超深层碳酸盐岩层系硅质岩储层表征与评价——以塔里木盆地塔深6井为例

塔里木盆地塔深6井揭示了奥陶系蓬莱坝组发育一定厚度的硅质岩储层,其储层发育特征与油气储集性能是当前研究焦点之一。基于岩性、电性响应特征,开展了详细的岩心观察描述、X衍射、显微岩石学分析和储集性能等储层表征与评价。分析结果表明,塔深6井硅质岩储层比同层系白云岩具有更高的孔隙度,超过7 400 m埋深下孔隙度平均值高达13.5%;主要由微晶石英组成,石英含量高达83.0%~93.7%,另有少量粘土、方解石和白云石等其他矿物。储集空间主要为石英晶间微孔隙,分布相对均一;孔隙直径多为1~10 μm,其次为0.1~1 μm,主要喉道直径为10~100 μm。原油加压饱和离线核磁共振实验研究表明,0.1~10 μm孔隙是硅质岩储层的主要储油空间,且总孔隙度越大可容纳的原油总量越大。塔深6井硅质岩储层与白云岩互层接触关系及与硅质结核的共生关系、显微层理结构特征、初始高孔隙度特征均表明其为沉积与成岩作用的共同产物,形成于台地内局部相对深水区。地震反射特征揭示储集体分布南北长约300 m、东西宽约200 m。硅质岩储层的发现对认识塔里木盆地早奥陶世碳酸盐岩台地内部结构差异性具有重要意义。     

塔里木盆地奥陶系蓬莱坝组-鹰山组沉积特征

利用塔里木盆地30余口钻井录井、岩心以及薄片资料,结合地震资料分析,在塔里木盆地奥陶系中下统蓬莱坝组-鹰山组识别出局限台地、开阔台地、台地边缘、台缘斜坡、缓坡和盆地6种沉积相,进一步识别出台坪、台内滩、浅水缓坡等沉积亚相类型。在巴麦、塔中、塔北地区,蓬莱坝组-鹰山组上段云岩含量自下而上逐渐降低,由局限台地逐渐过渡为开阔台地;在麦盖提斜坡地区,受海平面上升的影响,形成泥质含量不断增加的缓坡沉积,在满加尔坳陷地区,发育欠补偿盆地。在清楚认识单井相的基础上结合地震相特征绘制蓬莱坝组-鹰山组沉积相平面图,结合区域构造演化背景,建立塔里木盆地蓬莱坝组-鹰山组的沉积模式。     

塔里木盆地蓬莱坝组原型盆地特征及地质意义

构造-岩相古地理对塔里木盆地下奥陶统蓬莱坝组白云岩储层的分布具有重要的控制作用。当前研究认为其具有"西台东盆"的古地理格局,但对该时期塔西台地内是否存在分异、该时期末期塔西台地是否发生暴露等问题依然存在争议。利用最新的露头、钻井及地震资料,结合盆地与造山带(下文简称盆山)的演化,由点—线—面对沉积充填实体进行分析,重建了塔里木盆地蓬莱坝组的构造-岩相古地理,并探讨其油气勘探意义。研究表明:蓬莱坝组沉积时期,塔里木盆地西部和东缘为浅水台地相,东部为深水盆地相,台地与盆地之间以斜坡相过渡。塔西台地内沉积出现分异:顺南地区发育潮下高能颗粒灰岩,间歇性地受到风暴浪的改造;而其他大部分地区为潮间—潮上带白云岩沉积。该时期塔里木盆地处于稳定伸展构造环境,台地建造作用显著,其构造-岩相古地理具有"两台夹一盆"的格局,并在塔西台地内分异出顺南开放式台内洼地。该台内洼地与广海连通性好,沉积水体比局限台地深,水体能量较高。由于相对海平面的下降,该组在沉积末期遭受了短暂的暴露溶蚀改造,具备成为优质储层的潜力,其中,塔中和古城地区为蓬莱坝组白云岩储层勘探优选区,顺南地区为蓬莱坝组颗粒滩储层勘探优选区。该研究有利于深化对蓬莱坝组沉积时期盆地构造-岩相古地理和盆山耦合关系的认识,推动蓬莱坝组碳酸盐岩的油气勘探。     

塔中北斜坡中-下奥陶统碳酸盐岩沉积储层特征及地质模式

基于大量钻井取心及岩心薄片观察,成像测井、录井等资料分析及三维地震资料解释,在厘定塔里木盆地塔中北斜坡中-下奥陶统鹰山组和蓬莱坝组地震层序格架基础上,对其进行沉积古地貌恢复及储层研究,进而建立了相应的台地演化模式、储层演化模式及地质模式。该区蓬莱坝组沉积期为缓坡台地沉积模式,鹰山组沉积期为弱镶边台地沉积模式;其储层发育受沉积控制作用较强,与三级或四级层序界面暴露溶蚀及埋藏流体溶蚀关系密切,呈现准层状和孔洞型储层发育、沉积地貌分异小等特点;蓬莱坝组层(块)状白云岩是下步重要的勘探领域。     

塔里木盆地古城4井区上寒武统—奥陶系储集层特征

根据岩心、薄片资料,结合区域地质背景,研究塔里木盆地古城4井区上寒武统一奥陶系沉积相特征和储集层特征,进而指出古城坡折带的勘探潜力和方向.研究表明,古城4井区上寒武统为台地边缘上斜坡垮塌沉积,奥陶系蓬莱坝组、鹰山组和一间房组为台地前缘浅缓坡中低能砂屑滩与灰泥丘相沉积,吐木休克组为台地前缘深水缓坡瘤状灰岩沉积,却尔却克组为斜坡-深水陆棚-超补偿浅水盆地沉积;古城4井上寒武统白云岩受沉积环境、白云岩化和构造裂缝影响,储集层物性较好;而奥陶系灰岩原生孔隙发育差,且多期胶结作用充填了大部分原生孔隙,属于非储集层;古城4井以西、以北地区为中、下奥陶统高能滩体和有利储集层发育的部位.图8表1参22     

塔里木盆地轮古地区轮深2井蓬莱坝组沥青浸染样式

摘要：在塔里木盆地轮古地区,轮深2井下奥陶统蓬莱坝组岩心存在大量的沥青浸染。通过详细观察下奥陶统蓬莱坝组两个回次的岩心,认为存在6种类型的沥青浸染样式。它们分别是：沿着水平纹层浸染、沿着微裂缝纹层复合浸染、沿着裂缝浸染、沿着溶孔浸染、沿着压溶裂缝浸染以及沿着拉分空间块状浸染。不同类型的沥青浸染样式具有不同的成因以及油气富集意义。这些现象说明蓬莱坝组曾经有过油气充注历史,由于富集空间类型的差异使得沥青样式出现不同类型。通过轮深2井蓬莱坝组白云岩的沥青浸染样式分类以及储层成因意义分析,可以为该地区白云岩储层精细表征提供地质依据。研究认为硅质岩是导致蓬莱坝组钻时增大的主要原因,同时蓬莱组实际取心沥青浸染样式可以说明之前预测的“串珠”状白云岩储层不是有利储层。     

塔中GL1井奥陶系地质特征及其含油气性分析

中石化西部新区GL1井钻探揭示,塔中卡4区块上奥陶统却尔却克组岩性主要为陆相巨厚层状灰色泥岩,恰尔巴克组至下奥陶统蓬莱坝组岩性主要为海相巨厚层状灰色、深灰色灰岩及白云岩,油气显示集中在下奥陶统鹰山组～蓬莱坝组裂缝发育段,有着良好的油气勘探前景。     

深埋藏阶段白云岩化作用及其对储层的影响——以塔里木盆地下古生界白云岩为例

塔里木盆地下古生界在地质历史中相当长的时间处于深埋藏环境,明确深埋藏阶段白云岩形成/改造过程及其对储层的影响,对深层白云岩油气勘探有重要意义。以塔里木盆地台地相区寒武系和下奥陶统蓬莱坝组白云岩为研究对象,以岩石学和地球化学为主要手段,取得2点认识:一是下古生界绝大多数白云岩在浅埋藏阶段及以前就已经形成,进入深埋藏阶段,受残余蒸发卤水和热液2类流体的影响局部发生白云岩化,形成中—粗晶它形白云岩;二是深埋藏白云岩化作用通常表现为早期形成白云石的重结晶,晶体变大,加之较高的地层温度会造成白云石的过度生长,所以会堵塞原有的孔隙,是一种破坏性的成岩作用。     

塔东隆起带震旦系古油藏的发现及勘探意义

针对塔东隆起带震旦系油气成藏的问题,利用近年来新采集的二维地震、钻井等资料,对塔东隆起带震旦系进行研究。结果表明：塔东隆起带震旦系水泉组发育碳酸盐岩台地-缓坡相沉积,早期台地相沉积环境更有利储层发育;在东探1井震旦系水泉组下部台地相白云岩地层中发现了60m连续分布的储层沥青,表明震旦系发育有古油藏。东探1井震旦系古油藏是塔里木盆地首次在震旦系发现古油藏,该发现说明震旦系经历了油气成藏过程,沥青分布特征表明沉积相带与岩溶作用对古油藏具有一定的控制作用。该研究开拓了塔里木盆地新的勘探层系,为塔里木盆地震旦系油气勘探提供部署依据。     

塔里木盆地西北缘中下奥陶统碳酸盐岩沉积微相特征及演化

经过对塔里木盆地西北缘巴楚大阪塔格、巴楚达吾孜塔格和柯坪水泥厂等3条野外露头剖面实地考察,获得大量手标本及镜下薄片资料,在此基础上,围绕中—下奥陶统鹰山组至一间房组沉积微相特征及演化开展精细研究。结合手标本宏观沉积结构及镜下微观特征描述,分别识别出11种灰岩沉积微相类型和6种白云岩沉积微相类型。不同沉积微相以特定的相序组合成中高能厚层台缘浅水生物礁、潮坪内碎屑滩、开阔台地粒屑浅滩,中—低能局限台地滩后砂屑滩—滩间海薄互层、开阔台地生屑滩,低能薄层台内滩间海及干旱—半干旱局限台地中厚层云坪等7种主要的微相组合,反映出特定的沉积环境和生物建造特征,指示了研究区中—下奥陶统整体由干旱—半干旱局限台地、云坪向开阔台地及台地边缘转化,据此归纳出一间房组台缘高能礁滩相沉积、鹰二段台内内碎屑滩沉积和鹰三段、鹰四段云坪沉积等3套有利储集相带为下步勘探优先攻关方向。     

塔里木盆地S76井与TZ62井奥陶系礁滩相储层发育差异性对比

塔里木盆地奥陶系一间房组和良里塔格组礁滩相带是重要的油气勘探领域。塔河地区S76井一间房组礁滩处于台内缓坡之上,属于台内礁滩相;而塔中地区TZ62井良里塔格组礁滩处于陡坡型台地边缘,为台缘礁滩相。通过准层序类型分析,认为两口井有六种准层序样式,但是处于不同构造位置。相比S76井而言,TZ62井的准层序对海平面变化的响应更迅速,准层序厚度更小。而通过层序结构分析,认为S76井的台内礁滩相主要发育在准层序组的高位体系域内,即基准面下降半旋回;而TZ62井台缘礁滩相处于准层序组的海侵体系域,即基准面上升半旋回。正因为如此,S76井的礁滩相呈进积式增长,礁滩厚度薄、沉积相相变速率快;而TZ62井沉积可容纳空间较稳定,礁滩相呈加积式增长,礁滩厚度大、沉积相相变速率变慢。两口井目的层段均处在一个三级层序的基准面上升旋回中,岩石类型分别以颗粒灰岩为主和以泥灰岩为主。因此,通过台内礁滩相和台缘礁滩相的岩性组合、沉积相和层序地层的相互比较可以得出,由于受构造位置和受海平面影响,不同相带的礁滩在层序地层中发育模式不同,从而导致不同礁滩的岩性、厚度以及发育规模存在差异。     

塔河油田原油沥青质包裹烃地球化学特征及油源判识

为解决塔里木盆地塔河油田的油源争议问题,选择该油田主体区TK772井原油,对原油和沥青质温和氧化产物包裹烃的地球化学特征进行了对比研究。结果表明,沥青质包裹烃具有正构烷烃偶碳优势、姥植比低、C29藿烷/C30藿烷低、C35藿烷/C34藿烷低、成熟度低、Ts/（Ts+Tm）高和伽马蜡烷指数高等特点,说明其母源形成于局限台地、高盐度、强还原、水体分层的蒸发岩环境,代表了塔河油田最早期充注原油的特征。而TK772井原油的饱和烃生物标志化合物特征则与沥青质包裹烃明显不同,反映其母源形成于水体开阔、盐度较低的碳酸盐岩沉积环境,代表了塔河油田主体区多数原油的特征。根据这些新的地球化学证据,结合前人关于塔北地区烃源岩分布与沉积相关系的研究结果,认为塔河油田存在3期成藏,第一期是寒武系台内凹陷蒸发岩烃源岩的贡献,第二期是上奥陶统碳酸盐岩烃源岩的贡献,第三期是塔河外围晚期高熟轻质油充注。     

巴楚—麦盖提地区主要油气藏原油地球化学特征及油源探讨

巴楚—麦盖提地区是重要的油气聚集区。玉北地区玉北1井在奥陶系鹰山组测试获25.2 m3/d的海相工业油气流。玉北奥陶系油藏与巴什托（普）油气田的原油是否同源是困扰该地区油气勘探并急需解决的问题之一。通过玉北1井、巴什托（普）主要油气藏（田）的原油地球化学特征研究、油—油对比、油源对比等综合分析,并类比塔河奥陶系原油进行了巴楚—麦盖提地区主要油气藏原油地球化学特征及油源探讨分析。综合研究认为玉北地区奥陶系的原油地球化学特征与塔河奥陶系原油相近。通过烃源有机相类比,认为玉北地区奥陶系原油可能来自塔西南地区中下寒武统斜坡相烃源岩;巴什托轻质油推测主要来自盆地—陆棚相寒武系烃源岩,部分来源于海陆交互相石炭系。      

塔里木盆地东部中-上奥陶统却尔却克组海相碎屑岩中的有效烃源岩

对塔里木盆地东部中 上奥陶统却尔却克组碎屑岩中多个泥岩样品的热解有机碳分析、英东2井岩心详细描述及多条二维地震剖面的综合解释表明,在巨厚的却尔却克组碎屑岩地层的中下部存在一套累计厚度约100m的海相烃源岩。这套烃源岩总有机碳含量可达1.23%;具有较高的自然伽马值和低电阻率值;在地震剖面上具明显的强相位反射特征。该套烃源岩在塔里木盆地东部均有分布,向东、西两方向分别超覆尖灭于罗西台地边缘和古城-轮古东台地边缘,在南北方向上,分别断失在车尔臣断裂、孔雀河断裂发育处,其中西北缘超覆在孔雀河斜坡处。却尔却克组海相烃源岩是在海侵背景下,大规模海底扇发育间歇期,水体相对安静时沉积的一套深水陆棚-盆地相泥岩。     

塔里木盆地玉北地区奥陶系储层类型及主控因素

对塔里木盆地玉北地区奥陶系钻井岩心、岩石薄片、铸体薄片及测井资料的详细分析,认为该地区奥陶系碳酸盐岩储集空间以孔洞、裂缝为主,主要发育4种储层类型:孔洞-裂缝型、裂缝型、孔隙-孔洞-裂缝型和孔隙-孔洞型。鹰山组上部储层受多期暴露不整合面和中高角度裂缝控制,而鹰山组下部及蓬莱坝组储层与白云石化作用及层间低角度缝发育关系密切。综合分析认为断褶翼部是下奥陶统鹰山组上部缝洞型储层发育有利区;过胜和2井EW向断裂带及东部的NE向断裂带附近是鹰山组下部-蓬莱坝组孔隙-孔洞型白云岩储层分布有利区。     

塔里木盆地东部古城—肖塘地区寒武纪—奥陶纪台地类型、演化过程及有利储集相带

基于岩心、岩石薄片和地震资料分析,对塔里木盆地东部（塔东）古城—肖塘台地—盆地过渡区寒武纪—奥陶纪碳酸盐岩台地类型、演化过程及其油气勘探潜力进行了系统研究。从盆地构造演化、岩性特征、地震相特征等方面详细分析了不同时期碳酸盐台地边缘的类型及特征,建立了4种碳酸盐岩台地边缘类型及沉积模式。寒武系纽芬兰统—黔东统肖尔布拉克组—吾松格尔组沉积期为匀斜碳酸盐岩缓坡,有利储集相带为古隆起围斜部位的浅缓坡微生物丘滩;寒武系苗岭统为镶边碳酸盐岩台地,发育加积型丘滩体,有利储集相带为古地貌高点的丘滩体核部及丘坪滩体;寒武系芙蓉统发育弱镶边碳酸盐岩台地,丘滩脊和前积滩体为有利储集相带;下奥陶统蓬莱坝组—鹰山组三段沉积期为远端变陡的碳酸盐岩缓坡,浅缓坡上部的白云石化滩为有利储集相带;中奥陶统鹰山组二段—一间房组沉积期为弱镶边开阔台地,有利储集相带为古地貌高点的泥粒灰岩滩及礁滩相;晚奥陶世演化为淹没台地。受构造运动和海平面变化影响,塔东古城—肖塘台地—盆地过渡区寒武纪—奥陶纪碳酸盐岩台地经历了"缓坡—镶边台地—缓坡—弱镶边开阔台地"的演化过程。苗岭统—芙蓉统镶边台缘带丘滩、蓬莱坝组—鹰山组三段远端变陡缓坡白云石化滩、鹰山组二段—一间房组弱镶边开阔台地颗粒灰岩滩是近期增储上产的3类现实勘探领域,纽芬兰统—黔东统肖尔布拉克组—吾松格尔组匀斜缓坡微生物丘滩、苗岭统—芙蓉统斜坡重力流是2类潜在的风险勘探领域。