塔中志留系沥青砂岩的地质特征及研究进展

塔里木盆地塔中地区广泛分布着志留系沥青砂岩, 主要分布在古隆起和早古生代生油盆地的上倾方向, 表明本区规模巨大的志留系沥青砂岩可能为古油藏露头带。沥青砂岩的分布主要受油源区、古隆起、沉积体系以及储集层物性的综合控制, 沥青的微观特征也反映了志留系油气多期注入和破坏的历史。油质沥青与胶质-沥青质的含量呈彼此消长关系, 沥青含量高的部位可动油相对较少。由于存在不同期次的沥青, 沥青反射率的数据比较离散。总体而言,沥青反射率均较低, 为0.15%~0.50%. 通过烃源岩及构造演化史研究认为, 塔中志留系沥青砂岩的油源主要为中-下寒武统。     

塔里木盆地志留纪地层分布及其地震层序特征

志留系是塔里木盆地台盆区的一套重要勘探层系。本文从志留系钻井资料的分析对比入手，对志留系相应的地震地质层位进行标定，然后通过地震大剖面进行地震地质统层，明确了志留系地震地质层位特征及分布。连井剖面对比表明，志留系柯坪塔格组下段主要分布在柯坪地区及塔北隆起东部；柯坪塔格组中段主要分布在塔里木盆地北部凹陷，向南超覆在塔中隆起北部，塔北隆起南缘为剥蚀边界；柯坪塔格组上段是盆地内广泛分布的地层，也是志留系的主要勘探目的层。地层对比及地震地质统层表明，塔北地区羊屋2井、羊屋1井和哈1井钻遇的上砂岩段与塔中地区下砂岩段相当，均相当于柯坪塔格组上段。英吉苏凹陷英南2井可能缺失侏罗系。     

塔里木盆地志留系优质储层控制因素与勘探方向选择

塔里木盆地志留系分布面积约23.6×104km2,勘探前景广阔。储层性质受岩矿特征、成岩演化、压实等因素控制。储层分石英砂岩和岩屑砂岩两种,石英砂岩主要分布在塔中和塔北,其形成环境是滨岸、潮间带低潮坪、潮下带潮汐水道及和扇三角洲,岩屑砂岩主要分布在塔东等地区。塔中和塔北地区石英含量可以达到65%以上,其孔隙度大于9%,渗透率大于2×10-3μm2,因此,石英砂岩的分布区即为优质储层的分布区。塔东等岩屑砂岩分布的地区储层控制因素为成岩压实、碳酸盐胶结物和粘土矿物成分含量,其压实减孔10%?26%、胶结减孔8%?24%;有效储层(孔隙度大于9%,渗透率大于2×10-3μm2)的埋藏深度小于4500m,碳酸盐胶结物含量小于10%;因此,塔东等地区沉积前古隆起及陆相与海相环境的过渡带可能存在较好储层。石英砂岩分布区、古隆起及大陆斜坡上的沉积环境过渡带是塔里木盆地志留系重要的油气勘探区。     

塔里木盆地塔中构造演化与志留系油气关系

多年的钻探证实：塔里木盆地志留系油气聚集成藏具有复杂性和无规律性。章结合塔里木盆地形成的构造背景对塔中的主要构造演化过程进行了研究,并具体分析了构造演化与志留系油气之间的关系。研究表明,塔中古隆起源于早古生代拉张背景下的正断层,寒武——奥陶纪为其烃源岩形成的重要时期;加里东中期运动的构造反转是塔中古隆起的主要形成期,同时也为志留系形成地层及复合圈闭提供了古地理背景;海西早期运动使塔中鼻状古隆起基本定型,并使形成的志留系古油藏遭受破坏,导致沥青砂岩形成;海西晚期的挤压构造变形使古油藏遭受进一步的破坏;印支期以来的构造变动主要以调节为主。伴随整个构造的演化,志留系的油气聚集也是分期次不同规模进行的。     

塔里木盆地东河砂岩沉积期次及油气勘探

东河砂岩是塔里木盆地晚泥盆世-早石炭世一套穿时的岩石地层单元,是盆地重要的含油层系。应用层序地层学理论,以露头、钻井和地震资料为基础,分析了东河砂岩的地层展布模式、沉积前古地貌特征、砂岩发育期次、沉积环境演化和砂岩分布规律。结果表明,东河砂岩是海侵背景下从西南向东北,即依次由麦盖提斜坡、巴楚凸起向塔中凸起、塔北隆起超覆的沉积砂体;东河砂岩沉积前古地貌有两隆两凹的特征;由早到晚可划分为5期砂体。第1期砂体主要分布在麦盖提斜坡和巴楚凸起,第2期砂体主要分布在巴楚凸起和塔中凸起,第3期砂体主要分布在塔中凸起和塔北隆起,第4期砂体主要分布在塔北隆起,第5期砂体主要分布在塔北隆起及塔东低凸起周缘。东河砂岩的岩相主要有砂砾岩、粗砂岩、中砂岩和细砂岩,沉积环境主要为河口湾和滨岸环境。由于不同地区、不同期次砂体的沉积特征、储盖组合及成藏条件不同,对不同地区和不同期次砂体需采用不同的油气勘探对策。     

塔里木盆地东河砂岩成藏组合分析及有利勘探区带评价

塔里木盆地东河砂岩是晚泥盆世晚期的一套海侵初期的沉积,在塔里木盆地西部广泛分布,哈得逊、塔中4油田的发现证明了其巨大的油气勘探潜力.通过以油气成藏组合理论为指导,结合塔里木东河砂岩勘探实践,重点对塔中、塔北地区进行成藏组合综合分析,井引入边缘概率对各成藏组合内的次级成藏组合的各成藏要素的叠置关系进行分析,综合评价其含油气性.分析表明,塔中地区古地貌条件复杂,多种类型圈闭发育,烃源岩、储层条件良好,有利于区带主要围绕塔中10号断裂带、塔中2号断裂带及塔中1、中3及塔中3井一带的古潜山分布;塔北地区东河砂岩沉积受轮南古隆起控制,各种有利圈闭都围绕轮南古隆起发育,轮南古隆起东西两侧是勘探重点.     

塔里木盆地志留系沥青砂油源及充注期次分析——来自生物标志化合物的证据

通过对塔里木盆地志留系沥青砂岩抽提物的地球化学分析发现,沥青砂岩氯仿沥青"A"含量高(0.477 1%~1.410 3%),抽提物饱和烃以及芳香烃"三芴"组成与塔河油田主体区原油具有一致的特征,与中—上奥陶统烃源岩具有可对比性;仅塔北地区TP7井氯仿沥青"A"含量较低,与氯仿沥青含量较高的沥青砂岩具有明显不同的三芳甾烷和甲基三芳甾烷分布,与典型的寒武系烃源岩特征一致。有机岩石学资料和显微镜观察均显示志留系沥青砂岩有机成熟度并不高,与生物标志化合物指示的成熟阶段相一致,指示其未经历较强的热演化历史。结合生物标志化合物证据和埋藏史分析认为,塔里木盆地志留系经历了来自寒武系和奥陶系烃源层的2期油气充注过程,塔北、塔中志留系沥青砂岩中丰富的油气显示和可动油流指示油气勘探前景广阔。     

塔里木盆地塔中低凸起志留系油气成藏机理初探

塔里木盆地塔中低凸起是在早加里东期的早奥陶世末期沉积隆起背景上,形成于晚加里东期的早古生界残余古隆起。该区广泛分布的志留系沥青砂岩形成于油气运移聚集过程中而非油气成藏以后。志留系捕集油气经历了油气聚集－破坏－再聚集的复杂过程。志留系的有利油气聚集区是塔中低凸起的西北倾没部位。      

塔里木盆地志留系划分、对比及其地质意义

通过实测盆地西部柯坪地区志留系露头剖面,将志留系划分为下志留统柯坪塔格组、塔塔埃尔塔格组、中-上志留统依木干他乌组,其中柯坪塔格组可细分为柯坪塔格组下段、中段和上段,塔塔埃尔塔格组细分下段和上段;并识别出6个地层对比标志层。塔中隆起缺失柯坪塔格组下段和中段,塔北隆起英买力地区缺失柯坪塔格组下段,满加尔凹陷及塔东地区柯坪塔格组发育齐全,塔中、塔北等地区依木干他乌组保存不全。柯坪地区、塔北地区以滨岸-浅海相碎屑岩沉积为主,塔中以河口湾-潮坪沉积为主,塔东以陆相河流-辫状河三角洲粗碎屑沉积为主。综合分析认为,志留系沉积前塔中和塔北是个继承性隆起,沉积古地貌东高西低,海侵从西北向东南,地层由西北向东南超覆,后期抬升导致志留系上部地层剥蚀,志留系独特的沉积特征显示了古地貌特征、物源方向和海侵方向。     

塔北-塔中区域构造地质大剖面解析及古隆起成因新解

塔北隆起和塔中低凸起是塔里木盆地十分重要的油气战略区带,研究和对比二者之间的地层系统、断裂特征和地质结构差异,对下一步的石油勘探研究具有积极意义。为了揭示两个古隆起的地质结构和成因机制,选取了一条过塔里木盆地中部的南北向区域构造地质剖面,结合最新的钻井、测井和地震资料,利用断层相关褶皱理论,对其进行了精细解析和刻画。研究结果表明：塔北隆起和塔中低凸起是受控于基底大型断层转折褶皱的古生代古隆起,由南向北的挤压应力所产生的地层位移,被塔中低凸起吸收后继续经满加尔凹陷向塔北地区传递,最终被塔北隆起吸收,加里东中晚期—海西早期是两个古隆起形成的主要时期。塔北隆起后期因南天山褶皱带的冲断作用而遭受破坏,古生界和中生界遭受大范围剥蚀,新生界自北向南加厚,断层转折褶皱前翼难以识别,塔中低凸起古生界构造运动强烈,中新生界未发生大规模断裂活动,古隆起形态稳定。     

塔里木盆地哈6井石炭系、志留系砂岩自生伊利石K-Ar、Ar-Ar测年与成藏年代

利用自生伊利石K-Ar、Ar-Ar测年技术对塔里木盆地哈6井石炭系、志留系砂岩油气藏的成藏年代进行测定与研究。哈6井石炭系角砾岩段自生伊利石K-Ar年龄为86 Ma,相当于晚白垩世,表明为燕山晚期成藏;志留系沥青砂岩自生伊利石K-Ar年龄为125 Ma,相当于早白垩世晚期,表明为燕山中晚期成藏。石炭系、志留系砂岩是塔里木盆地的重要储层,广泛分布于塔中隆起、北部坳陷和塔北隆起,已知的自生伊利石年龄范围分别是：石炭系东河砂岩为231~285 Ma,志留系沥青砂岩为204~383 Ma。与塔里木盆地其他地区相比,本次研究的哈6井石炭系、志留系砂岩的自生伊利石年龄明显偏小,表明哈6井石炭系、志留系油气藏的成藏期明显偏晚,对其勘探意义应该开展深入研究。哈6井石炭系、志留系砂岩自生伊利石的Ar-Ar年龄分别为148~159 Ma和189~195 Ma,与其K-Ar年龄相比明显偏老,可能不具有明确的地质意义,更不能反映油气注入事件和代表成藏期,快中子照射过程中的 ³⁹Ar 反冲丢失是其主要原因。     

要素匹配成藏模式在塔里木盆地的应用

塔里木盆地志留系分布面积广,是主要的油气产层之一。该目的层油气来源多样,油气藏经历多期成藏和调整改造,类型复杂,导致该层系油气藏分布预测十分困难。根据国家973项目"中国典型叠合盆地油气形成富集与分布预测"中提出的叠合盆地多要素匹配成藏模式(T-CDMS),预测塔里木盆地志留系为有利成藏领域。首先建立各主控因素与油气藏之间的数学模型,然后定量评价4大主控因素(区域盖层C,沉积相D,古隆起M,烃源岩S)单独作用时的控藏范围和概率,在此基础上,按照多地质要素匹配模式原理预测了四大要素综合作用下的油气成藏概率和成藏范围。结果表明:志留系最有利区为孔雀河斜坡、英吉苏凹陷西部和满加尔凹陷周缘;有利区主要分布在塔北隆起英买力构造带和塔中隆起部分地区;巴楚隆起部分地区成藏可能性相对较小。     

构造不整合的分布样式及其对地层圈闭的制约——以塔里木盆地中泥盆世末为例

中泥盆世末构造不整合是塔里木盆地最重要的不整合之一,是早海西构造变动的产物.这一不整合在盆地内分布十分广泛,从隆起区向洼陷区表现为叠合不整合、高角度不整合、微角度不整合、平行不整合至整合.在塔北、塔中等地区对下伏地层削蚀强烈,不整合之后又伴随着晚泥盆世东河砂岩的沉积上超,形成多个削蚀不整合三角带和上超不整合三角带.不整合的分布和结构样式反映了构造运动的结果,同时对有利地层圈闭发育分布具有明显的制约作用,削蚀不整合三角带是寻找志留系岩性地层圈闭的有利区,上超不整合三角带是寻找泥盆系东河砂岩岩性地层圈闭的有利区.     

Mechanism of Silurian Hydrocarbon Pool Formation in the Tarim Basin

There are three formation stages of Silurian hydrocarbon pools in the Tarim Basin. The widely distributed asphaltic sandstones in the Tazhong (central Tarim) and Tabei (northern Tarim) areas are the results of destruction of hydrocarbon pools formed in the first-stage, and the asphaltic sandstones around the Awati Sag were formed in the second-stage. The hydrocarbon migration characteristics reflected by the residual dry asphalts could represent the migration characteristics of hydrocarbons in the Silurian paleo-pools, while the present movable oil in the Silurian reservoirs is related to the later-stage (the third-stage) hydrocarbon accumulation.     

塔中隆起志留系沥青砂岩油气储层自生伊利石K-Ar同位素测年研究与成藏年代探讨

据自生伊利石K-Ar同位素测年技术对塔中隆起志留系沥青砂岩油藏成藏年代的测定,并与孔雀河地区进行对比.塔中隆起及孔雀河地区志留系沥青砂岩的自生伊利石年龄为383.45～203.96 Ma,表明主要为晚加里东—早海西期和晚海西期成藏,位于盆地边部的乔1井、孔雀1井及龙口1井、英南2井相对较早(383.45～271.20 Ma),主要为晚加里东—早海西期成藏,位于盆地中心的塔中37井、塔中67井、塔中12井及塔中32井相对较晚(203.96～235.17 Ma),主要为晚海西期成藏,部分井如塔中23井、塔中30井相对较早(293.54和296.31 Ma),为早海西期成藏.自生伊利石年龄与沥青砂岩厚度具有较好的对应关系,说明古构造格局可能是主要的成藏控制因素之一,位于沉降中心及其周围的古油藏如乔1井、孔雀1井成藏较早.测年结果不仅与油气系统等常规油气成藏史研究成果基本一致,而且还进一步反映了油藏形成时间上的差异.     

塔里木盆地塔中地区奥陶系油气成藏主控因素及勘探选区

通过对塔中地区钻遇奥陶系的60余口探井油气成藏及失利原因的综合分析,提出该区奥陶系油气成藏的主控因素为:①中、上奥陶统(相当于黑土凹组—萨尔干组的层位)主力烃源岩控制了塔中地区的油气分布,其主要分布于塔中凸起北部斜坡区;②4套碳酸盐岩储层(志留纪—泥盆纪古潜山岩溶储层、中奥陶世晚期—晚奥陶世早期古潜山岩溶储层、上奥陶统良里塔格组棚缘礁滩体埋藏溶蚀储层及下奥陶统内幕白云岩储层)的分布及其非均质性对成岩—岩性圈闭油气藏的形成起到了至关重要的作用;③二叠纪—早三叠世是塔中地区现今工业性油藏的主要成藏期;④圈闭及其封盖—保存条件决定了油气藏的规模。针对塔中地区奥陶系油气勘探选区及勘探步骤,提出具体的勘探工作可分3个层次进行:①近期主攻塔中I号断裂带南侧良里塔格组棚缘礁滩体成岩圈闭特大型岩性油气藏,兼探中央断垒带东段(塔中401—塔中9井区)下奥陶统古潜山岩溶储层油气藏;②对塔中10号构造带及其与中央断垒带之间的中奥陶世晚期—晚奥陶世早期形成的下奥陶统鹰山组中上部古潜山岩溶储层油气藏及塔中1—塔中7—塔中48井区下奥陶统古潜山岩溶储层油气藏进行勘探;③在存在沟通油源断裂的前提下,对满加尔凹陷区上奥陶统浊积砂岩—陆棚—三角洲—滨岸潮坪砂岩的构造及岩性圈闭油气藏进行勘探。     

塔里木盆地塔中地区志留系层序格架、砂体类型与油气藏分布

塔中地区志留系由下至上发育有柯坪塔格组上段、塔塔埃尔塔格组和依木干他乌组,主要岩石类型为灰色、灰白色中细粒砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩与绿灰色、浅灰色、灰色粉砂质泥岩、泥岩,总体上为滨岸(海滩、潮坪)—浅海陆棚沉积体系,发育有滨岸海滩、潮坪、浅海砂坝、陆棚砂等砂体类型,其中滨岸海滩、浅海砂坝、陆棚砂等砂体主要发育于柯坪塔格组上段下部,潮坪砂体主要发育于柯坪塔格组上段上部及塔塔埃尔塔格组和依木干他乌组。发育退积型、加积型和进积型三种准层序组类型,不同准层序组叠加构成了志留系三个三级层序,从层序对比分析可看出塔中志留纪海侵是由西北向东南方向逐步上超的过程。砂体主要发育于海侵体系域(TST),最好的储层位于最大海泛面附近,即海侵体系域上部和高水位体系域的下部是海相砂体的最佳发育场所。志留系油气显示及沥青砂岩分布的层段主要分布在三级层序的最大海泛面附近,油气藏类型为由多个层状砂岩透镜体在垂向和平面上叠置的岩性油气藏和受构造控制的断背斜油气藏。