盆-山耦合控制下塔里木盆地库车坳陷上三叠统黄山街组层序地层特征

前人对塔里木盆地库车坳陷上三叠统黄山街组三级层序划分方案不一,导致对其内部关键界面性质及沉积演化过程的认识各异。基于库车坳陷野外露头的精细观察与分析重新划分了黄山街组的三级层序。结果表明:(1)黄山街组的4个岩性段构成2个三级层序。黄(黄山街组)一段—黄三段构成东薄、西厚的三级层序SQ1,黄四段构成东厚、西薄三级层序SQ2。2个三级层序均发育低位体系域(LST)、水进体系域(TST)和高位体系域(HST)。(2)三级层序界面SB1,SB2和SB3分别对应于黄山街组底界、黄三段顶界及黄山街组顶界。SB1和SB3都为岩性和岩相突变转换面,SB3也是侵蚀与沉积间断面。SB2是区域抬升形成的沉积间断,有区域可对比的古土壤。(3)盆-山耦合变化控制了黄山街组所包含的2个三级层序的形成。古天山在SQ1低位体系域和高位体系域沉积之初分别经历了2幕强烈的快速隆升,在SQ1末期被侵蚀夷平。盆地沉积响应由强烈拗陷快速沉积充填过渡为稳定拗陷沉积充填,再次强烈拗陷快速沉积充填形成SQ1。发生沉积间断后,在弱拗陷背景下持续稳定沉积充填形成SQ2。

库车山前清洁完井工艺技术分析

清洁完井工艺具有保护储层、避免管柱埋卡等诸多优点,目前已成为塔里木盆地库车山前试修作业完井重要技术手段。根据实际井况优选清洁完井方式,提升作业效率,分别分析了可溶筛管、全溶解管、连续油管清洁完井3种方式的工艺特点、适用井况。结合应用实例,对比分析了3种清洁完井方式优缺点,总结了清洁完井工艺现场应用注意事项,为该工艺在库车山前的应用提供宝贵的经验,对类似井完井作业具有重要借鉴意义。

塔里木盆地库车褶皱冲断带东段依奇克里克背斜的构造特征和形成演化

依奇克里克背斜位于塔里木盆地北缘,库车褶皱冲断带北部构造带东段。它是一个基底卷入型开阔直立背斜,是在晚海西期古隆起和印支期库车周缘前陆盆地前渊带背景下形成的一个含油气构造。背斜核部出露的最老地层是白垩系下统,向两翼方向依次出露古近系、新近系和第四系。钻井资料揭示,之下还有三叠系和侏罗系含煤碎屑岩建造,不整合于石炭系灰岩之上。中新统吉迪克组至更新统西域组是背斜的生长地层,古近系及以下地层是前生长地层。背斜位于库车褶皱冲断带根带,发育厚皮构造;向前锋方向,逐渐演变为薄皮构造。褶皱冲断带的两个主滑脱断层分别发育于侏罗系煤层和吉迪克组膏盐层。作为印度—亚洲碰撞的远程效应,背斜的变形起始于古近纪末—新近纪初,经多个变形加速期,脉式冲断,直至第四纪晚期才最终定型。

库车坳陷活动构造的基本特征

简要介绍了南天山山前库车坳陷的主要活动逆断裂-背斜带的分布特征、构造样式、最新活动证据等资料。平面上库车坳陷呈一“眼”状,由南北两大背斜带构成。北部靠近南天山为一套向南逆冲的逆断裂-背斜系统,最新活动的逆断裂-背斜带为喀桑托开逆断裂-背斜带;南部靠近塔里木盆地的是一套向北逆冲的逆断裂-背斜系统,最新活动的主要是秋里塔格逆断层-背斜带及其以南的亚肯背斜等新背斜;南北两大背斜系统夹持着拜城盆地。坳陷区北部的喀桑托开断裂与坳陷区南部的秋里塔格断裂带是区内最主要的活动断裂,前者长逾60km,后者长近200km,沿这两条断裂带均发现了清楚的断裂露头和古地震形变带。此外,在秋里塔格背斜带以南发育了更新的、规模较小的背斜,表明库车坳陷区的褶皱作用继续向盆地方向扩展。石油地震剖面资料显示,库车坳陷南北两侧的褶皱作用均受盖层与基底之间的滑脱断层控制,属于山前的薄皮构造。滑脱面的深度可达10km左右。这是库车坳陷主要的发震层。

砂岩碎屑组份变化对库车坳陷和南天山盆山演化的指示

为研究库车坳陷中-新生代物源变化与南天山构造演化的关系,对该坳陷中-新生界砂岩进行了系统取样,应用Dickinson砂岩分析方法详细研究了其沉积背景和物源变化。库车坳陷中-新生代沉积物源始终为再造山旋回带,自老到新砂岩中不稳定岩屑组份的含量有规律地变化:从三叠系到侏罗系,岩屑组份中沉积岩岩屑含量最高;白垩系中变质岩岩屑增多;新生界特别是新近系,碳酸盐岩岩屑所占的比例很大。岩屑组份的这种变化反映了天山地区隆升和剥蚀的一个历史过程。随着山脉隆升幅度和剥蚀强度的加大,古生界变质岩和碳酸盐岩逐步接受剥蚀,并在白垩纪以后成为盆地沉积物的主要物源。根据风化指数半定量计算的结果,结合前人古气候的研究成果,早-中三叠世该区沉积物风化程度低,推测此时地形高差较大;在晚三叠世至晚侏罗世该区风化程度较高,地形起伏较低;白垩纪是一个转折期,沉积物风化程度由强转变为弱,地形高差在该期也有所增大;古近纪延续了这种趋势。新近纪以后地形高差显著加大,沉积物风化程度明显降低,说明此时南天山的隆升速率和库车坳陷的沉积速率都很快,源区与沉积区的距离很近。

地质工程一体化漏失机理与预防措施

塔里木库车山前古近系复合盐层严重漏失给安全钻井带来了巨大挑战。针对库车山前复合盐层重点漏失层段,分析漏失段地质特征、地质力学特征,结合钻井施工参数,判断漏失类型,分析易漏岩性组合分布与漏失压力,探讨预防钻井液漏失方法。研究结果表明:膏盐岩段盐岩夹含盐泥岩、含膏泥岩,膏质泥岩夹泥岩、灰质泥岩是主要漏层岩性组合,宏、微观分析可见天然裂缝不发育,物性测试表明孔渗较低,不具备直接发生漏失的原有物质基础;含膏泥岩、含盐泥岩抗拉强度0.61~1.12 MPa,平均值0.946 MPa,在压力作用下易产生裂缝;钻井液平均漏速小于20 m^(3)/h,具有微漏~小漏特征,通过降排量降密度可有效缓解漏失。通过盐间漏失层地质、地质力学、工程特征分析,认为复合盐层漏失为诱导破裂型漏失,漏失压力为地层破裂压力,约等于水平最小地应力,并通过模拟应力场数据与实钻漏失点数据对比进行验证。综上分析,明确膏盐岩段易漏岩性组合分布和建立复合盐层黏弹性三维地质力学模型求取水平最小地应力是预防复合盐层漏失的关键,对减少盐间漏失具有重要意义。

南天山库车秋里塔格中段构造结变形特征和变形机理

本文通过遥感影像解译和地表调查,利用二维地震剖面,结合钻、测井数据,分析秋里塔格中段构造结的构造特征,利用轴面分析和多余面积方法计算构造缩短量。研究表明,秋里塔格中段构造结的构造变形受3个滑脱面,即中新统吉迪克组(N_1j)膏盐岩、古-始新统库姆格列木组(E_(1-2)km)膏盐岩和侏罗系(J)煤层控制。构造结东部发育两个滑脱面,分别位于中新统吉迪克组膏盐岩和侏罗系煤层,形成浅层的滑脱褶皱和深层的断层转折褶皱,构成复合型背斜;西部发育一个滑脱面即库姆格列木组膏盐岩,膏盐岩聚集形成南秋里塔格滑脱褶皱。库车塔吾背斜向西倾伏,背斜下伏沿吉迪克组膏盐岩和侏罗系煤层发育的断层(F_1和F_3)的滑移量向西减小,如东部A-A′剖面上断层F_3的滑移量为7.7 km,西部C-C′剖面上为3.8 km;南秋里塔格背斜向东倾伏,背斜下伏沿库姆格列木组膏盐岩发育的断层的滑移量向西增大,东部的A-A′剖面断层不发育,西部的D-D′剖面构造缩短量达5.1 km。构造结地区3个滑脱面交汇:①东、西段卷入变形的断层和褶皱在此发生了叠加干涉,②断层的滑移量在此汇合转换,③库车塔吾背斜、南秋里塔格背斜和托克拉克坦背斜在此交汇,交汇处发育多个高角度的逆冲剪切断层和表皮褶皱,形成了秋里塔格中段复杂构造结,构造结地区未发育大规模走滑断层。根据上述认识,我们提出了秋里塔格中段构造结的三维构造模型。

克希霍夫叠前时间偏移技术在库车山地的应用

叠前深度偏移是解决库车山地复杂构造准确成像的较好方法,但其对速度精度要求较高,在地震数据信噪比低、速度模型不准的情况下,叠前深度偏移成像质量并不理想,因此,叠前时间偏移仍是认识该区构造的重要手段。通过实际资料处理,认为克希霍夫叠前时间偏移技术在库车山地的应用的关键点是起伏地表地震旅行时的估算和求取准确的均方根速度:前者包括从近地表面开始计算每个成像点的t0时间和该成像点道集中炮检点的旅行时;后者主要是精细的速度分析和速度扫描。该方法在库车山地实际资料处理中取得了较好的成像效果,值得进一步推广应用。

南天山库车秋里塔格褶皱带三维构造分析

笔者利用库车秋里塔格地区3000km的二维地震反射资料,结合地表构造测量成果,分段叙述秋里塔格褶皱带的构造几何学和运动学性质,说明构造交汇部位断层和褶皱的叠加过渡关系,并通过二维构造剖面的组合,建立秋里塔格褶皱带的三维构造几何模型。研究发现秋里塔格褶皱带为浅部断层传播褶皱与深部断层转折褶皱叠加形成的复合型背斜带,深部台阶状逆断层的叠加作用、叠加断层位移量的转换、断层断坡高度的变化造成地表背斜沿走向发生变化,笔者通过测量断层叠加方式、断层位移量转换、断层断坡高度,说明秋里塔格褶皱带背斜叠加、扭曲、分叉现象的构造机理,并且给出了秋里塔格褶皱带断层的滑移量。

库车与川东高陡复杂构造地震勘探的可比性

库车和川东分别代表了西部(新、甘、青)和中部(川、渝、湘、鄂)的山地高陡复杂构造特征。对于地震勘探而言,虽两地区构造和石油地质特征有所差异,但都属于山地复杂高陡构造地震勘探类型。通过对比分析两地区的构造特征及褶皱变形机理、地震地质条件及反射特征,表明其勘探方法和经验具有相似性、可比性和互补性。对于落实构造圈闭而言,偏移处理和解释显得尤为重要:勿对地震剖面修饰性处理过强,要保真反射波的动力学和运动学特征;充分认识山地复杂构造畸变规律,做好叠加成像和偏移归位;处理解释一体化,有利于提高地震剖面信噪比和构造可靠性;做好精细地震解释,切忌模式化解释,为油气勘探提供可靠的圈闭形态和井位;应重视小型构造圈闭勘探,积极开展非背斜圈闭的油气藏研究;采用地震测井综合层速度量板法进行时深转换,有利于提高圈闭的可靠性。

塔里木盆地山地地震勘探技术

为了探明复杂盆地边缘山前带和山地的油气资源,对于地球物理勘探而言,需要具备非地震勘探技术、地震采集技术、静校正技术、噪声压制技术和构造成像技术等。其中基于非地震的盆地断裂系统认识和有利区带划分、基于卫星照片、大比例地形图,并考虑地下复杂构造的山地地震采集设计;以及采集涉及到的激发、接收诸因素的解决方案BGP(石油地球物理勘探局)均具自己的特色。通过研究使静校正技术、噪声压制技术,以及构造成像技术等具有较好的针对性、系统性、适应性。本文将通过近几年BGP在库车山地地震勘探的实例介绍BGP的山地地震勘探能力和技术。

基于大数据分析的流度预判及MDT优化

库车山前区域库车坳陷白垩系巴什基奇克组砂岩经过了漫长的埋藏过程和复杂的成岩演化,形成了一套超深低孔隙度特低渗透率储层.模块化电缆地层测试器(MDT)是测量地层流体性质及地层流度信息最直接、经济的方法,然而由于库车山前区域储层的复杂性,MDT作业成功率不足50%.通过对该区域30口MDT作业井的800多个测压点数据及岩石物理测井结果进行训练决策树致密性预判模型,形成了基于岩石物理测井结果的单元线性回归、多元线性回归、神经网络的方法进行流度定量预测模型,建立了完整的流度预测流程,利用流度预测结果可指导MDT作业可行性分析并优化仪器.

TTI各向异性叠前深度偏移技术在库车复杂山地的应用

库车坳陷复杂山地地表地下双重复杂、地表高差大、山体发育、沟壑纵横,古近系膏盐岩挤压变形严重,厚度变化大,盐上浅层高陡,盐下目的层逆冲叠瓦断块发育,导致地震资料信噪比低,成像效果较差。通过多年复杂山地地震资料处理研究,形成了起伏地表TTI各向异性叠前深度偏移技术。叠前深度偏移速度建模中,采用了小平滑基准面,通过微测井约束层析反演计算静校正厚度、时间和速度,建立较高精度的浅表层速度模型;综合应用地表露头、重磁电、地质和钻测井资料约束建立了合理的中深层速度模型;采用井控TTI各向异性参数提取及网格层析成像技术提高了速度模型和成像的精度。通过TTI各向异性叠前深度偏移处理,库车坳陷复杂山地地震资料信噪比和成像质量明显提高,为区带研究及圈闭落实奠定了基础。

三维观测系统对复杂构造叠前成像效果的影响分析

叠前偏移成像效果与观测系统密切相关,明确观测系统参数变化对成像效果的影响对观测系统优化设计至关重要。利用复杂构造区三维物理模拟数据和实际采集的宽方位三维地震数据,进行了观测系统参数的退化处理试验,分析了道密度、观测宽度、线距变化对叠前深度偏移的影响。分析表明:1)观测宽度影响构造成像效果,增加观测宽度利于提高深层构造的断点、断层、断裂下盘成像清晰度和陡倾角同相轴的连续性;2)有效道密度和炮检距分布的均匀性影响偏移噪声的强弱,提高道密度和炮检距的均匀性利于压制偏移噪声,提高剖面信噪比;3)接收线距影响中浅层有效道密度和炮检距分布的均匀性,采用较小的线距获得更高的中浅层有效道密度和更均匀的采样结果,利于保证中浅层成像效果。研究认识可望为复杂构造区观测系统设计提供借鉴。

新疆库车黑英山地区晚新生代构造运动及其对砂岩型铀矿成矿的控制作用初析

黑英山位于塔里木盆地库车—拜城坳陷的北缘,是砂岩型铀矿成矿的有利区域。野外地质调查结合遥感图像解译分析,揭示出本区既发育有EW走向的褶皱构造和逆冲断层,同时也发现了EW走向的正断层和半地堑构造;根据区域地层对比和不整合面的发育,确定逆冲断层和褶皱形成于新近纪末至第四纪早期,EW正断层和半地堑构造形成于中更新世之后,进而复原了黑英山地区晚新生代的构造演化过程,推测本区新近纪至第四纪早期属于NS向的挤压构造环境,晚更新世至今出现局部拉张环境。结合砂岩型铀矿成矿条件分析,认为黑英山北单斜带隆起区为成矿的有利区域,为目前找矿的首选地段。

库车山地转换带高精度三维地震采集技术——以克拉苏构造带西段大北-博孜转换带为例

库车山地克拉苏构造带西段的转换带上圈闭集中发育,油气资源丰富,然而目的层成像精度低,严重制约了该区的勘探开发进程。在分析了弱反射目的层构造复杂、浅层巨厚砾岩各向异性强、膏岩盐横向特征变化大及静校正问题突出等影响目的层精确成像因素的基础上,提出了以高密度宽方位为核心的高精度三维地震数据采集方法。应用效果表明,高密度宽方位采集满足各向异性速度场精细建模需求,高密度并适当减小接收线距利于提高表层横向变化剧烈区约束初至反演近地表速度建模精度和静校正精度,以高密度宽方位为核心的高精度三维地震采集资料上深层波场收敛效果更好、结构更清楚,整体成像品质较以往显著提高,是解决库车山地转换带复杂构造精确成像的有效采集技术。

库车复杂山地开发三维地震采集技术

从采集方法的角度,以改善叠前深度偏移成像效果,满足开发三维的地质需要为目标,在分析以往地震资料存在的问题的基础上,从三维波动方程正演和三维物理模拟的三维观测系统论证,明确了库车复杂山地三维设计方向,利用二维模型波动方程正演研究浅层资料对深层复杂高陡构造成像的影响,确定了高陡构造区要解决深层成像问题,需要从提高中浅层信噪比入手,兼顾深浅层成像的设计思路,设计了克深开发三维的观测系统。同时,沿用和深化以往复杂山地的多项配套技术,为克深开发三维获取高品质地震资料打下了坚实基础,初步形成了一套适合套库车复杂山地开发三维的地震采集方法,并取得了良好的初步采集效果。

白垩纪以来库车坳陷碎屑重矿物组成变化

碎屑沉积是山脉隆升和盆地沉积的直接记录,包括碎屑重矿物研究在内的碎屑沉积物的分析是开展盆山耦合研究的必要手段。本文对库车坳陷白垩系—新近系砂岩中重矿物含量特征进行了系统的研究,并应用电子探针技术分析碎屑石榴石和电气石的化学组成。研究表明:库车坳陷白垩-新近系源区主要由高级变质岩和沉积岩以及中-酸性火成岩组成。白垩纪和古近纪砂岩中的石榴石富钙镁铝榴石组份,与来自西南天山低温高压变质岩中石榴石组成相似,而新近系砂岩中的石榴石中富铁铝榴石组份,多来自高级变质沉积岩,而非高压变质岩。这些分析表明南天山的大规模隆升和剥蚀发生在渐新世以来,由于它的隆升遮挡了西南天山对库车坳陷的物质贡献。

库车坳陷侏罗系-新近系砾岩特征变化及其对天山隆升的响应

通过对库车坳陷北部野外露头侏罗系－新近系多套砾岩中砾石成分、砾石扁度、球度、砾径及沉积相类型等的分析，半定量评价了南天山山前砾石的沉积搬运距离。研究认为，侏罗系－新近系砾石搬运距离表现为由远及近的规律。剖面点处下侏罗统阿合组－阳霞组砾石搬运距离最远，计算出其搬运距离可达110～130 km；上侏罗统喀拉扎组砾石的搬运距离约为40 km；下白垩统亚格列木组－巴什基奇克组砾石搬运距离较近，约为20～45 km。古近系砾石沉积搬运距离约为20～50 km，新近系吉迪克组砾石的搬运距离最短，在20 km左右。结合前人磷灰石裂变径迹测年数据及研究成果，认为中、新生代天山存在晚三叠世—早侏罗世、晚侏罗世—早白垩世、晚白垩世—始新世及中新世以来4个隆升阶段，隆升范围两小两大。由砾石成分、砾态特征、砾径及砾石搬运距离反映的沉积物源区迁移等变化规律表明，砾岩沉积演化对天山4个阶段隆升的构造运动强烈程度具明显的响应。

新疆南天山山前地区中生界成藏条件及勘探潜力

库车坳陷和喀什凹陷是塔里木盆地南天山山前的东、西两个勘探热点地区 ,已发现以克拉 2气田为代表的多个油气田和含油气构造。两个地区的中生界为河流 湖泊 沼泽相含煤碎屑岩沉积建造 ,是主要的烃源岩 ,煤系源岩以生气为主 ,生气强度大 ,湖泊相烃源岩以生油为主 ,油气源充足。喜马拉雅期 ,在南天山强烈挤压和推覆作用下 ,山前形成一系列成排成带展布的褶皱 逆冲断层带 ,并表现为南北分带、东西分段和上下分层的特征 ,圈闭发育 ,类型以断层相关褶皱为主。库车坳陷和喀什凹陷发育多套优质的储盖组合 ,并以古近系巨厚膏泥岩与白垩系砂岩构成储盖组合为主。南天山山前已发现的油气主要来源于三叠 侏罗系湖相、湖沼相烃源岩和石炭系碳酸盐岩 ,以晚期成藏为主 ,有利于油气的保存。因此 ,南天山山前具有形成大 中型油气田的成藏地质条件 ,勘探潜力巨大 ,既是塔里木盆地天然气勘探的主战场 ,也是石油勘探的重要地区。