巴楚 — 麥蓋提下古生界不整合特征與油氣的關系

宋玉鵬 趙錫奎，2 李 坤

(1.成都理工大學能源學院，成都 610059;2.四川教育學院，成都 610041)

不整合是區(qū)域性地殼運動、海(或湖)平面升降或局部構造作用的結果，其上下2套不同時代地層之間呈現(xiàn)沉積間斷或地層缺失的地層接觸關系。伴隨不整合常有超覆、退覆、淺海沉積和盆地邊緣相沉積。不整合面下巖層因沉積間斷，抬升侵蝕淋濾作用，可形成高滲透性的儲集空間，尤其是碳酸鹽巖地層的次生孔隙更為明顯。此外，不整合作為油氣的重要疏導體系之一，與其他圈閉要素組合形成地層型油氣藏或復合油氣藏。

在巴楚—麥蓋提地區(qū)中下奧陶統(tǒng)頂面發(fā)育有3個重要的不整合面，即中下奧陶統(tǒng)頂不整合面志留系底不整合面上泥盆統(tǒng)底不整合面(表1)，厘定了各層尖滅線(圖1)。這3個不整合面在區(qū)內(nèi)廣泛分布，加里東 — 海西早期三期構造抬升運動使得該地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖地層造成不同程度的剝蝕和溶蝕，有的地區(qū)是三期巖溶疊加區(qū)，極大地改善了儲層的物性，對油氣的輸導和儲集有著重要的影響［1-2］。

表1 巴楚—麥蓋提地區(qū)古生界構造運動期次及界面波組名稱表

圖1 巴楚—麥蓋提地區(qū)古生界地層尖滅線分布圖

1 不整合類型和展布

巴楚—麥蓋提地區(qū)因多期構造變動對先期地層的剝蝕趨勢和后期地層的沉積具有明顯的繼承性和差異性，不整合類型的分布存在一定的規(guī)律(表2)。這些不整合面在研究區(qū)不同構造單元(位置)的發(fā)育程度存在著顯著差異，可以從高角度不整合過渡為平行不整合或整合接觸，不整合面發(fā)育及分布主要受到斷裂體系分布等的制約。

中下奧陶統(tǒng)地層在巴 — 麥全區(qū)沉積穩(wěn)定，在加里東中期南北向擠壓作用下，整體隆升和向東北方向掀斜，形成了“西南高、北東低”的古地貌形態(tài)，巴—麥地區(qū)廣泛發(fā)育整一—整一型不整合，上超—整一型主要發(fā)育在麥蓋提斜坡西部巴什托斷裂附近以及和田河西區(qū)塊南部，同時受不均一差異性構造抬升影響，部分地區(qū)界面之下局部削蝕特征明顯，整一 — 削蝕型主要發(fā)育于巴楚東部北側和田河東區(qū)塊內(nèi)，而上超 — 削蝕型出現(xiàn)在巴楚東段中部以及亞松迪區(qū)塊內(nèi)。

表2 巴楚—麥蓋提地區(qū)主要類型不整合面展布特征表

海西早期運動研究區(qū)斷裂活動不強烈，主要表現(xiàn)為西南部麥蓋提區(qū)塊的強烈的構造隆升剝蝕，不整合主要包括整一—削蝕型不整合和上超—削蝕型不整合，主要分布在色力布亞斷裂帶南側和卡拉沙依斷裂帶北側。

2 不整合特征

巴楚地區(qū)東部上奧陶統(tǒng)良里塔格組不整合在下奧陶統(tǒng)鷹山組之上，之間缺失上奧陶統(tǒng)恰爾巴克組與中統(tǒng)一間房組，代表了加里東中期運動。在巴楚地區(qū)東南部瑪扎塔格及其以南地區(qū)上奧陶統(tǒng)和志留—泥盆系已被剝蝕殆盡，石炭系巴楚組分別覆蓋于志留 — 泥盆系和下奧陶之上，多個不整合面(—)合并，為下奧陶統(tǒng)儲層改造提供了建設性的機遇，發(fā)育了溶蝕孔洞型儲集層。

圖2 巴楚隆起西段BC04-NE149測線示界面角度不整合關系

圖3 MGT08-NW112測線示T07界面地層接觸關系

海西早期運動，使和田古隆起強烈隆升，北東向展布的古隆起上不僅缺失志留系—泥盆系沉積地層，而且古隆起南部下奧陶統(tǒng)剝蝕強烈，石炭系直接超覆在下奧陶統(tǒng)下部白云巖段地層之上，呈下削上超式低傾角角度不整合。

圖4 和田河西區(qū)塊TZ02-NE303測線示界面地層接觸關系

3 不整合與油氣的關系

3.1 構造不整合對中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖巖溶儲層的控制

不整合面的性質(zhì)、分布特征、暴露地表時長等決定了碳酸鹽巖巖溶蝕孔洞和裂隙的發(fā)育程度及展布，進而影響了該地區(qū)油氣的運移和儲集。巴楚隆起中下奧陶統(tǒng)頂面發(fā)育3個明顯的大型不整合面，即中下奧陶統(tǒng)頂不整合、志留系底不整合面和上泥盆統(tǒng)底不整合面)。這3個不整合面對巴楚中下奧陶油氣的儲運起著至關重要的作用［5-6］。3期不同的巖溶作用時限與范圍不同，巴楚 — 麥蓋提地區(qū)奧陶系風化殼巖溶期次及分布見表3。

表3 巴楚—麥蓋提地區(qū)奧陶系風化殼巖溶期次及分布

3.1.1 加里東中期第Ⅰ幕(O1-2/O3)

下奧陶統(tǒng)沉積后到中上奧陶統(tǒng)良里塔格組沉積之前，源于加里東中期第一幕，形成巴楚 — 麥蓋提地區(qū)O1-2/O3之間的不整合，在巴楚 — 麥蓋提地區(qū)均有分布。此構造運動，使巴楚 — 塔中地區(qū)整體抬升，并受到嚴重的剝蝕，缺失了一間房組及鷹山組上部地層，其上缺失了上奧陶統(tǒng)恰爾巴克組。沉積間斷約30～50 Ma。該期風化殼范圍較廣，巖溶作用時間長，地層剝蝕量大。中加里東運動的不整合面對區(qū)內(nèi)中下奧陶統(tǒng)具有普遍影響，形成了廣泛分布的加里東中期Ⅰ幕巖溶，不整合面下遭受巖溶的巖性有局限臺地相的云巖、泥紋灰?guī)r和開闊臺地相的灰?guī)r。

這一時期的隆升是一個區(qū)域性的上隆過程，局部斷裂和褶皺不發(fā)育，殘存的中下奧陶統(tǒng)地形平緩，沒有明顯的地貌分區(qū)，垂向分帶不明顯，再加上分布于不整合下的巖溶儲層較差，這對油氣的儲運不利，但如果受到埋藏溶蝕的影響往往也可以形成有效的儲集空間。

3.1.2 加里東晚期第Ⅲ幕(O/S)

在內(nèi)別列塔格 — 古董構造帶以西，志留系直接覆蓋于下奧陶統(tǒng)之上，瑪扎塔格構造帶以北，志留系覆蓋于上奧陶統(tǒng)之上。地震反射主要表現(xiàn)為不整合接觸，大范圍內(nèi)為微角度不整合、弱的削截和上超。該期表生風化巖溶作用主要發(fā)生在缺失上奧陶統(tǒng)地區(qū)的下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖中。而別列塔格以東，瑪扎塔格構造帶以北，不整合面之下為上奧陶統(tǒng)混積沉積物，陸源細碎屑物質(zhì)為主，中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖沒有直接暴露，該期表生巖溶作用對其影響不大。巴楚東部地區(qū)上奧陶統(tǒng)良里塔格組基本未經(jīng)歷表生巖溶作用，下奧陶統(tǒng)表生巖溶作用西部經(jīng)歷2期疊加而明顯強于東部地區(qū)。

該期古巖溶地貌南西高，北東低。研究區(qū)西部上奧陶統(tǒng)被剝蝕殆盡，下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖之上為志留系泥質(zhì)巖、粉砂巖覆蓋，經(jīng)受了加里東中期表生巖溶，表生巖溶作用較強，常見發(fā)育較好的巖溶垂向分帶。

從上述表生巖溶特征看，加里東中期Ⅱ幕表生巖溶發(fā)育較好，溶蝕孔洞發(fā)育，垂向分帶明顯，除了本期巖溶作用的影響外，還受加里東中期第1幕巖溶作用疊加的影響，因此區(qū)內(nèi)西部的溶蝕程度比東部發(fā)育，這對油氣的運聚創(chuàng)造了積極的條件。

3.1.3 海西早期(C1/O1-2)

在巴楚地區(qū)地震剖面上，上覆東河塘組與下伏中下泥盆統(tǒng)呈角度不整合關系，界面之下頂超 —削截特征明顯。這表明，中、晚泥盆世之間廣泛發(fā)育一期重要的不整合。該期表生巖溶主要發(fā)育于本區(qū)鳥山—瑪扎塔格一帶及其南部?，斣駱嬙鞄б员钡貐^(qū)該期不整合面下伏地層大多為志留—泥盆系和上奧陶統(tǒng)陸源碎屑豐富的沉積物，且厚度較大，因此，表生巖溶不發(fā)育。但瑪扎塔格一帶及其以南地區(qū)，不整合面下為下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖，石炭系超覆于中下奧陶統(tǒng)之上，下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖發(fā)育表生溶蝕，是海西早期表生巖溶作用發(fā)育的地區(qū)。

由已知的鉆井資料可知，下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖海西早期表生風化巖溶特征明顯，該期溶蝕作用發(fā)育，表生巖溶剖面垂向分帶明顯，是研究區(qū)內(nèi)已知鉆井中巖溶作用最發(fā)育的一期，這可能與該期表生巖溶作用時間長、疊加了前期表生巖溶作用有關，是研究區(qū)內(nèi)最有利于油氣富集的區(qū)帶。

3期構造運動形成的3個重要不整合面對巴楚—麥蓋提地區(qū)奧陶系地層造成不同程度的剝蝕和溶蝕(圖5)，第一期巖溶在區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育，在該期剝蝕區(qū)內(nèi)主要巖性為白云巖和灰?guī)r;第二期巖溶是上奧陶剝蝕線以西的區(qū)域，該期白云巖巖溶區(qū)和第三期白云巖巖溶區(qū)是在第一期構造運動抬升剝蝕后，第二期構造運動對這2個區(qū)域又進行了抬升剝蝕，使得這個區(qū)域的巖溶儲層得到了大大的改善;第三期巖溶是志留—泥盆系剝蝕線以南地區(qū)，為遭受3次構造運動抬升剝蝕的區(qū)域，形成了本區(qū)內(nèi)多期次的巖溶儲集體［7］。3期溶蝕白云巖區(qū)是遭受了多期巖溶疊加的長期裸露區(qū)，溶蝕條件好，儲層物性改善顯著，為最有利的油氣富集區(qū)帶，具有重要的油氣勘探意義［8］。

圖5 巴楚—麥蓋提地區(qū)多期巖溶發(fā)育分布圖

3.2 不整合作為有效的運移通道

加里東 — 海西早期，斷裂活動不發(fā)育，古隆起、古斜坡控制油氣運移格局不整合及其上下輸導層為主要運移通道［9-10］。奧陶紀中晚期，巴楚 — 麥蓋提地區(qū)地勢西南高、東北低，全區(qū)遭受風化剝蝕。加里東中晚期(志留系沉積之前)，西南部繼續(xù)抬升，在巴什托、亞松迪、毛拉及小海子區(qū)塊西南端O2+3被剝蝕殆盡。海西早期調(diào)整成為西南高北東低的構造格局。巴楚西部及麥蓋提地區(qū)成為主要的油氣運移指向。中下奧陶統(tǒng)經(jīng)歷后2期表生巖溶的改造，儲層發(fā)育，但由于沒有好的封蓋條件，不利于油氣的聚集保存，但深層寒武系可近源聚集成藏。海西晚期，隨著石炭系 — 二疊系的沉積披蓋，形成了中下奧陶統(tǒng)的巖溶儲層與上覆石炭系下泥巖段的儲蓋組合，石炭—二疊系也形成了3套層內(nèi)的碳酸鹽巖儲層與上覆泥巖的儲蓋組合，有利儲層分布在巴楚西部和瑪扎塔格一帶，此時的構造格局表現(xiàn)為巴楚西部的同崗古凸和瑪扎塔格近東西向的古凸，是油氣運移的有利指向和聚集帶。麥蓋提斜坡隨著地層傾向的變化也形成了地層—巖性圈閉，可聚集油氣。

4 結論

(1)加里東中期第Ⅰ幕、加里東晚期第Ⅲ幕和海西早期3期次構造運動，發(fā)育了和這3個大型不整合面，3期構造抬升運動使得該地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖地層造成不同程度的剝蝕和溶蝕，有的地區(qū)是3期巖溶疊加區(qū)，極大地改善了儲層的物性，對油氣的運移和儲集有著重要的影響。

(3)中下奧陶統(tǒng)時期，巴楚西部及麥蓋提地區(qū)是主要的油氣運移指向，經(jīng)歷后2期表生巖溶的改造后，儲層發(fā)育，但由于沒有好的封蓋條件，不利于油氣的聚集保存;海西晚期，隨著石炭系 — 二疊系的沉積披蓋，形成了中下奧陶統(tǒng)的巖溶儲層與上覆石炭系下泥巖段的儲蓋組合，有利儲層分布巴楚西部和瑪扎塔格一帶，是油氣運移的有利指向和聚集帶。

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