塔東地區(qū)寒武系儲層沉積相特征研究

劉洋 （中石油大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶163712）

目前塔里木東部地區(qū) （簡稱塔東地區(qū)）油氣勘探程度較低，尤其是對其深部盆地區(qū)碳酸鹽儲層研究十分不足。為此，筆者對塔東地區(qū)寒武系儲層沉積相特征進行了研究，以便為該研究區(qū)的勘探開發(fā)提供幫助。

1 地震相識別

為了區(qū)分臺內(nèi)相帶、臺地邊緣相帶及盆地相帶，在鉆、測井資料分析基礎上，重點通過地震剖面的解釋，識別不同的地震反射結構［1］。塔東地區(qū)寒武系地震相如圖1所示。臺地區(qū)、臺緣區(qū)、斜坡區(qū)和盆地區(qū)具有明顯不同的地震響應特征，臺地區(qū)具有板狀外形，中－強振幅，平行－亞平行，連續(xù)性較好，夾弱振幅不連續(xù)雜亂－波狀－弱前積反射（見圖1（a））；臺地邊緣區(qū)發(fā)育礁 （丘）灘復合體，丘狀外形，灘體雜亂反射或空白反射特征 （見圖1（b））；臺緣斜坡相具有向深海方向前積的楔狀單元外形，中－強振幅特征，具斜交前積反射結構、疊瓦前積結構 （見圖1（c））；盆地區(qū)包括陸棚和深海盆地，陸棚表現(xiàn)為亞平行外形，中強振幅，連續(xù)性好 （見圖1（d）），深海盆地呈典型的席狀展布特征，中－強振幅，連續(xù)性好，平行穩(wěn)定，反映出一種低能環(huán)境下的泥巖、頁巖沉積 （見圖1（e）），兩者僅依靠地震相很難區(qū)分，還需依靠地層厚度門檻值來劃分。因此，在地震剖面上把較大的礁（丘）、灘復合體及向盆地區(qū)沉積厚度快速減薄作為判斷臺地邊緣的證據(jù)，把臺地邊緣丘狀外形、灘體雜亂反射或空白反射與臺地內(nèi)中頻、中－強振幅，平行－亞平行，連續(xù)性較好的地震相區(qū)分開，作為臺地邊緣與臺內(nèi)的邊界。

圖1 塔東地區(qū)寒武系識地震相圖

2 古地貌分析

塔東地區(qū)寒武系地層保存較完整，沒有大的不整合界面造成地層的明顯剝蝕和缺失，通過地層厚度基本可以恢復其沉積期的古地貌形態(tài)。寒武系塔中和塔東西部碳酸鹽巖沉積厚度大，相對于盆地區(qū)形成2個臺地坡折，西部的羅西地區(qū)也具有沉積厚度明顯增大的特征，是形成古碳酸鹽巖臺地的地形條件。從塔東地區(qū)寒武系古地貌圖所揭示的地貌特征來看，塔中－古城2級隆起坡折的地貌特征一直存在，羅西臺地早寒武世臺地坡折不明顯 （見圖2（a）），到中寒武和晚寒武世也具有臺地邊緣坡折的特征 （見圖2（b）和圖2（c））。即東西兩側古地貌高、碳酸鹽巖沉積厚度大，中部沉積厚度薄、古地貌低的特征，地貌高部位呈南北向弧形展布，在古城和羅布泊地區(qū)分別形成2個地貌坡折。

圖2 塔東地區(qū)寒武系古地貌圖

圖3 塔東地區(qū)寒武統(tǒng)碳酸鹽巖臺地邊緣在不同地區(qū)具有的不同形態(tài)

塔東地區(qū)存在古城臺地和羅西臺地，臺地至盆地區(qū)也發(fā)育不同形態(tài)和規(guī)模的坡折。從一系列厚度形態(tài)表現(xiàn)的古地貌特征可以看出，輪東－古城坡折帶呈反“S”形南北方向延伸，北寬南窄，坡折帶以東為滿加爾凹陷深海欠補償沉積，坡折帶以西為塔中碳酸鹽臺地相沉積。受早期構造活動控制，羅西坡折帶坡度較大，海平面升降對坡折帶的橫向遷移影響不大，寒武紀主要表現(xiàn)為多期坡折垂向疊加的特征。

古城、滿南、草南的地震剖面揭示出塔東碳酸鹽巖臺地邊緣寒武統(tǒng)在不同地段具有不同的形態(tài) （見圖3）。北部草南地區(qū)中、上寒武統(tǒng)具有臺地邊緣形態(tài)，中寒武統(tǒng)頂面具削截特征，臺地邊緣傾伏較緩，上寒武統(tǒng)形成較陡的臺地邊緣形態(tài)，且向盆地內(nèi)遷移，呈進積的疊置樣式，為鑲邊削蝕型；中部滿南地區(qū)寒武系臺地邊緣不明顯，厚度變化不大，為弱鑲邊型；南部古城地區(qū)寒武系具有明顯的鑲邊型臺地邊緣形態(tài)，在邊緣帶內(nèi)發(fā)育大型前積結構。

3 沉積相預測

3.1 早寒武世

早寒武世時期，塔東地區(qū)處于克拉通邊緣坳陷強烈拉張環(huán)境中［2］，由于海水大規(guī)模入侵，滿加爾一帶形成深坳陷槽盆，沉積中心位于滿東1井附近。塔東1井、塔東2井、米蘭1井和英東2井見下寒武統(tǒng)為一套深海槽盆相泥巖夾含泥灰?guī)r沉積。，塔里木西部為塔西克拉通內(nèi)坳陷主要為一套臺地相碳酸鹽巖沉積，塔參1井下寒武統(tǒng)鉆遇一套局限臺地潮坪相白云巖。古城地區(qū)處在碳酸鹽巖緩斜坡，北部沿著孔雀河一帶為深海盆地相沉積 （見圖4）。早寒武世時以深水盆地相沉積為主，沉積中心在滿東1井附近，主要為黑色泥巖和硅質巖沉積。盆地內(nèi)發(fā)育4個小規(guī)模的盆底扇，分布在英吉蘇凹陷內(nèi)和滿加爾凹陷的東端［3］。臺緣斜坡相呈南北向條帶狀在盆地的東西兩側發(fā)育，相帶比較狹窄，西部古城－輪南斜坡相帶平均寬約28km。塔里木盆地東部羅布泊地區(qū)下寒武統(tǒng)為臺地相白云巖和泥晶灰?guī)r，表明在早寒武世時期羅布泊東部地區(qū)也發(fā)育碳酸鹽臺地。羅西斜坡帶寬約15km，坡度相對較平緩。斜坡帶向陸一側與開闊臺地相連，開闊臺地西南為半局限臺地。在2個碳酸鹽臺地相區(qū)與滿加爾槽盆相區(qū)之間應存在臺盆過渡相帶，雖未鉆揭下寒武統(tǒng)的過渡相帶的探井，但地震剖面上輪東－古城地區(qū)和羅西地區(qū)均見臺地邊緣相的反射特征。

圖4 塔東地區(qū)早寒武世沉積相平面圖

圖5 塔東地區(qū)中寒武世沉積相平面圖

3.2 中寒武世

從中寒武世開始，該研究區(qū)開始大規(guī)模海退，深海盆地相明顯萎縮，塔西地區(qū)主要為局限臺地－開闊臺地相［4］，塔參1井中寒武統(tǒng)沉積了一套局限臺地相白云巖夾潟湖相膏質白云巖 （見圖5）。滿加爾凹陷仍是該時期的沉積中心，塔里木盆地南緣的塔東1井和塔東2井為淺海陸棚灰?guī)r、泥灰?guī)r沉積，塔里木盆地東部的米蘭1井和英東2井為臺緣斜坡相泥巖、含泥白云巖和白云質泥巖沉積，而半局限臺地由于海水退卻演化為局限臺地，各相帶相繼向西遷移，古城斜坡相區(qū)出現(xiàn)5個臺緣礁灘體沉積，地震剖面上呈低幅丘形，見低角度疊瓦狀結構，平面上這幾個狹長的礁灘體沿著斜坡帶呈雁列狀排列，巖性主要為凝塊石灰泥丘，是早期臺地邊緣相帶的識別標志。地震剖面顯示輪東－古城臺地邊緣由于海平面下降，向東遷移了約20km。羅西坡折帶主要表現(xiàn)為垂向加積特征，臺地與深水盆地間廣泛發(fā)育陸棚斜坡相和淺水陸棚相。

3.3 晚寒武世

晚寒武世和中寒武世沉積相平面展布特征大體相似，具有很好的繼承性，槽盆范圍繼續(xù)變小，臺地邊緣相帶、礁灘復合體繼續(xù)向盆地方向遷移、生長，主要為層紋石灰泥丘、疊層石灰泥丘和隱藻礁等 （見圖6）。礁灘復合體具明顯的建隆特征，在地震剖面上呈丘形，內(nèi)部見大規(guī)模的高角度前積結構。古城地區(qū)臺地邊緣與礁灘復合體伴生發(fā)育淺灘相沉積。孔雀河一帶發(fā)育瘤狀灰?guī)r與泥頁巖的互層，屬于灰?guī)r盆地過渡頁巖盆地。塔東1井和塔東2井見淺海陸棚相沉積，巖性以泥灰?guī)r、泥巖和含泥灰?guī)r為主，英東2井、米蘭1井一帶發(fā)育臺地邊緣的垮塌沉積以及碳酸鹽巖濁流沉積，屬于臺地前緣的斜坡沉積，含泥白云巖、泥巖和白云質泥巖，局部發(fā)育水平紋層。塔里木盆地東部羅西1井上寒武統(tǒng)主要為灰白色殘余藻砂屑白云巖和砂屑白云巖，薄片下可見到明顯的被白云石化的砂屑顆粒［5］，為典型臺地邊緣淺水灘沉積特征。

圖6 塔東地區(qū)晚寒武世沉積相平面圖

4 結論

1）古城臺地和羅西臺地坡折較明顯，屬于鑲邊碳酸鹽陸棚邊緣模式中水動力較強的邊緣陡崖型坡折，在地震剖面上可識別出寒武系一系列邊緣淺灘地震相垂向加積、進積疊合特征。

2）坡折帶控制了臺緣灘相有利儲層帶，坡折之上是臺地相及臺緣高能礁、礁－灘復合體發(fā)育的有利部位，坡折之下為深海盆地區(qū)。

［1］ 陳泓君，黃文凱，吳峧岐 .南海西北部晚第四紀典型地震相－沉積相特征 ［J］.海洋地質前 沿，2013，15（11）：34－37.

［2］ 邵龍義，何志平，顧家裕，等 .塔里木盆地古近紀巖相古地理 ［J］.古地理學報，2006，8（3）：88－90.

［3］ 周肖貝，李江海，傅臣建，等 .塔里木盆地北緣南華紀－寒武紀構造背景及構造－沉積事件探討 ［J］.中國地質，2012，28（4）：101－105.

［4］ 鄭劍鋒，沈安江，劉永福，等 .塔里木盆地寒武系與蒸發(fā)巖相關的白云巖儲層特征及主控因素 ［J］.沉積學報，2013，10（1）：121－125.

［5］ 潘文慶，王招明，孫崇浩，等 .塔里木盆地下古生界碳酸鹽巖層序界面類型劃分及其意義 ［J］.石油與天然氣地質，2011，26 （4）：67－70.