1樓：中地數媒
小型克拉通構造活動性強的特點, 直接導致了盆地內部古構造演化特徵明顯, 古地形變化快。這種古構造、古地形演化對碳酸鹽巖儲層發育的影響體現在2個方面:①古構造控制了碳酸鹽巖臺地的演化, 從而進一步控制了高能沉積相帶的空間展布和結構特徵, 例如中—晚奧陶世沿塔中隆起形成的碳酸鹽巖臺地邊緣建造; ②多期次的構造活動控制了岩溶儲層多層段、大面積發育。
1.古構造、古地貌控制沉積型礁灘儲層4種發育模式
礁灘體目前仍然是塔里木盆地碳酸鹽巖油氣勘探的重點目標之一。礁灘體的形成與分佈主要受沉積作用和古地理環境控制, 空間上主要分佈在臺地邊緣相帶和臺地內部古地形較高、波浪作用較強的位置。這裡重點討論2大類具有規模發育特徵的儲層型別:
臺緣礁灘複合體儲層和臺內顆粒灘儲層。根據其發育背景和控制因素不同, 前者可以分為斷裂控制陡坡型臺緣礁灘和沉積控制陡坡型臺緣礁灘, 而後者可以分為古隆起控制緩坡型礁灘和臺內高地控制檯內灘 (表5-1-2)。
塔里木盆地寒武系—奧陶系碳酸鹽巖發育4期、6條臺緣帶 (圖5-1-1), 包括塔中北緣、塔中南緣、塔北南緣、輪南-古城、羅西、塘南臺緣帶, 疊合面積達2.6×104km2。塔里木盆地中—上奧陶統臺緣礁灘體主要分佈在塔北、塔中、塘南的良裡塔格組, 巴楚隆起的一間房組, 輪南-古城、羅西的一間房組;寒武系—下奧陶統臺緣帶主要分佈在輪南-古城、羅西等地區。
礁灘體分佈特徵受臺地型別控制, 如塔中ⅰ號帶為斷裂控制的鑲邊型碳酸鹽臺地, 輪南和古城地區寒武系是沉積控制鑲邊碳酸鹽臺地, 礁灘儲層的發育各有特色。
塔中ⅰ號帶上奧陶統良裡塔格組是典型的斷裂控制陡坡型臺緣帶, 礁灘體儲層是其主要儲層型別, 主要分佈在良裡塔格組上部。塔中地區晚奧陶世, 由於斷裂活動引起區域性抬升, 造成地形的相對差異, 沿地形差異帶, 即塔中ⅰ號斷裂帶形成生物礁灘。受斷層持續性活動影響, 臺緣帶沿斷裂呈帶狀不連續分佈,礁灘體的生長方式以加積為主, 因此寬度較小, 外帶(高能帶)約1km左右,但是厚度可以很大, 塔中地區臺緣礁灘複合體厚度可達300～500m, 儲層累計厚度可達30～100m。
表5-1-2 沉積型礁灘儲層4種發育模式
圖5-1-1 塔里木盆地中—晚奧陶世臺地邊緣相帶分佈圖
沉積控制陡坡型臺緣礁灘的發育主要受沉積作用控制, 在碳酸鹽生長速率和海平面波動的聯合作用下, 以加積-進積的方式生長, 例如輪南和古城地區寒武系臺緣帶。 臺緣帶的厚度可以很大, 進積距離遠, 在塔里木盆地最大可達80km。 平面上, 礁灘體呈不連續帶狀分佈, 可以見到明顯的遷移特徵。
另一類重要的儲層型別是顆粒灘。古隆起控制緩坡型顆粒灘分佈在古隆起的圍斜部位, 波浪作用在中緩坡形成顆粒灘沉積。這類顆粒灘通常呈帶狀分佈, 厚度較薄, 但是受海平面變化的影響, 顆粒灘帶發生遷移, 可形成大面積片狀分佈的高能顆粒灘 (表5-1-2), 並且具有一定的厚度, 例如塔北南坡一間房組。
臺內灘多分佈於臺地內部古地形高部位, 可以是古構造造成的低緩的隆起, 也可以是斷裂活動形成的帶狀凸起。塔里木盆地碳酸鹽巖臺地內顆粒灘在奧陶系蓬萊壩組、鷹山組、一間房組和良裡塔格組均有分佈, 累計分佈面積超過7.6×104km2, 其中, 中—上奧陶統臺內灘分佈面積達4.
6×104km2。 臺內灘具有大面積分布的特點, 儲層通常發育在高頻層序的頂部。
2.構造抬升與斷裂作用控制岩溶儲層4種發育模式
岩溶儲層是塔里木盆地碳酸鹽巖儲層的重要型別, 其形成與古構造活動有密切聯絡。根據岩溶儲層形成機制和發育部位, 可以分為4種主要型別, 即發育於古隆起高部位的潛山岩溶; 發育在古隆起圍斜部位的順層岩溶; 大面積分布的層間岩溶; 沿深大斷裂發育的熱液岩溶 (表5-1-3)。
表5-1-3 岩溶儲層4種發育模式
存在有明顯地形起伏的角度不整合, 控制潛山 (風化殼)岩溶儲層的形成, 如塔里木盆地輪南凸起和麥蓋提斜坡的奧陶系灰巖潛山儲層、牙哈和英買23井區寒武系白雲岩潛山儲層。碳酸鹽巖地層內幕沒有明顯地形起伏的假不整合, 控制層間岩溶儲層的形成,如塔中ⅰ號構造帶奧陶系鷹山組。層間岩溶的規模差異很大, 一方面本身可以形成規模儲層, 如塔中地區鷹山組; 另一方面層間岩溶形成的不整合面是後期改造流體的重要通道,埋藏溶蝕、熱液溶蝕作用對層間岩溶縫洞和構造裂縫的溶蝕疊加改造, 大大改善了儲層的儲集效能, 使其成為有效的優質儲層。
同時, 也為順層岩溶的發育提供了前提條件。在古隆起的圍斜地區, 受順層岩溶的改造可形成另一種儲層, 即順層岩溶儲層。 張寶民(2009)將其稱為順層 (承壓)深潛流岩溶, 在形式上是層間岩溶的一種, 但形成機理卻不同, 如塔北隆起南緣的奧陶系順層岩溶儲層。
另外, 深大斷裂的活動控制熱液岩溶的形成。
除熱液岩溶外, 三類儲層的形成均受控於大氣水的溶蝕作用, 所以儲集空間的表現形式也相對一致, 主要由不同規模的洞-縫系統構成, 縫洞體積約佔岩石總體積的6%～10%。溶洞以坍塌型和碎屑物充填型為主, 常成群出現。洞穴坍塌後在其周圍的圍巖中形成的破碎帶 (角礫岩帶)是有效儲層的重要組成部分, 其直徑約為洞穴直徑的4.
5倍。溶洞和裂縫的充填物中仍見有多種有效孔隙, 如基質孔、礫間孔及溶孔等。 白雲岩層系中的儲層發育特徵有所不同, 首先是以發育地貌起伏不大的風化殼為特徵, 溶洞系統不發育, 多以孤立洞穴為主。
熱液岩溶的規模變化較大, 在相對封閉的環境中, 溶蝕作用形成的空間又會被熱液沉澱礦物充填。其分佈有明顯的規律可循, 即沿深大斷裂以及與之相連的不整合面附近發育, 展布範圍有限。
4.類岩溶儲層在塔里木盆地均有分佈, 且都有一定規模。例如塔里木盆地輪南構造帶奧陶系鷹山組灰巖潛山儲層分佈面積1561km2, 牙哈潛山構造帶和英買32潛山構造帶寒武系白雲岩風化殼儲層分佈面積分別為1093km2和980km2。
層間岩溶儲層除分佈範圍廣外, 還有多期次的特點, 如塔里木盆地下古生界發育4幕層間岩溶 (圖5-1-2), 分別是: ⅰ—蓬萊壩組頂、ⅱ—鷹山組頂、ⅲ—一間房組頂和ⅳ—良裡塔格組頂。塔中-巴楚地區以ⅰ、ⅱ幕為主, 有效勘探面積5×104km2; 塔北南緣奧陶系以ⅱ、ⅲ幕最為重要,並且疊加了海西期順層岩溶的改造, 有效勘探面積超過1×104km2。
圖5-1-2 塔里木盆地順層岩溶與油氣分佈圖
3.油氣聚集受古隆起控制, 礁灘相帶、不整合岩溶帶、斷裂帶附近油氣最富集
古隆起控制油氣運聚成藏具有普遍性。 例如東伯利亞南部的尤羅布欽大油氣田、卡拉庫姆盆地的澤格里-達爾瓦札大氣田, 塔里木盆地的塔河-輪南大油田、塔中油氣田。 古隆起的油氣地質意義表現在6個方面:
①古隆起有利於岩溶儲層的發育, 構造高部位裂縫改善儲集效能; ②古隆起部位在後期的構造穩定或靜止期, 往往伴有海侵泥質岩沉積,成為優質蓋層, 對碳酸鹽巖儲集體進行整體封存; ③古隆起部位的潛山, 斷塊與披覆背斜, 地層不整合或地層上傾尖滅等易於形成圈閉; ④古隆起是油氣運移的長期指向, 油氣運移隨著構造格局的變化而演變; ⑤與古隆起相關的不整合面、斷裂是油氣運聚的主要通道;⑥古隆起有利於早期成藏、晚期調整, 古隆起形成發育期早於或與油氣生—運—聚高峰期同時,是油氣大規模聚集的關鍵。
(1)古隆起變遷控制輸導路徑和運移指向
油氣的運移聚集方向受區域構造格架控制, 古隆起這一背景對油氣運移具有吸納作用, 古隆起、古斜坡一直是油氣長期持續運移的指向區, 烴源區在排烴高峰期生成的油氣沿不整合面及輸導層持續向古隆起、古斜坡運移並聚整合藏。
以塔中為例,早奧陶世末期的加里東中期早幕運動,使塔里木克拉通南部由伸展環境轉化為擠壓環境,在克拉通中部形成孤立的塔中隆起, 呈北西向條狀形態展布 (參見圖2-4-2)。此時期東部滿加爾坳陷的中—下寒武統泥頁岩烴源巖開始進入生烴門限, 同時柯坪地區以及塘參1井地區發育的烴源巖也開始生烴, 油氣運移指向塔西南、塔北和塔中3個古隆起、斜坡區 (圖5-1-3)。
奧陶紀末的加里東中期晚幕運動, 區域擠壓作用增強, 塔里木克拉通發生東西向翹升運動, 形成西低東高的古構造格局。該時期是古隆起發育的高峰期, 塔中古隆起定型為一大型的穹狀隆起, 呈北西走向, 較早奧陶世末面積有所擴大。此時中—下寒武統的泥頁岩烴源巖達到高成熟階段, 開始大量排烴, 中—下奧陶統泥頁岩達到生烴門限, 並進入生烴高峰期。
受烴源巖和古隆起斜坡帶分佈的影響, 該時期有利聚集區主要集中在塔中隆起、塔北隆起及其斜坡帶。
(2)不整合面控制油氣富集的層系
塔里木盆地早古生代經歷了多期構造抬升作用, 形成了隆坳相間的古地理格局, 受此格局控制的多期不整合面的發育控制了油氣的富整合藏。在古隆起的形成與發展過程中,凹陷區地靜壓力大,壓實作用強,給油氣的運移創造了動力條件。相反, 在隆起區,不僅原始沉積物少, 而且地層剝蝕量最大, 導致地層厚度變薄, 地靜壓力低, 加上古隆起範圍廣, 區域壓差變化小, 更有利於區域性油氣的運聚。
並且隆起帶邊緣常與生烴坳陷相接,生成的油氣利於通過隆起帶邊界斜坡、斷裂 (邊界斷裂)運移到隆起帶低勢區聚集, 可以形成古油氣藏。今油氣藏則在古油氣藏的基礎上通過後期構造的改造、調整而成。 同時, 隆起區不整合面之下的碳酸鹽巖受岩溶作用改造, 易於形成岩溶儲層。
塔中地區在石炭系沉積之前, 長期處於隆升階段, 在構造運動、風化淋濾等因素的綜合影響下, 使早期沉積的碳酸鹽巖儲層的儲集效能大為改善, 孔縫洞十分發育,構成優質岩溶儲層, 為油氣藏的形成奠定了基礎。
圖5-1-3 塔里木盆地加里東中期早幕油氣運移指向圖
在塔里木盆地塔中地區可以劃分出受不整合面控制的地層、巖性及複合型圈閉, 並且重要變革期的構造不整合面與油氣生排烴期良好匹配, 成為油氣長距離側向運移的重要通道, 對油氣藏調整-封閉系統具有控制作用。
(3)斷裂是油氣運移的重要通道
斷裂帶在形成、活動等開啟時期是油氣運聚成藏的重要通道, 尤其是 “溝源斷裂”的存在, 為油氣的垂向大規模運聚以及晚期的縱向調整提供了有利通道。塔中隆起由於斷裂的垂向調整, 形成奧陶系—石炭系的多層樓式成藏特徵; 另外長期繼承性大斷裂帶, 控制了有利儲層的分佈。 如塔中ⅰ號斷裂帶控制了奧陶系良裡塔格組礁灘相儲層的發育, 而且與斷層相關的圈閉型別很多。
大型斷裂帶控制了區域性構造圈閉的分佈, 當斷裂帶處於封堵狀態時, 斷裂又可以構成油氣圈閉的重要“封堵面”, 斷層發育史與油氣生、排烴之間的良好匹配關係致使油氣藏沿斷裂帶成 “排” 分佈。
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