盆地內(nèi)古生界成藏體系可以劃分寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二疊系成藏體系(圖3)。本文以寒武系成藏體系為研究對象開展評價，其中寒武系中、上統(tǒng)的圈閉體，和下伏的玉爾吐斯組烴源體，以及連接烴源體和圈閉體的輸導體，在阿瓦塔格組和伍松格爾組2套膏鹽巖區(qū)域蓋層覆蓋下組成寒武系成藏體系。

3.2 子體系(區(qū)帶)劃分

進一步，在一個成藏體系內(nèi)，把體系劃分為不同的子體系，以子體系對應一個區(qū)帶，這樣，一個區(qū)帶內(nèi)的地質(zhì)參數(shù)有關聯(lián)性，地質(zhì)風險概率的評價才更科學。由于成藏體系以圈閉體為核心，考慮圈閉體和烴源巖的組合關系，不能僅僅考慮烴源體流體單元特征，而是以圈閉為核心，同時考慮二級構(gòu)造單元和烴源流動單元(圖4)2個要素，采取雙要素劃分方法。具體劃分時，沒有二級構(gòu)造單元邊界時，以流體運聚單元為邊界(圖4)，遇到二級構(gòu)造單元，優(yōu)先以二級構(gòu)造單元邊界為子體系邊界。

圖3 塔里木盆地古生界縱向成藏體系劃分

圖4 塔里木盆地寒武系頂面現(xiàn)今流體勢

3.3 子體系評價參數(shù)確定

按照上述子體系劃分方法，在盆地內(nèi)開展烴源體、輸導體、圈閉體和蓋層參數(shù)評價。下寒武統(tǒng)發(fā)育玉爾吐斯組烴源體、主力儲蓋組合為肖爾布拉克組白云巖和阿瓦塔格組膏泥巖，分別對應烴源體和圈閉體，其和二者之間的運移通道，組成一個成藏體系的一級組合，即肖爾布拉克組成藏體系。

近年來，通過進一步研究[24-26]，已經(jīng)明確，塔里木寒武系主力烴源巖發(fā)育于玉爾吐斯組沉積期，相當于紐芬蘭世最大海泛面沉積發(fā)育期，烴源巖在北部坳陷普遍發(fā)育。下寒武統(tǒng)發(fā)育典型的肖爾布拉克組地層，整體為薄層狀深灰色細晶白云巖組成的巨厚層。在肖爾布拉克組沉積時期，塔里木盆地已經(jīng)呈現(xiàn)出典型的東盆西臺的沉積特征，在盆地西部以局限臺地相沉積為主，東部則為盆地相沉積，優(yōu)質(zhì)儲層主要發(fā)育在塔北隆起、阿瓦提坳陷、順托果勒低隆與塔中隆起東部。寒武系發(fā)育2套膏巖層系，即阿瓦塔格組和伍松格爾組，其中阿瓦塔格組沉積厚度較大，全盆阿瓦塔格期原始沉積厚度相較于下部沙依里克期變化幅度很大，總體厚度在125～625 m；厚度最大區(qū)域分布于順托果勒西部北部地區(qū)、塔中地區(qū)及沙雅隆起地區(qū)，塔東及塔西南地區(qū)厚度較薄，為125～325 m。

根據(jù)盆地烴源體、圈閉體和油氣輸導特征，將地質(zhì)參數(shù)按照成藏體系評價參數(shù)體系(表2)進行賦值，利用地質(zhì)風險概率方法[1-2]，對寒武系成藏體系內(nèi)部的子體系風險概率進行綜合評價。在烴源巖評價時，以預測烴源巖范圍為其內(nèi)邊界，烴源巖以外50 km線作為外邊界。進一步，除了考慮地質(zhì)風險概率，還要考慮地質(zhì)要素的確定性。塔里木盆地烴源巖分析表明，在滿加爾凹陷及鄰區(qū)范圍內(nèi)，烴源巖有井和地震約束，烴源巖存在的確定性比較高，故將本區(qū)劃分為烴源巖確定區(qū)；而在阿瓦提凹陷及鄰區(qū)，寒武系玉爾吐斯組烴源巖分布的預測基本以沉積相推測為主，因此，在該范圍之內(nèi)的烴源巖確定性較低，按照地質(zhì)要素確定性分析方法，本文給確定性賦值0.8，相當于在原來地質(zhì)風險概率基礎上再乘以0.8。將確定性要素進行賦值計算，塔里木盆地寒武系區(qū)帶劃分出4類評價區(qū)(圖5)。

圖5 塔里木盆地寒武系區(qū)帶評價

塔北隆起東側(cè)蓋層覆蓋區(qū)和塔中隆起北側(cè)為1類地區(qū)；順托果勒低隆區(qū)、塔西南地區(qū)、塔中隆起南側(cè)、巴楚隆起北側(cè)、塔北隆起西側(cè)為2類地區(qū)；而阿瓦提凹陷區(qū)、巴楚隆起50 km烴源巖內(nèi)邊界外部地區(qū)、塔西南凹陷50 km烴源巖外邊界地區(qū)為3類地區(qū)；其他地區(qū)為4類地區(qū)。但不排除4類地區(qū)經(jīng)過勘探后發(fā)現(xiàn)新類型有效儲蓋組合的可能性。

4 結(jié)論

(1)成藏體系理論方法從烴源體、圈閉體、輸導體3大地質(zhì)要素出發(fā)，能夠以輸導體動態(tài)溝通烴源體和圈閉體2大要素，同時又能夠考慮多源存在，能夠適應在塔里木盆地這種多期疊合盆地內(nèi)開展評價。

(2)以成藏體系理論方法為基礎，以體系的3大要素和體系本身有效保存性出發(fā)，建立了成藏體系理論下的地質(zhì)評價參數(shù)標準，并指出，在縱向上，以一套具有類似地質(zhì)背景的圈閉體為核心，和其相關聯(lián)的烴源體和輸導體，共同組成一個完整的成藏體系；提出了輸導體的3個評價參數(shù)，即輸導層、供烴方式、運移距離的評價標準。指出了區(qū)帶評價過程中烴源巖范圍之外的油氣成藏概率評價參數(shù)，并提出了同時考慮油氣聚集單元和盆地二級構(gòu)造單元的雙要素子體系劃分方法。

(3)利用基于成藏體系理論的含油氣區(qū)帶評價方法和地質(zhì)評價參數(shù)標準體系，對塔里木盆地寒武系開展了區(qū)帶評價。評價過程中，既考慮了地質(zhì)風險參數(shù)，同時又考慮了地質(zhì)參數(shù)的不確定性評價。評價結(jié)果表明，塔北隆起東側(cè)蓋層覆蓋區(qū)和塔中隆起北側(cè)為1類地區(qū)；順托果勒低隆區(qū)、塔西南地區(qū)、塔中隆起南側(cè)、巴楚隆起北側(cè)、塔北隆起西側(cè)為2類地區(qū)；阿瓦提凹陷區(qū)、巴楚隆起50 km烴源巖內(nèi)邊界外部地區(qū)、塔西南凹陷50 km烴源巖外邊界地區(qū)為3類地區(qū)。