塔里木盆地顺9井区志留系柯坪塔格组下段沉积特征

顺托果勒低隆起志留系柯坪塔格组下段发育一套海相碎屑岩建造,是塔里木盆地一个重要的油气勘探目标及远景层位,顺9井志留系柯坪塔格组下段加砂压裂获得了低产油流,展示良好的油气勘探前景,但前人对该套含油层系沉积相类型及砂体成因认识存在巨大分歧,导致对砂体分布的刻画存在不足及盲目,制约勘探部署进程.笔者综合利用钻井岩心、测井、地震、测试分析等资料,结合沉积背景分析,对塔里木盆地顺9井区志留系柯坪塔格组下段沉积相类型及其分布进行研究,综合研究认为:顺9井区柯坪塔格组下段为以潮下带-过渡带为主的碎屑岩海岸沉积,含油砂岩段下部泥岩为浅海陆棚泥沉积;顺9井区柯坪塔格组下段含油砂岩段主要位于潮坪-浅海陆棚沉积环境的潮下带-过渡带位置,微相类型包括潮汐水道、潮汐砂坝、泥坪、陆棚砂、风暴砂体、陆架泥;储层砂体主要为潮汐水道、潮汐沙坝复合砂体,顺9及其顺903井区是有利砂体分布带.     

塔河地区志留系柯坪塔格组下段沉积相研究

志留系柯坪塔格组作为塔河碎屑岩领域勘探的重点层系之一,随着立体勘探的实施,展现出了良好的勘探前景,但一些沉积相认识上的瓶颈制约着该层系勘探的深入和井位的部署。文章以沉积学、地球物理和地球化学方法为指导,综合利用岩芯、测井和地震资料,并结合粒度、微量元素及重矿物分析,明确了志留系柯坪塔格组下段的沉积相类型及物源方向。研究认为,柯下段主要发育河流相、潮坪相以及浅海陆棚相沉积。其中,下亚段发育河道及潮上-潮间带泥坪沉积,中亚段发育浅海陆棚相沉积,上亚段则发育潮间坪的砂坪-混合坪沉积;柯坪塔格组下段的母岩主要来自于北西方向前寒武系的岩浆岩和变质岩。     

塔里木盆地顺托果勒地区柯坪塔格组下段勘探新发现及其启示

依据钻井及地震资料综合解释,奥陶纪末期由于海平面下降,其顶面遭受侵蚀下切,形成一个大型东西向的侵蚀谷.谷底多处零星分布了一套30m左右的玄武岩、凝灰岩.后期该侵蚀谷被志留系下统柯坪塔格组下段填平补齐.柯坪塔格组下段主要分布在塔中Ⅰ号断裂带以北和塔北隆起之间,东西向展布,最大厚度约1000m,据其厚度和在古沉积斜坡的超覆特征,可分为北部缓坡带、中央深陷带和南部陡坡带三个古构造单元.柯坪塔格组下段早—中期物源受侵蚀谷充填控制主要来自塔东地区,晚期物源则主要来自塔北地区,Ⅰ号断裂以南的塔中隆起没有提供物源.柯坪塔格组下段经历了从半深海泥到潮控三角洲的过渡型沉积环境,发育三角洲储层和低幅度构造,形成了良好的油气成藏区域.     

新疆柯坪地区志留系柯坪塔格组的遗迹化石

通过对柯坪地区剖面志留系的研究,在柯坪塔格组中已识别出遗迹化石15属20种,它们是：Asterichnus lawrencensis,Cochlichnus anguineus, Cruziana ichnosp., Cruziana qinlingensis, Cruziana rouaulti, Diplichnites bipartibilis,Gordia molassica, Helminthopsis abeli, Helminthopsis isp., Lockeia siliquaria ,Monocraterion cf. teataculatum, Palaeophycus tubularis, Planolites isp.,Planolites montanus, Planolites punctatus, Rusophycus ramellensis,?Scolicia ichnosp., Sagittichnus lincki,Spirophycus bicornis,Taenidium cameronensis。根据这些遗迹化石的组成、产状、分布规律及其围岩的沉积特征,可以划分为2种不同沉积环境条件下的遗迹组合,即(1)Helminthopsis-Gordia遗迹组合, 主要组成分子有Asterichnus, Diplichnites,Gorida, Helminthopsis, Planolites, Rusophycus,?Scolicia和Spirophycus,等,被解释形成于低能的滨外远岸浅海陆棚环境;(2)Cruziana-Rusophycus遗迹组合,常见组成分子有Cochlichnus,Cruziana, Lockeia, Palaeophycus,Rusophycus, Monocraterion,Sagittichnus,和Taenidium等,解释它们形成于滨外近岸浅海陆棚环境。     

塔中地区志留系柯坪塔格组内不整合的微观证据

在前人研究的基础上, 通过钻井资料、地震资料和岩心资料分析相结合的方法, 识别出了塔中地区志留系柯坪塔格组上二亚段与上一亚段之间可能存在一不整合面; 又通过薄片和地球化学等微观手段证实了这一不整合面存在的合理性.研究结果表明: 1)塔中地区志留系柯坪塔格组上三亚段和上二亚段中的黄铁矿发生了褐铁矿化作用, 并且这种氧化作用在横向上具有可追踪性; 2)上三亚段中具有收缩缝的沥青是早期生成的成熟度较低的油气在运移至构造高部位过程中遭受氧化作用而形成的; 3)上三亚段和上二亚段中的碳酸盐胶结物主要是在淡水或混合水环境中形成的; 上一亚段和石炭系中的碳酸盐胶结物主要是在海水环境中形成的.这些微观证据相互印证了该区在上二亚段与上一亚段之间存在一不整合面.这对该区层序的划分及后期油气勘探具有重要意义.     

塔里木盆地西部四十厂剖面志留系柯坪塔格组沥青砂岩沉积特征

塔里木盆地西部四十厂剖面志留系柯坪塔格组上部发育典型的沥青砂岩,分别位于若干个正韵律沉积旋回的中下部。通过典型露头剖面写实、沉积物粒度分析、矿物镜下鉴定、铸体薄片鉴定和X衍射等手段,对该剖面沥青砂岩进行了精细研究,发现沥青砂岩形成于潮坪沉积体系中潮间带下部的砂坪或混合坪内,岩性以细砂岩和粉砂岩为主,发育典型的双向交错层理和浅水动物遗迹等;其沉积物以跳跃搬运为主,受潮汐改造作用明显;碎屑矿物以石英或生物碎屑为主,含少量长石和粘土矿物。结合储层物性测试对沥青砂岩储集性进行了分析,结果表明,优质沥青砂岩储层往往是中等成分成熟度的长石石英砂岩,其内部长石含量在5%~10%之间,石英含量在75%~83%之间,其次是较高成分成熟度的石英砂岩,其内部长石含量一般在2%左右,石英含量在90%以上,较差的是含大量生物碎屑的砂岩,其内部生屑含量在60%左右,石英含量在35%左右。这对该区志留系沥青砂岩储层评价具有一定的借鉴意义。     

塔里木盆地顺9井区柯坪塔格组下段沉积微相与储层展布

近期在塔里木盆地顺托果勒地区顺9井发现了下志留统柯坪塔格组下段原生油藏。通过岩心、测井和三维地震综合解释认为：柯坪塔格组下段沉积期间,顺托果勒地区经历了半深海-浅海-三角洲沉积过程,油层砂岩属于柯坪塔格组下段上部的由北向南的三角洲河口坝与分流河道沉积。南部附近的塔中隆起虽然距顺9井较近,但并未提供陆源碎屑物质。由于后期构造南抬北降,所以油藏区现今构造属于北倾缓坡背景,其上局部发育低幅度构造。圈闭类型主要为三角洲砂体岩性圈闭,其次为低幅度构造圈闭和岩性构造复合圈闭。有利圈闭区位于三角洲前缘主砂体发育带和局部构造圈闭叠合区。     

塔里木盆地塔中地区志留系柯坪塔格组下沥青砂岩段沉积相分析

塔中地区志留系柯坪塔格组下沥青砂岩段是塔里木盆地古生界碎屑岩层系油气主要富集层段之一。以钻井岩心观察描述为基础,结合测井、地震和分析测试资料进行综合分析,提出了塔中地区志留系下沥青砂岩段发育海侵背景下的滨岸-潮坪-辫状河三角洲沉积体系的观点。其中滨岸相沉积中主要发育上临滨和下临滨沉积微相,岩性以细砂岩、粉砂岩、含砾不等粒砂岩为主;潮坪沉积相中障壁砂坝、潮砂滩、潮汐水道、砂坪沉积微相发育,潮道沉积的岩性以砂岩、粗砂岩和含砾砂岩为主,发育楔形、板状和羽状交错层理,底部见侵蚀冲刷面和较多黄铁矿团块;辫状河三角洲中发育辫状河水下分流河道、分流间湾、前缘席状砂等沉积微相。海侵时期,下沥青砂岩段存在4期超覆砂体,从盆地中部向南部的塔中低隆逐期超覆,沉积微相在平面上也由此存在着复合超覆规律的演变,整体表现为滨岸相至潮坪相、辫状河三角洲沉积相沉积的演变。4期超覆沉积微相的平面分布在控制因素、展布范围和海侵方向上具有一定的继承性、相似性和规律性。     

塔里木盆地志留系柯坪塔格组砂岩岩石学特征与物源分析

通过对塔里木盆地志留系柯坪塔格组砂岩的碎屑矿物含量与氧化物、微量元素变化规律分析,研究该地区砂岩的岩石学及其物源特征。研究结果表明塔里木盆地志留系柯坪塔格组构造环境为活动大陆边缘和被动大陆边缘,物源区主要为再循环造山带。砂岩成分主要在石英、钾长石、斜长石、伊利石和绿泥石等矿物之间变化。化学风化作用指标(CIW)和化学蚀变作用指标(CIA)反映了该地区砂岩受到了强烈的风化作用,风化作用强度为:塔中地区砂岩>塔北地区砂岩>满东地区砂岩。化学组分变化指标(ICV)反映有些砂岩中含有第一次旋回沉积物。A-CN-K三角图反映了砂岩的母岩中斜长石含量要高于钾长石含量,在花岗闪长岩和花岗岩之间变化,砂岩在风化过程中受到了钾的交代作用,长石以及长石中的高岭石发生了伊利石化。微量元素及其特征参数(如La/Yb-ΣREE、δEu等)也反映了该地区砂岩来源于花岗岩物源区。     

塔里木盆地塔中志留系柯坪塔格组物源示踪:碎屑锆石U-Pb年代学证据

目前对塔中志留系物源的认识仍存在不确定性.利用LA-ICP-MS分析技术对塔里木盆地塔中地区志留系柯坪塔格组2件样品开展碎屑锆石U-Pb年代学研究.结果表明塔中志留系碎屑锆石主要为岩浆结晶成因,锆石年龄主要分布在早古生代460～490 Ma、新元古代760～1000 Ma、古元古代1600～2200 Ma及新太古代晚期...     

塔里木盆地塔中地区志留系柯坪塔格组沉积相与沉积模式

塔中地区志留系自下而上包括柯坪塔格组(下沥青砂岩段、灰色泥岩段、上沥青砂岩段)、塔塔埃尔塔格组（红色泥岩段和砂泥岩段）、依木干他乌组。通过对塔中地区志留系钻井岩心观察和盆地西北部阿克苏、柯坪、巴楚等地露头剖面的观察,塔中地区志留系下沥青砂岩段岩石类型主要为绿灰色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、极细砂岩和细砂岩,部分井发育中细砂岩和中砂岩,砂岩层中常见大量撕裂状泥砾和黄铁矿,发育水平纹理、平行层理、低角度交错层理和楔状交错层理,在露头剖面中可见槽状交错层理。发育的主要沉积相类型为前滨-临滨、浅海陆棚、受风暴影响的浅海砂坝或潮汐砂脊等。在部分井的志留系底部还可见砂砾岩沉积,砾石磨圆较好,砾石成分为石英岩、燧石、泥砾、砂岩砾及其它变质岩砾,向上过渡为中粗砂岩和中细砂岩,发育板状和槽状交错层理,具向上变细的粒序结构,具河流相沉积特征,如塔中30、塔中161井的志留系底部。总体认为塔中地区志留系柯坪塔格组下沥青砂岩段为无障壁滨线-陆棚为主的沉积体系,具有海侵背景下受风暴控制的滨线－陆棚沉积模式, 随海侵发展形成宽度几十公里以上的滨线－陆棚砂岩沉积体,垂向上为滨岸砂到陆棚砂的演化序列。上沥青砂岩段以潮坪沉积为主,并有部分前滨和临滨沉积,横向相变,垂向交互叠置,在砂体发育程度和规模上较下沥青砂岩段差。根据岩心物性和测井物性分析,浅海陆棚沙坝和滨岸沙坝砂岩储集性好于潮坪相砂岩。     

古陆架砂脊沉积特征及其石油地质意义: 以塔里木盆地志留系柯坪塔格组下段为例

塔里木盆地顺托果勒低隆起志留系柯坪塔格组下段发育的陆架砂脊为了解古陆架砂脊沉积建造提供了一个理想实例.利用测井和岩心资料, 根据沉积物的岩性和沉积构造特征, 将陆架砂脊划分为6个岩性相: 块状层理中-细砂岩性相(FA1)、丘状交错层理中-细砂岩性相(FA2)、含撕裂状泥砾的中-细砂岩性相(FA3)、双向交错层理含粘土层的细砂岩性相(FA4)、潮汐层理的细砂岩与泥岩互层岩性相(FA5)和水平层理陆架泥岩性相(FA6);依据岩性相的组合特征, 将陆架砂脊划分为4个沉积微相: 砂脊核微相(FA1-FA2-FA3)、砂脊内缘微相(FA4)、砂脊外缘微相(FA5)和陆架泥微相(FA6);陆架砂脊沉积受陆架潮汐、风暴浪的共同影响.利用钻井约束的三维地震切片属性分析, 确定了NE-SW向和NW-SE向两组古陆架砂脊的平面展布特征.古陆架砂脊储层为特低孔、特低渗, 其中砂脊核微相储层物性相对较好, 平均孔隙度6.96%、平均渗透率0.34×10-3 μm2; 工业油流主要集中在砂脊核微相储层.古陆架砂脊的砂体多呈脊状或丘状并被厚层的陆架泥披覆, 常形成同沉积的微幅背斜-岩性圈闭.      

塔里木盆地东部下志留统下砂岩段储层特征

塔里木盆地东部的志留系为一套海相碎屑岩沉积,现今仅保存有下志留统,分布在铁南2井、维马1井以南、阿南1井以北的东西向狭长地带内。下志留统的下砂岩段是油气勘探的主要目的层之一,发育扇三角洲沉积体系。下砂岩段储层岩性为岩屑砂岩,储集空间类型主要为剩余原生粒间孔,压实作用是影响储层物性的主要因素。在下砂岩段储层中,中砂岩的储集性能相对较好,其孔隙度多数在10%以上,是下砂岩段的主要含油气储层。后期的成岩作用改善了局部层段的储层物性。经历了漫长的地质演化后,下砂岩段依然保存有物性条件较好的储层段,可能蕴涵了商业油气储量。     

塔里木盆地顺托果勒地区早中志留世震积岩——高分辨构造事件的记录

在塔里木盆地塔中隆起与满加尔坳陷结合部——顺托果勒地区的深钻井岩心中,发现了大量早中志留世软沉积变形构造。其中主要包括液化砂岩脉、液化角砾岩、触变底劈构造、触变楔、负载构造、球-枕构造和复合混插构造等。通过系统地观察软沉积变形构造的岩石组成、构造形貌及样式、垂向分布的循环性、横向分布的延展性、沉积环境及与古活动断裂的关系,确定其为震积岩。结合该区断裂早中志留世的发育特征,推测发震断裂主要可能是塔中隆起与满加尔坳陷结合部的北东向走滑逆冲断裂以及北西向剪切拉张断裂。在早志留世柯坪塔格组沉积时约4 Ma中最少发生了26次古地震事件(震级M5)。这些古地震记录不仅反映了研究区志留纪构造的活动性,也是弥补主构造运动中高频次构造事件脉动性、循环性的重要证据,为重建中古生代的古构造提供新的线索。