于红枫;白忠凯;邓力萍;焦伟伟;潘杨勇;赵越
【摘 要】塔中地区下奥陶统鹰山组发育一期重要的不整合面,已在该不整合面中获得重要的油气勘探成果.采用不整合面法、地球物理方法、测井响应特征、洞穴砂泥质充填物的岩性和颜色特征以及微体古生物等资料的综合分析,并结合高精度地震储集体预测和评价成果,确认鹰山组大型岩溶不整合面在塔中斜坡区广泛分布,具有较好的成层性,且连通性较好,是有利的储集体.明确了塔中奥陶系碳酸盐岩油气成藏关键事件以及下奥陶统油气资源规模,重新认识了不整合面油气藏,进而形成了不整合面碳酸盐岩油气勘探的新思路,拓展了油气勘探新领域. 【期刊名称】《新疆石油地质》 【年(卷),期】2011(032)003 【总页数】4页(P231-234)
【关键词】塔里木盆地;下奥陶统;鹰山组;不整合面厘定 【作 者】于红枫;白忠凯;邓力萍;焦伟伟;潘杨勇;赵越
【作者单位】中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆库尔勒841000;中国石油大学,北京102249;中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆库尔勒841000;中国石油大学,北京102249;中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆库尔勒841000;中国石油大学,北京102249 【正文语种】中 文 【中图分类】TE111.3
研究表明，整个塔中北斜坡下奥陶统风化壳整体含油，储集层的发育程度控制了油气的富集。下奥陶统鹰山组不整合位于碳酸盐岩层系内部不易识别，许志刚认为该不整合发育在中下奥陶统与上奥陶统之间，形成于加里东运动中晚期[1]；而陈新军等认为此不整合面形成于加里东运动早期，发育在下奥陶统与中上奥陶统之间[2]。此外，对鹰山组风化壳的规模和分布范围认识不清。因此，重新厘定不整合面的发育层位，确定不整合面的发育、分布范围，对于塔中地区下奥陶统的油气勘探具有重要的意义。
塔中隆起位于塔里木盆地中央隆起中部（图1），是一个长期发育的继承性古隆起，自北向南划分为塔中北斜坡带、中央断垒带、塔中南斜坡带3个二级构造单元。 塔中地区钻遇第四系、新近－古近系、白垩系、三叠系、二叠系、石炭系、泥盆系、志留系、奥陶系和寒武系，缺失侏罗系。奥陶系分为上奥陶统桑塔木组、良里塔格组及下奥陶统鹰山组、蓬莱坝组。下奥陶统鹰山组与上覆良里塔格组为不整合接触，与下伏蓬莱坝组整合接触。
震旦-奥陶纪是塔中隆起构造雏形形成阶段，塔中地区为半局限－开阔台地沉积相，接受了大套碳酸盐岩沉积。到了加里东运动中期，塔里木盆地的应力条件由拉张变为挤压，塔中地区受到挤压构造作用，一系列正断层发生反转，构造上拱，下奥陶统裸露为灰云岩山地，遭受强烈剥蚀和风化、淋滤，从而形成加里东运动中期广泛的不整合岩溶风化壳，下奥陶统之上普遍缺失了鹰山组上部、一间房组（O2y）和吐木休克组（O3t）。至晚奥陶世早期才又开始接受沉积，上奥陶统良里塔格组直接覆盖于下奥陶统鹰山组之上。加里东运动晚期，南天山洋封闭，受南北向挤压，塔中地区进一步隆升，随着塔中东部大幅度抬升，地层遭受剥蚀，促使志留系超覆其上，形成了志留系与奥陶系之间的角度不整合接触。志留-泥盆纪是塔中隆起逆冲-走滑构造变形与构造定型发展阶段，随后，塔中隆起进入鼻状隆起发展阶段和整体的稳定沉降与隆升发展阶段[3]。
在研究过程中，发现了塔中隆起下奥陶统鹰山组顶面不整合的岩、电和古生物标志，并在地震剖面上进行了准确识别。故采用不整合面法、地球物理方法、测井响应特征、洞穴砂泥质充填物的岩性和颜色特征以及微体古生物等相关资料的分析等方法对塔中地区奥陶系鹰山组不整合面进行了重新厘定。
（1）不整合面法其基本原理是：古潜山风化壳及其中的溶洞，形成于不整合面下最新碳酸盐岩地层沉积之后，不整合面上地层沉积之前。通过对钻、录、测井和岩心资料及地震剖面综合分析，建立了塔中地区碳酸盐岩岩溶古潜山的识别标志（表1）。
在塔中地区，碳酸盐岩层系内部和碳酸盐岩顶面，发育3期主要的不整合。其中，下奥陶统鹰山组（O1y）与上覆上奥陶统良里塔格组（O3l）之间的不整合，位于碳酸盐岩层系内部而属于隐蔽不整合，因而不易识别。加里东运动晚期、海西运动早期两期不整合位于碳酸盐岩顶面而极易识别。
（2）地球物理方法加里东运动中期不整合在地震、地质剖面以及古生物资料上具有鲜明的响应特征。塔中地区地震资料解释以及奥陶系目前钻井地层古生物分析表明，塔中大部分地区缺失上奥陶统下部吐木休克组及中奥陶统一间房组，缺失地层的时限约15×106a，若考虑O1y上部的缺失，则达23×106a（图2）。 地震剖面上，该不整合面对应于To3l（Tg5）反射界面，与代表加里东中期构造运动面相对应，波及范围广，对下伏地层产生大规模的削蚀，地震剖面上具有鲜明的削截反射终止关系，易于识别（图2）。此外，地震反射单元外形及其内部结构是识别该不整合面的有利辅助工具，不整合面之下在塔中Ⅰ号坡折带部位具有丘形地震反射外形、弱振幅弱连续杂乱－空白地震反射结构，可能是发育台地边缘碳酸盐岩建造的反射特征，向盆地方向楔形减薄，地震反射连续性明显增强，向台地内部层序上部遭受剥蚀而迅速减薄特征，不整合面之上的上奥陶统良里塔格组灰岩，界面之上可见上超充填特征，以中振幅较连续亚平行地震反射特征为主，在塔中Ⅰ
号坡折带台地边缘可见丘形弱振幅杂乱反射，向盆地方向可见弱发散反射结构，地震反射连续性明显增强，由台地边缘向台地内部依次可见丘形杂乱反射、弱振幅弱连续滩状反射、叠瓦状前积反射，为礁滩－滩－低能带沉积的反映（图2）。 （3）测井方法不整合面上下测井曲线形态发生突变，也可以作为识别的辅助证据。通过对塔中地区大批老井复查，找到了下奥陶统顶面不整合的岩、电和古生物标志（图3），电阻率曲线幅度由界面之上向界面之下明显增大。古风化壳在部分井段上也有鲜明的测井响应特征，如塔中162井层序Ⅱ顶部风化壳4 900—4 960 m井段具有自然伽马、声波时差增大、深浅侧向电阻率差增大、Th/K比值向上增大的测井响应特征。
此外，在塔中43井4 770—4 819.3 m井段，发现Glyptoconus
hemisphaericus，Drepanodus sp.，确定它们的时代为早奥陶世。根据多井的测井曲线变化特征，并结合各个井的化石带分布，建立了巴楚隆起—塔中隆起—塔北隆起的多井连井剖面，发现在全盆范围内，加里东运动中期不整合区域性分布，可比性强。由此确定了塔中地区下奥陶统鹰山组不整合面的发育层段。进一步的研究表明，加里东运动中期发育的不整合在全球范围内具有可对比性。
（4）洞穴充填物研究法洞穴充填物岩性包括碎屑堆积与化学堆积两种类型。碎屑充填物包括各种粒级、各种成因类型、各种颜色的碎屑岩，如洞穴角砾岩、溶积砂砾岩、溶积砂泥岩等。其中，洞穴角砾多继承母岩、围岩而来，而溶积砂砾岩、溶积砂泥岩既继承母岩，又与不整合面上最老地层的岩性相类似；相比之下的化学充填物，却类型单一，主要为淀晶方解石。因此，常用碎屑充填物来研究并确定溶洞的形成时代。
自下而上，塔中隆起古生界中存在加里东运动中期（O3l/O1y）、加里东运动晚期（S1k3/O3l，O1y）和海西运动早期（C/O3l，O1y）3期岩溶古潜山。由于这3期古潜山在形成时所处区域构造背景、陆源剥蚀区位置和基岩岩性以及潜山上覆
直接盖层的岩性迥异，因而当时洞穴或裂缝中的充填物岩石类型及其颜色也不同，据此可对古潜山及其中的溶洞进行定时断代。
加里东运动中期不整合面位于碳酸盐岩层系内部，即下奥陶统鹰山组岩溶古潜山被上奥陶统良里塔格组灰岩所覆盖。而且，在该期古潜山形成当时，即中奥陶世一间房组（O2y）沉积期和晚奥陶世吐木休克组（O3t）沉积期，尽管满东凹陷、塘古孜巴斯坳陷和古城鼻隆已逐渐演变为还原色的细碎屑岩沉积，但其地势却远低于塔中隆起。由此，造成加里东运动中期古潜山没有陆源碎屑充填，而仅为化学充填物，如纯净的方解石或溶洞角砾（图3a）。对比之下，晚加里东运动期古潜山溶洞或裂缝中的充填物为灰绿、绿灰色陆源碎屑（图3b），海西运动早期古潜山溶洞或裂缝中的充填物是以灰绿、绿灰色与红色、紫红色为特征的陆源碎屑（图3c）。因此，根据塔中地区钻井岩心碳酸盐岩中的洞穴角砾岩的岩性和发育层位，可以识别出下奥陶统鹰山组不整合面的发育层位。
（5）微体古生物法应用洞穴泥质充填物的微体古生物法，在塔北轮南获得了成功，如在多口井的溶积粉砂质泥岩、泥岩中，发现了早石炭世的孢粉化石，表明溶洞形成于早石炭世以前，溶洞的充填作用主要发生在早石炭世。这种溶积砂泥岩的充填作用，与当时海平面逐渐上升、海岸线逐渐向古潜山区侵进有关。在塔中地区的多口井的鹰山组岩心中也发现了大量疑源类化石，并将其时代确定为晚奥陶世。 加里东运动中期不整合的基岩为鹰山组（O1y），多口井岩心中的化石就发育在此段。例如，在塔中12井5 169.8—5 239.6 m井段，发现Glyptoconus tarimensis；塔中162井4 880.0—5 804.0 m井段，发现Drepanodus sp.，Berstroemognathus sp.，Serratognathus divesus；塔中43井4 770—4 819.3 m井段，发现Glyptoconus hemisphaericus，Drepanodus sp.；塔中4井3 839.5—3 935.4 m井段，发现Colipodus quadraplicatus，Drepanodusarcuatus，D.sukerectus，Parapanderodus striatus，
Scolopodustripicatus；Teriodontusgracilis，T.nakamurai，
T.huanghuachangensis等大量牙形石。据此，确定它们的时代为早奥陶世，由此确定塔中地区下奥陶统鹰山组不整合面在各井中的发育层段。
通过综合以上5个方面的特征，圈定出加里东运动中期不整合岩溶风化壳的分布范围，在塔中－巴楚地区，其勘探面积达5×104km2.
塔中地区不整合面下发育良好的岩溶储集层带，控制了其下鹰山组白云岩中段风化壳型岩溶油藏的发育[4-6]。塔中奥陶系鹰山组大型岩溶斜坡储集层广泛分布，具有较好的成层性。加之后期建设性的埋藏溶蚀以及断裂活动等多种作用的多期叠加，下奥陶统鹰山组岩溶风化壳储集层缝洞十分发育。裂缝发育处，往往洞穴也十分发育，缝洞一体，相互依存。古地貌斜坡部位缝洞单元集中分布的地方，组成缝洞系统，缝洞系统集成岩溶斜坡，呈层状、连通性较好（图4）。
塔中下奥陶统鹰山组大型碳酸盐岩岩溶风化壳储集体主要储集空间为溶蚀孔洞和断裂活动产生的裂缝。部分井在钻井过程中出现低钻时、泥浆漏失、放空等现象，表明有大型洞穴或大裂缝的存在（表2）。
通过对钻井工程、录井、测井、试油、试井以及分析化验等资料的综合分析，并结合新采集高精度地震储集体预测和评价成果，重新厘定了奥陶系不整合面，重新评价了岩溶型储集体，重新认识了不整合面大型油气藏，明确了塔中奥陶系碳酸盐岩油气成藏关键事件，形成了不整合面勘探战略新思路：
（1）由局部构造勘探转变为岩性圈闭油气勘探，拓展了勘探领域；
（2）由垒带潜山头高部位转变为斜坡低部位勘探，逼近烃源，成藏条件更为优越； （3）由塔中1井白云岩型储集层扩大为岩溶型灰岩储集体勘探，培养出高产稳产井组；
（4）井位优选更加注重地质、地震、测试等综合论证和评价，钻探成功率大大提高。
由此部署并钻探的塔中83井、塔中721井等相继获得突破，日产气超过60×104m3，实现了碳酸盐岩油气勘探的新突破，开拓了油气勘探新领域。 塔中下奥陶统风化壳勘探潜力巨大。综合评价塔中北斜坡部位是勘探的有利区带，勘探潜力巨大，天然气资源量达4 000×108m3，其中塔中54－塔中83井区下奥陶统为天然气重点评价区块，岩溶有利面积773 km2，天然气资源量2 300×108m3，开辟了台盆区寻找大气田的新领域。
通过不整合面圈闭重新厘定（证实加里东运动中期古潜山最有利）、岩溶型储集体重新评价（斜坡低部位岩溶储集层最发育）、大型凝析气藏重新认识（主体是气、来源复杂），优选评价出了塔中隆起下奥陶统北部斜坡带有利区带。其中，塔中隆起下奥陶统Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类区主要分布在北部斜坡带低部位，钻探程度相对较高，原油资源量4.3×108t；Ⅳ类区分布广，勘探程度相对较低，潜在资源量0.7×108t，即塔中地区下奥陶统鹰山组原油总资源量5×108t.
【相关文献】
［1］许志刚.塔里木盆地塔中地区奥陶系层序地层学及关键不整合界面特征研究［D］.北京：中国地质大学（北京），2005.
［2］陈新军，蔡希源，纪友亮，等.塔中奥陶系大型不整合面与风化壳岩溶发育［J］.同济大学学报（自然科学版），2007，35（8）：1 122-1 127.
［3］贾承造.中国塔里木盆地构造特征与油气［M］.北京：石油工业出版社，1997：279-283. ［4］刘韵，赵锡奎，李坤，等.塔中卡塔克隆起古生界主要不整合面与油气成藏关系［J］.新疆石油地质，2009，30（6）：683-685.
［5］张克银，艾华国，兰林英.碳酸盐岩顶部不整合面结构层及控油意义［J］.石油勘探与开发，1996，23（5）：16-19.
［6］李凌，谭秀成，陈景山，等.塔中北部下奥陶统鹰山组白云岩特征及成因［J］.西南石油大学学报，2007，29（1）：34-36.
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容