塔里木盆地古生代海相地層礁灘相油氣藏研究綜述

廖凱飛，秦 莎 （長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100）

梁智榮 （美國新墨西哥理工大學(xué)石油工程學(xué)院，新墨西哥 索克羅 87801）

1 塔里木盆地古生代海相地層礁灘相油氣勘探進展

塔里木盆地的海相油氣勘探領(lǐng)域可大致劃分出2大類[1－2]，一類是碳酸鹽巖，另一類是碎屑巖。前者主要包括碳酸鹽巖臺地上的風(fēng)化殼儲層、臺緣上的礁灘儲集體；后者主要為濱淺海的濱岸砂體、風(fēng)成砂體、潮道、臺緣－斜坡－盆地上的碎屑流及等深流，包括多層疊置的水道及朵狀體、斜坡扇及海底扇（深水扇）等[3]。塔河油田塔深1井在鷹山組距風(fēng)化殼界面664m下 （6237～6277m）發(fā)育大型溶洞孔，累計漏失泥漿5394m3。在寒武系白云巖中埋深8404～8408m發(fā)現(xiàn)了淺黃色輕質(zhì)油，在第三（7876.39～7873.78m）、第四、第五取心段 （8408.90～8405.60m）均見到孔洞特別發(fā)育的儲集層段。研究表明[4]，在塔深1井鉆遇的多個寒武系建隆體，建隆3及建隆2中上部為藻丘 （灘）后緣沉積，建隆2下部為藻丘 （灘）沉積。塔中以奧陶系礁灘相為主的油氣勘探進展主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①2006年中石油塔里木分公司在塔中完鉆井25口，新獲工業(yè)油氣流井11口，探井成功率達41.7%[5]，已整體部署三維2359km2，通過地震技術(shù)攻關(guān)使資料品質(zhì)大幅度提高[6]。②位于塔中45井北偏西的塔中86井在良里塔格組獲得工業(yè)油氣流，擴展了礁灘體向西延伸，而塔中72井良里塔格組下部含泥灰?guī)r段的油氣發(fā)現(xiàn)，說明良里塔格組礁灘體沿臺地緣多期縱向疊置、側(cè)向遷移[6]。③塔中83、721井奧陶系鷹山組相繼獲得高產(chǎn)油氣流。在鷹山組發(fā)育了大型縫洞、泥漿漏失146m3，其中，塔中83井在5355.5～5505m鷹山組中未改造，油咀8mm，油壓45.39MPa，日產(chǎn)油54.72m3，日產(chǎn)氣381336m3；油咀12mm，油壓39.16MPa，日產(chǎn)油126.48m3，日產(chǎn)氣720352m3，這反映在塔中北斜坡下奧陶統(tǒng)鷹山組中存在不整合風(fēng)化殼巖溶儲層[7]。

2 塔里木盆地古生代海相地層礁灘相油氣藏特征

2.1 礁灘相帶發(fā)育背景、類型與時空分布

塔里木盆地礁灘相具有不同種類，但主要為臺緣礁和臺內(nèi)點礁，其形成與地質(zhì)結(jié)構(gòu)及臺地結(jié)構(gòu)有關(guān)[8]。對塔里木盆地寒武至奧陶系沉積層序研究表明[9]：①早中寒武世緩坡型臺地結(jié)構(gòu)與層序模式，即發(fā)育高頻沉積旋回、臺緣礁不發(fā)育、斜坡區(qū)發(fā)育碎屑流－濁流和斜坡－陸棚區(qū)烴源巖發(fā)育；②晚寒武世－早奧陶世弱鑲邊斜坡型臺地結(jié)構(gòu)與層序模式，即并進型碳酸鹽巖旋回厚度巨大并以局限臺地相為主、追補型碳酸鹽巖水體逐漸加深和發(fā)育臺緣 （礁）灘相沉積；③中晚奧陶世早期孤立碳酸鹽巖臺地結(jié)構(gòu)型式與沉積模式，即具鑲邊型臺緣結(jié)構(gòu)與礁灘相發(fā)育、臺緣斜坡區(qū)廣泛發(fā)育丘形地質(zhì)異常體和臺地斜坡區(qū)滑塌和重力流沉積發(fā)育；④晚奧陶世晚期淹沒臺地層序結(jié)構(gòu)與沉積模式，即主要發(fā)育混積陸棚相的碎屑巖沉積。對塔中Ⅰ號坡折帶研究表明[10－11]，臺緣的良里塔格組礁灘體發(fā)育具有早期伸展斷裂作用背景，而地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化造成礁灘體發(fā)育的差異。例如，塔中76井區(qū)礁灘體為斷裂復(fù)雜化；塔中62井區(qū)礁灘體高陡狹窄，相對高差大；塔中82井區(qū)礁灘體寬緩，相對高差較小；塔中45井區(qū)礁灘體寬緩，厚度較薄。此外，良里塔格組礁灘體在Ⅰ號坡折帶東西兩側(cè)具有不同的特點，其中，良里塔格組泥質(zhì)條帶灰?guī)r段礁灘向西發(fā)育；顆粒灰?guī)r段向西為寬緩丘灘相；含泥灰?guī)r段向西發(fā)育丘灘相。

2.2 礁灘儲集體的發(fā)育

臺緣的礁灘相生成具有早期伸展斷裂作用背景，后經(jīng)歷了同生期巖溶作用及埋藏作用疊加改造[12]。同生期巖溶作用為海平面米級旋回，發(fā)育多個相互疊置的淡水透鏡體儲集體，相關(guān)特征如下[13]：①溶蝕孔隙與特定層位顆粒灰?guī)r相聯(lián)系；②溶蝕選擇顆粒內(nèi)部進行，以粒內(nèi)溶孔、鑄模孔儲滲空間優(yōu)勢發(fā)育為特征，或以顆粒邊緣和粒間第一世代膠結(jié)物溶蝕形成粒間溶孔和粒間溶蝕孔洞為特征；③溶蝕孔隙內(nèi)可存在早期石油充注，揭示這些儲滲空間的形成時間較早。其中，以順2井為代表的良里塔格組顆粒灰?guī)r段主要沉積于潮上－潮間帶的相對高能量帶，受海平面下降的影響，發(fā)育了2個淋濾－滲濾帶旋回的小型喀斯特巖溶作用，這代表了與沉積間斷面或?qū)有蚪缑婵刂频挠写髿馑疄橹鞯脑缙陲L(fēng)化淋濾作用，再經(jīng)后期埋藏成巖過程中的斷裂－裂隙及有關(guān)的酸性流體的溶蝕作用改造，從而形成有利的儲集體和地層成巖圈閉。此外，普光氣藏飛仙關(guān)組的鮞灘儲層經(jīng)歷了同生大氣水暴露、埋藏溶蝕作用等多種作用疊合，而其白云巖儲層則經(jīng)歷了混合水作用，愈來愈多的證據(jù)表明儲層經(jīng)歷了強烈的與膏鹽 （S2－）TSR熱作用改造，臺緣礁灘疊置構(gòu)成巨厚的優(yōu)質(zhì)儲層，橫向厚度變化明顯[14]。

2.3 與礁灘相有關(guān)的成藏組合

塔里木盆地石炭系、奧陶系臺地相內(nèi)存在臺內(nèi)點礁個體，可形成規(guī)模型儲集體及油氣藏[15]。例如，巴什托－亞松迪石炭系油氣藏的臺內(nèi)灘相儲集性好，石炭系儲蓋組合好。塔河一間房組的海綿礁灰?guī)r經(jīng)歷了大氣水風(fēng)化淋濾作用后，可形成較好的儲集體及一定規(guī)模的油氣藏 （如S75、S 705井等），其蓋層為良里塔格組泥灰?guī)r或巴楚組泥巖。塔中臺緣帶的良里塔格組礁灘體沿東西帶及塊狀分布特征，上部的桑塔組泥巖為蓋層，油氣來自于沿斷裂或裂隙運移的近源的寒武系烴源巖及相對低能的上奧陶統(tǒng)灘間海灰泥丘泥質(zhì)烴源巖，油氣聚集呈整體性、“多層樓”油氣聚集特征，儲層控制了油氣分布與規(guī)模。普光氣藏發(fā)育了深埋藏條件 （大于6000m）和較高孔滲性的飛仙關(guān)組鮞灘儲層，其上有上三疊統(tǒng)優(yōu)質(zhì)膏巖蓋層，無統(tǒng)一的氣水界面，成藏模式為 “早期成藏，后期轉(zhuǎn)化，晚期定位”。

2.4 礁灘儲集體地震及測井響應(yīng)特征

1）普光氣田 ①飛仙關(guān)組鮞灘呈現(xiàn) “三軸、強振幅、中等頻率、中－好連續(xù)性、平行反射結(jié)構(gòu)”的亮點反射特征；②長興組點礁呈現(xiàn) “頂?shù)讖姺瓷洹⒔竷?nèi)部低頻弱反射、雜亂、凸透鏡狀結(jié)構(gòu)”的反射特征；③長興組邊緣礁密集分布于古斜坡陡緩轉(zhuǎn)折帶，整體呈現(xiàn) “頂部強振幅、內(nèi)部低頻、弱振幅、雜亂、透鏡狀反射結(jié)構(gòu)”的反射特征。

2）塔河油田 一間房組底界面所對應(yīng)反射波為一個弱振幅、連續(xù)性差反射波，其內(nèi)部呈弱振幅零亂反射特征。生物礁、粒屑灘呈弱振幅零亂反射、波形不規(guī)則、同相軸不光滑等反射特征。

3）塔中Ⅰ號坡折帶油氣田 ①礁灘型呈丘狀反射外形特征；②溶孔溶洞型呈內(nèi)幕串珠狀強反射、復(fù)合波谷中夾波峰、高瞬時頻率等反射特征③裂縫型呈內(nèi)幕雜亂弱反射特征；④干層呈頂部鋼軌反射和內(nèi)幕弱反射的特征。

3 主要地質(zhì)研究難點

（1）塔里木盆地古生代海相烴源巖發(fā)育的巖相 （層位）、時空分布及勘探潛力仍存在較大不確定性，具體內(nèi)容如下[16]：下古生界二套主力烴源巖 （熱演化程度、潛力大小）、深水區(qū)烴源巖生烴潛力；再生烴源、分散有機質(zhì)貢獻與有效供烴區(qū)、不連續(xù)生烴的機理；深層白云巖、深水扇體等勘探領(lǐng)域以及震旦系烴源巖、多類型烴源巖 （再生、分散有機質(zhì)等）、深水沉積體 （復(fù)理石等）的資源潛力評價。

（2）對多成因的碳酸鹽巖儲層發(fā)育機理、加里東中期巖溶作用分布的研究不夠。如塔深1井在埋深7000～8000m建隆體內(nèi)儲層發(fā)育，難以用傳統(tǒng)的成巖演化和孔隙演化理論進行解釋，需要通過深入研究才能了解其機理。

（3）對成藏過程 （油氣水性質(zhì)、期次、運聚、構(gòu)造調(diào)整）及油氣富集規(guī)律認識不清[17]。如塔深1井在埋深大于7000m，溫度大于160℃的環(huán)境下，存在液態(tài)烴，這需要重新認識 “液態(tài)窗下限”在不同地區(qū) （盆地）特定地質(zhì)條件的分布，以有效指導(dǎo)深層、超深層勘探。除有效供烴區(qū)難以確定外，目前亟待研究的內(nèi)容包括以下內(nèi)容：①油氣運聚與輸導(dǎo)體系研究，如斷層的活動期、輸導(dǎo)的有效性及與油氣運聚的匹配關(guān)系；不整合面與油氣長距離運移；碳酸鹽巖孔、洞、縫體系中的的油氣輸導(dǎo)作用。②油氣藏形成過程研究，如成藏期次與主要成藏貢獻、蓋層與保存條件等。

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