柴达木盆地西部地区重力场特征及油气远景区预测

2018-05-22郭培虹王一凡

西部探矿工程 2018年5期

郭培虹，耿涛，王一凡

（1.中国地质调查局西安地质调查中心,陕西西安710054；2.陕西省煤田地质局物探测量队，陕西西安710051）

柴达木盆地西部油气资源量丰富，是以第三系、侏罗系为主要烃源岩的油气富集地区[1]，目前在柴西北区发现冷湖、马北、南八仙等油气田；在柴西南区发现狮子沟、花土沟、游园沟、油砂山、尕斯库勒、砂西、乌南、七个泉、红柳泉、昆北等众多油气田，因而，柴西地区是青海油田的主要产油区。根据第三次资源评价的结果，柴西地区总资源量为21.9×108t，其中石油资源量为15.35×108t，目前石油仅探明18.4%，勘探潜力巨大。

西部山前带及地表复杂地区，除地形陡峭、老地层出露、表层激发岩性横向变化大等难点外，地下地质构造也十分复杂，多为逆掩推覆、高陡构造，地球物理界俗称“双复杂”条件，地震资料品质较差，不能较好成像，长期以来一直是制约柴西地区取得油气勘探突破的瓶颈[2-3]。

近年来，中国地质调查局在柴达木周缘地区一系列1∶25万区域重力调查的部署和实施，使我们有机会利用重力对控制因素的识别功能，结合柴西地区油气田的分布特征及规律，间接预测划分了相同地质环境下的油气矿产勘探有利区域。本文首次尝试利用重力技术方法，总结已知油气田的重力特征及规律，为进一步找油气田资源提供依据。

1 地质构造背景

柴西地区处在柴达木陆块构造单元上，与周围造山带主要以断裂为界，北西侧以阿尔金右行走滑断裂为界，断裂以北为阿尔金造山带；南侧以向北逆冲推覆的东昆仑断裂带为界，断裂以南为东昆仑造山带（图1）。

断裂比较发育是柴西地区的重要特征。断裂活动作为构造运动的重要方式，不仅对油气的生成、运聚成藏有重要的控制作用，而且，在油气藏形成以后，对油气藏的保存有至关重要的影响。柴达木盆地内的断裂构造主要表现为北西西向和北东—北东东向区域性断裂的交互切割。北西西向断裂主要由东昆仑断裂、柴北缘断裂及葫北—陵间—达霍断裂；北东向—北东东向断裂与阿尔金断裂系平行或几乎平行的走滑断裂，即塔尔丁—鱼卡断裂（乌图美仁断裂）和格尔木—锡铁山断裂。这3组断裂将盆地分割为3部分：西部茫崖—一里坪一带为强烈沉降区，基底埋深大，北西—北西西向断裂发育，同时受阿尔金走滑断裂系影响，致使盖层构造变形强烈，广泛发育近北西西向褶皱；中部东台吉乃尔湖—达布逊湖一带为平坦沉降区，构造变形相对较弱，盖层中的褶皱和断裂主要发育于陵间以北地区，且规模相对较小；东部达布逊湖以东地区，为隆升区，基地较稳定，褶皱断裂不发育。地质研究和勘探表明，柴西地区基底深大断裂的长期和多期活动对盆地形成、构造演化、沉积体系、断裂系统、储集体系、烃源体系的形成以及对油气运聚成藏和分布有重要的控制作用。柴西地区的油气藏主要为受到逆断层控制的构造油气藏，油气分布与断裂构造有密切的关系，在沟通烃源岩的断层附近，通常会是油气分布的有利部位[4-7]。

图1 研究区地质构造背景图

2 已知油田特征

经过多年的勘探历程，目前在柴西北区发现冷湖、马北、南八仙等油气田；在柴西南区发现狮子沟、花土沟、游园沟、油砂山、尕斯库勒、砂西、乌南、七个泉、红柳泉、昆北等17个油气田。对柴西地区已知油田特征总结归纳如下：

（1）纵向主要产油层系为以下7套：基岩和基岩风化壳、路乐河组（E1+2）、下干柴沟组下段（）、下干柴沟组上段（）、上干柴沟组（N1）、下油砂山组（）和上油砂山组（）。

（2）生烃凹陷均受深大断裂控制，且油气藏均位于生烃凹陷中心及其附近背斜构造带上，离生烃中心越近，油气富集程度越高[8-10]。

3 重力场特征

本次研究使用的重力数据来自中国地质调查局西安地质调查中心承担的“青海1∶25万油墩子幅库朗米其提幅老茫崖幅布伦台幅茫崖镇幅区域重力调查”项目及其下设的《柴达木盆地西部构造特征研究》子课题，测点平均密度为5.45km2/点。区域重力观测精度为±0.075×10-5m/s2，布格重力异常总精度为±0.304×10-5m/s2。

3.1 地层和岩石物性特征

各地层和岩石物性的差异是利用重力资料研究柴西地区深部断裂特征的基础。在参照“改则—茫崖地区1∶100万区域重力调查”、青海油田钻孔密度资料的基础上，采用MD-300S直读式密度仪测定标本1541件，质量检查均方误差为±0.009g/cm3，总结出柴西地区的地层及岩体物性统计表（见表1）。

3.2 已发现油田的重力场特征

从已发现油田及已知生烃凹陷区在布格重力异常图和剩余重力异常图上的位置可以明显看出具有以下规律：

（1）生烃凹陷区均位于布格重力异常值较低的区域，如茫崖东生烃凹陷区、茫崖东生烃凹陷区和扎哈泉—切克里克生烃凹陷区均为局部重力低异常，红狮生烃凹陷区和小梁山—南翼山生烃凹陷区则是布格重力异常梯级带上的相对重力低值区。各生烃凹陷区在剩余重力异常上均表现为较大范围的局部重力低异常。

表1 柴西地区地层物性统计表

（2）已发现油田则均位于生烃凹陷区形成的重力低异常边部（或中间）的局部重力高异常上。

（3）和重力场反映的断裂构造关系密切。

4 油气远景区预测

4.1 预测原则

根据前面对油气矿产的分布规律、生烃条件、油气运移及储藏特征及重力场特征的分析，油气矿产成矿远景区的预测应遵循以下原则：

（1）油气矿产成矿远景区位于较低的重力异常区，且具有较好的生烃条件，即生烃沉积地层分布较广。

（2）具有较丰富的局部重力高异常，即具有较多的局部隆起构造。

（3）断裂构造发育，即具有较好的油气运移通道。

4.2 预测结果

重力场反映的柴达木西部地区有几个大的凹陷区，一是老茫崖—油墩子凹陷区，二是大河坝—大乌斯凹陷区，这2个凹陷区实际是相连的，它们包含了现在已知的大部分生烃区。第三个凹陷区是塔尔丁凹陷区，第四个是一里沟凹陷区。塔尔丁凹陷区和一里沟凹陷区基本处于相似的构造部位，其间以断裂相隔。塔尔丁凹陷区和一里沟凹陷区与老茫崖—油墩子凹陷区中间隔着一条隆起带（土房子—甘森—一里沟相对隆起带），这是一条基底隆起带，说明中新生代地层沉积时，该带两侧的沉积环境可能不同。

油气勘探资料已经证实，老茫崖—油墩子凹陷区和大河坝—大乌斯凹陷区在古近纪及新近纪的沉积环境为辫状河—三角洲沉积环境，生烃条件好，而塔尔丁凹陷区在古近纪及新近纪的沉积环境为沙滩氧化—半氧化环境，不利于含烃沉积地层的形成。

从盆地的演化过程也可知，盆地是从西向东逐渐抬升的，这也从侧面反映了工作区西部和东部在古近纪及新近纪的沉积环境可能不同。

另外，从剩余重力异常和断裂构造解释推断结果也可见，老茫崖—油墩子凹陷区和大河坝—大乌斯凹陷区局部重力高异常丰富，断裂构造发育，而塔尔丁凹陷区和一里沟凹陷区则相反，尤其是一里沟凹陷区，局部重力高异常很不发育，断裂构造也是以后期的北东向走滑断裂为主，不利于油气运移。

根据以上分析，我们在工作区内预测划分出了4个勘探有利区域(见图2)：

（1）花土沟—大乌斯油气勘探有利区域（YQYL-1）；

（2）油泉子—油墩子油气勘探有利区域（YQYL-2）；

（3）小梁山—南翼山油气勘探有利区域（YQYL-3）；

（4）大风山油气勘探有利区域（YQYL-4）。