塔里木盆地晚震旦世—中寒武世构造沉积充填过程及油气勘探地位

南华纪初，受罗迪尼亚（Rodinia）超级大陆裂解的影响，塔里木陆块进入强伸展构造演化阶段，陆内发育了北东—南西向裂谷体系，裂谷区与两侧高隆带构成“两隆夹一坳”古构造格局。这一古构造格局持续控制了晚震旦世至中寒武世碳酸盐岩沉积序列的充填、演化及油气成藏组合，应将受前寒武纪裂谷构造—沉积演化控制的系列碳酸盐岩台地作为一个成因整体进行系统研究。结果表明:晚震旦世—中寒武世碳酸盐岩台地先后经历了5个重要演化阶段，即晚震旦世同裂谷充填期、震旦纪末抬升剥蚀阶段、早寒武世初海侵深水缓坡型富泥质碳酸盐岩台地阶段、浅水缓坡型碳酸盐岩台地阶段，以及中寒武世蒸发潟湖占主导镶边型碳酸盐岩台地阶段。控制了两套烃源岩、两套储层及一套区域盖层的发育，即形成于震旦纪裂陷槽内潜在烃源岩和早寒武世深水缓坡阶段玉尔吐斯组烃源岩、震旦纪末期受剥蚀淋滤形成的上震旦统微生物丘滩相白云岩储层和早寒武世受岩相和早期云化联合控制的肖尔布拉克组丘滩相白云岩储层，以及中寒武统蒸发潟湖相蒸发岩盖层，构成了上、下两套有效油气成藏组合。与已获得重大突破的四川盆地同期德阳—安岳克拉通内裂陷沉积演化序列及油气成藏组合类比表明，与之具有良好的相似性，且主力烃源岩品质、直接盖层的封盖性能更优于安岳特大型气藏，认为塔里木盆地这一构造—沉积单元具有重要的勘探前景与地位，上部成藏组合更具现实勘探价值。     

塔里木盆地乌什地区上震旦统奇格布拉克组地球化学特征及其地质意义*

塔里木盆地寒武系盐下地层资源量巨大,上震旦统奇格布拉克组是该领域风险勘探的重要层系之一,但当前该层系勘探尚未取得重大突破,其中岩相古地理格局及储集层主控因素认识不深是制约勘探突破的重要因素之一。文中以乌什地区昆盖阔坦剖面为研究对象,通过地层精细描述和104块岩石薄片分析,并优选样品开展常微量元素、稀土元素、碳氧锶同位素、白云石有序度及U-Pb同位素年龄测试,分析了奇格布拉克组沉积环境及白云岩成因。结果表明: (1)塔里木盆地乌什地区昆盖阔坦剖面奇格布拉克组厚约141 m,主要发育叠层石、凝块石、泡沫绵层石3种微生物白云岩和鲕粒、粘结颗粒2种与微生物作用相关的颗粒岩,并根据相序组合可以划分为4个段,自下而上构成碳酸盐缓坡背景下的内缓坡潮坪—微生物丘滩沉积序列;(2)地球化学分析表明,奇格布拉克组沉积时期研究区整体处于温暖、干旱气候条件下的近岸浅水环境,海水具有较高盐度、较高水温和氧化—弱氧化特征,海平面先逐渐上升后快速下降;(3)奇格布拉克组白云岩形成于准同生—浅埋藏期,白云石化流体为具有较高盐度的海水。该研究成果不仅可以为塔里木盆地晚震旦世岩相古地理研究提供依据,还可以为储集层主控因素分析提供依据。     

叠覆式三角洲——一种特殊的浅水三角洲

不同于常规三角洲以分流河道体系所形成的分流河道、河口坝、席状砂等微相为三角洲朵体的基本单元,叠覆式三角洲以内部结构简单的朵体为基本构成单元,朵体相互叠置,形成复合叠合体,进而构成三角洲骨架。单个朵体由河道扫描或扩展而成,复合朵体则是由单朵体侧向迁移或前(退)积而成。三角洲因大量朵体叠置而形成厚层状、内部结构复杂的复合砂体。不同朵体形成于不同时期,因而不存在统一的分流体系,单一沉积体具有层状特征,但不同期朵体受可容空间和地貌控制,呈三维叠置,而非简单的层状叠加,从而使得三角洲内部呈现出拼合式、立体式特点。单朵体是结构的基本单元,发育范围有限,与相邻朵体发育于不同时间单元,因而只能在复合体约束下小范围追踪。单一朵体接触关系及接触界面的渗流能力决定了油气富集和注水开发响应特征。朵体迁移、叠置造成大面积、巨厚的砂层可形成大型油气藏,而同时朵体间泥岩的不均匀分布也造就了砂体局部不连通或朵体间连通性变化,为岩性油气藏形成创造了条件,并且影响了注水开发中的注采对应性,进而影响水驱采油效果。     

裂后沉降期碳酸盐岩缓坡沉积响应及成储特征 ——以塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组为例

裂后充填阶段的碳酸盐岩缓坡沉积已逐渐成为深层油气勘探的重点领域之一。以塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组为例,基于最新拼接处理42条二维地震大测线、柯坪地区9个剖面点及12口完钻井测井及取芯等资料,系统开展了其沉积前古构造格局及岩相古地理响应特征、储层宏观分布与内部结构差异等研究。结果表明: 1）沉积期盆内发育“三隆两洼”古构造格局,对肖尔布拉克期碳酸盐岩缓坡体系（组合）内部分异产生明显控制作用,高能颗粒滩及丘滩带分布在古隆起周缘,古洋流进一步复杂化了沉积物构成,划分出塔西南古隆起北缘颗粒滩为主的坡坪式缓坡、柯坪—温宿低隆起丘滩复合体均斜型缓坡、轮南—牙哈低隆起丘滩复合体孤岛型缓坡;2）古隆起周缘中缓坡高能相带构成了肖尔布拉克组储层发育的重要载体,早期云化作用有效保存了原始孔隙,埋藏期以先期孔隙为基础进一步调整改造,预测规模储层主要分布于三大古（低）隆区周缘高能丘滩带内,面积达9×104 km2。不同类型缓坡体系的储层差异明显,其中坡坪式缓坡的颗粒滩储层以Ⅱ类储层为主、分布稳定为特点,最具规模性,可作为下一步油气勘探的重点关注区带。基于实例解剖认为,裂后沉降期碳酸盐岩缓坡体系分异具明显受构造控制特点,深化沉积前古构造格局认识是预测有利储集相带的关键,直接影响后续规模储层预测及品质评价。     

中国海相含油气盆地构造-岩相古地理特征

构造-岩相古地理是生-储-盖及成藏组合评价的基础,在油气勘探研究中占有十分重要的地位,然而,限于资料和认识程度,我国主要海相含油气盆地已有的相图难以满足深层海相碳酸盐岩快速勘探的需求。应用新的钻井和地震资料,结合岩相识别技术,开展了塔里木盆地、四川盆地和鄂尔多斯盆地海相碳酸盐岩构造-岩相古地理研究,取得以下成果认识:①我国小克拉通海相碳酸盐台地构造-古地理具有隆坳相间、隆控储、坳控源的特点;②构造-岩相古地理具有"多台缘、多滩带和多台盆"的特点;③构造-岩相古地理对早期白云石化的发生和岩溶作用的范围及改造程度具有重要影响,从而控制储层分布;④建立了"多台缘"镶边台地模式并改进"双滩"缓坡沉积模式,揭示我国海相碳酸盐台地内部具备多种有利成藏组合。研究成果深化了我国小克拉通碳酸盐台地构造-岩相古地理共性特点的认识,为深层海相碳酸盐岩油气勘探提供了理论支撑。     

塔里木盆地西北缘震旦系微生物白云岩地球化学、年代学特征及其地质意义

震旦系奇格布拉克组微生物白云岩是塔里木盆地寒武系盐下超深层重要的勘探领域之一,但目前该领域古沉积环境及孔隙形成的成岩环境认识仍然不足。本文以阿克苏地区西沟剖面为主要研究对象,精细描述了上震旦统奇格布拉克组,系统分析了 175块岩石薄片,并优选样品开展了白云石有序度、碳氧锶同位素、微量元素和激光U-Pb同位素年龄测试分析,得出以下认识:(1)明确了奇格布拉克组主要发育叠层石、凝块石、泡沫绵层石三种微生物岩和鲕粒、粘结颗粒两种与微生物作用相关的颗粒岩,自下而上的相序组合构成晚震旦世碳酸盐岩缓坡背景下的内缓坡潮坪,微生物丘滩沉积;(2)根据碳氧同位素计算的古盐度(Z)值和古温度(T)值分别指示古海水具有较高的盐度和相对温暖的温度;(3)较高的Sr含量和低V、Ni、Ba、Co含量指示相对干旱的气候背景,低∑REE、Mo、Cu、Co、Ba含量及相对高的Pb含量及~(87)Sr/~(86) Sr值指示晚震旦世古水深整体浅、离岸近,而相对低的V/(V+Ni)值、Ce弱负异常和低Cu、Zn含量则指示了弱氧化海水的特征;(4) 5个微生物白云岩的U-Pb同位素年龄(531±29Ma～619±38Ma)和9个与之对应的不同产状碳酸盐胶结物的年龄(516±20Ma～572±25Ma和174.3±4.7Ma)以及δ~(13)C、δ~(18)O值特征综合指示微生物白云岩储层的孔隙主要为原生孔和准同生期大气水溶蚀孔,经历震旦纪末表生岩溶作用的改造及燕山期埋藏热液胶结作用的破坏。以上研究成果对该领域的岩相古地理研究和储层成因认识具有重要意义。     

塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组白云岩储层特征及成因

利用钻遇肖尔布拉克组的13口井和2条露头剖面的资料,分析了白云岩储层的宏观和微观特征,认为塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组主要发育9类岩性,孔隙的发育具有明显的岩相选择性,指出粉—细晶白云岩、砂屑白云岩、藻格架白云岩、泡沫绵层石白云岩、叠层石白云岩、凝块石白云岩和粘结(颗粒)白云岩是储层的主要载体。通过岩石学特征、多参数地球化学特征分析,结合地质背景,研究了肖尔布拉克组白云岩储层的成岩作用序列和孔隙演化史,明确了高能丘滩相的多孔沉积物是储层发育的物质基础,早表生期大气淡水溶蚀作用是储层形成的关键,埋藏(热液)溶蚀作用使储层得到了改善。     

塔里木盆地东部寒武系碳酸盐深水重力流沉积及其储集性能

通过野外露头、钻井岩心薄片的观察,在塔里木盆地东部辨识出寒武系大量碳酸盐深水重力流沉积,并划分出斜坡角砾岩、高密度钙屑浊积岩、低密度钙屑浊积岩等三种类型。通过单井厚度标定、地震相分析和区域成图,平面上沿斜坡发育较大规模碳酸盐深水重力流沉积,宽度达40~80 km,厚度达50~150 m。分析测试和测井解释资料表明,重力流(特别是高密度浊积岩)可以发育厚度较大的良好储层。塔东寒武系斜坡区碳酸盐深水重力流油气显示丰富,是值得深入探索的勘探领域。     

叠覆式浅水三角洲沉积特征与沉积模拟

在系统回顾传统三角洲成因模式基础上,介绍了一种发育于低可容纳空间背景条件下,由内部结构相对简单、规模相对局限的多个朵体相互叠置而成的叠覆式浅水三角洲。以现代浅湖沉积过程分析、实验模拟等为基础探讨了此类三角洲的形成过程、内部结构特征与解剖思路、连片性与连通性及沉积发育条件等。结果表明,叠覆式浅水三角洲发育过程分为2个阶段:单一朵体发育与复合朵体发育。单一朵体发育又可分为舌状向前伸展式和帚状侧向加积式,复合朵体发育则表现为进积、退积、侧积等多种叠置方式,进而以不同时期分流河道为纽带叠合成大面积的沉积体;朵体发育过程中遵循"填洼"原理,即优先沉积于可容纳空间发育的低洼处,一旦有效可容纳空间被填满,朵体或复合朵体将会迁移至其他低洼处;叠覆式浅水三角洲不具有传统三角洲以分流河道为骨架的层状结构特征,而是由不同时期三角洲朵体相互叠置而成,具有典型的"同层不同期"特征;不同时期三角洲朵体受可容纳空间与动态地貌控制而呈三维叠置,而非简单的层状叠加,使得三角洲内部呈现出立体拼合的结构特征,单一朵体是地层对比的基本单元,展布范围有限,与相邻朵体发育于不同时间单元,只能在复合朵体约束下小范围追踪。不同时期朵体之间的连通性受控于分流河道下切能力、沉积物供给沙泥比、湖平面升降周期等因素;沉积物供给充足、地形坡度低、湖平面长距离迁移造成的河道稳定性弱是此类三角洲发育的重要条件。叠覆式浅水三角洲成因模式的提出为此类发育于低可容纳空间背景下大型河流-湖泊三角洲提供了一种合理的地质成因解释模型,进一步深入分析其内部结构特征将为提高此类三角洲的勘探开发效率提供有益指导。