5.3.1 西北地区古生界油气资源十分丰富且勘探潜力巨大
本区广泛发育两套古生界烃源岩。其一,寒武-奥陶系烃源岩,厚度为200~1000m,地球化学指标良好,但成热度较高,Ro 1%~3%;其二,石炭-二叠系烃源岩厚度为300~1200m,地球化学指标优良,成熟度较好,Ro0.8%~2.0%。在准噶尔盆地二叠系烃源岩厚度大,分布广,国内罕见。在河西走廊地区二叠系发育煤系地层,亦具有良好生烃潜力(表5.1)。
古生界发育多时代、多层系储集层(体),既有碎屑岩储集层又有碳酸盐岩储集层。储集类型有生物礁(滩)、缝洞白云岩和裂缝等,还发育有火山岩型储层(体)。
本区存在多时代生、储、盖组合,据资料分析存在四套组合:(1)寒武-奥陶系;(2)寒武-泥盆系;(3)石炭-二叠系;(4)古近—新近系。
目前已在塔里木盆地、准噶尔盆地、三塘湖盆地等发现多个大中型油气田。塔里木盆地发现了塔河大油田、塔中大油田、轮南大油气田、和田河大气田、雅克拉油气田、牙哈油气田、英买力油气田、巴什托油气田、亚松迪油气田、玉北油气田。准噶尔盆地发现了克拉美丽大气田、克拉玛依大油田(混源)、乌禾油田、夏子街油田等。另外,在柴达木盆地石炭系发现原油及沥青等。
综上所述,西北地区古生界油气源十分丰富,勘探潜力巨大,是中国当前和今后重要勘探领域。
表5.1 中国西北地区古生界油气资源量简表
5.3.2 盆地含油气远景评价类别
5.3.2.1 Ⅰ类含油气盆地
多构造体系复合叠加型盆地和结构条件优越,生油气坳陷发育面积大,烃源岩保存及向油气转化良好,圈闭及保存条件甚佳。这类盆地是西北区布置勘探天然气及石油的主攻盆地,它们是塔里木盆地、准噶尔盆地和柴达木盆地(表5.2)。
从原型盆地相互间叠置特征出发,塔里木盆地为西域系、纬向系、阿尔金系等多构造体系控制的裂谷-克拉通-陆内坳陷继承沉降叠置式多旋回盆地,简称裂谷-克拉通盆地。位于塔里木盆地东部的库鲁克塔格-满加尔坳陷槽,寒武-奥陶纪在克拉通内部形成了上叠坳拉槽凹陷(Supra-aulacfcer-oughs),表现为克拉通深坳陷特点,具有持续稳定下坳条件。寒武-奥陶系最厚达8000m以上,由海相泥质岩和碳酸盐岩组成。烃源岩展布面积约40×104km2,一般厚度500~2000m,有机碳含量最高达1.5%。盆地的热体制适宜,Ro值一般为1.7%~2%,有机质演化程度在成熟-高成熟阶段,是目前西北地区最好的气(油)源层。塔中石炭纪—早二叠世为克拉通坳陷盆地(原型),石炭纪—早二叠世盆地始终保持有利于沉积的沉降作用,最大沉积厚度达3000~3500m,烃源岩暗色泥质岩及泥晶灰岩展布面积达30×104km2,一般厚200~800m。有机碳含量最高达2.26%,有机质也处于成熟-高成熟阶段。三叠-侏罗系是塔里木盆地良好气(油)源层。近几年来勘探实践表明,该区克拉通盆地和陆内坳陷盆地发育阶段,拥有极佳的生、储、盖组合及巨大隆起、长垣及披覆构造,保存条件良好,具备形成大型油气聚集区的基本条件。
以塔里木盆地地质结构与世界上大致相似的盆地对比:克拉通多旋回盆地内的油气资源密度为0.44~1.33t/km3,占世界油气总储量25%;裂谷-克拉通盆地油气资源密度为1.56t/km3,占世界油气总储量的10%(克莱米,1975)。这又从另一角度展示了塔里木盆地油气远景。
准噶尔盆地为西域系、纬向系和准噶尔反射弧等构造体系控制的弧后残余-山间型继承沉降叠置式多旋回盆地,简称弧后残余-山间盆地。在弧后盆地(C—P1)特别是弧后残余盆地(P2—J)发育阶段,盆地沉降显著,泥质岩及煤系地层十分发育,为烃源岩主要生成时期。有机碳含量达8.5%,烃源岩生油气性质良好,且体积巨大。早期拉张盆地类型决定盆地有较高古地温,石炭纪—二叠纪最高古地温可达4~5℃/100m(周中毅,1986),有利于有机质转化。世界上较为典型的弧后残余盆地如黑海、里海盆地等(许靖华,1988),均有丰富油气资源。盆地类型对比,更显示了弧后残余盆地的含油气远景。尽管晚期准噶尔山间盆地发育阶段,盆地有部分抬升剥蚀并且构造保存条件变差(或目前仅以产油为主),但存在多期盆地(原型)叠置深坳陷,仍有利于天然气形成及保存,有可能成为西北地区油气前景良好的地区。
表5.2 西北地区主要盆地油气前景评价表
注:柴达木及中小盆地油气资源量不含古生界。
柴达木盆地为阿尔金构造带、西域系、歹字型和纬向系等构造体系控制的压扭型碰撞山间叠加多旋回盆地,晚古生界有一定生油能力,中-新生界烃源岩发育较好,并且已发现多个油气田,为油气前景良好地区。
西北地区这类中小盆地有三塘湖、酒西、吐鲁番-哈密、伊犁、焉耆、六盘山等,它们是西北地区油气勘探重要的后备基地,有些早已成为西北地区油气基地之一,如酒西盆地等。
酒泉盆地晚侏罗世—早白垩世为拉张断陷盆地(原型)发育时期,沉积(J2—K1)厚4000~5000m以上,由正断层系控制的生油凹陷发育。在酒西已证实为盆地主要油气源岩。世界上拉张断陷盆地(原型)有利于形成天然气(及石油)的实例较多,如北海盆地、利比亚的锡特尔盆地和中国东部盆地,均是典型的张性断陷盆地,勘探实践证明,这些盆地的油气资源丰富。
伊犁、吐-哈盆地及三塘湖盆地在早期(晚古生代)有过拉张盆地(原型)发育阶段,同期沉积层巨厚,烃源岩发育,有机碳最高含量分别为:吐鲁番-哈密0.62%,伊犁0.8%,是本区良好的烃源岩层。最近中国石油天然气总公司在吐-哈盆地托参1井3100m井深钻获二叠系内产油40.1m2/d,初步揭示这类盆地有好的含油气远景。
5.3.2.2 Ⅱ类含油气盆地
Ⅱ类含油气盆地是由两个构造体系控制的盆地,这类盆地与Ⅰ类含油气盆地比较,盆地类型或结构条件次之,生油气凹陷亦发育,但由于后期构造运动作用影响,生油气凹陷部分被肢解破坏,烃源岩保存、向油气转化不如Ⅰ类含油气盆地。
此类盆地的特点为:早期都有过张性盆地(原型)发育阶段(包括弧后盆地、张性断裂盆地、拉分盆地等)。但由于构造改造作用,部分演化为挤压性盆地(山前、山间盆地或扭压性盆地),组成部分继承沉降叠置式多旋回现今盆地。张性盆地(原型)发展期间,沉降作用明显、沉积巨厚、有较好的烃源岩发育及较高古地温,有利于有机物向石油及天然气转化。一般地讲,是上述盆地的主要油气源层。
5.3.2.3 Ⅲ类含油气盆地
这类盆地主要是由单一构造体系控制的盆地,古生代造山带内部发育起来的碰撞或远源碰撞山前、山间盆地。其盆地类型和结构条件较差,纯属被动沉降盆地性质。缺失张性盆地(原型)发育阶段,地温梯度较低,生烃岩系发育一般相对较差。在西北地区该类盆地有如敦煌、阿克赛、踏实、雅布赖盆地等其他诸盆地(表5.2)。
敦煌、阿克赛、踏实盆地早期(J)为拉分盆地(原型),它们是阿尔金走滑断裂系派生的与张扭作用有关的沉积盆地。据最近中国石油天然气总公司地震资料介绍,侏罗系厚3000m左右。另从茫崖北(拉分盆地)侏罗系剖面观察,暗色泥质岩类发育,推测同类型的敦煌、阿克赛、踏实等盆地,侏罗系应有良好烃源岩。世界上这类典型的盆地有加利福尼亚诸盆地,其中,较为重要的含油气盆地为洛杉矶和文图拉盆地等,该区油气产量在美国居第三位。良好展示了本类盆地的含油气前景。
该类盆地在石油地质条件相对变好的地区,仍可找到中小型油气,故可作为长远规划的勘探地区。
这里还需指出的是,原型盆地类型仅能给出一个含油气丰度或前景的轮廓概念,其重要性在于油气普勘前期工作中,提供一个资料综合的格架,指出选区选盆方向。但是,由于后期构造改造及上叠挤压性盆地情况复杂多变,这就使每一个具体盆地之间的含油气性有较大不同。在这类盆地中,吐-哈上叠中、新生代盆地为大-中型,盆地早期中生界发育有煤-油源岩;柴达木盆地晚期(Q)具有形成浅层生物气的地质构造环境,可是,古生界主要源岩多被强烈破坏或仅有少许残余。其余为小型盆地,总的看,上叠挤压性盆地(原型)大多沉降不深,地温梯度还不够高,具有良好保存条件的早期古构造不发育。因此,本类盆地油气远景逊色于前述第Ⅰ类含油气盆地。同时,以石油前景为主,天然气为辅。巴音浩特盆地和伊犁盆地,烃源岩层(J)埋深可达7000m,具有向天然气转化的地温条件,有可能形成小而肥的天然气远景区。