西西伯利亚的油气资源

一、概述


俄罗斯西西伯利亚盆地油气分布具有显著的差异性,北部和南部分别主要是气藏和油藏,而中间过渡地段油气兼有。通过阐述西西伯利亚盆地持续沉降、优质烃源岩全区分布、储层与致密盖层有序组合、后期构造破坏作用弱等方面油气成藏地质条件,探讨了这种油气差异分布的控制因素。  
西西伯利亚含油气盆地属于大型大陆裂谷盆地,是俄罗斯境内最大油气产区,位于乌拉山东侧,西与蒂曼-伯朝拉盆地相邻,东以叶尼塞河为界,和东西伯利亚盆地相邻,南邻哈萨克丘陵带,北接喀拉海(杜鹏等,2011),面积达240×104km2,盆地内地势低洼,平均海拔在150m以下。西西伯利亚盆地可分为南西西伯利亚次盆、乌拉尔-弗罗洛夫次盆、中鄂毕次盆、纳迪姆-塔兹次盆、南喀拉海-亚马尔次盆5个次盆。
在盆地中南部,侏罗系烃源岩基本上处于成熟阶段,而下白垩统源岩尚未成熟。在北部,侏罗系烃源岩达到了高成熟-过成熟阶段,下白垩统含煤层系也提供了大量的生物气(陶高强等,2012)。因此盆地油气分布整体上以南油北气为特征,67%的石油分布在中鄂毕次盆,68%的天然气分布在北部纳迪姆-塔兹次盆和南喀拉海-亚马尔次盆。
油气主要储集于侏罗系和白垩系,目前上侏罗统-下白垩统成藏组合中已发现油气藏超过3500个,下侏罗统成藏组合中已发现油气藏超过400个,盆地油气待发现资源量在25×108t左右(梁英波等,2014)。西西伯利亚盆地广泛分布的优质烃源岩及相对稳定的构造背景,为形成大规模的非常规油气连续聚集提供了有利条件。
对西西伯利亚盆地内油气田的分布规律进行研究,指出未来油气勘探的重点,对我国油气公司与俄罗斯油气公司之间合作的商业决策将具有借鉴意义。

二、西西伯利亚盆地油气分布特征

截至2016年1月1日,西西伯利亚含油区共发现油气田902个,其中已开发油气田396个,已准备投产油气田42个,勘探阶段油气田447个,保存油气田17个。其中初始可采储量超过3亿吨油田15个、大油田(3000-3亿吨)157个,3000亿立方米以上气田37个、大气田(30-300亿立方米) 74个。自开发以来,该地区已累计生产石油124亿吨、天然气18.3万亿立方米、凝析气2.44亿吨。预测剩余石油246.54亿吨,天然气79.035万亿立方米,凝析油70.48亿吨(A.M. Brekhuntsov,2017)。
 
西西伯利亚盆地油气分布及地质剖面图

三、西西伯利亚盆地沉积演化

西西伯利亚盆地北部沉积开始于中三叠世,从晚三叠世至早侏罗世,海域面积逐渐向南扩展,在巴柔期到达现今盆地的边缘。三叠系坦别依组由不整合于基底火山岩之上的陆源碎屑沉积岩组成,上覆的秋明组在盆地南部主要为陆源含煤碎屑岩,向北逐渐由陆相转变为海陆交互相地层,且越向北部海相地层所占比例越高,亚马尔半岛和格达半岛全部为海相沉积。中侏罗世时期,秋明组将表面起伏的基底三叠系火山岩地层完全覆盖,而这些起伏区域正是现今油气勘探的重要领域。秋明组在南部地区厚度为0.15~0.2km,北部格达半岛地区增厚至2~2.5km。坦别依组和秋明组在三叠系断陷中厚度可达1~5km,在断陷间的隆起带上不超过500m(Surkov等,1998)。
海进过程开始于卡洛夫期,覆盖了全部含油气系统区域。在基末利期,沉积的碎屑岩厚度达到50~200m。在盆地的中部和南部地区,卡洛夫一基末利期沉积海陆交互相瓦休甘组砂页岩,厚度为50~150m。在盆地西部和北部地区,砂体尖灭,沉积了深海相的阿巴拉克组页岩。提塘至贝利阿斯期,盆地中央发育巨大凹陷,海水充填形成深海厌氧环境,深度为300m,局部地区达到700m,沉积富含有机质的巴热诺夫组暗色页岩。在盆地边缘区域,近岸沉积的页岩有机质含量不高,且砂岩不发育。在亚马尔和格达半岛地区,由于海底强的水动力环境,巴热诺夫组有机质含量减少。纽康姆期,深海盆地逐渐被斜坡沉积所充填,主要碎屑物来自西伯利亚地台,斜坡沉积不断向西前积,每个斜坡沉积都包括近于水平沉积的砂岩或页岩形成的陆架区、向盆地方向倾斜岩层组成的斜坡区以及斜坡尽头由浊积碎屑充填的深水沉积区(云建兵等,2013)。
盆地中央纽康姆阶大陆架地层为梅吉翁组和瓦尔托夫组,斜坡沉积和斜坡末端碎屑冲积扇地层为阿奇莫夫组,包括东部的贝利阿斯阶至西部的巴雷姆阶岩层。西西伯利亚盆地中部,提塘-早贝利阿斯期继承发育的深水盆地没有被纽康姆阶的前积碎屑沉积完全充填,巴雷姆期盆地西部边界附近仍然存在狭窄的深水区。阿普特期,自西伯利亚地台物源发育的三角洲沉积终止,剩余的深水盆地被早期的阿普特阶页岩所充填。西西伯利亚盆地北部,大规模的充填开始于欧特里夫期(Girshgom,1990),深水区的前三角洲沉积与向东方向的碎屑斜坡沉积形成阿赫组。
阿普特一森诺曼期,西西伯利亚盆地西部和亚马尔以及格达半岛西部发育浅海和近海沉积地层,包括阿普特阶塔诺珀查组页岩和维库洛夫组砂岩;阿尔布期发育汉特一曼西组页岩,森诺曼期发育乌瓦特组大规模砂岩。在盆地东部和东北地区,发育冲积平原沉积地层,包括阿普特一森诺曼阶波库尔组含煤层的砂页岩,也是西西伯利亚盆地最重要的天然气储层。土伦期,一个地区性海进体系覆盖整个西西伯利亚盆地并沉积了库兹涅佐夫组硅质页岩。库兹涅佐夫组的上覆地层为以页岩沉积为主的土伦一坎潘阶别列佐夫组和麦斯里希特阶甘金组。下部的别列佐夫组包含20m厚的硅藻土,是优质的饱和天然气储层(Agalakov,1992)。
海相碎屑沉积持续至始新世中期,经过漫长的中生代时期,盆地沉积中心由南部逐渐转移至北部的愕毕湾地区。始新统一上新统沉积厚度超过750m,主要为持续的碎屑岩夹煤层沉积。始新世一渐新世时期,只在盆地东南地区存在浅海。之后西西伯利亚盆地北部地层经历了从渐新世至上新世中期的整体抬升和剥蚀(Surkov et al., 1994)。盆地在东、西向挤压构造应力背景下抬升,发育中生界高幅度背斜,这些背斜蕴藏着盆地主要的天然气藏。晚渐新世一新近纪冰河时期,亚马尔和格达半岛以及喀拉海陆架发育100~200m厚的海相沉积地层,上覆于剥蚀面之上(云建兵等,2013)。
从三叠纪开始到现今,西西伯利亚盆地经历了不同的、长时间的垂直运动。在三叠纪和早侏罗世相对较快的构造沉降之后,晚侏罗世的沉降速度有所减缓,沉降中心由北向东移动。在侏罗系-白垩纪界线处,盆地部分地区出现了明显的隆升。随后,沉降向西移动,在晚豪特里世到达盆地西部。在古新世,盆地的构造和古地理环境发生了变化:缓慢的沉降持续到中渐新世,盆地再次隆升(Vibe et al., 2018)。
 
西西伯利亚盆地地史上的古水深变化图
(据前人数据修改)

四、西西伯利亚盆地储集条件 

巴热诺夫组厚度25~50m,盆地中部厚度在25m左右,北部厚度较大。主要岩性为泥质硅质岩和灰质硅质岩Yuri,2008),其中夹多套薄层碳酸盐岩和泥质粉砂岩,单层厚度多小于1mZanin,2010)。纵向上该组分为 3 段,均富含油,上段以富有机碳的灰质硅质岩、硅质页岩为主,平均孔隙度7.5%,含油饱和度80%左右。中段以泥质硅质岩,平均孔隙度5.5%,含油饱和度 60%~70%。下段以硅质页岩和灰质硅质岩互层为主,裂缝较为 发育,平均孔隙度7%,含油饱和度50%~60%。储集空间主要为晶间孔、微溶洞和有机质孔,局部发育裂缝发育。地层沉积时含有较多放射虫化石层,现今部分被溶蚀,或遭白云岩化后又形成裂缝,成为良好储层Khamidullin,2012)。有机质孔孔隙小且连通性差,在裂缝和溶蚀作用不发育的层段,孔渗都比较低。因此,靠近断裂带,深部热液上涌,促进碳酸盐岩溶蚀,加之裂缝发育,可以进一步促进优质储层的发育。部分碳酸盐岩层被溶蚀,形成毫米级为主的溶孔,小溶洞直径可达1~2cm。
在巴热诺夫组硅质岩和灰质硅质岩中微裂缝密度为20~180条/m,平均90条/m; 在碳酸盐岩层中为60~320条/m,平均为200条/m(IHS,2014)。巴热诺夫组基质渗透率为0. 005×10-32×10-3 μm2,其中灰质硅质岩、硅质岩平均孔隙度在8.6% ,孔隙直径为100~ 250μm,基质渗透率4×10-3μm2。泥质硅质岩平均孔隙度在5.8%,孔隙直径为2.5~25μm,基质渗透率0.46×10-3μm2 
按照致密层系储层划分标准,大部分属于致密层系中Ⅰ类和Ⅱ类致密油储层(贾承造,2012),也含有常规储层和Ⅲ类致密油储层。常规储层主要是富含放射虫层段遭受溶蚀作用,形成大量的溶蚀孔隙和微溶洞,大大提高了储层的孔隙度和渗透率,另外裂缝发育区也会改善储层。Ⅲ类致密油储层主要是泥质含量高、溶蚀作用不明显且遭受了强烈的胶结作用,使得储层物性变得很差。总体上,泥质含量越高,储层物性越差,泥质硅质储层比灰质硅质储层差。纵向上巴热诺夫组上段泥质含量较低、含油饱和度较高,下段泥质含量较高、含油饱和度较低(Lopatin,2003),但整个层段的泥质含量基本上不超过 30% 、含油饱和度大于50%。总体而言,巴热诺夫组上段和下段均为较好的致密油储层。
 
西西伯利亚盆地地层柱状图

五、西西伯利亚盆地北部大气田特征

1.北部烃源岩的时空分布与演化
西西伯利亚盆地下侏罗统下托阿尔阶湖相泥岩中目前的有机碳含量1.5%~3.0%个别层达到了5%Kontorovich,1997)。根据岩石学、干酪根同位素组合及化学成分等资料,该层有机质是陆生高等植物石化作用的产物。根据已掌握资料和其他盆地的现代湖泊的情况可 以推断:在这种湖相地层中有机质含量向盆地中心增高。托古尔组有机质处在热成熟作用高峰阶段,相当于主要生油带中部,其残余生烃潜力达200~600mg/g, 一般在400mg/g以上。在西西伯利亚盆地北部滨海相、海相沉积区,有机质含量明显增高,达2%以上Kontorovich,1997)。因此可推测这些地区属于凹陷区,其中沉积了水体更深的沉积物。
在盆地北部埋藏最深的地区,按有机质热成熟作用程度来说已经超过了主要生油带而进入了深部生气带。下侏罗统生油岩,在亚马尔—塔兹地区的区域凹陷中大约于120Ma前的欧特里夫期和阿普特期开始进入主要生油带,在马斯特里赫特期末结束了生油期而进入了深部生气带,生气过程延续到了古近纪中期。 西西伯利亚盆地中侏罗统存在碎屑状煤炭,在盆地北部滨海相、海相沉积区,有机碳含量达到2.0%~ 3.0%。在亚马尔—塔兹凹陷区,中侏罗统强烈生油始于阿普特期,即115~120Ma前,这一过程直到马斯特里赫特期—古近纪才结束。此后进入生气带,石油开始变为高成熟油和过成熟油,并开始形成凝析油体系。
巴热诺夫组及其相当的层系是西西伯利亚盆地北部最重要的生油岩层。该组的硅质、钙质泥岩特别富含有机质,有机质构成了岩石的重要组分。钙质、硅质泥岩的平均有机碳含量超10%Galimov E,1988)。在伏尔加—早贝利阿斯期西西伯利亚海的深水区有机质含量处处都超过15%~20%,干酪根成了岩石的重要组分。在大部分地区,巴热诺夫组为主要生油层(Kontorovich, 1997)。
西西伯利亚盆地白垩系对生油的贡献要比侏罗系小得多。在白垩系中也曾生成过相当规模的液态烃,但是范围较小。而西西伯利亚北部格达区赛诺曼气藏的气有相当部分来自阿普特阶、阿尔布阶和赛诺曼阶的含煤和亚含煤地层。更年轻的地层已经不能对西西伯利亚盆地贡献任何油气,但它们能为下伏地层中运移来的石油、天然气提供储集空间(杜鹏,2011)。

2. 储集层系及储集类型
白垩系波库尔群为陆相沉积地层,平均厚度为800m,岩性以砂岩为主,含丰富煤层。该群所含天然气占整个盆地天然气储量的95%左右,是西西伯利亚盆地北部天然气的第一大储层。波库尔群顶部的赛诺曼阶含整个波库尔群天然气储量的2/3。
白垩系尼欧克姆亚统为盆地北部天然气的第二大储层,为一套海陆交替相逐步过渡到陆相的沉积地层,占盆地北部5%的天然气都聚集在该层中,气藏中含大量凝析油,岩性以砂岩及砂岩与页岩互层为主。页岩夹层及顶部泥岩是尼欧克姆亚统气藏良好的盖层。特别是瓦尔托夫组顶部泥岩把尼欧克姆亚统天然气与上部 隔离开。 西西伯利亚盆地北部存在油气储层的类型多种多 样,以中生界原生粒间孔隙型碎屑岩储层为主,另外还有水热交代成因的次生孔隙型储层、白云岩化次生孔隙型储层以及表生风化淋滤作用造成的空隙、洞穴、裂缝型储层等Saraev,2008)。
储集物性差别较大,储层有效孔隙度一般在10%以上,最高可达25%~35%(如梅德维日气田波库尔群气藏)。上侏罗统巴热诺夫组含沥青质泥岩中的裂隙和层间缝也可以作为油气储集空间,目前在盆地北部发现了这种类型的油气藏。巴热诺夫组泥岩及与之时代相当的泥岩层在全盆地范围内分布广泛,总厚度约为213m,净厚度120~160m(净毛比为0.6~0.8),净产层厚度达100m。水热交代成因的次生孔隙型储层主要分布在前侏罗系基底岩系中,从全盆地范围内看,具有代表性的在凯梅索维含油气省卡林油田上石炭统泥质硅质岩和放射虫岩、在隆起翼部和倾伏端的中—上泥盆统生物灰岩,平均岩心孔隙度为20%,空气渗透率为58~110mD。 白云岩化次生孔隙型储层也主要分布在古生界含油层系中。由于岩石的白云岩化为同生、准同生期过程,所以白云岩化层段的厚度一般比较均匀,分布比较稳定,储集物性也比较均匀。如在喀拉—亚马尔含油气省新港油气田的古生界油藏是志留系、泥盆系的多孔白云岩作为储层,其孔隙度为7%~20%,渗透率为50~500mD(杜鹏,2011)。

3. 盖层及储盖组合
西西伯利亚盆地北部沉积盖层可以划分为两个超级含油气组合:古生界—侏罗系含油气组合和下白垩统—赛诺曼阶含油气组合。古生界—侏罗系超级含油气组合内部的多套储层 又被区域性、半区域性的或局部性的盖层所分开,形成了多个次级的含油气组合。盆地北部纳德姆—塔兹含油气省区域性盖层是下托阿尔阶的托古尔组泥岩,拉多姆组泥岩也可以充当半区域性盖层(Fomel,1981)。
下白垩统—赛诺曼阶超级含油气组合之上以上白垩统—古近系泥岩作为全区域性封盖层。喀拉—亚马尔含油气省和纳德姆—塔兹含油气省主要的盖层是上白垩统—古近系泥岩,形成的油气藏集中在赛诺曼阶中,如乌连戈伊、杨堡、梅德维日等巨型气田。

六、西西伯利亚盆地部大田特征

1.烃源岩 
西西伯利亚盆地的石油主要生成于中生界地层中,少部分来自于古生界。目前资料表明,只对盆地东部的寒武系进行了研究。下寒武统碳酸盐岩的有机碳含量为 0.1%-0.3%,有机质属于水生生物成因。寒武系与侏罗系地层之间的热成熟作用阶段不连续,这说明:早在中生界沉积之前,寒武系地层中的有机质就已达到了这一热成熟作用—相当于深部生气带。 
西西伯利亚盆地下侏罗统北部滨海相、海相的泥岩沉积,有机质含量高,是很好的烃源岩,而盆地的凹陷区、中央、南部及东部地区的大部,有机质处在主要的生油带;中侏罗统的湖相地层少,也没有形成很好的烃源岩,而冲积和沼泽环境泥岩成为主要的烃源岩;上侏罗统的巴日诺夫组海相泥页岩及其相当的层系是西西伯利亚盆地最主要的生烃岩系;白垩系地层对生油的贡献要比侏罗系小的多,主要是在阿普特阶、阿尔比阶和赛诺曼阶的含煤和亚含煤地层中可以生气。

2. 储集层
西西伯利亚盆地存在多种多样的油气储集层,其中以中生界原生粒间孔隙型碎屑岩储层为主,另外还有水热交代成因的次生孔隙型储层、白云岩化次生孔隙型储层、表生风化淋滤作用造成的孔隙、洞穴、裂缝型储层等,其主要分布在侏罗系和白垩系中。
原生粒间孔隙型储层,主要是中生界各不同层段的砂岩、粉砂岩及砾岩储层。储集空间以原生粒间孔隙为主,均质程度较高。主要类型有河道砂、三角洲砂体及深水扇砂体、冲积相、湖相、滨岸相及浅海相砂岩、粉砂岩等。所形成的储集体为层状或带状,其分布受沉积条件控制,储集物性差别较大,储层有效孔隙度一般在 10%,以上,最高可达 25%~35%,渗透率一般在 10×10-3μm2以上,最高可达 5000×10-3μm2
上侏罗统巴日诺夫组含沥青质泥岩中的裂隙和层间缝也可以作为油气储集空间,目前已在多个含油气区发现了这种类型的油气藏。巴日诺夫组泥岩及与之时代相当的泥岩层在全盆地范围内广泛分布,但其储集性能的非均质性很强,纵、横向上变化都很快。有时在离高产层段很近的另一口井就变为干层。 
水热交代成因的次生孔隙型储集空间主要分布在前侏罗系基底岩系中,如在凯梅索夫-瓦休甘含油气省的卡林油田的早石炭统泥质硅质岩、北卡林油田晚泥盆统含灰岩夹层的硅质泥岩和放射虫岩、在隆起翼部和倾伏端的中一上泥盆统生物灰岩。隆起区岩层受到断裂切割以及沿断裂进行的水热交代作用的影响,形成了次生的储集孔隙和裂隙。由于水热交代作用主要沿断裂带选择性地进行,所以储集性能在空间上变化很大。泥质硅质岩的孔隙度为 2%~16%,渗透率(2~100)×10-3μm2。,有效厚度 6~24m。生物灰岩孔隙度 0.1%~6%,渗透率 0~80×10-3μm2,有效厚度 3~30m;主要的储集空间是裂缝,呈“脉状”分布。这类储层在凯梅索夫-瓦休甘含油气省的奇卡洛夫、哥拉西莫夫油田的古生界油藏中也有分布。

3. 盖层
西西伯利亚含油气盆地中之所以能形成非常丰富的油气聚集,除了丰富的油源条件和良好的储集条件,优质的盖层也是必不可少的,其盆地的主要盖层分布。在该盆地中盖层按其展布面积被分为四级:超区域性盖层,面积12.5×104km2以上,其地面投影占全盆地面积的 50%以上;区域性盖层面积 6×104km2以上,地面投影占盆地面积的 25%以上;半区域性盖层,面积(1~6)×104km2;局部性盖层,面积 200~10000km2
西西伯利亚盆地的沉积盖层可以划分为两个超级含油气组合:古生界一侏罗系含油气组合和下白垩统赛诺曼阶含油气组合。晚侏罗世(包括卡洛期、牛津期、基末利期和提塘期)广泛海侵时期形成的大套泥岩地层将两个超级含油气组合隔开,并构成了古生界一侏罗系超级含油气组合的全区性封盖层。这套封盖层在盆地的不同地区涉及到不同的地层:在南部各含油气省包括阿巴拉克组(卡洛阶、牛津阶、基末利阶)、图特列伊姆组和费多罗夫组(提塘阶)泥岩及其时代相当的其他组系的泥质岩;沿汉特一曼西斯克和纳德姆坳陷的西南斜坡,这套盖层中常包含着透镜状和楔状砂层;在盆地中央区,侏罗系超级组合的盖层只由巴日诺夫组组成;在盆地东部,马里亚诺夫组和亚诺夫斯坦组构成了古生界一侏罗系超级组合的盖层。
古生界一侏罗系超级含油气组合内部的多套储集层又被区域性的、半区域性的或局部性的盖层所分开,形成多级次的含油气组合。在汉特一曼西斯克、尤甘、纽罗利等凹陷区的区域性盖层是下托阿尔阶的托古尔组泥岩,拉多姆组泥岩也可以充当半区域性盖层。中侏罗统仅发育了半区域性的和局部性的盖层。在盆地中央和东南部各含油气省,下瓦休甘亚组泥岩成为区域性盖层。 
塔林巨型油田的下~中侏罗统油藏是区域性盖层托古尔组和拉多姆组泥岩封盖的。费拉洛夫-乌拉尔含油气省的沙伊姆油区或别列佐夫气区沃古尔金组(卡洛一牛津一基末利阶)油气藏都受阿巴拉克组泥岩遮挡。在凯梅索夫-瓦休甘含油气省、中鄂毕含油气省的东部、纳德姆-塔兹含油气省发现的大量的油藏和气藏多数受全区性的和区域性的盖层遮挡。 
同时必须指出,上侏罗统全区性盖层在有时也可以作为储层。在汉特~曼西斯克东面阿巴拉克组泥岩相变为砂岩,在一些地方还形成了油藏。巴日诺夫组泥岩中发现了 60 多个裂缝性油藏。 下白垩统一赛诺曼超级含油气组合之上以上白垩统一古近系泥岩作为全区性封盖层。在纳德姆-塔兹、中鄂毕含油气省,阿雷姆组泥岩及其同时代的其他泥质岩地层充当了贝里阿斯一欧特里夫阶储集层的区域性盖层。在盆地西部的维库洛夫和乌瓦特区域性储层被汉特一曼西斯克组泥岩封盖层所遮挡。在盆地东部的阿普特阿尔比阶和赛诺曼阶渡库尔组是湖泊、沼泽和河流冲积成因的,缺少可靠的盖层,但新的地震资料和钻井资料证明存在着因韵律性沉积作用而形成的局部性盖层。

七、油田气田主控因素

1.大型天然气田的主控因素 
西西伯利亚盆地北部大量有利地质因素及其最佳组合形成了一系列巨型天然气田。 
首先,生储盖的极佳组合对西西伯利亚盆地大气田的分布起到了重要的控制作用。西西伯利亚盆地在侏罗纪沉降速率较慢,盆地中沉积了有机质含量极高的巴日诺夫组泥岩,并且在北部纳德姆-塔兹、喀拉-亚马尔含油气省广泛发育,提供了充足的烃源条件。就储集层而言,白垩系波库尔组含煤地层在盆内的分布与发育程度不同,具有南差北优、边缘差中间好的特征。同时,波库尔组演化程度较高的地区(Ro 为 0.5%~0.7%)也正好位于乌连戈伊等巨型气田较为集中的北部地区。含煤地层与腐殖型分散有机质的这一变化特征,决定了赛诺曼阶生气强度有南差北优、边缘差中央好的规律,这些特征与盆地中天然气的分布规律基本一致。在此基础上,全区域分布的土仑阶到古近系的大套泥岩盖层则为天然气提供了最可靠的封闭。这样就形成了很多“自生自储”的大型气田,如乌连戈伊等。 
其次,天然气的生成、运移和聚集作用在时空上的有效匹配,进一步决定了大油气田在生储盖发育区的具体分布位置。三叠纪时,由于盆地基底受不均一拉张形成裂谷,为盆地北部的早期阶段差异沉降形成了同沉积构造,为生成烃类造就了良好的构造圈闭条件;上覆地层的差异压实和基底断层的活动形成了切割上覆地层的断层,为油气向上运移提供了优势通道;形成多层叠合的油气藏。目前盆地中发现的大型天然气聚集带都与大型古隆起密切相关,发育了与长垣型隆起有关的天然气聚集带和古隆起斜坡部位的地层-岩性圈闭型天然气聚集带。
良好的大地构造条件、地理环境和气候因素对西西伯利亚盆地北部大气田的形成也起到至关重要的作用。
 
西西伯利亚盆地油气系统

2.大油田形成主控因素 
西西伯利亚盆地除了良好的生、储、盖等石油地质条件外,通过整理资料得出另外一些有利因素的最佳组合以及这些因素朝同一方向的作用也是导致了西西伯利亚含油气盆地巨大石油资源和大量巨型油田的形成的重要原因。 第一个,也是主导因素,就是全球性的地壳运动。在地壳运动的作用下,在乌拉尔-蒙古活动带的最东北边缘形成了北极-北大西洋裂谷系的东支。沿裂谷带地壳拉张,与之相伴形成了大量的基性和碱性火山岩、凝灰岩,从而导致了乌拉尔和西伯利亚地台之间巨型沉降带的形成。因此,在中-新生代形成了面积巨大和沉积厚度巨大的后裂谷大陆台向斜型沉积盆地。它是地球表层最大的沉积盆地之一。根据趁机充填体积,与之可以相比的仅有波斯湾、墨西哥湾、伏尔加-乌拉尔等沉积盆地。 
另外还要注意,强烈的海西褶皱作用和与之相伴的强烈的类花岗岩浆活动导致了大量的热能从基底涌向正在形成的沉积盖层。这就保证了沉积有机质在相对较浅的深度就经历了热成熟后生成大量油气。 西西伯利亚中-新生代沉积盆地的形成始于早侏罗世。盆地沉积作用的水进-水退旋回性为烃源岩、储集层和盖层的形成提供了有利条件。 
在西西伯利亚的地质发展史上,还有两个特别阶段。第一个是中侏罗世,第二个是阿普特期。这两个时期是成煤期,期间在盆地内堆积了大量聚集型或分散型陆生有机物质。良好的大地构造条件、地理环境和气候因素对于侏罗系地层中烃源岩的形成起了极其重要的作用。沉积作用越慢,岩石中有机物质的富集程度就越高。 
另外还应强调西西伯利亚盆地含油气性的另一个有利因素。如果西西伯利亚盆地的油气藏形成于古老的地质年代的话,扩散作用便会导致烃类大量的逸散,那样的话,便降低了盆地的油气资源量。相对较晚的成藏期避免了烃类的大量扩散。确保了西西伯利亚盆地大油田的形成。

3.地温对油气分布的影响
地层温度是决定生油潜力的关键因素,它包括对岩石分散有机质的改变、生油过程以及碳氢化合物的运移、聚集和降解(Dmitriy et al., 2022)。
对西西伯利亚板块温度状况的第一次研究是在1960-1970年期间进行的。在这些研究的基础上,Yu建立了该剖面中生代部分的第一套温度图。
1970年到1980年,对大多数石油和天然气矿床进行了详细的研究。在西伯利亚地台对地球内部温度状况的第一次一般观测是与石油和天然气调查有关的(Fotiadi等,1970年; Sokolova等,1978; Lysak, 1984)。
第一批热流动数据是在1980-1990年期间获得的(Kurchikov和Stavitskii, 1986, 1987; Duchkov, 1997; Duchkov et al., 1997)。
地幔柱流位于盆地北部,垂直运动在那里开始(Rudkevich, 1976),并且在那里它们的振幅最大。羽流物质向外围的传播可能导致了盆地南部地区的三叠纪抬升,随后是三叠纪后的沉降(Friedrich et al, 2017)。然而,除了热异常的时间衰减外,羽流后沉降还应考虑西伯利亚的跨地幔运动(Vibe et al., 2018)。

八、小结

1)西西伯利亚盆地是世界上油气资源最丰富的含油气盆地之一,含油气层系主要发育在叠置于三叠纪裂谷层序之上的中生代—新生代平缓巨型坳陷内。侏罗纪—白垩纪拗陷阶段发育了优越的石油地质条件:晚侏罗纪开始发育的巴热诺夫组烃源岩,为盆地富油气奠定了坚实的烃源基础;拗陷阶段发育的烃源岩与同期多套储集体良好配置,形成了多套油气成藏组合。
2)盆地侏罗纪—白垩纪早期经历了一个超级海侵—海退旋回,后期又经历了多个快速变化的海侵—海退旋回,纵向上形成7套成藏组合,其在平面上差异性分布:下部侏罗系3套成藏组合主要分布在盆地南部和中部地区;中间下白垩统成藏组合基本上分布于整个盆地的中央坳陷区;上部下白垩统阿普特阶—上白垩统3套成藏组合主要分布于盆地中部—北部的近东侧隆起构造带。
3)西西伯利亚盆地持续沉降、优质烃源岩全区分布、储层与致密盖层有序组合、后期构造破坏作用弱等方面是西西伯利亚盆地油气富集并形成大型油气田的有利因素。
4)地层温度是决定生油潜力的关键因素,它包括对岩石分散有机质的改变、生油过程以及碳氢化合物的运移、聚集和降解。西西伯利亚地区

本文据(李江海,2025,世界地质学讲义)修改补充,限于篇幅,参考文献略。本文材料仅限于学术研究和教学使用,文中图片版权所有,请勿转载,请勿商业使用

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发布于 2025-01-06 06:31:02
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