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塔中北坡顺托果勒地区志留系沥青砂岩广泛分布,伴有稠油、正常油和天然气,具有多期成藏与多期改造混合的特征,油气富集规律异常复杂。针对志留系沥青、残留原油（抽提物）和包裹体油,分别从显微红外光谱、分子地化和包裹体等三个方面开展研究区复杂的油气充注、混合和被改造过程研究,总结顺9井区和顺10井柯坪塔格组上段(S1k3-3和S1k3-1)和下段（S1k1）烃类聚集的差异性及其控制因素。塔中北坡顺托果勒地区志留系柯坪塔格组地层已进入成岩作用晚期,成岩作用包括机械压实作用、胶结作用、溶蚀作用和交代作用等。根据烃类包裹体岩相学分析、荧光和冷阴极发光等特征,总结出顺9井区成岩序次为石英颗粒内裂纹→石英颗粒次生加大边/穿石英颗粒裂纹（未穿石英加大边）→晚期方解石胶结物/穿石英颗粒裂纹（穿过石英加大边）;顺10井成岩序次为石英颗粒内裂纹→石英颗粒次生加大边/穿石英颗粒裂纹。论文首次应用储层沥青–单个油包裹体–原油显微红外光谱系统分析辅助油气成藏过程分析,实验发现设定噪音目标在1–10之间,采用高斯–洛伦茨函数分布拟合红外吸收峰,拟合精度高达99.5%,能够减弱基体干扰和谱峰重叠对实验结果的影响,实现了分子结构复杂的储层沥青和包裹体油的定量化研究。针对现有塔里木盆地原油成熟度参数的局限性,依据烷基联苯邻、间、对位取代物及单环与双环、甲基与乙基、甲基联苯与甲基二苯甲烷取代的结构差异对热稳定性的影响,探索性地提出4–/2–MBP、4–/2–EBP、（2,4+2,4’）–/2,2’–DMBP、4,4’–/（2,4+2,4’）–DMBP、3,3’–/（2,4+2,4’）–DMBP、3–MBP/3–EBP,4–MBP/4–EBP、3,3’–DMBP/3–EBP、4,4’–DMBP/4–EBP、3–MBP/3–MDPM和4–MBP/4–MDPM等表征塔里木原油成熟度的新参数。论文综合储层沥青岩相学与显微红外光谱分析、不同井段抽提物地球化学特征和古流体分析等手段,认为顺9井区油气充注至少分为三种模式:早期充注原油生物降解沥青化后没有再充注;后期再充注混合;早期没有充注,仅有后期充注。顺10井烃类遭受了热变质、氧化降解等次生作用后形成了顺层理分布的沥青,后无晚期油气充注。顺9井区S1k3-3井段流体包裹体荧光颜色为蓝绿色,主要宿主于石英颗粒内裂纹和穿石英颗粒裂纹中;砂岩抽提物呈现不同程度的基线鼓包,正构烷烃系列不完整,只检测到明显的nC14–nC20;薄片中检测到次生沥青充填于裂缝或大面积充填于孔隙中,并检测到大量沥青包裹体,宏观上呈块状分布等,由此推断本段为早期充注且烃类成熟度较高,后期没有发生再次充注,结合显微红外光谱分析认为该段沥青是油气运移过程中烃类遭受热变质、生物降解与水洗淋滤作用等次生作用的产物。顺9井区S1k3-1井段流体包裹体荧光颜色为蓝绿色或黄绿色;砂岩抽提物除了与S1k3-3具有共同特征的一类外,检测到另一类完整系列的正构烷烃并具有明显的基线鼓包;该类沥青宏观上呈斑点状或顺层理分布,微观上以纯沥青的形式充填于孔隙中或分布于颗粒边缘,结合显微红外光谱分析确定了本段烃类主要经历了氧化作用和生物降解作用而沥青化,但后期油气发生了再度充注。顺9井区S1k1井段古流体色质谱特征与S1k3-1井段相似,但是该段黄绿色或橙红色烃类包裹体比例变大,说明后期成熟度较低的烃类为该段的充注主力。红外光谱结果显示早期烃类遭受过严重的生物降解作用,后期油气充注后遭受氧化降解作用。论文依据储层沥青分布特征、生物标志化合物、古流体特征等,并结合前人研究成果,认为顺9井区S1k3-3井段油气来源为寒武–下奥陶统,S1k3-1和S1k1井段油气为寒武–下奥陶统和中–上奥陶统混合的结果;顺10井油气来源为寒武–下奥陶统。采用储层沥青和流体包裹体系统分析厘定了油气成藏具体时间,即顺9井区有三期油充注和一期天然气充注,第一期为加里东晚期充注的油（419.6–398.1 Ma）,第二期为海西晚期（271.5–224.0 Ma）,第三期充注的油（11.4–2.2 Ma）和一期天然气（11.1–1.1 Ma）发生在喜山期;而顺10井区只存在两期油充注,第一期为加里东晚期充注的油（419.6–408.4 Ma）,第二期充注的油主要发生在海西晚期（271.6–236.8 Ma）。论文通过对顺9井区3D地震剖面层位和断裂解释发现,志留系油气通过NE向走滑断裂,从T74界面以下的烃源灶或油气藏中垂向输导上来,然后向四周侧向运移,具体成藏过程为:加里东晚期,寒武系—下奥陶统烃源岩达到成熟阶段,排出的烃类沿着NE向走滑断裂运移至柯坪塔格组上段和下段,形成大规模油藏;海西早期构造运动使地层抬升,原生油藏发生水洗、氧化和生物降解作用形成现今大面积分布的沥青砂岩;早二叠世晚期岩浆入侵活动对油气藏起到一定破坏作用,同时也为后期油气聚集提供运移通道;喜山期,中–上奥陶统源岩进入生油高峰期,油气沿断裂和输导层大量运移至顺9井区S1k1井段,形成现今志留系油气藏;由于顺10井远离NE向走滑断裂,因此缺乏喜山期油气的充注。顺托果勒地区志留系柯坪塔格组为“混源多期成藏、早期油藏破坏、晚期充注聚集”的成藏模式,油气勘探关键是要寻找喜山期再充注构造–地层型油气藏,最有利的勘探区带为顺托果勒区块顺9井区志留系柯坪塔格组下段。