俄罗斯东部地区油气资源远景分析

陈树旺，甄 甄，黄 欣，周永恒，鲍庆中，段瑞炎

沈阳地质矿产研究所，沈阳 110034

俄罗斯东部地区油气资源远景分析

陈树旺，甄 甄，黄 欣，周永恒，鲍庆中，段瑞炎

沈阳地质矿产研究所，沈阳 110034

俄罗斯东部地区油气资源十分丰富，而且远景储量巨大。其石油储量远景区主要圈定在东西伯利亚地区晚元古代--早古生代陆源碎屑岩-碳酸盐岩含油气盆地，远东地区中--新生代大陆架硅质岩含油气盆地和远东滨海坳陷中古新世--始新世杂砂岩含油气建造等。而且，远东地区含油气盆地的形成时代自西向东逐渐变年轻，具体由侏罗纪、白垩纪过渡为新生代。俄罗斯东部地区中--新生代煤层气盆地广布，其中最主要的煤层气盆地为勒拿河流域盆地和南雅库特盆地。煤层气的成因及分布特征主要受控于盆地的基本地质特征，即上覆、下伏地层层系和褶皱断裂构造、变质作用等。俄罗斯远东地区萨哈林大陆架、鄂霍茨克海以及白令海阿列乌特深水海盆中蕴藏大量的天然气水合物资源。天然气水合物中的甲烷一般被认为来自深部油气层，但也有专家认为它可能来自大陆架以外的深海海域。

俄罗斯东部；油气资源；煤层气；天然气水合物；远景分析

0 引言

俄罗斯为液态碳氢化合物能源(石油、天然气、凝析油、液化气)的储量和生产大国。据2011年公布数据[1]：其石油储量为121 亿t，位居世界第8位；天然气储量为446 亿m3，位居世界第1位。同时俄罗斯也是油气输出大国，2010年石油产量达5.00 亿t，占世界总产量的12%，出口量达2.46 亿t[2]；通过东西伯利亚--太平洋输油管道，俄罗斯每年输往中国的油气达1 500 万t[2-3]。其天然气主要输往欧洲和乌克兰等独联体国家[3]。笔者所述俄罗斯东部指东西伯利亚和远东以及相应的海域。自2005年东西伯利亚--太平洋石油管道承建以来，俄罗斯为满足管道末端的国家和地区需求，开始将油气勘查重点东移，预计2030年东西伯利亚、远东的油气生产可达1.10 亿t。笔者旨在阐述俄罗斯东部油气资源分布状况与主要产油层系，从而为境外周边油气资源前景分析及区域构造演化与跨境盆地对比研究[4-7]提供参考。

1 俄罗斯东部油气分区

该地区包括5个油气省，即滨太平洋(Притихоокеанская )、鄂霍茨克(Охотская)、东北极海(Восточно-Арктическая)、勒拿--通古斯(Лено-Тунгусская)、哈坦格--维柳伊(Хатангско-Вилюйская)油气省(НГП)(图1)。含油气地区有拉普捷夫(Море Лаптевых)(海)、南楚克奇(Южно-Чутская)、印吉格尔河口(Усть-Ингигерская)、阿纳代尔--纳瓦林(Анадырь-Навалин)、默默--扎良(Момо-Зялян)等。此外，远东地区大陆还分布有一系列小型陆相盆地。截止到2002年，上述地区石油地质资源储量为720 亿t[2]；仅东西伯利亚即可保证远东石油年出口量的50%～80%，储量可延续35～50 a[8]。

俄罗斯东部石油储量增长主要依赖以下两类地区：

1)在建油气区：如远东的阿纳代尔--纳瓦林、北萨哈林(Северо-Сахалинский)，东西伯利亚的聂普斯克--巴图奥宾(Непско-Ботуобинский)、巴伊基特--哈唐格(Байкитско-Хатангский)等地。该类地区新发现了68个具一定储量的油田，如旺科尔(Ванкор)、巴图奥宾(Ботуобин)等。

2)重大远景区：主要指东西伯利亚北部海域，以及叶尼塞--哈坦格地堑(Енисей-Хатангский)、勒拿--阿纳巴尔(Лено-Анабарский)地堑等。主要目的层系为文德--寒武纪及晚古生代地层。此外，在日本海、鄂霍茨克海、楚科奇海、白令海(Берингово-море)等远东滨太平洋海域，针对大陆架硅质岩层及岛弧、滨海拗陷的杂砂岩建造等目的层系，有望发现新的大型油气田。

1.油气省；2.个别油气区及坳陷；3.西伯利亚东部最重要的油气带；4.碳氢化物矿床；5.开发石油地区；6.石油天然气工厂；7.石油启运站。图1 俄罗斯东部主要的油气开发区[2]Fig.1 Main areas of oil and gas exploration, Eastern Russia[2]

2 东西伯利亚油气资源

该区为俄罗斯最重要的油气资源省之一，其储量占全俄4.0%，产量占2.5%，可保证远东输油管道出口的50%～80%供给量[8]。该区沉积盆地广布、盆地类型丰富[9](图2)，主要包含以下两个含油气省。

图2 俄罗斯西伯利亚地台沉积盆地分布图[9]Fig.2 Map of sedimentary basins in the Siberia platform, Russia[9]

2.1 勒拿--通古斯含油气省(Лено-Тунгусская НГП)

勒拿--通古斯含油气省位于西伯利亚地台西南部，石油和天然气主要赋存于中-新元古代--早古生代沉积层[3]，特别是里菲-文德系及下寒武统中。已发现有30个以上大型--超大型油气田。

伊尔库茨克州 基底具有非均一性特点，其中充填有里菲-文德系及下古生界，局部见有中生界沉积岩盖层。主要的含油气层位如下[10]。里菲系：陆源碎屑岩、片岩；里菲-文德系：陆源碎屑岩(砂岩、粉砂岩)有利于有机质析出及油气的储集，如巴扎里产油层、乌沙科夫组含天然气层；文德系：陆源碎屑岩为重要生烃层位，如下莫特含油气组合；文德--下寒武统：陆源碎屑岩-碳酸盐岩层，为最好的生油层位，如中-上莫特--下乌索里含油气层位；下寒武统：以碳酸盐-岩盐岩层为主，如上乌索里--下倍里组合，以及倍里-安加拉组合，重要的含油气层位为奥新组、巴里赫廷组、比利奇尔组等。该州最重要的油气产地为聂普--巴图奥宾和安哥拉--勒拿等，其中聂普--巴图奥宾油气产区的普列奥布拉仁斯基碳酸盐含油层(V-∈1)主剖面的岩性-相分析(图3)、渗透性、地球化学及产能等研究表明，其生油层具有沉积作用晚期成油特点，储量达140 亿t[2]，最具开发远景[11-13]。

图3 西伯利亚地台南部沉积盖层地层柱状图[11]Fig.3 Column of the sedimentary strata about southern parts of Siberian[11]

由于该区为东西伯利亚--太平洋石油管道输出的主要供应源，自2005年以来加大了对伊尔库茨克州和萨哈共和国的勘探、开发，原油产量至2011年增长到1 220 万t[2-3]。在萨哈共和国也发现大量油气新区，其中最大油田为中巴图奥宾，2009年已产原油达360 万t[14]。

乌楚尔--麦伊盆地 属内大陆盆地，位于西伯利亚地台东南部，外兴安岭(斯坦诺夫)以北，即萨哈共和国东南部及部分哈巴罗夫边疆区北部[15]，面积达20 万km2。

含油气地层为里菲-文德系及下寒武统陆源岩、碳酸盐(灰岩、白云岩)岩层，层厚3～7 km，其中里菲系赋含有丰富、高质量的油气资源。

该地区的中--新元古界发育巨厚的陆源岩、碳酸盐岩层(3～7 km)，以及艾迪卡拉期灰岩、白云岩岩层(250 m)和寒武纪灰岩、白云岩岩层(2 000～2 500 m)，盆地下沉深度达7～11 km，同时存在有利于油气储集的构造圈闭和地层岩性圈闭，为油气的生成、运移和聚集提供了良好的条件。此外前人[13]研究表明，该盆地沉积时期长期处于广阔的温暖水域环境，有利于水生生物的生长，并且在地层中可见沥青质聚集，如下麦伊隆起区和尤多姆--麦伊拗拉槽等地区的玛尔根组(PR2-∈2)含大量沥青有机质，属三氯甲烷型(0.08%～0.40%)钙质油页岩，为区域有利的成油构造远景区。

2.2 西-拉普捷夫海大陆架含油气省(Западно-Лаптевых)

近年来勘查表明，拉普捷夫板块西部构造沉积盖层底板(反射层A)可划分为两个主要的次区域性构造：勒拿--泰梅尔边缘隆起区；西-拉普捷夫裂谷系，为裂谷型含油气海域盆地。其中：西-拉普捷夫含油气远景区包含砂岛、列别科夫、北-特罗菲莫夫等含油气构造带，其成油密度达30～50 kt/km2；西-拉普捷夫裂谷盆地平均成油密度为20～30 kt/km2，而勒拿--泰梅尔边缘隆起区的平均成油密度为10～20 kt/km2。主要含油气地层为白垩系--古近系[16]。本含油气省石油总储量达60 亿t[2]。

3 远东含油气资源

俄罗斯远东地区面积达650 万km2(占俄罗斯总面积的38.2%)，区域上主要由早--晚古生代造山带、中--新生代造山带、北亚克拉通及其边缘凹陷以及几个克拉通碎片构成[17]。该区为油气资源重点大区[18]，沉积盆地分布[19]如图4，油气资源主要集中于萨哈(Саха)(雅库特)共和国和远东边缘海大陆架地区，其油气资源的预测储量占俄罗斯总量的20%，但开发仅为总量的12%[16]。

图4 俄罗斯远东地区沉积盆地分布图[19]Fig.4 Map of sedimentary basins in the Far East, Russia[19]

多年来，远东油气地质研究表明：其西部大陆油气盆地大多形成于中生代，如布列因含油气盆地；东部大陆边缘带的油气盆地则多形成于中生代末--新生代，如肯达尔地堑型含油气盆地、部分黑龙江中游含油气盆地；最东部的大陆架含油气海域盆地则仅形成于新生代，如南-萨哈林、西-勘察加(Западно-Камчатский)等海域盆地[20]。

石油生产主要集中于萨哈林州及萨哈共和国，2011年总计产油1 850 万t，其中产于萨哈林大陆架达1 220 万t，其余630 万t产于陆上盆地。此外，萨哈林州生产凝析油(包括液化气)和天然气分别为220 万t和282 亿m3，其中来自萨哈林岛大陆架的分别是210 万t和253 亿m3。

2011年俄远东联邦区生产碳氢化合物总量达3 100 万t，即比前一年增产36%。油气资源开发主要集中于太平洋和北冰洋沿岸大陆架和陆相构造盆地，其中最具远景的油气区有鄂霍茨克海大陆架(22 亿t，包括即将开发的天然气水合物)、滨萨哈林岛大陆架(56 亿t)、滨马加丹海大陆架(Примагаданский)、西勘察加大陆架(石油储量18 亿t)及白令海盆(12 亿t)等[2]。

3.1 结雅--布列因含油气盆地(Зейско-Буреинский)

该盆地属典型的东亚内大陆裂谷型盆地，其深部结构发育可划分为以下阶段[18,20-23]。

1)裂谷成因阶段(J2--K1)：形成近南北向裂谷系，属海相大陆架或近海岸带沉积环境，至晚白垩世演化为深水相生物沉积盆地，富含分散相有机质，伴生成油母岩，陆源岩-酸性火山凝灰岩岩层厚大于1 500 m。近年来，一些学者[24]强调东亚巨大的平移断裂带对于陆内裂谷型含油气沉积盆地形成作用的巨大影响。

2)地台(浸没)阶段(K2--E1)：形成裂谷之上的深水相含油气盆地，沉积岩层厚度1 000 m。

3)新构造成因(回返)阶段(E2--Q2)：形成湖沼相含煤砂泥质沉积。

根据岩石圈板块运动及相关碰撞作用，以及岩石圈深部构造异常，如高热流、地壳及岩石圈厚度减少等可知，盆地南部分布有众多拗陷，油气主要赋存于巨厚的下白垩统泥质岩、酸性火山凝灰岩和砂岩中；且石油属环烷-甲烷类，天然气属氮-碳酸-甲烷、氮-甲烷型，并伴生油页岩。

结雅--布列因含油气盆地与松辽盆地对比表明[21]，上述两个盆地同属东亚晚中生代--新生代裂谷型盆地，虽然松辽盆地热流高(>70 mW/m2)、地幔放射性高于地壳，而结雅--布列因盆地热流较低(50 mW/m2)、地幔放射性低于地壳；但是在盆地演化、深部结构、盖层厚度、地电(各构造层电阻率、地电岩石圈厚度)等方面比较相近。开展相关对比研究，对叶卡捷琳斯拉夫裂谷带及其中来哈伊洛夫拗陷、莱蒙托夫拗陷、德来特里也夫地堑等地区的油气远景评价具有指导意义。

3.2 黑龙江中游盆地(以比罗菲尔德地堑盆地为例)(Бирофельд)

含油气岩层一般多位于下沉构造层及适宜的地热环境。该区白垩纪--古近纪--新近纪盖层的古温度条件为70～170 ℃，对应于新生代盖层的主含油层，其中，古近纪含油岩层产出于1 500～4 000 m的深部，新近纪含油气层位则位于2 000～5 000 m的深部。以切尔诺列琴组泥质岩层为例，含多旋溶沥青，天然气储量为1 050 m3，属中--小型天然气田，可供地方性开采[25]。

近年来，我国东北三江平原、方正及汤原地堑型含油气盆地的勘探和开发，对黑龙江中游北岸一系列地堑裂谷型盆地的评价亦具有借鉴意义。

3.3 远东(包括滨太平洋、日本海、鄂霍茨克海)油气省

按B.A.伊格纳托娃[30]的划分方案，上述油气区包括：主动大陆边缘褶皱带含油气盆地，如南-萨哈林、阿纳台尔；弧前拗陷型含油气盆地，如东-勘察加、中-千岛群岛；弧后拗陷型含油气盆地，如西-勘察加、东北-萨哈林、西-萨哈林；弧间拗陷型含油气盆地，中央-勘察加；边缘海型含油气盆地，中央鄂霍茨克、北-鄂霍茨克、阿列乌特、纳瓦林等。

上述海盆属新生代含油气盆地，而且多具高密度含油气特点，已生产标准燃料103 亿t，平均资源为5 700 t(标准燃料)/km2。鄂霍茨克海为典型的大陆边缘海盆地，同时，又受控于东亚大陆裂谷系，在海进期沉积了硅泥质层，由于含硅藻,又具高繁殖性而成为生油母岩层；在海退期形成陆相含煤沉积及边缘海天然气田。巨厚的新生代三角洲沉积(厚度达7～12 km)，为油气的大量聚集创造了有利条件。此外，热流有利于有机质的分解、改造，因此，在上白垩统上部--始新统(E2)形成了成熟的含油气层[31]。此外，鄂霍茨克海北部大陆架亦为重要的含油气大陆架盆地(如马加丹、尚塔尔等)，在中始新世--下渐新世--中新世期间沉积了巨厚的陆源硅泥质沉积盖层，属最具油气远景区[32]。

4 俄罗斯东部煤层气(CH4为主)

俄罗斯东部地区煤层气盆地广布，其中最主要的煤层气盆地为勒拿河流域盆地和南雅库特盆地等，预测其远景储量为12 万亿m3(120 220 亿t)，仅勒拿河流域盆地和南雅库特盆地即占有112 710 亿m3[33-34]。

俄罗斯东部地区具煤层气远景的盆地下部往往赋存有含油气构造沉积层系，为甲烷和其他碳氢化合物的物源，甲烷等碳氢化合物沿线性深断裂带或构造破碎带进入含煤层系[35]，即具煤层气远景的盆地多与含油气层系区域性伴生。如勒拿河流域、南-雅库特、阿纳台尔、萨哈林、布列因等盆地，其中的煤与油气均具工业地质意义，煤系盆地中煤层含CH4量达36 m3/t。据A.И.格列索夫最新研究结果[24]，俄罗斯东北部的萨哈共和国、马加丹州、科良克和楚克奇自治州中--新生代煤储量达2.2×1012t(即2.2 万亿t)，煤层含CH4量一般为10～28 m3/t，煤层气总量应为5×1012m3。

俄罗斯学者[33-34]按母岩古构造条件，将远东煤系盆地划分为6种类型：叠加近断裂带煤系盆地、造山带拗陷煤系盆地、叠加-继承性裂谷煤系盆地、叠加火山构造的煤系盆地、中生代叠加煤系盆地、内褶皱带煤系拗陷。其中：泽良、南雅库特、勒拿等盆地属于前3个类型的煤系盆地，CH4储量十分巨大，可高达数千亿～数万亿 m3；封闭的背斜顶部富含煤层气达14～28 m3/t，向斜褶皱中央部位煤层含CH4达12～24 m3/t，如白令海峡；火山带中叠加的火山-构造盆地，含油气最少。

俄罗斯滨海区煤系盆地成煤地层主要如下：1)下白垩统煤系，一般多变质形成硬煤煤田，如爱国者、拉兹多里宁、苏拉日夫等，主要分布于中央锡霍特--阿林中生代地槽型褶皱带，煤层气以游离气为主，含煤层气可高达20～24 m3/t；2)古近系褐煤层系，如乌格罗夫、兴凯、比京--乌苏里等地区的煤层层系，在塔夫里昌、阿尔切莫夫等煤田含煤层气可高达10～14 m3/t。煤层气主要受控于褶皱断裂构造、变质作用、上覆盖层和下伏油气层等多种因素，故属多成因类型。该区煤层气以游离型、吸附型为主，远景预测储量为600 亿m3[36]。

5 远东的天然气水合物(CH4·6H2O或CH4·7H2O)资源

天然气水合物一般呈致密块状集合体出现于地质构造作用活跃地带，如东、西太平洋边缘带，即岩石圈板块间地球动力学环境复杂、火山地震活动频繁的地带，以西太平洋边缘带最为典型。该带东自白令海经鄂霍茨克海、日本海、中国东海、中国南海北部，并南延至澳大利亚、新西兰，较之东太平洋边缘带更适合于天然气水合物的形成，其远景预测储量达(5～7)×1014m3[37]。

自1984年以来，俄罗斯太平洋海洋研究所、远东国立大学(海参崴)气体地球化学实验室开始研究鄂霍茨克海、日本海、太平洋洋底沉积物、天然气水合物、洋面与大气圈之间甲烷的生成(气泡流)与运移分布规律，以及天然气水合物的形成条件、分布规律、普查开采新技术方法等[38]。

1991年，在萨哈林东北大陆架斜坡区及鄂霍茨克海均发现了天然气水合物[33]。其后在东-萨哈林大陆架、鄂霍茨克海南部斜坡发现了500个以上的甲烷气泡流，17个天然气水合物异常场，特别是鄂霍茨克海底积物中广泛地分布有天然气水合物，CH4体积分数达50～500 mL/L，含天然气水合物的沉积层厚约200 m[39]。此外，在白令海阿列乌特深水海盆600～2 600 m深部形成有1 600 km2天然气水合物矿田，CH4远景预测储量为31×1012m3[40]。

A.И.奥布日罗夫等[38]学者认为，甲烷浓度的增大与地震构造活化作用有关，断裂带中热液活动、压力的减小均会导致天然气水合物的破坏，并析出甲烷气流，上升进入水体和大气层中。一般认为，天然气水合物的形成作用，在成因上与下部的含油气层、构造断裂带密切相关，即甲烷主要来自深部油气层。近年来有研究[38]表明，鞑靼海峡等地发现新的甲烷气泡流及天然气水合物很可能不是来自下部油气层，而是来自大陆架以外的深海海域，从而引发CH4的深部非生物成因说，即甲烷可能来自地幔碳氢化合物的去气作用。

由于天然气水合物形成于低温、高压深海(俄罗斯远东海域400 m以下，中国南海北部1 000 m以下)条件，其熔点很低，因此在开采技术方面仍存在较大问题。俄罗斯有关永冻土带天然气水合物的研究开发当前仍处于初步阶段。

6 结论

1)俄罗斯东部地区油气资源十分丰富，而且远景储量巨大。其石油储量远景区主要圈定在东西伯利亚地区晚元古代至早古生代陆源碎屑岩-碳酸盐岩含油气盆地、远东地区中--新生代大陆架硅质岩含油气盆地和远东滨海坳陷中古新世--始新世杂砂岩含油气建造等。而且，远东地区含油气盆地的形成时代自西向东逐渐变年轻，具体由侏罗纪、白垩纪过渡为新生代。

2)俄罗斯东部地区中--新生代煤层气盆地广布，其中最主要的煤层气盆地为勒拿河流域盆地和南雅库特盆地。煤层气的成因及分布特征主要受控于盆地的基本地质特征，即上覆、下伏地层层系和褶皱断裂构造、变质作用等。

3)俄罗斯远东地区萨哈林大陆架、鄂霍茨克海以及白令海阿列乌特深水海盆中分布有大量的天然气水合物资源。天然气水合物中的甲烷一般被认为来自深部油气层，但也有专家认为它可能来自大陆架以外的深海海域。

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Perspective Analysis on the Oil and Gas Resources in Eastern Russia

Chen Shuwang, Zhen Zhen, Huang Xin, Zhou Yongheng, Bao Qingzhong, Duan Ruiyan

Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources, Shenyang 110034, China

Eastern Russia is rich in oil and gas resources and has a large number of proved reserves. They are mainly involved in three types including terrigenous clastic rocks and carbonates of the Late Proterozoic-Early Paleozoic oil-gas-bearing basins in Eastern Siberia, siliceous rocks on the continental shelf of the Mesozoic-Cenozoic oil-gas-bearing basins in the Far East, and graywacke of the Middle Paleocene-Eocene oil gas bearing formation in the coastal depressions of the far east. Furthermore, the formation ages of the oil-gas-bearing basins in the Far East become younger from west to east. They are from Jurassic, Cretaceous, to Cenozoic. The Mesozoic-Cenozoic coalbed methane basins are widespread in Eastern Russia, and among them the Lena basin and South Yakutia basin are the two most important ones. Evolution and distribution characteristics of the coalbed methane basins are mainly controlled by the overlying and underlying stratigraphic systems, folds and faults, and metamorphism. The Sakhalin shelf, Okhotsk and the deep-water basins of the Bering Sea in Russia Far East are rich in gas hydrates. And the methane contained in the gas hydrate was generally considered to be from deep hydrocarbon reservoir; however, some experts have thought that it may come from the deep ocean outside the continental shelf.

Eastern Russia; oil and gas resources; coalbed methane; gas hydrate；perspective analysis

10.13278/j.cnki.jjuese.201406105.

2014-04-24

中国地质调查局地质大调查项目(1212010782001，1212011120970，1212011220906)；科技部行业基金项目(201311018-03)

陈树旺(1964--)，男，研究员，博士，主要从事油气基础地质调查研究，E-mail:sycswgeology@163.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201406105

P618.13

A

陈树旺，甄甄，黄欣,等.俄罗斯东部地区油气资源远景分析.吉林大学学报:地球科学版,2014,44(6):1768-1778.

Chen Shuwang, Zhen Zhen, Huang Xin,et al. Perspective Analysis on the Oil and Gas Resources in Eastern Russia.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(6):1768-1778.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201406105.