哈拉哈塘地區(qū)東河砂巖段—角礫巖段沉積模式探討

徐正華,馬 青,徐大寶,鄔 蘭,徐 智,楊春梅

(1.西南石油大學(xué)研究生部,四川成都 610500;2.西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,四川成都 610500;3.恒泰艾普石油天然氣技術(shù)服務(wù)股份有限公司,北京 100084）

哈拉哈塘地區(qū)東河砂巖段—角礫巖段沉積模式探討

徐正華1,馬 青2,徐大寶1,鄔 蘭1,徐 智1,楊春梅3

(1.西南石油大學(xué)研究生部,四川成都 610500;2.西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,四川成都 610500;3.恒泰艾普石油天然氣技術(shù)服務(wù)股份有限公司,北京 100084）

塔北的哈拉哈塘地區(qū)是東河砂巖油氣勘探的重點(diǎn)地區(qū),該地區(qū)目前已發(fā)現(xiàn)并探明了東河塘和哈得4兩個(gè)東河砂巖油氣藏,油氣儲(chǔ)量豐富,顯示出良好的勘探前景?；诠恋貐^(qū)東河砂巖段和角礫巖段的巖性段穿時(shí)沉積現(xiàn)象異常明顯,根據(jù)層序地層學(xué)原理和方法對(duì)哈拉哈塘地區(qū)東河砂巖段—角礫巖段進(jìn)行了重新分層和對(duì)比,在層序分層等時(shí)地層框架的基礎(chǔ)上重新進(jìn)行了東河砂巖段—角礫巖段沉積模式研究,弄清該地區(qū)地層分布規(guī)律、演化規(guī)律、砂體分布及儲(chǔ)層分布規(guī)律對(duì)該地區(qū)的油氣勘探具有重要指導(dǎo)意義。

塔里木盆地;哈拉哈塘地區(qū);東河砂巖段;角礫巖段;沉積模式

1 研究工區(qū)概況

哈拉哈塘凹陷是塔北隆起的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元(圖1）,東與輪南低凸起相接,東南與哈得遜構(gòu)造帶呈過渡關(guān)系,西以英買力大斷層為界,是油氣長期持續(xù)運(yùn)移的指向區(qū)和聚集區(qū)。工區(qū)內(nèi)除缺失下泥盆統(tǒng)外,奧陶系、志留系、石炭系—二疊系也遭受嚴(yán)重剝蝕,其它地層全區(qū)均有分布。在哈拉哈塘地區(qū)研究工區(qū)范圍內(nèi),存在石炭系與下伏奧陶系及二疊系—三疊系與下伏石炭系之間兩個(gè)重要的不整合面。泥盆系—石炭系東河砂巖段—角礫巖段地層的沉積物大多來源于北部輪臺(tái)斷隆帶及輪南古潛山方向[1]。

圖1 塔北哈拉哈塘研究工區(qū)Fig.1 Research area of northern Tarim basin

2 東河砂巖段—角礫巖段層序地層劃分

層序地層學(xué)研究首要的工作就是進(jìn)行研究工區(qū)內(nèi)層序、準(zhǔn)層序組、準(zhǔn)層序的劃分對(duì)比,通過層序劃分和層序界面的識(shí)別,進(jìn)而研究層序內(nèi)體系域的展布和變化,而等時(shí)層序劃分對(duì)比是層序地層學(xué)研究的基礎(chǔ)[2]。

按照層序邊界的識(shí)別標(biāo)志,結(jié)合構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及地震反射特征,哈拉哈塘研究地區(qū)內(nèi)石炭系標(biāo)準(zhǔn)灰?guī)r段以下可識(shí)別出三個(gè)層序邊界,其中東河砂巖段底是一個(gè)大型不整合面,為Ⅰ型層序邊界;角礫巖段底和角礫巖段頂為Ⅱ型層序邊界[3-4](表1）。

3 高分辨率層序地層對(duì)比格架的建立

層序地層研究的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是建立層序地層對(duì)比格架。所謂層序地層對(duì)比格架,系指將同時(shí)代形成的巖層有序地納入相關(guān)年代的地層對(duì)比格架中,因而地層對(duì)比格架中所有巖層都應(yīng)該是同時(shí)代形成,并被具有等時(shí)對(duì)比意義的層序邊界限定在一定的地質(zhì)年代間隔內(nèi),或者說層序地層對(duì)比格架中的層序地層單位是由具有年代意義的物理界面所限定的、具有同步沉積演化序列的等時(shí)巖石組合[5]。因此,建立層序地層對(duì)比格架,可更有效地提高區(qū)域地層對(duì)比、沉積相分析、古地理再造、盆地分析、地質(zhì)歷史解釋和資源評(píng)價(jià)的精確度,也可有效地追蹤和對(duì)比儲(chǔ)集砂體,分析生儲(chǔ)蓋成藏組合。

表1 哈拉哈塘地區(qū)下石炭統(tǒng)—上泥盆統(tǒng)巖性地層與層序地層劃分對(duì)比Tab.1 Lower Carboniferous-Upper Devonian stratigraphy and lithology sequence stratigraphy comparative in the Talahatong region

哈拉哈塘地區(qū)共建立了4條高分辨率等時(shí)層序地層對(duì)比剖面,在等時(shí)地層格架內(nèi)對(duì)沉積相和砂體的橫向分布進(jìn)行了研究和預(yù)測(cè),指出哈拉哈塘中部地區(qū)在準(zhǔn)層序組(2）東河砂巖段上部—角礫巖段沉積期間存在一條貫穿東西方向的大型障壁灘壩體系,這套砂壩砂體有較高的油氣勘探價(jià)值。

4 哈拉哈塘地區(qū)砂壩沉積演化模式及沉積發(fā)育史

塔北地區(qū)東河砂巖段—角礫巖段沉積特征在不同地區(qū)差異較大,但其共同的沉積特征是基本一致的,即早期為簡單的無障壁的浪控濱岸相環(huán)境沉積,晚期演變?yōu)橛姓媳诘某笨貫I岸復(fù)雜環(huán)境,包括障壁灘壩—瀉湖—潮坪—河口灣—沖積扇—潮汐三角洲等環(huán)境,這種復(fù)雜的沉積環(huán)境有利于巖性圈閉的發(fā)育。

哈拉哈塘地區(qū)在準(zhǔn)層序組(1）東河砂巖段中下部沉積期間為無障壁浪控濱岸環(huán)境,沉積物主要以分選性較好的石英砂巖為主,但是到了準(zhǔn)層序組(2）東河砂巖段上部至角礫巖段沉積期間逐漸演化為有障壁潮控—浪控濱岸環(huán)境,出現(xiàn)了障壁灘壩—瀉湖—河口灣—潮坪—潮汐三角洲—混積濱岸—碳酸鹽臺(tái)地環(huán)境[4]。輪南低凸起在哈得遜地區(qū)向西南方向伸出的鼻狀低梁在東河砂巖段—角礫巖段沉積時(shí)期對(duì)砂體的分布起著重要控制作用,沿著突出部位分布著一系列點(diǎn)砂壩,這些砂壩構(gòu)成了較好的東河砂巖儲(chǔ)層,并成為哈得4油田的主力儲(chǔ)產(chǎn)層段[6]。

圖2為哈拉哈塘地區(qū)的東河砂巖段—角礫巖段沉積模式及古地理景觀立體模式圖,也是東河砂巖段—角礫巖段各個(gè)時(shí)期沉積古地理景觀剖析圖,其沉積發(fā)育史大體經(jīng)歷了兩個(gè)主要階段:

第一階段:無障壁浪控濱岸沉積階段。這一時(shí)期(準(zhǔn)層序組(1）沉積時(shí)期,圖2A、B、C）哈拉哈塘地區(qū)主要為無障壁、海水循環(huán)良好、波浪能量非常強(qiáng)烈的濱岸帶前濱—臨濱砂巖沉積時(shí)期,在輪古西部還發(fā)育有河流沖積扇體系,但發(fā)育規(guī)模較小。隨著海平面的上升,濱岸相東河砂巖層超覆輪古西部陡崖地區(qū)。沿哈得4—依合 1—伊敏4—躍南1井區(qū)一帶有一個(gè)低梁帶伸向哈拉哈塘中部地區(qū),早期為隆起剝蝕區(qū),晚期逐漸被東河砂巖超覆。

第二階段:有障壁潮控—浪控濱岸沉積階段。這一時(shí)期(準(zhǔn)層序組(2）沉積時(shí)期,圖2D、E、F、G）哈拉哈塘地區(qū)突然從無障壁海岸環(huán)境演化成有障壁海岸環(huán)境。

環(huán)境過渡階段出現(xiàn)在準(zhǔn)層序組(2）-①時(shí)期(圖D）,哈6井區(qū)在東河砂巖段頂部出現(xiàn)了沖積扇—礫質(zhì)海灘砂礫巖沉積物,這種粗碎屑沉積物的突然出現(xiàn)說明環(huán)境發(fā)生了改變,海岸波浪能量減弱,變成潮控濱岸環(huán)境,陸地河流作用增強(qiáng),河流攜帶粗碎屑沉積物開始大量覆蓋在東河砂巖之上。

有障壁海岸環(huán)境出現(xiàn)在準(zhǔn)層序組(2）-②沉積時(shí)期(圖 E）,沿著哈得4—躍南1—東河8—阿滿1井方向出現(xiàn)了一個(gè)大型障壁灘壩體系,障壁灘壩的內(nèi)側(cè)在哈6井區(qū)—東河1井區(qū)—鄉(xiāng)3井區(qū)以沉積瀉湖—潮坪的泥巖和粉砂巖為主,障壁灘壩的外側(cè)以沉積淺海陸棚的泥巖為主。障壁灘壩的主體部位以分選性較好的石英砂巖沉積為主。

有障壁海岸環(huán)境形成后就不斷持續(xù)發(fā)育于準(zhǔn)層序組(2）- ③、④、⑤沉積時(shí)期(圖2F、G）,此時(shí)哈拉哈塘中部的障壁灘壩體系規(guī)模在不斷縮小,但仍起著阻隔作用,砂壩壩前為開闊的廣海碳酸鹽巖臺(tái)地沉積,以沉積厚層灰?guī)r為主;砂壩壩后為混積濱岸—潮坪—瀉湖—潮汐三角洲沉積相區(qū),以沉積厚層泥巖為主夾薄層粉細(xì)砂巖和灰?guī)r。砂壩壩體向廣海一側(cè)為浪控濱岸環(huán)境,以沉積前濱—臨濱的分選性較好的石英細(xì)砂巖為主,如哈得4井東河砂巖為典型代表。向陸地一側(cè)可能為障壁潮坪或潮汐三角洲環(huán)境,以沉積分選性相對(duì)較差的砂泥巖互層為主。

哈拉哈塘地區(qū)有障壁海岸各亞環(huán)境發(fā)育模式如圖3所示,其中障壁砂壩主體可分為壩內(nèi)障壁潮坪和壩外海灘兩個(gè)不同海水能量的區(qū)域,壩外向著廣海方向,波浪能量較強(qiáng),發(fā)育浪控濱岸前濱—臨濱體系,前濱海灘沉積物為分選性較好的石英砂巖,儲(chǔ)層性質(zhì)較好,典型井如哈得4井東河砂巖段,臨濱沉積物也為分選性較好的石英砂巖,儲(chǔ)層性質(zhì)較好,但夾有灰?guī)r薄層。壩內(nèi)潮坪—瀉湖—混積濱岸體系為潮控體系,沉積物以泥巖為主夾砂巖和灰?guī)r薄層,儲(chǔ)層性質(zhì)較差,典型井如哈6井角礫巖段。砂壩之間存在入潮口,潮口內(nèi)外可發(fā)育潮汐三角洲的砂泥互層沉積,儲(chǔ)層性質(zhì)有好有差,典型井如羊屋4井即為差儲(chǔ)層井。

圖2 哈拉哈塘地區(qū)的東河砂巖段—角礫巖段沉積時(shí)期沉積演化模式Fig.2 Sedimentary evolution of Donghe sandstone and breccia in halahatang region

圖3 障壁砂壩各微環(huán)境沉積模式Fig.3 The micro-environment depositional mode in the barrier bar

5 結(jié)論

哈拉哈塘地區(qū)東河砂巖段—角礫巖段的沉積環(huán)境特點(diǎn)比較鮮明。在單井層序地層沉積相分析、連井等時(shí)層序格架沉積相對(duì)比分析的基礎(chǔ)上,基本可確定沉積模式及類型。哈拉哈塘地區(qū)在準(zhǔn)層序(1）沉積時(shí)期為海侵體系域沉積,主要的為浪控濱岸沉積環(huán)境,準(zhǔn)層序組(2）時(shí)期為高位體系域沉積,此時(shí)沉積環(huán)境比較復(fù)雜,形成了一套障壁灘壩—混積濱岸—瀉湖—潮坪—潮汐三角洲沉積體系。

目前在塔北地區(qū)已探明的東河砂巖油氣藏中,多個(gè)油氣藏均處于東河砂巖障壁砂壩區(qū)域內(nèi),而障壁砂壩容易成為油氣運(yùn)移聚集的有利區(qū)帶是因?yàn)槠浔旧碓诔练e時(shí)就具有低隆起狀態(tài),壩前和壩后均有非滲透的地層存在,油氣運(yùn)移進(jìn)入砂壩體內(nèi)后不容易散失所至。砂壩壩前沉積的前濱—臨濱砂巖以細(xì)砂巖和中砂巖為主,分選較好,儲(chǔ)層物性較好,可以作為較好的儲(chǔ)層存在,而且砂壩兩側(cè)區(qū)域主要為碳酸鹽巖和泥巖沉積,這樣就有可能形成了障壁砂壩砂巖地層巖性圈閉,準(zhǔn)層序組(2）沉積結(jié)束以后,由于海侵的不斷繼續(xù),準(zhǔn)層序組(3）沉積的中泥巖段泥巖為障壁砂壩提供了很好的蓋層,因此該地區(qū)具有良好的勘探前景。

[1]趙治信.塔里木盆地覆蓋區(qū)井下石炭紀(jì)—早二疊世生物群及地層劃分[M].北京:科學(xué)出版社,1995:22-50.

[2]王振宇,馬青,等.輪南低凸起及哈得周緣下石炭統(tǒng)高分辨率層序地層學(xué)研究.國家“十五”成果報(bào)告(內(nèi)部成果）,2005.

[3]熊繼輝,等.塔里木盆地東部石炭系層序地層學(xué)研究.國家“八五”成果報(bào)告(內(nèi)部成果）,1993.

[4]王招明,田軍,申銀民,等.塔里木盆地晚泥盆世—早石炭世東河砂巖沉積相[J].古地理學(xué)報(bào),2004,6(3）:12-16.

[5]馮增昭.單因素分析多因素綜合作圖法——定量巖相古地理重建[J].古地理學(xué)報(bào),2004,6(1）:3-19.

[6]顧家裕,張興陽,郭彬程,等.塔里木盆地東河砂巖沉積和儲(chǔ)層特征及綜合分析[J].古地理學(xué)報(bào),2006,8(3）:5-8.

Donghe sandstone and breccia depositional model discussion of Halahatang region in Tarim basin

Xu Zhenghua1,Ma Qin2,Xu Dabao1,Wu Lan1,Xu Zhi1,Yang Chunmei3
(1.Graduate Faculty of SW PU,Chengdu610500;2.Resources and Environmental Department of SW PU,Chengdu610500;3.Land Ocean Energy Services Co.,Ltd.,Beijing100084）

The Halahatang region of western Tarim basin is the key areas of Donghe sandstone oil and gas exploration,there is an abundant oil and gas reserve and has a good exploration prospects,and two oil and gas reservoirs(the east Hetang and Hade 4）has been found here.Sedimentary diachroneity of Donghe sandstone and breccia is very obvious.Based on sequence stratigraphy,stratification and comparison was remade in Donghe sandstone and breccia,a sedimentary mode research on the basis of the construction of stratigraphic framework was made too,and finally the distribution and evolution rules of the strata,sandstone distribution rules as well as reservoir distribution rules was recognized,which was of important significance for the oil and gas exploration of this area.

Talim basin;Halahatang region;Donghe sandstone;breccia;sedimentary mode

TE121.3

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2010.01.026

1008-2336(2010）01-0026-05

2009-10-23;改回日期:2009-11-03

徐正華,男,2007級(jí)在讀碩士研究生。E-mail:xuzh066@sohu.com。