塔中地區(qū)良里塔格組層序格架內(nèi)礁灘體發(fā)育模式研究

徐康，劉光祥，胡文瑄，羅開平，陳迎賓，宮晗凝，張方君

(1.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210023；2.中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫 214126)

近年來對國內(nèi)各勘探區(qū)的礁灘層序地層學(xué)特征進(jìn)行了多種探索。桂中坳陷在孤立臺地邊緣發(fā)育生物礁灘[1]；川東地區(qū)長興組臺內(nèi)礁灘主要發(fā)育于高位體系域[2，3]；塔里木盆地庫魯克塔格地區(qū)寒武—奧陶紀(jì)經(jīng)歷了兩次大的海侵-海退旋回，其北區(qū)從早奧陶—晚奧陶世，發(fā)育臺地邊緣礁灘相[4]。塔里木盆地近年來在塔中獲得了多個重大勘探突破，具有良好的勘探前景[5，6]。

奧陶紀(jì)時塔里木板塊內(nèi)部的幾大古隆起形成雛形[7]，有利于碳酸鹽臺地發(fā)育。塔里木板塊處于南緯20°的熱帶-亞熱帶地區(qū)，奧陶紀(jì)適宜的碳酸鹽臺地古構(gòu)造背景和古氣候條件促使礁灘復(fù)合體廣泛發(fā)育[8-10]。塔里木盆地中晚奧陶世碳酸鹽臺地生物礁灘復(fù)合體發(fā)育集中在臺地邊緣、臺內(nèi)地形轉(zhuǎn)折帶及臺內(nèi)部分區(qū)域，對塔里木盆地礁灘體的生物組成、產(chǎn)出地層劃分及沉積環(huán)境已有一些研究[11-23]，但基于層序地層格架下礁灘體的沉積特征及發(fā)育模式研究尚處于初期階段。本文通過巖心及薄片觀察，鉆、測井資料解析、單、連井剖面解剖等技術(shù)手段綜合分析，厘定塔中地區(qū)上奧陶統(tǒng)良里塔格組礁灘體的沉積發(fā)育相帶展布，明確高頻層序地層格架下礁灘體的發(fā)育特征和遷移規(guī)律，以期為下一步油氣勘探提供地質(zhì)依據(jù)。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置及井位分布圖Fig.1 Structural location and well distribution in the study area1.斷層；2.顯示井；3.剖面1；4.工業(yè)油氣井；5.低產(chǎn)井；6.剖面2

1 區(qū)域地質(zhì)概況

本文研究區(qū)位于塔中Ⅰ號斷裂帶東部(圖1)。晚奧陶世末期，塔中地區(qū)出現(xiàn)了大規(guī)模的擠壓活動，良里塔格組局部抬升，遭受剝蝕。本次研究主要層段為上奧陶統(tǒng)良里塔格組(圖2)，與上覆桑塔木組呈整合接觸。該組厚480～607 m，為礁、丘、灘相發(fā)育段。自上而下根據(jù)巖電特征可分為3段：泥質(zhì)條帶灰?guī)r段、顆?；?guī)r段、含泥灰?guī)r段。含泥灰?guī)r段形成于中晚奧陶世早期的碳酸鹽開闊陸棚環(huán)境。顆粒灰?guī)r段和泥質(zhì)條帶灰?guī)r段形成于碳酸鹽鑲邊陸棚環(huán)境。主要儲集層為良里塔格組上部臺緣礁灘相灰?guī)r，含油氣層段多為良里塔格組顆?；?guī)r段。

2 礁灘體沉積相劃分

研究區(qū)良里塔格組多發(fā)育碳酸鹽巖臺地邊緣相地層，塔中Ⅰ號斷裂帶上塔中44、塔中62、塔中825等多口鉆井均鉆遇了良好的礁灘儲集體。本次研究通過巖心觀察、薄片鑒定等手段，依據(jù)巖性、巖石結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造、剖面結(jié)構(gòu)、古生物組合等標(biāo)志，對研究區(qū)良里塔格組沉積相類型進(jìn)行了劃分對比。數(shù)據(jù)來源為塔里木油田，測試單位為中國地質(zhì)大學(xué)(北京)實(shí)驗(yàn)中心。研究表明，研究區(qū)良里塔格組沉積相主要為臺地邊緣相(圖2)，可細(xì)分為生物骨架礁、灰泥丘、粒屑灘、灘(礁丘)間海等亞相及微相。沿礁的外圍主要發(fā)育生屑灘、砂礫屑灘，向南砂礫屑灘逐漸相變?yōu)闉?礁)間海和灰泥丘沉積(圖 3)。

圖2 研究區(qū)塔中44井綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive histogram of Tazhong 44 well in study area

圖3 研究區(qū)良里塔格組沉積相巖心及鏡下標(biāo)志Fig.3 Facies signs of Core and microscopic of lianglitage formation in the study area

3 層序格架內(nèi)礁灘體發(fā)育特征

結(jié)合巖性巖相突變面、高頻基準(zhǔn)面旋回疊加轉(zhuǎn)換面、同生期巖溶暴露特征和測井曲線，將良一段到良三段共劃分出3個三級層序和SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7、SQ8共8個四級層序。SQ1 和SQ2以發(fā)育泥晶灰?guī)r和含泥灰?guī)r為主，解釋為海侵體系域(TST)；上半段測井值呈現(xiàn)階梯式減小，以發(fā)育厚層顆粒灰?guī)r和泥?；?guī)r為主，解釋為高位體系域(HST)；SQ3僅發(fā)育TST，主要發(fā)育富含泥質(zhì)條帶的厚層泥質(zhì)灰?guī)r，指示碳酸鹽沉積因海平面快速上升而漸趨終止。良里塔格組內(nèi)部共發(fā)育8個四級層序。這些四級層序界面通常為泥?；?guī)r、顆粒灰?guī)r巖相組合向泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r巖相組合的突變，反映沉積背景由正常水退至快速水進(jìn)的轉(zhuǎn)變過程。四級層序的內(nèi)部發(fā)育多個泥灰?guī)r、泥?；?guī)r和顆粒灰?guī)r的巖相組合。頂部的四級層序中，巖相組合為泥灰?guī)r和泥?；?guī)r互層，且向頂部泥灰?guī)r厚度變大，反映臺地向上淹沒的沉積演變過程。

圖4 塔中82井-塔中62井連井剖面Fig.4 Sequence stratigraphic framework of continuous well of TZ82-TZ242(圖例同圖2)

圖5 塔中12井-塔中823井連井剖面Fig.5 Sequence stratigraphic framework of continuous well of TZ12-TZ823

通過連井剖面可見：SQ1、SQ2、SQ3層序處于高位體系域初期(圖4，5)，SQ4、SQ5、SQ6層序處于高位體系域。該時期沉積古地貌差異較小。中段塔中62-3井往南，顯示出從臺緣內(nèi)帶洼地分別向臺緣外帶和臺緣內(nèi)帶往南高地方向變厚。SQ7、SQ8層序位于水進(jìn)體系域初期，但受后期抬升剝蝕，分布及厚度極不穩(wěn)定。SQ7、SQ8層序在塔中82井區(qū)發(fā)育較全，從西往東至塔中62井區(qū)缺失SQ8層序，到塔中24井區(qū)SQ7、SQ8層序全缺失。NS向上，SQ7層序在62井區(qū)往南逐漸缺失，在塔中82井區(qū)往南逐漸增厚，SQ8在塔中82井區(qū)往南逐漸缺失。

SQ1、SQ2、SQ3層序中主要發(fā)育灰泥丘、粒屑灘和灘間海亞相。SQ4、SQ5、SQ6層序中82井區(qū)主要發(fā)育灰泥丘和粒屑灘亞相，以塔中821井為界往東主要發(fā)育礁灘復(fù)合體和粒屑灘亞相，尤其是塔中62-3到塔中44井、塔中70C到塔中242井為礁灘的主體部位，厚約115 m，向兩邊過渡為礁坪和礁翼。SQ4層序下部發(fā)育一套灘間海和粒屑灘沉積，橫向分布穩(wěn)定，平面分布廣，厚度變化較大，成為該區(qū)層序和沉積相對比最重要的標(biāo)志層。SQ7、SQ8層序中礁灘往塔中82井區(qū)遷移，反應(yīng)了海進(jìn)體系域初期塔中82井區(qū)的相對高古地理背景。有利的儲層段多與四級層序界面有關(guān)。在這些界面附近應(yīng)為早期淡水成巖透鏡體發(fā)育的層位，同時巖溶作用可能使以顆粒灘為主的層序中，儲層發(fā)育更好。連井對比反映出研究區(qū)東部比西部具更高的碳酸鹽生長率，生物礁和顆粒灘的發(fā)育更優(yōu)。因此，在海平面下降的背景下更易形成優(yōu)質(zhì)儲層。

4 礁灘體發(fā)育遷移模式

在高頻層序格架中，微地貌和高頻海平面變化控制可容納空間的變化。海平面保持穩(wěn)定時，礁體會沿斜坡方向向海推進(jìn)；海平面緩慢上升時，礁體基本上垂向生長，發(fā)育生物骨架礁丘、灰泥丘和礁(丘)間沉積，也可向海岸方向退積；海平面迅速上升時，礁體基本停止生長；海平面緩慢下降時，礁體向海方向進(jìn)積或向臺緣內(nèi)帶的低洼地帶遷移。沉積相帶展布受斷裂和次級構(gòu)造沉降速度控制，并隨著海平面的變化而遷移。短暫的構(gòu)造穩(wěn)定期和適度的海平面上升是礁的主要生長期，礁灘體的發(fā)育往往與高位期相伴。良里塔格組內(nèi)礁灘也主要發(fā)育在高位體系域中，其遷移模式可歸納為在海平面上升的大背景下，一個高位域內(nèi)礁灘遷移疊加，在臺緣生物礁屬于并進(jìn)型礁體，而在臺內(nèi)緩坡則發(fā)育向臺緣高處遷移的生物礁，基本受四級層序格架控制。

5 結(jié)論

(1)研究區(qū)良里塔格組沉積相主要為臺地邊緣相，可進(jìn)一步細(xì)分為生物骨架礁、灰泥丘、粒屑灘、灘(礁丘)間海等亞相及微相。沿礁的外圍主要發(fā)育生屑灘、砂礫屑灘，向南砂礫屑灘逐漸相變?yōu)闉?礁)間海和灰泥丘沉積。

(2)研究區(qū)良里塔格組可劃分為3個三級層序和8個四級層序。礁灘體發(fā)育明顯受高頻層序地層格架控制。SQ1、SQ2、SQ3層序處于高位體系域初期，主要發(fā)育灰泥丘和粒屑灘及其復(fù)合體。SQ4、SQ5、SQ6層序處于高位體系域，普遍發(fā)育高能環(huán)境礁灘相沉積。SQ7、SQ8層序處于水進(jìn)體系域初期，礁灘相往西段較高處遷移，主要發(fā)育灘間海。

(3)在高頻層序格架中，微地貌和高頻海平面變化旋回控制了可容納空間的變化。短暫的構(gòu)造穩(wěn)定期和適度的海平面上升是礁的主要生長期，礁灘體的發(fā)育往往與高位期相伴。良里塔格組內(nèi)礁灘主要發(fā)育在高位體系域中，在四級層序格架控制下由臺內(nèi)緩坡向臺緣高處遷移。研究區(qū)東部比西部具有更高的碳酸鹽生長率，生物礁和顆粒灘的發(fā)育更優(yōu)，在海平面下降的背景下更易形成優(yōu)質(zhì)儲層。

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