靖邊氣田陜384-陜400井區(qū)奧陶系巖溶古地貌特征研究

王東旭,何鎏,薛云龍(中石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室,陜西西安 710018)

楊永杰 (中國石油集團測井有限公司生產(chǎn)測井中心,陜西西安 710018)

蘇海,宋立軍 (西安石油大學地球科學與工程學院,陜西西安 710065)

靖邊氣田陜384-陜400井區(qū)奧陶系巖溶古地貌特征研究

王東旭,何鎏,薛云龍(中石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室,陜西西安 710018)

楊永杰 (中國石油集團測井有限公司生產(chǎn)測井中心,陜西西安 710018)

蘇海,宋立軍 (西安石油大學地球科學與工程學院,陜西西安 710065)

在分析區(qū)域地質(zhì)背景的基礎上,結合殘留地層分布特征,對靖邊氣田384-陜400井區(qū)奧陶系巖溶古地貌特征進行了研究。分析表明,與不整合面發(fā)育相伴的巖溶作用的強度及其分帶性受巖溶古地貌控制,地表及地下徑流控制了碳酸鹽巖次生儲集空間的形成與展布;靖邊氣田384-陜400井區(qū)存在巖溶殘丘、巖溶洼地和巖溶斜坡3種地貌單元,其中巖溶高地和巖溶斜坡的孔隙發(fā)育,后期充填程度較差,是有利的巖溶風化殼儲層的分布單元。

靖邊氣田;巖溶古地貌;殘留地層分布

靖邊氣田奧陶系氣藏為受風化殼古地貌控制的與古巖溶儲層相關的大型氣田[1-3],其儲層為奧陶系頂部的風化殼,即馬家溝組五段1亞段(簡稱馬五1)～馬家溝組五段4亞段(簡稱馬五4),其內(nèi)的古巖溶階地(或稱巖溶斜坡)是有利的古地貌單元[4]。靖邊氣田陜384-陜400井區(qū)屬于區(qū)域剝蝕區(qū),其頂部風化殼儲層自東往西剝蝕程度不一,巖溶古地貌特征復雜。隨著勘探開發(fā)的逐步開展,該研究區(qū)巖溶地貌發(fā)育情況認識不足的問題日漸突出。因此,筆者對靖邊氣田陜384-陜400井區(qū)古地貌進行研究,以便為充分認識含氣富集區(qū)的分布提供幫助。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

陜384-陜400井區(qū)整體處于靖邊古巖溶斜坡區(qū),區(qū)域剝蝕強烈,頂部風化殼儲層自東往西剝蝕程度增強。早古生代時,該研究區(qū)處于淺海臺地發(fā)展階段。早中奧陶世馬家溝組沉積期,位于中央古隆起東側的慶陽-靖邊地區(qū)經(jīng)歷了3次海侵旋回,馬二期至馬五期海侵達到高潮,其中馬五期內(nèi)潮坪相沉積環(huán)境發(fā)育,含膏白云巖或白云巖沉積發(fā)育。在馬六期,由于海侵并未減弱,大范圍內(nèi)臺內(nèi)開闊海環(huán)境發(fā)育,該研究區(qū)內(nèi)灰?guī)r及白云巖沉積發(fā)育。晚奧陶世至早石炭世,該研究區(qū)經(jīng)加里東運動全面抬升,缺失志留系、泥盆系及下石炭統(tǒng),在漫長風化剝蝕作用下,區(qū)內(nèi)馬五1亞段上覆地層剝蝕已盡,奧陶系頂部的馬五段碳酸鹽巖則遭受了強烈的淡水淋濾,巖溶作用強烈發(fā)育。漫長的剝蝕作用致使研究區(qū)古地貌高差較小,具有準平原化巖溶地貌特征。自中晚石炭世開始,受區(qū)域擠壓影響而坳陷,該研究區(qū)重新接受沉積,最早形成了3～15m厚的殘積鋁土巖系,其上又先后發(fā)育了本溪組、太原組、山西組及上下石盒子組碎屑巖層系。

2 殘留地層分布特征

陜384-陜400井區(qū)聯(lián)井地質(zhì)剖面圖(見圖1)顯示,不整合面下伏馬家溝組內(nèi)各小層厚度基本相等,而不整合面上覆本溪組及山西組地層厚度各處差異巨大,上述特征表明該研究區(qū)奧陶系馬家溝組內(nèi)各小層發(fā)育時區(qū)域基底近乎水平,各小層界面具備等時和等厚的特征。此外,本溪組沉積期,受海西期構造強烈影響,局部隆起處坳陷接受了厚度較大的沉積;山西組沉積期,同樣受海西期構造影響,東部坳陷強烈,接受沉積地層厚度明顯較大。

3 古地貌恢復及單元劃分

一般情況下,計算出標志層至風化殼之間的現(xiàn)今地層厚度后,還必須對該厚度進行壓實校正,使用原始沉積厚度恢復巖溶古地貌,即利用未被壓實的相對松散沉積物的厚度來恢復古地貌[6]。然而,由于碳酸鹽巖早期膠結作用的影響,在其沉積后不久巖石就已固結,埋藏期間上覆巖層載荷造成的壓實作用對厚度影響不大可以忽略不計[1]。因此,不必作壓實校正,直接用殘留地層厚度恢復研究區(qū)本溪組沉積之前的古地貌圖(見圖3)。從圖3可以看出,該研究區(qū)巖溶作用強烈,地貌形態(tài)起伏較大,可劃分為巖溶殘丘、巖溶斜坡和巖溶洼地3個次級地貌單元。受古潛水面的控制,不同巖溶地貌單元的發(fā)育特征明顯不同。

3.1 巖溶殘丘

巖溶殘丘位于地勢較高的部位,呈近似丘狀地形,處于相對高部位,是巖溶、風化作用最為強烈的地區(qū),其內(nèi)巖溶作用方式以垂向溶蝕為主,垂直裂隙發(fā)育,膏?？椎却紊紫栋l(fā)育較少,且因處于高部位次生孔隙后期充填較晚,充填程度相對較弱。

3.2 巖溶斜坡

巖溶斜坡位于溶蝕殘丘與巖溶凹地之間的過渡地帶,呈帶狀環(huán)繞巖溶殘丘展布,地形相對平緩,巖溶作用方式以慢速擴散流溶蝕為主,可形成良好的溶蝕孔洞,且該部位次生孔隙后期充填程度較弱,膏?？锥酁榘氤涮畹氖镜讟嬙?。

3.3 巖溶洼地

巖溶洼地指地形切割較深的大型負向地貌單元,其處于當時地勢相對低洼的地區(qū),是地表水匯聚的地區(qū),以沿地表侵蝕帶的溶蝕及淺層地下徑流帶的巖石溶解為主,層狀溶蝕作用較弱,其地下可能發(fā)育落水洞或暗河,是碎屑沉積物堆積的地區(qū)。此外,次生孔隙后期充填程度較高,儲層不發(fā)育。

圖3 陜384-陜400井區(qū)本溪組沉積前古地貌及其單元劃分圖

4 結論

1)與不整合面發(fā)育相伴的巖溶作用的強度及其分帶性受巖溶古地貌控制,地表及地下徑流控制了碳酸鹽巖次生儲集空間的形成與展布。

2)靖邊氣田陜384-陜400井區(qū)存在巖溶殘丘、巖溶斜坡和巖溶洼地3種次級地貌單元。其中,巖溶高地和巖溶斜坡孔隙發(fā)育,后期充填程度較差,是有利的風化殼儲層的分布單元。

[1]龐艷君,代宗仰,劉善華,等.川中樂山-龍女寺古隆起奧陶系風化殼古地貌恢復方法及其特征[J].石油地質(zhì)與工程,2007, 21(5):8-10,15.

[2]楊俊杰,謝慶邦,宋國初.鄂爾多斯盆地奧陶系風化殼古地貌成藏模式及氣藏序列[J].天然氣工業(yè),1992,12(4):8-13.

[3]何自新,黃道軍,鄭聰斌.鄂爾多斯盆地奧陶系古地貌、古溝槽模式的修正及其地質(zhì)意義[J].海相油氣地質(zhì),2006,11(2):25-28.

[4]夏日元,唐健生,關碧珠,等.鄂爾多斯盆地奧陶系古巖溶地貌及天然氣富集特征[J].石油與天然氣地質(zhì),1999,20(6):133-136.

[5]代金友,何順利.鄂爾多斯盆地中部氣田奧陶系古地貌研究[J].石油學報,2005,26(3):37-43.

[6]王高平,王震亮,趙雪嬌,等.鄂爾多斯盆地延安地區(qū)奧陶系風化殼古地貌恢復[J].沉積學報,2013,31(4):563-570.

[編輯] 李啟棟

TE121.2

A

1673-1409(2014)32-0023-03

2014-07-04

陜西省教育廳專項科研計劃項目(12JK0479)。

王東旭(1970-),男,高級工程師,現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)方面的研究工作。