波斯湾盆地概述
陆首达 20091002070 021093
摘要：截至2009年，全球已发现大油气田1021个，其中波斯湾盆地有209个大油气田，拥有世界上最大的油田和气田，其中有大油田155 个、大气田54 个。波斯湾盆地石油剩余探储量为754.2×109bbl,占世界石油剩余探明储量（1395.2 × 109bbl）的56.6%，这些储量主要分布于沙特阿拉伯、伊朗、伊拉克、科威特、阿联酋5 个国家。波斯湾盆地天然气剩余探明储量为76.18 ×1012m3，占全球天然气剩余探明储量（187.49×1012m3）的40.6%，这些储量主要分布于伊朗、卡塔尔、沙特阿拉伯和阿联酋4个国家。在这一地区不但石油聚集条件优越，而且也非常有利于天然气成藏。
一．地质背景
波斯湾盆地位于阿拉伯板块内，介于北纬13°～38°、东经35°～60°之间，涵盖了也门、阿曼、沙特阿拉伯、阿联酋、卡塔尔、巴林、约旦、以色列、巴勒斯坦、黎巴嫩、叙利亚、伊拉克、科威特、土耳其东南部和伊朗西南部等，面积达305×104km2。西边的阿拉伯地盾的地势相对较高，向东地势减缓，逐渐过渡至地势较低的波斯湾和底格里斯—幼发拉底河谷， 再向东是构成波斯湾盆地东部边界的扎格罗斯褶皱冲断带。波斯湾盆地北部地区为底格里斯—幼发拉底河的冲积平原，现今，底格里斯—幼发拉底三角洲仍在前积，逐渐充填波斯湾。波斯湾盆地中、南部地区分布有世界上两个最大的沙漠：沙特阿拉伯北部的内夫得（Nefud或Nafud）沙漠和沙特阿拉伯南部的鲁卜—哈利沙漠。
波斯湾盆地的基底由前寒武纪的结晶岩和始寒武纪的变质岩及火山碎屑岩构成，在阿拉伯地盾上有广泛的出露。另外，在阿曼山东部的一些露头和深井中也发现了由火山岩和变质岩构成的基底，其放射性同位素年龄大致为7.4～8.7 亿年[5]。盆地的沉积盖层巨厚，时代从前寒武纪一直到新近纪。厚度自西向东增厚，从小于5000ft（1525m）到波斯湾附近的超过30000ft（9150m），在扎格罗斯盆地厚度可达45000ft（13715m）以上。始寒武系为一套含蒸发岩的地层，古生界是一套以碎屑岩为主的层系，碳酸盐岩局限于中寒武统、泥盆系和上二叠统，中、新生界则主要由碳酸盐岩组成。
阿拉伯板块在显生宙的大部分时间里是非洲板块的一部分[5,6]。古生代末期—中生代初期，伴随着新特提斯洋的开启，发生了大陆裂解，中伊朗板块从非洲板块分离了出去。随后于新近纪发育了从印度洋传递过来的扩张脊，形成了亚丁湾，同时沿红海的海底扩张开始发生。欧文（Owen）裂隙带和亚丁湾裂谷构成了阿拉伯板块的东南边界，红海裂谷系统和亚喀巴 （Aqaba）湾构成了阿拉伯板块的西南边界。由于这两条边界都是近期形成的，因此这两个地区的海岸平原极不发育。与红海开启相伴随的剪切裂隙通过亚喀巴湾向东北方向延伸至陆地，并形成了死海裂谷，死海裂谷和与其伴生的断裂系统构成了阿拉伯板块的西北边界。板块的北界和东北界最容易界定，此处托罗斯山脉向东过渡至扎格罗斯褶皱冲断带。托罗斯山脉的北面为安纳托利亚（Anotalian）高原，扎格罗斯的东北面是中伊朗高原。
阿拉伯板块构造单元分区
二．地层单元
早古生代期间，波斯湾盆地为一个相对稳定的被动大陆边缘沉积背景，晚古生代期间，沉积背景转变为活动大陆边缘，在该陆架边缘上沉积有陆相和浅海相沉积物。目前已有的资料表明，古生界以碎屑岩为主，在阿拉伯板块北缘、东北缘和东南缘，其厚度超过了4500m。 阿拉伯半岛的上二叠统称为Khuff组，其标准剖面在沙特的艾阿—胡夫附近，厚约171m，主要岩性为白云岩、灰泥石灰岩、薄层页岩和泥岩，岩性特征反映出了一个海进沉积序列。在阿布扎比，Khuff组厚900m左右，主要是厚层浅海相石灰岩，其次是白云岩，另外还含有少量页岩。在卡塔尔，该组由石灰岩、白云质石灰岩和硬石膏组成，沉积环境为开放性浅海到潮上带。Khuff组地层向东、东北和东南增厚，在波斯湾盆地的中部和东部，厚度一般为365～388m（1200～1600ft）；在阿曼和伊朗，厚度达到最大，超过了1525m（5000ft）。 侏罗纪期间，波斯湾盆地的大部分地区被浅水陆表海覆盖，海平面呈现出周期性的升降变化。尽管海平面的绝对升降量不大，但是由于地势平缓，由海平面升降引发的海进和海退导致沉积环境的巨大变化。沉积相分布图和沉积物等厚图明显表征出，开阔的新特提斯洋位于阿拉伯板块的北部和东北部。侏罗系地层自阿拉伯地盾向东北方向增厚，在中阿拉伯次盆地沙特阿拉伯部分和扎格罗斯次盆地伊拉克部分，地层厚1525m（5000ft）以上。在约旦，出露的侏罗系地层厚430～450m。
波斯湾盆地在白垩纪的大部分时间里，继承了侏罗纪期间建立起来的沉积格架，即浅海碳酸盐岩陆架沉积环境，到了坎潘期，沉积物开始沉积于正在发育的前陆坳陷，这个前陆坳陷的出现标志着新特提斯洋闭合的开始，以及阿曼和伊朗境内推覆体和蛇绿岩的置入。自坎潘期，阿拉伯地台逐渐消亡，海域的局限程度逐渐加强，最终形成了现今波斯湾盆地的地理景观。阿拉伯地台东缘的前陆坳陷在白垩纪沉积物的等厚图中表现得十分明显。在沙特阿拉伯中部、伊拉克西部、阿曼和也门，白垩系厚度一般小于900m（2950ft），在伊朗、伊拉克的东北和东南部、科威特和沙特阿拉伯东南部，白垩系厚度超过2450m（8035ft）。
新生代期间，新特提斯洋闭合，而亚丁湾和红海裂开形成新的海洋，与裂谷相关的亚喀
巴—死海和苏伊士湾剪切裂谷系统也发育了起来。这些构造运动的位置决定了阿拉伯板块的现今界限。在波斯湾盆地，新生界沉积物的厚度在伊朗西南部的褶皱带超过了5000m（16400ft），向西变薄，直至沙特阿拉伯中部的零线。在红海盆地，沉积物厚915～3575m。
三．生、储、盖组合
1.储层
优质的储层广泛分布于波斯湾盆地，这些储层以厚度大、孔隙度高、渗透率高和裂缝系统广泛发育为主要特征。就波斯湾盆地整体油气资源分布看，在阿曼南部主要产层为古生界碎屑岩储层，在阿曼北部主要产层为中生界储层，在阿拉伯地台区中部以中生界产层为主，在扎格罗斯山前褶皱带以新生界产层为主。就天然气而言，碳酸盐岩储层中的天然气至少占天然气最终可采储量的95%，其余的5%储于砂岩储层。对54个大气田剖析发现，影响大气田最重要的储层为上二叠统Khuff 组产层、上侏罗统产层、中白垩统产层和渐新统—下中新统Asmari组产层。 2.盖层
波斯湾盆地的盖层以硬石膏为主，蒸发岩出现于几套沉积层系内。除此之外，页岩和致密碳酸盐岩也同样可以构成有效的盖层。主要盖层包括封堵了上侏罗统Arab组油气的上侏罗统Hith组硬石膏层，为渐新统—下中新统Asmari组油气藏提供了区域盖层的下中新统Gachsaran 组（下Fars 组）的硬石膏层，封堵了伊朗迪兹富勒坳陷油气富集区内油气的白垩系薄层致密石灰岩[4]。下三叠统泥质白云岩和页岩是波斯湾盆地二叠系Khuff组气藏的盖层[8]。波斯湾盆地盖层时代主要介于二叠纪—早中新世之间。该盆地盖层有区域性盖层和局部盖层两种。
区域性盖层在波斯湾盆地广泛分布，其区域展布对油气藏的分布有着直接控制作用。上二叠统Khuff组气藏分布区与下三叠统Sudair组区域盖层的分布区相重叠。Fars组蒸发岩系，只能形成古近系—新近系小型油气藏。在有下Fars组盐岩盖层的地方，该组厚度大，封 闭的油藏柱高度也大。
与区域性盖层不同的是局部盖层，主要有两种情况:一种是由于岩相岩性的变化，使某一非渗透层段在一个或几个构造上形成盖层；另一种是由于周期性沉积相的变化，在同一组段内形成多个储盖组合，对油气在纵向上的分布有一定的控制作用。 3.生储盖组合
波斯湾盆地发育多套生储盖组合，大气田涉及最重要的有以下几个:上古生界储盖组合、侏罗系储盖组合、白垩系储盖组合和古近系—新近系储盖组合。
上古生界储盖组合：在扎格罗斯次盆地，这套生储盖组合的烃源岩为志留系Gahkum组页岩，储层为下二叠统Faraghan组碎屑岩、上二叠统Khuff组碳酸盐岩和下三叠统Kangan组砂岩，盖层为下三叠统Sudair组页岩和三叠系蒸发岩系。在阿拉伯地台区，烃源岩为下志留统Qalibah组Qusaiba段热页岩，其中一套储层为石炭系—二叠系Unayzah组砂岩，盖层为层内的页岩和上覆的上二叠统Khuff组内的蒸发岩；另一套储层为二叠系Khuff组碳酸盐岩，盖层为下三叠统Sudair组页岩。
侏罗系储盖组合:烃源岩主要为Tuwaiq组泥质灰岩和Diyab组生油岩，储层为Arab组碳酸盐岩，盖层为上侏罗统Hith组硬石膏及Arab组内的硬石膏夹层。 白垩系储盖组合：在阿联酋，烃源岩为Diyab组生油岩，在晚白垩世坎潘期进入生油高峰，生成的油气做垂向和侧向运移，侧向运移到侏罗系构造，形成上侏罗统油藏，向上运移的气在下白垩统Thamama群的储层内聚集成藏，盖层为上部的Nahr Umr组。在扎格罗斯次盆地，烃源岩为中白垩统Khazhdumi组，储层为中白垩统Sarvak组，其上没有有效的盖层，通常与