塔東隆起帶震旦系古油藏的發(fā)現(xiàn)及勘探意義

田小彬，李 強(qiáng)，王年梅，馬新海，楊子成

(中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163712)

0 引 言

目前震旦系碳酸鹽巖油氣藏主要分布在西伯利亞、非洲、東歐、印度、阿拉伯、澳大利亞及中國(guó)的華北、揚(yáng)子、塔里木等克拉通盆地中，油氣勘探和開(kāi)發(fā)程度較低[1]。近年來(lái)四川盆地安岳氣田高石梯-磨溪構(gòu)造震旦系天然氣勘探取得重大突破[2-4]，展示了古老克拉通盆地震旦系良好的勘探前景。前人從元古代航磁異常樣式、巖石學(xué)特征、熱構(gòu)造事件特征、地層對(duì)比標(biāo)志層、古氣候?qū)W和生物學(xué)[5-8]等方面進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，從新元古代至二疊紀(jì)，揚(yáng)子古板塊與塔里木古板塊靠近成為一個(gè)大陸。因此，同為古老克拉通盆地的塔里木盆地與四川盆地震旦系具有相同或相似的沉積古地理環(huán)境和石油地質(zhì)條件，具有良好的油氣勘探前景。塔里木盆地震旦系由于埋藏深度大、盆內(nèi)鉆井少，前人對(duì)震旦系的研究主要集中在野外露頭剖面，而盆內(nèi)震旦系發(fā)育特征、地層層序、沉積相與巖相古地理等方面研究較為粗略[9-27]，油氣成藏前景不明。該文通過(guò)對(duì)塔東隆起帶震旦系沉積特征進(jìn)行研究，結(jié)合巖屑薄片觀察以及碳氧同位素特征等，在震旦系發(fā)現(xiàn)了古油藏，沉積相與表生巖溶作用對(duì)古油藏的分布具有一定控制作用，明確了震旦系油氣勘探前景。

1 震旦系地層與沉積特征

塔東隆起帶位于塔里木盆地東北部，西接古城低凸起，北接滿加爾凹陷，南部邊界受車爾臣斷裂控制，東部延伸至羅西臺(tái)地，總體呈北東走向，是晚奧陶世開(kāi)始形成、長(zhǎng)期繼承性發(fā)育的下古生界大型古隆起(圖1)。

圖1 塔東地區(qū)構(gòu)造區(qū)劃分及主要鉆井井位

圖2 塔東隆起帶震旦系地震反射特征(剖面位置見(jiàn)圖1)

1.1 地層特征

庫(kù)魯克塔格地區(qū)野外露頭與塔東隆起帶鉆井資料表明，塔東地區(qū)震旦系自下而上可分為下震旦統(tǒng)扎摩克提組、育肯溝組，上震旦統(tǒng)水泉組、漢格爾喬克組。塔東隆起帶漢格爾喬克組因遭受剝蝕而未鉆遇該套地層，塔東1、塔東2、東探1井揭示上震旦統(tǒng)水泉組為一套臺(tái)地—臺(tái)前緩坡的細(xì)—粉晶白云巖，水泉組頂部與寒武系底界呈角度不整合接觸，地層殘留厚度變化較大，呈楔形結(jié)構(gòu)特征，向NW方向快速變厚(圖2)；滿加爾凹陷內(nèi)震旦系與寒武系接觸關(guān)系由角度不整合逐漸變?yōu)槠叫胁徽?或整合接觸關(guān)系)，凹陷內(nèi)地層厚度變化較小，分布穩(wěn)定。

1.2 沉積特征

塔東地區(qū)3口鉆遇震旦系水泉組白云巖的探井均位于塔東隆起帶上。塔東2井鉆遇24.0 m震旦系白云巖，發(fā)育有淺灰色中—細(xì)粒亮晶砂屑白云巖和灰至深灰色粉屑白云巖，沉積水體能量較強(qiáng)；塔東1井鉆遇91.3 m震旦系白云巖(未穿)，發(fā)育有殘余砂屑細(xì)晶白云巖和殘余泡沫綿層顯微晶白云巖，沉積水體能量相對(duì)較弱；東探1井鉆遇799.0 m白云巖(未穿)，頂部發(fā)育有粉—細(xì)晶白云巖，中—下部為泡沫狀綿層細(xì)晶白云巖和疊層石粉晶白云巖，沉積水體能量相對(duì)較低。東探1井中上部緩坡相地層在塔東1、塔東2井不發(fā)育。塔東隆起帶水泉組下部地層以臺(tái)地相為主，上部地層以中上緩坡相為主(圖3)，震旦系水泉組早期沉積水體能量更高，沉積環(huán)境更有利于儲(chǔ)層發(fā)育。

圖3 塔東2—塔東1—東探1連井沉積相

2 古油藏的發(fā)現(xiàn)及其特征

為了研究東探1井震旦系水泉組沉積與古油藏特征，對(duì)巖屑進(jìn)行了間隔5 m的連續(xù)取樣，鏡下多處發(fā)現(xiàn)瀝青分布，其中，在下部臺(tái)地相地層5 740～5 800 m處連續(xù)分布，具有儲(chǔ)層瀝青特征，證實(shí)東探1井震旦系發(fā)育較大規(guī)模古油藏。

2.1 縱向分布特征

從研究區(qū)東探1井震旦系瀝青儲(chǔ)層縱向分布特征來(lái)看，在上部緩坡相地層中只有1處見(jiàn)到瀝青，瀝青段主要集中分布于震旦系中下部臺(tái)地相地層中(5 740～5 800 m)，該段之下臺(tái)地相地層另有3處可見(jiàn)瀝青分布(圖4)。

圖4 東探1井震旦系瀝青分布綜合柱狀圖

總體來(lái)看,下部臺(tái)地相瀝青含量遠(yuǎn)高于上部緩坡相。根據(jù)巖屑5 m等間距取樣所測(cè)定的碳酸鹽巖碳同位素曲線具有良好的旋回性，一般認(rèn)為碳同位素負(fù)偏特征指示可能存在暴露面[19]。根據(jù)碳同位素曲線顯示，東探1井震旦系內(nèi)幕存在2個(gè)可能的暴露面，瀝青段正好位于臺(tái)地相的暴露面之下，表明沉積相與表生巖溶作用對(duì)早期儲(chǔ)層發(fā)育具有一定的控制作用，進(jìn)而控制了早期古油藏的聚集與現(xiàn)今瀝青的分布。

2.2 賦存狀態(tài)特征

根據(jù)研究區(qū)巖屑鏡下薄片觀察來(lái)看,瀝青以分散狀較均勻地分布于白云巖中，主要儲(chǔ)存于白云巖晶間孔、微裂縫及溶孔中(圖5)，具有儲(chǔ)層瀝青的典型特征。瀝青鏡下視面孔率為5%～15%，瀝青含量相對(duì)較高，瀝青連續(xù)分布最大高度約為60 m，說(shuō)明當(dāng)時(shí)古油藏充滿度較高，油源充足，古油藏規(guī)模較大。

2.3 瀝青來(lái)源推測(cè)

①?gòu)臇|探1井瀝青縱向分布特征來(lái)看，除連續(xù)分布瀝青段外，其上5 475 m處有1處瀝青分布，其下有3處瀝青分布(圖4)。瀝青縱向分布趨勢(shì)由下向上逐漸減少。②前人對(duì)震旦系烴源巖研究表明：在南雅爾當(dāng)山剖面觀測(cè)到特瑞愛(ài)肯組烴源巖[10]；在庫(kù)魯克塔格野外露頭發(fā)現(xiàn)震旦系—南華系烴源巖[9]。③塔東隆起帶水泉組白云巖地震反射特征為中—弱振幅、差連續(xù)性，其下部為一套強(qiáng)振幅、連續(xù)性反射波組(圖2b)，這套地震反射特征在塔東隆起帶全區(qū)均有分布，雖無(wú)鉆井揭示(東探1井、塔東1井均未鉆穿震旦系)，推測(cè)其為育肯溝組砂泥巖可能性非常大，具有一定的生烴能力。④一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定碳同位素曲線的直接對(duì)比即可判斷油源的相關(guān)性[20-21]。通過(guò)東探1井黑土凹組、西大山組泥質(zhì)烴源巖與震旦系瀝青可溶有機(jī)質(zhì)(飽和烴、芳烴、非烴、瀝青質(zhì))穩(wěn)定碳同位素特征對(duì)比來(lái)看，黑土凹組可溶有機(jī)質(zhì)δ13C值為-25%～27‰，西大山組可溶有機(jī)質(zhì)δ13C值為-26%～27‰，震旦系瀝青可溶有機(jī)質(zhì)δ13C值為-27%～-29‰，震旦系瀝青與黑土凹組、西大山組源巖可溶有機(jī)質(zhì)碳同位素基本沒(méi)有交集(西大山組1個(gè)點(diǎn)除外)，其相關(guān)性較小。綜上研究可知，震旦系瀝青烴源巖為黑土凹組與西大山組的可能性較小，來(lái)源為震旦系—南華系地層的可能性較大。

2.4 瀝青成因分析

對(duì)部分含瀝青的樣品進(jìn)行了瀝青鏡質(zhì)組反射率測(cè)定，11個(gè)樣品測(cè)試結(jié)果顯示，等效鏡質(zhì)體反射率為2.65%～2.97%，熱演化程度較高(一般氧化瀝青Ro較低)，為原油裂解瀝青可能性較大。

3 油氣勘探意義

東探1井震旦系古油藏是首次在塔里木盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)震旦系古油藏，震旦系古油藏的發(fā)現(xiàn)對(duì)塔東隆起帶乃至塔里木盆地油氣勘探具有重要意義。首先，塔東隆起帶震旦系古油藏的發(fā)現(xiàn)表明,塔里木盆地震旦系具備良好的油氣成藏條件與勘探前景，開(kāi)拓了塔里木盆地除奧陶系、寒武系外又一新的碳酸鹽巖勘探層系；其次，震旦系古油藏的發(fā)現(xiàn)指示震旦系下部地層可能發(fā)育潛在的有效烴源巖,塔里木板塊震旦紀(jì)處于拉張環(huán)境，在其邊緣和內(nèi)部發(fā)育大陸裂谷盆地，具備發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖的大地構(gòu)造環(huán)境；另外，東探1井震旦系瀝青熱演化程度高，表明瀝青為原油裂解瀝青，原油裂解的另一產(chǎn)物——裂解氣是下步重點(diǎn)勘探的方向。

4 結(jié) 論

(1) 塔東隆起帶震旦系水泉組發(fā)育碳酸鹽巖臺(tái)地—緩坡相沉積,下部臺(tái)地相地層沉積環(huán)境更有利于儲(chǔ)層發(fā)育。

(2) 東探1井震旦系水泉組臺(tái)地相白云巖地層揭示60 m連續(xù)分布的儲(chǔ)層瀝青，瀝青分布特征表明，震旦系發(fā)育古油藏且可能來(lái)源于震旦系—南華系烴源巖，沉積相帶與巖溶作用對(duì)古油藏具有一定的控制作用。

(3) 東探1井震旦系古油藏的發(fā)現(xiàn)表明震旦系經(jīng)歷油氣成藏，具備良好的油氣成藏條件，開(kāi)拓了塔里木盆地新的勘探層系，原油裂解氣是震旦系下步重點(diǎn)勘探的方向。