塔里木盆地三大构造旋回油气成藏特征

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.078

现代地质 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (02): 287-299.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.078

塔里木盆地三大构造旋回油气成藏特征

杨宪彰¹(), 能源²(), 徐振平¹, 李跨越³, 黄少英¹, 段云江¹

1.中国石油塔里木油田公司,新疆库尔勒 841000
2.中国石油大学(北京) 克拉玛依校区,新疆克拉玛依 834000
3.中国石油大学(北京) 地球科学学院,北京 102249

收稿日期:2022-12-30 修回日期:2023-08-21 出版日期:2024-04-10 发布日期:2024-05-22
通讯作者: 能源,男,教授,1982年出生,构造地质学专业,主要从事含油气盆地分析、油区构造解析方面的教学和研究工作。Email: nengyuan@foxmail.com。
作者简介:杨宪彰,男,博士研究生,1979年出生,地质学专业,主要从事石油地质与沉积储层研究。Email: yangxztlm@petrochina.com.cn。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(42362026);新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目(2021D01A199);新疆维吾尔自治区高校科研计划项目(XJEDU2019Y072)

Characteristics of the Hydrocarbon Accumulation Formed Through the Three Structural Cycles in Tarim Basin

YANG Xianzhang¹(), NENG Yuan²(), XU Zhenping¹, LI Kuayue³, HUANG Shaoying¹, DUAN Yunjiang¹

1. PetroChina Tarim Oilfield Company, Korla, Xinjiang 841000, China
2. China University of Petroleum (Beijing) at Karamay, Karamay, Xinjiang 834000, China
3. College of Geosciences, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China

Received:2022-12-30 Revised:2023-08-21 Online:2024-04-10 Published:2024-05-22

摘要/Abstract

摘要：

塔里木盆地形成经历了南华纪—中泥盆世、晚泥盆世—三叠纪和侏罗纪—第四纪3大伸展-挤压构造旋回,其多旋回构造演化导致油气成藏和分布十分复杂。随着近年来盆地超深层已经成为油田的重点勘探领域,有必要对盆地的油气成藏规律进行深入探讨。本文基于最新的地震资料、钻井资料及油气地质资料,发现塔里木盆地油气规模成藏主力烃源岩为库车地区三叠系—侏罗系及塔西南地区石炭系—二叠系陆相烃源岩、台盆区寒武系海相烃源岩。盆内烃源岩及储盖组合的发育均受控于盆地3大伸展-挤压构造旋回,烃源岩的发育位置决定了塔里木盆地发育库车山前、北部坳陷、麦盖提斜坡及塔西南山前四大含油气系统。盆地在历经3大伸展-挤压旋回,其台盆区、库车前陆及塔西南前陆地区油气成藏组合差异大。台盆区发育石炭系膏泥岩与志留系—石炭系海相砂岩、奥陶系泥岩与灰岩、中寒武统膏盐岩与震旦系—寒武系白云岩储盖组合;库车地区发育新近系—第四系泥岩与砂岩、古近系膏盐层与白垩系砂岩、侏罗系泥岩与三叠系—侏罗系砂岩储盖组合;塔西南地区发育中新统泥岩-砂岩、古近系膏盐层与白垩系砂岩、石炭系—二叠系泥岩与碳酸盐岩储盖组合,分别组成了台盆区、库车及塔西南地区的上部、中部及下部组合。盆内烃源岩在加里东晚期、海西晚期—印支期、喜山期发生排烃,形成三期油气充注,结合塔里木盆地关键变革期的岩性、断裂、不整合及隆起的发育特征,构建了盆地三期成藏模式。

关键词: 塔里木盆地, 构造旋回, 含油气系统, 储盖组合, 成藏模式

Abstract:

The Tarim Basin was formed through three major extensional-compressional tectonic cycles: Nanhua-Middle Devonian, Late Devonian-Triassic, and Jurassic-Quaternary. This multi-cycle tectonic evolution led to the complexity of the oil and gas accumulation and distribution. In recent years, the ultra-deep layer of the basin has become the key exploration area of oilfield. It is necessary to investigate the hydrocarbon accumulation law of the basin. According to the latest seismic data, drilling data, and oil and gas geological data, we find that the main source rocks of oil and gas accumulation in Tarim Basin are Triassic-Jurassic in the Kuqa area, and the Carboniferous-Permian continental source rocks in southwestern Tarim Basin, the Cambrian marine source rocks in the platform basin area. The development of the source rocks and reservoir-seal assemblages in the basin is controlled by the three major extensional-compressional tectonic cycles of the basin. The development position of the source rocks determines the development of the four petroleum systems in Tarim Basin, including the Kuqa piedmont, northern depression, Maigaiti slope, and southwestern Tarim piedmont. The basin has undergone the three major extensional-compressional cycles, and the hydrocarbon accumulation assemblages in the platform basin area, Kuqa foreland and southwestern Tarim foreland are distinct. The Carboniferous gypsum mudstone and Silurian-Carboniferous marine sandstone, Ordovician mudstone, and limestone, Middle Cambrian gypsum salt rock, and Sinian-Cambrian dolomite reservoir-cap assemblages occur in the basin. The Neogene-Quaternary mudstone and sandstone, Paleogene gypsum salt layer, Cretaceous sandstone reservoir, Jurassic mudstone, and Triassic-Jurassic sandstone reservoir-cap assemblage occur in the Kuqa area. The Miocene mudstone-sandstone, Paleogene gypsum-salt layer, and Cretaceous sandstone, Carboniferous-Permian mudstone and carbonate reservoir-cap assemblages are developed in the southwestern Tarim Basin, which constitute the upper, middle, and lower assemblages of the platform basin, Kuqa and southwestern Tarim Basin, respectively. The hydrocarbon expulsion of the source rocks in the basin occurred in late Caledonian, late Hercynian-Indosinian and Himalayan, forming three stages of oil and gas filling. Combined with the development characteristics of lithology, fracture, unconformity, and uplift in the key transformation period of Tarim Basin, the three-stage accumulation model of the basin is proposed.

Key words: Tarim Basin, tectonic cycle, petroleum system, reservoir-cap assemblage, accumulation model

中图分类号:

P618.13
P62

杨宪彰, 能源, 徐振平, 李跨越, 黄少英, 段云江. 塔里木盆地三大构造旋回油气成藏特征[J]. 现代地质, 2024, 38(02): 287-299.

YANG Xianzhang, NENG Yuan, XU Zhenping, LI Kuayue, HUANG Shaoying, DUAN Yunjiang. Characteristics of the Hydrocarbon Accumulation Formed Through the Three Structural Cycles in Tarim Basin[J]. Geoscience, 2024, 38(02): 287-299.

图/表 11

图1 塔里木盆地构造单元图

Fig.1 Geologic map of the structural units in Tarim Basin

图2 塔里木盆地构造旋回划分[11]

Fig.2 Structural cycle division in Tarim Basin[11]

图3 塔里木盆地烃源岩分布图[13]

Fig.3 Distribution map of the source rocks in Tarim Basin[13]

图4 塔里木盆地康克林组(C2-P1)沉积相图

Fig.4 Sedimentary facies of Kangkelin Formation ( C2-P1 ) in Tarim Basin

图5 塔里木盆地玉尔吐斯组烃源岩厚度图

Fig.5 Thickness of the source rocks of Yuertusi Formation in Tarim Basin

图6 台盆区油藏剖面图 (A—A'剖面位置见图1) Nh. 南华系;Z. 震旦系;∈. 寒武系;O1p. 奥陶系蓬莱坝组;O1-2y. 奥陶系鹰山组;O2y. 奥陶系一间房组;O3t. 奥陶系吐木休克组;O3l. 奥陶系良里塔格组;O3s. 奥陶系桑塔木组;S. 志留系;D. 泥盆系;C. 石炭系;P. 二叠系;T. 三叠系;K. 白垩系

Fig.6 Reservoir profile of the basin area ( A-A' profile locations on Fig.1)

图7 台盆区中寒武统膏盐东西分区特征平面图

Fig.7 East-west partition characteristic map of the Middle Cambrian gypsum salt in the basin area

图8 库车前陆盆地地质结构与油气藏模式图(B—B'剖面位置见图1) ∈.寒武系;O.奥陶系;S.志留系;P.二叠系;T.三叠系;J.侏罗系;K.白垩系;E1-2Km.古近系库姆格列木群;N.新近系; Q.第四系

Fig.8 Geological structure and hydrocarbon reservoir model of the Kuqa foreland basin (B-B' profile locations on Fig.1)

图9 塔西南山前地震解释剖面(剖面位置见图1) (a)喀什凹陷周缘地质结构剖面(C—C');(b) 齐美干周缘地质结构剖面(D—D');(c) 柯克亚周缘地质结构剖面(E—E');∈. 寒武系;S. 志留系;C. 石炭系;P. 二叠系;J. 侏罗系;K. 白垩系;E. 古近系;N1k. 新近系克孜洛依组;N1a. 新近系安居安组;N1p. 新近系帕卡布拉克组;N2a. 新近系阿图什组;Q. 第四系

Fig.9 Seismic interpretation profile of the southwestern piedmont of Tarim Basin (profile locations on Fig.1)

图10 塔中—玛东地区地震解释剖面(F—F'剖面位置见图1) ∈. 寒武系;O. 奥陶系;S. 志留系;C. 石炭系;P. 二叠系

Fig.10 Seismic interpretation profile of the Tazhong-Madong area (F-F' profile locations on Fig.1)

图11 台盆区三期成藏模式示意图 (a)晚加里东期;(b) 晚海西期;(c) 喜山期;∈. 寒武系;O1p. 奥陶系蓬莱坝组;O1-2y. 奥陶系鹰山组;O3l. 奥陶系良里塔格组;O3s. 奥陶系桑塔木组;S. 志留系;D. 泥盆系;C. 石炭系;P. 二叠系;E. 古近系;N. 新近系

Fig.11 Schematic diagram of the three-stage accumulation model in the basin area

参考文献 37

[1]	贾承造, 魏国齐. 塔里木盆地构造特征与含油气性[J]. 科学通报, 2002, 47(增): 1-8.
[2]	汤良杰. 略论塔里木盆地主要构造运动[J]. 石油实验地质, 1997, 19(2): 108-114.
[3]	王毅, 张一伟, 金之钧, 等. 塔里木盆地构造-层序分析[J]. 地质论评, 1999, 45(5): 504-513.
[4]	何碧竹, 许志琴, 焦存礼, 等. 塔里木盆地构造不整合成因及对油气成藏的影响[J]. 岩石学报, 2011, 27(1): 253-265.
[5]	何登发, 贾承造, 德生, 等. 塔里木多旋回叠合盆地的形成与演化[J]. 石油与天然气地质, 2005, 26(1): 64-77.
[6]	邬光辉, 邓卫, 黄少英, 等. 塔里木盆地构造-古地理演化[J]. 地质科学, 2020, 55(2): 305-321.
[7]	贾承造. 塔里木盆地构造特征与油气聚集规律[J]. 新疆石油地质, 1999, 20(3): 177-183.
[8]	张光亚, 赵文智, 王红军, 等. 塔里木盆地多旋回构造演化与复合含油气系统[J]. 石油与天然气地质, 2007, 28(5): 653-663.
[9]	许志琴, 李思田, 张建新, 等. 塔里木地块与古亚洲/特提斯构造体系的对接[J]. 岩石学报, 2011, 27(1): 1-22.
[10]	邬光辉, 陈鑫, 马兵山, 等. 塔里木盆地晚新元古代—早古生代板块构造环境及其构造-沉积响应[J]. 岩石学报, 2021, 37(8): 2431-2441.
[11]	林畅松, 李思田, 刘景彦, 等. 塔里木盆地古生代重要演化阶段的古构造格局与古地理演化[J]. 岩石学报, 2011, 27(1): 210-218.
[12]	高志前, 樊太亮, 李岩, 等. 塔里木盆地寒武系—奥陶系烃源岩发育模式及分布规律[J]. 现代地质, 2006, 20(1): 69-76.
[13]	杨学文, 田军, 王清华, 等. 塔里木盆地超深层油气地质认识与有利勘探领域[J]. 中国石油勘探, 2021, 26(4): 17-28.
[14]	杨海军, 陈永权, 潘文庆, 等. 塔里木盆地南华纪—中寒武世构造沉积演化及其盐下勘探选区意义[J]. 中国石油勘探, 2021, 26(4): 84-98.
[15]	石开波, 刘波, 姜伟民, 等. 塔里木盆地南华纪—震旦纪构造-沉积格局[J]. 石油与天然气地质, 2018, 39(5): 862-877.
[16]	陈永权, 严威, 韩长伟, 等. 塔里木盆地寒武纪/前寒武纪构造: 沉积转换及其勘探意义[J]. 天然气地球科学, 2019, 30(1): 39-50.
[17]	高华华, 何登发, 童晓光, 等. 塔里木盆地寒武纪构造-沉积环境与原型盆地演化[J]. 现代地质, 2017, 31(1): 102-118.
[18]	柳坤峰, 王永和, 姜高磊, 等. 西昆仑新元古代—中生代沉积盆地演化[J]. 地球科学, 2014, 39(8): 987-999.
[19]	董顺利, 李忠, 高剑, 等. 阿尔金—祁连—昆仑造山带早古生代构造格架及结晶岩年代学研究进展[J]. 地质论评, 2013, 59(4): 731-746.
[20]	ZHANG C L, ZOU H B, YE X T, et al. Tectonic evolution of the West Kunlun Orogenic Belt along the northern margin of the Tibetan Plateau: Implications for the assembly of the Tarim terrane to Gondwana[J]. Geoscience Frontiers, 2019, 10(3): 973-988.
[21]	高华华, 何登发, 童晓光, 等. 塔里木盆地晚奥陶世构造-沉积环境与原型盆地演化[J]. 地学前缘, 2017, 24(5): 350-367. DOI
[22]	LIN C S, YANG H J, LIU J Y, et al. Distribution and erosion of the Paleozoic tectonic unconformities in the Tarim Basin, Northwest China: Significance for the evolution of paleo-uplifts and tectonic geography during deformation[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2012, 46: 1-19.
[23]	高俊, 龙灵利, 钱青, 等. 南天山: 晚古生代还是三叠纪碰撞造山带?[J]. 岩石学报, 2006, 22(5): 1049-1061.
[24]	高俊, 钱青, 龙灵利, 等. 西天山的增生造山过程[J]. 地质通报, 2009, 28(12): 1804-1816.
[25]	李曰俊, 杨海军, 赵岩, 等. 南天山区域大地构造与演化[J]. 大地构造与成矿学, 2009, 33(1): 94-104.
[26]	杨克绳. 塔里木盆地的构造演化[J]. 海洋地质动态, 2005, 21(2): 25-29, 38.
[27]	张银涛, 陈石, 刘强, 等. 塔里木盆地富满油田F_Ⅰ19断裂发育特征及演化模式[J]. 现代地质, 2023, 37(2): 283-295.
[28]	GAO Z Q, FAN T L. Unconformities and their influence on lower Paleozoic petroleum reservoir development in the Tarim Basin[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2015, 133: 335-351.
[29]	能源, 邬光辉, 黄少英, 等. 再论塔里木盆地古隆起的形成期与主控因素[J]. 天然气工业, 2016, 36(4): 27-34.
[30]	HE B Z, JIAO C L, XU Z Q, et al. The paleotectonic and paleogeography reconstructions of the Tarim Basin and its adjacent areas (NW China) during the late Early and Middle Paleozoic[J]. Gondwana Research, 2016, 30: 191-206.
[31]	王宗礼, 徐晓峰, 林世国, 等. 塔里木盆地油气成藏模式及新区新领域勘探方向分析[J]. 天然气地球科学, 2011, 22(1): 73-80.
[32]	赵靖舟, 李启明. 塔里木盆地克拉通区海相油气成藏期与成藏史[J]. 科学通报, 2002, 47(增): 116-121.
[33]	温声明, 王建忠, 王贵重, 等. 塔里木盆地火成岩发育特征及对油气成藏的影响[J]. 石油地球物理勘探, 2005, 40(增): 33-39, 68, 138.
[34]	张水昌, 张宝民, 李本亮, 等. 中国海相盆地跨重大构造期油气成藏历史: 以塔里木盆地为例[J]. 石油勘探与开发, 2011, 38(1): 1-15.
[35]	WU G K, LIN C S, YANG H J, et al. Major unconformities in the Mesozoic sedimentary sequences in the Kuqa-Tabei Region, Tarim Basin, NW China[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2019, 183: 103957.
[36]	莫午零, 林潼, 张英, 等. 西昆仑山前柯东—柯克亚构造带油气来源及成藏模式[J]. 石油实验地质, 2013, 35(4): 364-371.
[37]	赵靖舟, 戴金星. 库车油气系统油气成藏期与成藏史[J]. 沉积学报, 2002, 20(2): 314-319.

塔里木盆地三大构造旋回油气成藏特征

Characteristics of the Hydrocarbon Accumulation Formed Through the Three Structural Cycles in Tarim Basin

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 11

参考文献 37

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	刘强, 张银涛, 陈石, 宋兴国, 李婷, 康鹏飞, 马小平. 塔里木盆地走滑断裂发育演化特征精细解析及其地质意义:以富满油田F_Ⅰ17断裂为例[J]. 现代地质, 2023, 37(05): 1123-1135.
[2]	王清华. 塔里木盆地17号走滑断裂带北段差异变形与演化特征[J]. 现代地质, 2023, 37(05): 1136-1145.
[3]	刘旺威, 李一凡, 高志前, 樊太亮, 张坦, 匡明志. 塔里木盆地东北缘下寒武统页岩岩相特征与沉积模式[J]. 现代地质, 2023, 37(05): 1155-1168.
[4]	谭聪, 刘策, 王铜山, 李秋芬, 朱玺, 付景龙, 姜华. 局部白云岩化作用研究:以塔里木盆地阿克苏地区蓬莱坝剖面鹰山组为例[J]. 现代地质, 2023, 37(05): 1182-1193.
[5]	左亮, 能源, 黄少英, 罗彩明, 陈石, 朱铁, 王川, 卢成美. 哈拉哈塘地区超深层走滑断裂构造变形特征及其石油地质意义[J]. 现代地质, 2023, 37(02): 270-282.
[6]	张银涛, 陈石, 刘强, 冯光, 谢舟, 梁鑫鑫, 李婷, 宋兴国, 康鹏飞, 彭梓俊. 塔里木盆地富满油田F_Ⅰ19断裂发育特征及演化模式[J]. 现代地质, 2023, 37(02): 283-295.
[7]	甘军, 季洪泉, 梁刚, 何小胡, 熊小峰, 李兴. 琼东南盆地中生界潜山天然气成藏模式[J]. 现代地质, 2022, 36(05): 1242-1253.
[8]	彭梓俊, 冯磊, 罗彩明, 陈石, 宋兴国, 梁鑫鑫, 周小蓉. 塔中隆起走滑断裂分层变形机制研究的物理模拟实验[J]. 现代地质, 2022, 36(04): 1022-1034.
[9]	唐相路, 姜振学, 邵泽宇, 龙国徽, 贺世杰, 刘晓雪, 王昱超. 第四系泥岩型生物气储层特征及动态成藏过程[J]. 现代地质, 2022, 36(02): 682-694.
[10]	李新华, 康志宏, 刘洁, 杨德彬, 汪彦, 陈华鑫, 贺煜. 塔河油田奥陶系岩溶塌陷体结构识别及成因分析[J]. 现代地质, 2021, 35(06): 1830-1843.
[11]	张贺, 姜正龙, 李雅君, 梁爽, 付文凯. 塔里木盆地瓦石峡凹陷下侏罗统康苏组生烃条件及与邻区的对比[J]. 现代地质, 2019, 33(06): 1241-1251.
[12]	易传俊, 张敏, 滕梨. 热力作用对塔里木盆地海相原油中甾烷类化合物组成和分布的影响[J]. 现代地质, 2019, 33(04): 853-862.
[13]	官伟, 徐怀民, 李涵, 程磊, 马永辉. 不整合体结构特征研究:以永1井区侏罗系-白垩系不整合为例[J]. 现代地质, 2019, 33(02): 401-411.
[14]	王迪, 田继军, 冯烁, 陆星宇. 塔里木盆地东南缘下—中侏罗统煤层煤岩、煤质特征分析[J]. 现代地质, 2018, 32(05): 975-984.
[15]	刘静静, 刘震, 孙志鹏, 孙晓明. 深水稀井区天然气藏储盖组合定量预测方法研究:以琼东南盆地陵水凹陷为例[J]. 现代地质, 2018, 32(04): 796-806.