塔里木盆地西南邊緣壓扭構(gòu)造體系及其石油地質(zhì)意義

在獲取大量地質(zhì)、地球化學(xué)資料的基礎(chǔ)上,對南海北部邊緣盆地co2的成因及充注驅(qū)油特征進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:南海北部邊緣盆地co2可劃分為殼源型巖石化學(xué)成因、殼源型有機(jī)成因、殼?；旌闲图盎鹕结Ｔ葱统梢?種成因類型;其中,鶯歌海盆地殼源型及殼?；旌闲蚦o2運(yùn)聚成藏主要受控于泥底辟熱流體晚期分層分塊多期局部上侵活動與上新統(tǒng)—中新統(tǒng)海相含鈣砂泥巖的物理化學(xué)綜合作用;瓊東南盆地東部及珠江口盆地火山幔源型co2成藏主要受控于幔源型火山活動及溝通深部氣源的基底深大斷裂的展布;co2運(yùn)聚成藏中,其充注驅(qū)油過程主要受運(yùn)聚輸導(dǎo)條件及氣源供給等諸多地質(zhì)關(guān)鍵因素的制約和控制。由于co2充注驅(qū)替往往導(dǎo)致油氣藏中油氣再分配或重新組合,并引起原來的油氣產(chǎn)出及產(chǎn)狀特征發(fā)生變化,故容易形成新的油藏或氣藏。因此,可以將co2充注驅(qū)油特征作為判識油氣成藏動態(tài)過程的示蹤標(biāo)志,用于預(yù)測油氣運(yùn)聚狀態(tài),追蹤油氣分布特征

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(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個中期基準(zhǔn)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(zhǔn)面升降旋回構(gòu)成1個長期旋回。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(shí)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(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(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。

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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?zé)岷椭亓?、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(yán)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(jìn)行了預(yù)測。

為認(rèn)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(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(yùn)聚條件和富集場所.要加強(qiáng)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

歷年來在塔里木盆地西南地區(qū)施工的鉆井報(bào)廢率較高,為降低鉆孔報(bào)廢率,通過對新疆塔里木盆地西南坳陷云地1井鉆探施工工藝、孔內(nèi)復(fù)雜情況的處理過程、現(xiàn)場技術(shù)管理措施的介紹,總結(jié)了塔里木盆地西南坳陷托云盆地復(fù)雜地層鉆探的技術(shù)特點(diǎn),形成了一整套可行的施工方法和技術(shù)管理方案,基本解決了在該地區(qū)的施工難題,可為今后類似工程的施工提供一些參考.

在龍江地區(qū)野外實(shí)測剖面的巖石裂縫中發(fā)現(xiàn)了二疊系的石油顯示,在單偏光鏡下顏色呈黑褐色,在熒光鏡下顯示棕黃色或綠色;油源追蹤研究證明,野外發(fā)現(xiàn)的二疊系干瀝青是由石炭-二疊系巖石本身生成的,而不是來自于盆地上部的其他生油氣巖層.這一發(fā)現(xiàn)和研究對松遼盆地深層的油氣勘探具有實(shí)際意義.

在柴達(dá)木盆地南緣野外地質(zhì)調(diào)查過程中,在祁曼塔格山前石拐子剖面的下石炭統(tǒng)石拐子組和烏圖美仁慶華鐵礦剖面的上石炭統(tǒng)締敖蘇組中發(fā)現(xiàn)了大量chondrites遺跡化石。經(jīng)鑒定,研究區(qū)的chondrites遺跡化石主要包括chondritesfenxiangensisyang,1984(分鄉(xiāng)叢藻跡);chondritesfilifalxvolk,1964(細(xì)枝叢藻跡)和chondritesmaqianensisyang,1988(瑪沁叢藻跡)3個遺跡種。根據(jù)研究區(qū)的chondrites遺跡化石特征,結(jié)合巖性特征和其他實(shí)體化石資料,認(rèn)為石拐子地區(qū)早石炭世為臺洼沉積環(huán)境,烏圖美仁慶華鐵礦地區(qū)晚石炭世為局限碳酸鹽巖臺地沉積環(huán)境。另外,探討了生物擾動對研究區(qū)儲集層的改造作用。該研究對恢復(fù)柴達(dá)木盆地南緣石炭系的沉積環(huán)境和古生態(tài)以及評價(jià)研究區(qū)的儲集層物性具有重要的借鑒意義。

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(biāo)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(jià),并計(jì)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。

在野外地質(zhì)調(diào)查、平衡剖面分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化,采用巖石聲發(fā)射法對雪峰隆起西南緣的最大古應(yīng)力進(jìn)行了恢復(fù),并探討了古應(yīng)力大小與油氣成藏破壞的關(guān)系。研究結(jié)果表明,研究區(qū)共經(jīng)歷了5期不同強(qiáng)度的重要構(gòu)造變革運(yùn)動。在早古生代末期和印支期構(gòu)造運(yùn)動較弱,聲發(fā)射法的測量表明古應(yīng)力值分別為13.3mpa和24mpa,對應(yīng)于麻江古油藏的主要成藏期。構(gòu)造運(yùn)動次數(shù)較多或者古應(yīng)力值較大的時(shí)期,主要對應(yīng)于麻江古油藏儲集層的發(fā)育期和油藏大規(guī)模破壞期。晚古生代末期構(gòu)造活動次數(shù)較少,但恢復(fù)地古應(yīng)力值較大,為92.6mpa;燕山期和喜馬拉雅期經(jīng)歷了多期構(gòu)造活動,恢復(fù)地古應(yīng)力值為23.3~74.4mpa。

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(zhǔn)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(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,這是瀝青墊判識的重要標(biāo)志。

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”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。

基于塔里木盆地14條地層鏡質(zhì)組反射率ro剖面的研究,確認(rèn)塔中隆起東段及塔北隆起塔河-輪南油田的單井ro剖面均屬二階錯斷型,在c1b巴楚組底(或d3d東河塘組底)不整合面處,出現(xiàn)ro值突變,上覆三疊系-下石炭統(tǒng)處于成熟階段,在生烴"液態(tài)窗"范疇之內(nèi),而下伏的下古生界則屬過成熟階段,超出"液態(tài)窗"范疇,其過成熟性在志留紀(jì)末期,至遲在泥盆紀(jì)早期業(yè)已定型.塔中隆起西段ro剖面屬于一階連續(xù)型,下古生界也屬過成熟階段,其成熟度卻是晚近地質(zhì)時(shí)期定型的.從上述地層熱史可得到下列啟迪:(1)塔北、塔中隆起東段及滿加爾坳陷過成熟的下奧陶統(tǒng)-寒武系,不可能成為塔里木盆地臺盆區(qū)黑油的烴源灶;(2)塔中隆起東、西段ro剖面的差異,反映早古生代古構(gòu)造面貌呈現(xiàn)"東低西高",晚古生代以來反向成為"東高西低"今構(gòu)造面貌;(3)推算并恢復(fù)塔中隆起東段與塔北隆起下奧陶統(tǒng)上覆地層剝蝕量,將會引起對臺盆區(qū)古構(gòu)造面貌的再思考;(4)考慮到過成熟烴源層"液態(tài)窗"的存續(xù)時(shí)間,預(yù)測介于阿瓦提坳陷與滿加爾坳陷之間,具有"坳中隆"構(gòu)造屬性的順托果勒"低隆起"利于成為下古生界潛在的烴源灶.

在塔里木盆地西南緣發(fā)現(xiàn)多個片麻狀英云閃長巖,巖體表現(xiàn)為高si、al、na,富集輕稀土元素、大離子親石元素和高場強(qiáng)元素的zr、hf、ti,虧損重稀土元素和高場強(qiáng)元素p、ni、cr,地球化學(xué)具有a型花崗巖的特征。通過鋯石shrimpu-pb測年,獲得3組年齡:第一組年齡,t=(1970±47)ma(n=4,mswd=2.4),代表巖漿捕獲的繼承鋯石年齡;第二組年齡,t=(764±33)ma(n=4,mswd=2.50),代表巖漿結(jié)晶年齡;第三組年齡,t=(424±16)ma(n=6,mswd=1.03),代表加里東期構(gòu)造事件年齡。t=(764±33)ma的鋯石年齡可能是塔里木地塊在新元古代末期rodinia超大陸裂解巖漿活動的記錄,對約束該區(qū)地層時(shí)代、研究地質(zhì)構(gòu)造演化提供了重要信息。

通過對鄂爾多斯盆地沉積及油氣成藏特征的詳細(xì)分析,該地區(qū)差異壓實(shí)作用過程可分為壓實(shí)排水、壓實(shí)排烴、彈性壓實(shí)三個階段;差異壓實(shí)作用不僅受到砂泥比等沉積物類型及含量的影響,古地貌也是重要的影響因素;差異壓實(shí)與巖性、區(qū)域構(gòu)造、古地貌等因素的共同作用可形成不同的有利圈閉類型,對差異壓實(shí)作用及其有利圈閉類型的認(rèn)識,有利于深入尋找油氣資源及合理開發(fā)油氣藏.

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(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。

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。

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(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),使儲層發(fā)育粒內(nèi)溶孔、鑄?？?、溶蝕擴(kuò)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(shí)驗(yàn)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(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。