坡折带对砂质碎屑流沉积的控制作用——以准噶尔盆地盆1井西凹陷及周缘侏罗系三工河组为例

近年来,针对准噶尔盆地盆1井西凹陷及周缘侏罗系三工河组的勘探一直没有获得重大突破,原因在于对有利储层分布规律的认识薄弱,制约了该区的勘探进程。综合岩心、测井和地震等资料,恢复研究区三工河组二段沉积前古地貌,系统分析深水沉积的地质特征,并总结古地貌对沉积体系的控制作用。结果表明:盆1井西凹陷中心区域侏罗系三工河组发育厚层块状砂岩,储层内部存在呈漂浮状的泥砾和泥质撕裂屑,多见顶/底突变接触,为典型的深水砂质碎屑流沉积;三工河组二段沉积前盆1井西凹陷及周缘发育水下低隆起、水下沟谷、斜坡和深水凹陷4类古地貌单元。斜坡区存在两级坡折带,对沉积体系的控制作用明显;两级坡折带将研究区分为浅水三角洲前缘、前三角洲和浅湖-半深湖3个相带,砂质碎屑流发育于M17—QS1井向西的浅湖-半深湖沉积相带。钻井已证实砂质碎屑流型储层的物性较好,在油气源、匹配条件良好的情况下,能够形成较大规模的油气藏,是盆1井西凹陷"下凹"勘探前景最好的领域。

南堡1、2号构造聚砂规律与储层发育特征

南堡1号和2号构造经历了多期构造运动,断裂与砂体关系不清楚。为了明确聚砂规律,寻找有利储层发育区,利用地震、钻测井等资料,分析古地貌;结合反演等地球物理手段,建立了南部物源"断槽输砂,坡折控砂"的沉积模式。研究认为,断裂对中深层砂体富集具有控制作用,沙河街早期发育的北东向基底走滑断裂控制了古断槽的形成,古断槽成为砂体运输及储存的主要通道;沙河街组沉积晚期发育与早期北东向基底断裂相交的近东西向断裂,构成断裂坡折带,紧邻坡折带的下方砂体富集。用该沉积模式指导南堡1号和2号构造中深层构造—岩性圈闭勘探,取得了新发现,为复杂陆相断陷盆地辫状河三角洲沉积体系下的精细岩性勘探提供了参考。

塔中北部奥陶系层序地层模型的建立

塔中坡折带是油气勘探的重点区块,但层序划分及坡折带之下的研究程度很低。在塔中29井划分出83m相当于良里塔格组沉积时期的地层,重新建立起塔中北部奥陶系层序地层模型;对地震相进行了研究,塔中北部斜坡奥陶系良里塔格组发育3个地震相,从南到北是"平行连续反射相"、"杂乱丘状反射相"、"连续强反射相",分别代表碳酸盐岩台地、台缘礁滩复合体、密集段沉积;重新厘定了地震解释方案,对重点地震剖面进行了解释,认为晚奥陶世良里塔格组沉积之后,塔中北部斜坡主要遭受风化剥蚀,坡折带之下则接受了巨厚的"黑被子"中下部沉积。在塔中42井以东地区,良里塔格组坡折带前缘"三角带"是礁滩体的一部分,溶蚀孔洞发育,是值得探索的一个新领域。

塔中奥陶系优质储集层特征及断裂控制作用

塔中北坡上奥陶统礁滩体和下奥陶统鹰山组风化壳为两套优质储集层,早期分别受台地边缘高能相带和早奥陶世风化壳的控制,后期受到断裂活动的整体改造。综合研究认为,塔中北坡奥陶系储集层的类型和分布规律均与断裂活动有关。塔中奥陶系两套优质储集层受3期重要断裂运动的控制:早奥陶世末的区域拉张奠定了塔中I号坡折带形成的基础,促进了下奥陶统鹰山组风化壳岩溶储集层的形成及随后上奥陶统礁滩体的沉积;奥陶纪末的大规模挤压运动促使塔中北坡发育盐相关构造(沿中寒武统的膏盐层产生滑脱与盐拱),断裂同时改造礁滩体和风化壳储集层;志留纪末的走滑断裂活动对奥陶系储集层的改造有限,却控制着喜马拉雅期塔中奥陶系气侵的部位。

塔中Ⅰ号坡折带断裂系统空间展布及演化规律

利用相干数据体分析方法,结合可视化研究手段,对塔中Ⅰ号坡折带断裂系统的走向、空间展布特征进行了精细对比解释,并对断裂系统进行了分类及组合,厘定了断裂的发生期次。结果表明:塔中I号坡折带断裂系统根据规模大小及形成期次可划分三级。一级断裂形成于加里东期,早海西期形成的断裂为二级断裂,晚海西期形成的断裂为三级断裂。各级断裂对奥陶系的储层都有不同程度的影响,由于断裂活动的继承性,该区断裂系统对早期形成的碳酸盐岩储层的改造作用是不断叠加的。

塔中82井区优质储集层的控制因素

塔中82井位于塔里木盆地塔中Ⅰ号断裂坡折带中段,是上奥陶统台缘礁滩体内侧低能相带中取得重大突破的千吨井,但是在其西侧部署的3口井均未获得工业油气流。通过分析岩心、薄片、测井资料并结合地震资料的分析认为,塔中82井东西两侧溶蚀孔洞发育,但裂缝发育程度差异较大,塔中82井以东多期构造缝极其发育,裂缝不仅改造礁滩体储集层,而且使储集层渗透性更好,油气产量高,说明裂缝和次级断裂控制着本区储集层的发育、控制着本区的油气成藏,这对研究礁滩体储集层和井位部署有重要的指导意义。

塔中Ⅰ号坡折带礁滩复合体大型凝析气田成藏机制

利用油气碳同位素、生物标志化合物等地球化学分析手段,明确了满加尔凹陷及塔中深层寒武系-下奥陶统烃源岩、古油藏裂解气是形成塔中Ⅰ号坡折带大型凝析气田的主要烃源;利用包裹体、储集层地球化学分析技术,结合烃源岩演化史、构造发展史以及储集层演化史对成藏期次及油气运移聚集进行研究,指出塔中Ⅰ号断裂及晚期深大走滑断裂、塔中古隆起形成过程中的多期不整合是礁滩复合体油气成藏的主要油气输导体系;晚加里东运动期是油气聚集期,晚海西运动期是古油藏油气调整期,喜马拉雅运动期是古油藏裂解气对早期油藏气侵的多期充注期;礁滩复合体强非均质性和输导体系的差异是导致流体分布复杂的主要因素;指出了塔中Ⅰ号坡折带外带富气、内带富油分布的油气分布规律,丰富了塔里木盆地海相碳酸盐岩油气成藏理论。

塔中Ⅰ号坡折带礁滩复合体大型油气田勘探理论与技术

在不断解决塔中Ⅰ号坡折带礁滩复合体勘探中遇到的诸多世界级难题的过程中,创新了塔中大漠海相碳酸盐岩油气勘探、开发配套技术系列:礁滩复合体地质综合建模技术,礁滩复合体优质储集层地震预测技术,礁滩复合体大型凝析气藏描述技术;礁滩复合体井位优选技术,超埋深、超高温、超高压油气层识别、保护与工艺改造技术。发展了礁滩复合体大型油气田成藏地质理论:剖析了台缘坡折带地质结构的分段性及其对礁滩复合体空间展布的控制,发现了井下奥陶纪最大型生物礁群,建立了大型礁滩复合体空间几何学地质模型,认识了多成因改良的礁滩复合体大型储集体,建立了礁滩复合体大型凝析气藏地质模型(群);查明了迄今为止全球埋藏最深、时代最老的大型凝析气藏。目前已探明中国第一个奥陶系礁滩复合体大型凝析气田,3×108 t油气规模基本落实,东部100×104 t产能已初步建成。地质研究成果丰富和发展了我国台缘高能相带油气成藏理论,勘探开发实践发展了超深复杂油气藏的勘探开发技术,开创了在塔里木盆地奥陶系台地边缘寻找大型礁滩型油气藏的新领域,对塔里木盆地资源战略接替、产能接替具有重大意义。

塔中Ⅰ号坡折带礁滩型储集层沉积微相成像测井解释

针对塔中Ⅰ号坡折带碳酸盐岩礁滩型储集层沉积微相的特点,以成像测井资料为主体,结合常规测井资料对沉积微相及其与储集层物性的关系进行了深入研究。提出了碳酸盐岩成像测井相的概念,并建立了一套适用于地质研究的测井相分类体系;通过岩心刻度总结归纳了各沉积微相的成像测井图像响应特征,建立了相应的测井相模式;对单井进行了连续的测井相划分,并进行了沉积微相解释;最后统计分析了测井相与储集层物性的关系。

三角洲前缘—湖盆深水区沉积模式及意义——以准噶尔盆地盆1井西凹陷三工河组二段一砂组为例

为厘清准噶尔盆地盆1井西凹陷三工河组二段三角洲前缘-湖盆深水区的沉积特征、沉积模式及其岩性圈闭,落实岩性油气藏勘探领域,采用地层厚度法恢复了古地貌,并结合岩心观察、重矿物分析、储层表征和钻井资料,分析了研究区的沉积微相、储层性质和含油气性,认识到湖盆深水区砂质碎屑流砂体的岩性圈闭条件优越。盆1井西凹陷三工河组二段发育两级环状坡折,将研究区分为三角洲内前缘带、三角洲外前缘带和湖盆深水区3个带。三角洲内前缘带水下分流河道微相的储层质量高、含油气性好;三角洲外前缘带发育河道末梢沉积和席状砂微相,为致密储层发育区,含油气性差;湖盆深水区砂质碎屑流砂体的储层性质和含油气性与三角洲内前缘带水下分流河道砂体相类似,且顶底板条件较好,其侧向受三角洲外前缘带致密储层遮挡,有利于形成岩性圈闭,是下一步油气勘探最有利的勘探领域。

塔中Ⅰ号坡折带奥陶系裂缝方解石烃包裹体特征及成藏

塔中Ⅰ号坡折带奥陶系中已发现的90%以上油气藏空间分布位置与断裂有关。据裂缝穿插关系、含烃包裹体情况,将塔中奥陶系缝隙按形成时间先后及与油气运移关系分成17种,按成因将17种缝隙分成成岩缝隙和构造裂缝,其中构造裂缝可进一步分成3期。据方解石脉中含烃包裹体情况将烃包裹体分成4期。对含不同期次烃包裹体的脉体进行碳氧锶同位素分析,表明方解石脉为深埋成岩期充填,含第Ⅰ期烃包裹体和含第Ⅲ期烃包裹体的方解石有深部寒武系重溶锶的混入,含第Ⅱ期烃包裹体和含第Ⅳ期烃包裹体的方解石主要受奥陶系围岩重溶锶的控制。在晚加里东—早海西期塔中Ⅰ号坡折带寒武系烃源岩排出的油气通过中奥陶统、上奥陶统灰岩是由下向上运移的,虽然有油通过但未储集。晚海西期,推断由北侧满加尔凹陷深部中奥陶统、下奥陶统烃源岩的油向南移动到塔中Ⅰ号坡折带浅部的奥陶系灰岩中储集,同时这一时期也有下部寒武系烃源岩排出的油和气进入中奥陶统、上奥陶统灰岩储层中。喜马拉雅期形成的第Ⅳ期烃包裹体在TZ26井、TZ24井和TZ62井最为常见,其北西边的井较少含有第Ⅳ期烃包裹体,油气可能由北西深部向南东浅部运移,经过了调整,而形成了现今油气藏。第Ⅲ期、第Ⅳ期烃包裹体对应的油气活动是形成大油气藏的关键。