塔里木盆地塔北地区多期断裂差异匹配控制下超深岩溶缝洞储层成藏特征

超深断控岩溶缝洞型油藏是塔北地区重要油藏类型,探讨多期构造活动与深层油气成藏匹配关系对区域油气勘探具有重要意义。基于哈拉哈塘油田、金跃油田和富满油田连片地震资料,以野外地质露头断裂特征为指导,采用多种地震精细解释手段,分期、分级、分段刻画研究区断裂。基于研究区中寒武统玉尔吐斯烃源岩认识,结合加里东期、海西期和喜马拉雅期3期成藏的特点,将研究区走滑为主的控藏断裂划分为加里东早期、加里东中晚期、海西晚期和喜马拉雅期。进一步分析多期断裂继承性关系、通源特点和调整作用等,结合多种类型岩溶缝洞型储层的开发现状,探讨了研究区走滑断裂控制下的岩溶缝洞型储层成藏差异性。结果表明:(1)研究区油气藏关键因素是油源断裂通源性与后期断裂的调整作用,将加里东早期正断裂系统定义为源内断裂,加里东晚期形成的走滑断裂系统定义为源外断裂,源内断裂利于寒武系烃源岩排烃,源外断裂进一步沟通烃源岩实现油气运移成藏,基于这种认识建立4种通源模式;(2)结合研究区存在加里东晚期、海西期和喜马拉雅期3个主力生烃期的认识,海西晚期部分北西向走滑断裂继承性发育至二叠系,对加里东期油藏有一定的破坏和调整作用,喜马拉雅期部分北东向走滑断裂系统继承性发育至新近系,对早期油气藏起破坏和调整作用,建立了3种调整样式;(3)根据断裂匹配关系,建立6种走滑断裂控藏等级,并将研究区加里东中晚期走滑断裂带逐一划分,叠合开采现状图显示差异控藏断裂与油气生产情况匹配度较高;(4)选择发育断裂与岩溶共同控储的研究区,建立多期断裂系统与多种类型岩溶缝洞油气藏的匹配关系,并将认识成功应用于研究区井位勘探中,取得较好效果,为受控于走滑断层的岩溶缝洞油气藏勘探开发提供一定指导意义。

塔里木盆地塔北、塔中地区寒武-奥陶系碳酸盐岩中可溶有机组分的碳同位素逆转现象

沉积有机质可溶有机组分的碳同位素组成具有母质继承效应,同时受热力和生物降解作用等因素的影响。利用M AT 252同位素质谱仪分析了塔里木盆地塔北、塔中地区寒武系—奥陶系碳酸盐岩中可溶有机组分的碳同位素组成,发现它们的1δ3C值普遍发生了逆转。饱和烃组分明显富集13C,其1δ3C值的分布区间为-29.7‰^-26.2‰,平均值为-28.5‰,而沥青质组分明显富集12C,其1δ3C值的分布区间为-37.8‰^-27.1‰,平均值为-31.9‰,并且大部分样品的可溶有机组分的1δ3C值出现饱和烃>芳烃>非烃>沥青质的完全反序分布特征。综合分析认为该区寒武系—奥陶系碳酸盐岩中可溶有机组分碳同位素的逆转分布特征主要与热力作用及漫长的热演化史有关,而这种可溶有机组分碳同位素组成完全反序分布模式可以作为沉积有机质在高演化阶段的一个重要的地球化学标志。

塔里木盆地顺北5号走滑断裂隆起段发育特征与演化机制

顺北5号带作为一条贯穿两大古隆起的主干走滑断裂带,可分为四段:北段、中段、南段以及隆起段,一直以来是塔里木盆地顺北地区及邻区走滑断裂体系形成及演化的研究重点。利用最新采集处理的高精度三维地震资料,开展顺北5号带隆起段精细解析,厘定其几何学和运动学特征,揭示顺北5号带形成演化过程。基于走向角度变化与分段变形样式,可将隆起段分为3段:隆Ⅰ“平移”段(NE16°)、隆Ⅱ“拉分”段(NE19°)、隆Ⅲ“压隆”段(NE25°)。隆起段自下而上发育高陡走滑断层与多套雁列正断层组合的分层变形样式,共经历了加里东中期、加里东晚期、海西中-晚期和印支期—喜马拉雅早期多期走滑活动,在研究区内表现为“隆Ⅱ、Ⅲ段强,隆Ⅰ段弱”的活动特征。受SN差异应力传递影响,顺北5号断裂隆起段和南段初期以塔中Ⅰ号断裂带为界自南向北左行走滑,北段和中段自北向南右行活动,最大主应力发生了NW向到NE向偏转;加里东晚期后,顺北5号断裂整体左行走滑;印支期—喜马拉雅早期,顺北5号断裂隆起段反转为右行走滑活动,最大主应力方向由NW向转为NE向。

塔里木盆地塔北地区具有寒武系特征原油的分布及其成因

塔里木盆地塔北地区油气资源十分丰富,油气成因复杂。海相原油主要来自于寒武系或奥陶系烃源岩,或者二者混源。其中,对混源油定性研究多、定量研究少。随着勘探的深入和精细,需要定量回答油气的混源比例。本文根据不同端元油的人工混源配比实验,发现生物标志化合物具有随混源比例变化的特征,建立了混源比例与生标参数之间的关系式,并对塔北地区混源油中寒武系原油比例做了定量计算,进而研究了其分布规律与成因机制。研究认为,塔北地区原油主要来自于中、上奥陶统烃源岩,寒武系烃源岩有少量贡献。从空间分布上来看,具有从西到东、从浅至深,混源油中寒武系烃源岩来源的原油比例具有逐渐增高的特点,高比例寒武系来源原油的混源油主要分布在轮南低凸起的桑塔木断垒带东侧和轮东断裂周围,明显受烃源岩分布、输导体系和成藏过程等因素控制,该研究对进一步认识塔北地区油气生成、运移、聚集规律,以及指导油气勘探都具有重要意义。

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。

塔里木盆地塔北东部下奥陶统基质白云岩的稀土元素特征及其成因

白云岩成因机制的核心问题之一是白云石化流体的来源。本文选择塔北东部地区下奥陶统蓬莱坝组白云岩、云质灰岩作为研究对象,在沉积学和岩石学基础上对基质白云岩的稀土元素地球化学特征进行了分析研究。结果表明,白云岩、云质灰岩中Sc、Th、Hf、Zr等元素的含量远远低于这些元素在陆源沉积物中的含量,并且Th、Zr的含量与Y/Ho比值间不具有明显的正相关关系,La的正异常、较高的Y/Ho比值等特征均表明塔北东部下奥陶统蓬莱坝组碳酸盐岩形成的环境为未受陆源物质混染的浅海相沉积。而白云岩负Ce异常、正La异常、轻微富集的Gd正异常以及La正异常与Y异常的正相关性等典型稀土元素特征均反映了白云石化流体具有典型的海水来源特征;而基质白云岩与白云质灰岩之间的∑REE+Y,∑LREE和∑HREE含量差异表明,在白云石化过程中稀土元素发生了一定程度的流失,且HREE较之于LREE更易于发生流失,因此白云石化过程中成岩流体对HREE的移出量大于LREE的移出量是塔北东部下奥陶统白云岩具有相对富集的LREE及相对较低的Y/Ho比值的主要原因。结合岩石学、沉积学、微量元素以及稳定同位素特征的综合分析认为,塔北东部地区下奥陶统蓬莱坝组基质白云岩是海水白云石化作用的结果。个别白云岩样品的Eu正异常以及同层位构造裂隙方解石的δ^(18)O、^(87)Sr/^(86)Sr以及流体包裹体均表明下奥陶统蓬莱坝组受到后期热液流体的影响,但其对研究样品基质白云岩的影响程度比较弱。

塔里木盆地塔北隆起西段中生界圈闭新认识与勘探思路

塔北隆起西段发育典型的三层构造层:古生界构造层发育寒武—奥陶系潜山;中生界构造层发育披覆背斜,由差异压实作用引起的小型正断层使披覆背斜成为断背斜;位于库木格列姆群(E1-2km)膏盐层之上的新生界构造层以滑脱褶皱和冲断层为特征。本文认为,该区的中生界勘探应当放弃构造勘探的模式,立足于岩性勘探和小型的披覆构造及断背斜勘探。在该区应正确识别地震剖面上因上覆膏盐层影响而造成的大量构造假象,并结合中生界沉积相、沉积微相研究及区域构造应力场、构造变形特征分析,寻找可靠的地层圈闭。

塔里木盆地北部地区地震地层学工作的几点认识

本文用地震地层学方法研究了塔里木盆地北部地区的地震资料,划分了塔北地区的地震层序。在划分地震层序的同时,对塔里木盆地的构造运动及现今的构造格局进行了概要分析。通过地震相和速度资料的分析,以及钻井和测井资料的综合应用,对V层序进行了沉积环境的讨论和沉积相带的划分;对塔北E区Ⅵ层序作了沉积环境的分析,并对其中一些特殊异常反射结构进行了针对性的研究,提出了可能的沉积环境模式。

塔北地区鹰山组下段—蓬莱坝组白云岩成因及控储意义

为确定塔北地区中—下奥陶统鹰山组下段—蓬莱坝组白云岩成因,通过岩心及岩石薄片观察,利用阴极发光、X射线衍射有序度、碳氧稳定同位素、锶同位素和稀土元素组成及配分模式分析,并将岩石学与地球化学特征结合,开展了塔北地区鹰山组下段—蓬莱坝组白云石化作用研究。粉—微晶白云石和粉—细晶他形脏白云石由同生期高盐度海水白云石化作用形成,流体主要源自地表低温蒸发条件下的高盐度海水;粉—细晶自形白云石由早成岩期浅埋藏白云石化作用形成,流体主要源自奥陶纪海水,流体温度因埋藏加深而升高;鞍形白云石由早成岩期热液白云石化作用形成,流体主要源自奥陶纪海水,且有后期深部岩浆热液加入。同生期高盐度海水白云石化作用不产生储集空间,但由于区域局限,蒸发强烈,可伴随石膏沉淀,石膏溶蚀后形成储集空间;早成岩期浅埋藏白云石化作用可形成自形白云石,促进晶间孔的发育,成岩后期溶蚀流体易进入,溶蚀形成晶间溶孔和溶蚀孔隙;早成岩期热液白云石化作用不利于储集空间的形成。

塔北-阿满北部地区超深层现今地温场特征

勘探表明塔里木盆地塔北—阿满北部地区超深层仍富含液态烃,但由于与油气相态和保存有关的地温场研究很薄弱,进而制约了该地区的下一步油气勘探.本文结合多种测温数据和一维稳态热传导方程系统,研究了塔北—阿满北部地区现今地温梯度、大地热流、定深(6000~10000 m)及重点层系温度平面分布特征.塔北—阿满北部地区0~5000 m统一深度现今地温梯度介于16.2~25.3℃·km^(-1)之间,平均值为21.0±1.4℃·km^(-1);现今大地热流介于27.4~44.5 mW·m^(-2)之间,平均值为35.4±2.5 mW·m^(-2),表明其现今地温场整体表现为"冷"的热背景.6000~10000 m超深层地层温度随着埋深增加而逐渐增大,平面上具有由北向南先减小后增大,由东向西逐渐减小的展布特征,这主要与岩石圈热结构、基底起伏和岩石热物性参数等因素有关.塔北—阿满北部地区奥陶系底界温度介于107.0~171.0℃之间,平均值为145.1℃,表明上部奥陶系储层普遍有利于液态烃保存;寒武系底界玉尔吐斯组烃源岩现今温度介于120.8~184.7℃之间,平均值为155.9℃,平面上表现为由西北向东南方向逐渐增大的特征.这种分布特征与奥陶系原油密度呈负相关性,而与气油比和天然气干燥系数呈正相关性.本文不仅阐明了塔北—阿满北部地区超深层现今地温场特征,而且探讨了超深层地温场与下古生界油气地球化学性质之间的关系,对超深层海相碳酸盐岩下一步油气勘探具有重要的指导意义.

塔北地区三叠纪拗陷湖盆异重流沉积特征及主控因素

针对异重流的研究主要集中在现代海洋环境,对古代陆相拗陷湖盆异重流发育特征和主控因素研究甚少。为此,以塔北地区为例,利用岩心、钻井、测井及三维地震资料,分析了三叠系TⅡ油组的异重流沉积。结果表明,湖侵—高位体系域沉积时期,研究区TⅡ油组发育2种典型的异重流沉积序列,均由1个向上变粗和1个向上变细的沉积单元构成,发育大量爬升波纹层理和沙纹层理,其中一种序列的2个单元间为突变,发育冲刷面,而另一种序列的2个单元间为渐变,反映了洪泛能量的差异。研究区异重流主要来自西南部与东北部2个方向,其中,西南部异重流居主导地位,分布范围广,延伸距离长,垂向上多期异重流沉积相互叠置。该区异重流具备洪水重力流的特征,其形成与洪泛密切相关,受气候、构造活动、湖平面、物源等多因素控制。

塔北-塔中地区三叠纪岩相古地理特征及油气地质意义

通过对塔里木盆地塔北-塔中地区钻井、测井资料综合分析及岩心观察,结合测井相和地震相特征,识别出三叠系发育扇三角洲、辫状河三角洲及湖泊3种沉积类型。沉积相带的展布格局总体表现为从湖盆边缘向中心依次为:扇三角洲、辫状河三角洲—滨浅湖、沼泽—半深湖及深湖相。在研究和地层对比的基础上,对塔北-塔中地区三叠系岩相古地理时空演化进行了详细分析。研究表明:三叠纪沉积环境经过多次湖侵、湖退的旋回变迁,古地理格局的演化与分布在不同时期既有继承性又有差异性。阿瓦提-满加尔凹陷在中晚三叠世具有较好的油气生成条件,但缺乏油气汇聚形成大中型油气田的条件。储层分布受沉积相控制,生储盖组合属典型的自生自储型。三叠系有利岩相过渡带是今后油气勘探的主要方向。

塔北—塔中地区三叠系层序地层格架及生储盖组合特征

运用层序地层学的原理和方法,结合钻井、测井以及地震等资料的综合分析,确定了塔北—塔中地区三叠系层序界面的类型可通过地震反射特征和测井标志来识别。三叠纪沉积演化经历了4次周期长、规模大的湖侵和湖退,存在4个较明显的湖泛面,可识别出5个层序界面,据此将三叠系划分为2个二级层序和4个三级层序。在单井层序划分和连井剖面对比的基础上建立了塔北—塔中地区三叠系的层序地层格架,分析认为SQ1,SQ2,SQ3和SQ4层序均可识别出LST,TST和HST。LST以发育扇三角洲及辫状河三角洲相砂砾岩为主;TST多以滨浅湖亚相泥岩和粉砂岩为主;HST则主要为浅湖、半深湖—深湖亚相暗色泥岩。对层序格架中的生、储、盖组合特征进行了分析,三叠系构成了4套明显的生储盖组合关系,并从宏观上控制了塔北—塔中地区三叠系油气的分布。

塔里木盆地塔中—顺北地区柯坪塔格组高分辨率旋回层序地层划分

塔里木盆地塔中—顺北地区下志留统柯坪塔格组作为一套典型的海相碎屑岩沉积地层,砂泥叠置关系复杂,仅通过测井曲线形态的传统方法不利于高分辨率层序的精确划分。首先根据地震剖面与测井滤波处理曲线来识别不整合面及相关的整合面,得出长期基准面变化情况;其次用最大熵谱图与合成预测误差滤波划分中期基准面旋回边界;最后从动态最大熵谱中提取出米氏旋回参数,进一步获取带通滤波信号组和天文周期单元,划分短期基准面旋回,最终完成高分辨率层序地层的划分。柯坪塔格组识别出3种三级层序边界类型:连续海侵背景下的T1型、完整海侵—海退背景下的T2型、海退为主的T3型。目的层共划分出4个长期、16个中期以及50个短期基准面旋回。

优质碳酸盐岩缝洞型储集层地质建模——以塔中北斜坡及塔北南缘奥陶系为例

基于单井储集层特征解剖,采用储集层主控因素和储集空间生产组合单参数定量、多参数综合建模法,建立塔中—塔北奥陶系储集层地质模型。共发育6类单井地质模型:①层序界面控制洞穴+洞顶裂缝-孔洞型;②断裂面控制洞穴+洞顶裂缝-孔洞型;③层序界面及断裂面控制表层洞穴+下部裂缝-孔洞型;④层序界面及断裂面控制单一裂缝-孔洞型;⑤断裂面控制下部热液单一孔洞型;⑥断裂面控制单一裂缝型。由此建立了单面山构造背景塔中台型斜坡及塔北南缘缓斜坡2大类储集层综合地质模型,其中塔北南缘哈拉哈塘地区鹰山组至一间房组主要发育①、②两类储集层,而塔北ZG8井—ZG43井区鹰山组主要发育③、⑤两类储集层。综合评价认为,层序界面控制的洞穴+洞顶裂缝-孔洞型储集层最有利,其次为断裂面控制洞穴+洞顶裂缝-孔洞型。储集层地质模型符合洞穴和裂缝-孔洞型配置关系以及断裂面控制热液的区域是勘探开发的重点。

塔北-塔中区域构造地质大剖面解析及古隆起成因新解

塔北隆起和塔中低凸起是塔里木盆地十分重要的油气战略区带,研究和对比二者之间的地层系统、断裂特征和地质结构差异,对下一步的石油勘探研究具有积极意义。为了揭示两个古隆起的地质结构和成因机制,选取了一条过塔里木盆地中部的南北向区域构造地质剖面,结合最新的钻井、测井和地震资料,利用断层相关褶皱理论,对其进行了精细解析和刻画。研究结果表明:塔北隆起和塔中低凸起是受控于基底大型断层转折褶皱的古生代古隆起,由南向北的挤压应力所产生的地层位移,被塔中低凸起吸收后继续经满加尔凹陷向塔北地区传递,最终被塔北隆起吸收,加里东中晚期—海西早期是两个古隆起形成的主要时期。塔北隆起后期因南天山褶皱带的冲断作用而遭受破坏,古生界和中生界遭受大范围剥蚀,新生界自北向南加厚,断层转折褶皱前翼难以识别,塔中低凸起古生界构造运动强烈,中新生界未发生大规模断裂活动,古隆起形态稳定。

塔北地区黄山街组湖盆滩坝砂体沉积模式

查明陆相拗陷湖盆滩坝砂体发育特征及其主控因素,对该类型盆地岩性油气藏的勘探具有重要意义。综合利用钻井、测井和三维地震资料,对塔里木盆地塔北地区上三叠统黄山街组湖侵—高位体系域沉积时期发育的滩坝砂体进行了详细分析后指出,研究区滩坝砂体发育坝主体、坝侧缘、坝间、滩砂和湖湾泥5种微相,每种微相沉积特征差异明显。平面上滩坝砂体主要分布在研究区的西北部和东北部,其中西北部居主导地位,其他地区则零星孤立分布。滩坝砂体的形成与研究区特殊的地貌背景、水动力环境、湖平面变化以及沉积物供给条件密切相关。在对滩坝砂体沉积特征、分布规律及主控因素分析的基础上,建立了拗陷湖盆滩坝砂体沉积模式。

塔里木盆地志留系沥青砂油源及充注期次分析——来自生物标志化合物的证据

通过对塔里木盆地志留系沥青砂岩抽提物的地球化学分析发现,沥青砂岩氯仿沥青＂A＂含量高（0.477 1%～1.410 3%）,抽提物饱和烃以及芳香烃＂三芴＂组成与塔河油田主体区原油具有一致的特征,与中—上奥陶统烃源岩具有可对比性;仅塔北地区TP7井氯仿沥青＂A＂含量较低,与氯仿沥青含量较高的沥青砂岩具有明显不同的三芳甾烷和甲基三芳甾烷分布,与典型的寒武系烃源岩特征一致。有机岩石学资料和显微镜观察均显示志留系沥青砂岩有机成熟度并不高,与生物标志化合物指示的成熟阶段相一致,指示其未经历较强的热演化历史。结合生物标志化合物证据和埋藏史分析认为,塔里木盆地志留系经历了来自寒武系和奥陶系烃源层的2期油气充注过程,塔北、塔中志留系沥青砂岩中丰富的油气显示和可动油流指示油气勘探前景广阔。