塔里木盆地与威利斯顿盆地古生界海相碳酸盐岩油气成藏特征对比.pdf

第 3 4卷第 4期 I 大 z 匕 0 I L＆G A S G E O L O G Y 2 0 1 3年 8月 文章编号 0 2 5 39 9 8 5 2 0 1 3 0 4 4 3 1 1 0 d o i 1 0 ． 1 1 7 4 3 ／ o g g 2 0 1 3 0 4 0 2 塔 里木盆地 与威 利斯顿盆地古 生界海相碳酸盐岩 油气成藏特征对 比 陶 崇 智 ， 白 国 平 ， 王大 鹏 ， 张 1 ． 中国石油大学 盆地与油藏研究中心， 北京 1 0 2 2 4 9 ； 2 ． 明 辉 ， 牛 新杰 ， 郑妍 ， 白 建朴 中国石油大学 油气资源与探测国家重点实验室， 北京 1 0 2 2 4 9 摘 要 塔里木盆地和威利斯 顿盆地 均 以古生界海相碳酸盐岩 为 主要勘探 层 系。基 于对构造 沉积 背景和 油气成 藏条件 的对 比分析 ， 探讨了两个盆地古生界海相碳酸盐岩油气成藏的异同。威利斯顿盆地所处的北美板块规模较大， 构造相对稳定， 沉积主要受海平 面升降的控制。塔里木盆地所处的塔里木板块规模较小， 构造变动强烈， 沉积受构造运动影响较大。威利斯顿盆地发育了高丰度 的烃源岩、 良好的孔隙型储层和蒸发岩盖层。而塔里木盆地古生界发育高 一过成熟度烃源岩、 岩溶型和白云岩储层及泥岩和蒸发 岩主导的盖层。二者均发育有多种类型圈闭的古隆起， 可作为盆地油气富集的主要区带。威利斯顿盆地发育的多套蒸发岩盖层使 得含油气系统概念在该盆地能够得到有效的应用， 而油气成藏体 系则可以更有效地指导以塔里木盆地为代表的多源、 多灶和 多成 藏期盆地的油气勘探。白云岩 一蒸发岩构成 了威利斯顿盆地重要的储 一盖组合类型。以此类比， 塔里木盆地巴楚和塔 中地 区的 中、 下寒武统白云岩 一中寒武统膏盐岩储 一盖组合是未来勘探的有利 目标 区。 关 键词 油气成藏特征 ； 海相碳 酸盐岩 ； 古生界 ； 威利斯 顿盆地 ； 塔里木 盆地 中图分类号 T E l 2 1 ． 1 文献标 识码 A A c o m p a r i s o n o f hy d r o c a r bo n a c c umul a t i o n c ha r a c t e r i s t i c s o f t h e Pa l e o z o i c ma r i ne c a r na t e s i n Ta r i m Ba s i n a n d W i l l i s t o n Ba s i n T a o C h o n g z h i ， B a i G u o p i n g ， Wa n g D a p e n g ， Z h a n g Mi n g h u i ， N i u X i n j i e ， Z h e n g Y a n ， B a i J i a n p u 1 ． B a s i n a n d R e s e r v o i r R e s e a r c h C e n t e r ， C h i n a U n i v e r s i t y 0 厂 P e t r o l e u m， B e ij i n g 1 0 2 2 4 9 ， C h i n a ； 2 ． S t a t e K e y L a b o r a t o r y D 厂 P e t r o l e u m R e s o u r c e s a nd P r o s p e c t i n g ， C h i n a U n i v e r s i t y o fP e t r o l e u m， B e lti n g 1 0 2 2 4 9 ， C h i n a Abs t r a c t Th e P a l e o z o i c ma r i n e c a r b o n a t e s a r e t h e ma i n e x p l o r a t i o n t a r g e t s i n bo t h T a r i m a n d W i l l i s t o n b a s i n s ． Ba s e d o n a c o mp a r a t i v e a n a l y s i s o f b o t h t e c t o n i c d e p o s i t i o n a l s e t t i n g a n d c o n d i t i o n s f o r t h e f o r ma t i o n o f h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n s， t h i s p a p e r d i s c u s s e s t h e s i mi l a rit i e s a nd d i f f e r e nc e s o f h y d r o c a r b o n a c c u mul a t i o n i n t h e Pa l e o z o i c ma rin e c a r b o na t e s o f t h e t wo b a s i ns ． W i l l i s t o n Ba s i n l o c a t e s wi t h i n t h e l a r g e No r t h Ame ric a P l a t e wi t h r e l a t i v e l y s t a b l e t e c t o n i c s e t t i n g ． Th e s e d i me n t a t i o n w i t h i n t h e b a s i n w a s ma i n l y c o n t r o l l e d b y e u s t a s y ． I n c o n t r a s t ． T a r i m B a s i n l o c a t e s i n t h e mu c h s ma l l e r T a r ． i m Pl a t e a nd e x p e rie nc e de q ue n t a nd i nt e ns i v e s t r u c t u r a l d e for ma t i o ns ． As a r e s u l t ． t he s e d i me n t a t i o n wi t h i n t h e b a s i n wa s ma i n l y c o n t r o l l e d b y t h e t e c t o n i c mo v e me n t s ． W i l l i s t o n Ba s i n ha s h i g h - T OC e f f e c t i v e s o u r c e r o c k s ， g o o d p o r o us - t y p e r e s e r v o i r s a n d e v a p o r i t e c a p r o c k s ， w h i l e T a rim Ba s i n h a s h i g h - ma t u r e t o o v e r ma t u r e s o u r c e r o c k s ， k a r s t a n d d o l o mi t e r e s - e r v o i r s， a nd mu d s t o n e a n d e v a p o rit e c a p r o c k s ． Di f f e r e n t k i n d s o f t r a p s a r e d e v e l o p e d o n t he p a l e o h i g h s i n bo t h b a s i ns ， w h i c h c o n s t i t u t e t h e ma i n c a r b o n a t e p l a y f a i r w a y s ． Wi l l i s t o n Ba s i n h a s mu l t i p l e e v a p o rit e s e q u e n c e s ， wh i c h ma k e s i t p o s - s i b l e t o e f f e c t i v e l y a p pl y t he p e t r o l e u m s y s t e m c o n c e p t t o t h e b a s i n． I n c o mp a ris o n， t he h y d r o c a r b o n a c c umu l a t i o n s y s t e m c o n c e pt c a n p r o v i d e e f f e c t i v e g ui d a nc e f o r t h e h y d r o c a r b o n e x p l o r a t i o n i n b a s i ns s u c h a s Ta r i m Ba s i n f e a t u rin g i n mul t i p l e s o u r c e r o c k s， muh i p l e k i t c he ns a n d mu l t i p l e e p i s o d e s o f h y d r o c a r b o n c h a r g i n g ． T he f a v o r a b l e r e s e rvo i r s e a l a s s e mb l a g e i n W i l l i s t o n Ba s i n i s d o l o mi t e r e s e rvo i r a nd e v a p o r i t e s e a 1 ．T he c o mp a r a t i v e a n a l y s e s i n di c a t e t h a t t h e f a v o r a b l e c a r b o na t e p l a v f a i r wa y s a r e t h e a r e a s wi t h t h e a s s e mb l a g e o f t h e L o we r ． Mi d d l e Ca mbria n d o l o mi t e r e s e r v o i r s a n d t h e Mi d d l e Ca m． b ria n e v a p o r i t e s e a l s i n t h e Ba c h u a n d Ta z h o n g a r e a s ． Ke y wo r d s h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n c h a r a c t e ris t i c s ， ma r i n e c a r b o n a t e r o c k， P a l e o z o i c ， Wi l l i s t o n B a s i n， T a r i m Ba s i n 收稿 日期 2 0 1 3 一o 4 2 0 ； 修订 日期 2 0 1 3一O 7一O 8 。 第一作者简 介 陶崇智 1 9 8 6 一 ， 男 ， 博士研究生 ， 油气地质 。E- ma i l t a o c z 9 9 1 6 3 ． t o m。 基金 项目 国家科技重大专项 2 0 1 1 Z X 0 5 0 0 5 0 0 1 0 1 0 HZ 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 陶崇智 ， 等． 塔里木盆地与威利斯顿盆地古生界海相碳酸盐岩油气成藏特征对比 4 3 9 井和塔 中地 区的塔 参 l井 的发 现 了大量 的油气 显 示[ 3 2 1 。考虑到中、 下寒武统 白云岩 一中寒武统膏盐岩 储 一盖组合具有 良好的油气成藏条件 以及现今的油气 显示情况 ， 预测该储 一盖组合在 巴楚和塔 中地 区是未 来油气勘探的有利 目标区。 4 结论 1 盆地所在板块规模决定着盆地 内的构造和沉 积发育特征。威利斯 顿盆地所处北美板块规模 较大 ， 构造挤压对盆地构造 影响较 弱， 沉 积主要受海平面 的 控制 ， 以发育多套碳酸盐岩和蒸发岩沉积旋 回为主要 特征； 塔里木盆地所处的塔里木板块规模相对较小， 板 块碰撞挤压造成盆地构造活动强烈 ， 沉积具有寒武纪 和奥陶纪发育海相碳酸盐岩、 志 留纪至晚古 生代发育 海相碎屑岩的特征。 2 盆地油气成 藏条件有 一定 的对 比性 。威利斯 顿盆地由于烃源岩丰度高 ， 不仅有较丰富的常规油气 资源， 而且页岩油等非常规资源亦相当可观； 塔里木盆 地烃源岩具有埋藏深度大、 多期生排烃和成熟度高 的 特征 ； 威利斯顿盆地储集层 以白云岩为主 ， 而塔里木盆 地以奥陶系岩溶型储集层及寒武 系白云岩为主 ； 蒸发 岩作为威利斯顿盆地的优质盖层 ， 而塔里木盆地 区域 盖层以泥岩和膏盐岩为主 ； 发育多种类 型圈闭的古 隆 起均为两个盆地油气富集的主要区带。 3 威利斯顿盆地古生界发育 的多套 区域性蒸发 岩盖层阻隔了油气的垂 向运移 ， 使得各含油气层 系形 成相对独立的系统 ， 因此 ， 含油气系统能够得到很好 的 应用 。多期的生排烃和强烈的构造运动造成塔里木盆 地 出现复杂的油气混源现象 ， 以油气藏为中心 的油气 成藏体系可以更有效地指导油气勘探。 4 白云岩 一蒸发岩是威利斯顿盆地油气最 富集 的储 一盖组合类型。类似的 ， 塔里木盆地在巴楚 和塔 中地区发育的中、 下寒武统 白云岩 一中寒武统膏盐岩 储 一盖组合具有 良好的油气成藏条件 ， 是塔里木盆地 未来油气勘探 的有利 目标区。 [ 1 ] [ 2 ] 参考文献 张光亚 ， 王 红军 ， 李洪辉 ． 塔里木盆地 克拉通 区油气藏形成 主控 因素与油气分布[ J ] ． 科学通报 ， 2 0 0 2， 4 7 增 刊 2 42 9 ． Z h a n g G u a n g y a ， Wa n g H o n g j u n ， L i Ho n g h u i ． Ma i n c o n t r o l l i n g f a c t o r s f o r h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r f o r ma t io n a n d p e t r o l e u m d i s t ri bu t i o n in Cr a t o n i c A r e a o f T a r i m B a s i n[ J ] ． C h i n e s e S c i e n c e B u l l e t i n ， 2 0 0 2， 4 7 s 0 2 42 9 ． 贾承造 ， 杨树锋 ， 陈汉林 ， 等 ． 特提斯北缘盆地群 构造地质与 天然 气[ M] ． 北京 石油工业出版社 ， 2 0 0 1 1 1 6 1 ． J i a Ch e n g z a o， Ya n g S h u n g ， Ch e n Ha n l i n， e t a 1 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Ca n a d a s e d i me n t a r y b a s i n s o f t h e w o r l d ． Ams t e r - d a m El s e v i e r ， 2 0 0 8 13 0 ． B a l l y A W． P h a n e ro z o ic b a s i n s o f N o r t h A m e ri c a [ c ] ∥B a l l y A W， P a l me r A R． T h e g e o l o g y o f No rth Ame ri c a an o v e r v i e w．B o u l d e r ， Co l o r a d o Ge o l o g i c a l S o c i e t y o f Ame ric a， 1 9 8 9 3 9 7 4 4 6． 贾承造． 中国塔里木 盆地构 造特征 与油气 [ M] ． 北 京 石油工 业 出版社 ， 1 9 9 7 1 4 3 8 ． J i a Ch e n g z a o ． T e c t o n i c c h ara c t e ri s t i c s a n d p e t r o l e u m o f t h e Ta r i m B a - s i n [ M] ． B e i j i n g P e t r o l e u m I n d u s t ry P r e s s ， 1 9 9 7 1 4 3 8 ． 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 ， 2 0 1 1 ， 2 7 1 2 1 0 2 1 8 ． L i n C h a n g s o n g ， Li S i t i an ， IAu J i n g y an ， e ta1． Te c t o n i cf r a me w o r kand p a - l e o g e o g r a p h i e e v o l u ti o n o f t h e T a r i m b a s i n d u r i n g t h e P al e o z o i e ma j o r e v o lu ti o n a r y s 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s t e ms i n t h e Ta rim Ba s i n [ J ] ． O i l ＆G a s G e o l o gy， 2 0 0 7， 2 8 5 6 5 36 6 3 ． Q i u N a n s h e n g ， C h a n g J i a n ， Z u o Y i n h u i ， e t a 1 ． T h e r ma l e v o l u t i o n a n d ma t u r a t i o n o f l o we r P a l e o z o i c s o u r c e r o c k s i n t h e Ta r im Ba s i n， n o rth w e s t C h i n a [ J ] ． A A P G B u l l e t i n ， 2 0 1 2， 9 6 5 7 8 9 8 2 1 ． Bu r r u s J， Os a d e t z K， W 0 1 f S， e t a1． A t w o - d i me n s i o n a l r e g i o n a l b a s i n mo d e l o f Wi l l i s t o n b a s i n h y d r o c a r b o n s y s t e m s [ J ] ． A A P G B u l l e t i n ， 1 9 9 6， 8 O 2 2 6 5 2 9 1 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 4卷 [ 1 6 ] [ 1 7 ] [ 1 8 ] [ 1 9 ] [ 2 O ] [ 2 1 ] [ 2 2 ] [ 2 3 ] [ 2 4 ] [ 2 5 ] [ 2 6 ] 张水 昌 ， 梁狄刚 ， 张宝 民， 等． 塔里 木盆地海相 油气的生成 [ M] ． 北京 石油工业 出版社 ， 2 0 0 4 9 51 0 3 ． Z h a n g S h u i c h a n g， L i a n g Di g a n g ， Z h a n g B a o mi n， e t a 1 ． Ma r i n e o i l a n d g a s g e n e s i s i n T a ri m B a s i n[ M] ． B e i j i n g P e t r o l e u m I n d u s t r y P r e s s ， 2 O 0 4 9 51 0 3． 牟书令． 中国海相油气勘探理论技术与实践[ M] ． 北京 地质出 版社 ， 2 0 0 9 1 3 7 8 ． Mo u S h u l i n g ． T h e o r i e s ， t e c h n i q u e s a n d p r a c t i c e s o f p e t r o l e u m e x p l o - r a t i o n i n ma r i n e s e q u e n c e s i n C h i n a [ M] ． B e i j i n g G e o l o g i c a l P u b l i s h i n g Ho u s e ， 2 0 0 9 13 7 8 ． 吕修祥 ， 张艳萍 ， 焦伟伟 ， 等， 断裂活动对塔 中地 区鹰山组碳酸盐 岩储集层的影 响[ J ] ． 新疆 石油地质 ， 2 0 1 1 ， 3 2 3 2 4 42 4 9 ． L t i Xi u x i a n g， Z h a n g Ya n p i n g， J i a o We i we i ， e t a 1 ． E f f e c t o f f a u l t a c t i v i ty o n c a r b o n a t e r e s e r v o i r o f Yi n g s h a n F o r ma t i o n in Ta z h o n g a r e a， T a r i m B a s i n [ J ] ． X i n j i a n g P e t r o l e u m G e o lo g y ， 2 0 1 1 ， 3 2 3 2 4 4 2 4 9 ． E h r e n b e r g S N， N a d e a u P H， S t e e n 0 ． P e t r o l e u m r e s e rvo i r p o r o s i ty v e r s u s d e p t h i n fl u e n c e o f g e o l o g i c al a g e[ J ] ． A AP G B u l l e t i n， 2 0 0 9， 9 3 1 0 1 2 8 11 2 9 6 ． 何治亮 ， 彭守涛 ， 张 涛． 塔里木盆 地塔河地 区奥陶系储层形 成的 控制因素与复合 一联合成因机制[ J ] ． 石油与天然气地 质 ， 2 0 1 0 ， 3 1 6 7 4 37 5 2 ． He Z h i l i a n g ， Pe n g S h o u t a o， Zh a n g t a o ．C o n t r o l l i n g f a c t o r s a n d g e n e t i c p a t t e r n o f t h e Or d o v i c i a n r e s e rvo i r s i n t h e Ta h e a r e a ， Ta r i m Ba s i n [ J ] ． O i l ＆G a s G e o l o gy， 2 0 1 0， 3 1 6 7 4 37 5 2 ． 杜金虎 ， 王招 明， 李启 明， 等． 塔里木盆地寒武一奥陶系碳酸盐岩 油气勘探[ M] ． 北京 石油工业出版社 ， 2 0 1 0 6 67 5 ． D u J i n h u， Wa n g Z h a o mi n g ， L i Q imi n g ， e t a1． O i l a n d g a s e x p l o r a t i o n o f C a m b ri a n O r d o v i c i a n c a r b o n a t e i n T a r i m B a s i n [ M] ． B e i j i n g P e - t r o l e u m I n d u s t ry P r e s s ， 2 01 0 6 67 5 ． Wa r r e n J K． E v a p o r i t e s s e d i me n t s ， r e s o u r c e s a n d h y d r o c a r b o n s [ M] ． He i d e l b e r g， Be r l i n S p rin g e r ， 2 0 0 6 7 0 8～71 1 ． 何登发 ， 谢晓安 ． 中国克拉通盆地中央古隆起与油气勘探 [ J ] ． 勘 探家 ， 1 9 9 7， 2 2 1 11 9 ． He De n g f a ， Xi e Xi a o a n ． P e tr o l e u m e x p lo r a t i o n i n c e n t r a l p ale o u p l i f t s o f c r a t o n i c b a s i n s i n C h i n a [ J ] ． P e t ro l e u m E x p l o r a t i o n i s t ， 1 9 9 7 ， 2 2 1 11 9 ． 杜金虎 ， 邬光辉 ， 潘文庆 ， 等 塔里木盆地下古 生界碳酸盐岩油气 藏特征及其分类 [ J ] ． 海相油气地质 ， 2 0 1 1 ， 1 6 4 3 9 4 6 ． Du J i n h u，Wu Gu a n g h u i ， Pa n We n q i n g