塔東地區(qū)志留系柯坪塔格組海相砂巖儲層成藏條件分析

李國政

（大慶油田勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

近年來塔里木盆地東部地區(qū)（簡稱塔東地區(qū)）志留系油氣勘探取得重大進(jìn)展，針對志留系部署的英南2井、滿東1井都獲工業(yè)氣流，說明志留系成藏資源潛力很大，具有良好的勘探前景[1～4]。很多學(xué)者都研究過塔里木盆地志留系相關(guān)的成藏條件，賈進(jìn)華[5]認(rèn)為塔里木盆地志留系柯坪塔格組海侵方向來自北部和西北部，物源主體來自塔東和塔東南地區(qū)；苗清[6]通過對層序格架內(nèi)的沉積相分析，認(rèn)為志留系主要發(fā)育扇三角洲—潮坪相—淺海相沉積；王步清[7]根據(jù)庫魯克塔格露頭研究認(rèn)為塔東地區(qū)志留紀(jì)發(fā)生過大規(guī)模的海退事件，沉積環(huán)境由濱淺海向陸相沉積轉(zhuǎn)變。這些研究都是從某個單一方向探討志留系成藏地質(zhì)情況，缺少綜合研究志留系成藏情況，制約了塔東地區(qū)碎屑巖油氣勘探。本文根據(jù)塔東地區(qū)新鉆井、測井和新采集地震資料綜合分析，詳細(xì)研究塔東地區(qū)志留系沉積儲層、烴源巖、成藏特征，深入討論成藏過程，優(yōu)選塔東地區(qū)志留系有利勘探區(qū)帶。

1 地質(zhì)概況

塔東地區(qū)位于塔里木盆地東部，包括滿加爾—英吉蘇凹陷，北以孔雀河斷裂為界，東臨羅布泊凸起，南接塔東隆起帶，西臨滿西低凸起，面積近5×104km2。塔東地區(qū)志留系地層主要分布于滿加爾—英吉蘇凹陷（圖1）。根據(jù)地震、鉆井資料分析，志留系自下而上劃分為柯坪塔格組、塔塔埃爾塔格組和依木干它烏組。柯坪塔格組自下而上可三分[8]，分為下段、中段和上段。柯坪塔格組中下段分布在滿西、滿東地區(qū)，英吉蘇地區(qū)缺失該地層；柯坪塔格組上段分布在滿西、滿東和英吉蘇地區(qū)。受多期構(gòu)造運(yùn)動和原始沉積影響，東部滿東、英吉蘇地區(qū)志留系發(fā)育構(gòu)造圈閉，西部滿西地區(qū)發(fā)育巖性地層圈閉[9]。

2 成藏條件分析

2.1 優(yōu)質(zhì)烴源巖奠定了油氣成藏的基礎(chǔ)

根據(jù)對整個塔里木盆地?zé)N源巖分布的研究，結(jié)合最新塔東地區(qū)鉆探成果分析，該地區(qū)烴源巖來源主要是下古生界寒武系—下奧陶泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r，烴源巖分布廣泛，屬于優(yōu)質(zhì)烴源巖；中生界煤系烴源巖局部分布發(fā)育，品質(zhì)相對較差。影響該地區(qū)油氣資源潛力的關(guān)鍵是下古生界烴源巖，特別是這套古老烴源巖的演化，對于后期多構(gòu)造期成藏起到了關(guān)鍵作用。

中下寒武統(tǒng)烴源巖在塔東地區(qū)具有厚度大、分布廣、豐度高的特點。塔東1的總有機(jī)碳含量(TOC)平均值分別為1.24%，TOC最高可達(dá)5.52%，TOC大于1%的烴源巖厚度為120～415m，占寒武系厚度的70%。平面上，寒武系灰質(zhì)烴源巖在塔東地區(qū)厚度分布為100～300m，厚度中心在塔東2—學(xué)參1—草1井區(qū)，向四周減薄，英吉蘇—羅布泊地區(qū)厚度為100～150m，有機(jī)碳普遍大于0.5%，最大有機(jī)碳分布區(qū)位于英吉蘇地區(qū)；寒武系泥質(zhì)烴源巖厚度區(qū)間為25～150m，最大厚度中心在英南2—群克1—草1井區(qū)，周緣地區(qū)較薄。泥質(zhì)烴源巖有機(jī)碳含量較高，在塔東地區(qū)普遍大于1.0%，英吉蘇地區(qū)平均最大有機(jī)碳可達(dá)3.0%以上，屬于優(yōu)質(zhì)烴源巖。

下奧陶統(tǒng)黑土凹組烴源巖在塔東北地區(qū)厚度不大，塔東2井56m，巖性為灰黑色泥巖、炭質(zhì)泥巖，TOC為0.35%～7.62%，平均值2.84%，為高豐度優(yōu)質(zhì)烴源巖。塔東1井48m，TOC平均值1.94%。根據(jù)下奧陶統(tǒng)地層展布及沉積相分析，該套烴源巖厚度變化不大，在50～150m范圍內(nèi)。從寒武系與下奧陶統(tǒng)泥質(zhì)烴源巖分布特征可以看出，英吉蘇、滿東1—學(xué)參1井區(qū)—草湖地區(qū)為泥質(zhì)烴源巖沉積厚度較大地區(qū)。依據(jù)烴源巖沉積環(huán)境、干酪根鏡下鑒定及干酪根同位素資料綜合判定，寒武系與下奧陶統(tǒng)干酪根類型為Ⅰ-Ⅱ型。

2.2 海相砂巖為油氣聚集提供了有效儲集空間

塔東地區(qū)志留系柯坪塔格組可劃分出3種沉積體系類型：碎屑濱岸沉積、潮坪沉積、辮狀河三角洲（圖2）。根據(jù)沉積相研究結(jié)果，柯坪塔格組下段和上段發(fā)育的海相濱岸、潮坪砂巖為優(yōu)質(zhì)儲層。海相砂巖由于受到波浪、潮汐等海流作用，砂巖分選好，儲層物性好，有利于聚集油氣。塔東地區(qū)志留系柯坪塔格組自西向東發(fā)育濱岸、潮坪和辮狀河三角洲沉積。物源來自東北孔雀河斜坡和英吉蘇地區(qū)。砂巖厚度自東向西逐漸減薄，滿西地區(qū)柯坪塔格組下段砂巖厚度為50～100m，向北草湖地區(qū)逐漸減??；滿東地區(qū)砂巖厚度為100～160m?？缕核窠M上段滿西地區(qū)砂巖厚度為50～150m，滿東和英吉蘇地區(qū)砂巖厚度為100～650m，靠近孔雀河斜坡砂巖增厚。

滿西和滿東地區(qū)濱岸砂巖中臨濱、前濱亞相為好的儲集相帶，巖性為分選較好的細(xì)砂巖、粉砂巖，具平行層理、沖洗交錯層理、大型槽狀交錯層理等沉積構(gòu)造，石英含量在45%以上。縱向上砂巖呈上粗下細(xì)的反遞變韻律，測井曲線呈漏斗狀的進(jìn)積層序。潮坪相、辮狀河三角洲相發(fā)育在滿東和英吉蘇地區(qū)。潮坪相的潮下帶和潮間帶為好的相帶，巖性為暗紫色粉細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾薄層泥巖，沉積構(gòu)造以波狀交錯、脈狀交錯和透鏡狀層理為主，巖芯中見生物擾動構(gòu)造、蟲跡、蟲孔等生物痕跡。石英含量少，長石和巖屑含量增加。辮狀河三角洲相主要發(fā)育在靠近北部孔雀河斜坡、英吉蘇地區(qū)。沉積物以灰色、褐色中砂巖、粗砂巖為主，沉積構(gòu)造發(fā)育板狀交錯層理、平行層理和槽狀交錯層理，沉積微相主要為水下分流河道、河口砂壩和分流間灣。

柯坪塔格組巖石主要類型為巖屑砂巖和長石巖屑砂巖，石英含量自東向西逐漸增加。柯坪塔格組砂巖儲集空間類型為微孔隙、粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、原生粒間孔、鑄?？?、超大孔和裂縫等。滿西地區(qū)以原生粒間孔為主，其次為粒間溶孔，少量微孔隙和粒內(nèi)溶孔；滿東地區(qū)以微孔隙為主，其次為粒間溶孔和原生粒間孔，少量粒內(nèi)溶孔；英吉蘇地區(qū)以微孔隙為主，其次為粒間溶孔、原生粒間孔，少量粒內(nèi)溶孔。微孔隙在志留系致密砂巖中很發(fā)育，以滿東1井致密砂巖產(chǎn)層段5555.19～5607m為例，微孔隙占儲集空間的71%。

2.3 區(qū)域蓋層控制著油氣藏分布

區(qū)域蓋層受沉積演化控制，志留系2期快速海侵是區(qū)域性的，形成的泥巖沉積可以作為區(qū)域蓋層。塔塔埃爾塔格組底部的紅色泥巖段厚度大、分布廣，可以作為良好的區(qū)域蓋層。滿西地區(qū)柯坪塔格組中段發(fā)育灰色泥巖可作為區(qū)域蓋層，厚度50～150m之間，巖性為灰黑色、灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，這套泥巖控制著柯坪塔格組下段油藏分布范圍。滿東和英吉蘇地區(qū)柯坪塔格組上段致密砂巖可作為區(qū)域蓋層。致密砂巖蓋層橫向上連續(xù)性較差，伊蒙混層含量高，泥質(zhì)和方解石含量高，方解石含量高達(dá)10%以上，泥質(zhì)含量略高。巖石孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)育差，平均孔吼半徑為0.15μm，排驅(qū)壓力為1.9MPa。英南2井和滿東1井產(chǎn)氣層段都位于這套致密砂巖蓋層之下。

3 志留系柯坪塔格組成藏模式

塔東地區(qū)油氣顯示集中在柯坪塔格組，滿東1井、英南2井、龍口1、華英參1井都在柯坪塔格組頂?shù)撰@得工業(yè)氣流或者含油顯示。油氣地球化學(xué)研究結(jié)果認(rèn)為塔東地區(qū)烴類氣體為高成熟—過成熟原油裂解氣，志留系柯坪塔格組油氣主要來自于寒武系—下奧陶統(tǒng)，塔東地區(qū)緊鄰滿加爾英吉蘇凹陷生烴灶，油源條件優(yōu)越。

油氣生烴期與圈閉形成時間匹配好是形成油氣藏的關(guān)鍵。塔東地區(qū)受多期構(gòu)造運(yùn)動影響，志留系油氣藏受到多次調(diào)整。塔東地區(qū)志留系油氣充注有2期[10]，分別為加里東晚期—海西早期和喜山期。加里東晚期寒武系—下奧陶統(tǒng)源巖進(jìn)入生烴門限，海西早期達(dá)到生烴高峰期，滿加爾凹陷生成的油氣運(yùn)移聚集在上奧陶統(tǒng)和志留系儲層中形成古油藏，后期印支運(yùn)動和燕山運(yùn)動使得部分古油藏遭到破壞，在龍口1井、華英參1井中見到有殘余瀝青。喜山期上奧陶統(tǒng)中的古油藏裂解成氣，油氣沿著深大斷裂向上運(yùn)移到柯坪塔格組中，在滿西地區(qū)受到柯坪塔格組中段暗色泥巖和塔塔埃爾塔格組下段紅色泥巖遮擋，油氣保存在柯坪塔格組上段和下段海相砂巖儲層中（圖3）。滿東—英吉蘇地區(qū)受燕山—喜山期構(gòu)造運(yùn)動影響，形成滿東、龍口、維馬、英南等一系列構(gòu)造帶，發(fā)育斷背斜、斷鼻等圈閉，喜山期生成的原油裂解氣沿著大斷裂運(yùn)移到志留系構(gòu)造圈閉中，油氣受到致密砂巖蓋層覆蓋保存下來。

4 結(jié)論

塔東地區(qū)志留系成藏條件優(yōu)越，穩(wěn)定克拉通盆地內(nèi)的大型古隆起是尋找氣田的重要目標(biāo)區(qū)。廣覆式分布的烴源巖、大面積分布的儲層和多層系疊合的大型構(gòu)造圈閉是大氣田形成的重要條件。塔東地區(qū)志留系是油氣勘探的重要目的層系。志留系柯坪塔格組發(fā)育了海相濱岸、潮坪、三角洲沉積相。砂巖儲層物性較差，為低孔低滲—特低孔低滲儲層，圈閉類型復(fù)雜，有地層巖性地層圈閉、構(gòu)造圈閉等。塔東地區(qū)多期次構(gòu)造運(yùn)動造成志留系成藏條件復(fù)雜，志留系成藏保存條件對油氣改造影響很大，因此尋找有利儲蓋組合和保存條件好的圈閉是油氣勘探的關(guān)鍵。