塔北塔中地区中、下寒武统岩性组合与变形特征及其对油气输导影响

塔里木盆地塔北塔中地区寒武系勘探生产实践揭示,油气分布严格受控于断裂,不同断裂段之间油气差异性显著,断裂带具有重要的垂向输导作用。因此,加强塔北塔中地区中、下寒武统的岩性组合与变形特征研究,对判定整体地层变形情况和厘清影响油气输导效率的因素具有重要意义。本研究以塔里木盆地塔北塔中地区中、下寒武统为研究对象,基于岩心、钻/测井、3D地震及生产动态数据等资料,首先开展岩石类型划分和岩性组合分析,然后通过井震标定及区域地震剖面追踪,明确岩性组合的地震响应特征,最后指明断裂作用下目的层变形特征,揭示岩性组合与构造变形特征对油气输导效率的影响。研究结果表明:(1)研究区共发育白云岩类、含膏岩类和含泥白云岩类等3种岩石类型,根据叠置样式分为上下分段型、对称型和互层型三种岩性组合;(2)不同岩性组合的地震反射特征存在显著差异性,上下分段型岩性组合对应于上部弱振幅、下部强振幅,呈现席状平行亚平行反射特征,对称型岩性组合表现为具有中强振幅且连续性较好的地震反射之间夹持着弱振幅、连续性中等的席状平行反射的特征。互层型岩性组合表现为强振幅、高频率和连续性好的地震反射特征;(3)在不同的应力分段作用下,目的层变形特征分为膏岩层厚度减小、厚度增大及厚度稳定共3种类型。研究揭示出岩性组合与构造变形联合控制着油气输导,顺北区块岩性组合的叠置样式呈现明显的区域差异性,西部以对称型叠置为主,东部以上下分段型对称型为主。对称型岩性组合的变形程度较高有利于油气输导,上下分段型岩性组合在拉分段更为有利。

塔中地区奥陶系埋藏热液溶蚀流体活动及其对深部储层的改造作用

基于矿物流体包裹体均一化温度、热液矿物分布及其地球化学特征等,识别出了塔中地区重点研究井段埋藏热液溶蚀流体化学性质,探讨其在纵横向的分布及流动特征。研究表明,(1)埋藏热液溶蚀流体在塔中地区较为活跃,并对碳酸盐岩储层有着良好的改造效应,油气勘探前景广阔;(2)北东-南西向走滑断裂发育地带有利于埋藏热液溶蚀流体的注入,研究区TZ45以及TZ82-TZ16井区均是埋藏热液溶蚀流体异常活跃地带。同时,研究还认为,早期表生岩溶作用产生的溶洞体系将被后期埋藏压实作用部分破坏,而其残余空间往往是埋藏热液溶蚀流体进入储层的优势通道,继而发生溶蚀改造扩大溶洞空间。因此,在塔里木深部碳酸盐岩储层的勘探过程中,应充分重视挤压背景下张性断裂的发育及其热流体疏导效应,如走滑断裂强烈活动地带;同时应着重注意多期不同性质流体的叠加改造效应,这些区域可作为优选勘探目标。

塔中地区中上奥陶统台地镶边体系分析

塔里木盆地塔中地区中上奥陶统碳酸盐岩台地边缘以发育良好的多种粒屑滩和生物礁组成的镶边沉积体系为特征.通过精细的单井相分析,识别出砂屑滩、砾屑滩、生屑滩以及鲕粒滩等,并且区分出3种不同类型的生物礁:①隐藻灰泥丘;②主要由枝状苔藓虫、海绵或(和)珊瑚建造的障积礁;③由石质海绵、托盘类、层孔虫、珊瑚、管孔藻等建造的骨架礁.在面向深水盆地的台缘外带,以发育中～高能粒屑滩和骨架礁组合为特征.在背靠开阔海台地的台缘内带,主要表现为中低能粒屑滩、隐藻灰泥丘以及障积礁的组合.这个台缘镶边沉积体系总体上沿塔中1号断层西侧呈北西一南东向长带状展布,长度100多公里,是本区重要的油气聚集带之一.储层质量台缘外带总体上优于台缘内带,其中骨架礁礁核和粒屑滩灰岩最好,礁间海和滩间海沉积物较差.

塔里木盆地塔中地区地层水化学特征及其石油地质意义

塔中地区主要含油层系奥陶系、志留系和石炭系地层水化学研究结果表明，奥陶系、志留系和石炭系地层水矿化度很高，是阴、阳离子分别以Cl-和K＋Na＋为主的氯化钙型水，钠氯系数平均值在0．73-0．87，脱硫酸系数平均值在1．54-9．29，变质系数平均值在5．54-12．80。剖面上，奥陶系、志留系和石炭系地层水化学成分和离子比值随深度表现为反向型、正向型和稳定型3种变化类型；平面上，石炭系地层水化学相对变化不大，而奥陶系地层水化学变化比较复杂。奥陶系、志留系和石炭系现今地层水总体处于封闭的流体动力环境，但奥陶系、志留系和石炭系CⅢ油组内部的流体动力环境相差较大，油气的聚集和保存条件也相差较大；而石炭系CI和CⅡ油组内部的流体动力环境相差较小，有利于油气的聚集与保存。平面上，在古隆起和沟通浅部地层的断层附近，地层水的矿化度比较低，封闭性相对较差。奥陶系和志留系地层水在地质历史时期曾经遭受过比较强烈的大气降水的入渗，为开放的流体动力环境。其中，志留系地层水曾经处于明显的开放流体动力环境，对油气的聚集和保存极为不利；而石炭系地层水一直处于相对封闭的流体动力环境，有利于油气的聚集和保存。

塔中地区北部斜坡带下奥陶统碳酸盐岩风化壳油气富集特征

塔里木盆地塔中地区北部斜坡带下奥陶统发育大型碳酸盐岩风化壳。对风化壳储层及其成藏条件的研究表明,风化壳储层类型以次生溶蚀孔洞形成的低孔、低渗储层为主,储层主要发育于下奥陶统顶部,分布范围与古构造活动形成的不整合面形态具有较好的对应关系。断裂及裂缝的发育对改善风化壳储层具有重要作用,形成了纵向上叠置、横向连片、沿岩溶斜坡部位广泛分布的风化壳储层。断裂和不整合面构成的输导体系控制了风化壳的油气运聚成藏,储层发育程度控制了风化壳的油气富集程度,多期油气充注与风化壳储层非均质性造成了风化壳油气赋存的差异性。

塔中地区深部流体对碳酸盐岩储层的改造作用

塔中地区岩石及原油的稀土元素分析、二氧化碳碳同位素分析以及储层流体包裹体测温证实了深部流体的存在。盆地基底以下的深部流体通过深大断裂及火山活动进入盆地内,通过物质和能量交换对碳酸盐岩储层进行溶蚀和交代,使碳酸盐岩储集层的孔、渗结构发生改变,从而形成深埋改造型的优质碳酸盐岩储层。塔中西部地区沿大断裂及火山活动区发现的萤石矿带是深部流体作用的产物,是塔中45油田的主要储集层类型。深部流体的来源及活动范围与深大断裂以及火山活动密切相关,深大断裂以及火山岩发育区可以作为寻找深部流体改造型储层的标志。

塔中地区中-晚奥陶世碳酸盐陆棚边缘大气成岩透镜体的发育特征

塔里木盆地中部地区中 晚奥陶世碳酸盐陆棚边缘相带中发育 4期明显的准同生期大气淡水溶蚀作用和 4个旋回的大气成岩透镜体 ,分别见于不同旋回的礁滩沉积序列顶部 ,厚度一般为 1 5～ 5 0m ,在横穿陆棚边缘相带方向上最大延伸范围可达 6～ 8km宽。在大气成岩透镜体中 上部发育的厚度几米至 2 0余米的透镜状孔隙层 ,是目前塔中Ⅰ号断裂构造带中 上奥陶统灰岩孔隙型、裂缝—孔隙型储层和油气藏的主要发育层位。它们在纵向剖面上呈2～ 4层发育 ,区域上分布范围广 。

塔中地区走滑断裂特征、成因及地质意义

通过对塔中地区构造解析,识别出多条具一定规模的NE向走滑断裂体系,主要活动时期为加里东末期—海西早期,其形成与加里东末期塔里木克拉通南、北两侧发生的强烈碰撞作用以及盆地基底存在的北东向构造有关。走滑断裂对碳酸岩储层改造、火山活动、圈闭形成、油气运移以及成藏有控制作用。

塔中地区上泥盆统东河砂岩和志留系砂岩的锆石特征、SHRIMP U-Pb年龄及地质意义

对塔中地区中1井等6口探井的东河砂岩和志留系砂岩中的25件重砂矿物中的锆石进行了一般特征分析,并选择了9件样品中的1666个单颗粒锆石进行了内部特征和72次微区U-Pb同位素测龄研究。研究表明:塔中东河砂岩中的锆石一般具有较高的磨圆度、相对高比例的岩浆岩来源和稳定的再循环沉积来源特征,反映了较高成熟度和较稳定构造-沉积环境;志留系下砂岩中的锆石来源差异较大,除了再循环沉积岩和岩浆岩来源外,还有变质岩锆石,但它又不具有典型变质锆石的Th/U含量的特征,有二种可能性:一是岩浆型锆石形成后经历了重结晶作用;二是原岩锆石受岩浆或岩浆期后热液影响。锆石的地质年代主要分为:(1)太古宙-古元古代(1.8Ga、2.2Ga和2.6Ga);(2)中新元古代(0.84Ga)和(3)早古生代(477～439.8Ma、431.6～421.1Ma)。上述锆石原岩形成时代及其环境可能是一系列的大陆构造动力学事件的时代响应。

塔里木盆地塔中地区生物礁特征及分布

塔里木盆地塔中地区中、上奥陶统发育多种类型生物礁 ,主要造礁生物包括海绵、托盘类、层孔虫、珊瑚、隐藻类、苔藓虫、蓝绿藻、绿藻、管孔藻科红藻等 ,主要礁体类型为灰泥丘和少量的骨架礁、障积礁。分析钻探揭示的生物礁特征 ,结论是灰泥丘主要形成于棚内及棚缘内带环境 ,骨架礁与障积礁主要形成于棚内与棚缘环境。通过沉积相分析和地震反射特征研究 ,预测塔中地区的陆棚边缘相带和塔中北部斜坡的中部地带 ,有望找到带状或断续带状分布的生物礁带。塔中 1号断裂西端的顺托果勒西区块已发现 6个地震异常反射体 ,从其发育层位、所处环境和内部反射特征来看 ,极可能是生物礁丘。图 2表 2参

塔里木盆地塔中地区中、上奥陶统生物礁滩特征及储集体预测

塔里木盆地塔中地区中、上奥陶统发育生物礁滩,主要包括生物礁、生屑滩和灰泥丘3种,在测井曲线上表现为低自然伽马、低声波时差和高电阻率性质,在地震反射记录上有直接或间接特征。纵向上礁滩发育分为两个期次,由早期礁滩向晚期丘滩转化,并有向台内迁移的趋势;平面上多呈带状分布于构造发育带、断层上盘、台地边缘、古地貌凸起、台内缓坡以及地貌坡折带附近。早期礁滩主要分布于塔中1号断裂带附近的台缘相,在Z1井—TZ23井的台内低隆处见台内礁滩,偶见台内点礁(TZ35井),在地貌上发育于古凸起、台内缓坡或者地貌变化坡折带;晚期丘滩主要分布于10号断裂带附近的台缘相,在台内低隆亦见台内滩(TZ23井—Z1井),古地貌上发育于塔中凸起或台内低隆等部位。

塔里木盆地塔中地区输导体系及成藏效应

利用地震、测井和分析测试资料对塔中地区的输导体系进行了分析,认为断层、裂缝、不整合、岩溶和砂体是构成塔中地区油气运移输导系统的基本元素。不同构造期、不同层序界面输导体系的平面分布特征和纵向演化特征显著不同。输导体系与烃源灶配置网络的有效性决定了塔中地区的成藏效果。区内断裂和不整合非常发育,断裂和不整合是塔中地区油气运移的主要途径;塔中地区具有多期成烃、多运移通道、多期成藏特征,加里东晚期、海西早期和海西晚期是塔中海相油藏的主要成藏期。

塔中地区早海西期风化壳古岩溶控制因素分析

利用塔中地区现有的钻井和地震资料 ,详细分析了早海西期风化壳古岩溶控制因素分析 ,认为可溶蚀地层出露范围决定岩溶的范围 ,风化壳古地貌影响古岩溶的深度及强度 ,先存孔洞系统决定发生古岩溶的具体位置 ,古气候及海平面升降决定古岩溶的总体发育程度 ;指出了塔中地区 6个有利的岩溶发育区带。

塔中地区志留系柯坪塔格组砂岩输导层量化表征及有效性评价

量化表征砂岩的输导性能正成为砂岩输导体研究新的发展方向。以塔中地区志留系柯坪塔格组砂岩为研究对象,从油气运移角度对砂体在地质历史时期的连通、物性条件进行了分析,利用砂地比判别模型分析砂体几何连通特征;在有效区分不同期次原油的基础上,选择晚期原油作为关键指示物,分析了砂体在海西期油气成藏时流体连通特征。结果表明,志留系沥青砂岩在晚期油气成藏时不仅几何空间上相互连通,而且流体连通性良好,仍是油气运移的有效通道。根据砂体成岩作用及其与油气充注的关系,定量恢复了沥青砂岩在油气成藏时的古物性,并采用渗透率量化表征了其输导性能。结合前人关于志留系油气成藏模式及主要控烃断层启闭性认识,建立了塔中地区志留系油气运聚复合输导格架,并在此基础上,数值模拟分析了海西期末油气运聚成藏过程。结果表明,塔中地区志留系油气运聚成藏受砂岩输导性影响显著,输导性偏差的西北部地区油气主要富集在断裂带附近,而输导性较好的中南部区域油气侧向运移明显。

塔里木盆地塔中地区早二叠世岩浆岩及油气成藏关系

应用地震和测井、岩心描述、地质录井、岩心与岩屑微观测试分析等信息,研究了塔里木盆地塔中地区早二叠世岩浆岩岩石类型、单井相分析、产状、期次、发育与分布等特征和规律;论述了本期岩浆活动对烃源岩、油气储集层、油气运移、圈闭和成藏等的影响,认为早二叠世岩浆活动有利于增加和改善油气运移的通道,能使相邻烃源岩在短期内经历异常高温和催化改造而成熟并增加生烃量,改善油气储层质量和形成岩浆岩遮挡的半背斜圈闭与油气藏等。

塔里木盆地塔中地区下奥陶统白云岩成因

塔里木盆地塔中地区下奥陶统白云岩广泛发育,岩石类型复杂多样,主要包括结晶白云岩、残余颗粒白云岩、残余灰质白云岩、藻云岩、亮边雾心白云岩、环带白云岩及少量膏云岩等结构类型。白云岩交代现象明显,δ18O普遍为中—高负值(-3.2‰～-8.7‰);δ13C值基本为低中负值(-3‰～-0.77‰),Z值大多集中在118～123之间,成岩温度大部分集中于36～51℃范围,属于低温白云岩。白云岩具有低Mg/Ca比值,而Fe/Mn比值变化较大;白云石成分显示高铁白云石和低铁白云石之分;Sr同位素组成(0.708 8～0.709 7)普遍与海水锶同位素组成相当,但也存在个别具有较高的87Sr/86Sr比值(0.710 1～0.710 9)。结合塔中地区奥陶系古地理演变特征,白云岩化类型可划分为准同生期白云石化作用和埋藏白云石化作用。准同生期白云石化作用发生于海底(主要是潮间)成岩环境,主要是在潮坪环境或滩相环境中,其白云岩形成温度较低,具低87Sr/86Sr比值,白云石单矿物具低Fe含量;而埋藏白云岩化存在两种模式,一种为早期浅埋藏过程中的卤水回流模式,其白云岩形成温度亦较低,具高87Sr/86Sr比值,白云石单矿物具高Fe含量;另一类发生于还原性较强晚期埋藏较深的成岩环境,在埋藏阶段白云岩化程度得到进一步加强和调整,其白云岩形成温度较高,白云石捕获的包裹体均一温度较高,盐度较低。

塔里木盆地塔中地区上奥陶统古构造应力场模拟与裂缝分布预测

塔里木盆地塔中地区上奥陶统良里塔格组碳酸盐岩构造裂缝是区内油气显示十分活跃的有效储集空间,其发育和分布主要受古构造应力场的控制。依据塔中地区上奥陶统地震资料的断裂构造解释和钻井、测井裂缝特征分析等成果,在声发射地应力测量、岩石力学参数和单轴抗拉强度测试的基础上,考虑断裂对裂缝形成的影响,采用三维有限元法对塔中地区上奥陶统加里东中期Ⅱ幕裂缝形成期的古构造应力场进行了数值模拟,预测了裂缝的分布。结果表明,裂缝形成期地应力最大主应力有效值为47.9～58.3MPa,平均值为51.97MPa,抗张强度为5.13～6.91MPa,平均值为5.81MPa。有效张应力的高值区是构造裂缝发育的有利地区,主要分布在塔中东部大的断裂带交会处和断裂带的部分区段内,与实际钻井统计的上奥陶统高裂缝线密度和油气井分布区基本吻合,可以为研究区的油气勘探提供新的地质依据。

塔中地区寒武系-奥陶系碳酸盐岩Sr元素和Sr同位素特征

使用VG354固体同位素质谱仪对中1、中4井的25个碳酸盐岩样品做了Sr同位素测试,并利用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)对塔中地区4口井共109个碳酸盐岩样品测试了Sr、Mn元素的含量.通过对Sr、Mn元素含量分析,及中1、中4井碳酸盐岩的Sr同位素组成分析,对比全球奥陶系海相碳酸盐的Sr同位素分析结果及演化趋势,得出了如下认识:(1)塔中地区奥陶纪87Sr/86Sr比值与全球海水Sr同位素演化趋势基本一致,具有随时间下降的总体趋势,这与广阔陆表海和有关的沉积物对放射性成因锶的封存作用有关,说明海平面变化和白云岩化作用仍然是该区海相碳酸盐岩锶同位素组成与演化的主要控制因素;(2)塔中地区早奥陶世的87Sr/86Sr比值与全球海水Sr同位素比值相当,说明该区早奥陶世碳酸盐岩成岩环境为正常海水,且早奥陶世87Sr/86Sr比值有单调降低的规律,说明与海平面变化有关;(3)塔中地区晚奥陶世87Sr/86Sr比值比全球海水高,其原因是白云岩化作用和晚奥陶世盆地抬升近地表水带来高87Sr/86Sr比值,且晚奥陶世87Sr/86Sr比值为整体升高的趋势;(4)塔中地区奥陶纪碳酸盐岩中Mn元素含量变化不大,反映了塔中地区奥陶纪成岩环境主要为浅水相,但也有深水相,白云岩化对其影响不大;(5)塔中地区奥陶纪碳酸盐岩中Sr元素含量变化较大,反映该时期该区碳酸盐岩成岩流体主要为海水,但也有混合水,白云岩主要为Ⅲ类白云岩和Ⅰ类白云岩.

塔里木盆地塔中地区Ⅰ号断裂带上奥陶统良里塔格组储集层类型及有利区带预测

塔里木盆地塔中地区Ⅰ号断裂带上奥陶统良里塔格组为目前国内较典型的碳酸盐岩油气储集层,且有巨大的勘探潜力,深入研究该套储集层的类型及分布对塔中地区的下一步勘探将具有重要的指导意义。通过大量岩心分析,根据孔隙度—渗透率相关关系将塔中地区Ⅰ号断裂带上奥陶统良里塔格组碳酸盐岩储集层划分为3种主要类型:孔隙型、裂缝型、裂缝—孔隙型。根据各单井储集层类型,结合沉积相及断裂等储集层影响因素,推断了良里塔格组3个岩性段的不同类型储集层的分布范围,认为裂缝型储集层最为发育,而最有利于油气成藏的裂缝—孔隙型储集层主要发育于良二段,孔隙型储集层分布范围较小。最后认为塔中Ⅰ号断裂带塔中82井区—塔中24井区为油气勘探最有利区。

塔中地区上奥陶统礁滩复合体储层地震预测技术

塔中I号坡折带位于塔中古隆起北斜坡大型碳酸盐岩台地北缘，呈北西-南东走向，台缘坡折带长220km，宽8-18km，发育上奥陶统大型礁滩复合体，油气藏埋深3700-7200m。该带地表沙丘起伏，地下结构复杂，地震剖面品质差，奥陶系碳酸盐岩储层埋深大，非均质性强，储层控制因素复杂。通过地质、测井、岩心和试油等资料分析了奥陶系礁滩体不同类型储层的地球物理响应特征，总结出适合干该带碳酸盐岩礁滩体储层预测的方法，对上奥陶统礁滩复合体发育分布规律进行了精细描述，在礁滩体复合体的勘探中取得了很好的勘探成果。