塔里木盆地庫車坳陷中部構(gòu)造單元劃分新方案與天然氣勘探方向

摘 要

摘要：塔里木盆地庫車坳陷是西氣東輸重要的氣源地，隨著油氣勘探的深入，地質(zhì)研究工作取得新的重要進(jìn)展，認(rèn)識到對庫車坳陷中部構(gòu)造單元的重新劃分很有必要。綜合分析該區(qū)構(gòu)造演化過
摘要：塔里木盆地庫車坳陷是西氣東輸重要的氣源地，隨著油氣勘探的深入，地質(zhì)研究工作取得新的重要進(jìn)展，認(rèn)識到對庫車坳陷中部構(gòu)造單元的重新劃分很有必要。綜合分析該區(qū)構(gòu)造演化過程、鹽下構(gòu)造層斷裂展布特征、鹽相關(guān)構(gòu)造樣式分布特點(diǎn)及油氣富集規(guī)律后，依據(jù)逆沖推覆構(gòu)造理論，將坳陷中部重新劃分為克拉蘇沖斷帶、秋里塔格沖斷帶及拜城凹陷3個二級構(gòu)造單元。其中克拉蘇沖斷帶為山前逆沖褶皺帶，鹽下構(gòu)造層發(fā)育一系列逆沖疊瓦斷層控制的褶皺及斷塊構(gòu)造，為該區(qū)重點(diǎn)天然氣勘探區(qū)帶，已發(fā)現(xiàn)的KL2氣田、KL3氣藏位于其中；秋里塔格構(gòu)造帶位于逆沖褶皺帶前緣，表現(xiàn)為受基底斷層及局部隆起控制的逆沖斷塊及褶皺構(gòu)造，以凝析氣藏為主，勘探程度低，鉆井少，是潛在的天然氣勘探領(lǐng)域。該劃分方案對于庫車坳陷下一步天然氣勘探具有重要的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：塔里木盆地；庫車坳陷；構(gòu)造單元；劃分；構(gòu)造演化；斷裂；油氣富集規(guī)律；勘探方向
1 構(gòu)造單元概況
   塔里木盆地庫車坳陷中部指烏什凹陷與依奇克里克構(gòu)造帶之間部分，自北向南可劃分為北部單斜帶、克拉蘇構(gòu)造帶、拜城凹陷、秋里塔格構(gòu)造帶4個二級構(gòu)造單元，構(gòu)造整體呈NEE向條帶狀分布[1～4](圖1)。
   北部單斜帶、拜城凹陷2個二級構(gòu)造單元構(gòu)造結(jié)構(gòu)簡單，斷裂不發(fā)育；克拉蘇構(gòu)造帶則發(fā)育多條NEE向大斷裂，將整個構(gòu)造帶分成多個NEE向展布的區(qū)帶。根據(jù)斷裂發(fā)育情況克拉蘇構(gòu)造帶自北向南分為克深北區(qū)帶、克深區(qū)帶、克深南區(qū)帶、拜城北區(qū)帶和拜城區(qū)帶5個三級構(gòu)造單元，每個構(gòu)造單元均受南北2條邊界斷裂控制；秋里塔格構(gòu)造帶分為卻勒區(qū)帶與西秋區(qū)帶2個三級構(gòu)造單元。
    由于當(dāng)時勘探程度低，原構(gòu)造單元劃分方案對控制區(qū)帶劃分的其他因素考慮甚少。近年來，隨著油氣勘探的深入，尤其是構(gòu)造建模研究、區(qū)域構(gòu)造演化研究、油氣成藏研究取得重要進(jìn)展，構(gòu)造單元劃分方案也發(fā)生了改變。因此，筆者根據(jù)目前的研究成果對庫車坳陷中部構(gòu)造單元重新進(jìn)行劃分。
2 構(gòu)造單元劃分新方案
2.1 構(gòu)造層劃分
    庫車坳陷中部白下而上發(fā)育二疊系(P)-第四系(Q)地層，依據(jù)該區(qū)巖性組合特征及構(gòu)造變形特點(diǎn)可分為二疊系火成巖基底、下滑脫層、中構(gòu)造層、上滑脫層及上構(gòu)造層(圖2)。下滑脫層以三疊系-侏羅系發(fā)育的煤系地層為主，相對上滑脫層而言，其流動性差，變形弱；中構(gòu)造層包括下滑脫層之上的侏羅系、白堊系，其中白堊系巴什基奇克組為主要勘探目的層；上滑脫層為古近系庫姆格列木群膏鹽層(E1-2km1，具有強(qiáng)流動性與易變形特征；上構(gòu)造層包括古近系蘇維依組(E2-3s)、新近系吉迪克組(N1j)、康村組(N1-2k)、庫車組(N2k)與第四系。)
 
2.2 構(gòu)造演化
    庫車坳陷構(gòu)造變形主要發(fā)生在新近系以后，康村組沉積后構(gòu)造活動開始活躍，庫車組中期構(gòu)造活動最為強(qiáng)烈，持續(xù)至現(xiàn)今仍在活動。古近系沉積前，中生界地層受古隆起構(gòu)造控制，呈現(xiàn)南薄北厚的楔形體，晚白堊世發(fā)生區(qū)域隆升作用，并沒有發(fā)育明顯的斷裂。古近系-新近系康村組沉積前主要是坳陷發(fā)育階段，構(gòu)造活動較弱。從圈閉形成與改造角度考慮，庫車坳陷構(gòu)造演化可劃分為以下3個主要階段(圖3)：
2.2.1康村組沉積前
    整個庫車坳陷處于相對穩(wěn)定的沉積時期。庫姆格列木群是在穩(wěn)定或弱伸展環(huán)境中沉積的，在克拉蘇沖斷帶與秋里塔格沖斷帶沉積了巨厚的膏鹽巖層；蘇維依組沉積厚度穩(wěn)定；吉迪克組有微弱的構(gòu)造活動。推測吉迪克組沉積時期可能發(fā)生輕微的底辟活動，但構(gòu)造變形不明顯，斷裂也不發(fā)育。
2.2.2庫車組沉積前
    庫車坳陷開始受近南北向弱擠壓應(yīng)力作用，斷裂開始發(fā)育，克拉蘇斷裂開始形成，該時期開始表現(xiàn)為克拉蘇斷裂控制上、下盤構(gòu)造活動。盆內(nèi)的擠壓構(gòu)造變形與沉積負(fù)載差異導(dǎo)致以庫姆格列木群膏鹽巖為滑脫層的滑脫褶皺變形[5～6]，由于克拉蘇沖斷帶南部的拜城凹陷沉積了巨厚的山前快速堆積物，對鹽上地層向南運(yùn)動產(chǎn)生阻擋作用，膏鹽巖層局部發(fā)生上隆，形成鹽底辟、鹽刺穿構(gòu)造，擠壓應(yīng)力持續(xù)遞進(jìn)作用，但秋里塔格沖斷帶處于應(yīng)力的減弱區(qū)，構(gòu)造變形相對較弱，前期沉積的庫姆格里木群膏鹽巖開始聚集上拱。
2.2.3庫車組沉積期-現(xiàn)今
    該期是庫車坳陷構(gòu)造形成的主要時期。庫車組沉積時期擠壓作用急劇增強(qiáng)，克拉蘇沖斷帶鹽下克拉蘇斷裂活動進(jìn)一步加劇，克拉蘇斷裂上盤急劇抬升，形成克拉區(qū)帶的雛形?？死瓍^(qū)帶的抬升吸收了大部分構(gòu)造應(yīng)力，斷裂下盤構(gòu)造應(yīng)力減弱，向南發(fā)育多條“前展式”逆斷層，形成了克拉蘇斷裂下盤鹽下逆沖推覆斷塊的雛形。從變形時期與機(jī)理上看克拉蘇斷裂上、下盤應(yīng)屬于2個不同構(gòu)造單元。
    該時期秋里塔格沖斷帶活動進(jìn)一步加強(qiáng)，膏鹽巖繼續(xù)聚集上拱，形成了鹽上背斜構(gòu)造及一系列褶皺相關(guān)斷層，同時，產(chǎn)生了對鹽下構(gòu)造向下的擠壓應(yīng)力，與由北向南的區(qū)域擠壓應(yīng)力共同作用，形成秋里塔格沖斷帶鹽下低幅度構(gòu)造。
2.3 構(gòu)造單元劃分
   根據(jù)庫車坳陷中部斷裂分布特征、構(gòu)造樣式特點(diǎn)與油氣藏聚集的分布規(guī)律，將庫車坳陷中部古近系構(gòu)造單元重新劃分為“兩帶一凹”3個二級構(gòu)造單元，即克拉蘇沖斷帶、秋里塔格沖斷帶及拜城凹陷，二級構(gòu)造單元劃分與前人的研究成果有所不同，克拉蘇沖斷帶與秋里塔格沖斷帶為庫車坳陷中部的2排沖斷構(gòu)造，統(tǒng)一命名為沖斷帶(表1、圖4)。

   克拉蘇沖斷帶劃分為北部單斜帶、克拉蘇構(gòu)造帶2個三級構(gòu)造單元，北部單斜帶屬于沖斷帶的一部分，由原來的二級構(gòu)造單元細(xì)劃為三級構(gòu)造單元，克拉蘇構(gòu)造帶進(jìn)一步分為克拉區(qū)帶與克深區(qū)帶，與前人的劃分方案也不同，原方案的克拉區(qū)帶由三級構(gòu)造單元細(xì)劃為四級構(gòu)造單元，克深北區(qū)帶、克深區(qū)帶、克深南區(qū)帶、拜城北區(qū)帶及拜城區(qū)帶5個三級構(gòu)造單元合并為1個四級構(gòu)造單元，即克深區(qū)帶(表1)；秋里塔格沖斷帶劃分為卻勒構(gòu)造帶與西秋構(gòu)造帶2個三級構(gòu)造單元，與原劃分方案不同(表1)，原方案以西秋斷裂西段為界，斷裂以西為卻勒區(qū)帶，斷裂以東為西秋區(qū)帶(圖1)，新方案則以卻勒斷裂為邊界，上盤為西秋構(gòu)造帶，下盤為卻勒構(gòu)造帶(圖4)，新方案主要考慮2個構(gòu)造帶鹽下構(gòu)造樣式的不同以及以西秋斷裂西段為界，東、西段構(gòu)造具有分段特點(diǎn)進(jìn)行劃分；拜城凹陷區(qū)帶劃分方案未變。
2.3.1克拉蘇沖斷帶
    克拉蘇沖斷帶劃分為2個三級構(gòu)造單元，北部單斜帶靠近山前、沖起幅度較高，構(gòu)造樣式簡單，為北傾單斜構(gòu)造，不詳細(xì)描述，筆者重點(diǎn)闡述克拉區(qū)帶及克深區(qū)帶的劃分依據(jù)，尤其是克深區(qū)帶對天然氣勘探意義重大。
2.3.1.1 克拉區(qū)帶
    克拉區(qū)帶是克拉蘇構(gòu)造帶的一個次級構(gòu)造單元，呈NEE向條帶狀展布，東西長約230km，南北最寬約9km，北側(cè)與北部單斜帶相接，部分區(qū)域以斷層相隔；南側(cè)位于克深區(qū)帶的上盤，以克拉蘇斷裂為南邊界。
    克拉蘇斷裂是克拉蘇構(gòu)造規(guī)模最大的區(qū)域大斷裂之一，平面上呈北東一近東西向展布，貫穿整個克拉蘇構(gòu)造帶，區(qū)域延伸長度約230km，縱向上斷面上陡下緩，斷開層位包括中生界及古近系庫姆格列木群膏鹽巖段，向上消失于庫姆格列木群膏鹽層內(nèi)，向下斷至基底，最大垂直斷距約為3500m。該斷裂控制了克拉區(qū)帶的平面展布，剖面上斷裂上、下盤構(gòu)造樣式存在明顯不同(圖4、5)。
    克拉區(qū)帶古近系膏鹽巖鹽下構(gòu)造樣式以完整背斜為主?？死?構(gòu)造位于克拉區(qū)帶東段，是該區(qū)帶典型的完整背斜構(gòu)造，背斜帶南翼以克拉蘇斷裂為邊界，構(gòu)造界線明確；北翼與北部單斜帶以斷裂相隔，構(gòu)造界線明顯，2個區(qū)帶的構(gòu)造樣式明顯不同(圖4、5)。
    克拉區(qū)帶已發(fā)現(xiàn)KL2氣田、KL3氣藏，主要是由完整背斜控制的氣藏，氣藏埋藏淺，目前認(rèn)為該帶只有較厚的膏鹽巖蓋層與鹽下完整背斜才具備形成氣藏的條件，由于靠近山前，差異推覆作用形成的走滑斷裂可能對油氣藏也具有一定的破壞作用。
2.3.1.2 克深區(qū)帶
    克深區(qū)帶是克拉蘇構(gòu)造帶的又一個次級構(gòu)造單元，呈NEE向條帶狀展布，東西長約190km，南北最寬約17km。北側(cè)以克拉蘇斷裂為邊界，位于克拉區(qū)帶的下盤；南側(cè)以拜城斷裂為界，與拜城凹陷相接。拜城斷裂是克拉蘇構(gòu)造帶的南邊界斷裂，規(guī)模、性質(zhì)、斷開層位與克拉蘇斷裂相同。與克拉蘇斷裂相比，拜城斷裂斷距變小，最大垂直斷距約為2000m，斷面較緩，該斷裂控制克深區(qū)帶的南邊界?？松顓^(qū)帶還發(fā)育多條與克拉蘇斷裂、拜城斷裂近于平行的次級斷裂，斷裂性質(zhì)與兩邊界斷裂相似，規(guī)模相對較小，多條次級斷裂與2條邊界斷裂共同決定了克深區(qū)帶的構(gòu)造樣式(圖4、5)。
    克深區(qū)帶由2條邊界斷裂夾持的多個縱向疊置的逆沖疊瓦斷塊組成，與克拉區(qū)帶相比，該區(qū)帶基本不發(fā)育完整背斜，逆沖疊瓦斷塊南北主要受兩邊界斷裂控制，中間被多條次級斷裂切割，橫向上，由斷裂的發(fā)育程度與延伸范圍決定斷塊的多少與疊置關(guān)系；縱向上，各逆沖斷塊相互依存，不可分割，共同組成了克深區(qū)帶的逆沖疊瓦構(gòu)造樣式。大北構(gòu)造位于克深區(qū)帶的西段，斷裂極為發(fā)育，逆沖疊瓦斷塊疊置關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，代表了克深區(qū)帶的典型構(gòu)造樣式(圖4、5)。
    克深區(qū)帶目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)DB1氣田、KS2、KS5氣藏，該帶氣藏主要受逆沖疊瓦斷塊控制，疊瓦斷塊被斷裂切割極為復(fù)雜，斷塊上、下盤相互依存、密不可分，與克拉區(qū)帶相比，氣藏埋深大，巨厚膏鹽巖蓋層有利于油氣聚集與保存，由于受斷裂控制，斷裂的封堵性是決定油氣成藏的主控因素。
2.3.2秋里塔格沖斷帶
2.3.2.1 西秋構(gòu)造帶
   西秋構(gòu)造帶是秋里塔格帶的一個三級構(gòu)造單元，呈NEE向條帶狀展布，東西長約170km，南北最寬約15km，北側(cè)與拜城凹陷以西秋斷裂相隔，南側(cè)與卻勒構(gòu)造帶以卻勒斷裂相接。西秋斷裂是劃分拜城凹陷與秋里塔格構(gòu)造帶2個三級構(gòu)造單元的邊界斷裂，平面上呈北東-近東西向展布，該斷裂分為東西2個部分，西段由北向南逆沖，斷面較陡，兼有逆沖和走滑性質(zhì)；東段由南向北逆沖，斷面較陡，與南部卻勒斷裂組成背沖構(gòu)造，控制西秋構(gòu)造帶的范圍。
    西秋構(gòu)造帶古近系膏鹽巖鹽下構(gòu)造樣式以低幅度背斜或斷背斜為主[7]，主體構(gòu)造存在南北2個高點(diǎn)，部分區(qū)域被斷層分割成若干個斷背斜，向東西兩端延伸逐漸變?yōu)橐粋€背斜(圖5)；西段為由北向南逆沖的2條邊界斷層控制，東段由2條背沖的邊界斷層控制，XQ1、XQ2構(gòu)造代表了該區(qū)帶典型的構(gòu)造樣式。
    西秋構(gòu)造帶由低幅度背斜控制的凝析氣藏為主，氣藏埋深大[7]，巨厚膏鹽巖作為良好蓋層，處于烴源巖南部的傾末端，是有利的油氣指向區(qū)。該區(qū)帶勘探程度低，鉆井少，目前尚未獲得重大油氣突破，是庫車坳陷未來油氣勘探的重要區(qū)域。
2.3.2.2 卻勒構(gòu)造帶
    卻勒構(gòu)造帶是秋里塔格沖斷帶的又一個三次級構(gòu)造單元，呈NEE向條帶狀展布，位于西秋構(gòu)造帶下盤，北邊界以西秋斷裂為界，南部向塔北隆起方向地層減薄，與塔北隆起沒有明顯的界線。
    卻勒構(gòu)造帶古近系鹽下地層向南部斜坡帶方向減薄，不發(fā)育明顯背斜圈閉，QL1油藏的發(fā)現(xiàn)(圖4)，證實(shí)該區(qū)以發(fā)育小型巖性圈閉油(氣)藏為主(圖5)。
3 天然氣勘探方向
    庫車坳陷是塔里木盆地油氣勘探的主戰(zhàn)場?？死K構(gòu)造帶克拉區(qū)帶發(fā)現(xiàn)了KL2氣田、KL3氣藏；克深區(qū)帶發(fā)現(xiàn)了DB1氣田、KS2、KS5氣藏；拜城凹陷儲備多個低幅度背斜圈閉；西秋構(gòu)造帶尚未獲得油氣突破，但儲備圈閉較多，XQ2井見良好油氣顯示，展現(xiàn)其巨大的油氣勘探潛力；卻勒構(gòu)造帶目前已發(fā)現(xiàn)QL1油藏(圖6)。庫車坳陷中部油氣源充足，油氣演化與圈閉形成的時間匹配，白堊系K1bs組砂巖儲層區(qū)域上穩(wěn)定分布，成藏條件優(yōu)越[8～11]，圈閉與蓋層條件、油氣藏保存條件與斷裂對氣藏的改造破壞作用是決定油氣能否聚集成藏的關(guān)鍵。近年來的研究表明，庫車坳陷中部油氣勘探應(yīng)立足于克深區(qū)帶，甩開勘探秋里塔格構(gòu)造帶，兼顧拜城凹陷周緣。
   克深區(qū)帶是庫車坳陷中部油氣勘探的最重要區(qū)域。勘探實(shí)踐證明，克深區(qū)帶整體含氣規(guī)模凸顯，DB1氣田、KS2、KS5氣藏規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大，基本貫通了克深區(qū)帶的東西方向，KS5氣藏南部、DB1氣田西部是克深區(qū)帶未來油氣勘探的最有利區(qū)域(圖6)，這些區(qū)域只要圈閉落實(shí)，就具備發(fā)現(xiàn)油氣的條件。KS5與KS2氣藏之間，發(fā)育了多個規(guī)模較大的斷背斜圈閉，目前該區(qū)已經(jīng)上鉆多口探井，有望取得新的油氣發(fā)現(xiàn)(圖6)；DB1氣田以西BZ1-吐孜阿瓦特地區(qū)落實(shí)多個有利圈閉，尤其是吐孜阿瓦特地區(qū)，已證實(shí)是克深區(qū)帶的西延部分，該區(qū)埋藏淺、存在膏鹽巖蓋層，油氣源充足，是克深區(qū)帶油氣勘探向兩擴(kuò)大的必然(圖6)。
    西秋構(gòu)造帶是庫車坳陷中部潛在的風(fēng)險(xiǎn)勘探目標(biāo)，該區(qū)帶以低幅度構(gòu)造圈閉為主，鉆井少，缺乏地質(zhì)研究資料，速度研究與準(zhǔn)確圈閉落實(shí)難度大，因此，加快有利勘探目標(biāo)優(yōu)選并上鉆，確定西秋構(gòu)造帶勘探的突破口，是該區(qū)帶下一步油氣勘探的關(guān)鍵；卻勒構(gòu)造帶缺乏構(gòu)造圈閉，QL1油藏發(fā)現(xiàn)后，再未發(fā)現(xiàn)有利圈閉(圖6)，是庫車油氣勘探的儲備區(qū)，加強(qiáng)對該區(qū)的成藏條件研究，通過有效方法搜索地層巖性圈閉是該區(qū)油氣勘探的大方向；拜城凹陷周緣鹽下基本為單斜構(gòu)造，近年來在凹陷南緣落實(shí)了XQ4、XQ10等低幅度構(gòu)造圈閉(圖6)，是凹陷南緣下步風(fēng)險(xiǎn)勘探的目標(biāo)圈閉，拜城凹陷周緣一旦獲得油氣突破，對庫車地區(qū)尋找低幅度構(gòu)造圈閉，轉(zhuǎn)變勘探思路，開拓油氣勘探新領(lǐng)域具有重要的戰(zhàn)略意義。
4 結(jié)論
    1) 根據(jù)近年來庫車坳陷油氣勘探的最新研究成果，將庫車坳陷中部構(gòu)造單元重新劃分為“兩帶一凹”3個二級構(gòu)造單元，對克拉蘇沖斷帶、秋里塔格沖斷帶構(gòu)造單元進(jìn)一步細(xì)化，并重新厘定各構(gòu)造單元的名稱。
    2) 提出庫車坳陷中部油氣勘探的重點(diǎn)是克深區(qū)帶，DB1氣田、KS5、KS2氣藏是今后滾動勘探研究的關(guān)鍵，基本確定DB1-KS2氣藏之間整體含氣，西部吐孜阿瓦特地區(qū)是克深區(qū)帶黑油勘探的最有利區(qū)。西秋構(gòu)造帶、拜城凹陷南緣重點(diǎn)是落實(shí)低幅度構(gòu)造圈閉，優(yōu)選有利勘探日標(biāo)上鉆，一旦發(fā)現(xiàn)低幅度構(gòu)造圈閉氣藏將為該區(qū)帶來巨大的勘探潛力。
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(本文作者：徐振平 李勇 馬玉杰 吳超 楊憲彰 李青 中國石油塔里木油田公司勘探開發(fā)研究院)