塔東地區(qū)古城低隆起寒武—奧陶系碳酸鹽巖儲層特征研究

晏 來

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江大慶163000）

1 概述

塔里木盆地含有豐富的油氣資源，是我國西部最重要的油氣產(chǎn)地，也是我國最大的含油氣盆地。國內(nèi)石油公司在1989 年即開展了塔里木盆地油氣勘探，取得了一定的勘探成果。近年來隨著國家西氣東輸工程的建設(shè)，加大了對西部能源開發(fā)的力度，加強對塔里木盆地油氣資源的勘探與開發(fā)顯得尤為重要。經(jīng)過多年的勘探與開發(fā)，在塔中、塔北、塔西南都取得了重要的勘探成果，探明油氣儲量不斷增多[1-2]。塔東地區(qū)勘探程度相對較低，前期勘探力度不大，投入的資源不足。近年來加大了對塔東地區(qū)的勘探開發(fā)力度，塔東地區(qū)具有廣闊的油氣勘探前景，有望成為塔里木盆地油氣資源重要的接替區(qū)，而古城地區(qū)是塔東最有利的勘探目標(biāo)，處于有利油氣相帶，是接下來勘探的重點。塔東地區(qū)目的層為下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖，具有埋藏較深的特點，受到后期多期構(gòu)造運動影響，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，成藏期次多，勘探開發(fā)難度大[3]。因此，加強對塔東地區(qū)古城低隆起油藏地質(zhì)特征研究，對于優(yōu)選有利區(qū)帶，指導(dǎo)下一步勘探具有重要意義。

2 區(qū)域地質(zhì)特征

塔里木盆地地處我國新疆維吾爾自治區(qū)境內(nèi)，位于天山以南，是我國西部最重要的油氣產(chǎn)地，含有豐富的油氣資源。塔東地區(qū)位于塔里木盆地東部，受到天山和阿爾金山夾持影響，地勢上形成盆地，具備較好的油氣成藏條件，形成有利的油氣區(qū)帶[4]。古城地區(qū)是塔東有利勘探區(qū)域，具有較好的石油地質(zhì)條件。古城地區(qū)自下而上依次發(fā)育古生界震旦系、寒武系、奧陶系，中生界侏羅系、白堊系，新生界古近系、新近系和第四系。塔東地區(qū)儲層主要發(fā)育在寒武系及下奧陶系碳酸鹽巖地層中。

2.1 寒武系

塔東地區(qū)寒武系地層巖性主要為深灰色泥晶灰?guī)r、黑色泥巖、含炭質(zhì)或硅質(zhì)碳酸鹽巖等，地層發(fā)育較齊全，厚度不大。寒武系地層自下而上可以分為下寒武統(tǒng)、中寒武統(tǒng)、上寒武統(tǒng)。

（1）下寒武統(tǒng)。下寒武統(tǒng)與下伏震旦系地層呈角度不整合接觸。下寒武統(tǒng)自下而上依次發(fā)育西山布拉克組和西大山組。其中，西山布拉克組厚度相對較小，巖性以灰黑色硅質(zhì)白云巖為主。西大山組巖性主要有黑色硅質(zhì)泥巖及薄層頁巖，地層相對較厚，與下伏西山布拉克組為整合接觸。

（2）中寒武統(tǒng)。中寒武統(tǒng)地層為莫合爾山組，地層巖性復(fù)雜，主要有黑灰色泥質(zhì)灰?guī)r、深灰色白云巖、深灰色灰?guī)r、黑色泥巖、頁巖、鈣質(zhì)泥巖等，地層中可見大量生物化石，以三葉蟲化石居多。莫合爾山組地層厚度橫向上變化較大，在庫魯克塔格北部，地層厚度較大，厚度可達(dá)200多米。莫合爾山組與下伏西大山組整合接觸。

（3）上寒武統(tǒng)。上寒武統(tǒng)地層包括突爾沙克塔格組和白云崗組，其中，突爾沙克塔格地層巖性以深灰色泥質(zhì)粉晶灰?guī)r為主，具有平行層理，突爾沙克組與莫合爾山組地層整合接觸。白云崗組巖性以薄層狀灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r、頁巖、鈣質(zhì)泥巖為主，地層含有大量的生物化石，如下伏突爾沙克組地層為整合接觸。

2.2 奧陶系

（1）中下奧陶統(tǒng)。中下奧陶統(tǒng)地層自下而上依次為蓬萊壩組、鷹山組、一間房組，蓬萊壩組巖性以亮晶砂屑灰?guī)r、亮晶砂屑白云巖、泥晶灰?guī)r、含云灰?guī)r、亮晶內(nèi)碎屑灰?guī)r等為主，碎屑顆粒分選磨圓差，反映低能水動力成巖環(huán)境；鷹山組地層巖性主要有褐灰色泥晶灰?guī)r、亮晶砂屑灰?guī)r。

（2）上奧陶統(tǒng)。上奧陶統(tǒng)地層自下而上包括土木休克組和卻爾卻克組，土木休克組地層巖性主要為紫色或褐灰色泥晶灰?guī)r、生屑灰?guī)r，與同顏色薄層泥巖或泥晶灰?guī)r互層，瘤狀構(gòu)造較為常見，反映了沉積環(huán)境水動力環(huán)境較弱，為臺地前緣深水緩坡環(huán)境；卻爾卻克組地層下部巖性主要為黑色或灰黑色泥巖、深灰色炭質(zhì)泥巖，夾薄層碎屑砂巖，上部巖性以灰色、深灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，地層厚度較大，地層中裂縫較常見，裂縫多被泥質(zhì)或瀝青質(zhì)充填，沉積環(huán)境為深水陸棚—盆地相沉積。

3 地層沉積特征

通過對塔東地區(qū)寒武—奧陶系地層沉積特征研究，得出塔東地區(qū)典型沉積相、沉積亞相及沉積微相，如圖1所示。總體上，塔東地區(qū)沉積體系為海相沉積體系，沉積相主要有深海相、次深海相、淺海陸棚相、緩坡相、碳酸鹽巖臺地相。

（1）深海相。深海相沉積水體較深，主要包括深海放射蟲硅質(zhì)巖亞相、碳酸鹽巖濁積巖相、深?；鹕剿樾紟r亞相。深海放射蟲硅質(zhì)巖亞相巖性主要為黑色硅質(zhì)巖、云質(zhì)硅質(zhì)巖、泥質(zhì)灰?guī)r、含泥質(zhì)灰?guī)r等，地層中含有大量有機質(zhì)，具有水平層理；碳酸鹽濁積巖亞相巖性以泥質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖等呈互層狀，硅質(zhì)巖中含有大量放射蟲，還有少量三葉蟲化石，巖石中含有大量有機質(zhì)，是較好的烴源巖層[5]；深?；鹕綆r碎屑濁積巖亞相巖性主要為黑灰色硅質(zhì)玻屑、巖屑凝灰?guī)r，巖石中含有大量有機質(zhì)。由于深?；鹕交顒樱a(chǎn)生的火山碎屑經(jīng)過濁流搬運，沉積在深海盆地形成。

圖1 塔東地區(qū)沉積特征

（2）次深海相。次深海相巖性主要為灰黑色泥質(zhì)灰?guī)r、含泥灰?guī)r，可見生物碎屑灰?guī)r、微晶灰?guī)r，同時還含有少量硅質(zhì)泥巖，地層中含有部分生物化石，以放射蟲、三葉蟲、介形蟲為主，可見薄紋層狀構(gòu)造。次深海沉積在塔東地區(qū)卻爾卻克組較為常見，由于受到海底等深環(huán)流影響，形成特殊的海底等深沉積。

（3）淺海相。塔東地區(qū)古城低隆起淺海陸棚亞相巖性主要為深灰色泥晶灰?guī)r，回收微晶灰?guī)r，含有較多生物化石，以三葉蟲、放射蟲、珊瑚、腕足類、腹足類動物為主，地層構(gòu)造較發(fā)育，可見構(gòu)造裂縫、縫合線等，部分裂縫被后期方解石充填形成方解石脈。地層為水平層理。

本地區(qū)淺海相除了淺海陸棚亞相，還發(fā)育淺灘亞相，巖性以灰色粉晶白云巖、細(xì)晶白云巖為主，同時還有部分砂屑白云巖、鮞粒白云巖等，可見白云巖化構(gòu)造。地層巖石為水平層理，地層中可見生物碎屑、鮞粒、團(tuán)塊等，可見熱液白云化形成的白云巖[6]。

（4）碳酸鹽巖臺地相。塔東地區(qū)古城低隆起發(fā)育碳酸鹽巖臺地相以局限臺地亞相和臺地邊緣亞相為主，其中局限臺地亞相分為瀉湖和潮坪微相，巖性以泥質(zhì)礫巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，具有水平層理；臺地邊緣亞相分為臺地邊緣礁微相和臺地邊緣淺灘微相為主，臺地邊緣礁微相巖性主要為褐灰色礁灰?guī)r、角礫灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r等，地層中含有大量生物礁，生物礁孔隙中為泥晶或亮晶充填，生物以灌木礁、三葉蟲、海百合、腕足、腹足等為主，生物礁內(nèi)孔隙較發(fā)育。臺地邊緣淺灘微相巖性以灰色細(xì)晶白云巖、澡砂屑灰?guī)r、生物碎屑白云巖等，可見綠藻、藍(lán)藻等植物化石，可見海綠石、澡團(tuán)塊等，有白云石化、綠泥石化、硅化等成巖作用，發(fā)育水平層理，紋層構(gòu)造。

4 儲層發(fā)育特征

4.1 儲集巖石特征

塔東地區(qū)寒武系、奧陶系儲層巖石類型以灰?guī)r和白云巖為主，巖性特征如下：

（1）灰?guī)r儲層。塔東地區(qū)灰?guī)r儲層巖性有粉晶灰?guī)r、微晶灰?guī)r、含云灰?guī)r、礁灰?guī)r、亮晶澡灰?guī)r、粉晶碎屑灰?guī)r、亮晶澡灰?guī)r、粉晶澡砂屑灰?guī)r、亮晶生屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r、砂屑鮞?；?guī)r、亮晶澡砂屑灰?guī)r等。其中以亮晶生屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、粉晶灰?guī)r為主?；?guī)r中常見鮞粒、內(nèi)碎屑、生物碎屑、藻類等結(jié)構(gòu)特征，成巖作用主要有膠結(jié)作用、壓實作用、溶蝕作用、重結(jié)晶作用等。

（2）白云巖儲層。塔東地區(qū)白云巖儲層巖性有細(xì)晶白云巖、粉晶白云巖、泥晶白云巖、粗晶白云巖、泥質(zhì)白云巖、含泥白云巖、粉晶含泥白云巖、灰質(zhì)白云巖、鮞粒白云巖、硅化鮞粒粗晶白云巖、殘余鮞粒白云巖等，以上白云巖中，以細(xì)晶白云巖、殘余鮞粒白云巖為主，沉積環(huán)境主要為前灘沉積環(huán)境。

4.2 儲集空間類型

4.2.1 孔隙類型

（1）晶間孔、晶間溶孔。晶間孔、晶間溶孔常見于結(jié)晶白云巖、內(nèi)碎屑白云巖，裂縫充填的方解石中也可見。對于寒武系、奧陶系結(jié)晶白云巖，多見細(xì)晶、中晶白云巖，由于巖石經(jīng)過多重結(jié)晶，晶體不斷加大，發(fā)育大量晶間孔，孔隙形態(tài)不規(guī)則，孔隙直徑介于1.5～2.0mm，面孔率可達(dá)14%，部分晶間孔后期被充填。白云巖形成后，后期由于受到溶蝕作用，形成晶間溶孔，溶孔相對較大，部分形成溶洞。大多晶間溶孔后期被方解石、石英、瀝青等充填。

（2）粒內(nèi)溶孔。粒內(nèi)溶孔是指顆粒形成后不穩(wěn)定礦物溶解形成的孔隙，粒內(nèi)溶孔多發(fā)育在鮞粒、生物碎屑、澡碎屑等顆粒中，溶孔形態(tài)多不規(guī)則，孔隙直徑多介于0.05～0.3mm之間，面孔率低于3%，多形成與早期顆粒中。

（3）粒間溶孔。粒間溶孔多發(fā)育于灰?guī)r顆粒中，結(jié)晶顆粒形成后，在溶蝕作用下，粒間亮晶填隙物被溶蝕形成的粒間溶孔。

4.2.2 裂縫及溶縫

（1）裂縫。裂縫是在地層沉積形成后，在構(gòu)造應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂縫，構(gòu)造裂縫較為發(fā)育，有水平縫、高角度縫、立縫等，此外還發(fā)育大量微裂隙。構(gòu)造裂縫相對較大，后期地層流體進(jìn)入后，形成方解石、瀝青等充填物，部分孔隙被填充。局部多期構(gòu)造裂縫相交，形成網(wǎng)狀裂縫，地層滲透性大大增強。

（2）溶縫。溶縫是在早期裂縫形成后，受富含有機質(zhì)的酸性流體影響，裂縫周圍碳酸鹽巖被溶蝕，形成溶縫，溶縫形成后，部分被方解石充填，形成細(xì)小方解石脈。

5 結(jié)論

（1）塔東地區(qū)寒武—奧陶系地層沉積特征研究表明，該地區(qū)沉積相主要有深海相、次深海相、淺海陸棚相、緩坡相、碳酸鹽巖臺地相。

（2）塔東地區(qū)寒武系、奧陶系儲層巖石類型以灰?guī)r和白云巖為主，灰?guī)r儲層巖性有粉晶灰?guī)r、微晶灰?guī)r、含云灰?guī)r、礁灰?guī)r、亮晶澡灰?guī)r、粉晶碎屑灰?guī)r、亮晶澡灰?guī)r、粉晶澡砂屑灰?guī)r、亮晶生屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r、砂屑鮞?；?guī)r、亮晶澡砂屑灰?guī)r等；白云巖儲層巖性有細(xì)晶白云巖、粉晶白云巖、泥晶白云巖、粗晶白云巖、泥質(zhì)白云巖、含泥白云巖、粉晶含泥白云巖、灰質(zhì)白云巖、鮞粒白云巖、硅化鮞粒粗晶白云巖、殘余鮞粒白云巖。

（3）塔東地區(qū)寒武系、奧陶系儲層儲集空間類型主要有晶間孔、晶間溶孔、粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、裂縫、溶縫等。