塔河油田西北部加里东中期古水系特征及其地质意义

塔河地区奥陶系中下统碳酸盐岩主要经历了加里东中期-海西期古岩溶作用,前人对海西期岩溶特征研究作了大量工作,并取得了一些共性认识,但加里东中期岩溶作用与古水系的发育特征研究较为薄弱。利用三维地震资料和相关技术,对塔河地区西北部奥陶系古水系进行识别和刻画,并结合区域地层沉积和构造演化等,尤其是不整合面上覆地层接触关系,发现奥陶系上统良里塔格组顶面和桑塔木组顶面分别存在相互独立的水文体系,实现了对加里东中期Ⅱ幕和Ⅲ幕岩溶古水系归属的厘定,首次提出了良里塔格组末期的加里东中期Ⅱ幕运动具有优越的岩溶发育条件,初步探索了加里东中期古岩溶发育模式,从而为深入研究塔河地区奥陶系加里东中期构造特征和古岩溶作用奠定了基础。      

锶同位素在古岩溶研究中的应用——以塔河油田奥陶系为例

为探讨锶同位素在古岩溶研究中的应用,系统分析了塔里木盆地塔河油田奥陶系岩溶缝洞方解石的87Sr/86Sr值。研究结果表明,加里东中期岩溶形成的方解石以低87Sr/86Sr值为特征,其锶同位素组成主要由围岩的重溶锶控制。而海西早期岩溶形成的方解石则以高87Sr/86Sr值为特征,锶同位素组成主要由壳源锶和重溶锶控制;同时,不同产状的方解石锶同位素比值也不相同,渗流岩溶带的方解石比潜流岩溶带富集87Sr,主要受控于岩溶系统的渗流机制和水岩反应。在平面上,桑塔木组覆盖区比北部地区富集87Sr,其主要原因是来源于围岩的重溶锶比重加大。87Sr/86Sr值在区域上的变化,结合区域地质背景,表明海西早期岩溶对北部地区和桑塔木组覆盖区均有重要的影响,是奥陶系岩溶缝洞型储层的主要形成时期。另外,极低的锶同位素比值可能与幔源锶有关,早二叠纪末的火山活动是提供幔源锶的主要时期。通过塔河油田奥陶系古岩溶作用的实例研究,锶同位素具有良好的流体示踪能力,在划分古岩溶期次方面具有明显的优势。     

塔河油田加里东期岩溶储层特征及分布预测

岩溶储层是塔河油田奥陶系碳酸盐岩的主要储层，是海西早期与加里东期岩溶作用的结果。海西期岩溶储层主要发育在石炭系直接覆盖于中下奥陶统之上的地区，上奥陶统覆盖区的岩溶储层主要是加里东期岩溶作用形成的。地震剖面奥陶系反射波组底部上超、顶部削切特征，牙形剌化石带的缺失、志留系层序地层对比均证实奥陶系在加里东中期有过隆升剥蚀，说明塔河油田具备有加里东岩溶作用的地质条件，锶同位素特征证实了加里东期岩溶洞穴的存在。在上奥陶统覆盖区，岩溶储层主要发育于加里东不整合面(T47和T27)下300 m之内，岩溶储层中，岩溶洞穴高度主要为0～30 m之间，最大可达75 m，显然是加里东中期岩溶作用的产物。加里东期断裂控制了加里东岩溶储层的发育，由此预测了加里东期岩溶储层的发育区带。     

塔北哈拉哈塘地区奥陶系潜山岩溶储层发育特征及控制因素

哈拉哈塘地区奥陶系潜山岩溶缝洞型储层是哈拉哈塘油田的主力产层。通过对岩溶地质背景、区域构造分析,利用本区钻录井、薄片、岩芯等资料研究岩溶型储层特征,探讨储层分布规律及岩溶作用对储层的控制。结果表明哈拉哈塘地区奥陶系潜山岩溶储层的主体发育于一间房组和鹰山组。垂向上潜山区存在两套储层:上部表层岩溶带储层及下部径流溶蚀带储层。表层岩溶带储集类型主要为孔洞型和裂缝—孔洞型储层,主要受一间房组沉积末期的岩溶作用及桑塔木组沉积末期岩溶作用共同控制;径流溶蚀带储层类型主要为洞穴型、裂缝-孔洞型储层,岩溶缝洞系统以岩溶管道系统为主,储层形成受良里塔格期及桑塔木组沉积末期岩溶作用等多期岩溶作用控制。岩溶层组、岩溶作用期次、古地貌、古水系及断裂等控制了岩溶储层的分布发育,形成了复杂的缝洞体。      

断裂对塔北地区哈拉哈塘油田奥陶系非暴露岩溶缝洞型储集层的控制作用*

塔里木盆地海相碳酸盐岩缝洞型储集层形成机理复杂,非均质性极强。当前以塔河油田为代表的潜山风化壳缝洞型储集层是碳酸盐岩地层暴露地表受到大气淡水淋滤所形成的,而在塔北地区哈拉哈塘油田奥陶系发育的非暴露区仍存在大量非暴露岩溶缝洞型储集层。在充分认识该油田区域构造背景的基础上,选取油田非暴露区典型区块,应用岩石学、地球化学等资料,对非暴露岩溶缝洞型储集层进行研究。研究认为:(1)大气淡水是非暴露区岩溶作用最关键的岩溶流体,岩溶储集层的形成并不受热液影响;(2)非暴露区存在“三期三级”构造缝和“两期三级”走滑断裂,断裂及伴生构造裂缝是非暴露区岩溶缝洞型储集层发育的必要条件;(3)从断裂对岩溶的控制出发将缝洞型储集层细分为早期断裂和明河双控洞穴、晚期断控洞穴、早期裂缝孔洞和晚期微裂缝孔洞4类;(4)非暴露区非暴露缝洞型储集层先后经历了加里东中期断裂发育、良里塔格组水系下切溶蚀、晚加里东—早海西期断裂发育3个主要过程。此研究深化了非暴露缝洞型储集层的形成机理,并在一定程度上拓宽了非暴露区岩溶储集层勘探开发的思路。     

T27界面与塔中隆起上奥陶统碳酸盐岩古岩溶储层

T72界面为上奥陶统桑塔木组泥岩与良里塔格组灰岩地震反射界面,是塔里木盆地塔中、塔北隆起上奥陶统内部的一个重要构造-层序转换面,是早古生代碳酸盐台地型沉积向陆源碎屑充填沉积转换的标志.过去普遍认为两个组之间为连续沉积,界面性质系海侵上超并赋予"淹没台地"的涵义.但随着近年塔河油田南部地区的勘探和塔中隆起区北缘Ⅰ号断裂带油气富集规律性的深入研究,表明T72界面是一个区域性的古暴露界面和沉积间断界面.界面之下的上奥陶统良里塔格组顶面有明显的削蚀和截切现象,残存厚度在塔北、塔中之间存在极大的差异,反映塔北隆起T72界面的构造及风化壳岩溶作用明显强过塔中隆起.古暴露和风化壳岩溶作用导致T72界面之下的良里塔格组碳酸盐岩广泛发育岩溶,是塔中低凸起北缘Ⅰ号断裂构造带的主要油气藏聚集层位;在塔河南部,形成了一套厚度最大可达300m并贯穿良里塔格组与下伏恰尔巴克组、一间房组和鹰山组的古岩溶洞穴系统,造就了塔河油田今天以南部斜坡区上奥陶统良里塔格组灰岩古岩溶洞穴系统为主要油气储层的勘探大场面.     

塔里木盆地卡塔克南缘中2井良里塔格组碳酸盐岩沉积地球化学特征

卡塔克隆起北坡的上奥陶统良里塔格组台缘带的礁滩相孔洞缝储集体是油气的重点勘探领域。中2井是卡塔克隆起南坡的第一口以查清卡塔克隆起南缘下古生界碳酸盐岩台缘结构、探索良里塔格组礁滩相孔洞缝储集体为目的区探井。对中2井良里塔格组取心段的碳酸盐岩沉积亚相分析表明:良里塔格组发育以苔藓虫、四分珊瑚格架岩及障积岩为特征的礁-滩-丘沉积组合。而对中2井的良里塔格组以及一间房组、鹰山组碳酸盐岩沉积地球化学分析及其对比研究表明:良里塔格组碳酸盐岩为正常的海水沉积环境,陆源碎屑较少(<0.5%),其中,稀土总量平均为8.65×10-6,LREE/HREE平均为6.20,87Sr/86Sr平均值为0.70843(n=12),变化范围是0.70800~0.70882,波动较小;纵向上,沉积水体向上变浅,为亚氧化或弱还原条件沉积环境,δEu平均为0.67、δCe平均为0.80;较好地保留了原始海水中稳定同位素特征,全岩的1δ8OPDB=-7.3‰~-3.2‰(平均为-4.4‰),1δ3CPDB=1.8‰~3.1‰(平均为2.7‰),与全球晚奥陶世海水或碳酸盐岩对应的平均值相近,反映了后期成岩改造作用较弱。     

T72界面与塔中隆起上奥陶统碳酸盐岩古岩溶储层

T7^2界面为上奥陶统桑塔木组泥岩与良里塔格组灰岩地震反射界面,是塔里木盆地塔中、塔北隆起上奥陶统内部的一个重要构造-层序转换面,是早古生代碳酸盐台地型沉积向陆源碎屑充填沉积转换的标志.过去普遍认为两个组之间为连续沉积,界面性质系海侵上超并赋予“淹没台地”的涵义.但随着近年塔河油田南部地区的勘探和塔中隆起区北缘Ⅰ号断裂带油气富集规律性的深入研究,表明T7^2界面是一个区域性的古暴露界面和沉积间断界面.界面之下的上奥陶统良里塔格组顶面有明显的削蚀和截切现象,残存厚度在塔北、塔中之间存在极大的差异,反映塔北隆起T7^2界面的构造及风化壳岩溶作用明显强过塔中隆起.古暴露和风化壳岩溶作用导致T7^2界面之下的良里塔格组碳酸盐岩广泛发育岩溶,是塔中低凸起北缘Ⅰ号断裂构造带的主要油气藏聚集层位;在塔河南部,形成了一套厚度最大可达300m并贯穿良里塔格组与下伏恰尔巴克组、一间房组和鹰山组的古岩溶洞穴系统,造就了塔河油田今天以南部斜坡区上奥陶统良里塔格组灰岩古岩溶洞穴系统为主要油气储层的勘探大场面.     

塔中地区良里塔格组沉积微相及其对有利储层的控制

良里塔格组作为塔里木盆地塔中地区重要的含油气层段引起广泛关注, 但沉积微相分析及其对有利储层控制研究尚且薄弱.研究利用大量岩心、薄片和测井资料, 开展了精细的微相分析、高精度的层序对比及其对有利储层的控制等研究.在良里塔格组碳酸盐岩台地内识别出9种沉积微相(Mf1-Mf9), 概括出台缘礁-滩型(MA1)、台缘-台内滩型(MA2)和台内环潮坪型(MA3)等3种微相组合, 在三级层序内以次级海泛面限定的四级层序中可发育一个或多个微相组合.在高精度层序与沉积微相对比的基础上建立了主要储层段即良里塔格组SQ2高位域的沉积微相模式, 重点揭示了台地边缘各微相发育分布的差异.高能微相是良里塔格组有利储层的物质基础, 易受准同生大气淡水溶蚀且更易产生裂缝从而形成优质储渗体, 低能微相在构造裂缝、埋藏岩溶和(或)表生岩溶叠加改造后也能成为有利储层.      

塔里木盆地轮南地区奥陶系沉积储层研究新进展

近期轮南奥陶系沉积储层研究取得了几个方面的重要进展:发现了两期三套风化壳岩溶储集系统,其中海西期一套,存在于奥陶系顶部,加里东期两套,存在于奥陶系内部;确定了轮古东奥陶系储集层为风化壳岩溶缝洞性储层;发现了桑塔木组礁滩相储集层。桑塔木组沉积早期轮南地区具有成礁环境,局部发育有小型生物礁;修正了以往对奥陶系沉积相的划分,将奥陶系碳酸盐台地边缘的位置东移30km;提出了奥陶系内部风化壳储层形成的热沉降机制,认为晚奥陶世早期塔里木盆地存在一次热升降运动,该运动使轮南地区发生不均衡抬升,奥陶系良里塔格组出露剥蚀,形成轮南地区广泛分布的风化壳岩溶储集系统,从而揭示了轮南地区奥陶系更为良好的勘探前景。     

塔里木盆地塔中Ⅰ号带西北部上奥陶统碳酸盐岩同生期岩溶——以顺2井为例

在对塔中Ⅰ构造带西北部的顺2井奥陶系碳酸盐岩详细岩心观察和室内研究基础上,通过对岩溶作用中的泥质和方解石充填物的矿物组成、粘土成分、常量与微量元素和碳氧同位素的综合研究认为:顺2井良里塔格组碳酸盐岩取心井段显示出小型的潜流-缓流带及渗潜带岩溶结构,发育厚度为几十米(20～60m);具有块(粒)状结构、不发光泥微晶颗粒和裂隙充填方解石等大气水成岩特征及等粒镶嵌状结构、环带结构等埋藏或混合成岩作用特征;泥质充填物含稳定石英、钾长石、斜长石及代表埋藏早期未压实的标型矿物菱铁矿,相对高的CaO、K2O、Sr/Ba、B、F和相对低的Sr具负铈异常等;泥岩充填物中碳酸盐岩δ13C>0,中低负值的δ18O和Z>120;反映其形成于海相或处于海水-淡水混合带,代表了与沉积间断面有关的同生期表生岩溶的特征,后经历了成岩埋藏阶段的热液(水)作用改造。     

靖边潜台南部奥陶系马家沟组古岩溶储层地球化学特征

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组由于受加里东运动影响而隆起抬升遭受风化,其顶部形成了良好的岩溶油气储层。本文通过对可溶岩的溶蚀孔充填物、角砾间的胶结物和碳酸盐原岩进行δ13C、δ18O的分析,结果表明：（1）研究区的各类岩石的δ18O比奥陶纪海水的要偏负,而岩溶作用微弱的原岩其δ13C则与奥陶纪海水的相当;（2）随岩溶作用的加强,岩石中的δ13C、δ18O降低,且δ18O对岩溶作用反应更灵敏;（3）岩石溶孔中的充填物与原岩的δ13C和δ18O含量相当,表明其与原岩形成于同一流体源,应属同期沉积的岩溶产物,即形成于沉积物形成之后不久,成岩环境属于近地表环境。另外,通过对研究区各种岩石Sr含量的研究,以及Sr/Ca、Sr/Ba和B元素对成岩流体盐度的反应分析,结果显示研究区曾经有大量的淡水注入,低Sr含量和高Fe2+/Fe3+值则说明了沉积物曾经历过深部岩溶作用。     

塔河油田下古生界溶洞充填巨晶方解石流体来源分析

塔河油田溶洞巨晶方解石充填物的微量元素、碳、氧、锶同位素地球化学和流体包裹体的对比研究表明,不同井位巨晶方解石可能来源于不同的流体体系。T417井和S76井鹰山组、T904井一间房组及TS1井丘里塔格组溶洞巨晶方解石样品具有富U、高V/Cr特征,且均一温度主要分布于148.9～169.9℃,相对围岩所经历最高温度约20℃,反映为还原性的热液流体体系,该流体具有高~(87)Sr/~(86)Sr及低δ~(18)O的特征。T904井良里塔格组巨晶方解石具有贫U、低V/Cr及均一温度较低的特征(75～81℃),反映为富氧低温流体体系,结合样品的高~(87)Sr/~(86)Sr及低δ~(18)O特征,可以推测该低温流体可能为大气水来源。热液流体与大气淡水的运移受断层、裂缝和不整合面等因素控制,从而使得不同井位、层位的巨晶方解石沉淀时具有不同的流体成分与温度特征。     

阿姆河盆地卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩储层地球化学特征和成岩流体分析

卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩为土库曼斯坦阿姆河盆地主力天然气产层,以储层岩石学分析为基础,结合Fe、Sr、Mn微量元素和C、O、Sr同位素及流体包裹体地球化学特征,分析了储层成因和成岩流体性质,得出以下几点认识:(1)由厚壳蛤壳体测定的87Sr/86Sr比值在全球锶同位素地层曲线上可标定的年龄为157.2Ma,储层发育层位属于卡洛夫-牛津阶;(2)卡洛夫-牛津阶为一持续海侵-海退旋回,持续海侵期是礁、滩相储层形成期,而持续海退期为致密盖层发育期;(3)较高的Fe和Sr及较低的Mn含量,以及伴随成岩强度加大δ13C变化不大而δ18O向负值方向偏移的演化趋势,证明成岩作用发生在缺乏大陆淡水影响和以温度为主控因素的还原性封闭系统中;(4)综合同位素地球化学与流体包裹体和镜质体反射率特征,可确定洛夫-牛津阶碳酸盐岩仍处在中成岩阶段;(5)礁、滩相灰岩的溶蚀、埋藏白云化和充填缝、洞的方解石是不同成岩阶段的水-岩反应产物,成岩流体主要来自于深部富Sr的地层热卤水。     

塔北哈拉哈塘奥陶系碳酸盐岩岩溶储层发育特征及主要岩溶期次

位于塔北隆起中部的哈拉哈塘地区,具有良好的油气成藏条件,是近期塔北油气勘探的突破新区,勘探的主要目标是奥陶系碳酸盐岩岩溶储层。本文通过对区域沉积、构造演化背景的分析,利用钻井、岩芯、地震等资料,对本区岩溶型储层的沉积和成岩作用特征进行了研究,探讨了储层发育的主要岩溶阶段、岩溶模式及主控因素。结果表明哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩岩溶储层的主体在一间房组和鹰山组一段,储集空间主要为近层状分布的溶蚀孔洞/洞穴和裂缝,岩溶储层的发育主要受控于一间房组沉积末期的准同生期岩溶和志留系沉积之前的表生期(潜山+顺层)岩溶。前一期岩溶具有区域分布较均匀、规模较小的特点;后一期岩溶在前期岩溶的基础上发育,并根据古地貌的差异在平面上分为4个区:北部Ⅰ区一间房组直接暴露,发育古潜山岩溶;Ⅱ区一间房组之上覆盖了厚度不等的吐木休克组、良里塔格组和桑塔木组,岩溶主要受控于河流和断裂的下切及由北部Ⅰ区地表水补给的地下水顺层岩溶;南部的Ⅲ区和Ⅳ区发育顺层及沿断裂的岩溶和淡水与南部海水的混合水岩溶。在以上两期主要岩溶作用的影响下,哈拉哈塘一间房组和鹰山组一段地层发育近层状岩溶洞穴、孔洞、角砾孔和裂缝,形态多变,具有极强的非均质性。     

塔里木盆地西克尔露头区鹰山组古岩溶特征及其储层意义

鹰山组上段因主要发育岩溶型储层而成为塔里木盆地奥陶系的重要含油气层,但因钻井资料的局限储层特征难以精确揭示。塔里木盆地西缘西克尔地区经历了多期构造运动,发育了多期不整合之下的表生岩溶作用,出露的鹰山组发育丰富的古岩溶现象,为研究鹰山组岩溶储层特征和揭示岩溶储层成因规律提供了良好的条件。通过野外剖面和室内薄片观察和描述,识别出了大型溶洞及其充填物、小型溶孔以及构造裂缝和溶蚀缝等。强烈的表生岩溶作用形成的溶洞和角砾岩可直接形成溶洞型储层;小型溶孔广泛发育,常与溶蚀缝伴生形成孔洞型或缝洞型储层;多期构造裂缝叠加在岩溶储层之上,能显著提升储层的渗透性。结合岩相分析表明,颗粒灰岩中溶孔的发育密度要明显高于泥晶灰岩;同时溶蚀缝和构造裂缝也更易发生在颗粒含量高的灰岩中,从而形成裂缝型和孔洞缝复合型有利储层。     

塔河油田下古生界溶洞充填巨晶方解石流体来源分析

塔河油田溶洞巨晶方解石充填物的微量元素、碳、氧、锶同位素地球化学和流体包裹体的对比研究表明,不同井位巨晶方解石可能来源于不同的流体体系。T417井和S76井鹰山组、T904井一间房组及TS1井丘里塔格组溶洞巨晶方解石样品具有富U、高V/Cr特征,且均一温度主要分布于148.9～169.9 ℃,相对围岩所经历最高温度约20 ℃,反映为还原性的热液流体体系,该流体具有高 87Sr/86Sr及低 δ18O 的特征。T904井良里塔格组巨晶方解石具有贫U、低V/Cr及均一温度较低的特征（75～81 ℃）,反映为富氧低温流体体系,结合样品的高 87Sr/86Sr及低 δ18O特征,可以推测该低温流体可能为大气水来源。热液流体与大气淡水的运移受断层、裂缝和不整合面等因素控制,从而使得不同井位、层位的巨晶方解石沉淀时具有不同的流体成分与温度特征。 