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塔东地区古城低隆起寒武—奥陶系碳酸盐岩储层特征研究

2021-04-15

西部探矿工程 2021年4期
关键词:溶孔寒武白云岩

晏 来

(大庆钻探工程公司地质录井一公司,黑龙江大庆163000)

1 概述

塔里木盆地含有丰富的油气资源,是我国西部最重要的油气产地,也是我国最大的含油气盆地。国内石油公司在1989 年即开展了塔里木盆地油气勘探,取得了一定的勘探成果。近年来随着国家西气东输工程的建设,加大了对西部能源开发的力度,加强对塔里木盆地油气资源的勘探与开发显得尤为重要。经过多年的勘探与开发,在塔中、塔北、塔西南都取得了重要的勘探成果,探明油气储量不断增多[1-2]。塔东地区勘探程度相对较低,前期勘探力度不大,投入的资源不足。近年来加大了对塔东地区的勘探开发力度,塔东地区具有广阔的油气勘探前景,有望成为塔里木盆地油气资源重要的接替区,而古城地区是塔东最有利的勘探目标,处于有利油气相带,是接下来勘探的重点。塔东地区目的层为下奥陶统碳酸盐岩,具有埋藏较深的特点,受到后期多期构造运动影响,地质构造复杂,成藏期次多,勘探开发难度大[3]。因此,加强对塔东地区古城低隆起油藏地质特征研究,对于优选有利区带,指导下一步勘探具有重要意义。

2 区域地质特征

塔里木盆地地处我国新疆维吾尔自治区境内,位于天山以南,是我国西部最重要的油气产地,含有丰富的油气资源。塔东地区位于塔里木盆地东部,受到天山和阿尔金山夹持影响,地势上形成盆地,具备较好的油气成藏条件,形成有利的油气区带[4]。古城地区是塔东有利勘探区域,具有较好的石油地质条件。古城地区自下而上依次发育古生界震旦系、寒武系、奥陶系,中生界侏罗系、白垩系,新生界古近系、新近系和第四系。塔东地区储层主要发育在寒武系及下奥陶系碳酸盐岩地层中。

2.1 寒武系

塔东地区寒武系地层岩性主要为深灰色泥晶灰岩、黑色泥岩、含炭质或硅质碳酸盐岩等,地层发育较齐全,厚度不大。寒武系地层自下而上可以分为下寒武统、中寒武统、上寒武统。

(1)下寒武统。下寒武统与下伏震旦系地层呈角度不整合接触。下寒武统自下而上依次发育西山布拉克组和西大山组。其中,西山布拉克组厚度相对较小,岩性以灰黑色硅质白云岩为主。西大山组岩性主要有黑色硅质泥岩及薄层页岩,地层相对较厚,与下伏西山布拉克组为整合接触。

(2)中寒武统。中寒武统地层为莫合尔山组,地层岩性复杂,主要有黑灰色泥质灰岩、深灰色白云岩、深灰色灰岩、黑色泥岩、页岩、钙质泥岩等,地层中可见大量生物化石,以三叶虫化石居多。莫合尔山组地层厚度横向上变化较大,在库鲁克塔格北部,地层厚度较大,厚度可达200多米。莫合尔山组与下伏西大山组整合接触。

(3)上寒武统。上寒武统地层包括突尔沙克塔格组和白云岗组,其中,突尔沙克塔格地层岩性以深灰色泥质粉晶灰岩为主,具有平行层理,突尔沙克组与莫合尔山组地层整合接触。白云岗组岩性以薄层状灰岩、瘤状灰岩、页岩、钙质泥岩为主,地层含有大量的生物化石,如下伏突尔沙克组地层为整合接触。

2.2 奥陶系

(1)中下奥陶统。中下奥陶统地层自下而上依次为蓬莱坝组、鹰山组、一间房组,蓬莱坝组岩性以亮晶砂屑灰岩、亮晶砂屑白云岩、泥晶灰岩、含云灰岩、亮晶内碎屑灰岩等为主,碎屑颗粒分选磨圆差,反映低能水动力成岩环境;鹰山组地层岩性主要有褐灰色泥晶灰岩、亮晶砂屑灰岩。

(2)上奥陶统。上奥陶统地层自下而上包括土木休克组和却尔却克组,土木休克组地层岩性主要为紫色或褐灰色泥晶灰岩、生屑灰岩,与同颜色薄层泥岩或泥晶灰岩互层,瘤状构造较为常见,反映了沉积环境水动力环境较弱,为台地前缘深水缓坡环境;却尔却克组地层下部岩性主要为黑色或灰黑色泥岩、深灰色炭质泥岩,夹薄层碎屑砂岩,上部岩性以灰色、深灰色粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主,地层厚度较大,地层中裂缝较常见,裂缝多被泥质或沥青质充填,沉积环境为深水陆棚—盆地相沉积。

3 地层沉积特征

通过对塔东地区寒武—奥陶系地层沉积特征研究,得出塔东地区典型沉积相、沉积亚相及沉积微相,如图1所示。总体上,塔东地区沉积体系为海相沉积体系,沉积相主要有深海相、次深海相、浅海陆棚相、缓坡相、碳酸盐岩台地相。

(1)深海相。深海相沉积水体较深,主要包括深海放射虫硅质岩亚相、碳酸盐岩浊积岩相、深海火山碎屑岩亚相。深海放射虫硅质岩亚相岩性主要为黑色硅质岩、云质硅质岩、泥质灰岩、含泥质灰岩等,地层中含有大量有机质,具有水平层理;碳酸盐浊积岩亚相岩性以泥质灰岩、硅质岩等呈互层状,硅质岩中含有大量放射虫,还有少量三叶虫化石,岩石中含有大量有机质,是较好的烃源岩层[5];深海火山岩碎屑浊积岩亚相岩性主要为黑灰色硅质玻屑、岩屑凝灰岩,岩石中含有大量有机质。由于深海火山活动,产生的火山碎屑经过浊流搬运,沉积在深海盆地形成。

图1 塔东地区沉积特征

(2)次深海相。次深海相岩性主要为灰黑色泥质灰岩、含泥灰岩,可见生物碎屑灰岩、微晶灰岩,同时还含有少量硅质泥岩,地层中含有部分生物化石,以放射虫、三叶虫、介形虫为主,可见薄纹层状构造。次深海沉积在塔东地区却尔却克组较为常见,由于受到海底等深环流影响,形成特殊的海底等深沉积。

(3)浅海相。塔东地区古城低隆起浅海陆棚亚相岩性主要为深灰色泥晶灰岩,回收微晶灰岩,含有较多生物化石,以三叶虫、放射虫、珊瑚、腕足类、腹足类动物为主,地层构造较发育,可见构造裂缝、缝合线等,部分裂缝被后期方解石充填形成方解石脉。地层为水平层理。

本地区浅海相除了浅海陆棚亚相,还发育浅滩亚相,岩性以灰色粉晶白云岩、细晶白云岩为主,同时还有部分砂屑白云岩、鲕粒白云岩等,可见白云岩化构造。地层岩石为水平层理,地层中可见生物碎屑、鲕粒、团块等,可见热液白云化形成的白云岩[6]。

(4)碳酸盐岩台地相。塔东地区古城低隆起发育碳酸盐岩台地相以局限台地亚相和台地边缘亚相为主,其中局限台地亚相分为泻湖和潮坪微相,岩性以泥质砾岩、粉砂质泥岩为主,具有水平层理;台地边缘亚相分为台地边缘礁微相和台地边缘浅滩微相为主,台地边缘礁微相岩性主要为褐灰色礁灰岩、角砾灰岩、泥质灰岩等,地层中含有大量生物礁,生物礁孔隙中为泥晶或亮晶充填,生物以灌木礁、三叶虫、海百合、腕足、腹足等为主,生物礁内孔隙较发育。台地边缘浅滩微相岩性以灰色细晶白云岩、澡砂屑灰岩、生物碎屑白云岩等,可见绿藻、蓝藻等植物化石,可见海绿石、澡团块等,有白云石化、绿泥石化、硅化等成岩作用,发育水平层理,纹层构造。

4 储层发育特征

4.1 储集岩石特征

塔东地区寒武系、奥陶系储层岩石类型以灰岩和白云岩为主,岩性特征如下:

(1)灰岩储层。塔东地区灰岩储层岩性有粉晶灰岩、微晶灰岩、含云灰岩、礁灰岩、亮晶澡灰岩、粉晶碎屑灰岩、亮晶澡灰岩、粉晶澡砂屑灰岩、亮晶生屑灰岩、鲕粒灰岩、砂屑鲕粒灰岩、亮晶澡砂屑灰岩等。其中以亮晶生屑灰岩、砂屑灰岩、泥晶灰岩、粉晶灰岩为主。灰岩中常见鲕粒、内碎屑、生物碎屑、藻类等结构特征,成岩作用主要有胶结作用、压实作用、溶蚀作用、重结晶作用等。

(2)白云岩储层。塔东地区白云岩储层岩性有细晶白云岩、粉晶白云岩、泥晶白云岩、粗晶白云岩、泥质白云岩、含泥白云岩、粉晶含泥白云岩、灰质白云岩、鲕粒白云岩、硅化鲕粒粗晶白云岩、残余鲕粒白云岩等,以上白云岩中,以细晶白云岩、残余鲕粒白云岩为主,沉积环境主要为前滩沉积环境。

4.2 储集空间类型

4.2.1 孔隙类型

(1)晶间孔、晶间溶孔。晶间孔、晶间溶孔常见于结晶白云岩、内碎屑白云岩,裂缝充填的方解石中也可见。对于寒武系、奥陶系结晶白云岩,多见细晶、中晶白云岩,由于岩石经过多重结晶,晶体不断加大,发育大量晶间孔,孔隙形态不规则,孔隙直径介于1.5~2.0mm,面孔率可达14%,部分晶间孔后期被充填。白云岩形成后,后期由于受到溶蚀作用,形成晶间溶孔,溶孔相对较大,部分形成溶洞。大多晶间溶孔后期被方解石、石英、沥青等充填。

(2)粒内溶孔。粒内溶孔是指颗粒形成后不稳定矿物溶解形成的孔隙,粒内溶孔多发育在鲕粒、生物碎屑、澡碎屑等颗粒中,溶孔形态多不规则,孔隙直径多介于0.05~0.3mm之间,面孔率低于3%,多形成与早期颗粒中。

(3)粒间溶孔。粒间溶孔多发育于灰岩颗粒中,结晶颗粒形成后,在溶蚀作用下,粒间亮晶填隙物被溶蚀形成的粒间溶孔。

4.2.2 裂缝及溶缝

(1)裂缝。裂缝是在地层沉积形成后,在构造应力作用下产生的裂缝,构造裂缝较为发育,有水平缝、高角度缝、立缝等,此外还发育大量微裂隙。构造裂缝相对较大,后期地层流体进入后,形成方解石、沥青等充填物,部分孔隙被填充。局部多期构造裂缝相交,形成网状裂缝,地层渗透性大大增强。

(2)溶缝。溶缝是在早期裂缝形成后,受富含有机质的酸性流体影响,裂缝周围碳酸盐岩被溶蚀,形成溶缝,溶缝形成后,部分被方解石充填,形成细小方解石脉。

5 结论

(1)塔东地区寒武—奥陶系地层沉积特征研究表明,该地区沉积相主要有深海相、次深海相、浅海陆棚相、缓坡相、碳酸盐岩台地相。

(2)塔东地区寒武系、奥陶系储层岩石类型以灰岩和白云岩为主,灰岩储层岩性有粉晶灰岩、微晶灰岩、含云灰岩、礁灰岩、亮晶澡灰岩、粉晶碎屑灰岩、亮晶澡灰岩、粉晶澡砂屑灰岩、亮晶生屑灰岩、鲕粒灰岩、砂屑鲕粒灰岩、亮晶澡砂屑灰岩等;白云岩储层岩性有细晶白云岩、粉晶白云岩、泥晶白云岩、粗晶白云岩、泥质白云岩、含泥白云岩、粉晶含泥白云岩、灰质白云岩、鲕粒白云岩、硅化鲕粒粗晶白云岩、残余鲕粒白云岩。

(3)塔东地区寒武系、奥陶系储层储集空间类型主要有晶间孔、晶间溶孔、粒内溶孔、粒间溶孔、裂缝、溶缝等。

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