Question

有相似的油气成藏组合——油气在前陆盆地中并“不偏爱背斜”

Answer 1

以M.Cooper为代表的一批从事西加盆地活动翼落基山地区研究的石油地质学家(M.Cooper等，2004)，将图2-32中的落基山褶皱带和山麓带，分别命名为山间超地体(IMST)、位移的克拉通边缘(DCM)和变形的克拉通边缘(DM)。在此以前，McCrossan(1973)，从服务于油气盆地的分类出发，一度将由山麓带冲断、前渊和前陆斜坡和前隆组成的3种不同结构，分别命名为变形的克拉通边缘(cmD)、克拉通边缘(cm)及克拉通中央(CC)盆地。他们之间的共同点，都强调了山麓地带(相当笔者在川东-湘西地区中划分的C带)的形变，而将“变位”(或许不重要)未曾提及。

由苏联学者乌斯宾斯卡娅1946～1952年提出来的“油气聚集的分带性和油气聚集带”(胡朝元等，2002)，就是20世纪80年代，加拿大学者(P.J.Lee博士等)来华报告中所称的“Play”。Play一词，我们开始译为“勘探层”，也有人叫“区带”或“油气藏趋向带”。“七五”期间，我们将由“PBPP”构成评价系中的Play称作“成藏组合”或有效成藏组合，即由源岩(S)、储层(R)、圈闭(T)、盖层(S)及成藏时间(T)5个由静态和动态因素配套组成的区带(孙肇才等，1981)。

不妨从共性上将西加盆地的成藏气与我国中西部已知情况作些对比。在西加前陆盆地，分别由冲断带(山麓带)、前渊和斜坡(含前隆)3部分组成的前陆系统有明显不同的成藏组合。

自20世纪早期在西加活动翼上发现与冲断有关的特纳谷背斜油气田以来，除了以沃特顿(Waterton)为代表的山麓带南部的气田产层是上泥盆统至下石炭统以外，大部分气田均产于中生界。据Cooper(2004)的报道，近20多年在该带中北部称作“Monkman play trend”组合中新发现的已铺了管线的30个干气田，储层全部是紧靠J₁底部页岩(滑脱面)之下，层位属于晚三叠世的Pardonet和Baldonnel组中的台地相碳酸盐岩。圈闭类型也无一不与断层相关的拆离褶皱和断层传播褶皱有关(图2-44)。拆离面是海相页岩占优势的中、下三叠统。圈闭勘探的成功率高达75%。他们在勘探这种属于复杂从而困难圈闭的经验中，强调地层学的详细解释，VSP资料，以及对拆离构造顶部图像的正确分析。手头上没有涉及西加山麓冲断带，包括Monkman区的烃源岩资料。根据1981年笔者访加时的分析，山麓地带的油(气)源岩地层有下石炭统著名的Exshaw黑色海相富有机质页岩，有侏罗纪煤系和早、中三叠世的海相黑色页岩、含磷黑色页岩。就是说，不排除冲断带内部的有限的侧向运移规模，然而沿断裂的垂向和阶梯状的运移应是这类成藏组合的运聚特点。

我国中西部活动翼上的油气田，无论是天山北麓早年发现的独山子，还是近年来发现的呼图壁；无论是天山南麓的克拉2，还是叶城前陆上的柯克亚，以及龙门山前缘带上的中坝(图2-45)，包括川东七曜山以西笔者“C”带上的大石干井和卧龙河气田(图2-46)，它们产地的薄皮冲断前缘类型，以及以拆离褶皱和断层传播褶皱为主的圈闭类型，乃至油气运聚特征，都与西加山麓带(DM)有相似之处。

图2-44 西加山麓地带(DM)沿Sukunka河的横剖面(上)及拆离和断层传播褶皱(下)

(据Cooper，2004)

图2-45 龙门山L14-线地震解释(中坝构造)

(据四川石油管理局)

图2-46 川东卧龙河构造地震反射深度剖面

(据四川石油管理局，1997)

具有古生代和部分中生代被动大陆边缘和中新生代前陆坳陷(前渊)叠加的中外所有叠合盆地，就像称做阿尔伯达向斜的西加前渊那样，除了向西与冲断带是以“A”型潜没关系，即以俯冲边界与活动翼相接外，向东则是一个大的平缓上倾的稳定斜坡。这与鄂尔多斯的天环向斜以及川西的成都平原(川西坳陷)以及所有的“山前”一样，前渊是真正的“面朝活动带”和背靠稳定区的枢纽地带。

对前渊地带的含油气性，北美地质界一向给予很高评价。如在Klemme(1971)的方案中，该类地区的单位体积含油量是2500～50000桶。McCrossan(1973)对西加前渊的估计是：原油可采潜量是132亿桶，天然气可采潜量为65.6万ft³。到20世纪70年代中期，加方在该区拿到手(包括帕宾那)的可采储量是94亿桶油和45.6万亿ft³的天然气。20世纪80年代以来，该区最大的进展是认识上，对一个非常规领域深盆气圈闭(deep basin gas trap)的突破，以及可采储量上万亿立方米Elmworth作为深盆气气田的发现。据J.A.Masters估算，在西加向斜轴上，中生界在690×96平方千米面积内饱含着天然气，可采储量有440万亿ft³(12.5万亿立方米)。

在笔者的访加报告中，有这样一段话：“应十分重视深盆气的普查和勘探，它有可能是增加我国天然气储量的一条重要途径，四川及鄂尔多斯盆地西部，有找到这种大气田类型的地质条件(孙肇才等，1981，p.46)”。时间与这段话之间25年过去了。川西20世纪90年代，发现的新场—合兴场一带上三叠和侏罗系红层致密砂岩中天然气(郭正吾，1998)算不算深盆气(图2-47)？位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部紧靠天环向斜探明储量达6000亿m³的苏里格气田(邱中健，2002)算不算深盆气都还值得研究。值得注意的是，上述两个地区的向斜中，都有形成深盆气圈闭的资源条件。以川西为例，上三叠统在彭县厚近4000m，烃源岩厚度达700～800m，几乎达到川西坳陷T₃平均厚度的50%，是川中、川南同期源岩厚度的1～10倍。李汶国(1992)计算四川全盆地的生气量为392×10¹²m³～523×10¹²m³，其中川西坳陷占了总生气量的80%(郭正吾等，1996)。“须家河组(T₃x)深埋地腹，在长期的成岩演化中逐渐变得致密，孔、渗性很低。据72口井8812个样品分析，孔隙度平均4.02%，渗透率小于0.1×10^-3μm²样品占总数的98.6%，含水饱和度高于60%……(郭正吾等，1996，p.164)”。

图2-47 新场气田地质模式

(据郭正吾，1997)

将这种资源条件，去与西加坳陷白垩系深盆气形成条件加以比较，除了川西T₃—J的孔渗性比西加更低外，其他条件是类同的。在此，我想起了J.A.Masters在与作者会面时的两段话，一段是：“天然气的聚集方式，与其他多数矿产资源相似，高品位的矿床储量总是相对较小，通常随着品位的降低，数量随之增大”(见表2-4)。另一段话是他1980年对我国访问时所说：“如果在向斜中没有构造，但有煤系地层，而物性条件较坏时，找到深盆气的机会很大”。

表2-4 北美西部白垩系砂岩中最大气田的储层参数表

一度被McCrossan命名的西加克拉通中央(CC)，即西加前陆斜坡的沉积岩分布面积和体积分别达到28万km²和35万km³的这一部分实体，相当于阿尔伯达向斜以东直至加拿大地盾之间的地台斜坡或稳定的前陆斜坡(L.G.Weeks，1952)地区。是该盆地研究最详的一个地带。它的有关特点是：

(1)西邻活动边缘和前渊(foredeep)，东面直接与加拿大地盾毗邻。

(2)具有广泛分布向加拿大地盾方向越来越薄直至尖灭的古生界和中生界，沉积岩最大厚度2100m，平均仅1250m。

(3)具有统一的新元古界以前的结晶基底。

(4)盖层变形极微，仅有平缓的区域性隆起，盖层向西或向西南的倾斜梯度仅有3m/km，是一个极为平缓稳定的西倾单斜带。

(5)油源岩被认为是中、上泥盆统海相暗色页岩、白云岩和蒸发岩(?)，中生代地层中的页岩被认为还不成熟，著名的白垩系底部砂岩中的重油，认为可能沿不整合面来自西部广大地区。

(6)见工业油气流的储层从中泥盆到晚白垩世，但可采储量最多的是上泥盆统礁灰岩，石炭系次之，再次上白垩统(见图2-48)储层类型很多，发现储量占可采总量43.8%的上泥盆统，以Ledue礁灰岩而闻名，其次的储层是底砂岩、白垩系海进和海退砂岩以及与不整合面有关的古风化壳。

图2-48 阿尔伯达油气与岩石体积、岩相关系图

(据访问加拿大资料，1981)

(7)在23000个气藏和10000多个常规油藏中(张卓恒，2002)，圈闭全部与地层、生物礁、砂岩尖灭、不整合削截(truncation)有关。即该区最大特点，可用“隐藏圈闭”居统治地位和“油气并不偏受背斜”来概括。其中涉及该区东缘前隆上的以阿萨巴斯克为代表的巨大聚集在前篇中已是讨论。

(8)油气形成时间被认为是晚白垩世晚期以来，算得上是“晚期成藏”的实例。

(9)根据1973年马可罗森等人的计算，这类盆地含油远景等级是好的。资源量总计：原油21.8亿桶(3.3亿吨)，天然气7.4万亿ft³(2100亿m³)。到20世纪80年代，已发现原油15亿桶(2.3亿吨)，天然气5.2万亿ft³(1430亿m³)。尚待发现的资源，原油为6.8亿桶，天然气2.2万亿ft³。据近年来的工作，这项估算是保守的，例如1977年发现的霍德雷一个气田的可采储量就达到2000亿m³。

在中国，与西加前陆斜坡类比的最好实例，是鄂尔多斯天环向斜以东的面积11×10⁴km²的那个“简约实不简单”的西倾＜30′的陕北斜坡。在这个斜坡上的近代最早勘探始于1907年。新中国成立后，先后由CNPC及地矿部系统，在此完成了从地面到钻井的大量工作，但直到20世纪60年代末，除延长和永坪油田作为地方工业顽强存在外，地矿系统及CNPC的队伍虽然几上几下，始终没有如意的突破和发现(详见案例一)。

1969年以前的工作中，有历史问题(体制、分工)，有技术问题(如地矿系统对“孔孔见油”和“孔孔不流”不仅没有试油技术，更无压裂措施)，但应承认，就像地矿系统(地质部第三普查勘探大队)上陕北(1960～1964)的目标，是在大单斜上想找出个“大理河长垣”那样，技术指导思想继续用“背斜”学说，“土生土长”的运移观念，以及“煤和油不能共生又何谈共存”的方针，最后导致在1963年底地矿系统的济南会议上，以该区“基底太稳定、盖层太平、岩石太硬”作为陕北地质背景的评价结论，导致地矿系统队伍一度离开这个地区到了渭河。

我们试着从“打回老家去!”(详见案例一)的1969年以来，特别是从1970年底长庆石油会战以来，以CNPC作为主力的队伍，在这个大单斜上的重大发现：

在地质部第三普查勘探大队所钻的庆参井(庆阳)、华参2井(华池)和吴1井(吴旗)先后突破三叠系和侏罗系出油点同时，CNPC发现和探明了大单斜上以马岭为代表的面积达到155km²，地质储量达7274×10⁴t的当时盆地内最大的油田(邱中健，1999)。笔者曾用“让开大路(指J₂y主河道)，占领两厢”，来概括以马岭、城壕、吴旗为代表的J₂y河道两侧地层岩性尖灭圈闭油田的位置和特点(图2-49)。

图2-49 马岭油田中、下侏罗统古河道地貌油藏模式图

虽然分布于定边—延安，作为延长组(J₃y)缓坡上的湖泊三角洲体系(定边三角洲、吴旗三角洲到安塞和延安三角洲)，早在由笔者主持的1964年全盆地编图过程中，就有所认识，然而对它的勘探和发现，即真正把它作为勘探对象，是在该区勘探侏罗系地层和岩性圈闭获得成功基础上，在长庆油田“二次创业”和“稳住东部发展西部”的大局推动下开展起来的。先是(1983～1988)发现了地质储量达到1056×10⁴t、面积达到206km²，号称亿吨级的安塞大油田，接着(1991～1994)又发现了与它相邻的上亿吨级的靖安油田。

位于鄂尔多斯古中央隆起东侧地带上的鄂尔多斯(陕甘宁)盆地中部大气田，亦称“长庆大气田”和“靖安大气田”，是在CNPC1988年在靖边部署的科学探井——陕参1井基础上发现的继塔北沙参2井(1984)后的中国西北地区第2个古生代海相碳酸盐岩大的突破。经过1991～1994年4年勘探，在24172km地震以及181 口钻井基础上，获得探明地质储量2058.25×10⁸m³，探明含气面积3781km²，是中国境内在其北部苏里格庙二叠系石盒子组(P_1—2sh)大气田发现以前，中国大陆内部储量最大的以奥陶系灰岩作储层的大气田。它的发现，以及紧着在20世纪末到21世纪初期发现的苏里格大气田(探明储量6000亿m³)一起，使鄂尔多斯陕北大单斜上的天然气的发现储量和增加速度，超过了四川和塔里木，跃居全国之首。

最近几年来，伴随中部早奥陶世大气田及二叠系石盒子组(P_1—2sh)，苏里格大气田的发现，在三个重新认识(重新认识鄂尔多斯、重新认识低渗透率，以重新认识我们自己)思想支配下，又发现了上亿吨级的西峰及姬塬两个三叠系大油田，使T₃y的探明储量达到了8亿吨，石油年产量自1998年突破500万吨后，每年以50万～100万吨规模增加，到2005年超过1000万吨。即除了天然气之外，也是国内石油近几年增长幅度最大的探区之一(赵政章，2004)。

如果以1970年为界，将鄂尔多斯盆地的油气勘探历史，分成前后两个20年。那么，包括两个大气田，几个上亿吨的大油田，也就是所有的重大发现，都是在后20年在一个地区-陕北斜坡-前陆斜坡和一种圈闭类型(非背斜)上发现的。这与前20年“仅发现8个小油田总含油面积15km²，及储量数百万吨”相比；与油气勘探只是“沿边转、拣鸡蛋，找到鸡蛋就打钻，见了出油点就围着转”(邱中健，1999，p.211)的困难和尴尬局面对比，“油气并不偏爱背斜”这句话，留给这个地区前20年的教训，以及后20年的经验应当是深刻的。

西加前陆盆地斜坡带中的油田，如图2-50所示，几乎(除非常规)全部发现于前陆稳定斜坡和前隆上，将这种情况，与图2-51 中的鄂尔多斯前陆斜坡(陕北)加以对照，在“温故而知新”思绪下，重新想起阎敦实同志的长庆讲话，以及应重视盆地共性和类比同时，不应忘记已故李四光部长1969年12月23日的谈话，以及为实现他的谈话而不遗余力的几代地质学家们。

图2-50 阿尔伯达(西加)主要油气时代及富集地区图

不包括最近20年来的新发现，以及“非常规”的天然气资源

图2-51 鄂尔多斯盆地油气田分布图

(据邱中健等，1999)

1—马岭；2—城壕；3—华池；4—南梁；5—镇北；6—樊家川；7—元城；8—直罗；9—下寺湾；10—安塞；11—靖安；12—吴旗；13—油房庄；14—东红庄；15—万方；16—红井子；17—大水坑；18—摆眼井；19—马家滩；20—李庄子；21—子长；22—青化砭；23—姚店子；24—永坪；25—甘谷驿；26—延长；27—南泥湾。另外，还有10个小油田未能标示