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西藏羌塘盆地油气资源开发进展

中国地质大学（北京）

课程期末论文

西藏羌塘盆地油气资源开发进展

课程名称：

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学时：

48

开课时间：

2014年秋季（能源学院）

西藏羌塘盆地油气资源开发进展

摘要羌塘盆地位于全球特提斯巨型油气构造域东段，是我国最大的海相中生代盆地，其油气资源前景巨大。

尽管近些年来对青藏高原油气地质研究取得了大量成果,但是仍存在诸多尚未解决的基础地质和石油地质问题,从而影响并制约着该区油气资源的评价。

本文旨在通过总结近年来的研究工作，系统讨论羌塘盆地油气资源开发进展。

关键词羌塘盆地油气资源保存条件盆地改造进展评价

前言

青藏高原位于全球油气产量最高、储量最丰富的特提斯含油气构造域东段（王成善等，2006），高原内大面积分布的海相中生界沉积盆地是多年来国内外地质界密切关注的热点，成为了我国油气勘探的新领域（邱中建等，2005），被列入了国家油气资源战略选区。

青藏高原发育了一系列规模和沉积厚度较大的中、新生代含油气盆地。

根据盆地时代、沉积环境和含油气性，可以划分为两大勘查领域，即中新生代海相盆地群和新生代陆相盆地群（图1）。

羌塘盆地位于青藏高原腹地，面积约200,000km2，是我国陆上面积最大的中生代海相残留盆地之一，也是勘探程度较低的含油气盆地。

图1青藏高原含油气盆地分布

Fig.1DistributionofpetroliferousbasinsinQinghai-Tibetplateau

20世纪90年代，中国石油天然气公司在该区开展了全面的石油地质调查与评价工作，提出了中生代羌塘海相盆地为高原首选勘探目标（赵政璋等，2001a；王成善等，2001）。

此后,国家973项目和国土资源部重点项目进一步研究了该区油气地质条件,取得了一系列成果（郑度等，2004；王剑等，2005）。

近年来的勘探表明，盆地沉积厚度巨大，具有良好的油气地质条件，是青藏高原油气资源潜力最大、勘探前景最好的盆地（Wangetal.，1997；赵政璋等，2001a；王成善等，2001；王剑等，2005；王成善等，2006）。

本世纪来，国土资源部成都地质矿产研究所主持开展了“青藏高原重点沉积盆地油气资源潜力分析”项目（2001-2004），由成都地质矿产研究所、中石油研究院和成都理工大学分别从沉积、油气、构造和保存条件等方面开展了综合研究和部分地质调查工作，对羌塘盆地进行油气资源潜力分析（王剑等，2004；王剑等，2005）。

与此同时，中国石油大庆公司与成都理工大学合作开展了“青藏高原西藏羌塘盆地油气资源综合评价”项目（2001-2004），也对羌塘盆地进行了油气资源潜力分析（刘家铎等，2007）。

2005年，国土资源部油气资源战略研究中心组织中国地质调査局成都地质矿产研究所、成都理工大学等单位开展了羌塘盆地常规油气资源评价。

上述项目的完成与取得的认识是我们开展羌塘中生界沉积盆地分析与研究的重要借鉴与基础。

羌塘中生代沉积盆地演化

至今为止，对羌塘盆地的构造性质的认识主要包括：

冒地槽（黄汲清等，1987）、

图2中生代羌塘前陆盆地充填序列及演化过程

Fig.2FilledsequenceandevolutionoftheMesozoicQiangtangcompositeforelandbasin

图3中生代全球海平面及羌塘盆地海平面变化曲线

Fig.3MesozoicglobalsealevelchangeandthatoftheQiangtang

弧前一弧后盆地（弧相关盆地）（李才等，2006a；李才等2006b）、前陆盆地（王成善等，2001；李勇等，2003）、被动大陆边缘盆地（谭富文等，2002a；王剑等，2004）和准克拉通盆地（高春文等，2012）等不同的观点。

早期的研究中，周详提出了羌塘中生代盆地为弧后盆地的论断，但黄汲清等（1987）认为，羌塘中生代盆地具有冒地槽的特征。

1993年，西藏自治区地质矿产局（1993）通过区域性地质调查研究，提出晚三叠世羌塘地区上三叠统的肖茶卡群为弧背或弧内盆地建造，羌南地区日下配错群为一套浅水碳酸盐岩—类复理石组合，代表弧后前陆盆地的建造；分布于唐古拉山及昌都地区西部的上三叠统巴贡群,为一套含煤复陆屑一少量火山碎屑岩组合，代表山弧盆地的沉积建造。

之后，王成善等（2001）对羌塘盆地进行了区域性油气地质调查研究，提出了羌塘晚三叠世盆地是在早中三叠世拉张背景下的被动大陆边缘沉积的基础上形成的，羌北盆地具有典型的前陆盆地特征的论断。

谭富文等（2002a，2002b）则认为，三叠纪羌塘盆地受南北向挤压作用影响，形成了南北坳陷，中部隆起的格局，羌塘盆地北部具有前陆盆地的沉积特征,南部三叠纪时期处于班公湖—怒江洋（中特提斯）的北部大陆边缘位置。

李勇（2002a，2002b）等研究了羌塘盆地的构造层序及充样式，认为晚三叠世北羌塘前陆盆地位于金沙江缝合带南侧,是多岛洋闭合后于晚三叠世诺利期形成的前陆盆地，为周缘前陆盆地（图2）。

王剑等（2004，2005，2009）和陈文西等（2009）从羌塘盆地形成的动力学背景、火山活动信息、沉积体的古流向、物质来源、几何形态等多方面对盆地性质作了细致的研究，认

图4晚三叠世—中侏罗世早期羌塘盆地演化过程

Fig.4TheevolutionoftheQiangtangbasinfromUpperTriassictoearlyMiddleJurassicperiod

为晚三叠世中、晚期，羌北前陆盆地萎缩，隆起成为剥蚀区，而南羌塘地区随着班公湖一怒江洋盆的打开，在洋盆扩张过程中地壳拉伸减薄，开始沉降，逐渐转变成被动大陆边缘裂陷一坳陷盆地（图3，图4）。

高春文等（2012）通过系统地对羌塘地区晚三叠世盆地的区域构造格架、岩石大地构造及沉积建造研究，提出了羌塘晚三叠世盆地的性质为准克拉通盆地的论断。

宋春彦（2012）认为羌塘中生代盆地的演化可归纳为2大的演化个阶段，即早三叠世-晚三叠世卡尼期前陆盆地阶段和晚三叠世诺利期-早白垩世裂陷-坳陷阶段，后者又可细分为羌南裂陷阶段、羌北裂陷阶段、整体坳陷阶段、萎缩与关闭阶段。

在盆地晚期演化方面，普遍的观点认为，在早白垩世早期，北羌塘大部分地区海水已经退出盆地，并结束了海相盆地的演化（刘勇等，1998；黄继钩，2001）。

然而，余光明等（1990）的研究表明，羌塘中生代盆地关闭的时间可能具有东早西晚的特征，在东部东巧和丁青一带，蛇绿岩和浊积岩北晚侏罗世浅海碎屑岩不整合覆盖在中部尕查鄂日、康目赛姜一带下白垩统被中白垩统角度不整合覆盖；而在西部改则和日土一带，蛇绿岩和浊积岩则被上白垩统不整合覆盖（李勇等，2003）。

近年来，在北羌塘中部地区发现大套海相油页岩及膏盐沉积，其定年结果显示该套沉积形成时代为早白垩世晚期一晚白垩世早期（Fuetal.,2008；王剑等，2007；付修根等，2007）。

该套油岩及膏盐沉积直接不整合于古近系康托组砾岩之下，标志着油页岩及膏盐沉积是羌塘中生代盆地关闭的最高层位。

沉积充填与生储盖油气地质条件

羌塘中生代盆地受金沙江缝合带和班公湖—怒江缝合带的先后拉张、闭合碰状的影响，在晚三叠世诺利期之前形成了前陆盆地，在三叠纪末期-侏罗纪时期形成了被动大陆边缘盆地，而这两类盆地都是目前世界上大型油气田分布的重要盆地。

因此从盆地性质上看，羌塘盆地具有形成大型油气田的地质条件。

羌塘盆地在中生代的沉积演化过程中经历了三叠纪和晚三叠世-早白垩世两大海相沉积旋回，在北羌塘坳陷，两旋回之间为不整合接触；在南羌塘坳陷为整合过渡。

三叠纪末期之前，主要受金沙江洋的闭合、碰撞控制作用，盆地形成了北深南浅的前陆盆地结构，从北到南依次充填了以藏夏河-多色梁子剖面为代表的前渊深水油积砂岩及黑色泥页岩，以菊花山为代表的缓坡相微泥晶灰岩、颗粒灰岩及以沃若山东剖面为代表的前陆隆起带（中央隆起带）过渡相到浅海相含煤碎屑岩夹灰岩。

晚三叠世至早白垩世时期，受班公湖-怒江洋的打开及关闭的影响，南羌塘坳陷形成了北浅南深的被动大陆边缘盆地、北羌塘坳陷受中央隆起带的阻隔而成为半局限盆地。

北羌塘盆地下部发育一套以那底岗日组为代表的陆相火山-沉积岩系，向上依次为雀莫错组三角洲-泻湖沉积、布曲组碳酸盐岩台地沉积、夏里组三角洲相-泻湖相陆源碎屑岩与碳酸盐岩组合、索瓦组开阔台地-浅滩相沉积和雪山组三角洲前缘-平原相沉积。

这一系列沉积充填序列控制着盆地生储盖组合。

烃源层分析

羌塘盆地内发育十多套烃源层，其中最主要经源层为上三叠统肖茶卡组、中侏罗统布曲组和上侏罗统索瓦组（伍新和等，2005；宋春彦，2012；丁文龙等，2011，2013；Wangetal.,2013），岩石类型为碳酸盐岩和泥质岩（图5），烃源岩的展布与发育状况明显受构造背景和沉积环境控制。

上三叠统烃源层主要分布于中央隆起带两侧和北羌塘坳陷的北缘地区，为过渡相含煤碳质泥页岩和深海盆地相黑色泥页岩。

该套烃源层厚度大、有机质丰度

图5羌塘盆地中生界海相烃源岩纵向分布图

Fig.5MesozoicmarinesourcerockprofileintheQiangtangbasin

含量高，如藏夏河-多色梁子一带的深水黑色碳质泥岩的厚度在100m之上,有机质丰度在0.7%之上，最高达2.43%；中央隆起带北侧的沃若山东剖面，过渡相泥页岩烃源岩厚度达576m，单剖面平均有机质丰度达1.61%，最高为3.29%（宋春彦，2012）。

布曲组烃源岩是以一套滨岸—浅海大陆架相灰岩和三角洲相泥质（页）岩沉积。

碳酸盐岩烃源岩分布于整个盆地，总有机质含量平均为0.179%，干酪根类型主要为Ⅰ型。

泥岩烃源岩呈局部分布，东部厚度大于西部，总有机质含量平均为0.517%，干酪根类型主要为Ⅲ型；灰岩、泥岩镜质组反射率（Ro）平均值分别为1.537%,1.791%。

该组泥质烃源岩优于碳酸盐岩烃源岩（伍新和等，2005）。

索瓦组为海退背景沉积，自东向西碳酸盐岩增多，泥岩主要发育在盆地的东部，但厚度远小于碳酸盐岩。

碳酸盐岩烃源岩总有机质含量平均为0.28%；有机质主要以Ⅱ1型为主，其次为Ⅰ型，镜质组反射率（Ro）平均为1.31%。

泥岩有机碳平均为2.398%，有机质主要以Ⅰ型为主，其次为Ⅱ1型，镜质组反射率（Ro）平均为1.696%（伍新和等，2005）。

储层分析

除下侏罗统曲色组外，盆地中生代各组地层都具有储集层分布,其中布曲组和索瓦组以碳酸盐岩储集层为主,雀莫错组、夏里组和雪山组以碎屑岩储集层为主，而肖茶卡组则为碎屑岩和碳酸盐岩储集层。

储集层的厚度总体较大，各组地层的储集层厚度多在百米之上，平面上具有由中央隆起带向南北坳陷中心减薄的分布趋势。

储集物性一般较差，属（特）低孔（特）低渗储集层，但也分布有物性较好的颗粒灰岩和白云岩储集层。

隆鄂尼西剖面的白云岩（赵政璋等，2001b）孔隙度为0.60~15.5%，平均为14.00%；渗透率0.01~283×10-3μm2，平均为223.00×10-3μm2。

此外在盆地的布曲组和索瓦组中还分布有生物礁，造礁生物以珊瑚为主，次为海绵和藻类，单个礁体厚度5~200m，延伸10~3000m不等。

除了上述常规储集层外，盆地的三叠系顶面还存在不整合面及古风化壳储层，主要发育于中央隆起带附近，见溶蚀形成的孔洞、皮壳及堆积的残积层；布曲组灰岩内可能发育有大量溶洞储层，在羌资1井、羌资2井和QK-1井均见有规模不等的溶洞，这些地下溶洞可能成为很好的储集空间。

盖层分析

羌塘盆地的盖层发育，中生代各组均有区域盖层分布。

盖层岩性主要为泥页岩、泥灰岩、微泥晶灰岩、膏盐岩、致密砂岩等。

各组盖层的厚度在平面上具有由坳陷边缘向坳陷中心增厚的特点，坳陷边缘一般在200m之上，坳陷中心多在600m之上，而盆地主要生、储目的层（布曲组和肖茶卡组）均有2000m以上的盖层大面积分布（宋春彦，2012）。

此外盆地广泛发育有多层优质石膏盖层，从层位上看，中侏罗统雀莫错组、布曲组、夏里组、上侏罗统索瓦组及下白垩统白龙冰河组均有分布；从平面上看，除中侏罗统雀莫错组和布曲组由于露头较少而仅见于中央隆起带及潜伏隆起带两侧和北坳陷东部外，其它各层位的石膏层几乎遍布整个北羌塘坳陷和南羌塘坳陷的毕洛错-昂达尔错一带。

各种岩性盖层都具有孔渗性特低、突破压力和排替压力高的特点，特别是盆地石膏盖层的封盖性能极强，因此盆地的油气盖层发育良好。

生储盖组合划分

羌塘盆地各期生油岩厚度较大、有机质丰度较高，为油气的生成提供了物质基础；储集层岩型多样，厚度大，分布范围广泛，为油气的运移和聚集提供了良好的通道和场所；盆地内见多套区域性盖层，同时盆地石膏非常发育，分布范围也较为广泛，为油气的保存提供了关键性保障。

通过对盆地多个剖面的研究发现，生油层、储集层和盖层三者之间的配置恰当，可以划分出五个较好的生储盖组合，即上三叠统肖茶卡组一下侏罗统曲色组组合、下侏罗统曲色组一中侏罗统雀莫错组组合、中侏罗统布曲组一中侏罗统夏里组组合、中侏罗统夏里组一上侏罗统索瓦组组合和上侏罗统索瓦组一雪山组组合。

油气保存条件分析

羌塘盆地的油气保存条件主要涉及构造活动、岩衆活动和地下水活动三个方面的影响。

本文主要讨论构造活动对油气保存的影响。

王立成（2013）通过野外构造地质路线填图、沉积盆地分析、盆地模拟、同位素年代学、热年代学、构造地质学和石油地质学等多学科相结合的手段，探讨了中生代末期构造事件的特征及其与油气保存条件的关系。

结果表明，中生代末期构造事件的时限在125Ma-75Ma，即K1/K2之间。

利用镜质体反射率数据，以获得的四口浅钻和两个典型剖面为基础，利用BasinMod软件，通过盆地模拟，认为北羌塘坳陷基本反映了盆地后期两次抬升过程（图6），第一次是在K1/K2时期，羌资三井索瓦组地层在此次抬升之后，即达到地表高度；南羌塘坳陷的盆地埋藏演化反映了三次抬升和沉积过程，K1/K2时期的抬升后普遍接受晚白垩世沉积，古新世初期的抬升与印度和欧亚的大陆初始碰撞造山相关，渐新世晚期的整体抬升使得南羌塘地区侏罗系地层出露地表。

结合镜质体反射率和磷灰石热历史模拟分析（王立成等，2013）（图7），认为羌塘盆地普遍存在着K1/K2时期的抬升冷却事件，K1/K2时期的抬升冷却使得北羌塘坳陷温度快速降至近地表温度，而在南羌塘该时期的抬升使温度冷却到退火带顶部；导致原西藏高原于40Ma年形成以及后来的持续整体隆升作用可能对北羌塘托纳木地区无影响，而对南羌塘隆鄂尼-昂达尔错地区表现为快速抬升冷却事件。

K1/K2事件是班公湖

图6羌塘盆地四口浅钻井及两条实测剖面埋藏史图

Fig.6BurialhistoryoffourshallowdrillingholesandtwomeasuredsectionsinQiangtangbasin

图7羌塘盆地时间-温度反演模拟曲线

Fig.7Time-temperaturehistoriesofthesamplesfromQiangtangcalculatedbyinversemodeling

—怒江洋盆关闭和羌塘拉萨地体碰撞造山作用的结果，平衡剖面分析（黄继钧等，2007；李亚林等，2008；王立成，2013）（图8）表明盆地主要变形期在中生代，该期事件奠定了侏罗系构造层的基本构造格局。

盆地的大型背斜构造圈闭、盐构造圈闭以及生物礁圈闭和白云岩岩性圈闭形成的时间大都在在K1/K2构造事件之前，该期构造事件抬升剥露对先成油气藏造成破坏，因而对圈闭的意义是消极的，负面的，不利于油气保存。

对隆鄂尼-昂达尔错古油藏的构造解剖和磷灰石裂变径迹分析也表明，K1/K2事件抬升幅度主要为1200m，古油藏正是该期事件破坏的结果；油气包裹体分析也表明，晚侏罗世-早白垩世的油气充注也受到该期构造事件的影响而发生二次运移，对先成油藏有破坏作用。

另外，该期构造事件还使得膏盐岩和泥岩盖层厚度减小，性能变差，不利于油气保存。

因此，中生代末期构造事件对羌塘盆地托纳木和隆鄂尼-昂达尔错地区侏罗系目的层早期油藏的保存是不利的。

图8羌塘盆地中段剖面图及中—下侏罗统平衡剖面

Fig.8GeologicalcrosssectionthroughthemiddleQiangtangBasinandMid-LowerJurassicbalancingcrosssection

结论

青藏高原含油气盆地受控于特提斯体系构造演化，含油气盆地在成因机制、生烃环境与特提斯含油气构造域具有一致性，其烃源岩沉积环境和生烃环境有别于我国东部和中部等含油气大区，是我国一个新的含油气大区。

青藏高原稳定块体之间缝合带的形成演化比较复杂，大洋板块的性质及其消亡过程控制了原型盆地的形成、结构和充填序列。

在洋盆消亡之后，缝合带的相对活动影响着原型盆地的后期改造与晚期陆相盆地的形成，但对缝合带对盆地形成、改造以及对盆地油气运聚、成藏控制作用还有待进一步深入研究。

盆地内发育十多套烃源层，其中最主要经源层为上三叠统肖茶卡组、中侏罗统布曲组和上侏罗统索瓦组，岩石类型为碳酸盐岩和泥质岩，烃源岩的展布与发育状况明显受构造背景和沉积环境控制。

盆地模拟表明，南、北羌塘坳陷存在差异的沉积-埋藏演化过程。

北羌塘坳陷基本反映了盆地后期两次抬升过程，其中在早白垩世末期-晚白垩世早期，即K1/K2时期，羌资三井索瓦组地层在此次抬升之后，即达到地表高度；南羌塘坳陷的盆地埋藏演化反映了三次抬升和埋藏过程，K1/K2时期的抬升后普遍接受晚白垩世沉积，古新世初期的抬升与印度和欧亚的大陆初始碰撞造山相关，渐新世晚期的整体抬升使得南羌塘地区侏罗系地层出露地表。

羌塘盆地中生代末期构造事件是区域性的事件，是班公湖-怒江洋盆关闭和羌塘拉萨地体碰撞造山作用的结果；盆地主要变形期在中生代，白垩纪构造事件奠定了侏罗系构造层的基本构造格局。

羌塘盆地至少存在两期的油气运移充注，时间发生在晚侏罗世-早白垩世和古近纪末期，K1/K2构造事件发生在油气第一次成藏期之后，使得先期成藏的圈闭或油藏发生了抬升剥蚀，油气发生二次运移；该期事件使得膏盐岩和泥岩盖层厚度减小，性能变差，不利于油气保存。

对于羌塘盆地是否存在统一的结晶基底，即盆地性质以及基底时代问题、中央隆起东西向延伸及其对油气运移、聚集的影响须进行深入研究。

对盆地的改造与油气保存问题是目前高原油气调查与评价最为关键的问题。

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