新疆塔里木盆地塘古坳陷塘南臺(tái)地奧陶系臺(tái)緣帶構(gòu)造特征及地質(zhì)條件研究
【摘要】 塘古坳陷北鄰巴楚隆起和塔中隆起,西部和南部與麥蓋提斜坡和東南坳陷呈過(guò)渡關(guān)系。塘古坳陷中部北凸、東西兩端變窄,平面呈扇狀,面積約為6.3萬(wàn)km2。塘古孜巴斯坳陷的油氣勘探一直以?shī)W陶系潛山為主,多年來(lái)未獲突破。塘南1井是塘古地區(qū)第一口以?shī)W陶系良里塔格組礁灘體為目的層的風(fēng)險(xiǎn)探井。該井在良里塔格組見(jiàn)50.86m/13層氣測(cè)顯示,在鷹山組見(jiàn)2m/1層氣測(cè)顯示,展示了該地區(qū)奧陶系新的勘探領(lǐng)域。通過(guò)對(duì)該井巖性、電性、薄片和古生物的研究,認(rèn)為奧陶系良里塔格組臺(tái)緣帶礁灘體發(fā)育,厚度是塔中、巴楚的2倍以上,礁灘體主要發(fā)育在下部良4、良5段;缺失中奧陶統(tǒng)吐木休克組、一間房組,良里塔格組與鷹山組之間存在不整合面,發(fā)育巖溶風(fēng)化殼。塘古凹陷有效烴源巖為中下奧陶統(tǒng)烴源巖,針對(duì)塘南臺(tái)緣帶的構(gòu)造特征,平面展布規(guī)律以及有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū),通過(guò)油氣成藏地質(zhì)條件分析,提出了有利勘探區(qū),為今后的油氣勘探工作打下了基礎(chǔ)。取得如下認(rèn)識(shí):1、進(jìn)一步搞清了地層情況。本井鉆揭地層自上而下依次為新生界第四系、新近系、古近系;中生界三疊系;上古生界二疊系阿恰群、石炭系小海子組、卡拉沙依組和巴楚組;下古生界奧陶系桑塔木組、良里塔格組和鷹山組(未穿)。缺失中生界白堊系、侏羅系,上古生界泥盆系及下古生界志留系。2、塘南1井證實(shí)塘南臺(tái)緣帶礁灘體發(fā)育。良2段發(fā)育臺(tái)地邊緣灘相及開(kāi)闊臺(tái)地相,良4段以開(kāi)闊臺(tái)地相中低能生屑灘為主,良5段發(fā)育臺(tái)地邊緣灘相,以高能鮞粒灘相為主;鷹山組發(fā)育臺(tái)內(nèi)淺灘相。3、塘南臺(tái)緣帶奧陶系儲(chǔ)層發(fā)育。目的層上奧陶統(tǒng)良里塔格組取心7次,巖心破碎嚴(yán)重,小縫及微裂縫較發(fā)育。奧陶系儲(chǔ)層物性不均,非均質(zhì)性明顯。儲(chǔ)集性能受縫洞發(fā)育程度影響。儲(chǔ)層以裂縫型、裂縫孔洞型為主。4、該井區(qū)曾發(fā)生過(guò)廣泛的油氣成藏過(guò)程,在奧陶系良里塔格組及鷹山組儲(chǔ)層均發(fā)現(xiàn)了豐富的儲(chǔ)層瀝青和烴類包裹體,結(jié)合烴源巖演化史推斷該期烴類主要為寒武系烴源巖的貢獻(xiàn)。5、塘南臺(tái)緣帶南部是油氣運(yùn)聚和調(diào)整的有利方向。
第1章 引言
1.1 選題研究目的及意義
塘古坳陷北鄰巴楚隆起和塔中隆起,西部和南部與麥蓋提斜坡和東南坳陷呈過(guò)渡關(guān)系。塘古坳陷中部北凸、東西兩端變窄,平面呈“扇”狀,面積約為 6.3萬(wàn) km2。目前在塘古坳陷已鉆井 8 口,其中 4 口井見(jiàn)油氣顯示。鉆遇上奧陶統(tǒng)井3 口:和田 1、塘參 1 井、塘南 1 井。塘古孜巴斯坳陷的油氣勘探一直以?shī)W陶系潛山為主,多年來(lái)未獲突破。塘南 1井是塘古地區(qū)第一口以?shī)W陶系良里塔格組礁灘體為目的層的風(fēng)險(xiǎn)探井。該井在良里塔格組見(jiàn) 50.86m/13層氣測(cè)顯示,在鷹山組見(jiàn)2m/1 層氣測(cè)顯示,展示了該地區(qū)奧陶系新的勘探領(lǐng)域。
塘南臺(tái)緣帶如果獲得突破,能夠形成 5 億噸油氣規(guī)模的大油氣田。另外,瑪東沖斷帶圈閉面積 1538km2,圈閉資源量達(dá) 5.6 億噸油氣當(dāng)量。因此,在塘古坳陷可能形成 10 億噸規(guī)模的油氣區(qū)。塘南臺(tái)緣帶不僅是推動(dòng)塘古坳陷勘探的有利方向,而且能夠推動(dòng)瑪北臺(tái)緣帶、輪南臺(tái)緣帶的油氣勘探,形成塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)油氣勘探的接替領(lǐng)域。本論文重點(diǎn)分析了塘南臺(tái)緣帶礁灘體展布規(guī)律,儲(chǔ)層類型,油氣成藏條件等。良里塔格組礁灘體基質(zhì)孔和溶蝕孔不發(fā)育,儲(chǔ)層類型以裂縫型和裂縫-孔洞型為主,發(fā)育高角度構(gòu)造縫,儲(chǔ)層集中在良 5 段;鷹山組巖溶作用發(fā)育,電位、伽馬和電阻率明顯增高,氣測(cè)顯示異常,儲(chǔ)層主要發(fā)育在不整合面以下50m。
論文選題來(lái)源于中國(guó)石油塔里木油田分公司和中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院的協(xié)作課題《塔里木盆地新區(qū)新領(lǐng)域區(qū)帶評(píng)價(jià)與目標(biāo)優(yōu)選》,良里塔格組臺(tái)緣帶礁灘體圍繞塘南臺(tái)地呈鑲邊狀,在臺(tái)地內(nèi)呈點(diǎn)狀,礁灘體面積達(dá) 250km2以上;鷹山組巖溶風(fēng)化殼在塘南臺(tái)地上廣泛發(fā)育,可勘探面積達(dá) 8380km2,兩者均具有較廣闊的勘探前景。
.2 論文研究的理論基礎(chǔ)
相對(duì)塔中奧陶系良里塔格組臺(tái)緣帶而言,針對(duì)塘南奧陶系良里塔格組臺(tái)緣帶研究相對(duì)較少,其構(gòu)造發(fā)育過(guò)程,臺(tái)緣帶的形成演化過(guò)程和斷裂活動(dòng)時(shí)期尚未準(zhǔn)確定。臺(tái)緣帶展布特征,優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布規(guī)律,臺(tái)緣帶精細(xì)刻畫(huà)尚不清楚,勘探程度較低并且鉆井?dāng)?shù)量相對(duì)較少,尤其是構(gòu)造變動(dòng),儲(chǔ)層分布對(duì)油氣影響有待進(jìn)一步探討。該區(qū)油氣運(yùn)移路徑、主力生烴期等方面還缺乏針對(duì)性的研究,分布不均導(dǎo)致在基礎(chǔ)地質(zhì)特征和油氣成藏條件等許多方面還存在著迫切需要回答的問(wèn)題。目前僅有一口井對(duì)塘南臺(tái)緣帶進(jìn)行了鉆探,臺(tái)緣帶是碳酸鹽巖重要的儲(chǔ)層類型之一,如塔中北坡 1 號(hào)斷裂帶良里塔格組臺(tái)緣帶,塔北南坡良里塔格組臺(tái)緣帶均取得了重大突破,集中了盆地的大部分油氣藏。本區(qū)在塘南臺(tái)緣帶構(gòu)造演化,空間展布,沉積特征及儲(chǔ)層分布規(guī)律等方面仍需深入研究。
李洪輝、鄔光輝(2009)等分析瑪北地區(qū)良里塔格組臺(tái)緣帶加里東海西期構(gòu)造背景為北西傾斜坡,阿瓦提凹陷及其周緣發(fā)育有效烴源巖生成的油氣通過(guò)北東向的斷層向上向本區(qū)運(yùn)移,首先聚集在北東向的奧陶系高能相帶上,由于該相帶類似于輪南東部臺(tái)緩坡相帶,上覆地層為巨厚的桑塔木組泥巖與粉砂質(zhì)泥巖的互層,封蓋條件非常好,后期構(gòu)造變形不強(qiáng)烈,保存條件好,瑪北地區(qū)為發(fā)現(xiàn)奧陶系原生古油氣藏可能性最大的區(qū)域。目前該區(qū)油氣勘探的主要問(wèn)題是在地震測(cè)網(wǎng)密度上缺乏落實(shí)可靠的背斜圈閉。鄔光輝(2012)研究分析研究區(qū)經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。發(fā)育中加里東期(上奧陶統(tǒng)良里塔格組沉積前)、加里東晚期(志留系沉積前)\早海西期(石炭系沉積前)等 3 期大型巖溶,斣駱(gòu)造帶南部大面積風(fēng)化殼是3 期巖溶作用的疊加區(qū)位于匯流溶蝕區(qū)的巖溶斜坡區(qū),巖溶作用時(shí)間長(zhǎng),有利于儲(chǔ)層的發(fā)育與保存是縫洞型油氣藏勘探的有利方向。
第 2 章 研究區(qū)構(gòu)造地質(zhì)概況
2.1 研究區(qū)位置及區(qū)域構(gòu)造特征
塘古坳陷北鄰巴楚隆起和塔中隆起,西部和南部與麥蓋提斜坡和東南坳陷呈過(guò)渡關(guān)系。塘古坳陷中部北凸、東西兩端變窄,平面呈“扇”狀,面積約為 6.3萬(wàn)km2(圖2-1)。目前在塘古坳陷已鉆井8 口,其中 4口井見(jiàn)油氣顯示。鉆遇上奧陶統(tǒng)井3口:和田 1、塘參1井、塘南1 井。鉆遇臺(tái)地邊緣相帶的上奧陶統(tǒng)地層。
塘古坳陷的勘探面積約 6.3 萬(wàn) km2,以二維地震勘探為主,二維地震測(cè)網(wǎng)密度2×2-4×4km,主要為 1993-1996年度采集的地震資料。塘南臺(tái)緣帶的二維地震測(cè)網(wǎng)密度達(dá)2×2km,主要為2007~2008 年采集的地震資料,資料品質(zhì)較好,Tg5’地震反射層(奧陶系灰?guī)r頂面反射層)連續(xù)性好,塘南臺(tái)緣帶形態(tài)清晰,落實(shí)可靠。
目前研究工區(qū)內(nèi),塘南臺(tái)緣帶埋深小于 6000m 的勘探面積約 2960km2,臺(tái)緣帶面積869km2,厚度在 600-1200m,與塔中Ⅰ號(hào)臺(tái)緣帶相當(dāng)。參考塔中奧陶系臺(tái)緣帶的油氣資源豐度,其油氣資源量分別為:1.6億噸、3200億方。
綜合構(gòu)造演化和生儲(chǔ)蓋條件,通過(guò)區(qū)域構(gòu)造成圖與地質(zhì)條件分析,該區(qū)長(zhǎng)期位于油氣運(yùn)聚有利起帶,是油氣充注的有利部位;同時(shí)臺(tái)緣帶儲(chǔ)層發(fā)育,儲(chǔ)蓋組合及保存條件優(yōu)越,是臺(tái)緣帶勘探領(lǐng)域又一的有利方向。該領(lǐng)域如果獲得突破,塘南臺(tái)緣帶能夠形成 5億噸油氣規(guī)模的大油氣田。另外,瑪東沖斷帶圈閉面積 1538km2,圈閉資源量達(dá) 5.6 億噸油氣當(dāng)量。因此,在塘古坳陷可能形成 10億噸規(guī)模的油氣區(qū)。塘南臺(tái)緣帶不僅是推動(dòng)塘古坳陷勘探的有利方向,而且能夠推動(dòng)瑪北臺(tái)緣帶、輪南臺(tái)緣帶的油氣勘探,形成塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)油氣勘探的接替領(lǐng)域。
2.2 區(qū)域構(gòu)造背景
塘古坳陷在縱向上具有三層結(jié)構(gòu)。上構(gòu)造層包括石炭系(含東河砂巖段)及其以上地層。石炭-二疊系在全區(qū)均有分布,厚度穩(wěn)定,厚約 1500-1800m,二疊系在西南部掀斜抬升剝蝕。本區(qū)缺失侏羅系,三疊系、白堊系自塔中向南削蝕尖滅。新生界整體沉降逾 2000m,南北方向厚度穩(wěn)定,東西方向受晚喜山期擠壓具有一定幅度的撓曲沉降。下構(gòu)造層為寒武-奧陶系碳酸鹽巖,寒武-下奧陶統(tǒng)臺(tái)地相碳酸鹽巖在本區(qū)穩(wěn)定分布,厚度約1200-2000m,下構(gòu)造層沖斷構(gòu)造發(fā)育。中上奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖分布在塔中-瑪北與塘南臺(tái)地上,中間為臺(tái)槽分隔。中構(gòu)造層為中上奧陶統(tǒng)-志留系碎屑巖,下部向南北臺(tái)地相變尖滅,頂部在坳陷周緣與沖斷帶遭受大量剝蝕,形成中間厚、周緣薄的夾心層。
塘古坳陷是上奧陶統(tǒng)組成的板內(nèi)擠壓坳陷。通過(guò)對(duì)全區(qū)構(gòu)造解釋,塘古坳陷石炭系及其以上地層分布與塔中一致,是連為一體的克拉通內(nèi)斜坡區(qū),整體表現(xiàn)為向西北傾伏的大型斜坡。寒武-下奧陶統(tǒng)與塔中-巴楚處于相同地層分區(qū),地層厚度沒(méi)有明顯差異,具有相同的克拉通內(nèi)臺(tái)地構(gòu)造面貌,只是下寒武統(tǒng)自西北向塘古東部-塔中東部地區(qū)減薄。其中的坳陷部分位于中構(gòu)造層為上奧陶統(tǒng)巨厚碎屑巖,厚度逾3000m,向周緣臺(tái)緣帶快速減薄,車爾臣斷裂上強(qiáng)烈沖斷造成斷缺。由于本區(qū)志留系很薄,西南部已剝蝕殆盡,塘古坳陷是上奧陶統(tǒng)殘余的坳陷。本區(qū)中下寒武統(tǒng)有小型的正斷裂發(fā)育,中晚奧陶世以擠壓作用為主,在上奧陶統(tǒng)塔中與塘南臺(tái)地分異時(shí)未有伸展構(gòu)造發(fā)育,是在擠壓背景下形成的撓曲坳陷。
第3章 地球物理資料分析.......... 15
3.1 地震資料解釋........ 15
3.2 構(gòu)造特征.......... 17
3.3 斷裂特征............. 23
第4章 沉積特征與沉積相...............25
4.1 沉積相類型..........25
4.2 沉積特征.........26
4.3 沉積環(huán)境演化.......32
第5章 儲(chǔ)層特征.............. 35
5.1 儲(chǔ)層縱向發(fā)育特征及巖石類型...........35
5.2 儲(chǔ)層空間類型與物性特征...........36
第 6 章 成藏條件分析
6.1 烴源巖
該區(qū)未鉆遇寒武系烴源巖,僅對(duì)塘參 1、塘北 2、塘古 1、瑪東 1 井奧陶系烴源巖進(jìn)行評(píng)價(jià)。從塘參 1井奧陶系巖心樣品來(lái)看,大部分樣品為非生油巖和差生油巖。
對(duì)塘參1井奧陶系系統(tǒng)取樣分析表明,塘參1井巖屑樣品的有機(jī)質(zhì)豐度,40%的樣品 TOC 在 0.5%~1%之間,評(píng)價(jià)為中等生油巖;35%的樣品 TOC 含量在1%~2%,可評(píng)價(jià)為好烴源巖?傆(jì) 70%以上的樣品熱解生烴潛量也達(dá)到了中等~好烴源巖的標(biāo)準(zhǔn)。特別是氯仿 A 最高可達(dá) 0.17%。巖心樣品分析結(jié)果明顯低于巖屑樣品。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),巖屑樣品的 TOC%、熱解生烴潛量 S1+S2(mg/g)、氯仿A的平均值分別是巖心樣品的 5.5倍、13倍和19倍。
塘北 2、塘古 1、瑪東 1 井奧陶系烴源巖 TOC 含量一般小于 0.5%,熱解生烴潛量 S1+S2(mg/g)一般小于 0.5(mg/g),以差-非生油巖為主,只有瑪東 1 井的少部分樣品熱解生烴潛量 S1+S2(mg/g)介于 2~6(mg/g),可評(píng)價(jià)為中等烴源巖。
塘參 1井上奧陶統(tǒng)卻爾卻克組顯微組分、干酪根元素組成、巖石熱解氫指數(shù)等綜合分析其原始母質(zhì)類型以 II型為主。
據(jù)實(shí)測(cè)鏡質(zhì)體反射率資料,塘參 1 井上奧陶統(tǒng)卻爾卻克組底界 Ro 值為1.22%,該套烴源巖現(xiàn)今仍然處于成熟~高成熟階段,以生成高成熟輕質(zhì)油為主;下奧陶統(tǒng)已開(kāi)始進(jìn)入過(guò)成熟階段,以生成凝析油和濕氣為主。通過(guò)生烴演化史模擬塘參1井寒武系烴源巖在奧陶紀(jì)末期已進(jìn)入高成熟階段,二疊紀(jì)末期進(jìn)入過(guò)成熟階段,古近紀(jì)末期熱演化程度進(jìn)一步增高,達(dá)到現(xiàn)今的 2.8%左右。
第 7 章 結(jié)論及存在問(wèn)題
7.1 結(jié)論
針對(duì)研究區(qū)石油地質(zhì)條件分析,通過(guò)刻畫(huà)塘南臺(tái)地奧陶系臺(tái)緣帶的演化過(guò)程及臺(tái)緣帶分布范圍研究表明研究區(qū)圈閉斷裂發(fā)育,蓋層條件較差,保存條件不利。塘南1井奧陶系最好的儲(chǔ)層發(fā)育在良 5段,其直接蓋層良 4段主要為生屑灰?guī)r和砂屑灰?guī)r,筆耕文化推薦期刊,局部發(fā)育高角度構(gòu)造縫,蓋層條件較差,不利于油氣保存,圈閉有效性差。
通過(guò)對(duì)臺(tái)緣帶儲(chǔ)層類型進(jìn)行系統(tǒng)分析并對(duì)有利區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè)研究區(qū)晚期未處于油氣有利運(yùn)移和充注方向。針對(duì)寒武系烴源巖主要成烴期是在早海西期,這時(shí)塘古坳陷整體北傾,瑪東五排沖斷帶位于油氣運(yùn)移和充注的前鋒位置,塘南臺(tái)緣帶處于不利位置;針對(duì)寒武系和奧陶系兩套烴源巖的晚期成烴,塘古坳陷整體南傾,塘南1井處于不利位置。塘南 1井在良里塔格和鷹山組灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)了比較豐富的瀝青,說(shuō)明該區(qū)曾發(fā)生過(guò)油氣成藏運(yùn)聚的過(guò)程,也說(shuō)明塘古坳陷具備烴源巖條件,但究竟生烴潛力有多大,有待進(jìn)一步研究。
7.2 存在問(wèn)題
對(duì)研究區(qū)的勘探方向及目標(biāo),塘南1 井在良里塔格和鷹山組灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)了比較豐富的瀝青,盡管在本井大部分遭到了破壞,至少可以證實(shí)該區(qū)存在烴源巖,曾發(fā)生過(guò)油氣成藏運(yùn)聚的過(guò)程;結(jié)合烴源巖演化史推斷該期烴類主要為寒武系烴源巖的貢獻(xiàn);在4698.6m 的灰?guī)r裂縫中發(fā)現(xiàn)有可動(dòng)的烴類,說(shuō)明在淺部有古油藏保存的可能。根據(jù)寒武系演化程度,現(xiàn)今主要以生成天然氣為主,如果深部具有合適的圈閉及保存條件,則有可能形成氣藏。同時(shí)早期的油藏進(jìn)行調(diào)整,有可能在淺部形成次生油氣藏;根據(jù)抽提的可溶烴類的特征在該區(qū)也不排除有少量奧陶系的貢獻(xiàn),但對(duì)該井區(qū)奧陶系的充注量可能不足。對(duì)于奧陶系烴源巖應(yīng)在奧陶系烴源巖發(fā)育區(qū)尋找原生油氣藏;從包裹體熒光、產(chǎn)狀和均一溫度看,該區(qū)油氣充注主要分兩期,第一期以液態(tài)烴為主,第二期以高成熟油和天然氣為主,目前殘留的烴類主要為高成熟的烴類,油氣的主要充注時(shí)間從海西中晚期—喜馬拉雅期。
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