靖邊氣田陜384-陜400井區(qū)奧陶系巖溶古地貌特征研究

王東旭,何鎏,薛云龍(中石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室,陜西西安 710018)

楊永杰 (中國石油集團(tuán)測井有限公司生產(chǎn)測井中心,陜西西安 710018)

蘇海,宋立軍 (西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,陜西西安 710065)

靖邊氣田陜384-陜400井區(qū)奧陶系巖溶古地貌特征研究

王東旭,何鎏,薛云龍(中石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室,陜西西安 710018)

楊永杰 (中國石油集團(tuán)測井有限公司生產(chǎn)測井中心,陜西西安 710018)

蘇海,宋立軍 (西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,陜西西安 710065)

在分析區(qū)域地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上,結(jié)合殘留地層分布特征,對靖邊氣田384-陜400井區(qū)奧陶系巖溶古地貌特征進(jìn)行了研究。分析表明,與不整合面發(fā)育相伴的巖溶作用的強(qiáng)度及其分帶性受巖溶古地貌控制,地表及地下徑流控制了碳酸鹽巖次生儲集空間的形成與展布;靖邊氣田384-陜400井區(qū)存在巖溶殘丘、巖溶洼地和巖溶斜坡3種地貌單元,其中巖溶高地和巖溶斜坡的孔隙發(fā)育,后期充填程度較差,是有利的巖溶風(fēng)化殼儲層的分布單元。

靖邊氣田;巖溶古地貌;殘留地層分布

靖邊氣田奧陶系氣藏為受風(fēng)化殼古地貌控制的與古巖溶儲層相關(guān)的大型氣田[1-3],其儲層為奧陶系頂部的風(fēng)化殼,即馬家溝組五段1亞段(簡稱馬五1)～馬家溝組五段4亞段(簡稱馬五4),其內(nèi)的古巖溶階地(或稱巖溶斜坡)是有利的古地貌單元[4]。靖邊氣田陜384-陜400井區(qū)屬于區(qū)域剝蝕區(qū),其頂部風(fēng)化殼儲層自東往西剝蝕程度不一,巖溶古地貌特征復(fù)雜。隨著勘探開發(fā)的逐步開展,該研究區(qū)巖溶地貌發(fā)育情況認(rèn)識不足的問題日漸突出。因此,筆者對靖邊氣田陜384-陜400井區(qū)古地貌進(jìn)行研究,以便為充分認(rèn)識含氣富集區(qū)的分布提供幫助。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

陜384-陜400井區(qū)整體處于靖邊古巖溶斜坡區(qū),區(qū)域剝蝕強(qiáng)烈,頂部風(fēng)化殼儲層自東往西剝蝕程度增強(qiáng)。早古生代時,該研究區(qū)處于淺海臺地發(fā)展階段。早中奧陶世馬家溝組沉積期,位于中央古隆起東側(cè)的慶陽-靖邊地區(qū)經(jīng)歷了3次海侵旋回,馬二期至馬五期海侵達(dá)到高潮,其中馬五期內(nèi)潮坪相沉積環(huán)境發(fā)育,含膏白云巖或白云巖沉積發(fā)育。在馬六期,由于海侵并未減弱,大范圍內(nèi)臺內(nèi)開闊海環(huán)境發(fā)育,該研究區(qū)內(nèi)灰?guī)r及白云巖沉積發(fā)育。晚奧陶世至早石炭世,該研究區(qū)經(jīng)加里東運(yùn)動全面抬升,缺失志留系、泥盆系及下石炭統(tǒng),在漫長風(fēng)化剝蝕作用下,區(qū)內(nèi)馬五1亞段上覆地層剝蝕已盡,奧陶系頂部的馬五段碳酸鹽巖則遭受了強(qiáng)烈的淡水淋濾,巖溶作用強(qiáng)烈發(fā)育。漫長的剝蝕作用致使研究區(qū)古地貌高差較小,具有準(zhǔn)平原化巖溶地貌特征。自中晚石炭世開始,受區(qū)域擠壓影響而坳陷,該研究區(qū)重新接受沉積,最早形成了3～15m厚的殘積鋁土巖系,其上又先后發(fā)育了本溪組、太原組、山西組及上下石盒子組碎屑巖層系。

2 殘留地層分布特征

陜384-陜400井區(qū)聯(lián)井地質(zhì)剖面圖(見圖1)顯示,不整合面下伏馬家溝組內(nèi)各小層厚度基本相等,而不整合面上覆本溪組及山西組地層厚度各處差異巨大,上述特征表明該研究區(qū)奧陶系馬家溝組內(nèi)各小層發(fā)育時區(qū)域基底近乎水平,各小層界面具備等時和等厚的特征。此外,本溪組沉積期,受海西期構(gòu)造強(qiáng)烈影響,局部隆起處坳陷接受了厚度較大的沉積;山西組沉積期,同樣受海西期構(gòu)造影響,東部坳陷強(qiáng)烈,接受沉積地層厚度明顯較大。

3 古地貌恢復(fù)及單元劃分

一般情況下,計(jì)算出標(biāo)志層至風(fēng)化殼之間的現(xiàn)今地層厚度后,還必須對該厚度進(jìn)行壓實(shí)校正,使用原始沉積厚度恢復(fù)巖溶古地貌,即利用未被壓實(shí)的相對松散沉積物的厚度來恢復(fù)古地貌[6]。然而,由于碳酸鹽巖早期膠結(jié)作用的影響,在其沉積后不久巖石就已固結(jié),埋藏期間上覆巖層載荷造成的壓實(shí)作用對厚度影響不大可以忽略不計(jì)[1]。因此,不必作壓實(shí)校正,直接用殘留地層厚度恢復(fù)研究區(qū)本溪組沉積之前的古地貌圖(見圖3)。從圖3可以看出,該研究區(qū)巖溶作用強(qiáng)烈,地貌形態(tài)起伏較大,可劃分為巖溶殘丘、巖溶斜坡和巖溶洼地3個次級地貌單元。受古潛水面的控制,不同巖溶地貌單元的發(fā)育特征明顯不同。

3.1 巖溶殘丘

巖溶殘丘位于地勢較高的部位,呈近似丘狀地形,處于相對高部位,是巖溶、風(fēng)化作用最為強(qiáng)烈的地區(qū),其內(nèi)巖溶作用方式以垂向溶蝕為主,垂直裂隙發(fā)育,膏模孔等次生孔隙發(fā)育較少,且因處于高部位次生孔隙后期充填較晚,充填程度相對較弱。

3.2 巖溶斜坡

巖溶斜坡位于溶蝕殘丘與巖溶凹地之間的過渡地帶,呈帶狀環(huán)繞巖溶殘丘展布,地形相對平緩,巖溶作用方式以慢速擴(kuò)散流溶蝕為主,可形成良好的溶蝕孔洞,且該部位次生孔隙后期充填程度較弱,膏模孔多為半充填的示底構(gòu)造。

3.3 巖溶洼地

巖溶洼地指地形切割較深的大型負(fù)向地貌單元,其處于當(dāng)時地勢相對低洼的地區(qū),是地表水匯聚的地區(qū),以沿地表侵蝕帶的溶蝕及淺層地下徑流帶的巖石溶解為主,層狀溶蝕作用較弱,其地下可能發(fā)育落水洞或暗河,是碎屑沉積物堆積的地區(qū)。此外,次生孔隙后期充填程度較高,儲層不發(fā)育。

圖3 陜384-陜400井區(qū)本溪組沉積前古地貌及其單元劃分圖

4 結(jié)論

1)與不整合面發(fā)育相伴的巖溶作用的強(qiáng)度及其分帶性受巖溶古地貌控制,地表及地下徑流控制了碳酸鹽巖次生儲集空間的形成與展布。

2)靖邊氣田陜384-陜400井區(qū)存在巖溶殘丘、巖溶斜坡和巖溶洼地3種次級地貌單元。其中,巖溶高地和巖溶斜坡孔隙發(fā)育,后期充填程度較差,是有利的風(fēng)化殼儲層的分布單元。

[1]龐艷君,代宗仰,劉善華,等.川中樂山-龍女寺古隆起奧陶系風(fēng)化殼古地貌恢復(fù)方法及其特征[J].石油地質(zhì)與工程,2007, 21(5):8-10,15.

[2]楊俊杰,謝慶邦,宋國初.鄂爾多斯盆地奧陶系風(fēng)化殼古地貌成藏模式及氣藏序列[J].天然氣工業(yè),1992,12(4):8-13.

[3]何自新,黃道軍,鄭聰斌.鄂爾多斯盆地奧陶系古地貌、古溝槽模式的修正及其地質(zhì)意義[J].海相油氣地質(zhì),2006,11(2):25-28.

[4]夏日元,唐健生,關(guān)碧珠,等.鄂爾多斯盆地奧陶系古巖溶地貌及天然氣富集特征[J].石油與天然氣地質(zhì),1999,20(6):133-136.

[5]代金友,何順利.鄂爾多斯盆地中部氣田奧陶系古地貌研究[J].石油學(xué)報(bào),2005,26(3):37-43.

[6]王高平,王震亮,趙雪嬌,等.鄂爾多斯盆地延安地區(qū)奧陶系風(fēng)化殼古地貌恢復(fù)[J].沉積學(xué)報(bào),2013,31(4):563-570.

[編輯] 李啟棟

TE121.2

A

1673-1409(2014)32-0023-03

2014-07-04

陜西省教育廳專項(xiàng)科研計(jì)劃項(xiàng)目(12JK0479)。

王東旭(1970-),男,高級工程師,現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)方面的研究工作。