塔里木盆地奥陶系礁滩体特征与油气勘探

塔里木盆地奥陶系生物礁主要分布于塔中、巴楚、轮南地区,层位主要分布在中—晚奥陶世一间房组、良里塔格组,岩性以粘结岩、障积岩、格架岩为主。一间房组生物礁规模小,造礁群落以托盘—海绵、菌藻类为主;良里塔格组生物礁规模较大,造礁群落以珊瑚—层孔虫—钙藻为主,是目前我国发现珊瑚—层孔虫造礁群落最早的礁体。塔中Ⅰ号坡折带发育大型礁滩复合体,存在礁丘、灰泥丘、各种粒屑滩微相,有格架岩、粘结岩、砂砾屑灰岩、砂屑灰岩等,在纵向上礁丘、灰泥丘及粒屑滩多旋回发育,形成礁滩复合体,厚度巨大,最厚达300余米,在地貌上呈丘状凸起;礁滩复合体横向上沿坡折带规模分布,主体在塔中24井—塔中82井一带,东西长达220km。礁滩复合体发育优质孔洞层,溶蚀孔洞、残余粒间孔、骨架孔、构造缝是主要的储集空间,多期礁滩体储层纵向叠置、横向连片。塔里木盆地碳酸盐岩坡折带发育,有利勘探面积大,已经发现塔中礁滩型大油气田;轮古东、英买力南斜坡、满西坡折带等区带都是寻找礁滩型油气田的重要领域。     

中2井良里塔格组礁滩序列及台缘地质结构

中2井为塔中南坡上奥陶统良里塔格组第一口探井,基于岩心、岩石薄片和三维地震资料的礁滩组合序列建立及塔中南坡台缘地质结构的解析,对于探明该区地质特征、指导下一步勘探具有重要意义。中2井良里塔格组垂向上整体表现为7个中—高能粒屑滩与礁丘、灰泥丘,夹薄层滩间的沉积旋回,整体沉积能量较高;发育粒屑滩→灰泥丘→礁丘→粒屑滩（组合A）,滩间→粒屑滩→灰泥丘→粒屑滩（组合B）,滩间→粒屑滩→礁丘→粒屑滩（组合C）,滩间→粒屑滩（组合D）4种典型的礁滩微相组合序列模式,以组合B和组合D为主。塔中南坡台缘地质结构与北坡东段相似,为一典型的沉积陡坡型台地边缘,但其台缘带更宽,为4~6 km,台缘内带礁滩相展布范围大;中2井位于台缘与前缘斜坡的相变部位,礁前或台缘上紧邻台缘斜坡的位置,单个礁/丘发育规模较小,造礁生物破碎较严重,礁（丘）滩相主体位于中2井靠台缘内带一侧,建议后期勘探应转向这一区域。     

塔里木盆地塔中地区生物礁特征及分布

塔里木盆地塔中地区中、上奥陶统发育多种类型生物礁，主要造礁生物包括海绵、托盘类、层孔虫、珊瑚、隐藻类、苔藓虫、蓝绿藻、绿藻、管孔藻科红藻等，主要礁体类型为灰泥丘和少量的骨架礁、障积礁。分析钻探揭示的生物礁特征，结论是灰泥丘主要形成于棚内及棚缘内带环境，骨架礁与障积礁主要形成于棚内与棚缘环境。通过沉积相分析和地震反射特征研究，预测塔中地区的陆棚边缘相带和塔中北部斜坡的中部地带，有望找到带状或断续带状分布的生物礁带。塔中1号断裂西墙的顺托果勒西区块已发现6个地震异常反射体，从其发育层位、所处环境和内部反射特征来看，极可能是生物礁丘。图2表2参6     

塔中地区奥陶系良里塔格组礁滩的化石记录和生长序列

根据沉积背景和岩石学特征分析,塔中地区奥陶系良里塔格组中可划分出3 类礁建造：格架礁、礁丘和灰泥丘,其中化石丰富,具有承前启后的重要作用。造礁生物有菌藻、钙藻、珊瑚、海绵、苔藓虫和层孔虫等,附礁生物有介形类、腹足类、腕足类和棘皮类等。在生物礁的演化阶段上,发育完整的造礁生物生长序列,出现拓殖期—泛殖期—衰亡期的阶段演化;礁的生长过程中,生物属种、含量和组合特征均表现出明显的演替。通过分析认为,塔中地区生物礁单个礁体厚度大、发育旋回多,多期礁滩组合规模大,礁体微相发育完善,沿台地边缘成群、成带分布。生物礁和粒屑滩组合发育形成大型的礁滩复合体,为形成大型礁滩型油气藏奠定了良好的基础。     

大南盘江地区泥盆—二叠系生物礁特征及其控制因素

大南盘江地区泥盆系—二叠系生物礁广泛分布,纵向发育泥盆纪礁、石炭纪礁滩、二叠纪礁三套生物礁。按其发育的古地理位置可分为台内礁、台缘礁、斜坡礁、丘台礁四种类型。根据成礁作用不同,可分为造架生物、粘结生物、障积生物、附礁生物四种类型。不同时期、不同类型生物礁在造礁生物、成礁环境、礁体类型、礁体形态、发育的规模等方面均具有一定的差异性,其生长与发育受古地理、古环境、相对海平面升降、古隆起及造礁生物的兴衰多方面控制。图8表1参7     

塔里木盆地塔中地区中、上奥陶统生物礁滩特征及储集体预测

塔里木盆地塔中地区中、上奥陶统发育生物礁濉，主要包括生物礁、生屑濉和灰泥丘3种，在测井曲线上表现为低自然伽马、低声波时差和高电阻率性质，在地震反射记录上有直接或间接特征。纵向上礁滩发育分为两个期次，由早期礁滩向晚期丘滩转化，并有向台内迁移的趋势；平面上多呈带状分布于构造发育带、断层上盘、台地边缘、古地貌凸起、台内缓坡以及地貌坡折带附近。早期礁濉主要分布于塔中1号断裂带附近的台缘相，在Z1井-TZ23井的台内低隆处见台内礁濉，偶见台内点礁（TZ35井），在地貌上发育于古凸起、台内缓坡或者地貌变化坡折带；晚期丘濉主要分布于10号断裂带附近的台缘相，在台内低隆亦见台内滩（TZ23井-Z1井），古地貌上发育于塔中凸起或台内低隆等部位。图4表1参10     

四川宣汉盘龙洞生物礁古油气藏油气源分析

盘龙洞生物礁古油气藏位于四川省宣汉县鸡唱乡盘龙洞,是一个海绵礁古油气藏;大地构造位置上位于四川盆地东北边缘,属米仓山—大巴山前缘地带。地层层位为上二叠统长兴组,厚度约80 m。岩性主要为浅灰色块状海绵障积岩和海绵骨架岩;造礁生物主要为房室海绵、水螅、苔藓虫等。生物礁及其上下地层中均含有大量的沥青,主要分布于礁核的骨架岩、障积岩和礁盖的白云岩中。通过对盘龙洞生物礁古油气藏的实地考察,结合测试结果和室内综合分析,推断该古油气藏先期为原油充填,后来一部分裂解为天然气,一部分氧化形成沥青;油气源来自于长兴组本身烃源岩的可能性较大,不排除混源的可能。     

川东南地区下志留统石牛栏组岩相古地理及生物礁滩发育特征

基于露头、岩心、钻井及测井等资料,对川东南地区下志留统石牛栏组岩相古地理及生物礁滩发育特征进行了详尽分析。结果表明：(1)石牛栏组可划分为2个三级层序,每个三级层序下部发育海侵体系域,上部发育高位体系域;(2)石牛栏组可划分为三角洲、局限台地、台地边缘浅滩、台地边缘生物礁、台地边缘缓坡和陆棚相沉积;在层序格架内,编制岩相古地理图,台地边缘浅滩和生物礁相主要发育在层序SQ1高位体系域和层序SQ2,岩性主要为生物礁灰岩和生屑灰岩;(3)研究区主要发育3期台地边缘生物礁、滩,第一期为层序SQ1高位体系域,第二期为层序SQ2海侵体系域中下部,第三期为层序SQ2高位体系域中上部,其中第二期发育规模最大;(4)台地边缘生物礁滩发育主要受海平面升降、古隆起和陆源碎屑物质输入共同控制,海平面升降控制生物礁滩纵向上发育厚度及向台缘迁移。黔中古隆起抬升使海岸线向北迁移,从而迫使生物向北迁移,雪峰古隆起提供的陆源碎屑物质造成生物逃亡或死亡,一定程度上限制了生物礁滩发育。     

塔中16-44井区上奥陶统台缘礁滩体沉积特征

塔里木盆地塔中16-44井区在晚奥陶世良里塔格组沉积时期处于碳酸盐台地的边缘,发育粒屑滩、礁丘、灰泥丘及滩间海等亚相,不同沉积微相组合的礁滩复合体为重要的沉积体类型。研究表明,区内礁沿台缘成群、成带分布,中低能砂屑滩位于礁主体的内侧;礁和与之呈伴生的生屑滩、生物砂砾屑滩为本区优质的储集岩相,而礁后单独发育的中低能砂屑滩则不易形成优质的储集层。礁及与之相伴生的生屑滩、生物砂砾屑滩是油气勘探的重要目标。     

礁滩储集层类型、特征、成因及勘探意义——以塔里木和四川盆地为例

以塔里木盆地和四川盆地多层段发育的礁滩体解剖为例,研究不同类型礁滩储集层孔隙成因和非均质性,分析其有效储集层分布规律。礁滩储集层可分为生物礁和颗粒滩两大类:前者与生物格架有关,多形成镶边台缘,可细分为台缘生物礁和台内生物礁储集层;后者与生物格架无关,在缓坡型碳酸盐台地多受海平面升降控制,由滩体迁移形成广布的颗粒滩,在陡坡环境有台缘颗粒滩和台内颗粒滩之分。礁滩体储集空间主要形成于同生期和埋藏期两个阶段,同生期孔隙受原岩骨架和与层序界面有关的溶蚀作用控制,而埋藏期孔隙发育和分布则与同生期孔隙发育和分布密切相关,具有继承性。礁滩储集层具强烈非均质性,有效储集层分布比较复杂,对礁体而言,向上变浅旋回顶部的台缘礁和与礁共生的生物滩是孔隙发育主体,独立滩体向上变浅旋回顶部发育的颗粒滩也是孔隙发育主体,且与致密层间互分布。总体而言,颗粒滩储集层规模大于且物性好于生物礁储集层。     

生物礁的定义和分类

本文讨论了当前生物礁研究中有关概念和术语问题。在此基础上对生物礁的定义作了重新厘定,提出以成分结构为主的生物礁综合分类命名方案。     

南盘江地区二叠系生物礁岩特征、成岩作用及与油气的关系

本区生物礁据其所处的地理位置、出露的平面形态以及礁组合特征,可分为三种类型;台地边缘线状礁、台丘边缘马蹄形礁和点礁。主要的礁岩类型为骨架岩、粘结岩、伟积岩和礁块角砾岩。造礁生物依据其对成礁作用的不同可分为造架生物、联结生物和附礁生物。二叠纪生物礁具有海进成礁,海退消亡,在时间上有多个成礁期,在空间上有多个礁体不断位移之特点。在其发生、发展、演化和消亡的过程中,每一时期的生物礁都基本上经过了定殖、拓殖、泛殖和统殖四个阶段。本区生物礁体位于盆地相区边缘和内部,当生油岩区处于有利的条件和排烃阶段,由于溶蚀作用等又形成聚集期有效孔隙时,这些礁体即近距离捕获油气形成礁型油气藏。然而,由于储集于礁体中的液态烃在地质时期经历了过成熟热演化阶段而裂解成气态烃和固体沥青,因此,只能采取有效的勘探手段在本区以寻找隐伏礁型气藏为目的。      

川东北元坝地区长兴组台缘礁滩体系内幕构成及时空配置

借助层序地层学技术、地震特征识别方法以及地震反演手段,对川东北元坝地区上二叠统长兴组台缘生物礁滩体系的发育特征进行了详细研究,发现长兴组可分为2个三级层序,其中下部为成滩层序,上部为成礁层序.生物礁主要发育于上部层序的高位体系域内.在地震剖面和反演剖面上揭示出5个成礁旋回,其中前2期生物礁为退积式生长,后3期生物礁为进积式生长.波阻抗反演平面图也显示了生物礁的礁前滩和礁后滩的相带分类,表明台地内的台内生屑滩主要发育于台地的南部.     

塔中奥陶系生物礁地震识别与预测

塔中Ⅰ号构造带奥陶系上统发现生物礁以来，生物礁识别与储层预测成为该区油气勘探的重要研究课题。通过钻遇礁体的地震层位标定与追踪，发现在地震剖面上礁体具有多种丘状外部形态、上覆地层有明显超覆减薄现象；礁体内部出现杂乱反射、弱反射、空白反射等地震响应特征，与围岩有明显差异；由于礁体发育特征的差异，台地边缘与台内礁体的地震响应特征各异，台缘发育大型堤礁、台内以小规模点礁为主。在研究塔中奥陶系礁体地震-地质响应特征的基础上，通过编制生物礁发育层段等厚图、生物礁沉积时古地貌图，结合岩相古地理、地震属性、三维可视化技术的分析，识别与预测了塔中62-塔中82井区生物礁体的分布与发育特征，发现上奥陶统礁体垂向上加积、横向上错落叠置连片，发育4~5个旋回，复合厚度达200~300 m，宽1~5 km，延伸长度为120 km，主要沿台地边缘呈条带状展布。在礁体预测的基础上，油气勘探取得重大突破，发现了大型生物礁油气田。     

川北地区长兴组沉积相和生物礁气藏分布规律

四川盆地北部地区晚二叠世长兴期沉积环境发生了明显分异,依据沉积特征可将其划分为碳酸盐深缓坡相、开阔台地相、海槽相、陆棚（台地）边缘相等单元,并以此建立了川北地区长兴期沉积模式。川东北区块和川西北区块在长兴期已由碳酸盐缓坡相演化为碳酸盐开阔台地相;在开江-梁平海槽相区内原划为下三叠统飞仙关组底部的高伽马低电阻层段应划入大隆组,在其中发现了晚二叠世具深水特征的骨针、放射虫、微体有孔虫及腕足等化石碎片。环海槽陆棚（台地）边缘带是寻找生物礁气藏的最有利相带,其贯穿整个川北地区,延伸数百公里;在二叠系长兴组生物礁相之上常有飞仙关组的鲕粒滩发育,二叠系、三叠系礁、滩叠合边缘相带可供勘探的面积达7300 km²,已获得天然气储量超过6000×10⁸m³,勘探潜力巨大。     

川东鄂西长兴期海绵礁的特征和形成条件

晚二叠世长兴期川东、鄂西碳酸盐岩台地的海绵礁主要有三种类型:台缘镶边骨架礁、台内线状或点状骨架礁和台内点状障积礁。第一成礁带发育在台地的东缘,第二成礁带位于断陷型淹没台地与开阔台地的交界带,第三成礁带发育在台地西部的缓坡上。礁体的形成、分布主要受断裂构造的控制。     

川东二叠纪生物礁的再认识

通过川东8口二叠纪长兴期钻井岩芯剖面的详细研究,铁山5井、天东10井代表典型的礁相剖面;板东4井、双15井既有礁相沉积,且有棘屑滩沉积;卧117井、黄龙1井以及云安 14井基本上由碳酸盐台地沉积组成;池24井出现两种类型的礁相 :海绵骨架礁和海绵障积礁。川东礁相剖面中的白云岩以海水与淡水混合作用而成的白云石化为主导因素,但它们在深埋阶段以后,又遭受后期白云石化的叠加,因此表现出许多深埋白云石化的地化特征。白云岩的原始沉积既可能是礁骨架岩,也可能是棘屑滩,甚至是碳酸盐台地沉积。因此在寻找礁型白云岩储层时,还应注意滩相白云岩储层以及一般的碳酸盐台地白云岩储层。     

塔中地区上奥陶统层序格架内礁滩体展布及沉积相

为了明确塔中地区上奥陶统层序地层格架下礁滩体的沉积发育规律,通过岩心及铸体薄片观察、钻测井资料解析、单连井剖面解剖等技术方法,对良里塔格组的礁滩体进行了研究。结果表明:控制礁滩体发育的沉积亚相主要为生物骨架礁、灰泥丘、粒屑滩和滩间海;层序地层格架可划分为3个三级层序和8个四级层序,sq1、sq2、sq3层序主要发育灰泥丘和粒屑滩及其复合体,sq4、sq5、sq6层序普遍发育以礁核为主的高能环境礁滩相沉积,sq7、sq8层序主要发育滩间海;在高频层序格架中,微地貌和高频海平面变化旋回控制了可容纳空间的变化;短暂的构造稳定期和适度的海平面上升期是礁的主要生长期,礁滩主要发育在高位体系域中,在纵向演化上由内带向外带迁移;晚期发育的礁滩体具有较明显的前积作用,在四级层序格架控制下由台内缓坡向台缘高处迁移。