塔里木盆地古生代海相地層礁灘相油氣藏研究綜述

廖凱飛，秦 莎 （長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100）

梁智榮 （美國(guó)新墨西哥理工大學(xué)石油工程學(xué)院，新墨西哥 索克羅 87801）

1 塔里木盆地古生代海相地層礁灘相油氣勘探進(jìn)展

塔里木盆地的海相油氣勘探領(lǐng)域可大致劃分出2大類(lèi)[1－2]，一類(lèi)是碳酸鹽巖，另一類(lèi)是碎屑巖。前者主要包括碳酸鹽巖臺(tái)地上的風(fēng)化殼儲(chǔ)層、臺(tái)緣上的礁灘儲(chǔ)集體；后者主要為濱淺海的濱岸砂體、風(fēng)成砂體、潮道、臺(tái)緣－斜坡－盆地上的碎屑流及等深流，包括多層疊置的水道及朵狀體、斜坡扇及海底扇（深水扇）等[3]。塔河油田塔深1井在鷹山組距風(fēng)化殼界面664m下 （6237～6277m）發(fā)育大型溶洞孔，累計(jì)漏失泥漿5394m3。在寒武系白云巖中埋深8404～8408m發(fā)現(xiàn)了淺黃色輕質(zhì)油，在第三（7876.39～7873.78m）、第四、第五取心段 （8408.90～8405.60m）均見(jiàn)到孔洞特別發(fā)育的儲(chǔ)集層段。研究表明[4]，在塔深1井鉆遇的多個(gè)寒武系建隆體，建隆3及建隆2中上部為藻丘 （灘）后緣沉積，建隆2下部為藻丘 （灘）沉積。塔中以?shī)W陶系礁灘相為主的油氣勘探進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①2006年中石油塔里木分公司在塔中完鉆井25口，新獲工業(yè)油氣流井11口，探井成功率達(dá)41.7%[5]，已整體部署三維2359km2，通過(guò)地震技術(shù)攻關(guān)使資料品質(zhì)大幅度提高[6]。②位于塔中45井北偏西的塔中86井在良里塔格組獲得工業(yè)油氣流，擴(kuò)展了礁灘體向西延伸，而塔中72井良里塔格組下部含泥灰?guī)r段的油氣發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明良里塔格組礁灘體沿臺(tái)地緣多期縱向疊置、側(cè)向遷移[6]。③塔中83、721井奧陶系鷹山組相繼獲得高產(chǎn)油氣流。在鷹山組發(fā)育了大型縫洞、泥漿漏失146m3，其中，塔中83井在5355.5～5505m鷹山組中未改造，油咀8mm，油壓45.39MPa，日產(chǎn)油54.72m3，日產(chǎn)氣381336m3；油咀12mm，油壓39.16MPa，日產(chǎn)油126.48m3，日產(chǎn)氣720352m3，這反映在塔中北斜坡下奧陶統(tǒng)鷹山組中存在不整合風(fēng)化殼巖溶儲(chǔ)層[7]。

2 塔里木盆地古生代海相地層礁灘相油氣藏特征

2.1 礁灘相帶發(fā)育背景、類(lèi)型與時(shí)空分布

塔里木盆地礁灘相具有不同種類(lèi)，但主要為臺(tái)緣礁和臺(tái)內(nèi)點(diǎn)礁，其形成與地質(zhì)結(jié)構(gòu)及臺(tái)地結(jié)構(gòu)有關(guān)[8]。對(duì)塔里木盆地寒武至奧陶系沉積層序研究表明[9]：①早中寒武世緩坡型臺(tái)地結(jié)構(gòu)與層序模式，即發(fā)育高頻沉積旋回、臺(tái)緣礁不發(fā)育、斜坡區(qū)發(fā)育碎屑流－濁流和斜坡－陸棚區(qū)烴源巖發(fā)育；②晚寒武世－早奧陶世弱鑲邊斜坡型臺(tái)地結(jié)構(gòu)與層序模式，即并進(jìn)型碳酸鹽巖旋回厚度巨大并以局限臺(tái)地相為主、追補(bǔ)型碳酸鹽巖水體逐漸加深和發(fā)育臺(tái)緣 （礁）灘相沉積；③中晚奧陶世早期孤立碳酸鹽巖臺(tái)地結(jié)構(gòu)型式與沉積模式，即具鑲邊型臺(tái)緣結(jié)構(gòu)與礁灘相發(fā)育、臺(tái)緣斜坡區(qū)廣泛發(fā)育丘形地質(zhì)異常體和臺(tái)地斜坡區(qū)滑塌和重力流沉積發(fā)育；④晚奧陶世晚期淹沒(méi)臺(tái)地層序結(jié)構(gòu)與沉積模式，即主要發(fā)育混積陸棚相的碎屑巖沉積。對(duì)塔中Ⅰ號(hào)坡折帶研究表明[10－11]，臺(tái)緣的良里塔格組礁灘體發(fā)育具有早期伸展斷裂作用背景，而地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化造成礁灘體發(fā)育的差異。例如，塔中76井區(qū)礁灘體為斷裂復(fù)雜化；塔中62井區(qū)礁灘體高陡狹窄，相對(duì)高差大；塔中82井區(qū)礁灘體寬緩，相對(duì)高差較?。凰?5井區(qū)礁灘體寬緩，厚度較薄。此外，良里塔格組礁灘體在Ⅰ號(hào)坡折帶東西兩側(cè)具有不同的特點(diǎn)，其中，良里塔格組泥質(zhì)條帶灰?guī)r段礁灘向西發(fā)育；顆?；?guī)r段向西為寬緩丘灘相；含泥灰?guī)r段向西發(fā)育丘灘相。

2.2 礁灘儲(chǔ)集體的發(fā)育

臺(tái)緣的礁灘相生成具有早期伸展斷裂作用背景，后經(jīng)歷了同生期巖溶作用及埋藏作用疊加改造[12]。同生期巖溶作用為海平面米級(jí)旋回，發(fā)育多個(gè)相互疊置的淡水透鏡體儲(chǔ)集體，相關(guān)特征如下[13]：①溶蝕孔隙與特定層位顆粒灰?guī)r相聯(lián)系；②溶蝕選擇顆粒內(nèi)部進(jìn)行，以粒內(nèi)溶孔、鑄模孔儲(chǔ)滲空間優(yōu)勢(shì)發(fā)育為特征，或以顆粒邊緣和粒間第一世代膠結(jié)物溶蝕形成粒間溶孔和粒間溶蝕孔洞為特征；③溶蝕孔隙內(nèi)可存在早期石油充注，揭示這些儲(chǔ)滲空間的形成時(shí)間較早。其中，以順2井為代表的良里塔格組顆粒灰?guī)r段主要沉積于潮上－潮間帶的相對(duì)高能量帶，受海平面下降的影響，發(fā)育了2個(gè)淋濾－滲濾帶旋回的小型喀斯特巖溶作用，這代表了與沉積間斷面或?qū)有蚪缑婵刂频挠写髿馑疄橹鞯脑缙陲L(fēng)化淋濾作用，再經(jīng)后期埋藏成巖過(guò)程中的斷裂－裂隙及有關(guān)的酸性流體的溶蝕作用改造，從而形成有利的儲(chǔ)集體和地層成巖圈閉。此外，普光氣藏飛仙關(guān)組的鮞灘儲(chǔ)層經(jīng)歷了同生大氣水暴露、埋藏溶蝕作用等多種作用疊合，而其白云巖儲(chǔ)層則經(jīng)歷了混合水作用，愈來(lái)愈多的證據(jù)表明儲(chǔ)層經(jīng)歷了強(qiáng)烈的與膏鹽 （S2－）TSR熱作用改造，臺(tái)緣礁灘疊置構(gòu)成巨厚的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，橫向厚度變化明顯[14]。

2.3 與礁灘相有關(guān)的成藏組合

塔里木盆地石炭系、奧陶系臺(tái)地相內(nèi)存在臺(tái)內(nèi)點(diǎn)礁?jìng)€(gè)體，可形成規(guī)模型儲(chǔ)集體及油氣藏[15]。例如，巴什托－亞松迪石炭系油氣藏的臺(tái)內(nèi)灘相儲(chǔ)集性好，石炭系儲(chǔ)蓋組合好。塔河一間房組的海綿礁灰?guī)r經(jīng)歷了大氣水風(fēng)化淋濾作用后，可形成較好的儲(chǔ)集體及一定規(guī)模的油氣藏 （如S75、S 705井等），其蓋層為良里塔格組泥灰?guī)r或巴楚組泥巖。塔中臺(tái)緣帶的良里塔格組礁灘體沿東西帶及塊狀分布特征，上部的桑塔組泥巖為蓋層，油氣來(lái)自于沿?cái)嗔鸦蛄严哆\(yùn)移的近源的寒武系烴源巖及相對(duì)低能的上奧陶統(tǒng)灘間海灰泥丘泥質(zhì)烴源巖，油氣聚集呈整體性、“多層樓”油氣聚集特征，儲(chǔ)層控制了油氣分布與規(guī)模。普光氣藏發(fā)育了深埋藏條件 （大于6000m）和較高孔滲性的飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層，其上有上三疊統(tǒng)優(yōu)質(zhì)膏巖蓋層，無(wú)統(tǒng)一的氣水界面，成藏模式為 “早期成藏，后期轉(zhuǎn)化，晚期定位”。

2.4 礁灘儲(chǔ)集體地震及測(cè)井響應(yīng)特征

1）普光氣田 ①飛仙關(guān)組鮞灘呈現(xiàn) “三軸、強(qiáng)振幅、中等頻率、中－好連續(xù)性、平行反射結(jié)構(gòu)”的亮點(diǎn)反射特征；②長(zhǎng)興組點(diǎn)礁呈現(xiàn) “頂?shù)讖?qiáng)反射、礁內(nèi)部低頻弱反射、雜亂、凸透鏡狀結(jié)構(gòu)”的反射特征；③長(zhǎng)興組邊緣礁密集分布于古斜坡陡緩轉(zhuǎn)折帶，整體呈現(xiàn) “頂部強(qiáng)振幅、內(nèi)部低頻、弱振幅、雜亂、透鏡狀反射結(jié)構(gòu)”的反射特征。

2）塔河油田 一間房組底界面所對(duì)應(yīng)反射波為一個(gè)弱振幅、連續(xù)性差反射波，其內(nèi)部呈弱振幅零亂反射特征。生物礁、粒屑灘呈弱振幅零亂反射、波形不規(guī)則、同相軸不光滑等反射特征。

3）塔中Ⅰ號(hào)坡折帶油氣田 ①礁灘型呈丘狀反射外形特征；②溶孔溶洞型呈內(nèi)幕串珠狀強(qiáng)反射、復(fù)合波谷中夾波峰、高瞬時(shí)頻率等反射特征③裂縫型呈內(nèi)幕雜亂弱反射特征；④干層呈頂部鋼軌反射和內(nèi)幕弱反射的特征。

3 主要地質(zhì)研究難點(diǎn)

（1）塔里木盆地古生代海相烴源巖發(fā)育的巖相 （層位）、時(shí)空分布及勘探潛力仍存在較大不確定性，具體內(nèi)容如下[16]：下古生界二套主力烴源巖 （熱演化程度、潛力大?。⑸钏畢^(qū)烴源巖生烴潛力；再生烴源、分散有機(jī)質(zhì)貢獻(xiàn)與有效供烴區(qū)、不連續(xù)生烴的機(jī)理；深層白云巖、深水扇體等勘探領(lǐng)域以及震旦系烴源巖、多類(lèi)型烴源巖 （再生、分散有機(jī)質(zhì)等）、深水沉積體 （復(fù)理石等）的資源潛力評(píng)價(jià)。

（2）對(duì)多成因的碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育機(jī)理、加里東中期巖溶作用分布的研究不夠。如塔深1井在埋深7000～8000m建隆體內(nèi)儲(chǔ)層發(fā)育，難以用傳統(tǒng)的成巖演化和孔隙演化理論進(jìn)行解釋?zhuān)枰ㄟ^(guò)深入研究才能了解其機(jī)理。

（3）對(duì)成藏過(guò)程 （油氣水性質(zhì)、期次、運(yùn)聚、構(gòu)造調(diào)整）及油氣富集規(guī)律認(rèn)識(shí)不清[17]。如塔深1井在埋深大于7000m，溫度大于160℃的環(huán)境下，存在液態(tài)烴，這需要重新認(rèn)識(shí) “液態(tài)窗下限”在不同地區(qū) （盆地）特定地質(zhì)條件的分布，以有效指導(dǎo)深層、超深層勘探。除有效供烴區(qū)難以確定外，目前亟待研究的內(nèi)容包括以下內(nèi)容：①油氣運(yùn)聚與輸導(dǎo)體系研究，如斷層的活動(dòng)期、輸導(dǎo)的有效性及與油氣運(yùn)聚的匹配關(guān)系；不整合面與油氣長(zhǎng)距離運(yùn)移；碳酸鹽巖孔、洞、縫體系中的的油氣輸導(dǎo)作用。②油氣藏形成過(guò)程研究，如成藏期次與主要成藏貢獻(xiàn)、蓋層與保存條件等。

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