塔東地區古城低隆起寒武—奧陶系碳酸鹽巖儲層特征研究

晏 來

（大慶鉆探工程公司地質錄井一公司，黑龍江大慶163000）

1 概述

塔里木盆地含有豐富的油氣資源，是我國西部最重要的油氣產地，也是我國最大的含油氣盆地。國內石油公司在1989 年即開展了塔里木盆地油氣勘探，取得了一定的勘探成果。近年來隨著國家西氣東輸工程的建設，加大了對西部能源開發的力度，加強對塔里木盆地油氣資源的勘探與開發顯得尤為重要。經過多年的勘探與開發，在塔中、塔北、塔西南都取得了重要的勘探成果，探明油氣儲量不斷增多[1-2]。塔東地區勘探程度相對較低，前期勘探力度不大，投入的資源不足。近年來加大了對塔東地區的勘探開發力度，塔東地區具有廣闊的油氣勘探前景，有望成為塔里木盆地油氣資源重要的接替區，而古城地區是塔東最有利的勘探目標，處于有利油氣相帶，是接下來勘探的重點。塔東地區目的層為下奧陶統碳酸鹽巖，具有埋藏較深的特點，受到后期多期構造運動影響，地質構造復雜，成藏期次多，勘探開發難度大[3]。因此，加強對塔東地區古城低隆起油藏地質特征研究，對于優選有利區帶，指導下一步勘探具有重要意義。

2 區域地質特征

塔里木盆地地處我國新疆維吾爾自治區境內，位于天山以南，是我國西部最重要的油氣產地，含有豐富的油氣資源。塔東地區位于塔里木盆地東部，受到天山和阿爾金山夾持影響，地勢上形成盆地，具備較好的油氣成藏條件，形成有利的油氣區帶[4]。古城地區是塔東有利勘探區域，具有較好的石油地質條件。古城地區自下而上依次發育古生界震旦系、寒武系、奧陶系，中生界侏羅系、白堊系，新生界古近系、新近系和第四系。塔東地區儲層主要發育在寒武系及下奧陶系碳酸鹽巖地層中。

2.1 寒武系

塔東地區寒武系地層巖性主要為深灰色泥晶灰巖、黑色泥巖、含炭質或硅質碳酸鹽巖等，地層發育較齊全，厚度不大。寒武系地層自下而上可以分為下寒武統、中寒武統、上寒武統。

（1）下寒武統。下寒武統與下伏震旦系地層呈角度不整合接觸。下寒武統自下而上依次發育西山布拉克組和西大山組。其中，西山布拉克組厚度相對較小，巖性以灰黑色硅質白云巖為主。西大山組巖性主要有黑色硅質泥巖及薄層頁巖，地層相對較厚，與下伏西山布拉克組為整合接觸。

（2）中寒武統。中寒武統地層為莫合爾山組，地層巖性復雜，主要有黑灰色泥質灰巖、深灰色白云巖、深灰色灰巖、黑色泥巖、頁巖、鈣質泥巖等，地層中可見大量生物化石，以三葉蟲化石居多。莫合爾山組地層厚度橫向上變化較大，在庫魯克塔格北部，地層厚度較大，厚度可達200多米。莫合爾山組與下伏西大山組整合接觸。

（3）上寒武統。上寒武統地層包括突爾沙克塔格組和白云崗組，其中，突爾沙克塔格地層巖性以深灰色泥質粉晶灰巖為主，具有平行層理，突爾沙克組與莫合爾山組地層整合接觸。白云崗組巖性以薄層狀灰巖、瘤狀灰巖、頁巖、鈣質泥巖為主，地層含有大量的生物化石，如下伏突爾沙克組地層為整合接觸。

2.2 奧陶系

（1）中下奧陶統。中下奧陶統地層自下而上依次為蓬萊壩組、鷹山組、一間房組，蓬萊壩組巖性以亮晶砂屑灰巖、亮晶砂屑白云巖、泥晶灰巖、含云灰巖、亮晶內碎屑灰巖等為主，碎屑顆粒分選磨圓差，反映低能水動力成巖環境；鷹山組地層巖性主要有褐灰色泥晶灰巖、亮晶砂屑灰巖。

（2）上奧陶統。上奧陶統地層自下而上包括土木休克組和卻爾卻克組，土木休克組地層巖性主要為紫色或褐灰色泥晶灰巖、生屑灰巖，與同顏色薄層泥巖或泥晶灰巖互層，瘤狀構造較為常見，反映了沉積環境水動力環境較弱，為臺地前緣深水緩坡環境；卻爾卻克組地層下部巖性主要為黑色或灰黑色泥巖、深灰色炭質泥巖，夾薄層碎屑砂巖，上部巖性以灰色、深灰色粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖為主，地層厚度較大，地層中裂縫較常見，裂縫多被泥質或瀝青質充填，沉積環境為深水陸棚—盆地相沉積。

3 地層沉積特征

通過對塔東地區寒武—奧陶系地層沉積特征研究，得出塔東地區典型沉積相、沉積亞相及沉積微相，如圖1所示。總體上，塔東地區沉積體系為海相沉積體系，沉積相主要有深海相、次深海相、淺海陸棚相、緩坡相、碳酸鹽巖臺地相。

（1）深海相。深海相沉積水體較深，主要包括深海放射蟲硅質巖亞相、碳酸鹽巖濁積巖相、深海火山碎屑巖亞相。深海放射蟲硅質巖亞相巖性主要為黑色硅質巖、云質硅質巖、泥質灰巖、含泥質灰巖等，地層中含有大量有機質，具有水平層理；碳酸鹽濁積巖亞相巖性以泥質灰巖、硅質巖等呈互層狀，硅質巖中含有大量放射蟲，還有少量三葉蟲化石，巖石中含有大量有機質，是較好的烴源巖層[5]；深海火山巖碎屑濁積巖亞相巖性主要為黑灰色硅質玻屑、巖屑凝灰巖，巖石中含有大量有機質。由于深海火山活動，產生的火山碎屑經過濁流搬運，沉積在深海盆地形成。

圖1 塔東地區沉積特征

（2）次深海相。次深海相巖性主要為灰黑色泥質灰巖、含泥灰巖，可見生物碎屑灰巖、微晶灰巖，同時還含有少量硅質泥巖，地層中含有部分生物化石，以放射蟲、三葉蟲、介形蟲為主，可見薄紋層狀構造。次深海沉積在塔東地區卻爾卻克組較為常見，由于受到海底等深環流影響，形成特殊的海底等深沉積。

（3）淺海相。塔東地區古城低隆起淺海陸棚亞相巖性主要為深灰色泥晶灰巖，回收微晶灰巖，含有較多生物化石，以三葉蟲、放射蟲、珊瑚、腕足類、腹足類動物為主，地層構造較發育，可見構造裂縫、縫合線等，部分裂縫被后期方解石充填形成方解石脈。地層為水平層理。

本地區淺海相除了淺海陸棚亞相，還發育淺灘亞相，巖性以灰色粉晶白云巖、細晶白云巖為主，同時還有部分砂屑白云巖、鮞粒白云巖等，可見白云巖化構造。地層巖石為水平層理，地層中可見生物碎屑、鮞粒、團塊等，可見熱液白云化形成的白云巖[6]。

（4）碳酸鹽巖臺地相。塔東地區古城低隆起發育碳酸鹽巖臺地相以局限臺地亞相和臺地邊緣亞相為主，其中局限臺地亞相分為瀉湖和潮坪微相，巖性以泥質礫巖、粉砂質泥巖為主，具有水平層理；臺地邊緣亞相分為臺地邊緣礁微相和臺地邊緣淺灘微相為主，臺地邊緣礁微相巖性主要為褐灰色礁灰巖、角礫灰巖、泥質灰巖等，地層中含有大量生物礁，生物礁孔隙中為泥晶或亮晶充填，生物以灌木礁、三葉蟲、海百合、腕足、腹足等為主，生物礁內孔隙較發育。臺地邊緣淺灘微相巖性以灰色細晶白云巖、澡砂屑灰巖、生物碎屑白云巖等，可見綠藻、藍藻等植物化石，可見海綠石、澡團塊等，有白云石化、綠泥石化、硅化等成巖作用，發育水平層理，紋層構造。

4 儲層發育特征

4.1 儲集巖石特征

塔東地區寒武系、奧陶系儲層巖石類型以灰巖和白云巖為主，巖性特征如下：

（1）灰巖儲層。塔東地區灰巖儲層巖性有粉晶灰巖、微晶灰巖、含云灰巖、礁灰巖、亮晶澡灰巖、粉晶碎屑灰巖、亮晶澡灰巖、粉晶澡砂屑灰巖、亮晶生屑灰巖、鮞粒灰巖、砂屑鮞粒灰巖、亮晶澡砂屑灰巖等。其中以亮晶生屑灰巖、砂屑灰巖、泥晶灰巖、粉晶灰巖為主。灰巖中常見鮞粒、內碎屑、生物碎屑、藻類等結構特征，成巖作用主要有膠結作用、壓實作用、溶蝕作用、重結晶作用等。

（2）白云巖儲層。塔東地區白云巖儲層巖性有細晶白云巖、粉晶白云巖、泥晶白云巖、粗晶白云巖、泥質白云巖、含泥白云巖、粉晶含泥白云巖、灰質白云巖、鮞粒白云巖、硅化鮞粒粗晶白云巖、殘余鮞粒白云巖等，以上白云巖中，以細晶白云巖、殘余鮞粒白云巖為主，沉積環境主要為前灘沉積環境。

4.2 儲集空間類型

4.2.1 孔隙類型

（1）晶間孔、晶間溶孔。晶間孔、晶間溶孔常見于結晶白云巖、內碎屑白云巖，裂縫充填的方解石中也可見。對于寒武系、奧陶系結晶白云巖，多見細晶、中晶白云巖，由于巖石經過多重結晶，晶體不斷加大，發育大量晶間孔，孔隙形態不規則，孔隙直徑介于1.5～2.0mm，面孔率可達14%，部分晶間孔后期被充填。白云巖形成后，后期由于受到溶蝕作用，形成晶間溶孔，溶孔相對較大，部分形成溶洞。大多晶間溶孔后期被方解石、石英、瀝青等充填。

（2）粒內溶孔。粒內溶孔是指顆粒形成后不穩定礦物溶解形成的孔隙，粒內溶孔多發育在鮞粒、生物碎屑、澡碎屑等顆粒中，溶孔形態多不規則，孔隙直徑多介于0.05～0.3mm之間，面孔率低于3%，多形成與早期顆粒中。

（3）粒間溶孔。粒間溶孔多發育于灰巖顆粒中，結晶顆粒形成后，在溶蝕作用下，粒間亮晶填隙物被溶蝕形成的粒間溶孔。

4.2.2 裂縫及溶縫

（1）裂縫。裂縫是在地層沉積形成后，在構造應力作用下產生的裂縫，構造裂縫較為發育，有水平縫、高角度縫、立縫等，此外還發育大量微裂隙。構造裂縫相對較大，后期地層流體進入后，形成方解石、瀝青等充填物，部分孔隙被填充。局部多期構造裂縫相交，形成網狀裂縫，地層滲透性大大增強。

（2）溶縫。溶縫是在早期裂縫形成后，受富含有機質的酸性流體影響，裂縫周圍碳酸鹽巖被溶蝕，形成溶縫，溶縫形成后，部分被方解石充填，形成細小方解石脈。

5 結論

（1）塔東地區寒武—奧陶系地層沉積特征研究表明，該地區沉積相主要有深海相、次深海相、淺海陸棚相、緩坡相、碳酸鹽巖臺地相。

（2）塔東地區寒武系、奧陶系儲層巖石類型以灰巖和白云巖為主，灰巖儲層巖性有粉晶灰巖、微晶灰巖、含云灰巖、礁灰巖、亮晶澡灰巖、粉晶碎屑灰巖、亮晶澡灰巖、粉晶澡砂屑灰巖、亮晶生屑灰巖、鮞粒灰巖、砂屑鮞粒灰巖、亮晶澡砂屑灰巖等；白云巖儲層巖性有細晶白云巖、粉晶白云巖、泥晶白云巖、粗晶白云巖、泥質白云巖、含泥白云巖、粉晶含泥白云巖、灰質白云巖、鮞粒白云巖、硅化鮞粒粗晶白云巖、殘余鮞粒白云巖。

（3）塔東地區寒武系、奧陶系儲層儲集空間類型主要有晶間孔、晶間溶孔、粒內溶孔、粒間溶孔、裂縫、溶縫等。