張君峰，高永進(jìn)，楊有星，周新桂，張金虎，張遠(yuǎn)銀

（中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京 100083）

0 引言

溫宿凸起位于塔里木盆地西北部，面積約 4 500 km2，三面環(huán)凹[1-3]，整體位于庫車坳陷（烏什、拜城和陽霞凹陷）以南和阿瓦提凹陷以北。庫車坳陷已被證實(shí)擁有豐富的油氣資源，隨著山地地震、高陡構(gòu)造地震成像和巨厚膏巖層鉆探等技術(shù)的突破，自1998年發(fā)現(xiàn)的克拉2大氣田至2017年7月已累計(jì)生產(chǎn)天然氣1 000×108m3，保證了“西氣東輸”工程的實(shí)施[4-6]。阿瓦提凹陷勘探成果表明，其下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組和上奧陶統(tǒng)印干和薩爾干組均是很好的烴源巖[7-9]。因此，學(xué)界曾普遍認(rèn)為緊鄰烴源凹陷的溫宿古凸起有可能長期捕獲油氣而形成規(guī)模工業(yè)油氣藏，然而直至2017年初該區(qū)一直未獲勘探突破。前人著重分析了溫宿凸起區(qū)的宏觀構(gòu)造格局與斷裂特征[7]，并結(jié)合其與生烴凹陷的接觸關(guān)系探索了深層碳酸鹽巖類目標(biāo)[6]，對淺層新近系沒有引起足夠重視，進(jìn)而制約了淺層油氣勘探。實(shí)際上，盡管淺層的蓋層條件可能不及深層油氣藏，但通常具備好的儲集條件，若擁有充足的烴源、良好的圈閉、通暢的運(yùn)移通道等成藏要素，淺層同樣可以形成規(guī)模油氣藏[6]。例如美國中部辛辛那提隆起區(qū)的特倫頓潛山油氣藏[10]、中國渤海灣盆地的埕島油田新近系油氣藏（埋深約 400～2 300 m）[11-12]、準(zhǔn)噶爾盆地車排子凸起新近系沙灣組油氣藏（埋深約225～700 m）[13]。2017年溫宿凸起新鉆探的新溫地1井、新溫地2井兩口井均獲高產(chǎn)工業(yè)油流，實(shí)現(xiàn)了該區(qū)勘探50多年來首次重大突破，通過對兩口井鉆井、試油、地球化學(xué)及測井資料研究，以及研究區(qū)野外剖面實(shí)測、二維地震資料處理與精細(xì)解釋、沉積與成藏史分析等綜合研究，明確了溫宿凸起區(qū)烴源條件與運(yùn)移通道、儲蓋條件與圈閉類型，建立了溫宿凸起區(qū)的成藏模式。

1 地質(zhì)概況

溫宿凸起位于塔里木盆地西北部的南天山山前，屬于烏什凹陷南部斜坡帶，西鄰柯坪斷隆區(qū)，東部通過喀拉玉爾滾斷裂與秋里塔格構(gòu)造帶相隔，北以古木別茲斷裂與烏什凹陷相接，南以沙井子斷裂為界與阿瓦提凹陷分開[14-20]。整體上被烏什、拜城和阿瓦提等生烴凹陷所圍，呈北東向展布（見圖1）。

圖1 溫宿凸起構(gòu)造位置圖

依據(jù)野外露頭和實(shí)際鉆井資料（見圖2），溫宿凸起自上而下地層依次為新生界第四系（Q），新近系上新統(tǒng)庫車組（N2k）、中—上新統(tǒng)康村組（N1—2k）和中新統(tǒng)吉迪克組（N1j）、震旦系（Z）和中元古界阿克蘇群（Pt2ak）。其中，康村組以湖相沉積為主，發(fā)育厚層泥巖，為一套區(qū)域性蓋層；康村組之上庫車組為沖積扇沉積，巖性以粉砂—中砂巖夾泥巖為主，整體為向上變細(xì)的正旋回；康村組之下吉迪克組為淺湖—三角洲沉積，以粉細(xì)砂巖、泥巖為主，呈向上變粗的反旋回。震旦系上部為厚層—中厚層狀淺灰色泥質(zhì)云巖、含灰云巖，下部為薄層—中厚層狀紫紅色灰質(zhì)泥巖、泥巖、云質(zhì)泥巖。中元古界阿克蘇群為巨厚層狀灰綠色綠泥片巖和灰色石英片巖。

圖2 溫宿凸起溫參1井地層綜合柱狀圖（2005年實(shí)鉆）

本區(qū)油氣勘探始于1965年，截至2016年，石油企業(yè)先后在該地區(qū)部署實(shí)施二維地震測線若干，探井4口（阿1井、溫參1井、溫宿1井、阿蘇2井），取得了一定地質(zhì)認(rèn)識，但勘探一直未取得突破，并退出油氣探礦權(quán)。筆者認(rèn)為，溫宿凸起長期未獲油氣突破的主要原因是沒有將新近系作為重點(diǎn)層系加以研究，更沒有弄清兩個關(guān)鍵地質(zhì)問題：①雖然溫宿凸起本身不發(fā)育烴源巖，但鄰區(qū)生油凹陷能否為其提供油源條件？②本區(qū)主要發(fā)育什么類型圈閉、有利圈閉如何分布？

2 勘探突破

2017年中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心在溫宿凸起1號構(gòu)造部署了兩口探井，其中，新溫地1井完鉆井深1 058.00 m，完鉆層位中元古界阿克蘇群；新溫地2井完鉆井深998.77 m，完鉆層位新近系吉迪克組。新溫地 1井鉆揭地層自上而下依次為新生界第四系、新近系上新統(tǒng)庫車組、中—上新統(tǒng)康村組、中新統(tǒng)吉迪克組以及中元古界阿克蘇群。主力產(chǎn)層段新近系吉迪克組取心見飽含油、富含油等不同級別顯示7.72 m（見圖3），砂體孔隙度為22%～31%，滲透率為（60～322）×10-3μm2，屬中高孔中滲儲集層。新溫地1井測井綜合解釋含油層21.3 m/13層，其中油層3.8 m/3層、差油層3.8 m/3層、油水同層3.4 m/1層、含油水層10.3 m/6層（見圖4）。選取新溫地1井833.5～835.0 m段吉迪克組油層，用73 mm油管抽吸試油獲日產(chǎn)油42.74 m3。此外，新溫地 1井在中元古界阿克蘇群基巖風(fēng)化殼997.4～1 017.0 m井段巖心中見3.85 m油斑和油跡顯示，氣測全烴峰值為2.88%，基巖裂縫段油氣顯示活躍，綜合測井解釋儲集層厚度為 14.3 m。對新溫地 1井939.44～1058.00 m裸眼段下73 mm油管抽吸試油，累計(jì)產(chǎn)油2.19 m3。

新溫地 2井鉆揭地層自上而下依次為新生界第四系，新近系上新統(tǒng)庫車組、中—上新統(tǒng)康村組和中新統(tǒng)吉迪克組。主力產(chǎn)層段新近系吉迪克組取心見飽含油、富含油等不同級別顯示 7.72 m，砂體孔隙度為20%～27%，滲透率為（59～280）×10-3μm2，屬中高孔中滲儲集層。新溫地 2井測井綜合解釋含油層 9.7 m/12層，其中油層7 m/8層、差油層1.7 m/3層、油水同層1 m/1層，選取吉迪克組842.0～859.0 m和872.0～884.8 m深度段油層，用73 mm油管抽吸試油獲日產(chǎn)油22.26 m3，累計(jì)產(chǎn)油51.7 m3。

3 原油地球化學(xué)特征及油源分析

新溫地1井、新溫地2井兩口井均獲得高產(chǎn)工業(yè)油流，兩口井新近系吉迪克組原油品質(zhì)基本相同。新溫地1井原油密度為0.913 7 g/cm3，黏度為70.73 mPa·s（50 ℃），含蠟量為5.67%，凝固點(diǎn)為-30.00 ℃；新溫地2井原油密度為0.907 6 g/cm3，黏度為42.69 mPa·s（50 ℃），含蠟量為4.48%，凝固點(diǎn)為-30.01 ℃；兩口井油質(zhì)為常規(guī)稀油（中質(zhì)油），具有低黏、低蠟、低凝固點(diǎn)的特點(diǎn)（見表1）。

圖3 新溫地1井吉迪克組含油巖心照片

新溫地1井、新溫地2井吉迪克組原油族組分以飽和烴為主（57.1%～58.3%），其次是芳烴（20.9%～21.8%）和非烴（15.8%～15.9%），瀝青質(zhì)含量相對較低（5.1%～5.3%），具有低飽/芳比（2.6～2.8）、較高非/瀝比（3.0～3.1）特征，相鄰的卻勒—玉東構(gòu)造帶陸相原油飽/芳比為12.31～38.13，非/瀝比一般小于1.0。原油飽和烴色譜/質(zhì)譜總離子流圖顯示（見圖5），新溫地1井、新溫地2井原油鏈烷烴消失殆盡、基峰呈明顯鼓包，指示原油遭受中等程度生物降解和水洗作用，系油氣藏處于構(gòu)造高部位保存條件相對較差所致。新溫地1井、新溫地2井具有一定的姥鮫烷優(yōu)勢，Pr/Ph值為1.68～2.04，高于塔北海相成因原油（一般小于1.2）、低于烏什凹陷烏參 1井陸相原油（3.2～3.3），指示母源巖弱氧化-弱還原的原始沉積環(huán)境。

新溫地1井、新溫地2井原油規(guī)則甾烷呈“V”字型分布，重排甾烷極為發(fā)育，低分子量的孕甾烷、三環(huán)萜烷系列相對豐度不高，C19—C22三環(huán)萜烷相對豐度依次呈降低趨勢，不同于沙南 1井等阿瓦提凹陷海相原油的正態(tài)型分布（見圖6）；伽馬蠟烷不太發(fā)育，但C29降新藿烷和C30重排藿烷較為發(fā)育（見圖6）。溫宿凸起原油的以上特征與相鄰的卻勒—玉東、烏什凹陷（見圖6）陸相原油特征總體相似，指示溫宿凸起原油為陸相成因。新溫地 1井、新溫地 2井原油 C29甾烷ααα20S/(S+R)、C29甾烷αββ/（ααα+αββ）甾烷值分別為0.45、0.42～0.43，為正常成熟度原油。綜合生物標(biāo)志物與碳同位素組成分析，認(rèn)為新溫地 1井、新溫地 2井原油主要由東北拜城凹陷烴源巖運(yùn)移而來。

4 油氣成藏條件

目前溫宿凸起的地質(zhì)綜合研究和勘探程度整體較低，鉆井資料稀少。工區(qū)僅有若干二維地震資料，且年代差別較大，品質(zhì)不一，成像效果較差，難以刻畫地下地層、斷裂等特征。基于連片靜校正、組合去噪、疊前深度偏移等技術(shù)，2017年重新處理的地震資料品質(zhì)有了很大提升。據(jù)此，結(jié)合溫宿凸起區(qū)及鄰區(qū)17口鉆井資料，以及野外剖面實(shí)測數(shù)據(jù)，著重對溫宿凸起區(qū)烴源條件、油氣運(yùn)移通道、儲蓋條件、圈閉類型和分布、成藏模式等開展研究，在此基礎(chǔ)上提出有利鉆探目標(biāo)，指導(dǎo)油氣勘探。

4.1 烴源條件與油氣運(yùn)移

綜合利用鉆井、地震和野外露頭資料，結(jié)合前人研究成果[14-17]，開展了井震聯(lián)合標(biāo)定，對基底、新近系吉迪克組等主要構(gòu)造層進(jìn)行了地震追蹤解釋，建立了該區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和層序分布剖面。溫宿凸起整體為夾持在烏什凹陷和阿瓦提凹陷中間的一個古隆起，為西高東低的鼻狀隆起構(gòu)造（見圖7）。構(gòu)造演化主要經(jīng)歷了 4個發(fā)展階段，其中吉迪克組沉積時期凸起停止隆升并接受沉積，庫車組沉積時期溫宿凸起西部局部抬升、向東遭受剝蝕[18]。

圖4 新溫地1井含油氣層段四性關(guān)系圖

表1 新溫地1井、新溫地2井吉迪克組原油樣品分析表

鉆井和野外露頭資料證實(shí)，溫宿凸起不發(fā)育可以作為烴源巖的層系，但其北緣庫車坳陷陸相油氣系統(tǒng)和南緣阿瓦提凹陷海相油氣系統(tǒng)均證實(shí)有烴源巖層發(fā)育[4-9]。南部阿瓦提凹陷寒武系—奧陶系的海相烴源巖已有沙南1井、沙南2井、青松采石場和烏魯橋油苗證實(shí)，野外肖爾布拉克、什艾日克等剖面也有觀測[7-9]，但寒武系—奧陶系烴源巖的主排烴期可能早于溫宿凸起區(qū)新近系圈閉形成期。北部拜城凹陷侏羅系恰克馬克組主力烴源巖生排烴時間為距今2～5 Ma，在新近紀(jì)達(dá)到生油、生氣高峰[21-23]，排油期與溫宿凸起圈閉形成時間耦合性較好，因此能夠沿著北部喀拉玉爾滾等斷裂在溫宿地區(qū)聚集成藏[20,24-25]。

拜城凹陷生成的油氣，主要沿基巖風(fēng)化殼和新近系三角洲相骨架砂巖作橫向運(yùn)移，沿成藏期活動的油源斷層縱向調(diào)整，主要證據(jù)有三：①野外露頭基巖風(fēng)化殼斷裂和節(jié)理廣泛發(fā)育，且多見差異風(fēng)化形成的孔洞，新溫地1井鉆遇40 m厚的基巖裂縫發(fā)育帶，見油斑、油跡顯示3.85 m（見圖8），測井解釋儲集層14.3 m；②吉迪克組三角洲相砂體發(fā)育，物性好、規(guī)模大，是一套高效的油氣輸導(dǎo)層，新溫地1井和新溫地2井均在該套砂體中鉆遇良好油氣顯示；③新溫地 2井鉆后油源對比分析證實(shí)，其烴源巖為陸相，主要來自東北拜城凹陷。另外，成藏期溫宿凸起快速隆升，在凸起周邊和主體部位產(chǎn)生多條不同級次的斷裂，為油氣由凹陷向凸起運(yùn)移和縱向調(diào)整提供了有利條件。

圖5 溫宿凸起及周緣部分原油飽和烴總離子流圖

4.2 儲蓋條件與組合

庫車坳陷在新近紀(jì)進(jìn)入再生前陸盆地階段，古近紀(jì)形成的湖泊開始向南部萎縮，湖水總體較淺，湖岸線隨氣候和構(gòu)造活動而頻繁變化[5,9]。通過對溫宿古木別茲背斜、阿瓦特、拜城西鹽水溝等地區(qū)的新近系剖面進(jìn)行野外地質(zhì)調(diào)查，結(jié)合庫車坳陷沉積特征研究，認(rèn)為吉迪克組沉積期自北向南發(fā)育小型沖積扇、三角洲和濱淺湖灘壩相沉積（見圖9）。其中，神木井區(qū)主體位于三角洲平原亞相，溫參 1井位于三角洲前緣亞相，阿瓦提凹陷北部的沙南1井、沙南2井等井位于濱淺湖相（見圖9）?？荡褰M沉積期湖盆面積有所擴(kuò)大，水體變深，巖性以厚層泥巖夾薄層砂巖為主。庫車組沉積期本區(qū)湖泊逐漸變淺消失，以河流、三角洲、沖積扇為主。

圖6 溫宿凸起及鄰區(qū)部分原油飽和烴m/z 217、m/z 191質(zhì)子色譜圖

圖9 溫宿地區(qū)吉迪克組沉積相平面圖

受沉積演化影響，溫宿凸起區(qū)發(fā)育多套儲蓋組合，其中最有利的組合有 3套：①吉迪克組三段厚層狀泥巖與阿克蘇群基巖風(fēng)化殼儲蓋組合（見圖10a）。依據(jù)新溫地1井段實(shí)鉆資料，基巖風(fēng)化殼儲集空間主要是裂縫，推測其有效厚度約為距頂面30 m附近，沿著不整合面附近大面積分布。吉迪克組下段的泥巖為蓋層，厚度為80～100 m。②吉迪克組中部砂泥巖互層形成的儲蓋組合（見圖10b）。溫宿凸起區(qū)吉迪克組二段廣泛發(fā)育砂泥巖互層，其砂泥比較低，砂體分布面積大，累計(jì)厚度為200～500 m，單層砂巖厚度薄，為0.5～10.0 m，為新溫地1、新溫地2井揭示最好的油氣產(chǎn)層。③康村組厚層狀泥巖與吉迪克組一段砂巖儲蓋組合（見圖10c）。吉迪克組一段發(fā)育多套砂體，單層厚度較二段砂體更大，厚1～15 m，其上覆康村組厚層狀泥巖蓋層厚20～40 m。新溫地1、新溫地2井吉迪克組一段砂巖距離油氣運(yùn)移主體通道太遠(yuǎn)，多為含油水層或水層。

整體而言，中新統(tǒng)吉迪克組沉積期，溫宿凸起具有差異沉降、低幅隆升的構(gòu)造演化特征，控制形成了溫宿地區(qū)低幅寬緩的古地貌（地震剖面顯示吉迪克組內(nèi)部為平行—亞平行反射特征，地層厚度變化不大，見圖7），形成了三角洲與濱淺湖灘壩同生共存、互為消長的沉積體系，砂體分布范圍廣、疊合連片。受后期溫宿凸起掀斜作用的影響，物源來自北部的三角洲砂體可形成向南上傾尖滅型構(gòu)造-巖性圈閉，而在凸起主體部位發(fā)育的灘壩砂體可形成透鏡體狀巖性圈閉。基巖風(fēng)化殼受多期構(gòu)造和長期風(fēng)化作用，裂縫儲集層發(fā)育，上覆吉迪克組穩(wěn)定分布的泥巖可作為區(qū)域蓋層，可形成區(qū)域分布的良好儲蓋組合。

4.3 成藏模式

綜上分析，溫宿凸起大規(guī)模分布的新近系三角洲與灘壩砂體及基巖風(fēng)化殼提供了油氣橫向運(yùn)移的通道（“兩橫”），與持續(xù)活動的斷裂（“一縱”）共同構(gòu)成了高效的油氣輸導(dǎo)體系（見圖11），溝通了北部拜城凹陷陸相烴源巖灶。拜城凹陷陸相烴源巖生成的油氣自北東向西南大范圍、遠(yuǎn)距離輸導(dǎo)，進(jìn)入溫宿凸起后沿新近系底部的基巖風(fēng)化殼與新近系中高孔滲（孔隙度為22%～31%，滲透率為（60～322）×10-3μm2）的砂層橫向運(yùn)移，沿垂向斷裂向上調(diào)整運(yùn)移至目標(biāo)區(qū)形成油氣藏，形成“兩橫一縱”的油氣輸導(dǎo)體系。而北部拜城凹陷侏羅系烴源巖厚度大（250～600 m）、有機(jī)質(zhì)品質(zhì)好（以Ⅱ型干酪根為主，總有機(jī)碳含量平均值為1.69%，有機(jī)質(zhì)成熟度為1.0%～3.0%）、生烴能力強(qiáng)、排烴動力足（壓力系數(shù)普遍大于1.5，最高達(dá)2.15）[22-23]，且排烴期與溫宿凸起圈閉形成時間耦合性較好[26-29]，油氣可以在溫宿凸起廣泛發(fā)育的圈閉里大規(guī)模聚集成藏。主要發(fā)育兩種油藏類型：①構(gòu)造-巖性類油藏（巖性控制為主）；②潛山類油藏（碳酸鹽巖風(fēng)化殼+變質(zhì)巖裂縫）（見圖11）。

圖10 溫宿地區(qū)新溫地1井最有利的3套儲蓋組合

圖11 溫宿凸起油藏模式圖

構(gòu)造-巖性類油藏主要分布在新近系吉迪克組中上部砂泥巖互層段，中高孔滲砂巖為儲集層，泥巖為蓋層。來自北部拜城凹陷的陸相油氣沿著基巖風(fēng)化殼與新近系灘壩砂體橫向運(yùn)移，并沿著持續(xù)活動的縱向斷裂進(jìn)一步溝通至砂巖儲集層，形成構(gòu)造-巖性類油藏。油藏具有空間上分布有序、平面上疊合連片的特點(diǎn)，為新溫地1、新溫地2井所揭示的主要油藏類型。

潛山類油藏主要分布在震旦系碳酸鹽巖和基巖風(fēng)化殼中，其儲集層分別為震旦系碳酸鹽巖和基巖，新近系吉迪克組底部泥巖為區(qū)域蓋層。拜城凹陷的陸相油氣沿著基巖風(fēng)化殼和不整合面橫向運(yùn)移，至有利碳酸鹽巖和基巖裂縫儲集層中聚集成藏。溫宿凸起北斜坡的溫參 1井構(gòu)造位置整體較低，在震旦系白云巖儲集層主要產(chǎn)水，有少量天然氣，推測在高部位有更好的油氣聚集。新溫地1井揭示了基巖風(fēng)化殼型潛山油藏。

5 溫宿凸起油氣發(fā)現(xiàn)的啟示

溫宿凸起油氣勘探的突破，為塔里木盆地油氣勘探帶來了以下重要啟示：①塔里木盆地盆緣帶等烴源巖和構(gòu)造類圈閉不發(fā)育的地區(qū)，同樣可以形成規(guī)模油氣區(qū)，尋找高效的油氣運(yùn)移輸導(dǎo)路徑和地層-巖性等隱蔽型圈閉是有效的油氣勘探途徑及方向。②溫宿凸起油氣的運(yùn)移、聚集主要發(fā)生在新近紀(jì)—第四紀(jì)，油氣藏具有明顯的晚期成藏特點(diǎn)，因而晚期成藏應(yīng)該是塔里木盆地山前帶油氣成藏的普遍特點(diǎn)，具有較大勘探潛力。③新溫參 1井在震旦系碳酸鹽巖儲集層主要產(chǎn)水，有少量天然氣，主要原因可能是其構(gòu)造不利于成藏，但溫宿凸起斜坡區(qū)下古生界和震旦系碳酸鹽巖可作為良好的儲集層，有吉迪克組下段較好的泥巖蓋層條件，且靠近油氣運(yùn)移的主通道，其構(gòu)造高部位油氣勘探前景廣闊。④新溫地 1井在中元古界阿克蘇群基巖風(fēng)化殼試油獲低產(chǎn)，主要原因是井眼小、裸眼測試，不能代表其真實(shí)產(chǎn)能，風(fēng)化殼范圍廣，面積大，油氣勘探前景廣闊，值得關(guān)注。

6 結(jié)論

溫宿凸起中新統(tǒng)吉迪克組沉積期具有差異沉降、低幅隆升的構(gòu)造演化特征，控制形成了溫宿地區(qū)低幅寬緩的古地貌，形成了新近系三角洲相與濱淺湖灘壩相同生共存、互為消長的沉積體系，形成了大規(guī)模分布的巖性類圈閉。溫宿凸起雖然不發(fā)育烴源巖，但北部生烴凹陷可以為溫宿凸起提供充足的油源，大規(guī)模分布的基巖風(fēng)化殼和三角洲砂體與持續(xù)活動的斷裂共同構(gòu)成了高效的油氣輸導(dǎo)體系。溫宿凸起發(fā)育潛山類和構(gòu)造-巖性類兩種油藏類型，初步評價溫宿凸起 1號圈閉新近系吉迪克組資源量達(dá)1.21×108t，具有廣闊的油氣勘探前景。