徐琳，羅紹強，唐華，胡林，肖進，孫容艷

(四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局川西北地質(zhì)隊，綿陽 621000)

0 引言

達卓瑪?shù)貐^(qū)位于有“生命禁區(qū)”之稱的西藏自治區(qū)羌塘盆地。盆地油氣地質(zhì)專項研究工作始于20世紀80年代，經(jīng)過多年的工作，在南北凹陷均發(fā)現(xiàn)了好的烴源巖和大量的地表油氣顯示，基本肯定了其良好的油氣勘探前景[1-6]。近年，前人在南羌塘隆鄂尼—昂達爾錯地區(qū)發(fā)現(xiàn)了長達100 km的巨大古油藏帶，烴源巖研究也發(fā)現(xiàn)了畢洛錯地區(qū)和色哇地區(qū)分布大套曲色組—色哇組灰黑色泥頁巖，具有很高的有機碳含量，是一套優(yōu)質(zhì)的烴源巖[1,6]，從而證明南羌塘地區(qū)具有良好的油氣生儲條件。

達卓瑪?shù)貐^(qū)位于南羌塘坳陷東部的蒂讓錯—土門凹陷中部，褶皺構(gòu)造發(fā)育，以達卓瑪復(fù)式背斜著稱，圈閉面積達1 150 km2，具有有利的油氣圈閉成藏條件，但由于該地區(qū)地處藏北高原腹地，自然環(huán)境惡劣，地質(zhì)工作開展較少，油氣生、儲、蓋條件研究還比較初略，因此，為了摸清該地區(qū)的油氣生、儲、蓋特征，本文開展了研究區(qū)石油地質(zhì)調(diào)查工作，通過野外調(diào)查、采集樣品和測試分析，研究了達卓瑪?shù)貐^(qū)油氣形成的物質(zhì)基礎(chǔ)和保存條件等地質(zhì)特征，以期明確達卓瑪?shù)貐^(qū)石油地質(zhì)條件，指出當前調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的問題，從而為該區(qū)下一步油氣勘探部署提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

根據(jù)前人對羌塘盆地構(gòu)造單元的劃分方案，羌塘盆地自北向南可分為北羌塘凹陷、中央隆起帶和南羌塘凹陷3個Ⅱ級構(gòu)造單元，其中南羌塘凹陷又可分為帕度錯—扎加藏布褶皺帶和若爾瑪—其香錯斷褶帶2個Ⅲ級構(gòu)造單元[7-8]。研究區(qū)主體位于帕度錯—扎加藏布褶皺帶內(nèi)(圖1)，帶內(nèi)發(fā)育一系列EW—NWW向的斷層和近EW向展布的平行褶皺群。研究區(qū)北部的AF5為一大型逆沖推覆斷層，大地電磁測深顯示區(qū)內(nèi)的一系列次級斷層向下歸并于一條推覆滑脫面上[8]，形成逆沖疊瓦構(gòu)造，使得區(qū)內(nèi)發(fā)育大量褶皺，研究區(qū)中部褶皺翼間角大多在75°～115°，轉(zhuǎn)折端大多圓滑，屬于開闊褶皺，且保存相對較完整，有利于油氣成藏。

Ⅰ1-1.亞克錯—烏蘭烏拉湖中斷帶；Ⅰ1-2.羌中舒緩褶皺帶；Ⅰ1-3.布若錯—達爾沃錯過渡構(gòu)造帶；Ⅱ1-1.西部強烈隆起帶；Ⅱ1-2.東部強烈隆起帶；Ⅲ1-1.帕度錯—扎加藏布褶皺帶；Ⅲ1-2.諾爾瑪錯—其香錯斷褶帶圖1 羌塘盆地構(gòu)造綱要[8]Fig.1 Structural sketch map of Qiangtang Basin[8]

研究區(qū)內(nèi)以發(fā)育未經(jīng)變質(zhì)的中—新生代地層為特征，尤以侏羅系廣泛分布為典型。出露的地層有：①上三疊統(tǒng)波里拉組(T3b)巖性主要為微晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、含生物微晶灰?guī)r；②阿堵拉組(T3a)為一套含煤碎屑巖、頁巖、泥巖及多層煤層或煤線夾泥灰?guī)r；③奪蓋拉組(T3d)巖性主要為巖屑長石石英砂巖、巖屑長石砂巖；④中侏羅統(tǒng)色哇組(J2s)為一套深灰色—灰黑色的泥巖、粉砂巖夾泥灰?guī)r、介殼灰?guī)r組合；⑤雀莫錯組(J2q)巖性主要為灰綠、紫灰、紫紅色礫巖、含礫石英砂巖、長石石英砂巖、粉砂巖；⑥布曲組(J2b)底部為一套淺灰色肉紅色細—中晶灰?guī)r，其上為一膏鹽、白云巖的潟湖或湖灣相環(huán)境，中段為紫紅色砂巖、巖屑粗粉砂巖，顯示出內(nèi)陸棚的沉積，上段為一套深灰、黑灰色為主的生屑微晶灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r、細晶灰?guī)r，反映了淺海碳酸鹽臺地環(huán)境；⑦夏里組(J2x)一段底為灰色薄層狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，中上部為灰、淺灰綠色中厚層狀中—細粒巖屑長石砂巖、含鈣質(zhì)細粒巖屑長石砂巖等，二段主要為一套生物屑泥晶灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r組合，三段為粗粒巖屑石英砂巖、細—中粒巖屑石英砂巖組合；⑧上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)索瓦組(J3K1s)下部以灰—深灰色泥巖、泥晶灰?guī)r為主，向上延伸逐漸過渡成砂巖和黏土巖；⑨上白堊統(tǒng)阿布山組(K2a)為一套河流紅層相的巖石，以灰紫色、灰紅色、紫紅色礫巖為主，夾含礫粗砂巖、粉砂巖，局部夾粗安巖及泥灰?guī)r。

2 烴源巖特征

泥質(zhì)烴源巖有機碳評價標準基本沒有爭議，而碳酸鹽巖烴源巖有機碳下限一直是學(xué)術(shù)界爭論的熱點。有人將碳酸鹽巖烴源巖有機碳下限定得較低，為0.03%～0.2%[9-15]，也有人提出了較高的下限值，為0.4%～0.5%[16-19]。目前碳酸鹽巖烴源巖有機質(zhì)下限值仍沒有統(tǒng)一的標準,傾向性認為碳酸鹽有效烴源巖總有機碳(Total Organic Carbon,簡稱TOC)含量0.4%～0.5%的下限值似乎為大家所接受[18]。因此本文對碳酸鹽巖烴源巖評價標準采用青藏油氣勘探項目經(jīng)理部[19]提出的泥質(zhì)巖評價標準進行碳酸鹽巖烴源巖評價，即TOC含量<0.4%為非生油巖，0.4%～0.6%為較差生油巖，0.6%～1.0%為中等生油巖，>1.0%為好生油巖。

2.1 上三疊統(tǒng)阿堵拉組(T3a)

阿堵拉組為一套含煤碎屑巖、頁巖、泥巖及多層煤層或煤線夾泥灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、微晶白云巖等，烴源巖巖性為深灰色、灰黑色泥巖、頁巖。從測試數(shù)據(jù)(表1)可知，本次獲得的阿堵拉組11件烴源巖樣品以高成熟—過成熟的中等—好生油巖為主。

表1 研究區(qū)烴源巖特征[20-22]Tab.1 Characteristics of hydrocarbon source rocks in the study area[20-22]

20世紀90年代成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究院、江漢研究院、西安石油學(xué)院等先后在研究區(qū)獲得的共計42件泥質(zhì)烴源巖有機碳含量為0.18%～24.45%，絕大多數(shù)達到好生油巖標準[20-21]。2015年成都理工大學(xué)在土門地區(qū)實測6條剖面3條路線，采集了大量的烴源巖樣品，其有機碳含量幾乎全部達到了生油門限下限值(0.4%)，差—中等生油巖樣品含量高達74%，好生油巖樣品為7%[22]。前人獲得的氯仿瀝青“A”含量數(shù)據(jù)有高有低，生烴潛量均較小，有機質(zhì)類型以Ⅱ2和Ⅲ型為主，熱演化程度以高成熟—過成熟為主。因此，阿堵拉組泥質(zhì)烴源巖主要以好生油巖為主。

2.2 中侏羅統(tǒng)色哇組(J2s)

色哇組烴源巖主要為深灰色—灰黑色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥巖及灰?guī)r等。本次獲得的28件泥質(zhì)巖有機碳含量較低，測得42.8%的樣品達到差—中等生油巖標準，大部分為非生油巖(表1)，前人獲得的有機碳數(shù)據(jù)也較低，介于0.02%～0.81%，總體以差生油巖為主[20-21]。本次獲得的灰?guī)r樣品以非生油巖為主，個別可達較差—中等生油巖。但生烴潛量無論是本次測得還是前人測得的數(shù)據(jù)均較低，未達到生油巖標準；氯仿瀝青“A”含量也較低，僅部分達到差生油巖標準。有機質(zhì)類型以Ⅱ型為主，熱演化主要處于高—過成熟階段，因此研究區(qū)色哇組總體評價為較差生油巖。

2.3 中侏羅統(tǒng)布曲組(J2b)

布曲組烴源巖主要為深灰色泥晶灰?guī)r、生物碎屑泥晶灰?guī)r等，本次獲得9件樣品以非生油巖為主，僅個別地方發(fā)育中等生油巖；本次僅獲得1件樣品的生烴潛量，未達到生油巖標準(表1)，但前人獲得的生烴潛量數(shù)據(jù)較差，總體較低，同時氯仿瀝青“A”含量也較低，個別達到較差生油巖標準；其有機質(zhì)類型為Ⅱ1、Ⅱ2型，熱演化程度以產(chǎn)凝析油和濕氣的高成熟為主?？傮w評價為差—中等生油巖。

2.4 中侏羅統(tǒng)夏里組(J2x)

夏里組主要為一套海陸交互相、潟湖潮坪相的紫紅色、暗紫色、灰綠色(含)粉砂質(zhì)泥巖、泥巖與泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖不等厚互層，夾灰色、灰白色泥膏巖、石膏、鈣質(zhì)頁巖、泥晶灰?guī)r、介殼灰?guī)r、泥灰?guī)r等。烴源巖主要為暗色泥巖。本次未采集烴源巖樣品，但20世紀90年代，石油部門采集了21件樣品，分析結(jié)果顯示好生油巖占14%，中等生油巖占28%，較差生油巖占14%[21]。然而，2011年成都地質(zhì)調(diào)查中心在研究區(qū)西側(cè)的鄂斯瑪?shù)貐^(qū)獲得的樣品殘余有機碳均低于生油巖下限[21]。氯仿瀝青“A”含量也有差別，前者大部分樣品達到差—中等生油巖標準，少量達到好生油巖，而后者測試的灰?guī)r和泥質(zhì)巖均未達到生油巖標準。烴源巖生烴潛量較低，部分達到差—中等生油巖標準[22]；有機質(zhì)類型主要為Ⅱ2型，夏里組熱演化達到成熟—高成熟階段。綜合評價為差—中等生油巖。

2.5 上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)索瓦組(J3K1s)

索瓦組主要出露于復(fù)式背斜兩翼及傾伏端，巖性主要為一套障壁碳酸鹽巖緩坡-陸棚相的巖石，下部為灰—深灰色泥晶灰?guī)r、生物碎屑泥晶灰?guī)r、顆粒泥晶灰?guī)r，中上部為灰—深灰色泥晶灰?guī)r、含生物碎屑灰?guī)r、碎屑巖、黏土巖。碎屑巖主要為灰綠色粉砂巖、灰色砂質(zhì)粉砂巖等。烴源巖主要為深灰色生屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、泥巖等。

本次測得2件灰?guī)r樣品殘余有機碳均未達到生油巖標準，前人測試的部分樣品殘余有機碳含量個別可達到差—中等生油巖標準；生烴潛量較低，僅部分達到差生油巖標準，有機質(zhì)類型主要為Ⅱ2型，熱演化處于成熟—高成熟階段?？傮w評價認為索瓦組以非生油巖為主，同時也存在差生油巖層位。

3 儲集巖特征

研究區(qū)儲集巖主要包括砂巖和白云巖2類，其中砂巖儲層有上三疊統(tǒng)阿堵拉組、中侏羅統(tǒng)雀莫錯組和夏里組，白云巖儲層僅發(fā)育于中侏羅統(tǒng)布曲組。本次僅評價阿堵拉組砂巖和布曲組白云巖儲層。

(a)阿堵拉組砂巖儲層 (b)布曲組白云巖儲層圖2 研究區(qū)儲集層照片F(xiàn)ig.2 Photographs of reservoir rocks in the study area

3.1 上三疊統(tǒng)阿堵拉組(T3a)

研究區(qū)上三疊統(tǒng)阿堵拉組碎屑巖儲層厚度259.5 m，占地層厚度的29.8%，巖石類型主要為砂巖，未見有礫巖，以中砂巖為主，還有部分中—細砂巖、細—中砂巖、細砂巖、粗砂巖和粉砂巖等。薄片顯微鏡下鑒定顯示阿堵拉組砂巖儲集巖以石英顆粒為主，其次為巖屑和長石，部分樣品偶見有少量云母，膠結(jié)物主要為方解石、白云石、石英加大、高嶺石、磷鐵礦、綠泥石等(表2)，數(shù)據(jù)表明，砂巖儲集巖以巖屑石英砂巖為主?？紫额愋鸵源紊牧ｉg溶孔和裂隙為主(圖3)。7件儲層樣品測試數(shù)據(jù)(表3)表明區(qū)內(nèi)阿堵拉組砂巖儲層為很致密—致密的裂縫-裂隙型非常規(guī)儲層，評價為差—中等儲集層(圖4)。

表2 阿堵拉組碎屑巖儲層巖石學(xué)特征Tab.2 Petrological characteristics of the clastic reservoir of Adula Formation

表3 研究區(qū)儲層樣品物性分析數(shù)據(jù)Tab.3 Physical property analysis of reservoir rocks samples in the study area

(a)巖屑石英砂巖,PM04-01-b1,單偏光,×10 (b)巖屑石英砂巖,PM04-01-b1,正交偏光,×10圖3-1 巖屑石英砂巖與白云巖顯微照片F(xiàn)ig.3-1 Micrographs of the lithic quartz sandstone and dolomite

(c)白云巖PM03-7-b1薄片照片,單偏光,×10 (d)白云巖PM03-9-b1薄片照片,單偏光,×10圖3-2 巖屑石英砂巖與白云巖顯微照片F(xiàn)ig.3-2 Micrographs of the lithic quartz sandstone and dolomite

3.2 中侏羅統(tǒng)布曲組(J2b)

布曲組白云巖為細中晶白云巖、粗—中晶白云巖。白云巖儲層白云石含量大于92%，含有很少的方解石、黃鐵礦等，這些礦物含量一般不超過5%。孔隙類型主要有晶間孔、晶間溶孔和裂縫等，其中晶間孔孔徑在0.05～0.4 mm不等，孔隙呈不規(guī)則狀，面孔率為1%～2%，孔隙大小分布較均勻，常見瀝青質(zhì)充填；晶間溶孔呈不規(guī)則多面體形，大小為0.1～0.5 mm，晶間溶孔未被方解石膠結(jié)物充填的部分可成為有效的油氣儲集空間，面孔率一般為5%～8%，最高達15%，是本區(qū)白云巖最主要的儲集空間類型(圖3)。本次共測試白云巖樣品13件(表3)，根據(jù)碳酸鹽巖儲層評價標準，區(qū)內(nèi)布曲組白云巖總體以低孔低滲—特低孔特低滲的Ⅱ、Ⅲ類儲層為主(圖5)。

圖5 布曲組白云巖孔隙度(左)和滲透率(右)分布特征Fig.5 Distribution charaeteristics of porosity (left) and permeability (right) of the dolomites in Buqu Formation

4 有利含油氣系統(tǒng)及蓋層特征

圈閉是儲集層中能聚集和保存油氣的場所，圈閉中，非滲透性的蓋層巖石必不可少。研究區(qū)受燕山晚期造山運動的構(gòu)造-熱事件影響較大，發(fā)育褶皺和逆沖斷層，由于缺乏地下資料，對斷層的封閉性能無法知曉。研究區(qū)的達卓瑪復(fù)背斜面積達1 150 km2，根據(jù)地面和地震資料顯示，褶皺呈上強下弱的趨勢，在垂向上地面為復(fù)式褶皺，向下變?yōu)檩^大規(guī)模的背、向斜，這對于地下形成良好的背斜圈閉十分有利，故推測研究區(qū)主要為背斜圈閉。研究區(qū)的構(gòu)造主要形成于侏羅紀之后，圈閉構(gòu)造的形成期與侏羅系主要目的層的排烴時間構(gòu)成良好的時間配置，也有利于油氣的聚集[8]。

結(jié)合前人成果，本文認為研究區(qū)存在4個有利的生儲蓋組合：①上三疊統(tǒng)—中侏羅統(tǒng)色哇組組合(Ⅰ)，以阿堵拉組碳質(zhì)泥巖、泥巖、頁巖和下部波里拉組泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r等為生油巖，阿堵拉組、奪蓋拉組中粒砂巖、細粒砂巖等為主要儲集層，中侏羅統(tǒng)色哇組泥巖、泥晶灰?guī)r為蓋層；②中侏羅統(tǒng)色哇組—布曲組組合(Ⅱ)，以中侏羅統(tǒng)色哇組黑色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、布曲組泥晶灰?guī)r為生油巖，布曲組粗—中粒白云巖、顆?；?guī)r為儲集層，布曲組上部的泥晶灰?guī)r、泥巖為蓋層；③中侏羅統(tǒng)布曲組—夏里組組合(Ⅲ)，以布曲組上部泥晶灰?guī)r，夏里組泥巖、碳質(zhì)頁巖、泥灰?guī)r等為烴源巖，夏里組上部砂巖為儲層，夏里組頂部泥巖及索瓦組下部泥晶灰?guī)r為蓋層；④上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)索瓦組組合(Ⅳ)，索瓦組含生物屑灰?guī)r為烴源巖，粒屑灰?guī)r為儲層，頂部膏鹽巖系為蓋層。烴源巖與儲層特征前文已述，現(xiàn)將蓋層物性特征介紹如下。

區(qū)內(nèi)區(qū)域性蓋層十分發(fā)育，主要為低能環(huán)境下沉積的致密巖層，巖性主要包括泥質(zhì)巖、泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、膏鹽巖，廣泛分布在上三疊統(tǒng)—中、上侏羅統(tǒng)地層中，厚度均較大。

研究區(qū)內(nèi)泥巖孔隙度為1.2%～4.6%，低于孔隙度臨界值6%，滲透率為0.000 93×10-3～0.059×10-3μm2，也低于蓋層滲透率臨界值，突破壓力為7.51～10.85 MPa，高于蓋層臨界值0.5 MPa，加之區(qū)內(nèi)泥巖層單層厚度均較大，因此認為區(qū)內(nèi)泥巖屬于Ⅰ類蓋層，是本區(qū)最有效的蓋層。

灰?guī)r孔隙度為0.95%～1.03%，滲透率為0.000 39×10-3～0.001 28×10-3μm2，均低于臨界值，突破壓力均在10 MPa以上，高于臨界值。從數(shù)據(jù)上看，封蓋能力不錯，當屬Ⅰ類蓋層。但從工區(qū)地質(zhì)條件考慮，羌塘盆地的構(gòu)造活動十分強烈，而泥灰?guī)r的力學(xué)性質(zhì)又屬脆性巖石，很容易形成裂縫，破壞封蓋條件，因而綜合評價泥灰?guī)r為Ⅱ類蓋層，泥晶灰?guī)r屬于Ⅰ類蓋層。

前人共測得夏里組和索瓦組石膏共5件樣品，其測試結(jié)果不理想，孔隙度和滲透率均未達到臨界值以下，其測試值是在地表條件下取得的，而在圍壓25 MPa、穩(wěn)定70 ℃的環(huán)境下(模擬地下2 000 m的地層條件)，突破壓力為3.0～12.8 MPa，在圍壓達到50 MPa時，突破壓力達到32 MPa[20]。這說明在地層條件下，石膏有著更高的封蓋能力，故此評價石膏為Ⅰ類油藏蓋層、Ⅱ類氣藏蓋層。

5 地表油氣顯示

本次在研究區(qū)發(fā)現(xiàn)的油氣顯示較多，包括3處瀝青點和含油白云巖。

3處瀝青分別賦存于崗尼鄉(xiāng)四村附近的夏里組砂巖、尕爾曲阿堵拉組砂巖和鄂斯瑪索瓦組二段砂巖中，均以裂隙瀝青形式出現(xiàn)。

研究區(qū)內(nèi)布曲組含油白云巖沿崗尼鄉(xiāng)四村托木日阿瑪—日阿索娃瑪—達卓瑪—唐日江木東—崩果額茸呈帶狀分布，走向延伸穩(wěn)定，厚度一般為10～100 m不等，延伸長度達70 km，其中以粗—中晶粒度為主，部分為細晶結(jié)構(gòu)，粒度較粗的白云巖中均有油氣充注現(xiàn)象(圖6)。

(a)夏里組中裂隙瀝青 (b)阿堵拉組中裂隙瀝青

(c)索瓦組中裂隙瀝青 (d)布曲組含油白云巖圖6 地表油氣顯示野外照片F(xiàn)ig.6 Field photos of oil and gas display on the surface

6 結(jié)論

(1)南羌塘達卓瑪?shù)貐^(qū)上三疊統(tǒng)阿堵拉組發(fā)育濱岸—泥沼沉積環(huán)境的泥巖、頁巖為好烴源巖，有機質(zhì)類型以Ⅱ2和Ⅲ型為主，熱演化程度以成熟—高成熟為主，總體上以中等生油巖為主，部分達到好生油巖標準，是今后油氣勘探工作的重要目的層。而中侏羅統(tǒng)色哇組泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為差—中等烴源巖，布曲組泥晶灰?guī)r、夏里組泥巖、索瓦組泥晶灰?guī)r、生屑灰?guī)r均為較差烴源巖。

(2)區(qū)內(nèi)上三疊統(tǒng)阿堵拉組砂巖屬于很致密—致密的裂縫-裂隙型非常規(guī)儲層，布曲組白云巖以低孔低滲—特低孔特低滲的Ⅱ、Ⅲ類儲層為主。達卓瑪?shù)貐^(qū)長達70 km的布曲組含油白云巖帶的發(fā)現(xiàn)，進一步說明區(qū)內(nèi)今后的勘探工作要以白云巖儲層為方向。

(3)研究區(qū)內(nèi)發(fā)育Ⅰ類、Ⅱ類優(yōu)質(zhì)蓋層，巖性主要為泥巖、灰?guī)r和石膏。

(4)研究區(qū)內(nèi)大量的地表油氣顯示也進一步證明，研究區(qū)經(jīng)歷了油氣生成、運移、聚集和散失的過程。區(qū)內(nèi)具備4個有利的生儲蓋組合、有利的背斜構(gòu)造圈閉和生烴與圈閉時間配置，是油氣勘探的有利區(qū)塊，今后應(yīng)當在達卓瑪背斜開展精細評價，部署鉆探工程，力爭在該地區(qū)實現(xiàn)油氣突破。