塔里木盆地东北地区下寒武统烃源岩发育模式——以塔东1井为例

塔里木盆地早寒武世发育了一套富有机质黑色泥岩,是盆内重要烃源岩之一。目前对这套烃源岩在塔西北地区的研究较多,然而塔东北区研究程度相对薄弱。通过对塔东1井下寒武统泥岩进行矿物学和地球化学特征实验研究,基于实验结果分析了寒武系烃源岩形成主控因素,建立了这套烃源岩发育模式,并对比了其与塔里木盆地其他区烃源岩的差异。塔东1井下寒武统发育硅质泥岩和钙质泥岩;Al2O3、TiO2、Zr及总稀土元素含量较低,Lan/Ybn显示重稀土富集特征,表明受陆源碎屑影响较小;Cd/Mo与Co×Mn及TOC与地化图解显示塔东北地区广泛受上升洋流作用影响;样品整体TOC较高,均值达到3.52%,结合P2O5及生物成因硅含量特征,表明下寒武统泥岩具有较高有机质生产力,其中下部生产力极高;U、V及Mo远高于后太古界澳大利亚页岩(PAAS),有机碳与磷的比值(Corg:P)均值为242,表明该区早寒武世水体处于还原环境。结合区域构造演化,认为塔东北区下寒武统烃源岩受古地貌、海平面、上升洋流等多方面因素影响;塔里木盆地不同地区下寒武统烃源岩主要在沉积相带及受热液影响这两方面存在差异。

塔里木盆地塔东2油藏形成历史——原油稳定性与裂解作用实例研究

塔里木盆地塔东2井寒武系储集层中的原油密度大、黏度高、非烃和沥青质含量高,发现了一些高浓度的特殊化合物(包括4-甲基甾烷、甲藻甾烷及其芳构化产物等),它们与寒武系岩石抽提物中的生物标志化合物的分布非常一致,却又明显不同于中、上奥陶统烃源岩及轮南油区的稠油,指示该原油起源于寒武系.该油藏经历了次生蚀变过程,大量生液态烃在中、晚奥陶世,生油过程在约10Ma内快速完成,此后地层继续埋深,经历了200～210℃古地温,灰岩孔、洞、缝甚至泥岩中大量存在的干沥青、原油中高含量的稠合芳烃以及重碳同位素组成是高温过程对油藏影响的重要证据.泥盆纪以后塔东2油藏抬升至地下1730m深度,其储集层温度降至约70℃(盐水包裹体均一化温度主要为60～90℃).新形成的断裂和构造裂缝沟通了寒武系早期裂缝系统中聚集的油气,导致油气向上扩散,遭受生物降解和蒸发分馏作用,而使原油进一步稠化,原油中高浓度25-降藿烷的存在以及原油的高含蜡是两种作用存在的主要证据.400Ma前形成的油藏在经历超过200℃的高温之后还能保存至今,表明原油具有高度的稳定性.

塔东地区寒武—奥陶系碳酸盐岩沉积特征及演化规律

随着勘探程度的提高,塔东地区寒武—奥陶系碳酸盐岩地层展现出良好油气勘探前景.根据碳酸盐岩沉积模式,通过岩石学特征、地震相、沉积古地貌解剖等研究,在塔东地区识别出盆地、广海陆棚、台缘斜坡、台缘礁滩、台缘浅滩、开阔台地、局限台地相等7种碳酸盐岩沉积相类型,指出塔东地区寒武—奥陶系碳酸盐岩沉积相具有三分结构特征：中部发育盆地相区,东部和西部发育台地相区及台缘相区.确定了下寒武统深水盆地——开阔台地,中—上寒武统（较）深水、浅水盆地——局限台地,中—下奥陶统浅水、深水盆地——开阔/局限台地沉积相组合序列及沉积体系展布特征,并结合相对海平面升降分析建立了塔东地区碳酸盐岩缓坡台盆体系—镶边台盆体系—远端变陡型台盆体系的沉积演化模式.指出台地边缘相发育礁滩储层、台缘斜坡相发育重力流沉积储层及局限台地内发育膏溶储层,是油气聚集的有利相带。

塔东2井古油藏成藏期分析

塔里木盆地塔东低凸起的塔东2井在寒武系一下奥陶统获得少量重质油,发现寒武系一下奥陶统碳酸盐岩是优质烃源岩,其中的有机质和沥青赋存产状大致有3种:①基质中的大量黑色炭化的有机(泥)质;②收缩溶蚀缝脉和Ⅰ期构造溶蚀缝脉及晶间溶蚀孔中的黑色炭质沥青;③局部Ⅲ期构造缝中的油质-胶质沥青。根据沥青的产状,结合碳酸盐岩成岩演化序列与其成岩阶段和构造演化史,认为塔东2井油藏为两期成藏,烃源岩在奥陶纪末的早成岩末至晚成岩早期阶段就已排烃形成早期油藏,志留纪末进入晚成岩深埋藏阶段,古油藏因高温热蚀变遭破坏;晚期成藏在海西—印支期以来,经同层调整后再次成藏,属自生自储的残余古油藏。

塔东地区寒武-奥陶系沉积相与沉积演化模式

在地震地层学和海相碳酸盐岩沉积模式的指导下,以单井沉积相分析和地震资料为基础,结合钻井、地表露头资料分析,对塔里木盆地塔东地区寒武-奥陶系沉积相进行了详细的研究,识别出塔东地区寒武-奥陶系沉积相具有西部碳酸盐岩台地相区、东部盆地相区和中间过渡带斜坡相区的典型三分结构。在对沉积相平面展布、沉积演化等沉积体系分析的基础上,综合考虑了古地理沉积环境、沉积相平面组合规律及控制因素,建立了塔东地区寒武-奥陶系沉积演化模式。

塔东地区盆山耦合与油气成藏模式研究

以大陆动力学、构造地质学和含油气系统理论做指导,以盆地构造—沉积分析技术为手段,研究了塔东地区与南天山、阿尔金山之间的耦合关系,探讨了塔东地区的大地构造演化特征及其对油气成藏的控制,完善了塔东地区的油气成藏模式。指出:从中新生代以来,塔东地区与南天山、阿尔金山盆山耦合关系十分密切;构造是塔东地区沉积演化史的主控因素,控制了油气的生储盖成藏组合;侏罗系煤系露头的发现,为混源油气成藏模式提供了有利的证据。

塔东地区寒武系白云岩的流体包裹体特征及生烃期次研究

塔东地区英东2井寒武系中的烃包裹体存在于白云石脉中,而这些白云石脉内有的发育两相盐水包裹体,有的不发育两相盐水包裹体,对其形成温度的推测也不太确定。通过对不同温度下形成的白云石进行拉曼分析发现,可以通过拉曼特征峰来推测白云石的形成温度,从而推导不发育两相盐水包裹体的白云石脉的形成温度。根据烃包裹体赋存位置、形成期次及其伴生盐水包裹体均一温度与有关白云石的拉曼波谱分析,推断了本区寒武系白云岩矿物的形成及油气充注顺序。结合区域地质构造演化史和各井镜质体反射率特征,提出英东2井寒武系白云岩有3期生烃:奥陶纪末期到志留纪为第一期,在成岩期重结晶的白云石中见大量的黑色沥青质包裹体;志留纪末期到侏罗纪,烃演化处于终止阶段;侏罗纪末为第二期,此期生烃量少,只在裂缝中有黑色沥青质沥青残余;喜山期为第三期,在孔隙、裂缝中储集了油气,同时也是现存油气藏的主成藏期。

塔东地区寒武系-下奥陶统成岩作用特征及对优质储层形成的影响

通过对塔东地区寒武系-下奥陶统7口井岩心观察及薄片分析鉴定,发现寒武系-下奥陶统成岩演化过程复杂,各种成岩作用发育。对储层形成有建设性作用的有白云石化、溶蚀、破裂作用;具破坏性的成岩作用有黄铁矿化、硅化、压实和充填作用等。以白云石岩石学特征为基础,结合构造背景,认为研究区广泛发育的白云岩为构造热液白云石化成因,断裂系统为热液白云石化提供了热源流体。随着成岩作用演化的加深,岩层演化的总趋势是越来越致密,最终使孔隙度偏低,储层性能较差;但经过热液白云石化成岩演化过程比未经过此过程的岩石具有较高的孔隙度,更有利于储层的发育。

塔东地区构造热事件及其对原油裂解的影响

塔东地区目前共有7口探井钻遇油气勘探潜力较大的寒武系—下奥陶统碳酸盐岩地层。主要对这7口井古生界的有机质成熟度资料做了系统分析,发现其中2口井古生界有机质成熟度剖面呈直线型,属于正常的地热演化剖面;另外5口井古生界有机质成熟度存在非常明显的拐点;7口井古生界与中新生界的有机质成熟度之间不连续,即有明显的"断层",表明塔东隆起区及斜坡区古生界地层的有机质成熟度增加并不是由于沉积埋藏造成的,而是由于深部的异常热事件造成的。从成熟度变化分析,异常热事件在垂向上主要影响下古生界地层,在平面上异常成熟度现象分布在走滑性深大断裂带附近,远离走滑性深大断裂带的井中有机质成熟度表现为正常的热演化剖面,说明在塔东地区异常热事件与深大断裂有关,称之为构造热事件。构造热事件成为塔东隆起或斜坡区在中新生代时古生界原油裂解的主要热动力。7口探井中多期沥青的存在,进一步说明该地区有过后期原油裂解,同一样品中沥青反射率存在明显的差异,反映沥青是在不同阶段形成的。其中1期沥青分布区域没有受到异常热事件影响,沥青只是早期正常埋藏成因;对2期沥青分析说明有1期后期异常热事件,与该区断裂主要活动时期(J3末)是一致的;对3期沥青分析说明存在2期后期异常热事件,与车尔臣断裂带的2期活动(S3—D2、J3末)一致。

塔里木盆地塔东地区寒武系划分与对比

通过对塔东北库鲁克塔格地区寒武系剖面的观察与对比分析,结合尉犁1井寒武系的综合研究,按国际上采用的寒武系4分方案,提出了该区寒武系4统4组新的划分标准;识别出"反勺形伽马段"与"特高伽马段"2个标志层,在西山布拉克组—莫合尔山组获得了丰富的多门类化石,并在区内寒武系识别出了1次具有全球等时对比意义的重大地质事件(ZHUCE)。通过地层的划分对比,指出作为槽盆相寒武系典型井(塔东1、2井)缺失寒武纪初期的沉积,表明震旦纪末"满加尔坳拉槽"南端未达塔东1—塔东2井一线。该区寒武系层序地层共划分为4个Ⅱ级、6个Ⅲ级层序,这为沉积相、构造运动及油气成藏等其他学科的深入研究奠定了地层学基础。

塔东地区寒武系白云岩地球化学特征与成因模式

寒武系白云岩是塔东地区下古生界碳酸盐岩储层的重要岩石类型之一。为认识塔东地区寒武系白云岩的地球化学特征和成因机理,通过岩心及薄片观察,将研究区寒武系白云岩划分为微—细晶它形白云石、细—中晶自形白云石、中—粗晶白云石和鞍形白云石4种类型;结合阴极发光分析、微量元素测试、稀土元素分析、碳氧稳定同位素分析、流体包裹体测温和X线衍射有序度分析等,探讨研究区寒武系白云岩成因和白云化作用模式。结果表明:微—细晶它形白云石成因机制为准同生期高盐度白云化作用;细—中晶自形白云石成因机制为埋藏白云化作用;中—粗晶白云石成因机制可分为2种类型,即Ⅰ型为基性岩浆热液流体重结晶白云化作用,Ⅱ型为中酸性岩浆热液流体重结晶白云化作用;鞍形白云石成因机制也可分为2种类型,即Ⅰ型为基性岩浆热液白云化作用,Ⅱ型为中酸性岩浆热液白云化作用。该结果为研究区寒武系白云岩储层预测和油气勘探部署提供依据。

塔东隆起带震旦系古油藏的发现及勘探意义

针对塔东隆起带震旦系油气成藏认识不清的问题,利用近年来新采集的二维地震、钻井等资料,对塔东隆起带震旦系油气成藏进行研究。结果表明:塔东隆起带震旦系水泉组发育碳酸盐岩台地—缓坡相沉积,早期台地相沉积环境更有利于储层发育;在东探1井震旦系水泉组下部台地相白云岩地层中发现了60 m连续分布的储层沥青,表明震旦系发育有古油藏。东探1井震旦系古油藏是塔里木盆地首次在震旦系发现古油藏,该发现说明震旦系经历了油气成藏过程,沥青分布特征表明沉积相带与岩溶作用对古油藏具有一定的控制作用。该研究开拓了塔里木盆地新的勘探层系,可为塔里木盆地震旦系油气勘探提供部署依据。

塔东地区英东2井寒武系-奥陶系储层流体地球化学示踪

系统分析了英东2井中、上寒武统和中、下奥陶统围岩及裂缝中充填物的碳、氧、锶同位素、稀土元素及流体包裹体等地球化学特征。在此基础上,根据示踪流体的形成期次、来源,划分流体充注的时序关系,探讨流体对储层改造的影响,进而对油气动态保存条件进行探索性评价。流体地球化学研究表明,中、上寒武统和中、下奥陶统存在3期外来壳源富锶流体,其中第一期流体的87Sr/86Sr比值为0.710 8,第二期流体的87Sr/86Sr比值介于0.709 8～0.710 0,最晚一期为来自地壳深部的热液流体,其87Sr/86Sr比值为0.713 8。3期流体对储层的储集性能均起到了破坏性作用,但晚期热液流体在对储层改造的同时具有一定的建设性作用。最早一期流体充注时,中、上寒武统储层具有相对较好的油气保存条件;随后两期流体充注时,中、上寒武统储层不再具有保存油气的能力。流体地球化学示踪为动态了解英东构造带乃至整个塔东地区深部流体活动提供了一个新方法。

塔里木盆地塔东地区下古生界碳酸盐岩储层特征与勘探领域

塔里木盆地塔东地区下古生界碳酸盐岩勘探虽已获得突破,但储层类型和主控因素不清、有效储层分布规律不明一直是制约该区勘探领域评价和井位部署的瓶颈之一。基于露头、岩心、薄片、钻井、测试和地震等资料,综合地球化学分析数据,指出塔东地区发育5类储层,分别为奥陶系一间房组—鹰山组上段的灰岩礁滩溶蚀型储层、鹰山组下段—蓬莱坝组的溶蚀型白云石化储层、寒武系台缘丘滩白云岩储层、塔东低凸起上寒武统斜坡深水重力流型白云岩储层和上震旦统微生物丘滩白云岩储层。其中溶蚀型白云石化储层和台缘丘滩白云岩储层是塔东地区重要的储层类型,礁(丘)滩体和溶蚀作用是这两类储层发育的主控因素。在此基础上评价了两个现实勘探领域和三个风险勘探领域。

塔东地区震旦系白云岩成因及储层发育模式

塔东地区震旦系顶部发育一套稳定分布的白云岩,厚度在24~799 m。目前,对于这套白云岩的储层特征、成因机制和控制因素尚未形成统一认识,制约了塔东地区震旦系的勘探突破。文中利用钻井、岩心、薄片鉴定和地球化学等数据,分析了震旦系白云岩的储层特征、成因机制及有利储层控制因素。结果表明:塔东地区震旦系白云岩为一套碳酸盐台地相-缓坡相沉积产物,依据岩石结构特征及成因机制可以划分为结晶白云岩、颗粒白云岩和微生物白云岩三大类岩石类型;白云岩成因主要为准同生期海水成岩模式和埋藏成岩模式,2种成因白云岩在纵向上可区分;震旦系白云岩储层发育受沉积相带、热液及构造作用3个因素控制,3种控制作用也不同程度地影响了白云岩化的机制。

塔东地区奥陶系——寒武系烃源岩评价

塔里木盆地塔东地区是大庆油田油气勘探的重要接替领域,其有效烃源岩、生烃潜力评价直接影响该区的整体勘探决策。在岩石热解分析、有机质镜下检测等实验分析基础上,对奥陶系、寒武系烃源岩的有机碳含量、有机质类型及有机质成熟度等进行了分析。结果表明:去污染分析后的奥陶统却尔却克组烃源岩有机碳含量较低;有机质类型既有腐殖型也有腐泥型;上奥陶统烃源岩为非-差烃源岩,中-下奥陶统的黑土凹组、寒武系为好烃源岩,有机质类型以海相腐泥型为主,烃源岩处于过成熟阶段;泥岩、泥质灰岩有机质含量较高,为有效烃源岩,碳酸盐岩的有机质含量较低,多为非烃源岩。

塔东地区古城4井上寒武统-中、上奥陶统流体地球化学示踪

通过对塔东地区古城4井上寒武统和中、上奥陶统碳酸盐岩围岩及充填物的碳、氧、锶同位素地球化学和流体包裹体成分的对比研究表明,充填于中、上奥陶统和上寒武统的流体分属于2个不同来源的流体体系。充填于中、上奥陶统灰岩裂缝中方解石脉的w（87Sr）/w（86Sr）介于0.7084~0.7088,它与早奥陶世海水的w（87Sr）/w（86Sr）相近;流体体系为CH4-H2O体系;充填物与围岩间具有明显的碳、氧同位素差异,表明上部流体体系中的流体来自于奥陶系地层本身。上寒武统白云岩裂缝中方解石脉的w（87Sr）/w（86Sr）为0.7138,明显地高于同时代海水的锶同位素值;流体体系为CO2-H2O体系;下部流体体系中的流体为外来富锶流体。上、下流体体系间互不连通暗示着上寒武统地层具有相对较好的保存条件。

塔东地区寒武系碳酸盐岩成岩作用及储层成因机理

通过岩心观察和薄片鉴定,结合阴极发光实验等方法,研究塔东地区寒武系碳酸盐岩成岩作用及储层形成机理。结果表明:研究区寒武系碳酸盐岩沉积后经历了多种成岩作用的改造,既有对储层孔隙发育具有建设性的(白云化作用、溶蚀作用和破裂作用等),又有破坏性的(压实作用、压溶作用、重结晶作用、硅化作用、黄铁矿化作用等)。储层储集空间主要有晶间孔和晶间溶孔、溶蚀孔洞和未充填裂缝空间;储层类型主要有白云岩溶蚀孔隙型和白云岩溶蚀缝孔洞型两类。白云化作用为储层发育提供了基础条件;后期热液溶蚀作用对于储层发育起关键性作用;晚期由于构造破裂作用对于改善储层的储渗性能具有重要意义。白云岩较为发育的斜坡和台地相区与断裂的叠合区域,热液溶蚀和构造破裂更加发育,是研究区寒武系碳酸盐岩优质储层发育的有利区带。

吉林东部塔东铁矿区雁脖岭岩体和朱敦店岩体的形成时代与构造背景分析

通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石化学分析,研究了吉林省塔东铁矿区雁脖岭岩体和朱敦店岩体的形成年代、地球化学特征和形成环境。岩石地球化学特征显示雁脖岭岩体为花岗闪长岩岩体,朱敦店岩体为花岗岩岩体。两个岩体的加权平均年龄分别为262.3±3.1 Ma和244.5±1.9 Ma,是二叠纪末和三叠纪初的侵入体。雁脖岭岩体的含铝指数A/CNK=0.88~0.94,里特曼指数σ=2.09~2.45,Na2O/K2O=1.45~1.69;朱敦店岩体的含铝指数A/CNK=0.902~1.001,σ=2.15~2.55,Na2O/K2O=0.99~1.12。地球化学特征表明两者均属于准铝质的I型花岗岩,源区具有壳源性质,是古亚洲洋板块俯冲产物。朱敦店岩体的侵入年龄表明古亚洲洋在224 Ma±仍未闭合。

塔东地区天然气地球化学特征及运聚探讨

塔东地区存在两套烃源岩,根据对样品组分、碳氢同位素及轻烃组分等方面的综合分析,塔东地区天然气属于有机海相油型气,来自于寒武系—奥陶系烃源岩,形成温度较高,属于高温裂解气。结合碳同位素特征和天然气运移指数ΔR3对该区天然气运聚规律进行了探讨,大致方向由构造低部位向构造高部位运移。从英南2井来看,其气藏充注过程至少有两次。