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)育多套儲蓋組合。逆沖推覆帶的形成,主要受控于晚海西運動和晚燕山運動。逆掩推覆帶下盤發(fā)育石板墩、黑墩兩個構(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,證實為一復式油氣聚集帶。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,勘探思路應從構(gòu)造控油打高點向巖性控油打河道、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—早石炭世一套穿時的巖石地層單元,是盆地重要的含油層系。應用層序地層學理論,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、儲蓋組合及成藏條件不同,對不同地區(qū)和不同期次砂體需采用不同的油氣勘探對策。

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。陸相盆地儲集巖較發(fā)育,儲層較豐富,發(fā)育層位包括風火山組和雅西措組,其中雅西措組是儲層主力分布層位。對測區(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,而且有機質(zhì)豐度為沱沱河地區(qū)最高,表明其勘探前景較好。

為認識塔里木臺盆區(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,對于碳酸鹽巖巖溶-裂縫型儲集體的發(fā)育與優(yōu)質(zhì)儲蓋組合的形成至關(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聚條件和富集場所.要加強臺盆區(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-裂縫型儲集層和向隆起上超的志留系-東河砂巖海相碎屑巖儲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)的自然學科,當掌握了豐富的巖土力學、工程力學以及工程地質(zhì)等理論知識,為日后對工程建設(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.在學習礦分布規(guī)律、區(qū)域地質(zhì)與礦床地質(zhì)等知識過程中,需要對中國的地貌和石油地質(zhì)條件形成加以分析,結(jié)合所學習的內(nèi)容,對資源環(huán)境做出客觀的評價.因此,本文針對石油地質(zhì)條件與中國地貌的形成進行了詳細分析,通過靈活的運用所學習的知識,明確地質(zhì)條件和地貌之間的關(guān)系,從而為地球化學勘察、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，通過對地質(zhì)、鉆孔、地震、地熱和重力、航磁與衛(wèi)星磁測等資料的綜合分析，特別是通過對重力、航磁資料的定量反演與嚴格對比，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，對和田出土的金剛石顆粒的礦源區(qū)位置進行了預測。

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、蓋層,還可將co2注入其中提高油氣產(chǎn)量。利用埋存指標量化方法對塔里木盆地油氣藏做co2地質(zhì)封存適宜性評價,并計算其一級構(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,存儲量較大,具有巨大的封存潛力。

柴達木盆地北緣(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、中侏羅世所受應力復雜,構(gòu)造運動強烈,形成多沉積中心的小型斷陷型盆地。早侏羅世時期,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)巖性以細礫巖,細—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)則以較細結(jié)構(gòu)的碎屑巖為主,局部發(fā)育較厚的黑色頁巖。柴達木盆地北緣發(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,烴源巖有機質(zhì)豐度高,有機質(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,可稱為較好的儲集巖;柴北緣泥巖、頁巖可稱為優(yōu)質(zhì)的蓋層,生儲蓋配置較好。但油氣藏以小型為主,且以氣藏為主。

柴達木盆地北緣(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)巖性以細礫巖、細—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個中期基準面升降旋回構(gòu)成1個長期旋回。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個中期基準面升降旋回構(gòu)成1個長期旋回。不同時期和地區(qū)的化石與巖相分布特征反映侏羅紀沉積中心由西向東遷移。構(gòu)造活動和氣候是沉積環(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)造應力大而復雜,導致盆內(nèi)地勢起伏大,加上西南暖濕氣流受喜馬拉雅山系阻隔難以進入境內(nèi),盆內(nèi)氣候干旱,最終導致盆地內(nèi)沖積扇極為發(fā)育。通過對大柴旦地區(qū)大頭羊煤礦、魚卡河、波門河和八里溝四個沖積扇的實地考察,共觀測到3個亞相8個微相: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,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,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,認為古溝道、主水道和辮狀水道微相具有較好的儲集性能?？碧奖砻?沖積扇沉積與儲層有著密切的關(guān)系,其內(nèi)形成的油藏具有"自我保護"的能力;另外,沖積扇的形成很可能導致上覆地層形成扇背斜油藏,也可能導致下伏基巖形成基巖風化殼油藏。

塔河油田是中石化新星石油公司的重點開發(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工程的全面啟動,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,結(jié)合tk112h、tk110h、tk111h、tk220h幾口水平井的鉆井實踐,總結(jié)了該區(qū)塊水平井的基本施工程序及各個階段的關(guān)鍵技術(shù),供以后施工時參考。

伏爾加—烏拉爾盆地為東歐地臺東部邊緣一個典型的前陸盆地,發(fā)育前寒武里菲紀—新生代第四紀地層,其中上古生界海相碳酸鹽巖地層中發(fā)育良好的生、儲、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、被動陸緣碳酸鹽巖臺地階段、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"威爾遜旋回"的構(gòu)造運動,具有典型的大型前陸盆地形成與演化特征;被動陸緣階段發(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造山帶強烈的區(qū)域構(gòu)造運動為油氣運移提供了動力,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錄井、測井、巖芯、薄片資料和三維地震資料的基礎(chǔ)上,認為研究區(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。

柴達木盆地東部第四紀水文地質(zhì)條件一直是國內(nèi)學術(shù)界的研究熱點。該地有地層新、規(guī)模大、成因特殊等特點,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)學家的廣泛關(guān)注。天然氣的運輸和地層水的關(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)域進行了研究。論述了柴達木盆地東部地區(qū)第四紀水文地質(zhì)條件對當?shù)剞r(nóng)業(yè)的影響,為有關(guān)部門提供參考。

通過對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作用、膠結(jié)作用、溶蝕(溶解)作用等。綜合判斷認為,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),使儲層發(fā)育粒內(nèi)溶孔、鑄?？?、溶蝕擴大等孔隙類型。但是由于儲層成巖作用過程有疊置,所以儲層的改善作用也有限,物性相對較差。

通過瀝青砂巖與重質(zhì)油熱模擬實驗方法,對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行探討。熱模擬實驗結(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。塔里木盆地下古生界存在瀝青生烴證據(jù),但實際成藏貢獻尚需進一步油氣地球化學證據(jù)支持。

采用有機巖石學和有機地球化學相結(jié)合的方法，詳細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。有機巖石學研究表明，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”的可能性。碳同位素分析結(jié)果進一步證實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)并準確地鑒定出兩層瀝青墊。這些瀝青墊儲層巖石抽提物族組成中,瀝青質(zhì)的相對含量大于30%,而對應的油層中,其值不足20%,在油藏地球化學描述剖面中,瀝青墊和油層之間存在著瀝青質(zhì)驟變之趨勢,這是瀝青墊判識的重要標志。

為了認識塔里木盆地臺盆區(qū)志留系儲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)造運動被調(diào)整、破壞而失利,44%的探井因晚期相勢不能有效復合而失利.該研究能夠加深認識塔里木盆地油氣分布預測的復雜性,檢驗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性、對油氣勘探區(qū)預測的可行性.