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[摘要]本文通过对热瓦普区块奥陶系碳酸盐岩地层的岩石学特征和沉积相特征研究,分析了影响储层形成和发育的各个控制因素,旨在为热瓦普区块有利缝洞储层发育区带的评价预测提供理论指导。
[关键词]热瓦普区块 奥陶系 碳酸盐岩储层 沉积相
[中图分类号]P5 [文献码] B [文章编号]1000-405X(2015)-2-388-1
1地质背景
塔北隆起位于塔里木盆地北部,是海陆相油气集聚的重点区块。该地区寒武纪至奥陶纪期间,板块北缘的板块构造活动使得台内隆起带在塔北地区发育,到了奥陶纪末,随着库-满拗拉槽的闭合,统一的塔北隆起带初步形成,轮南-哈拉哈塘-英买力地区则成为其南斜坡,从志留志到泥盆纪,随着塔北隆起的持续性发育,英买力、轮南地区持续隆升,到了泥盆纪晚期,古南天山洋板块的挤压活动不断加强,在塔北隆起出现大范围的剥蚀现象,最终形成三凸构造格局,从东部向西部分别为库尔勒鼻状凸起、轮南低凸起、英买力低凸起,北部则由于轮台断裂活动形成了轮台凸起。总体来说,该区域主要以南北翘倾为主,构造作用形式较为单一[1]。
2储层岩石学特性分析
(1)亮晶颗粒灰岩类。研究区域内最主要的岩石类型为亮晶颗粒灰岩,颗粒含量分布阈值较广切较高,范围为50~94%,颗粒间主要成分为亮晶方解石,仅含微量或不含泥晶方解石。此类灰岩形成于台地边缘滩或开阔台地高能滩,可以反映高能的沉积水动力条件。分布层位首要位于中奥陶统一间房组,在中下奥陶统鹰山组部分也有一定分布。
(2)泥晶颗粒灰岩类。泥晶颗粒灰岩为研究区域内的重要岩石类型之一,颗粒含量为50~94%,颗粒间充填物一般为泥晶方解石,仅含微量或不含亮晶方解石,此类灰岩反映中低能的沉积水动力条件,形成于台内的中低能滩。分布层位主要是位于研究区域内的鹰山组,其次在一间房组与良里塔格组也分布较多。
(3)颗粒泥晶灰岩类。颗粒泥晶灰岩的颗粒含量分布阈值较大,从10~50%均有,主要依靠灰泥起到整体支撑作用。根据颗粒泥晶含量的多少,可以将此类灰岩再细分为含颗粒泥晶灰岩于颗粒泥晶灰岩。分布层位主要是位于研究区域内的鹰山组、良里塔格组与吐木休克组。
(4)泥晶灰岩类。泥晶灰岩的颗粒含量小于10%,其中主要成分为泥晶方解石,颜色为褐灰色,以中层状为主,反映低能的沉积环境。主要分布层位在吐木休克组,其次在鹰山组与良里塔格组。
(5)生物灰岩类。生物礁灰岩是指在沉积过程中各原始组分粘结在一起或有生物的原地构架所形成的石灰岩。研究区域的生物灰岩主要分布于一间房组和良里塔格组。
3储层沉积相特征研究
热瓦普区块奥陶系鹰山组鹰一段至桑塔木组沉积期间发育可分为5个大相:开阔台地相、台地边缘相、沉没台地相、斜坡相和陆棚相。
(1)开阔台地相。开阔台地形成于台地边缘和局限台地之间,海域广阔,水深通常较浅,范围从几米到几十米,海水循环良好,盐度比较正常,沉积物种类繁多,主要发育于奥陶系中统一间房组和奥陶系中下统鹰山组。
(2)台地边缘相。台地边缘地带生物大量繁盛,种类繁多,主要为各种浅海相生物和造礁生物,形成数量较大的生物礁灰岩、藻粘结岩。热瓦普区块台地边缘相主要发育在上奥陶系统良里塔格组的上方。
(3)沉没台地相。沉没台地相形成于海水基准面上升速度大于沉积物垂向堆积速度的时期。热瓦普区块沉没台地发育在奥陶系上统吐木休克组。
(4)斜坡相。斜坡形成于碳酸盐台地或陆棚与盆地之间的过渡地带,其顶界深度一般位于正常浪基面以下。热瓦普区块主要在吐木休克组钻遇斜坡相带的上斜坡亚相。岩石类型以中薄层泥灰岩和瘤状灰岩为主,夹有中薄层泥质灰岩。
(5)陆棚相。陆棚是近滨外侧至大陆坡内边缘的广阔陆架,平均低潮线往下约至水深200米的水下区域。在研究区域内大致分布于奥陶系上统桑塔木组,主要为混积陆棚发育。混积陆棚主要为陆源碎屑和碳酸盐岩混合沉积[2-3]。
4储层控制因素分析
奥陶系碳酸盐岩岩溶缝洞型储层的形成和发育受到各个方面因素的影响控制。基本控制因素是岩石类型和沉积环境,主要控制因素是岩溶作用和构造破裂作用。
(1)沉积环境与岩石类型。 热瓦普区块的主要储层发育层段位于良里塔格组良三段、吐木休克组下部和一间房组。处于高能沉积环境,岩性中亮晶灰岩沉积占绝对优势,原始粒间孔、粒内溶孔、晶间孔都较为发育,并且岩石的泥质含量少,脆性大,岩性较纯,此特征使得岩层容易受到构造破裂作用及岩溶作用的改造,发育成为优质的储层段。而位于奥陶系吐木休克组上部与良里塔格组良二段的岩石类型通常由泥灰岩、泥质灰岩和瘤状泥晶灰岩构成,沉积环境为盆地边缘斜坡相,岩石的泥质含量高,原始孔隙较不发育,无法产生较为良好的岩溶作用与构造破裂作用,因此储层一般不发育。
(2)岩溶作用。哈拉哈塘地区奥陶系一间房组滩体暴露及抬升剥蚀,并在吐木休克组沉积前,受到一期层间岩溶作用,这使得一间房组的内部及表层产生了许多溶蚀性孔洞。良里塔格组沉积后礁滩体抬升暴露,在良里塔格组顶部形成大量明河水系,形成明河相关的暗河系统及良三段顺层强制性岩溶,造成了明河边部一间房-鹰山组储层及良三段储层的发育,沿断裂带溶蚀程度可以进一步加强。
(3)构造破裂作用。随着构造运动的发生,会产生各种断裂及裂缝带,这些裂缝不仅能够提供部分的储集空间,还能够沟通孔洞、提高储层渗透率,也有助于岩溶作用形成孔洞和裂缝,使得储集性能有了显著提高。热瓦普区块奥陶系鹰山组-一间房组储层整体上主要沿断裂带发育,表明断裂影响着储层的发育。
5结论
通过对奥陶系碳酸盐岩岩石学特征、沉积环境分析,确定研究区奥陶系鹰山组鹰一段至桑塔木组沉积期间发育开阔台地相、台地边缘相、沉没台地相、斜坡相、陆棚相5个大相。沉积期间经历了从鹰山组至一间房组开阔台地相海水变浅,吐木休克组沉没台地-斜坡相至良里塔格组台地边缘相-斜坡相至桑塔木组混积陆棚相海水变深的一个沉积过程。同时,岩溶缝洞型生成及发育储集层的控制因素包括:岩石类型与沉积环境是基本的控制因素;岩溶作用-多期不整合主要控制了层间岩溶的大部分分布;断裂及裂缝带则控制了岩溶储层的发育情况。
参考文献
[1]崔海峰,郑多明,腾团余.塔北隆起哈拉哈塘凹陷石油地质特征与油气勘探方向[J]. 岩性油气藏 2009,21(2)54-58
[2]邹才能,陶士振.海相碳酸盐岩大中型岩性地层油气田形成的主要控制因素[J].科学通报,2007,52(增刊Ⅰ):32-39
[3]徐国强等.塔北隆起区一间房组礁滩沉积体特征[J].天然气工业,2006,26(8):16-19.
[关键词]热瓦普区块 奥陶系 碳酸盐岩储层 沉积相
[中图分类号]P5 [文献码] B [文章编号]1000-405X(2015)-2-388-1
1地质背景
塔北隆起位于塔里木盆地北部,是海陆相油气集聚的重点区块。该地区寒武纪至奥陶纪期间,板块北缘的板块构造活动使得台内隆起带在塔北地区发育,到了奥陶纪末,随着库-满拗拉槽的闭合,统一的塔北隆起带初步形成,轮南-哈拉哈塘-英买力地区则成为其南斜坡,从志留志到泥盆纪,随着塔北隆起的持续性发育,英买力、轮南地区持续隆升,到了泥盆纪晚期,古南天山洋板块的挤压活动不断加强,在塔北隆起出现大范围的剥蚀现象,最终形成三凸构造格局,从东部向西部分别为库尔勒鼻状凸起、轮南低凸起、英买力低凸起,北部则由于轮台断裂活动形成了轮台凸起。总体来说,该区域主要以南北翘倾为主,构造作用形式较为单一[1]。
2储层岩石学特性分析
(1)亮晶颗粒灰岩类。研究区域内最主要的岩石类型为亮晶颗粒灰岩,颗粒含量分布阈值较广切较高,范围为50~94%,颗粒间主要成分为亮晶方解石,仅含微量或不含泥晶方解石。此类灰岩形成于台地边缘滩或开阔台地高能滩,可以反映高能的沉积水动力条件。分布层位首要位于中奥陶统一间房组,在中下奥陶统鹰山组部分也有一定分布。
(2)泥晶颗粒灰岩类。泥晶颗粒灰岩为研究区域内的重要岩石类型之一,颗粒含量为50~94%,颗粒间充填物一般为泥晶方解石,仅含微量或不含亮晶方解石,此类灰岩反映中低能的沉积水动力条件,形成于台内的中低能滩。分布层位主要是位于研究区域内的鹰山组,其次在一间房组与良里塔格组也分布较多。
(3)颗粒泥晶灰岩类。颗粒泥晶灰岩的颗粒含量分布阈值较大,从10~50%均有,主要依靠灰泥起到整体支撑作用。根据颗粒泥晶含量的多少,可以将此类灰岩再细分为含颗粒泥晶灰岩于颗粒泥晶灰岩。分布层位主要是位于研究区域内的鹰山组、良里塔格组与吐木休克组。
(4)泥晶灰岩类。泥晶灰岩的颗粒含量小于10%,其中主要成分为泥晶方解石,颜色为褐灰色,以中层状为主,反映低能的沉积环境。主要分布层位在吐木休克组,其次在鹰山组与良里塔格组。
(5)生物灰岩类。生物礁灰岩是指在沉积过程中各原始组分粘结在一起或有生物的原地构架所形成的石灰岩。研究区域的生物灰岩主要分布于一间房组和良里塔格组。
3储层沉积相特征研究
热瓦普区块奥陶系鹰山组鹰一段至桑塔木组沉积期间发育可分为5个大相:开阔台地相、台地边缘相、沉没台地相、斜坡相和陆棚相。
(1)开阔台地相。开阔台地形成于台地边缘和局限台地之间,海域广阔,水深通常较浅,范围从几米到几十米,海水循环良好,盐度比较正常,沉积物种类繁多,主要发育于奥陶系中统一间房组和奥陶系中下统鹰山组。
(2)台地边缘相。台地边缘地带生物大量繁盛,种类繁多,主要为各种浅海相生物和造礁生物,形成数量较大的生物礁灰岩、藻粘结岩。热瓦普区块台地边缘相主要发育在上奥陶系统良里塔格组的上方。
(3)沉没台地相。沉没台地相形成于海水基准面上升速度大于沉积物垂向堆积速度的时期。热瓦普区块沉没台地发育在奥陶系上统吐木休克组。
(4)斜坡相。斜坡形成于碳酸盐台地或陆棚与盆地之间的过渡地带,其顶界深度一般位于正常浪基面以下。热瓦普区块主要在吐木休克组钻遇斜坡相带的上斜坡亚相。岩石类型以中薄层泥灰岩和瘤状灰岩为主,夹有中薄层泥质灰岩。
(5)陆棚相。陆棚是近滨外侧至大陆坡内边缘的广阔陆架,平均低潮线往下约至水深200米的水下区域。在研究区域内大致分布于奥陶系上统桑塔木组,主要为混积陆棚发育。混积陆棚主要为陆源碎屑和碳酸盐岩混合沉积[2-3]。
4储层控制因素分析
奥陶系碳酸盐岩岩溶缝洞型储层的形成和发育受到各个方面因素的影响控制。基本控制因素是岩石类型和沉积环境,主要控制因素是岩溶作用和构造破裂作用。
(1)沉积环境与岩石类型。 热瓦普区块的主要储层发育层段位于良里塔格组良三段、吐木休克组下部和一间房组。处于高能沉积环境,岩性中亮晶灰岩沉积占绝对优势,原始粒间孔、粒内溶孔、晶间孔都较为发育,并且岩石的泥质含量少,脆性大,岩性较纯,此特征使得岩层容易受到构造破裂作用及岩溶作用的改造,发育成为优质的储层段。而位于奥陶系吐木休克组上部与良里塔格组良二段的岩石类型通常由泥灰岩、泥质灰岩和瘤状泥晶灰岩构成,沉积环境为盆地边缘斜坡相,岩石的泥质含量高,原始孔隙较不发育,无法产生较为良好的岩溶作用与构造破裂作用,因此储层一般不发育。
(2)岩溶作用。哈拉哈塘地区奥陶系一间房组滩体暴露及抬升剥蚀,并在吐木休克组沉积前,受到一期层间岩溶作用,这使得一间房组的内部及表层产生了许多溶蚀性孔洞。良里塔格组沉积后礁滩体抬升暴露,在良里塔格组顶部形成大量明河水系,形成明河相关的暗河系统及良三段顺层强制性岩溶,造成了明河边部一间房-鹰山组储层及良三段储层的发育,沿断裂带溶蚀程度可以进一步加强。
(3)构造破裂作用。随着构造运动的发生,会产生各种断裂及裂缝带,这些裂缝不仅能够提供部分的储集空间,还能够沟通孔洞、提高储层渗透率,也有助于岩溶作用形成孔洞和裂缝,使得储集性能有了显著提高。热瓦普区块奥陶系鹰山组-一间房组储层整体上主要沿断裂带发育,表明断裂影响着储层的发育。
5结论
通过对奥陶系碳酸盐岩岩石学特征、沉积环境分析,确定研究区奥陶系鹰山组鹰一段至桑塔木组沉积期间发育开阔台地相、台地边缘相、沉没台地相、斜坡相、陆棚相5个大相。沉积期间经历了从鹰山组至一间房组开阔台地相海水变浅,吐木休克组沉没台地-斜坡相至良里塔格组台地边缘相-斜坡相至桑塔木组混积陆棚相海水变深的一个沉积过程。同时,岩溶缝洞型生成及发育储集层的控制因素包括:岩石类型与沉积环境是基本的控制因素;岩溶作用-多期不整合主要控制了层间岩溶的大部分分布;断裂及裂缝带则控制了岩溶储层的发育情况。
参考文献
[1]崔海峰,郑多明,腾团余.塔北隆起哈拉哈塘凹陷石油地质特征与油气勘探方向[J]. 岩性油气藏 2009,21(2)54-58
[2]邹才能,陶士振.海相碳酸盐岩大中型岩性地层油气田形成的主要控制因素[J].科学通报,2007,52(增刊Ⅰ):32-39
[3]徐国强等.塔北隆起区一间房组礁滩沉积体特征[J].天然气工业,2006,26(8):16-19.