0 前言

准噶尔盆地是新疆三大盆地之一，位于中国的西北部，夹持于天山山脉和阿尔泰山之间，为一个大致呈三角形的内陆盆地，面积为13.6×10⁴ km²。盆地自晚石炭世形成以来，发育了上石炭统至第四系的沉积地层，最大沉积地层厚度可达15 000 m。准噶尔盆地经历了多期构造运动的改造，是典型的叠合盆地，拥有石油资源量85.6×10⁸ t^{[1, 2]}。根据第三次资源评价结果，侏罗系油、气资源量分别占整个盆地的29.53%和33%，石油预测储量占全盆地总预测储量的57.57%，但侏罗系的探明程度不高，石油为17.5%，天然气仅为3%,说明侏罗系勘探潜力巨大。

准噶尔盆地腹部地区勘探面积巨大(面积约54 300 km²)，下一步油气勘探有利区的预测即成为至关重要的问题。前人对准噶尔盆地侏罗系油气分布和成藏的认识多集中于静态分析和单地质因素的简单叠加组合，很少涉及到定量研究。如提出了受烃源灶控制的“源控论”^[3]，油源通过断裂疏通、沿梁富集的“断控、梁控论”^{[4, 5, 6, 7]}，冲积扇-河流-三角洲沉积体系和储层控制着油气分布的“相控论”^{[8, 9]}等等。要素匹配成藏模式是预测油气藏有利分布区带的一种有效可靠的方法，在塔里木盆地和辽河凹陷的应用中都取得了良好的效果^{[10, 11, 12]}。本文应用要素匹配成藏模式(T-CDMS)，在对准噶尔盆地腹部地区侏罗系四大控藏要素烃源岩(S)、沉积相(D)、古隆起(M)和区域盖层(C)控藏地质特征研究的基础上，建立了各个主控因素的控藏定量数学模型^[13]。并将4个单因素控藏概率加权平均得到功能要素综合控藏概率指数，依据该指数预测准噶尔盆地侏罗系目的层在两个不同成藏期的有利成藏区域。

1 成藏功能要素分析与定量表征 1.1 烃源岩

准噶尔盆地烃源岩在玛湖凹陷、盆1井西凹陷、昌吉凹陷、石南凹陷和东道海子凹陷等凹陷均有发育，且各凹陷发育的烃源岩主要为下二叠统风城组、中二叠统下乌尔禾组和侏罗系煤系地层三套。从目前的油气藏分布来看，准噶尔盆地已发现的27个油气田大多位于生烃凹陷周缘正向构造单元及斜坡上，如玛湖凹陷西缘的克拉玛依油田，盆1井西凹陷北部的石西、石南、陆梁油田以及阜康凹陷之东的三台、北三台、沙南油田。这表明油气藏的形成和分布受烃源灶的控制，符合胡朝元^[14]提出的生油区基本控制油气分布的规律，及其油源区控制油气田分布的“源控论”^{[14, 15]}。

根据要素匹配成藏模式，结合准噶尔盆地实际地质条件研究表明，烃源岩灶的3个地质条件控制着油气藏的分布范围，它们分别是准噶尔盆地烃源灶供油气中心的排烃强度、盆地烃源灶排烃强度中心距成藏区的距离、盆地烃源灶排烃门限距成藏区的距离^[16]。其定量表征公式如下：

Y_S=0.046e^0.12q_e-0.16ln(L)+0.65e^{-8.235 7(l+0.1)2}+0.134 5 。 (1)

根据准噶尔盆地的排烃强度^[17]，按照公式(1)计算了准噶尔盆地侏罗系烃源岩控藏概率(图 1)。从图 1中可看出，靠近盆地中玛湖凹陷、盆1井西凹陷和东道海子凹陷等排烃凹陷中心，烃源岩控藏概率较高。

图 1 准噶尔盆地侏罗系烃源岩控藏概率 Fig. 1 Probability graph of source controlled Jurassic System in Junggar basin

图选项

层序地层学研究发现，准噶尔盆地侏罗系含油建造与河控三角洲有关。对准噶尔盆地已发现油气藏的储层沉积相带进行统计，结果显示，受岩相的控制，90%的油气藏分布在三角洲、扇三角洲和曲流河这些高孔渗的相带内。侏罗系已发现的油气藏和油气井几乎均分布在三角洲沉积相带内，其中腹部地区以三角洲前缘相为主;河口地区，储集层为水下分流河道砂或河口砂坝^{[8, 18, 19]}。如石南、石西、莫北2和彩南等油藏，主要储集层都是三工河组中部的生长型三角洲砂岩储集体，剖面上具有反旋回特征。高孔渗的沉积相发育区有利于油气聚集，它们的形成和分布控制着油气藏的形成和分布。

本次相控作用的定量表征采用的是赋值方法：对发现油气藏数最多的沉积相的油藏数赋值为1，其他沉积相与发现油气藏数最多的沉积相的油藏数之比即为相对成藏概率。如此，即建立了沉积相与油气控藏概率之间的定量化标准。依据统计结果，建立了准噶尔盆地侏罗系不同沉积相与成藏概率之间的关系(表 1)。从表 1可见，在准噶尔盆地侏罗系的各相带中，三角洲前缘相发现油气藏数最多，故把其控藏概率赋值为1；其次为三角洲平原相和扇三角洲相，相应地把其控藏概率赋值为0.6；而滨浅湖相和半深湖相则没有油气藏发现，其控藏概率赋值为0。

根据准噶尔盆地侏罗系沉积相图，按照以上赋值方法，绘制了准噶尔盆地侏罗系沉积相控藏概率图(图 2)。准噶尔盆地侏罗系以三角洲沉积相为主，主要发育在石南凹陷、莫北凸起和白家海凸起等构造带中。从图 2中可以看出这几个构造带的控藏概率值较大，符合高孔渗沉积相控藏模式。

图 2 准噶尔盆地侏罗系沉积相控藏概率 Fig. 2 Probability graph of sedimentary facies controlled Jurassic System in Junggar basin

图选项

古隆起是指地质历史过程中的正向构造单元，是盆地油气运移的指向和聚集场所之一。国内外大量实例说明，古隆起的形成和分布控制着油气藏的形成和分布^{[20, 21]}。

准噶尔盆地的古隆起形成时间不尽相同，既有二叠纪也有侏罗纪。受构造的控制，油气多沿继承发育的古隆起、古鼻梁进行运聚分配^{[22, 23]}。目前腹部地区侏罗系已发现的油气井和油气田主要分布在陆梁隆起和中央坳陷带的凸起部位，而凹陷区目前没有发现大规模的油气聚集。油气藏主要分布在盆地腹部地区的莫北凸起和陆梁隆起中的三个泉凸起、石南断阶、基东构造等二级构造带内^[24]，统计结果显示这些隆起带中已发现油气井数占整个层系的86%，具有古隆起控藏的特点。

古隆起单因素控藏概率与油气藏至古隆起顶点距离的关系，可定量表征古隆起控藏概率。笔者通过统计油气藏数量和储量与古隆起的关系，分析发现准噶尔盆地古隆起上形成油气藏数最多的部位是坡顶和坡上，但储量主要富集在古隆起的坡顶。通过对古隆起进行归一化处理，然后根据上述统计关系，将油气藏数分布频率转化为成藏概率，便可以拟合出古隆起不同部位单因素控制下的成藏概率分布公式：

Y_M=e^{-1.522 5X_M} 。 (2)

根据准噶尔盆地地史时期的古隆起分布图，按照公式(2)，计算了准噶尔盆地侏罗系古隆起控藏概率(图 3)。从图 3可以看出，在陆梁隆起区控藏概率值明显偏高。

图 3 准噶尔盆地侏罗系古隆起控藏概率 Fig. 3 Probability graph of mountain controlled Jurassic System in Junggar basin

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区域盖层对盆地或凹陷的油气富集程度和纵向分布具有重要作用，盖层厚度与油气丰度具有正比关系^[25]。盖层厚度与封闭能力之间的关系主要体现在连续性上，厚度越大，盖层横向连续性越好^[26]。因此,一个盆地只要盖层厚度达到横向连续分布的厚度，就能封住大量油气。准噶尔盆地主要发育三套稳定的区域盖层，分别是三叠系上统白碱滩组、侏罗系下统三工河组以及白垩系下统吐谷鲁群组，它们都连续稳定地分布在整个盆地中，对油气的封盖起到了重要的作用^[27]。

本文主要采用地质统计的分析方法对区域盖层封油气性进行定量化处理。通过统计准噶尔盆地区域盖层厚度与工业油气井累计数的关系发现，随着盆地盖层厚度的增加，出现的工业油气井数也随之增多;说明盖层厚度对油气的封盖起到很重要的作用。将工业油气井出现次数累计频率转化为成藏概率，建立二者之间的定量关系模式：

Y_C=0.166ln(X_C)-0.162 。 (3)

按照公式(3)计算了准噶尔盆地侏罗系盖层控藏概率(图 4)。准噶尔盆地几乎全区都有盖层分布，只是薄厚不同而已，从图 4中可以看出，在盆地的腹部地区,控藏概率值都达到了0.5以上，整体显示盖层分布良好。

图 4 准噶尔盆地侏罗系盖层控藏概率 Fig. 4 Probability graph of cape rock controlled Jurassic System in Junggar basin

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准噶尔盆地在地史过程中主要经历了3个重要的成藏期，分别为印支期(T₃)、燕山期(J₃)和喜山期(E₂)^{[28, 29, 30]};侏罗系主要经历了后两个成藏期。按照要素匹配叠加复合控藏原理，并根据上述定量化方法，预测出了侏罗系目的层各个成藏期的有利油气成藏领域。侏罗系在燕山成藏期(J₃)的有利成藏领域主要分布在乌伦古坳陷东南部、石南凹陷、莫北凸起、盆1井西凹陷西南部和帐北断褶带(图 5)；喜山成藏期的有利成藏领域主要分布在陆梁隆起大部分地区、玛湖凹陷大部分地区和东部隆起东南部(图 6)。

图 5 准噶尔盆地腹部功能要素匹配预测侏罗系燕山成藏期(J3)有利成藏领域 Fig. 5 Favorable accumulation areas of Jurassic System in the first stage(J3),Junggar basin

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图 6 准噶尔盆地腹部功能要素匹配预测侏罗系喜山成藏期(E2)有利成藏领域 Fig. 6 Favorable accumulation areas of Jurassic System in the second stage(E2),Junggar basin

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图 7是侏罗系目的层在两个主要成藏期内油气成藏范围和成藏概率的复合叠加结果，可以依据这一结果预测侏罗系目的层现今条件下的综合有利成藏领域。结果表明，侏罗系最有利的成藏领域为陆梁隆起地区、莫北凸起地区、玛湖凹陷地区、帐北断褶带地区和乌伦古坳陷东南部，次有利的成藏领域为东部隆起东南部地区。

图 7 准噶尔盆地腹部功能要素匹配预测侏罗系综合有利成藏领域 Fig. 7 Favorable accumulation areas of Jurassic System in Junggar basin

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为检验该成藏模式在准噶尔盆地油气勘探中应用的可靠程度，将准噶尔盆地侏罗系已发现油气藏的数和功能要素控藏概率进行了统计研究(图 8)。研究结果表明：准噶尔盆地侏罗系已发现油气藏的功能要素控藏概率均较高，一般大于0.6；且功能要素组合控藏概率越高，发现油气藏数越多；侏罗系已发现的油气藏落入预测区带内的概率也达90%以上，说明该方法具有切实的有效性和可行性。

图 8 准噶尔盆地侏罗系功能要素组合控藏概率与油气藏数的关系 Fig. 8 Relationship between the number of reservoirs and complex probability of Jurassic Systemin in Junggar basin

图选项

1)准噶尔盆地侏罗系油气资源丰富，目前已发现的油气平面上主要分布在盆地腹部地区的莫北凸起和陆梁隆起中的三个泉凸起、石南断阶和基东构造等二级构造带内；纵向上主要分布在烃源岩附近的成藏组合中；并且90%的油气藏分布在三角洲、扇三角洲和曲流河高孔渗的相带内，符合要素匹配成藏模式(T-CDMS)。

2)通过对准噶尔盆地腹部侏罗系油气分布四大主控因素的控藏地质特征研究，建立了各个主控因素的控藏定量数学模型。将单因素控藏概率加权平均得到功能要素综合控藏概率指数，依据该指数预测了准噶尔盆地侏罗系目的层在两个不同成藏期的有利成藏区域。

3)预测结果表明：侏罗系最有利的成藏领域为陆梁隆起地区、莫北凸起地区、玛湖凹陷地区和沙北断阶带地区。经证实已发现的油气藏落入预测区带的概率达90%以上，说明该方法具有一定的有效性和可行性。