黃蘇衛(wèi)

（1.中國石油大學（北京）地球科學學院，北京102249；2.中國石油大學（北京）油氣資源與探測國家重點實驗室，北京102249）

0 引言

柯坪地區(qū)整個古生界與塔里木盆地內鉆井揭示的地層完全相同，二疊紀末期的隆起依然可與盆內的隆起區(qū)相比，與之不同的只是在此之后本區(qū)再沒有接受巨厚或較厚的中、新生界沉積，由此表明柯坪沖斷帶在前中生代是塔里木盆地的一部分，具備油氣成藏的基本條件。雖然有學者指出了該區(qū)的良好前景［1-2］，但晚期強烈的構造運動導致的破壞以及現今露頭觀察到的廣泛分布的油苗，致使人們對油氣能否聚集、聚集后能否良好地保存，進而是否有完整的油氣藏存在難以達成共識。呂修祥等認為柯坪地區(qū)雖然經歷了復雜的構造運動，仍有油氣藏存在的可能性，油氣苗的發(fā)現可以證明油氣藏的破壞，同時也辯證地證明了油藏存在的可能性［3］。從油氣勘探的角度，與盆地內部相比其風險要大得多，因此，長期以來，勘探涉足極少，地質研究更多地是關注盆地內部。對柯坪地區(qū)的古地理格局、生儲蓋時空分布等均沒有系統全面的認識，進而制約了對該區(qū)油氣資源潛力的認識和勘探前景的評價。然而，隨著中深1 井在寒武系膏鹽層下的發(fā)現，提高了人們對柯坪沖斷帶滑脫層——中寒武統膏鹽層［4］下地層成藏可能性的關注度。

1 區(qū)域地質概況

柯坪沖斷帶位于塔里木盆地西北緣，北以烏恰-阿合奇斷裂為界與南天山相鄰，南以柯坪塔格斷裂與巴楚隆起和阿瓦提坳陷分界，東為庫車前陸褶皺帶和塔北隆起，西至喀什凹陷，面積大約2×104km2?？缕簺_斷帶的主體由五六排近于平行的逆沖巖席組成，1 個巖席長30～50 km，一般在2 個巖席之間有厚度不大的現代沖積扇充填（見圖1）。出露地層古生界齊全，且與盆地內具有很好的可對比性。長期以來，柯坪沖斷帶是人們認識塔里木盆地的天然實驗室，但將其作為塔里木盆地的一部分或與塔里木盆地一起進行整體編圖、研究的工作并不多。多數關于塔里木盆地沉積、構造、巖相古地理編圖，柯坪地區(qū)均為空白區(qū)。

就大地構造位置而言，研究區(qū)位于天山褶皺系與塔里木盆地間。其構造變動既受天山褶皺系活動的控制，又與塔里木盆地構造變動息息相關。

從地層接觸關系來看，柯坪逆掩推覆帶的形成時間是在新近紀上新世的庫車期，推測本區(qū)在被推覆體掩埋之前的構造面貌是巴楚隆起向西北方向的延伸段。不僅與沖斷層伴生的地面構造發(fā)育，而且據1997年專門針對柯坪斷隆采集的地震剖面，經過處理解釋，發(fā)現推覆構造帶變形復雜，在推覆帶之下存在比較完整的隱伏構造。

圖1 柯坪沖斷帶地面衛(wèi)星圖

根據野外實際考察，結合遙感影象和地震剖面解釋以及區(qū)域地質資料分析，按構造變形特征，以皮羌斷裂和印干山為界將柯坪沖斷系大致分為3 個區(qū)：

1）皮羌斷裂以西部分，稱之為西克爾區(qū)。這里褶皺和沖斷構造變形共同存在，上盤牽引構造得到了有效保留，是柯坪斷隆地面構造最為發(fā)育的地區(qū)。

2）皮羌斷裂和陰干山之間，稱之為柯坪區(qū)。這里沖斷作用為主，各推覆體在地表一般都是以單面山形式存在。

3）陰干山構造帶以東，稱之為阿克蘇區(qū)。其構造變形是柯坪斷隆之中最復雜的，擠壓走滑和逆沖推覆作用都很強烈，形成了本地區(qū)最為復雜的構造變形樣式組合（見圖2），體現了柯坪斷隆“南北分帶，東西分區(qū)（塊）”獨特的構造特征。

圖2 柯坪沖斷帶構造分帶及構造圈閉

2 成藏條件及模式

寒武系、奧陶系是塔里木盆地主要烴源巖發(fā)育段，西部碳酸鹽臺地相沉積主要發(fā)育局限臺地—蒸發(fā)臺地相碳酸鹽巖型烴源巖，屬高位體系域瀉湖沉積［5］。野外露頭也證實了柯坪地區(qū)寒武系該套烴源巖的存在［6-7］，具備油氣生成的物質基礎。李椿等認為，柯坪地區(qū)寒武系的烴源巖雖然不如奧陶系，但仍可生成相當數量的凝析油和大量天然氣［8］?？缕簺_斷帶由于復雜的構造運動，油氣儲集空間相對較發(fā)育，關鍵是油氣保存條件——蓋層的發(fā)育對該區(qū)油氣的成藏起著重要的控制作用。

2.1 烴源巖

研究區(qū)寒武系地層主要分布于東部喀拉鐵克山、肖爾布拉克一帶及柯坪塔格、依木干他烏南坡。巖性為一套海相碳酸鹽巖，以白云巖為主，底部普遍具有含磷層，厚度1 075.2 m，與下伏上震旦統奇格布拉克組假整合接觸。根據縱向巖性組合及古生物特征，可將其劃分為3 個統6 個組，由下至上依次為下寒武統玉爾吐斯組、肖爾布拉克組、吾松格爾組、中寒武統沙依里克組、阿瓦塔格組、上寒武統下丘里塔格組。

柯坪沖斷帶寒武系主要為白云巖，局部夾灰?guī)r，個別地層段含薄層泥巖，屬海相碳酸鹽巖臺地局限海沉積。該系中下統含油性地層剖面位于阿克蘇縣肖爾布拉克建化廠，上統剖面位于柯坪東北同古四布隆。2 剖面寒武系烴源巖厚327.04 m，其中泥質巖僅4.6 m，碳酸鹽巖厚322.4 m，以泥晶白云巖為主，烴源巖厚度占地層厚度的30.4%。鹽下各層段烴源巖評價結果如表1所示，可以看出柯坪地區(qū)寒武系鹽下地層具備生烴潛力。

表1 寒武系烴源巖評價

另外，柯坪地區(qū)阿克蘇市西南部發(fā)現的2 個寒武系油苗，一個位于阿克蘇縣建化廠磷礦絲毫洞內，發(fā)現于玉爾吐斯組（1y）底部，另外一個位于肖爾布拉克剖面玉爾吐斯組的薄層灰?guī)r溶縫內。這些油苗顯示了寒武系生油的可能性，是最直接的證據。

2.2 儲集空間

中、下寒武統儲集巖為碳酸鹽巖，以白云巖為主，孔隙類型主要是裂縫、溶蝕孔洞、晶間溶孔、顆粒內溶孔、白云巖晶間角孔及壓溶型縫合線等，其中以縫洞型儲層為主［9］。

斷裂帶附近巖溶儲層往往發(fā)育，縫洞型儲層發(fā)育受控于斷裂展布方向［10］，柯坪沖斷帶斷裂的發(fā)育為縫洞型儲層發(fā)育提供了可能。阿克蘇市肖爾布拉克剖面中以阿瓦塔格組儲集巖發(fā)育最佳，累計厚度為143.0 m，占地層厚度的54.8%，其次為肖爾布拉克組、吾松格爾組和沙依里克組，玉爾吐斯組儲集性能最差。膏鹽層在阿瓦塔格組發(fā)育，因其隔熱性差、熱導率高，導致地溫梯度較低，降低了鹽下地層溫度，抑制了成巖作用，有助于膏鹽層下伏地層發(fā)育相對較高的孔隙度［11］。另外，膏巖層的存在，由于其較強的流動性，在壓實作用過程中可能起到泄壓作用，有助于孔隙的保存。同時隨著埋深增大，溫度升高，石膏轉化為硬石膏，脫去大量結晶水，其中富含有機酸，可對碳酸鹽巖溶蝕，形成次生孔隙［12-13］。

震旦紀末期，柯坪運動使震旦紀裂陷盆地回返，震旦系遭受嚴重剝蝕，形成準平原化古地貌。上震旦統的白云巖遭受了長期的風化、淋濾。而后，塔里木盆地及周緣區(qū)域應力場由拉張變?yōu)閿D壓，由此產生的褶皺、斷裂作用導致了震旦系白云巖中大量裂縫和次生孔隙的形成，使得物性大為改善，從而形成了上震旦統風化殼儲集體［14］。

2.3 保存條件

柯坪沖斷帶位于強烈的構造活動帶，發(fā)育大型的逆沖推覆斷裂，具有油氣運移通道和封堵油氣散失的雙重作用［15］，為油氣運移和聚集提供條件；反之，這種構造特征對油氣的保存也存在不利的一面。柯坪地區(qū)廣泛分布的油氣顯示也證實了油氣的泄露具有普遍性，因而油氣藏的形成需要更高的保存條件。油氣藏的保存條件除了蓋層的封閉外，還需考慮構造的破壞程度。對柯坪沖斷帶油氣保存條件的研究大致可以劃分為2 個部分：一是蓋層的封蓋作用；二是上層推覆體對下伏隱伏背斜的保護。

在所有蓋層中，以中寒武統阿瓦塔格組為最好。中寒武世柯坪沖斷帶與巴楚隆起同為塔里木盆地的有機組成部分，兩者之間經歷了相似的構造和沉積作用，該時期巴楚隆起和柯坪沖斷帶蒸發(fā)臺地相廣泛發(fā)育，沉積于蒸發(fā)臺地相的膏鹽巖層段在柯坪地區(qū)廣泛分布。從鄰區(qū)內鉆井數據中可以發(fā)現，中寒武統與膏鹽巖的厚度具有很好的相關性（見圖3），因而可以推測出，在柯坪地區(qū)中寒武統發(fā)育的地方，膏鹽巖具有相關的厚度，且作為整個柯坪推覆構造的滑脫層，其厚度值得期待。該膏鹽層使下伏古隆起中的油氣得到了較好的保存，因而在鹽下構造隆起中形成大型油氣田的可能性就更大，成藏模式見圖4。

圖3 中寒武統厚度與膏鹽巖層的相關性

圖4 成藏模式預測

2.4 生儲蓋組合評價

研究區(qū)以下寒武統玉爾吐斯組—中寒武統沙依里克組為主要生油層，下寒武統肖爾布拉克組至中寒武統沙依里克組作為儲集層，中寒武統中下部作為直接蓋層構成正常的生儲蓋組合。本組合生油條件、儲集條件和蓋層條件均較好。生油層以灰色白云巖為主，但玉爾吐斯組發(fā)育高有機碳質量分數的泥質烴源巖，且野外發(fā)現有寒武系液態(tài)油苗，表明寒武系烴源巖仍然可以生油。儲集層厚564.7 m，以白云巖為主，加權平均孔隙度2.17%，但野外發(fā)現白云巖發(fā)育大量的裂縫，有助于提高白云巖的儲集性能。蓋層以含膏泥巖、云質泥巖和泥云巖為主，厚83.4 m，系區(qū)內“好”生儲蓋組合。

另外，下寒武統肖爾布拉克組至中寒武統沙依里克組本身不僅具有較好的儲集條件，而且具有一定的生油條件，還可形成2 個自生自儲式的次一級生儲蓋組合。

2.5 成藏模式預測

柯坪沖斷帶具備油氣成藏和賦存的條件，尤其是寒武系鹽下目的層。寒武系膏巖層作為柯坪沖斷帶的主要滑脫層，在底層擠壓沖斷過程中，必然伴隨著膏巖層形態(tài)的變化以及下伏中下寒武統地層的變形，特別是沖斷帶巖席之下發(fā)育的深層隱伏背斜。這些背斜其上被逆沖推覆體覆蓋，經歷的變形過程較簡單，背斜保存較完整。寒武系烴源巖成熟生烴排烴后直接在寒武系儲層中聚集，之后可能發(fā)生構造運動，使地層的形態(tài)發(fā)生改變，但其上膏巖層作為直接蓋層，將有效地保護油氣免于構造破壞，但油氣在地層變形后可能向構造高部位進一步富集形成油氣藏（見圖4）。

與寒武系地層平行不整合接觸的震旦系地層，在震旦紀末遭受嚴重的剝蝕作用，出露地表風化、淋濾后再加上區(qū)域應力場由拉張到擠壓的轉變，導致白云巖中大量裂縫和次生孔隙發(fā)育，物性大為改善。在之后深埋壓實過程中，上覆膏巖層的存在，可能對后期沉積的地層靜壓力有一定的泄壓作用，有可能導致其物性有較好的保留。寒武系烴源巖成熟生烴后，直接向下排烴，沿不整合面運移、聚集、成藏（見圖4）。從現有地震剖面上可以看出，寒武系下基巖地層隆起的幅度和范圍都很可觀，再加上烴源巖和膏巖層的雙重封閉作用，油氣藏的前景相當可觀。

3 勘探方向和建議

柯坪沖斷帶北部阿克蘇區(qū)相對于中南部的柯坪區(qū)和西克爾區(qū)構造運動更加劇烈，破壞可能更加嚴重，大部分沖斷體具有暴露式的沖斷前鋒，而沖斷帶的南部傾末端局部可能發(fā)育隱蔽式的沖斷前鋒，成為油氣聚集的構造帶。

伴隨近年來地震及重、磁、電多種勘探手段的實施，柯坪地區(qū)地表構造已經能清晰地顯示出來，地下隱伏構造也逐漸呈現出較為完整的形態(tài)； 然而地表構造遭受了不同程度的破壞，生油層和目的層出露地表，大量的油氣顯示也揭示了其油氣破壞過程。因此，地面構造大部分都已無勘探潛力，而柯坪沖斷帶下盤的隱伏構造，因上盤推覆體的掩覆而得到有效保存，是柯坪沖斷帶上最有潛力的油氣勘探新領域。

通過電法和地震資料的解釋，對柯坪地區(qū)的圈閉進行普查，發(fā)現柯坪沖斷帶各推覆體下盤均發(fā)育有隱伏構造帶，其中有一部分可見完整的背斜形態(tài)，特別是南緣的柯坪塔格推覆體下部和第2 排奧孜格爾塔格-依木干他烏推覆體的下部（見圖2）。這些背斜構造由古生界組成，形態(tài)比較完整。作為推覆體的下盤構造帶，相對于上盤受到構造的改造程度較低，為油氣保存提供了較好的條件。

在這些重點區(qū)域，還需要進行更加細致的工作進一步指導勘探。以地震手段為主，野外觀察為輔，落實寒武系地層沉積時的巖相古地理圖，預測烴源巖發(fā)育的范圍和厚度以及有機質的高豐度沉積區(qū)。利用地層的埋藏演化史和沖斷帶的構造演化史，推測出有機質成熟度的具體分布圖，再結合膏巖層的分布進行勘探。通過試驗確定膏巖層的突破壓力和有效封蓋厚度，疊合有機質的豐度和類型的發(fā)育區(qū)以及有利的構造位置，確定勘探有利區(qū)。另外，震旦系基巖作為有效儲層在柯平沖斷帶應該值得重點注意，其成藏潛力巨大。最后在這些工作的基礎上，實施重點的鉆探工作，以期取得重大突破。

4 結論

1）柯坪沖斷帶寒武系鹽下地層有效烴源巖發(fā)育，存在良好的儲集空間，生儲蓋組合匹配，具備油氣成藏的物質基礎，潛力巨大。

2）中寒武統膏巖層的發(fā)育在沖斷帶的發(fā)育過程中起到滑脫層的作用，雖然該區(qū)構造運動強烈，但鹽下地層經歷構造運動相對簡單，再加上膏巖層的封蓋作用，早期生成的油氣被保存的可能性很大。

3）柯坪沖斷帶的勘探重點應放在柯坪區(qū)和西克爾區(qū)。阿克蘇地區(qū)構造活動相對較弱、保存條件相對較好，尤其是柯坪沖斷帶下盤的隱伏構造，因上盤推覆體的掩覆而得到有效保存，是柯坪沖斷帶上最有潛力的油氣勘探新領域。

致謝：感謝指導老師呂修祥教授在本文寫作過程中給予的指導，感謝各位師兄在寫作過程給予的幫助和意見。

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