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克拉通内古隆起是了解盆地形成演化与构造变形的重要窗口。古隆起不但影响着盆地内部的构造沉积环境,更是油气运移的长期指向区,因此,聚集形成了一系列大型—巨型油气田,是油气勘探的重要领域。深入剖析克拉通内古隆起的成因机制与构造类型,解析其构造特征,探讨古隆起的动力学演化对油气成藏要素与成藏作用的控制特点,是认识克拉通盆地油气成藏、聚集与分布规律的重要基础。
“和田古隆起”发现于1997年,是塔西南盆地内部的一个重要隆起构造单元和主要的油气优势指向区带之一。前人已对其作了大量的研究工作,但由于该地区勘探程度低,相对于塔里木盆地中的其它古隆起,如塔中、塔北古隆起,对其成因、性质、形成与演化历史,特别是古隆起的发育演化对风化壳古岩溶发育带、圈闭、古油藏发育分布位置和油气藏的控制作用还缺乏清晰的认识。
本文从塔里木克拉通盆地的特殊性出发,应用近年来大量新的地震与钻探资料,对该古隆起的成因机制、演化历史与构造类型进行综合研究,分析古隆起的发育和演化对古岩溶储层、圈闭、油气的运移趋势及古油藏的形成的控制作用,总结该地区的油气成藏规律,并进行油气综合评价。本项研究不仅有助于阐明克拉通盆地古隆起复杂的动力学演变过程,同时对于研究区的油气勘探具有重要的实际意义。主要取得了如下研究成果:
(1)确定了“和田古隆起”的属性、成因、形成演化。
“和田古隆起”主体构造位于和田西北,轴线走向45°,范围为250×100 km2。该隆起为消亡古隆起(为继承、残留、消亡古隆起中的一类),源于差异升降与侧向挤压双重作用。演化分5个阶段:①O1末为向北东倾伏的鼻凸构造期;②S-D时期为北东向古隆起形成期;③C-K1时期为破坏期,④K1-E时期为消亡期;⑤E以后为斜坡期。古隆主要起因于S-D时期西北翼下沉,消亡于J-K时期西北翼抬起。
(2)分析了古隆起对早海西风化壳古岩溶储层的控制机制。
古隆起顶部隆升幅度大,构造褶曲程度高,因此古隆起核部(轴线附近)构造裂缝相对较发育,大面积出露下奥陶统碳酸盐岩地块,有利于发育古岩溶储层。古岩溶地质条件综合结果表明两个最为有利的古岩溶储层发育带呈长条状沿古隆起轴线分布。其中一个位于玛南断裂带以北,介于两级古地貌陡坎下地下暗河入水孔与泄水区间,可能发育1-2层大型洞穴系统,此带风化壳顶面地震响应表现为弱反射的低速带,原岩为下奥陶统上部浅滩相灰岩,是颗粒灰岩溶蚀孔洞及大型洞穴型储层的有利发育带;另一个位于玛南断裂带及以南地区,也沿轴线展布,风化壳的原岩为下奥陶统中上部台地边缘浅滩相白云岩,为层状古岩溶储层的有利发育带。
在古隆起两翼,构造裂缝不发育,风化壳出露中上奥陶统及志留~泥盆纪隔水层,不具备风化壳古岩溶基本地质条件,古岩溶不发育。翼部局部出露的冲断-褶皱构造项部孤立碳酸盐岩地块面积小,地下水水文地质条件差,不易发育大型洞穴系统及古岩溶储层,但由于局部构造裂缝较发育或出露先存孔隙条件较好的颗粒云灰岩,可以形成局部的古岩溶储层。
(3)重新标定了烃源岩地层,研究了古隆起对烃源岩分布及其成熟度的影响。
区内的中下寒武统主力烃源岩主要分布在玛南断裂带以北,古隆起的北东地区,特别是玛扎塔格构造带的北东地区。古隆起中南带优质寒武系烃源岩很薄。早先解释的和田以南寒武纪裂陷槽中下寒武统烃源岩地层(向南增厚的连续强振幅反射,特征与北部中下寒武统相似)在本次解释中归属震旦系。烃源岩沉积在古隆起形成之前,因此古隆起对烃源岩的分布无控制作用,但对烃源岩的排烃期有一定的影响,由于古隆起的抬升作用可延缓该地区烃源岩的成熟过程。有利于古隆起的油气捕获。
(4)提出了古隆起对古油藏及油气的控制作用模式
“和田古隆起”对油气最大的控制作用表现在它是S-K漫长地质历史过程中该地区最为有利的油气运移指向区和聚集区,具备发育古油藏的油气地质条件。尽管“和田古隆起”主体构造离优质油源较远,圈闭与主排烃期匹配不是十分理想,在形成演化过程中圈闭不稳定,但是,古隆起南部(皮牙曼附近)自寒武纪~白垩纪的长期的继承性隆起,该区浅滩相先存孔隙性储层和风化壳岩溶储层于北部泻湖相油源的匹配关系,古隆起顶部的风化壳附近地层-披覆构造圈闭、古岩溶-地层圈闭,以及以内幕颗粒灰岩储层为基础的地层-构造圈闭可以在S-D时期捕获主排烃期的油气,而后在长期的继承性隆起中保存油气直到K1-E。因此,“和田古隆起”的南部应该具备发育古油藏的地质条件,可以成为K1-E时期形成的圈闭的原油裂解气源。
古隆起消亡后,古隆起南部古油藏原油裂解气一部分向桑株一带逸散,大部分沿古隆起轴线北东向北移,玛南断裂带中段优先捕获,其次是古隆起北部古岩溶-地层圈闭,最后补给和田河气田及沿断裂带向地表逸散。
(5)解剖分析了胜和1井、胜和2井失利原因,提出了研究区油气勘探方向与目标
胜和1井所在皮牙曼构造形成时间晚,与寒武系油源古油藏的裂解气不匹配。C-P油气源因为量小无法保证其一个圈闭的充注,缺少“隆源”双控油气成藏地质条件。胜和2井靠近古隆起的东南翼,冲断褶皱构造形成于早白垩世,圈闭形成于晚第三纪(面积小于10km2,闭合高度小于50米)。古构造裂缝及古岩溶储层不发育,与油气源不匹配,构造圈闭小是失利的主要原因。
“和田古隆起”控制了核部轴线位置2个有利古岩溶储层发育带、北部古岩溶-地层圈闭、构造圈闭(和田河气田)、南部发育的古油藏和白垩纪~早第三纪时期原油的裂解气气源,因此,尽管该隆起为一已消失的古隆起,但它对油气的控制作用不容忽视。
根据“隆源双控理论”,古隆起北倾伏端依然是今后该地区油气勘探的重点,其中古隆起北部的岩溶-地层圈闭为重中之重,因为它可以形成一个大场面。斜坡带油气勘探的突破可以先放在该岩溶-地层圈闭区内的小冲断构造上。其它勘探目标如罗斯断裂下盘的北东向古构造圈闭、玛南断裂带东段北东向古构造圈闭由于规模小而难以形成大场面,但从斜坡带油气突破意义上讲,罗斯断裂带下盘的北东向古构造圈闭当列为首选目标。