塔里木盆地塔中低凸起北斜坡古生代断裂展布与构造演化

通过对塔中低凸起北斜坡4500km2三维地震数据体的精细解析,根据不整合面和生长地层分析以及断层与地层之间的接触关系,厘定划分出4期不同应力性质的断裂,分别为寒武纪—早奥陶世拉张断裂、晚奥陶世冲断挤压和北西向走滑断裂、志留纪—泥盆纪北东向走滑断裂以及二叠纪的岩浆刺穿。寒武纪—早奥陶世拉张断裂展布形态和发育规模奠定了后期构造活动的基础;晚奥陶世断裂呈发散的帚状,向东南方向收敛,断裂分布具有明显的分带和分段性,东部主要为逆冲断裂,中西部发育北西向走滑断裂,晚奥陶世断裂体系可划分为6组呈北西向展布的弧型断裂带,各弧形断裂带由多条断裂组成,其形成可能与古生代阿尔金北缘北西向冲断挤压有关;塔中志留纪—泥盆纪走滑断裂体系主要是在挤压应力环境下形成的,呈北东向展布,走滑断裂体系由3部分组成:主干边界断裂、尾端羽列断裂和拉分地堑,其中主干断裂剖面上表现为高角度近似直立断面,直插基底,延伸较远,剖面上呈花状构造,尾端羽列断裂在主干断层的尾端发育,主要位于主干断裂的北端,拉分地堑平面上呈菱形,受多级断层控制;二叠纪岩浆刺穿在塔中三维区呈点状或条带状,岩浆刺穿对早期断裂进行叠置和改造,岩浆侵入和底辟作用致使地层隆升,形成一系列逆断层性质的"正花状构造"。构造活动决定了断裂发育,早古生代塔里木盆地及其周缘地区伸展-聚敛构造演化构成了一个较为完整的威尔逊旋回,寒武纪—早奥陶世塔里木周缘古大洋拉张裂解,早奥陶世末—晚奥陶世部分古大洋俯冲消减,晚奥陶世—泥盆纪周缘大洋部分闭合,发生弧陆或陆陆碰撞,二叠纪岩浆活动代表了另一个构造旋回的开始。

塔里木盆地塔中低凸起古构造演化与变形特征

通过区域地质和构造地震精细研究,提出了塔里木南缘早古生代板块构造控制塔南—塔中从伸展到挤压盆地演化:寒武纪—早奥陶世板缘拉张控制了塔中北斜坡断陷构造;中奥陶世北昆仑洋盆关闭后塔中前缘隆起;晚奥陶世—晚泥盆世塔中前陆冲断与走滑构造变形。晚奥陶世塔南前陆冲断构造由东南向西北方向传播,形成塘北—塔中南—塔中5号断裂带等弧形断裂体系和塔中低凸起中西段与Ⅰ号断裂带小角度斜交的走滑断裂体系。冲断构造位移的传播受控于两个滑脱层:其一是沿寒武系内部膏盐岩的滑脱,形成弧形冲断构造,终止于塔中南缘断裂带;另一个是沿中地壳韧性变形带的滑脱,形成塔中1号断裂带东端的弧形构造带。塔中1号断裂带东段的构造变形方式主要为向北传播水平位移的断层传播褶皱和向南反向冲断的楔形构造。塔中低凸起的中西段右行走滑构造导致了向东收敛的扫帚状走滑断裂体系的形成,剖面发育花状构造。塔中低凸起的古构造演化与变形特征、构造变形样式、构造变形成因和断裂体系,是克拉通盆地内部叠合盆地深层的主要构造地质特征。

塔里木盆地塔中低凸起:一个典型的复式油气聚集区

塔中低凸起是塔里木盆地中央隆起上的一个次级构造单元。多年的勘探开发实践表明,该地区具有多个产层,多种油气藏类型,多期油气充注;多种类型的油气藏垂向上复合叠置,横向连片成带,共同构成了一个典型的复式油气聚集区。塔中低凸起是继轮南低凸起之后,塔里木盆地又一个典型的复式油气聚集区。本文在概述区域构造的基础上,从烃源岩与油气充注、储盖类型与组合、油气输导系统、圈闭和油气藏类型等方面论述了该复式油气聚集区的重要特点,分析了油气成藏的主控因素。塔中复式油气聚集区证明:在渤海湾盆地油气勘探和研究实践中总结出来,并已经在中国东部和南部含油气盆地得到成功应用的复式油气聚集区的理论,对我国西部挤压型含油气盆地的油气勘探也具有重要的指导意义。

塔里木盆地塔中低凸起内部构造变形特征

根据地震剖面解释成果,分析了塔里木盆地塔中低凸起内部主要构造变形特征。塔中地区构造变形以层内滑脱和基底卷入并存,伸展、逆冲、反转与走滑相伴生为主要特征,主要构造样式可分为挤压构造、走滑构造、拉张构造、反转构造和塑性流动构造等5大类,进一步可细分为多个亚类。受早期构造背景和区域动力学机制变化影响,塔中地区不同构造样式分布具有一定规律性,NW向和NE向断裂分别具有挤压逆冲和走滑性质,拉张构造发育在深部中、下寒武统和浅部三叠系内,而反转构造主要发育在深部寒武系和奥陶系内。

塔中低凸起古生界构造特征及演化

塔中低凸起经历了多期构造运动的叠加和改造,古生界构造特征总体以南北对冲挤压为特点,形成南北两大弧形构造体系,在弧形构造体系上发育晚奥陶世台地边缘沉积。早海西期大规模逆冲逆掩构造由于受东西向区域应力不一致的控制,表现出一定程度的上下地质结构的变异,并形成了呈NNE走向的走滑断裂体系,控制了研究区纵向分层、南北分带、东西分块的构造格局。中新生代构造运动导致走滑断裂表现为西晚东早,东部定型于晚海西期,西部定型于喜山期。多期次的构造作用,使研究区发育挤压收缩构造、走滑压扭构造两大类基本构造样式。

塔里木盆地塔中低凸起古生代断裂构造样式与成因探讨

三维地震资料解析表明,塔中低凸起古生代断裂样式复杂,发育有4期不同性质的断裂:①寒武纪—早奥陶世张性正断裂,其展布形态和发育规模为后期构造活动奠定了基础;②晚奥陶世逆冲及走滑断裂,具有明显的分带、分段性,东部主要为基底卷入逆冲断裂,中西部为盖层滑脱和北西向走滑断裂;③志留—泥盆纪挤压应力环境下形成的走滑断裂体系,北东南西向展布,包括主干边界断裂、尾端羽列断裂和拉分地堑3个组成要素,主干断裂在剖面上断面近于直立,直插基底,延伸较远,与其他各级断裂构成花状构造,其尾端发育有羽列断裂,拉分地堑受多级断层控制,平面上呈菱形;④二叠纪岩浆活动派生断裂,岩浆刺穿对早期断裂进行叠置和改造,形成一系列似"花状构造"。从断裂平面展布来看,塔中古生代断裂整体上呈发散的帚状,其构造枢纽端位于东段,内旋层左旋扭动,外旋层右旋,内旋层指向发散端,属张扭性帚状构造。

塔中低凸起的形成和演化

根据对塔中地区及整个塔里木盆地构造 沉积特征 (构造应力场、构造格局、沉积环境及物源、火山活动、逆冲断层、地震反射特征 )的分析 ,认为塔中低凸起是塔里木板块南部与南昆仑板块在早奥陶世末相撞的产物 ,板块碰撞使塔里木板块北部的被动大陆边缘盆地与南部的弧后前陆盆地共存 ,唐古孜巴斯凹陷应属于弧后前陆盆地 ,塔中低凸起为前陆隆起 ,塔中Ⅰ号断裂为塔中前陆隆起冲断裂 ,其南部断裂为调节断裂或补偿断裂 ,此期形成的逆冲带成为后期阿尔金走滑断层活动的基础。论述了塔中前陆隆起的构造 沉积演化特点。塔中Ⅰ号断裂形成时间早 ,断距大 ,北部直接与生油凹陷相连 ,既是重要的油源断层 ,也是能改造储集层物性的重要断层 ,沿Ⅰ号断裂的潜山勘探应是今后塔中地区的重点勘探区域 ,东部的构造变形强度大于西部 ,勘探前景应好于西部。早、中奥陶世强烈的火山活动使塘古孜巴斯凹陷可能缺乏烃源岩 ,补偿断层主要在志留纪—泥盆纪形成 ,石炭纪以后基本上为稳定的整体升降 ,因此对该凹陷的勘探应格外慎重。图 4参

塔中低凸起北斜坡奥陶系碳酸盐岩储层特征及其勘探意义

塔中地区的构造演化史大致为:中加里东旋回晚期,塔中演化为前陆盆地的前缘隆起,形成了鹰山组顶部历时约12.8Ma的风化壳,NW走向的塔中Ⅰ号断裂带及相关次级断层开始活动,并伴随右行压扭,而且具有同沉积性质,控制了良里塔格组碳酸盐岩的生长,形成了桑塔木组和良里塔格组之间的淹没不整合;晚加里东运动期—早海西运动期,NE走向的右行走滑断裂继续活动;到二叠纪时期,塔里木盆地火山活动频繁,在塔中47井以及塔中35井区形成了两个规模较大的岩株,并伴随有NW走向的岩浆侵入。伴随构造演化过程在奥陶系碳酸盐岩中形成了三种受构造影响的储层类型——与走滑断裂相关的岩溶塌陷储集体、与同沉积逆断裂相关的良里塔格组台内滩储层、与岩浆热液相关的储集体。构造活动是形成碳酸盐岩优质储层的基础,这三类储集体是不同构造活动的不同表现形式,它们在时间上继承,在空间上叠置甚至重合,相互影响,最终形成一种相对独立的碳酸盐岩岩溶缝洞系统,具有重要的勘探价值。

塔里木盆地塔中低凸起奥陶系碳酸盐岩油气成藏

石 油

塔里木盆地塔中低凸起地层水与油气关系

通过对塔中地区地层水矿化度、水型及水化学指数分析认为,塔中地区封闭保存条件良好。除志留系外,石炭系和奥陶系高矿化度中心和正、负向地层水化学指数中心与油气分布匹配良好。石炭系,塔中东南部保存条件较好;奥陶系,塔中北坡Ⅰ号断裂带保存条件较好。石炭系和奥陶系油气运移与水动力有关,分别受重力流和压实流影响。前者由北西向南东运移,后者由北东向南西运移。地层水总矿化度和水化学指数变化与含油气性关系密切,就塔中地区而言,有利于油气保存的地层水化学指标分别为:地层水矿化度大于35 g/L,变质系数大于0,钙镁系数大于1,钠氯系数小于0.9,脱硫系数小于3,碳酸盐平衡系数小于0.2。

塔中低凸起的构造属性和解释方法

塔中低凸起是中奥陶世—晚泥盆世早期塔东南前陆冲断体系的一部分。这个时期塔中地区的断裂以北倾反冲为主,并可能与深部由南向北逆冲的主控断裂交汇,形成向北扩展的楔形构造前锋。塔中低凸起历经多期断裂作用,在不同地层单元内部形成了特有的构造形态,如震旦系—奥陶系构造层内主要发育北西向的挤压断层相关褶皱,志留系—泥盆系构造层内主要发育北东向的负花状构造和拉分地堑,石炭系—二叠系构造层内主要发育由岩浆刺穿或底辟形成的正花状构造和垮塌构造。多期断裂作用也造成了早期构造通常被晚期构造切割与破坏而在地震资料上难以识别的问题,构造解释工作应尽量在纵横比例相等的地震剖面上进行,以直观显示并准确识别这些构造层内部的变形形态,并从资料可信度高的位置入手,由已知到未知,逐步获得资料不好地区的断裂解释方案。

塔里木盆地塔中低凸起滑脱构造与分层构造变形

塔中低凸起作为古生代形成的凸起,是油气运移聚集的有利指向区,研究其构造变形特征对油气勘探具有重要的意义。应用地震和钻井资料,在地震资料解释和分层构造复原基础上,研究认为:(1)除塔中Ⅰ号断裂带部分段为基底卷入式外,塔中低凸起主要逆冲断裂以滑脱式为主,主逆冲断裂多在中、下寒武统膏盐层系滑脱;(2)盐上地层变形特征与盐下地层变形特征不同,盐上地层构造变形强度总体上大于盐下地层构造变形强度;(3)膏盐层系在分层构造变形过程中起到协调变形作用;(4)塔中低凸起分层构造变形主要受控于俯冲造山及膏盐层系滑脱作用。

塔里木盆地塔中低凸起地层水化学特征对不整合的响应

对塔中低凸起地层水化学特征与不整合之间关系的研究结果表明,地层水化学特征对不整合具有很好的响应。在遭受强烈抬升和剥蚀、之间形成不整合的奥陶系和志留系,以及紧靠不整合面附近的石炭系CⅢ油组,其地层水具有矿化度、Cl-含量、K++Na+含量和r(Cl-Na)/rMg值相对较小,而HCO3-含量、rNa/rCl值和rSO42-×100/rCl值相对较大的特点,反映出地质历史时期大气降水的影响。在志留系与石炭系之间以及志留系与奥陶系之间的不整合面附近,地层水的矿化度、r(Cl-Na)/rMg值和B3+含量变小,而rNa/rCl值和rSO24-×100/rCl值变大,具有典型的遭受大气淋滤的地层水化学基本特征。

塔里木盆地塔中低凸起奥陶纪油气成藏体系

国外含油气系统的概念和方法在国内的含油气盆地研究中的应用存在着局限 ,应用油气成藏体系的理论方法对塔中低凸起奥陶系油气成藏过程进行了分析 .塔中低凸起奥陶纪油气成藏体系的源岩为寒武系及下奥陶统烃源岩 ;满加尔坳陷中的砂体和不整合面是油气侧向运移的输导体 ,同时深部断裂是油气垂向运移的输导体 ;圈闭类型主要为古隆起背景上的地层型圈闭和构造型圈闭 .塔中I号断裂构造带是最为有利的油气聚集区 ,塔中北坡次之 ,中央断垒带最差 .

塔中低凸起北部斜坡带下奥陶统油气运聚规律

塔中低凸起北部斜坡带下奥陶统风化壳不仅为油气的重要运移通道,而且是重要的油气储集层。与其下伏的寒武系储盖组合一起,在上奥陶统良里塔格组的含泥灰岩沉积之后就能够有效捕获北部的满加尔凹陷寒武系泥岩烃源岩在中-晚奥陶世生油高峰期生成的油气。下奥陶统储盖组合形成早,与下伏寒武系储盖组合通过断层、裂缝沟通,是喜马拉雅运动期重要的天然气输导层,在合适的存在适宜的遮挡条件的场所,如出现断层封堵、饱含水的致密层封堵以及早期生物降解沥青层封堵等,可以聚集形成连片分布的天然气藏。

塔里木盆地塔中低凸起潜山区奥陶系油气成藏条件

塔中地区经历多期构造运动,导致下古生界地层抬升遭受风化剥蚀,先后形成3期古潜山,发育2套潜山岩溶储层。研究了潜山岩溶储层的发育特征及其控制因素,并对其发育的有利区进行了预测。同时,对塔中地区烃源岩、储盖条件、运聚条件及成藏过程等成藏条件进行了分析,认为奥陶系岩溶储层与其上覆的志留系、石炭系泥岩可构成良好的储盖组合,油源断裂、不整合面、岩溶孔缝洞体系构成了复杂的油气输导网络。塔中低凸起奥陶系潜山油气藏成藏过程复杂、期次多,但喜山期构造调整是最终成藏的关键。在此基础上,对勘探有利区带进行了预测,认为中央断垒带中、东段及其北部围斜地区(塔中15、16井区)和塔中低凸起东部潜山区(塔中1井区-塔中5井区-塔中48井区)为有利目标区。

中国海相油气田勘探实例之五 塔中奥陶系大型凝析气田的勘探和发现

塔中奥陶系碳酸盐岩的勘探始于1989年,直至2005年发现塔中Ⅰ号坡折带奥陶系碳酸盐岩凝析气田,探明加控制石油地质储量1.5×108t(油当量),是我国目前发现的第一个奥陶系生物礁型大油气田。油气的主力产层位于上奥陶统良里塔格组上部,储层为受坡折带控制的陆棚边缘礁滩体石灰岩。油气沿坡折带呈带状展布,为整体含油的大型准层状岩性油气藏。论述了塔中碳酸盐岩大油气田的勘探历程、主要地质特征,以及对海相碳酸盐岩勘探的启示。

塔中Ⅰ号坡折带奥陶系凝析气田勘探中的古地貌学方法

针对塔中地区碳酸盐岩埋藏深度大、横向非均质性强、岩层顶面地震反射强而内幕地震反射弱且分辨率低等地震地质特点,充分利用三维地震信息,精细解释了上奥陶统桑塔木组内部地震反射强振幅、强连续等时界面和碳酸盐岩顶界面,刻画了塔中Ⅰ号坡折带奥陶系碳酸盐岩台地—陆棚边缘高能礁滩体的地貌学特征,建立了碳酸盐岩建隆的地震地质模式。该模式为全面认识该区碳酸盐岩建隆沉积体系的发育特征和分布范围提供了重要依据,并在该区奥陶系凝析气田勘探、有利勘探区带评价和储量评估中得到了成功应用,取得了良好的经济效益。

塔里木盆地塔中地区海相原油中8,14-开环藿烷系列及其地球化学意义

基于色谱-质谱和色谱-质谱-质谱分析,通过对比塔里木盆地塔中地区不同原油中8,14-开环藿烷系列分布与组成特征来探讨其在油源研究中的意义。结果表明,在塔里木盆地塔中地区两类海相端元油中同时检测到C35+长链藿烷系列和3个系列的8,14-开环藿烷,且呈现出不同的分布特点,表明它们可能具有特定的地球化学意义。研究区端元油中两类标志物的存在表明它们具有原生性,而与生物降解作用无关。对比发现不同类型原油中8,14-开环藿烷系列的含量存在显著差异,A类油明显低于B类油,端元油低于相应的混源油。依据8,14-开环藿烷相对含量,结合甾烷、萜烷组成特征,可以将塔中地区不同类型原油进行区分。A类油与B类油中8,14-开环藿烷相对丰度上的明显反差说明此类标志物的形成可能需要特定的地质-地球化学条件。图10表2参44。

塔里木盆地塔中良里塔格组层序及岩相古地理特征

塔中低凸起是塔里木盆地隆起带由多级次级构造带组成的大型台背斜构造.奥陶纪海平面多次升降以及晚奥陶世末期抬升剥蚀的作用,使良里塔格组成为该地区沉积范围最为广泛的地层.在对该地区奥陶系层序地层研究的基础上,良里塔格组识别出SQ1和SQ2层序.以体系域为单位,结合多种地质因素和条件,编制良里塔格组层序—岩相古地理图.结果表明,塔中地区奥陶系良里塔格组沉积相带和古地理演化与构造运动和海平面变化密切相关,从塔中中央隆起向北斜坡和南斜坡依次发育碳酸盐陆棚—棚缘—斜坡—混积陆棚—半深海的沉积体系.