塔里木盆地构造变形迁移与三大地质事件的关系及其地质意义

塔里木盆地经历多期构造运动,形成多期断裂系统和隆凹构造,在地质历史的演化过程中,均发生了横向迁移。通过大量二维地震资料解释和断裂分析,结合地层残余厚度及分布状况,参考重点层系构造图,经研究发现,不同地质时期的断裂系统具有按照先后顺序有规律的横向迁移特征。同时,不同时期塔里木盆地隆凹格局也发生了巨大变化。随着塔里木盆地独有的早期深埋、中期二叠纪火山活动及晚期快速沉降三大地质事件的发生,地层沉积沉降和构造隆升的不均衡性,使得烃源岩在平面上的演化程度呈现不均一性。按现今构造单元可分为古隆起生烃终止区、古隆起阶段生烃区、凹陷生烃衰竭区、凹陷阶段生烃区和凹陷周期持续生烃区等5类烃源岩演化区。现今台盆区仅有阿满过渡带、塔北隆起中段、草湖次凹、麦盖提斜坡及塔西南山前等5个地区发育有效烃源岩,持续生烃或阶段生烃,为塔里木盆地台盆区晚期成藏提供了不竭的烃源。

塔里木盆地中下寒武统蒸发岩沉积特征及发育模式

塔里木盆地中下寒武统蒸发岩是寒武系盐下地层勘探成功的关键要素之一,研究其分布特征、发育模式对该地区油气勘探具有重要意义。本次研究综合区域地质背景、岩心薄片特征和钻井资料等,识别了塔里木盆地中下寒武统蒸发岩的岩石类型,刻画了蒸发岩的平面分布和沉积相展布,并建立了蒸发岩的发育模式。结果表明:(1)塔里木盆地中下寒武统蒸发岩以盐岩类和膏岩类为主,表现为下寒武统蒸发岩厚度小,仅在盆地西部局限分布,无聚盐中心,而中寒武统蒸发岩的厚度和分布范围均增大,以巴楚隆起为聚盐中心,呈厚层状在巴楚—塔中—塔北一带大面积分布。(2)下寒武统肖尔布拉克组蒸发岩为缓坡背景下的潮上“萨布哈”和“滩后浅水蒸发潟湖”成因,吾松格尔组蒸发岩为局限台地背景下的潮上“萨布哈”成因;中寒武统沙依里克组和阿瓦塔格组蒸发岩为蒸发台地背景下周期性封闭盆地“干化蒸发”成因,分布具有由内至外盐岩—膏岩—白云岩—泥岩的“牛眼式”沉积特征。上述研究结果深化了对塔里木盆地膏盐岩—碳酸盐岩共生体系的认识,不仅为塔里木盆地寒武系优质盖层预测以及有效储盖组合的分布研究提供了新的参考信息,也为寒武系盐下勘探部署提供了重要理论支撑。

塔里木盆地古城地区下古生界碳酸盐岩油气地质条件与勘探潜力

下古生界碳酸盐岩是塔里木盆地台盆区重要的勘探领域,累计探明油气地质储量超过22×108 t,但古城地区至今没有大规模发现,烃源条件、储集层规模及油气富集规律不清楚是制约油气勘探的关键。通过系统梳理下古生界碳酸盐岩油气地质条件,得到以下几点认识:①古城地区发育寒武系-下奥陶统斜坡-盆地相烃源岩;②奥陶系鹰山组下段云化滩储集层规模大,储盖组合好,气源断裂发育,是近期增储上产的重要领域,油气富集受储集层和气源断裂控制,中部云化滩带是勘探主攻方向;③寒武系台缘礁滩体规模大,物性好,紧邻烃源岩,有望形成整装气藏,盖层与保存条件是成藏关键,其中Ⅰ、Ⅱ期台缘礁滩体北部保存条件较好,是下步勘探主攻方向;④奥陶系鹰山组上段灰岩断溶体,储集层受断裂控制,规模较小但储盖组合条件好,是值得探索的领域;⑤奥陶系一间房组灰岩颗粒滩发育,含气性好,但暴露溶蚀时间较短,储集层非均质性强,是潜在的勘探领域。

沉积基准面在层序划分对比及地层岩性油气藏预测中的应用

沉积基准面旋回变化控制着陆相层序地层的形成与演化。与海相盆地相比 ,陆相盆地的沉积基准面既不是海平面也不是湖平面 ,而是相当于河流平衡剖面的一个抽象界面。在沉积基准面旋回中 ,不同位置的可容纳空间大小的不同 ,致使沉积物在不同相域内进行体积分配 ,从而导致了地层堆积样式、旋回厚度的变化。这些变化正是层序划分对比的标志。依据沉积基准面旋回中沉积物的体积分配原理 ,高分辨率层序地层对比应当是有时岩石与岩石、有时岩石与界面、有时界面与界面的对比 ,而不是岩性对比和等厚度对比。沉积基准面旋回变化过程中 ,可容纳空间大小变化的差异与不同体系域的生储盖层发育以及地层不整合面、岩性尖灭线的分布之间存在密切关系。这为地层 -岩性油气藏预测提供了科学依据。该文以松辽盆地为例 ,具体阐述了砂岩透镜体岩性油气藏、砂岩上倾尖灭油气藏、断层岩性油气藏以及地层超覆、地层不整合遮挡油气藏的形成与分布。

沉积基准面在层序划分及油气藏预测中的应用

沉积基准面旋回变化控制着陆相层序地层的形成与演化。与海相盆地不同 ,陆相盆地的沉积基准面既不是海平面也不是湖平面 ,而是相当于河流平衡剖面的一个抽象界面。在沉积基准面旋回中 ,不同位置的可容纳空间大小不同 ,致使沉积物在不同相域内进行体积分配 ,从而导致了地层堆积样式、旋回厚度的变化。这些变化正是层序划分对比的标志。依据沉积基准面旋回中沉积物的体积分配原理 ,高分辨率层序地层对比应当是有时岩石与岩石、有时岩石与界面、有时界面与界面的对比 ;而不是岩性对比和等厚度对比。沉积基准面旋回变化过程中 ,可容纳空间大小变化的差异与不同体系域的生储盖发育以及地层不整合面。

地层倾角测井资料在层序地层分析中的应用

在前人工作的基础上提出了3种应用地层倾角资料识别层序界面的方法:倾角矢量图法、累积倾角交汇图法和累积水平位移交汇图法.在塔里木盆地TC1井使用这3种方法后的结果表明:用倾角矢量图法识别不整合面具有方便直观的优点,但其适用范围有局限性(不明显的不整合面不易识别);累积倾角交汇图法可以提高对倾角细微变化的分辨率,但在取样深度不均匀时容易产生假象;累积水平位移交汇图法弥补了累积倾角交汇图法的缺陷,但其适用条件仅限于倾角较小的情况.3种方法各有利弊,应根据实际情况选择使用.

地面细测标准层与地震反射相位连接方法在柴达木盆地地层对比中的应用

山间盆地露头资料十分丰富 ,在缺乏井资料的情况下 ,充分利用露头资料对地震剖面进行标定 ,这对盆内覆盖区的地震解释具有重要意义。应用地面细测标准层标定地震剖面的方法和步骤为 :①根据地面细测标准层与地震测线的坐标关系 ,绘出两者位置关系图 ;②根据地震测线与标准层倾向线在地面上的投影夹角 ,计算地层真倾角在测线方向上的视倾角 ;③由该地震视倾角计算反射层倾斜时差Δt;④在地震时间剖面上拾取倾斜时差为Δt的反射层 ,即完成细测标准层与地震反射相位的连接工作。此方法简单实用 ,易于操作。应用该方法对柴达木盆地冷湖七号构造的地层进行了连续追踪对比 ,取得了良好效果。图3参

塔里木盆地震旦系—寒武系不整合面特征及油气勘探意义

塔里木盆地震旦系—寒武系不整合面在盆地内部及周边露头区广泛发育。通过地震资料追踪及露头地质剖面研究,认为震旦系—寒武系不整合面主要有两种类型:平行不整合和角度不整合。平行不整合主要分布在库鲁克塔格、柯坪露头区及盆地北部坳陷及其以北的广大地区;角度不整合分布在中央隆起带(英东构造带—塔东低凸起—塔中低凸起—巴楚断隆)的北翼附近,自东向西地震剖面结构表现清晰。震旦系白云岩受该期不整合面影响,遭受大气淡水溶蚀作用,形成古岩溶型储层,中央隆起带北翼角度不整合分布区为震旦系白云岩古岩溶型储层的有利勘探部位。

塔里木盆地古城地区奥陶系鹰山组层序地层划分及其地质意义

为研究塔里木盆地古城地区储层、确定奥陶世沉积环境并建立层序地层格架,分析古城地区中下奥陶统岩石学、地震与测井特征,并对5口井岩心及井壁取心进行碳、氧同位素实验。结果表明:古城地区鹰山组划分为两个三级层序,SQ1沉积时期发育弱镶边结构的半局限—开阔台地沉积,顶部层序界面SB2为平行不整合面,下部经历早成岩期岩溶作用,是研究区储层规模化发育的主控因素;SQ2沉积时期受到快速海侵,由半局限台地转变为开阔台地沉积,层序界面SB3的暴露规模与强度小于SB2的,对区域性储层发育控制能力较弱;层序SQ1及SQ2的分界在岩石地层单位上大致与鹰山组三段白云岩及鹰山组二段灰岩的分界对应,界面附近表现显著的碳同位素负漂移。在三级层序划分基础上,在SQ1内部识别8~9个四级层序,在SQ2内部识别4~6个四级层序,其中海侵体系域主要表现为对称性良好的加积型叠置样式,高位体系域表现为向上变浅的加积—进积型叠置样式;四级层序界面对储层的控制作用有限,主要发育准同生期岩溶作用,与古地貌较高部位叠合在小范围内并形成孤立透镜状储层。古城地区奥陶系受加里东运动影响较小,不发育隆起显著的风化壳型岩溶。有利沉积相带与三、四级层序界面叠合区是区域性优质储层的主要勘探目标。

塔里木盆地古城地区奥陶系鹰山组白云岩特征及孔隙成因

奥陶系鹰山组白云岩是塔里木盆地的重点勘探领域,优质白云岩储层是制约其勘探的关键难题。本文在前人研究基础之上,结合多口井岩心薄片观察、同位素、微量元素等地球化学分析,对古城地区奥陶系鹰山组白云岩成因、孔隙成因以及储层主控因素进行了深入研究,认为古城地区鹰山组发育粉晶、粉细晶、细晶、细中晶、中晶、粗晶6种白云岩。粉晶和粉细晶白云岩碳、锶同位素分布范围均与同时期灰岩一致;氧同位素值与同时期白云石一致或偏正;锶元素含量相对较高;稀土元素与同时期灰岩分配模式相同。以上特征表明该类白云岩形成于蒸发海水环境,为准同生海源成因。细晶、细中晶、中晶及粗晶白云岩碳同位素值与同期灰岩总体一致;氧同位素值与正常海相白云石一致或偏负;锶同位素值与灰岩背景值一致或偏高;锶元素含量相对较低;大部分样品Eu正异常。以上特征揭示该类白云岩主要为中浅埋藏成因,并且叠加了早期淡水溶蚀及晚期埋藏-热液改造。孔隙成因分析表明高能缓坡滩是孔隙形成的物质基础、准同生暴露溶蚀是孔隙形成的关键、早期白云石化有利于孔隙的继承和保存,构造破裂和埋藏-热液溶蚀对孔隙起到有利的改造作用。白云岩规模优质储层受控于云化滩和断裂热液溶蚀改造,二者叠合之处为规模优质储层发育区。这一认识为研究区下一步勘探部署提供了重要依据。

古城地区中下奥陶统白云岩碳氧同位素特征及成因

为深入研究古城地区奥陶系白云岩的成因,以钻井岩心以及井壁取心的岩石学观察和分析为基础,将古城地区中下奥陶统基质白云岩划分为4类,充填胶结白云石划分为3类,进行了碳氧同位素以及白云石有序度的测试分析。研究表明:该区白云岩类型以粉晶、粉细晶为主,白云石有序度低,白云化作用主要发生在浅地表的同生—准同生阶段;粉细晶白云岩的碳氧同位素在纵向上受沉积以及成岩环境的影响,具有明显的差异性,白云化作用发生于浅埋藏阶段;细中晶白云岩以及白云石充填胶结物形成于中—深埋藏条件,与深部热液活动有关。该认识对该区白云岩储层的进一步研究具有指导意义。

塔里木盆地塔东地区却尔却克组烃源岩的发现及其意义

过去的研究认为,塔里木盆地塔东地区中—上奥陶统却尔却克组不发育烃源岩,但近期通过钻井系统取样分析,在该组泥岩中发现了烃源岩,有机质含量高达8.59%,厚度达200 m,值得高度关注。为此,通过近年探井的系统取样分析,结合地震追踪与沉积相研究,探讨了该组烃源岩发育特征及其勘探潜力。沉积相分析表明,浊流发育的探井缺乏烃源岩,而盆地相泥岩发育区有烃源岩分布;井震标定发现,浊积岩发育井区通常表现为杂乱反射,而烃源岩发育区多呈中强振幅连续—较连续地震相;根据区域地震追踪结果,认为却尔却克组烃源岩有利分布面积达5×104km2;油气源对比分析结果显示,塔东地区存在来自却尔却克组烃源岩的油气。结论认为:西北部的草湖、东北部的英东、西南部的古城等地区烃源岩较发育,热演化程度成熟度适中,是现今油气运聚的有利指向区。草湖地区、古城地区的寒武—奥陶系台缘带可勘探面积达8 000 km2,发育大型礁滩型圈闭,其侧向与烃源岩直接接触,有利于形成大型碳酸盐岩岩性油气藏。东北部的英东地区志留系、侏罗系碎屑岩发育多套储盖组合,断背斜圈闭发育,油源断裂发育,是寻找中小型次生油气藏的有利方向。

塔里木盆地古城地区中下奥陶统白云化流体性质厘定-来自稀土元素的证据

为明确古城地区中下奥陶统白云岩成因,在岩石学研究基础之上,对塔里木盆地古城地区6口井中下奥陶统蓬莱坝组及鹰山组的基质白云岩、泥晶灰岩及充填白云石进行了稀土元素分析。结果表明,不同类型基质白云岩之间的ΣREE差异性小,细中晶白云岩的ΣREE略低于粉晶及粉细晶白云岩。基质白云岩稀土分配模式总体具有LREE富集、HREE亏损,Ce负异常,La正异常的特征,与泥晶灰岩分配模式一致,反映了沉积及成岩流体主要为孔隙间残留海水。部分粉细晶岩与细中晶白云岩具有Eu轻微正异常表明在后期成岩过程中受到了热液作用的改造。充填白云石ΣREE显著高于基质白云岩,具有最高的ΣLREE/ΣHREE值,显著的Eu正异常,属于典型的热液成因,热液流体可能为寒武系地层热卤水。

塔西北下寒武统风暴活动特征及其沉积学响应

在塔西北阿克苏露头区发育多套类型不同的下寒武统肖尔布拉克组风暴岩,它们宏观上与微生物丘混生或共生,微观上可见不同类型的微生物结构,但与此相关的研究甚少。以露头观察和室内鉴定为基础,在苏盖特布拉克地区和昆盖阔坦地区划分出4类8种各具特色的微生物丘—风暴岩沉积序列,并归纳总结了塔西北地区下寒武统肖尔布拉克组风暴沉积模式,认为其发育位置和沉积特征主要受控于“三面”,包括平均海平面(MSL)、正常浪基面(FWB)和风暴浪基面(SWB);“四期”,包括平静期、高峰期、衰减期与停息期;“五流态”,包括风暴涡流、风暴下部回流(包括风暴碎屑流和风暴浊流)沉积与风暴上部回流(包括风暴漫流和风暴潮流)。另外古风暴中心的发育位置也可影响风暴沉积特征。最后在前人研究的基础上,对“贫乏骨骼的风暴海”的形成条件进行探讨。

塔里木盆地塔北隆起寒武系地层水化学特征、成因及矿物溶解-沉淀模拟

通过对塔里木盆地塔北隆起英买-牙哈地区14口井以及轮探1井寒武系地层水的化学成分和离子比例系数的分析,以及水文地球化学模拟,明确了研究区塔北隆起寒武系地层水化学特征和成因与演化。结果表明:塔北隆起寒武系地层水是以Na^(+)+K^(+)和Cl^(-)为主的高矿化度CaCl_(2)型地层水。地层水中Na^(+)+K^(+)和Cl^(-)浓度与矿化度的相关性好,Na^(+)+K^(+),Ca^(2+),Mg^(2+),Cl^(-)和SO^(2-)_(4)浓度随埋深的增加呈先减小后增大的趋势,与矿化度随埋深的变化趋势一致,由此将地层水划分为越流泄水浓缩带和深部渗滤浓缩带。钠氯系数为0.39~0.55,平均值为0.51;脱硫酸系数为0.07~1.91,平均值为0.35。Phreeqc软件模拟矿物饱和指数得出:白云石的饱和指数为-3.43~1.95,平均值为-0.10,50.91%的白云石沉淀;石膏的饱和指数为-1.77~0.12,平均值为-0.80,94.64%的石膏溶解;方解石的饱和指数为-0.88~1.62,平均值为0.55,18.18%的方解石溶解。研究区塔北隆起方解石的白云石化和石膏溶解导致现今地层水中Ca^(2+)富集,Mg^(2+)亏损。塔北隆起寒武系地层水变质程度小,是由海水经历蒸发浓缩、离子吸附和水-岩相互作用演变形成的。

塘古坳陷构造—沉积演化及其油气勘探方向

塔里木盆地塘古坳陷历经20余年勘探而成效甚微,在新的地震与钻井资料基础上,通过地层沉积对比、构造解析重新认识塘古坳陷的形成与演化,及其对勘探方向的指示研究,结果表明:1)塘古地区存在基底古隆起,寒武系自塔中向南逐渐减薄;2)本区钻揭中-下奥陶统碳酸盐岩地层连续,不存在寒武系一中奥陶统的台槽;3)上奥陶统良里塔格组沉积期在东西两侧发育巨厚的台地边缘相带,而坳陷区相变为盆地泥岩相;4)北东向冲断构造具有分层变形特点,断裂活动始于晚奥陶世早期,冲断推覆作用主要形成于奥陶纪末。结果揭示塘古坳陷经历4期构造关键演化期:1)寒武一中奥陶世与塔中连为一体的碳酸盐岩台地发育期;2)上奥陶统良里塔格组沉积期受控东南板缘俯冲与碰撞作用的台盆形成期;3)奥陶纪末强烈沉降的挤压挠曲盆地定型期;4)志留纪一泥盆纪的构造改造期。该结果为盆地构造古地理研究与深层油气评价提供了基础,并提出了勘探新方向。

准同生白云石化作用及其对储层的影响——以塔里木盆地寒武系白云岩为例

为厘清准同生白云石化作用对储层的影响,基于实验室模拟合成白云石实验,利用实验得到的有序度和模拟时间并结合塔里木盆地塔北地区埋藏史和寒武系综合柱状图确定了塔北地区寒武系白云岩大约在521 Ma、480 m深度时已发生了较高程度的白云石化。通过对不同地区白云岩晶胞参数计算,发现晶胞体积大的白云石有序度低、晶胞体积小的有序度高,反映了白云石化过程中白云石有序度的调整会导致整体矿物体积的缩小,得出白云石有序度与晶胞体积呈负相关的指数关系。根据计算的晶胞体积数值得出方解石白云石化过程晶胞体积缩小量平均值为12.6%,即该过程产生12.6%的晶间孔隙。通过对灰岩—白云岩压实曲线和薄片观察得出白云石化后岩石物理化学性质改变,其抗压性使得准同生期产生的晶间孔隙得到保存,有利于后期深埋藏环境下热液流体在原始萨布哈白云岩晶间孔隙基础上进行溶蚀和重结晶,从而扩大了储积空间形成优质白云岩储层。

塔里木盆地满西地区寒武系台缘带分段演化特征及其对生储盖组合的影响

满西台缘带位于塔里木盆地满加尔凹陷西缘,是寒武纪—奥陶纪以来持续发育的大型碳酸盐岩台地边缘。近年来,有多口井在该带见到良好的油气显示,但至今没有获得油气勘探突破,生储盖组合配置条件是制约寒武系台缘带油气勘探成功的关键。通过对台缘带地震反射结构特征和迁移叠置样式分析,将满西寒武系台缘带划分为3段,并对其进行了分段沉积演化分析,指出差异构造沉降和相对海平面变化是控制台缘带差异演化的主要因素。在台缘带分段沉积演化分析的基础上,探讨了满西台缘带分段生储盖组合配置条件的差异,指出北段(轮南地区)膏云岩覆盖的下寒武统缓坡滩生储盖组合配置条件优,是最有利的勘探区,南段(古城地区)致密灰岩覆盖的上寒武统台缘礁滩体生储盖组合条件次之,是较有利的勘探区。

塔里木盆地塔东隆起带上震旦统沉积模式探究

随着勘探不断向深层发展,震旦系白云岩因具备良好的生储盖组合条件而逐渐成为近源寻找原生油气藏的重要勘探领域。塔里木盆地塔东隆起带震旦系白云岩埋藏浅,6000 m以内可勘探面积达1.5×1010 m2,一旦突破,将带来巨大经济效益。前期受资料所限,研究主要侧重于盆地级的大区研究,对盆内区带级的精细研究开展的比较少,对塔东隆起带震旦系白云岩沉积模式研究更少,这不仅困扰着塔东隆起带震旦系的油气勘探,而且对整个盆地上震旦统岩相古地理编图也有重要影响。借助新的钻井资料和高品质地震资料,对塔东隆起带震旦系白云岩开展地震地层学和沉积学研究,建立上震旦统沉积模式,提出塔东隆起带震旦系为断陷沉积,发育2个北东—南西向的双断裂陷,裂陷中部受基底断块隆升影响,形成断块碳酸盐岩台地,发育浅水台地颗粒滩、潮坪相沉积。震旦纪末期,受构造掀斜运动影响,南部抬升,地层遭受剥蚀,形成现今北厚南薄的楔状地层分布模式。

塔里木盆地8000m以深超深层海相油气勘探潜力与方向

深层和超深层油气是目前研究和勘探的热点领域。由于深层钻井资料少,地质认识还处于探索阶段,但是中国海相克拉通盆地深层丰富的油气资源条件已是众多石油地质学者的共识。奥陶系和寒武系深层已取得一系列发现,前寒武系除四川盆地突破外,其他盆地也都启动研究或钻探。塔里木盆地新近纪以来的快速沉降与堆积,下古生界及前寒武系目前埋深主要在5 000~12 000m,8 000m以浅已取得一大批勘探发现和工业产能建设,8 000m以深是未来重要勘探领域。通过对塔里木盆地超深层油气成藏条件分析,特别是对寒武系、震旦系、南华系烃源岩的分析、超深层碳酸盐岩储层的形成与保持、超深层油气相态、以及成藏组合的分析,对8 000m以深的重要勘探领域进行评价,指出奥陶系、寒武系、震旦系等未来8 000m以深超深层油气勘探的主要领域和勘探方向,为超深层油气勘探提供理论指导。