塔里木盆地塔中地区上奥陶统储层岩石学及储集空间特征

应用野外工作和室内研究相结合的方法,从储层的岩石学和储集空间等角度对塔中地区储层特征进行了研究。研究表明,研究区内良里塔格组灰岩段岩性主要为颗粒灰岩、骨架礁灰岩、藻粘结灰岩、泥晶灰岩、岩溶角砾岩等,其中颗粒灰岩大多经历了多期多成因成岩作用改造,裂缝较为发育;泥晶灰岩中多期压溶作用和白云石化作用较为常见;藻粘结灰岩受成岩作用改造相对最弱。宏观储集空间主要包括大型溶洞、孔洞及裂缝,其中孔洞多呈孤立、稀疏并沿裂缝分布;构造缝是裂缝的主要类型。微观储集空间主要包括溶孔和微裂缝,其中溶孔主要发育在亮晶颗粒灰岩中,可细分为粒内溶孔、粒间溶孔、晶间溶孔、铸模孔、溶蚀骨架孔、残余粒间孔及沿裂缝扩溶形成的溶孔,粒间溶孔所占比例最高。埋藏期溶蚀作用发育期次多,规模大,分布广泛,对储层物性的改善和油气聚集的影响最为明显。     

塔中上奥陶统台缘带高频层序地层特征与储层纵向分布

利用钍/钾比分析技术,结合岩心与常规测井资料,可识别并划分对比塔中上奥陶统台缘带碳酸盐岩高频层序.分析表明,奥陶系碳酸盐岩呈明显米级旋回变化,在60 m井段识别出20个短周期旋回、4个长周期旋回,单个旋回厚度2~4 m.高频层序与礁滩体沉积旋回具很好对应关系,可用于沉积旋回精细划分与对比.礁滩体储层呈多旋回米级变化,长周期旋回顶部与优质储层对应非常好.高频层序与储层对比分析表明,优质储层主要发育在海平面向上变浅的米级旋回中,井间对比分析也呈相同特点.钻井分析表明,在3个海平面变浅的长周期旋回顶面均是优质储层发育段,3期长周期旋回的海平面下降期暴露面形成3套优质储层发育段.结果表明,高频层序与优质储层发育关系密切,准同生期溶蚀作用主要发育在相对海平面下降的米级旋回暴露期礁滩体中.     

塔里木盆地塔中地区中上奥陶统碳酸盐岩层序发育对同生期岩溶作用的控制

塔里木盆地塔中地区是塔里木油田的主要采油区。奥陶系碳酸盐岩是区内重要的目的层段之一。在剖面、测井和岩心资料的基础上,以Cross的高分辨率层序地层学理论为指导,对区内中上奥陶统进行了初步的层序地层研究,划分出了三级层序界面。结合镜下薄片分析,以特征成岩组构为大气淡水成岩作用的识别标志,识别出 4个大气淡水成岩透镜体。在横向连井层序对比的基础上,结合大气淡水成岩透镜体的发育层位,建立了层序地层和大气淡水成岩透镜体对比剖面。揭示不同级别层序界面对台地边缘碳酸盐岩同生期岩溶的控制,对于正确预测碳酸盐岩储层的发育规律,具有重要的指导意义。     

高频层序格架内礁型微地貌特征及其控储机理 ——以塔中东部地区上奥陶统为例

塔中东部地区发育上奥陶统良里塔格组礁滩相碳酸盐岩是油气产出的主力产区。为了揭示层序地层格架特征及其内部沉积微地貌特征对礁滩体储层的控制机理,本文通过对岩石学、沉积微相、古生物、测井相研究,建立了上奥陶统良里塔格组高频层序地层格架,可划分为11个四级层序和多个五级层序。研究区良三段—良二段以高位体系域垂向持续加积作用为主,是礁(丘)、滩组合镶边沉积的主要发育期,一个四级层序内可发育一个至多个礁滩体沉积微地貌旋回,礁型微地貌发育规模及厚度受海平面升降次级旋回和构造沉降控制。通过对良三段—良二段高位体系域成岩组构和成岩环境分析,认为受同生岩溶作用所形成的大气成岩透镜体主要发育在高频层序向上变浅旋回的顶部和微地貌高处。同一层序内沉积微地貌隆起和海平面相对升降变化所控制的暴露作用,以及同生期大气淡水溶蚀、淋滤作用是控制台缘礁滩体优质储层发育以及层位性和区域差异性的关键因素。集中揭示高频层序格架内微地貌特征及其对礁滩体储层的控制机理,有效指导了塔中东部地区奥陶系礁滩型油气藏勘探开发。     

沉积相、层序地层学对碎屑岩早期成岩作用的影响及控制

通过对国内外大量碎屑岩早期成岩作用研究成果的调研,把成岩过程的类型和分布与沉积相及碎屑岩旋回的层序地层格架结合起来,详细探讨了在不同沉积微相及层序地层格架下成岩作用的区别,并将沉积相与层序地层有机联系起来,综合考虑其对成岩改造的影响及控制作用,为碎屑岩储层的预测及评价提供了有利的依据。     

塔中地区古生界碎屑岩成岩作用及其对储层的影响

通过取心井常规薄片、铸体薄片、扫描电镜、X衍射等资料的分析,研究了塔里木盆地塔中地区古生界碎屑岩成岩作用及其对储层发育的影响。研究结果显示,研究区碎屑岩储层处于中成岩A期,且经历的主要成岩作用有压实与压溶作用、胶结作用、溶蚀作用、交代作用和重结晶作用等。另外,这些成岩作用对储集层孔隙发育及储层性质具有明显的影响：压实与压溶作用、交代、胶结作用、石英长石的次生加大以及重结晶作用使储层孔隙体积减小、物性变差,如压实与压溶作用使本区储层孔隙度损失14.1%~25.3%,交代、胶结作用使孔隙度损失13.9%;溶蚀作用是增加储集空间、改善储层物性最重要的成岩作用,如石英、长石及岩屑颗粒的溶蚀作用使储层产生次生孔隙,导致本区储层孔隙度平均增加6%~8%。     

塔中上奥陶统方解石胶结物类型及其形成环境

通过对塔中地区上奥陶统数百块碳酸盐岩薄片和抛光面中各种方解石胶结物特征和成因的观察,并结合微量元素和碳、氧同位素分析,共识别出11种胶结物类型。详细描述了各胶结物的特征,并确定了胶结物的分布和形成次序。在此基础上对该区碳酸盐岩方解石胶结物形成环境进行了分析,共划分出海底成岩环境、大气水成岩环境和埋藏成岩环境。从而为该区孔隙演化史的建立和有利勘探目标预测提供了有力的依据。     

塔中上奥陶统台缘礁滩体储层成岩作用及孔隙演化

详细阐述了塔中上奥陶统台缘礁滩体主要成岩作用类型及其对礁滩体储层性质的影响,建立了碳酸盐岩成岩和孔隙演化史.方解石胶结作用是破坏孔隙和降低孔隙度的最主要因素,而溶蚀作用和构造破裂作用则是提高储层孔渗性能的极为重要的建设性成岩作用.礁型地貌隆起和海平面相对变化所控制的暴露,以及发育的成岩早期大气淡水溶蚀、淋滤作用和岩溶作用是控制塔中台缘礁滩体优质储层发育的根本原因.储层成岩和孔隙演化模式的建立揭示了孔隙演化的阶段及其独特性,对认识储层特征和进一步勘探均具重要意义.     

塔中地区中—上奥陶统碳酸盐岩储集层特征分析

塔中地区中一上奥陶统可划分为上部桑塔木组泥岩段和下部良里塔格组灰岩段,它们构成良好的生储盖组合。灰岩段碳酸盐岩为陆棚相沉积,沿塔中Ⅰ号断裂带发育典型的陆棚边缘镶边沉积体系,是有利的储集相带。主要储集空间为孔隙、溶洞和裂缝,储集层总体表现为低孔低渗特征,非均质性强。沉积相类型决定了岩石组构特征和成岩作用类型;构造破裂作用形成的裂缝不仅改善了储集层的性能,而且作为流体运动的通道,为埋藏溶蚀作用刨造了有利条件。储集层的孔隙演化与成岩演化密切相关,其中溶蚀作用是主要的建设性成岩作用。准同生期溶蚀作用发育于礁滩相带;风化壳岩溶分布局限;而埋藏期溶蚀作用表现最为普遍和强烈,对储集层形成和改造起重要作用。塔中地区有四种常见的重要储集层类型,即孔隙型、裂缝型、裂缝—孔隙型及裂缝—孔洞型,在孔隙度与渗透率的关系图上可明显划分为三个区域,其中裂缝—孔洞型和裂缝—孔隙型储集层尤为重要。尝试引入地层测试产能标准对储集层进行了评价。     

塔里木盆地奥陶纪碳酸盐岩台地的层序结构演化及其对盆地过程的响应

塔里木盆地奥陶纪的碳酸盐岩台地发育有长达3千余千米的台地边缘带。通过综合大量的地震、钻井及野外剖面的分析,奥陶纪碳酸盐岩系中识别出4个以不整合面为界的复合（二级）层序。它们均显示出从上超的水进沉积到进积或加积的高位域的沉积结构。其内可进一步划分出10个沉积层序或三级层序。它们的组合和分布决定着碳酸盐台地沉积层序结构的基本特征。沉积层序的水进早期或高位域晚期以颗粒灰岩、生物灰岩等沉积相组合为主;而水进期或高位域早期则以泥晶-粉晶灰岩、簿层白云质灰岩等沉积相组合为主。古地貌恢复并结合钻井资料的沉积相分析揭示出,盆地东北部早、中奥陶世的碳酸盐岩台地边缘的分布受到满加尔深水凹陷的边缘斜坡带古构造地貌的控制,形成一向西凸的弧形碳酸盐岩台地边缘带,沿台地边缘发育有礁-滩沉积复合体。中奥陶世的构造古地理变革使盆内的碳酸盐岩台地分异成塔中、塔北、塘南等多个孤立台地,并由深水、半深水的凹陷所分隔。台地边缘的发育和分布常受古隆起边缘的控制。沿台地边缘的礁、滩相带为重要的有利储集层发育带。中奥陶统中央隆起带缺失中奥陶世早期和晚奥陶世早期沉积,并形成了大范围分布的喀斯特岩溶不整合面。喀斯特岩溶体系以发育垂向的、由断裂控制的串珠状洞穴和多层状分布的岩溶洞穴为特征。
     跨盆地不同构造带的井-震结合解释剖面的追踪对比表明,盆内与二级、三级层序对应的海进-海退旋回是同时变化的,并与Haq的海平面变化曲线可对比。这反映出盆地范围的或全球海平面变化对沉积旋回结构的发育具有控制作用。盆地西缘露头剖面和盆内钻井岩心的碳、氧同位素分析也为海平面变化的旋回结构分析提供了制约。主要海平面下降期的氧同位素δ18O都发生了明显的正偏。盆内晚奥陶世的海平面总体是呈上升趋势的,晚奥陶世中期海平面的上升导致了盆内碳酸盐岩台地的总体淹没。     

碳酸盐岩层序地层格架内组构选择性孔隙分布特征——以塔里木盆地塔中地区上奥陶统良里塔格组台地边缘相为例*

组构选择性孔隙是塔中地区良里塔格组台地边缘相油气储集层的重要孔隙类型,目前该类型的孔隙在层序地层格架内的分布特征仍不清晰。作者在前人建立的层序地层格架的基础上,通过大量的岩心、薄片、测井及地震资料的分析,在塔中地区良里塔格组台地边缘相识别出7类主要组构选择性孔隙: 粒内溶孔、粒间溶孔、铸模孔、粒间孔、窗格孔、生物体腔孔及格架孔。高频层序中,组构选择性孔隙在90%的礁(丘)滩复合体中上部的大气淡水渗流带—潜流带中成层集中发育,厚度10~40 m,且各类型孔隙纵向上分布特征不同。受研究区湿润的古气候、相对海平面的频繁波动、台地边缘礁滩相较大的沉积速率及较好的初始渗透性等因素控制,组构选择性孔隙的发育具有层位性、旋回性及区块差异性等分布规律。即组构选择性孔隙层主要发育在高位体系域内沉积的良三段—良一段中;纵向上发育5期,主要分布在进积型准层序组6、8及9中,其次是加积型准层序组5、7、10;自东向西,各井区孔隙层数量、厚度及物性均逐步降低,主要孔隙类型由粒内溶孔、铸模孔、粒间溶孔及体腔孔逐渐变为以窗格孔、粒内溶孔及粒间溶孔。     

塔里木盆地塔中台地上奥陶统四分珊瑚及其古地理分布

本文系统描述了新疆塔里木盆地塔中台地上奥陶统床板珊瑚形珊瑚亚纲四分珊瑚目四分珊瑚科的化石,共4属3种和2个未定种,分别为：四分珊瑚属Tetradium小四分珊瑚（比较种）Tetradium cf. minus、纤状四分珊瑚（比较种）Tetradium cf. fibratum、杆四分珊瑚属Rhabdotetradium杆四分珊瑚（未定种）Rhabdotetradium sp.、似植珊瑚属Phytopsis细胞状似植珊瑚（比较种）Phytopsis cf. Cellulosum、古槽珊瑚属Palaeoalveolites古槽珊瑚（未定种）Palaeoalveolites sp.。其中,似植珊瑚属Phytopsis为在亚洲地区的首次发现和报道。本文选取塔中822、塔中82、塔中30、塔中23和塔中43井上奥陶统取心段研究四分珊瑚化石的分布特征,发现四分珊瑚化石集中出现在奥陶系上统桑比阶—凯迪阶良里塔格组良三段至良一段,在塔中台地边缘礁滩相和台地内部泻湖相内均有分布,是一类广适型的生物。其中,礁滩相内多为似植珊瑚属Phytopsis、四分珊瑚属Tetradium的块状复体碎块,泻湖相内多为个体形态较大的四分珊瑚属Tetradium,杆四分珊瑚属Rhabdotetradium,似植珊瑚属Phytopsis及古槽珊瑚属Palaeoalveolites的块状和丛状复体碎块。结合全球其他板块四分珊瑚的古地理分布规律,认为在奥陶纪生物大辐射背景下,四分珊瑚自中奥陶统出现后,在上奥陶统凯迪期发生大规模辐射。塔里木板块塔中台地奥陶系良里塔格组中的四分珊瑚即为上奥陶统凯迪期的辐射产物,其辐射规律与全球底栖造礁生物的辐射规律一致。

     

塔里木盆地塔中地区上奥陶统古构造应力场模拟与裂缝分布预测

塔里木盆地塔中地区上奥陶统良里塔格组碳酸盐岩构造裂缝是区内油气显示十分活跃的有效储集空间,其发育和分布主要受古构造应力场的控制。依据塔中地区上奥陶统地震资料的断裂构造解释和钻井、测井裂缝特征分析等成果,在声发射地应力测量、岩石力学参数和单轴抗拉强度测试的基础上,考虑断裂对裂缝形成的影响,采用三维有限元法对塔中地区上奥陶统加里东中期Ⅱ幕裂缝形成期的古构造应力场进行了数值模拟,预测了裂缝的分布。结果表明,裂缝形成期地应力最大主应力有效值为47.9～58.3MPa,平均值为51.97MPa,抗张强度为5.13～6.91MPa,平均值为5.81MPa。有效张应力的高值区是构造裂缝发育的有利地区,主要分布在塔中东部大的断裂带交会处和断裂带的部分区段内,与实际钻井统计的上奥陶统高裂缝线密度和油气井分布区基本吻合,可以为研究区的油气勘探提供新的地质依据。     

塔里木盆地塔中地区上奥陶统古构造应力场模拟与裂缝分布预测

塔里木盆地塔中地区上奥陶统良里塔格组碳酸盐岩构造裂缝是区内油气显示十分活跃的有效储集空间,其发育和分布主要受古构造应力场的控制。依据塔中地区上奥陶统地震资料的断裂构造解释和钻井、测井裂缝特征分析等成果,在声发射地应力测量、岩石力学参数和单轴抗拉强度测试的基础上,考虑断裂对裂缝形成的影响,采用三维有限元法对塔中地区上奥陶统加里东中期Ⅱ幕裂缝形成期的古构造应力场进行了数值模拟,预测了裂缝的分布。结果表明,裂缝形成期地应力最大主应力有效值为47.9～58.3MPa,平均值为51.97MPa,抗张强度为5.13～6.91MPa,平均值为5.81MPa。有效张应力的高值区是构造裂缝发育的有利地区,主要分布在塔中东部大的断裂带交会处和断裂带的部分区段内,与实际钻井统计的上奥陶统高裂缝线密度和油气井分布区基本吻合,可以为研究区的油气勘探提供新的地质依据。     

塔里木盆地塔中台地上奥陶统良里塔格组核形石成因研究

塔里木盆地塔中台地上奥陶统良里塔格组礁滩相中核形石大量发育,本文选取5口钻井取心样品,从核形石形态、粒径大小、纹层磨损度、圆度几个方面进行镜下统计分析。镜下观察核形石有长条状、扁平状、偏心椭圆形、椭圆形、卵圆形、圆形等形状,平均粒径在0.1~2.5 cm之间,核心颗粒以生屑颗粒为主。核形石的纹层磨损度在泥粒岩中为轻度,在颗粒岩中为重度,泥粒—颗粒岩居中。研究认为,促使塔中台地上奥陶统核形石形成的因素包括水动力能量、微生物、碎屑颗粒的累积量等,其中水动力能量占主导地位。能量过低,核形石扁平;能量适合,核形石纹层均匀且厚;能量过强,核形石处于磨蚀状态。水流的强烈冲刷作用会破坏微生物对颗粒的黏附作用,使砂屑生屑核形石滩转变为砂屑生屑滩。

     

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。     

塔中地区中古48井区鹰山组二段碳酸盐岩储集层地震预测

塔中地区中古48井区储层集中发育在奥陶系鹰山组二段,该段又划分为上亚段和下亚段。依据钻井资料,标定了不同层段、不同物性储集层的地震反射特征。利用地震资料提取不同层段的地震振幅属性,开展了钻后储集层地震预测与描述。储集层划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类三种级别,它们总体沿构造高地和断裂带分布。上亚段厚度110m左右,储集层主要分布在鹰山组顶面向下100 m的范围内,沿不整合面都很发育,但Ⅰ类储集层在构造低部位分布较少;下亚段厚度260 m左右,储集层主要分布在鹰山组顶面向下110～200 m的范围内,它与构造和断裂发育带的关系更为紧密,在构造较低部位欠发育。下亚段Ⅰ类储集层要明显多于上亚段,中古45井已在下亚段获得高产油气流,说明下亚段储集层也有很大的勘探潜力。本区应该坚持上、下亚段两套目的层并举的勘探方向。