塔里木盆地孔雀河區(qū)塊石油地質(zhì)條件與勘探前景

塔里木盆地是一個(gè)典型的疊合盆地,存在多期油氣的調(diào)整與破壞,志留系廣泛分布的瀝青砂巖正是油藏遭受破壞后的產(chǎn)物.研究表明,志留系瀝青砂巖分布于盆地中西部且主要受加里東晚期的油源區(qū)和塔中、塔北及巴楚古隆起的控制,而局部構(gòu)造帶瀝青砂巖的分布受儲(chǔ)層沉積體系的控制.縱向上瀝青砂巖絕大多數(shù)位于紅色泥巖區(qū)域蓋層和上砂巖段致密巖性段之下.早期油氣破壞程度的差異和受后期油氣浸染的影響,塔中地區(qū)瀝青砂巖與油砂在縱向上既有上下分界,也有交互分布的關(guān)系.瀝青不僅存在于顆粒之間的孔隙,而且還賦存在顆粒內(nèi)部和裂隙之間,證實(shí)了早期油藏的抬升破壞.瀝青砂巖的大面積存在揭示了克拉通區(qū)大規(guī)模的油氣運(yùn)移聚集以及隨后的油氣破壞,這次破壞使得古生界油氣資源量至少損失近133億噸.油氣破壞后形成的瀝青砂巖可以作為油氣封堵的有效隔層,形成瀝青封堵油氣藏,有利后期油氣的聚集.志留系早期油氣的破壞受地層埋深的影響,塔中北斜坡深部是尋找志留系早期原生油藏的有利地區(qū).

三塘湖盆地南緣沖斷帶位于中央凹陷帶以南,以南緣逆沖推覆斷裂帶為界與中央凹陷帶分隔,緊鄰條湖、馬朗兩大生油氣凹陷,發(fā)育多套儲(chǔ)蓋組合。逆沖推覆帶的形成,主要受控于晚海西運(yùn)動(dòng)和晚燕山運(yùn)動(dòng)。逆掩推覆帶下盤發(fā)育石板墩、黑墩兩個(gè)構(gòu)造帶。目前,已發(fā)現(xiàn)黑墩上二疊統(tǒng)蘆草溝組(p2l)、石板墩上石炭統(tǒng)卡拉崗組(c2k)和西峽溝m4-t14區(qū)塊中侏羅統(tǒng)西山窯組(j2x)等多層系油氣藏,證實(shí)為一復(fù)式油氣聚集帶。構(gòu)造、巖性、裂縫和火山巖體控制了油氣藏的形成與分布。下一步應(yīng)在積極拓展積極探索南緣沖斷帶二疊系裂縫型油藏,兼顧中生界砂巖及古生界火山巖油藏,勘探思路應(yīng)從構(gòu)造控油打高點(diǎn)向巖性控油打河道、裂縫控油打破碎帶、火山巖體控油打火山體轉(zhuǎn)變。

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東河砂巖是塔里木盆地晚泥盆世—早石炭世一套穿時(shí)的巖石地層單元,是盆地重要的含油層系。應(yīng)用層序地層學(xué)理論,以露頭、鉆井和地震資料為基礎(chǔ),分析了東河砂巖的地層展布模式、沉積前古地貌特征、砂巖發(fā)育期次、沉積環(huán)境演化和砂巖分布規(guī)律。結(jié)果表明,東河砂巖是海侵背景下從西南向東北,即依次由麥蓋提斜坡、巴楚凸起向塔中凸起、塔北隆起超覆的沉積砂體;東河砂巖沉積前古地貌有兩隆兩凹的特征;由早到晚可劃分為5期砂體。第1期砂體主要分布在麥蓋提斜坡和巴楚凸起,第2期砂體主要分布在巴楚凸起和塔中凸起,第3期砂體主要分布在塔中凸起和塔北隆起,第4期砂體主要分布在塔北隆起,第5期砂體主要分布在塔北隆起及塔東低凸起周緣。東河砂巖的巖相主要有砂礫巖、粗砂巖、中砂巖和細(xì)砂巖,沉積環(huán)境主要為河口灣和濱岸環(huán)境。由于不同地區(qū)、不同期次砂體的沉積特征、儲(chǔ)蓋組合及成藏條件不同,對(duì)不同地區(qū)和不同期次砂體需采用不同的油氣勘探對(duì)策。

青藏高原北部陸相盆地中烴源巖發(fā)育層位包括始新統(tǒng)風(fēng)火山組、漸新統(tǒng)雅西措組和中新統(tǒng)五道梁組。古近系雅西措組烴源巖,特別是灰?guī)r屬于中好烴源巖范疇,有機(jī)質(zhì)類型較好,且烴源巖主體處于成熟階段,是藏北高原新生代陸相盆地主力烴源巖的發(fā)育層位。陸相盆地儲(chǔ)集巖較發(fā)育,儲(chǔ)層較豐富,發(fā)育層位包括風(fēng)火山組和雅西措組,其中雅西措組是儲(chǔ)層主力分布層位。對(duì)測(cè)區(qū)分析數(shù)據(jù)表明:通天河盆地具備一定規(guī)模的生油巖厚度,而且有機(jī)質(zhì)豐度為沱沱河地區(qū)最高,表明其勘探前景較好。

為認(rèn)識(shí)塔里木臺(tái)盆區(qū)油氣成藏條件和勘探領(lǐng)域,從盆地分析角度出發(fā),借助地震資料和沉積地層的分析結(jié)果,闡述塔里木盆地海西期一系列地質(zhì)事件及其與油氣成藏的關(guān)系.認(rèn)為海西期內(nèi)的斷褶隆升-巖溶作用和早、晚古生代盆地的疊合,對(duì)于碳酸鹽巖巖溶-裂縫型儲(chǔ)集體的發(fā)育與優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)蓋組合的形成至關(guān)重要,為中下奧陶統(tǒng)烴源巖在海西期末大量生成油氣提供了運(yùn)聚條件和富集場(chǎng)所.要加強(qiáng)臺(tái)盆區(qū)的油氣勘探,尋找早、晚古生代盆地疊置界面上下的優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖溶-裂縫型儲(chǔ)集層和向隆起上超的志留系-東河砂巖海相碎屑巖儲(chǔ)集層仍將是重要勘探方向.

塔里木盆地牙哈油氣田瀝青墊特征及成因

地質(zhì)是一門比較基礎(chǔ)的自然學(xué)科,當(dāng)掌握了豐富的巖土力學(xué)、工程力學(xué)以及工程地質(zhì)等理論知識(shí),為日后對(duì)工程建設(shè)中解決地質(zhì)問題以及礦產(chǎn)資源勘查等具有重要意義.在學(xué)習(xí)礦分布規(guī)律、區(qū)域地質(zhì)與礦床地質(zhì)等知識(shí)過程中,需要對(duì)中國的地貌和石油地質(zhì)條件形成加以分析,結(jié)合所學(xué)習(xí)的內(nèi)容,對(duì)資源環(huán)境做出客觀的評(píng)價(jià).因此,本文針對(duì)石油地質(zhì)條件與中國地貌的形成進(jìn)行了詳細(xì)分析,通過靈活的運(yùn)用所學(xué)習(xí)的知識(shí),明確地質(zhì)條件和地貌之間的關(guān)系,從而為地球化學(xué)勘察、礦產(chǎn)資源勘查與工程建設(shè)提供理論依據(jù).

在前人地質(zhì)、地球物理資料和部分研究成果的基礎(chǔ)上，通過對(duì)地質(zhì)、鉆孔、地震、地?zé)岷椭亓Α⒑酱排c衛(wèi)星磁測(cè)等資料的綜合分析，特別是通過對(duì)重力、航磁資料的定量反演與嚴(yán)格對(duì)比，深入研究了塔里木盆地南部的隱伏地質(zhì)構(gòu)造。并且，根據(jù)金剛石找礦的基本理論和作者的地球物理研究成果，對(duì)和田出土的金剛石顆粒的礦源區(qū)位置進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

co2地質(zhì)封存是有效的減少溫室氣體的措施之一,油氣富集的盆地不僅可提供適合co2地質(zhì)封存的儲(chǔ)、蓋層,還可將co2注入其中提高油氣產(chǎn)量。利用埋存指標(biāo)量化方法對(duì)塔里木盆地油氣藏做co2地質(zhì)封存適宜性評(píng)價(jià),并計(jì)算其一級(jí)構(gòu)造圈閉的理論埋存量。結(jié)果表明,塔里木盆地比較適宜co2地質(zhì)封存,存儲(chǔ)量較大,具有巨大的封存潛力。

柴達(dá)木盆地北緣(柴北緣)侏羅系層序發(fā)育完整,為一套富含化石的碎屑巖,自下而上為小煤溝組、大煤溝組、采石嶺組和紅水溝組。下侏羅統(tǒng)包括小煤溝組、大煤溝組下部;中侏羅統(tǒng)為大煤溝組中、上部。柴北緣一帶早、中侏羅世所受應(yīng)力復(fù)雜,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,形成多沉積中心的小型斷陷型盆地。早侏羅世時(shí)期,柴北緣的沉積相類型有濱淺湖、河流—泛濫平原、扇三角洲、辮狀三角洲;中侏羅世時(shí)期,該區(qū)廣泛發(fā)育湖底沖積平原,以濱淺湖—半深湖—深湖相為主,趨向于深水的較還原環(huán)境。下侏羅統(tǒng)巖性以細(xì)礫巖,細(xì)—粉砂巖與炭質(zhì)泥巖和頁巖的不等厚互層為特征;中侏羅統(tǒng)則以較細(xì)結(jié)構(gòu)的碎屑巖為主,局部發(fā)育較厚的黑色頁巖。柴達(dá)木盆地北緣發(fā)育有巨厚的下侏羅統(tǒng)湖相泥巖和中侏羅統(tǒng)煤系地層,烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高,有機(jī)質(zhì)類型主要為ⅱ—ⅲ型,生烴潛力大;柴北緣碎屑巖孔隙發(fā)育,可稱為較好的儲(chǔ)集巖;柴北緣泥巖、頁巖可稱為優(yōu)質(zhì)的蓋層,生儲(chǔ)蓋配置較好。但油氣藏以小型為主,且以氣藏為主。

柴達(dá)木盆地北緣(柴北緣)東段大煤溝剖面侏羅系沉積層序發(fā)育完整。下侏羅統(tǒng)巖性以細(xì)礫巖、細(xì)—粉砂巖與炭質(zhì)泥巖和頁巖的不等厚互層為特征,其中大煤溝組一、二段與辮狀河三角洲平原相關(guān)的湖沼相炭質(zhì)泥頁巖較發(fā)育,多含葉肢介、雙殼類和植物等靜水環(huán)境生物化石,沉積環(huán)境為辮狀河三角洲—濱淺湖體系;由3個(gè)中期基準(zhǔn)面升降旋回構(gòu)成1個(gè)長期旋回。中侏羅統(tǒng)厚層河流—沖積相砂礫巖較發(fā)育,化石面貌以介形蟲和植物為主,沉積環(huán)境為扇三角洲—濱淺湖體系,中上部發(fā)育較深湖相沉積;由9個(gè)中期基準(zhǔn)面升降旋回構(gòu)成1個(gè)長期旋回。不同時(shí)期和地區(qū)的化石與巖相分布特征反映侏羅紀(jì)沉積中心由西向東遷移。構(gòu)造活動(dòng)和氣候是沉積環(huán)境的主要影響因素,但前者起重要的控制作用。早侏羅世潮濕氣候下的辮狀河三角洲平原為柴北緣提供了重要的生烴母質(zhì),但中侏羅世中晚期半干旱氣候更有利于形成高品質(zhì)的烴源巖。圖5表1參18

柴達(dá)木盆地處于古亞洲構(gòu)造域和特提斯-喜馬拉雅構(gòu)造域的結(jié)合部,構(gòu)造應(yīng)力大而復(fù)雜,導(dǎo)致盆內(nèi)地勢(shì)起伏大,加上西南暖濕氣流受喜馬拉雅山系阻隔難以進(jìn)入境內(nèi),盆內(nèi)氣候干旱,最終導(dǎo)致盆地內(nèi)沖積扇極為發(fā)育。通過對(duì)大柴旦地區(qū)大頭羊煤礦、魚卡河、波門河和八里溝四個(gè)沖積扇的實(shí)地考察,共觀測(cè)到3個(gè)亞相8個(gè)微相:扇根亞相沉積物最粗,分為古溝道、主水道和主水道間微相;扇中亞相沉積物偏細(xì),成熟度增高,分為辮狀水道、辮狀水道間和縱壩微相;扇緣亞相沉積物最細(xì),流體能量最低,分為水道徑流和片流微相。不同沉積微相其沉積特征差異較大,認(rèn)為古溝道、主水道和辮狀水道微相具有較好的儲(chǔ)集性能。勘探表明,沖積扇沉積與儲(chǔ)層有著密切的關(guān)系,其內(nèi)形成的油藏具有"自我保護(hù)"的能力;另外,沖積扇的形成很可能導(dǎo)致上覆地層形成扇背斜油藏,也可能導(dǎo)致下伏基巖形成基巖風(fēng)化殼油藏。

塔河油田是中石化新星石油公司的重點(diǎn)開發(fā)區(qū)塊,隨著西部大開發(fā)的戰(zhàn)略需要及油氣東輸重點(diǎn)工程的全面啟動(dòng),加速了勘探開發(fā)步伐。作者在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上,根據(jù)塔河油田的地質(zhì)特征及鉆井難點(diǎn),結(jié)合tk112h、tk110h、tk111h、tk220h幾口水平井的鉆井實(shí)踐,總結(jié)了該區(qū)塊水平井的基本施工程序及各個(gè)階段的關(guān)鍵技術(shù),供以后施工時(shí)參考。

伏爾加—烏拉爾盆地為東歐地臺(tái)東部邊緣一個(gè)典型的前陸盆地,發(fā)育前寒武里菲紀(jì)—新生代第四紀(jì)地層,其中上古生界海相碳酸鹽巖地層中發(fā)育良好的生、儲(chǔ)、蓋組合,形成了巨型富油氣區(qū),具有廣闊的油氣資源前景。其構(gòu)造演化經(jīng)歷了陸內(nèi)裂谷碎屑巖階段、被動(dòng)陸緣碳酸鹽巖臺(tái)地階段、造山帶前陸盆地形成階段以及前陸盆地碎屑巖階段。研究表明,該盆地經(jīng)歷了大陸開裂—大陸碰撞整個(gè)"威爾遜旋回"的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),具有典型的大型前陸盆地形成與演化特征;被動(dòng)陸緣階段發(fā)育的生物碳酸鹽巖為烴源巖提供了物質(zhì)基礎(chǔ),而在前陸盆地形成時(shí)造山帶強(qiáng)烈的區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為油氣運(yùn)移提供了動(dòng)力,使油氣大規(guī)模聚集;盆地東部褶皺帶為今后重要的勘探區(qū)。

在綜合研究阿克庫勒凸起西南緣托浦臺(tái)錄井、測(cè)井、巖芯、薄片資料和三維地震資料的基礎(chǔ)上,認(rèn)為研究區(qū)東河砂巖主要是無障壁海岸沉積體系。自下發(fā)育遠(yuǎn)濱和近濱沉積組合,向上為近濱和前濱沉積,為向上變深和再變淺的沉積旋回,刻畫了東河砂巖在研究區(qū)域的縱橫向變化特征。

柴達(dá)木盆地東部第四紀(jì)水文地質(zhì)條件一直是國內(nèi)學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。該地有地層新、規(guī)模大、成因特殊等特點(diǎn),從資源的角度出發(fā),該地區(qū)的植物資源以及其他相關(guān)資源的勘探受到了地質(zhì)學(xué)家的廣泛關(guān)注。天然氣的運(yùn)輸和地層水的關(guān)系極為密切,而植物生存的基本條件就是有充足的地層水,且地層水間接關(guān)系到農(nóng)業(yè)的發(fā)展,因此選擇這一領(lǐng)域進(jìn)行了研究。論述了柴達(dá)木盆地東部地區(qū)第四紀(jì)水文地質(zhì)條件對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的影響,為有關(guān)部門提供參考。

通過對(duì)塔里木盆地巴麥地區(qū)多口典型探井泥盆系東河塘組薄片的觀察與鑒定,東河塘組石英含量高,長石和巖屑含量都在1%～4%范圍,成分成熟度高;主要的成巖作用有壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕(溶解)作用等。綜合判斷認(rèn)為,泥盆系東河砂巖處在中—晚成巖階段,原生孔隙少,表生成巖溶解作用和埋藏溶蝕作用可以溶解多種可溶性雜基和碳酸鹽巖類基質(zhì),使儲(chǔ)層發(fā)育粒內(nèi)溶孔、鑄?？住⑷芪g擴(kuò)大等孔隙類型。但是由于儲(chǔ)層成巖作用過程有疊置,所以儲(chǔ)層的改善作用也有限,物性相對(duì)較差。

通過瀝青砂巖與重質(zhì)油熱模擬實(shí)驗(yàn)方法,對(duì)塔里木盆地下古生界廣泛賦存的瀝青生烴特征與生烴潛力進(jìn)行探討。熱模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,瀝青與重質(zhì)油在熱作用下均能生成烴類,表現(xiàn)出烴類裂解特征,生烴過程中既有氣態(tài)烴也有液態(tài)烴生成;瀝青砂巖樣品、重質(zhì)油樣品與低成熟度一般品質(zhì)的海相烴源巖生烴潛力大體相當(dāng)。塔里木盆地下古生界存在瀝青生烴證據(jù),但實(shí)際成藏貢獻(xiàn)尚需進(jìn)一步油氣地球化學(xué)證據(jù)支持。

采用有機(jī)巖石學(xué)和有機(jī)地球化學(xué)相結(jié)合的方法，詳細(xì)研究了塔里木盆地志留系瀝青砂巖的特征及其成因。色質(zhì)分析表明，志留系瀝青砂巖含高的三環(huán)二萜烷且以ｃ２３為主峰，與石炭系源巖不同，γ蠟烷含量不高，代表藻類生源的β胡蘿卜烷含量較高，且具高孕甾烷、高重排甾烷的特征，反映瀝青砂巖油源來自下古生界。有機(jī)巖石學(xué)研究表明，由于瀝青砂巖含可溶性物質(zhì)甚高，其油浸反射率（ｒｂ為０２７％～０３６％）不能反映其真實(shí)成熟度，水浸反射率（ｒｗ為１３５％～１５３％）與上下地層成熟度相吻合，排除了瀝青砂巖“新生古儲(chǔ)”的可能性。碳同位素分析結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)瀝青砂巖源自下古生界的生油巖，是早古生代古油藏遭受后期構(gòu)造破壞的結(jié)果。

利用薄層色譜-氫火焰檢測(cè)技術(shù)和巖石熱解技術(shù),在塔里木盆地牙哈油氣田下第三系陸相油氣藏中,發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確地鑒定出兩層瀝青墊。這些瀝青墊儲(chǔ)層巖石抽提物族組成中,瀝青質(zhì)的相對(duì)含量大于30%,而對(duì)應(yīng)的油層中,其值不足20%,在油藏地球化學(xué)描述剖面中,瀝青墊和油層之間存在著瀝青質(zhì)驟變之趨勢(shì),這是瀝青墊判識(shí)的重要標(biāo)志。

為了認(rèn)識(shí)塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)志留系儲(chǔ)層特征及其油氣藏成藏主控因素,利用疊合盆地油氣功能要素組合-構(gòu)造過程疊合-相勢(shì)耦合控油氣成藏的新方法,分析該層系18口鉆探失利井原因.結(jié)果表明:50%的探井因油氣成藏功能要素不全或不能有效組合而失利,6%的探井因油氣藏遭受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)被調(diào)整、破壞而失利,44%的探井因晚期相勢(shì)不能有效復(fù)合而失利.該研究能夠加深認(rèn)識(shí)塔里木盆地油氣分布預(yù)測(cè)的復(fù)雜性,檢驗(yàn)新方法分析鉆探井失利原因的有效性,及其在油氣勘探過程中的指導(dǎo)性、對(duì)油氣勘探區(qū)預(yù)測(cè)的可行性.