韓俊,曹自成,邱華標,尤東華,張仲培
(1.中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院,烏魯木齊830011;2.中國石化無錫石油地質(zhì)研究所,江蘇無錫214151;3.中國石化石油勘探開發(fā)研究院,北京100083)
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塔中北斜坡奧陶系走滑斷裂帶與巖溶儲集體發(fā)育模式
韓俊1,曹自成1,邱華標1,尤東華2,張仲培3
(1.中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院,烏魯木齊830011;2.中國石化無錫石油地質(zhì)研究所,江蘇無錫214151;3.中國石化石油勘探開發(fā)研究院,北京100083)
摘要:塔里木盆地塔中北斜坡奧陶系發(fā)育多條北東—南西向走滑斷裂帶,沿這些走滑斷裂帶多口鉆井在奧陶系碳酸鹽巖中獲得油氣發(fā)現(xiàn)。研究碳酸鹽巖內(nèi)幕儲集體特征、成因及其與走滑斷裂帶的關(guān)系,是塔中北斜坡奧陶系油氣勘探面臨的關(guān)鍵問題之一。通過對4口典型鉆井奧陶系儲集體發(fā)育特征、巖石學和地球化學資料的綜合分析,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景及火成巖發(fā)育特征,提出儲集體發(fā)育可能與不同性質(zhì)的深成巖溶流體改造有關(guān),其中A井可能與區(qū)域火成巖侵入體相關(guān)流體有關(guān),而B井、C井和D井可能與深部含硅質(zhì)地層熱液流體有關(guān)。通過對4口井所在的3條走滑斷裂帶的分段性和變形強度進行半定量解剖,并與實鉆情況對比,提出走滑斷裂帶分段性可能控制了儲集體發(fā)育部位,張扭部位較壓扭部位更為有利,而變形強度控制了儲集體發(fā)育規(guī)模,變形強度大的斷裂帶儲集體規(guī)模更大。建立了塔中北斜坡奧陶系走滑斷裂帶與深成巖溶儲集體的發(fā)育模式,為奧陶系斷裂帶碳酸鹽巖內(nèi)幕儲集體的油氣勘探與評價提供了新的思路。
關(guān)鍵詞:塔里木盆地;塔中北斜坡;走滑斷裂;變形強度;分段性;深成巖溶;儲集體;發(fā)育模式
塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖是油氣勘探的重要目標,在塔北隆起和塔中隆起,奧陶系碳酸鹽巖油氣勘探已取得豐碩的成果[1-3],在兩大隆起周緣斜坡,尤其是塔北隆起南斜坡和塔中北斜坡,也逐漸成為碳酸鹽巖油氣勘探開發(fā)的重點區(qū)域[4-5]。但斜坡區(qū)深層碳酸鹽巖埋深大,勘探程度低,儲集體非均質(zhì)性強,有效儲集體識別與預(yù)測難度大,其成因與傳統(tǒng)風化殼巖溶、礁灘體巖溶等迥異,斷裂和深部流體改造往往扮演著更為重要的角色。因此,開展斜坡區(qū)深層碳酸鹽巖儲集體發(fā)育模式研究,對于把握低勘探程度區(qū)的儲集體宏觀展布規(guī)律,客觀認識深部資源規(guī)模,進而優(yōu)化勘探評價部署具有十分重要的理論和現(xiàn)實意義。
為探討塔中北斜坡走滑斷裂帶與奧陶系碳酸鹽巖內(nèi)幕儲集體的關(guān)系,本文以3條走滑斷裂帶上的A井、B井、C井和D井4口典型鉆井為例(圖1),對實鉆井儲集體發(fā)育特征及其成因進行分析,對走滑斷裂帶進行半定量解剖,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景及火成巖發(fā)育特征,建立了塔中北斜坡走滑斷裂帶深成巖溶儲集體發(fā)育模式,為后期斷裂帶附近儲集體的預(yù)測提供依據(jù)。
圖1 塔中北斜坡構(gòu)造位置
塔中北斜坡位于塔中隆起塔中Ⅰ號斷裂帶之東北,西南接塔中隆起,東北鄰滿加爾坳陷,包括順托果勒低隆、順南斜坡和古城墟隆起3個次級構(gòu)造單元(圖1)。塔中北斜坡寒武系—中奧陶統(tǒng)發(fā)育厚達3 000 m的碳酸鹽巖。其中,寒武系厚約1 800 m,巖性以白云巖為主,中—下寒武統(tǒng)局部還發(fā)育潟湖相膏鹽巖和含膏碳酸鹽巖;中—下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖地層厚約1 200 m,自下往上可劃分為下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組(O1p)、中—下奧陶統(tǒng)鷹山組(O1-2y)、中奧陶統(tǒng)一間房組(O2yj),總體以厚層灰?guī)r為主,在蓬萊壩組和鷹山組下部局部發(fā)育白云巖。上奧陶統(tǒng)卻爾卻克組厚約2 000 m,主要為混積陸棚相泥巖,是極好的區(qū)域性蓋層。
塔中隆起中—下奧陶統(tǒng)與不整合有關(guān)的大氣水巖溶儲集體是油氣勘探開發(fā)的主要目標[3],與深部熱液活動有關(guān)的儲集體也多見報道[6-12],而塔中北斜坡中—下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖表層大氣水巖溶儲集體欠發(fā)育,對與深部熱液活動有關(guān)的儲集體的認識程度較低。研究區(qū)內(nèi)發(fā)育多條北東—南西向基底走滑斷裂帶,斷裂帶向西南延伸到塔中隆起,切穿了塔中Ⅰ號斷裂帶,向東北可能延伸到滿加爾坳陷,斷裂縱向斷穿了寒武系—中奧陶統(tǒng)的巨厚碳酸鹽巖地層,為深成巖溶儲集體的發(fā)育提供了優(yōu)越條件。2012年以來,中國石化西北油田分公司沿塔中北斜坡不同的走滑斷裂帶,針對中—下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖內(nèi)幕儲集體部署了多口鉆井。鉆井揭示其儲集體分布與表層大氣水巖溶儲集體迥異,不同走滑斷裂帶或者同一走滑斷裂帶的不同部位,其儲集體發(fā)育特征有明顯差異。
2.1儲集體發(fā)育部位縱向差異大
所選擇的4口鉆井中,A井和B井中—下奧陶統(tǒng)儲集體發(fā)育,但兩井儲集體發(fā)育位置與產(chǎn)層位置差異大(圖2)。A井在一間房組頂面之下27 m即揭示良好儲集體,鉆井漏失,測試獲高產(chǎn)天然氣(含凝析油),產(chǎn)層為一間房組中部—鷹山組頂部;B井在一間房組頂面之下340 m鉆遇放空和強烈漏失,測試獲高產(chǎn)天然氣,產(chǎn)層為鷹山組上部。C井和D井鉆井揭示一間房組—鷹山組碳酸鹽巖地層厚度大于A井和B井,其中C井進入一間房組頂面之下深度為630 m,D井進入一間房組頂面之下深度為495 m,但兩口井儲集體不發(fā)育,而且無油氣顯示(圖2)。
圖2 塔中北斜坡過研究鉆井的示意地質(zhì)剖面(剖面位置見圖1)
A井、B井、C井和D井位于同一構(gòu)造背景,且均緊鄰北東—南西向走滑斷裂帶,但實鉆儲集體縱向發(fā)育位置差異極大,表明其儲集體發(fā)育特征與塔河—塔中隆起奧陶系表層大氣水巖溶儲集體明顯不同。前人對大氣水巖溶熱力學和動力學條件的研究表明,塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖的巖溶作用多數(shù)在不整合面之下200 m范圍內(nèi)發(fā)生,再往深處則會沉淀碳酸鹽巖礦物,不利于巖溶儲集體發(fā)育[13]。顯然,塔中北斜坡奧陶系內(nèi)幕儲集體發(fā)育可能并非受層狀大氣水巖溶作用控制,需要從儲集體特征、成因及走滑斷裂帶的特征進一步分析。
2.2儲集體發(fā)育特征橫向變化明顯
巖心及薄片資料揭示,A井與B井主要儲集空間為孔洞和裂縫,但儲集層巖性及成巖改造有明顯差異;C井與D井儲集層不發(fā)育。
(1)A井儲集層巖性主要為灰?guī)r,見有亮晶藻屑灰?guī)r、泥晶藻屑灰?guī)r等,發(fā)育高角度裂縫和溶蝕孔洞,孔洞為瀝青質(zhì)及巨晶方解石充填(圖3a),部分孔洞具有蝕變的“蜂窩狀”特征(圖3b),鏡下可見重結(jié)晶方解石和硅質(zhì)(圖3c),部分重結(jié)晶方解石發(fā)育溶蝕孔隙(圖3d)。
圖3 塔中北斜坡各井儲集體發(fā)育特征對比
(2)B井儲集層巖性為硅化巖,硅化巖沿高角度共軛裂縫發(fā)育溶蝕孔洞、裂縫,常被柱狀石英和巨晶方解石半充填(圖3e),溶蝕孔洞大多沿裂縫發(fā)育,局部可見明顯港灣狀溶蝕(圖3f),說明硅質(zhì)熱液流體對灰質(zhì)有明顯溶蝕,部分縫洞為冰洲石和巨晶方解石半充填(圖3g),掃描電鏡下還見有板條狀石膏(圖3h)。
(3)C井與B井位于同一條走滑斷裂帶的不同部位,但是C井儲集層發(fā)育程度差,在與B井硅化巖的對應(yīng)位置,C井僅發(fā)現(xiàn)灰?guī)r中有白云化斑塊(圖3j),鏡下可見白云石和少量隱晶質(zhì)石英(圖3i)。
(4)D井發(fā)育高角度裂縫,裂縫被方解石全充填(圖3k),縫壁較平直,縫寬一般為2~3 cm,裂縫中充填方解石晶體較大,未見明顯的溶蝕特征??傮w表現(xiàn)為構(gòu)造裂縫發(fā)育,但裂縫后期被方解石強烈膠結(jié)充填。
2.3儲集體成因差異大
為查明研究區(qū)奧陶系碳酸鹽巖內(nèi)幕儲集層的成因,對部分縫洞充填物和灰?guī)r圍巖進行了碳氧同位素、稀土元素和流體裹體測溫分析。其中,碳氧同位素測定在中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所同位素實驗室進行,稀土元素分析在核工業(yè)北京研究院實驗室進行,流體包裹體分析在中國地質(zhì)大學(武漢)資源學院石油系微觀烴類檢測實驗室進行。在上述各鉆井的儲集體巖石學特征分析基礎(chǔ)上,結(jié)合地球化學數(shù)據(jù)分析認為,A井儲集體發(fā)育可能與區(qū)域火成巖侵入體相關(guān)的深成巖溶流體改造有關(guān),而B井可能與深部地層含硅質(zhì)熱液流體改造有關(guān),兩井深成巖溶流體與儲集層改造微觀機理可能不同。而C井和D井雖位于深部地層含硅質(zhì)熱液流體改造區(qū),但尚未揭示儲集層發(fā)育段。
A井巖心可見斑塊或蜂窩狀的大理巖化蝕變現(xiàn)象,且發(fā)育蝕變孔洞(圖3a,圖3b),孔洞內(nèi)為重結(jié)晶巨晶方解石、瀝青質(zhì)(圖3a)、白云石、隱晶硅質(zhì)或微晶石英(圖3b),重結(jié)晶方解石具有明顯雙晶(圖3d),灰?guī)r基質(zhì)中見藻砂屑殘余結(jié)構(gòu)(圖3c),表明其藻屑顆粒間的硅質(zhì)或石英為后期交代形成。實鉆表明,A井儲集層發(fā)育段距離灰?guī)r頂面僅27 m,這27 m井段錄井顯示差,儲集層不發(fā)育,且?guī)r心和薄片均未見明顯的大氣水溶蝕特征或砂泥質(zhì)充填孔洞現(xiàn)象,表明A井奧陶系一間房組頂面與大氣水溶蝕有關(guān)的儲集層不發(fā)育。而A井實鉆揭示中—上奧陶統(tǒng)發(fā)育輝綠巖侵入體,綜合A井巖心揭示的蜂窩狀溶蝕孔洞特征(圖3b),以及重結(jié)晶方解石(圖3a)及其雙晶(圖3d)、交代成因隱晶硅質(zhì)-微晶石英(圖3c)。因此,A井儲集體成因,可能與區(qū)域火成巖侵入體相關(guān)的深成巖溶流體改造有關(guān)[14-16]。
B井儲集體發(fā)育位置在一間房組灰?guī)r頂面之下340 m(圖2),儲集體之上為致密灰?guī)r,儲集體巖性與A井明顯不同,為交代灰?guī)r形成的硅化巖儲集體,在巖心及薄片中未見砂泥質(zhì)充填孔洞或滲濾粉砂等特征,表明儲集體發(fā)育與大氣水溶蝕關(guān)系可能不大。B井裂縫及縫間角礫表明,縫洞發(fā)育可能與走滑斷裂有關(guān)(圖3e),沿縫溶蝕港灣狀表明流體對圍巖有明顯溶蝕(圖3f)。硅化巖儲集體基質(zhì)石英、縫壁石英兩相流體包裹體分析均一溫度最高達260℃,遠高于正常地溫演化階段的最高溫度(即現(xiàn)今溫度191.81℃),表明其石英為低溫熱液成因;對縫壁充填的巨晶方解石、冰洲石分別進行了碳氧同位素分析,其δ13C集中在-2.60‰~-1.90‰,而δ18O為-14.40‰~-10.67‰,與灰?guī)r基質(zhì)相比,其δ13C變化不大,但氧同位素有明顯偏負(灰?guī)r基質(zhì)δ18O為-9.10‰~-7.20‰),表明沉淀方解石流體可能受到溫度影響,導(dǎo)致其氧同位素的明顯分餾。偏高的石英包裹體均一溫度、明顯偏負的縫洞方解石的氧同位素特征,都表明硅化巖儲集體成因可能與深部含硅質(zhì)地層熱液流體的改造有關(guān),而掃描電鏡下含硅質(zhì)灰?guī)r中板條狀石膏(圖3h)的存在,表明流體可能來源于下部地層,且經(jīng)歷了中—下寒武統(tǒng)膏鹽巖的改造。
C井在對應(yīng)B井的硅化巖儲集層發(fā)育位置,未見到硅化巖儲集層發(fā)育,表明含硅質(zhì)流體對儲集層改造較弱,其改造程度遠小于B井,流體以微弱交代基質(zhì)為主,未見明顯溶蝕。
D井巖心中發(fā)育高角度構(gòu)造裂縫,但裂縫為巨晶方解石全充填,表明流體以方解石膠結(jié)充填為主。通過對D井方解石脈碳氧同位素和稀土元素測定,分析其流體成巖環(huán)境和來源。對井底附近取心段同一條裂縫,從縫壁到縫中5個碳氧同位素測定,其δ13C由-1.775‰降低到-2.351‰,變化較小,而δ18O為-11.858‰~-10.197‰,δ18O與B井硅化巖的裂縫中的方解石較為相似,其方解石脈可能受到溫度效應(yīng)影響。對方解石脈與灰?guī)r基質(zhì)的稀土元素測定表明,其灰?guī)r基質(zhì)稀土元素總含量(∑REE)為2.69~3.89 μg/g,而方解石脈中稀土元素總含量明顯偏高,為12.34~ 17.19 μg/g,但二者稀土元素配分模式相似,輕稀土元素(LREE)相對重稀土元素(HREE)略微虧損;Ce正異常且δCe比圍巖要高;而Eu也為正異常,但δEu比圍巖略高,表明方解石脈主要為成巖流體形成,其成因與B井硅化巖縫壁中的方解石相似。
為進一步分析裂縫發(fā)育程度和深成流體成巖改造作用的空間變化,需要對不同走滑斷裂帶特征進行解剖。研究區(qū)走滑斷裂帶為小尺度滑移走滑斷層,主要表現(xiàn)出2期活動特征(圖2)。第1期為中奧陶世末—中泥盆世壓扭走滑斷裂發(fā)育階段,剖面上呈正花狀構(gòu)造和直立斷層,中奧陶統(tǒng)頂面以上拱為主;第2期為晚泥盆世—早石炭世張扭走滑斷裂發(fā)育階段,剖面上呈負花狀構(gòu)造,是走滑斷裂帶主活動期,受斷裂分段性和變形強度控制,不同斷裂、同一斷裂的不同部位其碳酸鹽巖頂面表現(xiàn)形式不一,張扭走滑性斷裂變形強度較大,其碳酸鹽巖頂面可能表現(xiàn)為下掉,反之則在碳酸鹽巖頂面可能表現(xiàn)為上拱。此外,晚二疊世末發(fā)育擠壓/壓扭斷裂系統(tǒng),主要發(fā)育壓扭性斷裂,部分逆沖斷裂與二疊系火成巖相關(guān)。沿塔中I號斷裂帶差異推擠和基底剪切滑動兩種構(gòu)造地質(zhì)作用,是系列北東向左行走滑斷層形成的主要機制。
對這4口井所在的3條走滑斷裂帶的分段性、主活動期的變形強度進行了半定量解剖(圖4),B井與D井在中奧陶統(tǒng)頂面和志留系頂面均表現(xiàn)為下掉,2口井都位于走滑斷裂帶的張扭部位,實鉆其裂縫均較發(fā)育。其中B井下掉更為明顯,而A井與C井雖然2個面上的表現(xiàn)趨勢一致,但C井在碳酸鹽巖頂面上拱特征發(fā)育(圖2)。
4.1深成巖溶流體性質(zhì)控制儲集體發(fā)育的微觀機理
綜合4口井奧陶系儲集層發(fā)育特征、巖石學及其地球化學特征,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景及火成巖發(fā)育特征,認為研究區(qū)儲集層成因與走滑斷裂帶相關(guān)的深成巖溶流體改造有關(guān),但流體性質(zhì)及改造微觀機理可能有差異,其中A井火成巖侵入體發(fā)育,大理巖化特征明顯,內(nèi)幕儲集體發(fā)育可能與火成巖侵入體相關(guān)的深成巖溶流體蝕變改造有關(guān);B井、C井、D井區(qū)奧陶系內(nèi)幕火成巖侵入體欠發(fā)育,顯微鏡下大理巖化特征也不明顯,其硅化巖儲集層與深部上行含硅質(zhì)地層熱液流體有關(guān)。
B井深部含硅質(zhì)熱液流體對儲集層改造表現(xiàn)為對灰?guī)r的溶蝕、交代以及對裂縫和孔洞的膠結(jié)充填,其中溶蝕與膠結(jié)作用的強度決定了儲集體發(fā)育程度。B井位于塔中古隆起附近,寒武系沉積前發(fā)育古隆起,寒武系下伏震旦系碎屑巖地層,源自震旦系碎屑巖地層的含硅質(zhì)地層熱液流體,沿走滑斷裂向上運移并對碳酸鹽巖進行改造。受不同的巖性影響,在寒武系—下奧陶統(tǒng)白云巖中,流體以重結(jié)晶和少量溶蝕為特征。當流體進入灰?guī)r時,由于流體對灰?guī)r圍巖中的方解石是不飽和的,流體會對灰?guī)r進行溶蝕和交代改造,這可能就是B井硅化巖儲集層發(fā)育在灰?guī)r底部的原因;隨著交代和溶蝕作用的不斷進行,流體對石英和方解石會逐漸飽和,后期逐漸膠結(jié)沉淀石英-巨晶方解石,B井硅化巖儲集體縫洞中先沉淀石英、后沉淀方解石也說明了流體對灰?guī)r早期有溶蝕,而后期則以膠結(jié)充填為主;當流體改造末期,其濃度相對圍巖灰?guī)r過飽和,表現(xiàn)為對裂縫強烈充填而幾乎無任何溶蝕,如D井中—下奧陶統(tǒng),鉆井揭示發(fā)育平直的構(gòu)造裂縫,但裂縫均被方解石強烈膠結(jié)。
4.2走滑斷裂帶性質(zhì)控制儲集層的發(fā)育部位和規(guī)模
與走滑斷裂帶相關(guān)的深成巖溶儲集層的張扭部位是儲集層橫向最有利的發(fā)育區(qū)。據(jù)前人文獻,北美熱液白云巖儲集層中,走滑斷裂帶張扭部位是儲集層發(fā)育的有利區(qū)[17-18],而走滑斷裂橋流泵吸機制也有利于流體運移和改造[19]。顯然,對于上行流體為主形成的深成巖溶儲集層,張扭部位更有利于儲集層發(fā)育。上述4口鉆井中,B井和D井在中奧陶統(tǒng)頂面和志留系頂面均表現(xiàn)為拉張,均位于走滑斷裂帶的張扭部位,高角度裂縫均較發(fā)育,只是D井鉆揭井段方解石充填嚴重而使得儲集體遭受到破壞;A井在志留系頂面表現(xiàn)為明顯的張扭,在中奧陶統(tǒng)頂面卻表現(xiàn)為擠壓特征,但由于其儲集體成因機制與B井有差異,其蝕變孔隙和溶蝕孔洞沒有被方解石全部充填,保留了部分儲集空間;而C井在中奧陶統(tǒng)頂面表現(xiàn)為明顯上拱,位于走滑斷裂帶的壓扭部位,實鉆巖心中裂縫不發(fā)育,含硅質(zhì)流體改造較弱,表明同一條走滑斷裂帶不同部位儲集層發(fā)育程度差異較大,壓扭部位不利于深成巖溶儲集層發(fā)育。
除走滑斷裂帶的分段性,從流體運移和儲集層改造規(guī)模分析,斷裂變形強度可能對深成巖溶儲集體規(guī)模至關(guān)重要。變形強度大,其內(nèi)幕斷裂、裂縫或破碎帶就更為發(fā)育,更有利于深成流體改造和儲集體發(fā)育。從上述4口鉆井所在的3條走滑斷裂帶的變形強度分析,A井水平位移明顯大于B井,其儲集體規(guī)??赡芨螅鳧井變形強度尤其是水平距離,均小于A井和B井,其儲集體規(guī)模可能較為有限。
綜上所述,深成巖溶儲集層的發(fā)育受斷裂的分段性和變形強度兩方面控制,其中,走滑斷裂-裂縫體系為深成巖溶儲集層發(fā)育提供了通道,與構(gòu)造熱液白云巖儲集層發(fā)育模式類似,其斷裂張扭部位對儲集層發(fā)育更為有利,而壓扭部位不利于深成流體改造和儲集體發(fā)育,而變形強度可能對儲集體規(guī)模有重要影響。
4.3走滑斷裂帶與深成巖溶儲集體發(fā)育模式
以塔中北斜坡3條不同走滑斷裂帶上的4口典型鉆井為例,基于對奧陶系內(nèi)幕儲集層特征、儲集層成因及走滑斷裂帶的解剖,探討性提出了斜坡區(qū)奧陶系走滑斷裂帶內(nèi)幕碳酸鹽巖儲集體發(fā)育的控制因素:深成巖溶流體性質(zhì)控制儲集體發(fā)育的微觀機理;走滑斷裂帶分段性控制儲集體發(fā)育的部位;走滑斷裂帶變形強度控制儲集體潛在規(guī)模。在上述基礎(chǔ)上,探討性初步建立了研究區(qū)走滑斷裂帶與深成巖溶儲集體的發(fā)育模式(圖5)。此模式主要反映了內(nèi)幕儲集體的發(fā)育受控于3個因素。一是不同的區(qū)域地質(zhì)背景可能提供了不同的深成流體,研究區(qū)在花崗巖基底上依次發(fā)育了下震旦統(tǒng)碎屑巖,上震旦統(tǒng)—下奧陶統(tǒng)中下部白云巖為主的碳酸鹽巖地層,下奧陶統(tǒng)上部—中奧陶統(tǒng)以石灰?guī)r為主的碳酸鹽巖地層,上奧陶統(tǒng)巨厚泥質(zhì)巖蓋層。研究區(qū)發(fā)育多條北東—南西向走滑斷裂帶,為深成流體向上運移和改造儲集體提供了通道,但是,A井與B井、C井和D井的深成流體來源可能有所不同,A井火成巖侵入體發(fā)育,流體可能為與火成巖相關(guān)的熱液流體,由于是基性輝綠巖侵入體,顯微鏡下可見大理巖化現(xiàn)象,而B井、C井和D井火成巖侵入體可能欠發(fā)育,含硅質(zhì)地層熱液流體可能來源于下伏碎屑巖地層,大理巖化現(xiàn)象不發(fā)育。二是深成流體向上運移可能受到縱向巖性結(jié)構(gòu)(下部白云巖,上部灰?guī)r)、溫度及壓力降低影響,流體在不同地層中的改造作用可能發(fā)生了明顯變化,其中,寒武系—奧陶系蓬萊壩組以厚層白云巖為主,流體以弱溶蝕、重結(jié)晶和少量石英、鞍型白云巖膠結(jié)為特征;而鷹山組中下部白云巖向灰?guī)r過渡層段,伴隨巖性結(jié)構(gòu)及溫度、壓力的變化,流體沿斷裂-裂縫體系對灰?guī)r(或白云石晶間灰質(zhì))進行溶蝕和交代,晚期伴隨少量微晶石英-柱狀石英膠結(jié),以B井為代表,而鷹山組中上部—一間房組為厚層致密灰?guī)r,隨著溫度進一步降低和溶蝕作用持續(xù)進行,流體對方解石逐漸飽和,粗—巨晶方解石沿斷裂-裂縫系統(tǒng)大量膠結(jié),以D井為代表。三是走滑斷裂帶的分段性和變形強度,對儲集體的發(fā)育程度與規(guī)??赡苡兄匾绊?,走滑斷裂的張扭部位儲集體更為發(fā)育,而變形強度大的走滑斷裂帶其儲集體規(guī)??赡芨蟆?/p>
(1)4口鉆井奧陶系儲集體發(fā)育部位縱向差異大,儲集體特征橫向變化明顯,根據(jù)儲集層巖石學及碳氧同位素、稀土元素流體包裹體地球化學分析,初步認為儲集體成因與走滑斷裂帶相關(guān)的深成巖溶流體改造有關(guān),其中A井可能與區(qū)域火成巖侵入體相關(guān)深成流體改造有關(guān),而B井、C井和D井可能與深部含硅質(zhì)地層低溫熱液流體改造有關(guān),深成流體對圍巖改造作用在不同地層中有變化,早期改造以溶蝕和交代作用為主,晚期以膠結(jié)作用為主。
(2)對3條走滑斷裂帶分段性、主活動期變形強度進行了半定量解剖,并與各井儲集體發(fā)育特征進行了對比分析,提出走滑斷裂帶分段性控制儲集層發(fā)育部位,張扭部位是儲集層橫向最有利的發(fā)育部位,斷裂變形強度控制儲集體發(fā)育潛在規(guī)模,變形強度大的走滑斷裂帶其儲集體規(guī)??赡芨蟆?/p>
(3)初步建立了塔中北斜坡奧陶系走滑斷裂帶與深成巖溶儲集體的發(fā)育模式,為斜坡區(qū)斷裂帶奧陶系內(nèi)幕儲集體評價提供了新的思路,但由于該類型儲集體成巖作用與分布均具有相當?shù)膹?fù)雜性,仍需進一步深入研究。
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(編輯顧新元)
Model for Strike?Slip Fault Zones and Karst Reservoir Development of Ordovician in Northern Slope of Tazhong Uplift,Tarim Basin
HAN Jun1,CAO Zicheng1,QIU Huabiao1,YOU Donghua2,ZHANG Zhongpei3
(1.Research Institute of Exploration and Development,Northwest Oilfield Company,Sinopec,Urumqi,Xinjiang 830011,China; 2.Wuxi Institute of Petroluem Geology,Sinopec,Wuxi,Jiangsu 214151,China; 3.Research Institute of Petroleum Exploration and Development,Sinopec,Beijing 100083,China)
Abstract:Several NE-SW strike?slip fault zones are distributed in the Ordovician strata in northern slope in Tazhong uplift of Tarim basin, along which a lot of oil and gas seepages were discovered in carbonate rocks of the Ordovician from many drilled wells.Study on the inside carbonate reservoir feature and origin,as well as the relationship with the strike?slip fault zones is one of key issues for petroluem explora?tion in it.This paper presents comprehensive analysis of the development features,lithologic and geochemical data from 4 typical wells(i.e. A,B,C,and D wells)drilled in the Ordovician reservoir.And combined with the regional geologic setting and igneous rock characterisitcs, it considers that such a reservoir development may be related to plutonic karst fluid transformation with different properties,among which Well A may be related with the regional igneous intrusions?relevant fluid,while Wells B,C,D could be related to the deep hydrothermal fluids in silicon formations.Based on these,the segmentation and deformation intensity of 3 strike?slip fault zones are analyzed semi?quanti?tatively.Compared with the actual drilling situations,it is concluded that the segmentation of strike?slip fault zones may control the position of the reservoirs,where transtension part is better than pressure torsion part;whereas transformation intensity may control the scale of it, and the greater the intensity,the bigger the scale is.Finally,this paper develops the model for such fault zones and plutonic karst reservoirs in this area,so as to provide anew ideafor petroleum exploration and evaluation of this inside carbonate reservoir.
Keywords:Tarim basin;Tazhong northern slope;strike?slip fault;deformation intensity;segmentation;plutonic karst;reservoir body; development model
作者簡介:韓?。?983-),男,湖北宜昌人,工程師,碩士,石油地質(zhì),(Tel)0991-3160610(E-mail)hanjun_xbsj@sinopec.com
基金項目:國家科技重大專項(2011ZX05005-004-003)
收稿日期:2015-09-14
修訂日期:2015-11-26
文章編號:1001-3873(2016)02-0145-07
DOI:10.7657/XJPG20160204
中圖分類號:TE122.14
文獻標識碼:A