漆立新，丁 勇

中國石化 西北油田分公司，烏魯木齊 830011

順北地區(qū)位于塔里木盆地順托果勒低隆區(qū)，夾于塔北和塔中2大古隆起之間，奧陶系碳酸鹽巖埋深超過7 300 m，基于油源和儲層問題，該區(qū)長期被勘探家視為勘探“禁區(qū)”。聚焦“烴源、儲層、成藏”3個(gè)關(guān)鍵地質(zhì)問題認(rèn)識，2015年在順北1號斷裂帶部署了順北1井和順北1-1井，取得了振奮人心的重大新發(fā)現(xiàn)——順北1-1井獲得高產(chǎn)工業(yè)油氣流，發(fā)現(xiàn)了順北油田。順北油田是中國石化西北油田分公司在構(gòu)造低部位發(fā)現(xiàn)的一種新的油氣藏類型——“斷溶體油氣藏”[1]。在明確了走滑斷裂具有“控儲、控圈、控運(yùn)、控藏、控富”特征基礎(chǔ)上[2]，順北走滑斷裂帶近年來已成為快速增儲上產(chǎn)的主要陣地，逐步探明了順北1號帶、4號帶和8號帶等(圖1)，但這些斷裂帶表現(xiàn)為北油南氣、東氣西油、緊鄰滿加爾生烴坳陷油氣富集的特點(diǎn)?；陧槺睎|、西部油源系統(tǒng)(滿加爾烴源灶、阿瓦提烴源灶)存在差異以及所處的構(gòu)造位置，以位于順托果勒低隆起鞍部的順北5號斷裂作為分界(圖1)，順北5號斷裂帶以東為順北東部，其緊鄰滿加爾坳陷。近年來勘探實(shí)踐表明，順北東、西部在成藏特征、油氣富集等方面差異明顯。位于順北西部順北7號、11號斷裂帶的順北7井、順北11井等鉆探結(jié)果不理想，表現(xiàn)為早期成藏為主，且油氣成藏規(guī)模不大。本文通過烴源層分布條件與生烴演化史、成藏期及成藏模式等研究，總結(jié)順北東、西部油氣成藏富集主控因素的差異性，為明確順北西部勘探方向和勘探潛力評價(jià)提供依據(jù)。

圖1 塔里木盆地研究區(qū)位置及順北東、西部劃分示意Fig.1 Tectonic units of Tarim Basin and division between eastern and western parts of Shunbei area

1 順北東部海相油氣分布特征

從滿加爾坳陷西緣油氣藏類型及分布看，最為富集的部位是沙雅隆起，其次是順北東北部及塔中隆起區(qū)(圖2)。前期在塔河勘探實(shí)踐中，建立了沙雅“古隆起—古斜坡巖溶縫洞型復(fù)式成藏模式”，形成了多層系、多領(lǐng)域立體含油的勘探局面[3-5]。北部沙雅隆起含油層系主要分布在奧陶系鷹山組、一間房組，以油藏為主，除在沙雅隆起東部輪古東地區(qū)、塔河9區(qū)等發(fā)現(xiàn)奧陶系氣藏外，其他地區(qū)均為油藏，且基本呈現(xiàn)奧陶系油藏南輕北重的油氣分布特征；奧陶系油藏之上主要有石炭系、三疊系、白堊系中質(zhì)—輕質(zhì)油氣藏及泥盆系、志留系中質(zhì)—重質(zhì)油氣藏分布，表現(xiàn)為多層位立體成藏、多期成藏的特點(diǎn)。

塔中地區(qū)勘探實(shí)踐表明，奧陶系油、氣藏均有分布，主要為輕質(zhì)油藏和凝析氣藏，且整體具有西油東氣的分布特征。

2016年通過研究建立的順北“超深斷溶體復(fù)式成藏模式”[6]，擴(kuò)大發(fā)現(xiàn)了順北奧陶系油氣田。目前，順托果勒低隆起除順南發(fā)現(xiàn)大規(guī)模干氣藏外，順北、順托果勒地區(qū)幾乎全為輕質(zhì)—揮發(fā)性油藏，其中順南地區(qū)和古城墟地區(qū)含油層系分別分布在奧陶系鷹山組上、下段，順北地區(qū)主要分布在中下奧陶統(tǒng)，順托果勒地區(qū)則主要分布在中奧陶統(tǒng)一間房組。順北地區(qū)油氣差異富集明顯，北東段走滑斷裂帶發(fā)育規(guī)模和樣式控制了儲層發(fā)育規(guī)模、油氣富集程度，斷裂帶之間、斷裂段之間、斷裂縱向上存在顯著非均質(zhì)性；“構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶(傾角大)”油氣相對富集(垂向輸導(dǎo)+側(cè)向匯聚富集)[6]。總體表現(xiàn)為：順北北東段緊鄰滿加爾生烴坳陷，多套烴源側(cè)向供烴影響范圍內(nèi)油氣富集、成藏期多、晚期成藏強(qiáng)度大；而順北西段緊鄰阿瓦提坳陷，油氣有成藏，但不富集、不連片(圖2)。

圖2 塔里木盆地阿瓦提坳陷東緣—滿加爾坳陷西緣油氣分布示意Fig.2 Oil and gas distribution from eastern margin of Awati Depression to western margin of Manjiaer Depression, Tarim Basin

從順北奧陶系油氣富集分布(圖3)來看，從西部的順北7號斷裂帶到東部的順北1號斷裂帶，奧陶系原油從輕質(zhì)油、中質(zhì)油到揮發(fā)性油，原油密度降低，顏色變淺，反映出晚期供烴強(qiáng)度存在差異，即晚期供烴強(qiáng)度大的地區(qū)油氣相對富集。

圖3 塔里木盆地順北地區(qū)不同斷裂帶上的油氣性質(zhì)變化Fig.3 Changes of oil and gas properties in different fault zones, Shunbei area, Tarim Basin

2 順北西部海相油氣分布特點(diǎn)

從阿瓦提坳陷油氣顯示與油氣藏分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看(圖2)，油氣顯示層位多局限在寒武系、奧陶系及志留系，海相油氣分布以古生界為主，且主要分布在阿瓦提坳陷東北角南區(qū)。其中寒武系、志留系以瀝青和稠油油斑為主，可動(dòng)油發(fā)現(xiàn)少。露頭奧陶系灰?guī)r內(nèi)有油苗，早期縫面上見可動(dòng)油，現(xiàn)今主要是干瀝青，可動(dòng)油少見。

順北西部已有油氣藏成藏期分析表明[7-8]，寒武系、志留系及奧陶系瀝青和中質(zhì)—重質(zhì)油的主成藏期為海西晚期—印支期(圖4)。

圖4 塔里木盆地順北西部奧陶系油氣成藏史Fig.4 History of hydrocarbon accumulation in Ordovician, western Shunbei area, Tarim Basin

柯坪建化廠奧陶系大灣溝組油苗瀝青脈的包裹體分析表明，存在一期烴類包裹體，均一溫度80～90 ℃，表明成藏期較早；英買2井奧陶系碳酸鹽巖儲層中只檢測到一期包裹體，均一化溫度為70～90 ℃，現(xiàn)今地層溫度為124～131 ℃，油氣注入的時(shí)間為海西晚期；喬1井志留系瀝青砂巖及含油砂巖中自生伊利石K/Ar年齡測定結(jié)果為382～416 Ma[9]，相當(dāng)于志留紀(jì)末—泥盆紀(jì)早期第一期油氣充注，油源只可能來自寒武系。

總結(jié)順北西部環(huán)阿瓦提坳陷油氣成藏，有以下特點(diǎn)：(1)阿瓦提海相油氣主要分布在東北緣(南區(qū))和西北緣(油苗和瀝青)；(2)海相油氣喜馬拉雅期成藏條件差；(3)阿瓦提東北緣(北區(qū))主要是喜馬拉雅期成藏的陸相油氣；(4)英買力北區(qū)海相油氣主要分布在三疊系及以下層系(圖5)；(5)英買力地區(qū)南部油氣來自海相(圖6)。

圖5 塔里木盆地英買力北區(qū)油氣分布剖面Fig.5 Profile showing oil and gas distribution in northern Yingmaili area, Tarim Basin

從圖6原油生物標(biāo)志物顯示來看，三環(huán)萜烷以C23為主峰，長鏈三環(huán)萜烷系列豐度高；重排藿烷系列貧乏，伽馬蠟烷含量很低；低分子量的孕甾烷和升孕甾烷豐度高，重排甾烷含量中等，且14β(H),17β(H)-構(gòu)型的相對豐度較14α(H),17α(H)-構(gòu)型的高，C29R甾烷豐度略高于C27R甾烷，C28R甾烷含量很低，顯示出海相烴源巖來源的典型特征，說明英買1、2井區(qū)奧陶系油氣藏為海相成因。

圖6 塔里木盆地英買2井區(qū)奧陶系油氣甾、萜烷特征Fig.6 Characteristics of steroids and terpenes of Ordovician oil and gas in Yingmai 2 well zone, Tarim Basin

3 順北東西部海相油氣成藏差異對比

從圖7和圖8可以看出，順北東西部成藏具有以下差異：

圖7 塔里木盆地阿瓦提—滿加爾坳陷油氣系統(tǒng)及油氣充注示意Fig.7 Oil and gas system and charging in Awati and Manjiaer depressions, Tarim Basin

圖8 塔里木盆地順北地區(qū)東西向大剖面剖面位置見圖7。Fig.8 EW profile of Shunbei area, Tarim Basin

3.1 烴源系統(tǒng)差異

由于構(gòu)造背景及烴源系統(tǒng)的差異，烴源條件不同，油氣資源及成藏期也不相同，特別是側(cè)向供烴條件存在明顯差異，即順北東部緊鄰滿加爾坳陷的3套優(yōu)質(zhì)烴源，而順北西部則緊鄰阿瓦提坳陷的2套烴源(圖7和圖8)。

正是因?yàn)閭?cè)向供烴不同，油氣成藏模式及油氣資源規(guī)模存在較大差異。前期研究表明，滿加爾坳陷多套烴源具有多期生烴、供烴條件和多期成藏特征[10-11]。沙雅隆起及順北東北部存在多套烴源(本地的玉爾吐斯組以及滿加爾坳陷的西山布拉克組、西大山組、黑土凹組3套優(yōu)質(zhì)烴源巖)多期成藏，滿加爾坳陷烴源灶與順北東部地層坡度大，側(cè)向供烴條件好(滿加爾坳陷寒武系膏鹽巖不發(fā)育，隆起斜坡區(qū)巖溶發(fā)育)，這是該區(qū)域油氣富集的主要原因。而順北西部油源主要來自本地寒武系玉爾吐斯組烴源巖的早期成藏，以及側(cè)向阿瓦提坳陷分布局限的奧陶系烴源巖的晚期供烴。

3.2 優(yōu)質(zhì)烴源分布的差異

寒武系玉爾吐斯組烴源巖總體上由東往西有變薄變差的趨勢(圖9)。順北東部油源有4套優(yōu)質(zhì)烴源巖(垂向的本地玉爾吐斯組和側(cè)向的滿加爾坳陷的3套)，良好的通源條件溝通了側(cè)向3套厚度大的優(yōu)質(zhì)烴源巖生成的油氣；另外，本地的玉爾吐斯組優(yōu)質(zhì)烴源巖在本區(qū)分布穩(wěn)定。勘探實(shí)踐表明，順北1號、4號、8號、12號斷裂帶位于“四源”供烴富集部位，長期具備“垂向輸導(dǎo)條件優(yōu)、多源匯聚指向區(qū)、頂蓋側(cè)封條件好、多期生烴強(qiáng)度大”的有利條件，油氣最為富集(圖8)。

圖9 塔里木盆地寒武系玉爾吐斯組烴源巖不同相帶發(fā)育對比示意Fig.9 Development of Cambrian Yurtus source rocks in different facies zones, Tarim Basin

順北西部油源只有3套略差的烴源巖(垂向的本地玉爾吐斯組和側(cè)向阿瓦提坳陷的寒武系、奧陶系)，其中，本地的玉爾吐斯組烴源巖總體發(fā)育較差，阿瓦提坳陷西部奧陶系薩爾干組烴源巖分布局限[12-13](圖10)，厚度薄、烴源巖豐度總體偏低。與順北東部的順北1、5井的油氣相比，順北西部的順北7井油氣不理想，這一方面反映出該區(qū)寒武系烴源條件變差，另一方面反映出可能有阿瓦提坳陷奧陶系差烴源巖的貢獻(xiàn)。

圖10 塔里木盆地阿瓦提坳陷奧陶系烴源巖相帶Fig.10 Depositional facies for Ordovician source rocks in Awati Depression, Tarim Basin

3.3 成藏條件與成藏期的差異

從圖11寒武系玉爾吐斯組烴源巖不同期成熟演化可以看出，順北東、西部烴源巖演化差異明顯。西部在加里東晚期—海西早期進(jìn)入生烴高峰期，海西晚期—燕山期除最西部有所繼續(xù)演化增高外，其余地區(qū)演化基本處于 “停滯”；喜馬拉雅期最西部熱演化繼續(xù)明顯增高，而其他大部分地區(qū)基本沒有生烴貢獻(xiàn)，因此西部多期成藏不明顯，主要表現(xiàn)為海西晚期一期成藏。東部4個(gè)時(shí)期在不同部位都有明顯熱演化程度增高，烴源有貢獻(xiàn)，特別是燕山—喜馬拉雅期熱演化成藏貢獻(xiàn)明顯，這也是能形成“順北油氣藏為晚期原生油氣藏，區(qū)別于塔河油田主體為殘留—改造油藏”的主要原因。

圖11 塔里木盆地寒武系玉爾吐斯組烴源巖不同期成熟演化Fig.11 Maturities of Cambrian Yurtus source rocks in different stages, Tarim Basin

順北東部表現(xiàn)為 “多源、多期成藏特征”，晚期成藏特征明顯；順北西部以海西晚期成藏為主，且成藏范圍有限(圖11)。受馬納巖體熱事件影響(圖1)，海西晚期順北西部新和1井區(qū)寒武系烴源巖快速演化，喜馬拉雅期演化有利區(qū)主要在新和1井區(qū)東部有限范圍。此外，順北東、西部本地?zé)N源垂向供烴都需要斷層穿鹽(寒武系膏鹽巖)；但順北東部側(cè)向供烴不需要斷裂穿鹽(寒武系膏鹽巖缺失)，而順北西部側(cè)向供烴必須要有斷裂通源。順北西部主要油源來自本地寒武系玉爾吐斯組烴源巖及側(cè)向阿瓦提坳陷寒武系烴源巖的早期供烴，海西期烴源巖演化程度高，大多不具備晚期供烴條件；而阿瓦提坳陷奧陶系烴源巖分布局限，以晚期供烴為主，即順北西部表現(xiàn)為“單源單期成藏”特征。

4 順北西部勘探方向

基于順北東、西部油氣成藏富集差異可以看出，前期建立的順北“寒武供烴、垂向輸導(dǎo)、晚期成藏、斷裂控富”的成藏模式[2, 14-18]和晚期原生型油氣藏成藏理論，在順北東、西部應(yīng)用時(shí)受油氣源是否充足、是否為油氣側(cè)向匯聚指向區(qū)、是否為多源多期成藏的影響，油源及油氣資源規(guī)模是造成油氣差異富集的根本原因。

順北西部以原地玉爾吐斯組源巖在海西晚期垂向供烴為主，通源斷裂活動(dòng)與海西晚期成藏期耦合成藏。相比于順北東部“多源、多期充注”的成藏背景，西部走滑斷裂體系的通源性及充注規(guī)模和強(qiáng)度是制約油氣富集的主要因素。順北中西部近NE向單剪體系以持續(xù)張扭為主，多期活動(dòng)，現(xiàn)今應(yīng)力與斷裂走向一致；順北西部的西北區(qū)存在多期熱演化生烴過程(至少2期)，且靠近奧陶系烴源，寒武系烴源條件變好，因此該區(qū)應(yīng)該是西部油氣最富集的區(qū)帶。

5 結(jié)論

油源是單源還是多源關(guān)系到油氣資源規(guī)模，多期成藏有利指向區(qū)還是單期成藏指向區(qū)涉及成藏模式與成藏富集油氣前景。因此勘探首先關(guān)注的是烴源灶及有效烴源巖油氣資源規(guī)模，特別是主成藏期有效供烴烴源的分布與成藏模式。順北東部多源、多期有效烴源供烴指向成藏區(qū)是勘探的首選目標(biāo)區(qū)；順北西部單源有效烴源生排烴指向區(qū)也是優(yōu)選目標(biāo)。