王勛杰

(1.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083；2.中國(guó)石油 長(zhǎng)城鉆探工程有限公司，北京 100101)

塔河油田志留系油氣成藏特征研究

王勛杰1,2

(1.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083；2.中國(guó)石油 長(zhǎng)城鉆探工程有限公司，北京 100101)

塔河油田志留系發(fā)育3種油氣藏類型，分別為地層油氣藏、巖性油氣藏以及復(fù)合油氣藏。研究認(rèn)為塔河油田志留系油氣藏經(jīng)歷多期成藏和改造過(guò)程，油氣成藏可以概括為“多期充注、多期調(diào)整、晚期定型”。構(gòu)造及斷裂發(fā)育程度控制了油氣的運(yùn)聚及分布，志留系斷裂活動(dòng)期次和油氣充注期次一致，斷裂的發(fā)育程度控制了志留系油氣運(yùn)聚；河口砂壩和潮汐水道等相帶發(fā)育的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層控制著油氣的富集；油氣主要富集在志留系剝蝕尖滅線附近形成的圈閉中。塔河油田構(gòu)造地層類型油氣藏以在塔河南部地區(qū)為有利區(qū)，志留系原生油氣藏主要分布在托普臺(tái)地區(qū)。

成藏特征；油氣藏類型；主控因素；志留系；塔河油田

塔河油田構(gòu)造主體位于沙雅隆起阿克庫(kù)勒凸起，該區(qū)志留系受海西早期影響，志留系頂部剝蝕嚴(yán)重，區(qū)內(nèi)僅發(fā)育柯坪塔格組和塔塔埃爾塔格組2套地層[1]。近年來(lái)，塔河奧陶系油藏的勘探過(guò)程中，位于塔河地區(qū)的多口井，連續(xù)鉆遇志留系，累計(jì)視厚度從幾十米至500多米；有多口井鉆遇較好油氣顯示，并解釋出油層。測(cè)試井有十余口，其中S112-2井在志留系柯坪塔格組5 286～5 289 m井段射孔后獲得高產(chǎn)工業(yè)油氣流，其產(chǎn)油量約為80 m3/d，產(chǎn)氣量約為1 200 m3/d，無(wú)水期累產(chǎn)原油2.9×104t，目前該井區(qū)已累產(chǎn)油十余萬(wàn)噸，這些油氣發(fā)現(xiàn)預(yù)示著塔河油田志留系的油氣勘探前景廣闊。但針對(duì)塔河地區(qū)的勘探與研究重點(diǎn)主要集中在奧陶系和三疊系，志留系缺乏系統(tǒng)深入的研究工作，這就阻礙了該區(qū)志留系的勘探部署進(jìn)程。在總結(jié)吸收前人研究成果基礎(chǔ)上[2-10]，針對(duì)該區(qū)志留系的成藏特點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)研究工作，并結(jié)合研究成果，對(duì)該區(qū)志留系下一步的勘探領(lǐng)域和方向提出了建議，對(duì)于擴(kuò)大該區(qū)油氣勘探成果，增儲(chǔ)上產(chǎn)，尋找塔河地區(qū)新的儲(chǔ)量后備基地具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 油氣藏類型

根據(jù)該區(qū)志留系的圈閉類型，結(jié)合油氣藏分析認(rèn)為塔河油田志留系主要發(fā)育3種油氣藏類型(表1) 。

從取得的勘探成果來(lái)看，在柯坪塔格組上段中形成的構(gòu)造—地層復(fù)合油氣藏、地層不整合遮擋等類型油氣藏最為有利，這2類油氣藏主要分布在北部的尖滅線附近。托普臺(tái)地區(qū)斜坡部位上分布的地層超覆油氣藏、巖性油氣藏成藏條件較好，是值得下一步勘探的油藏類型[11]。

表1 塔河地區(qū)志留系油氣藏類型統(tǒng)計(jì)

Table 1 Statistics of Silurian reservoir types in Tahe Oil Field

2 典型油氣藏解剖

2.1 油氣藏基本特征

塔河油田南部S112-2井志留系油氣藏位于塔河油田登記區(qū)南端，柯坪塔格組上段中發(fā)育的砂巖是其油氣產(chǎn)層。該套儲(chǔ)集砂體主要分布于S112-2井區(qū)和S114-1井區(qū)及托甫臺(tái)一帶，TP2、TP3、TP301、TP4、TP7等井均有揭示，以發(fā)育潮坪相的砂脊砂體和潮汐三角洲相潮道砂體為特征，儲(chǔ)層物性較好，但砂體厚度較薄。該砂巖孔隙度分布范圍為0.9%～16.6%，平均7.9%；滲透率為(0.0019～39.8)×10-3μm2，平均1.4×10-3μm2，低孔低滲型儲(chǔ)層。孔隙類型主要是殘余粒間孔隙和溶蝕粒間孔，局部砂巖見(jiàn)巖屑內(nèi)溶孔。

2.2 儲(chǔ)蓋組合及圈閉類型

該油氣藏為柯坪塔格組上段砂巖與上覆泥巖構(gòu)成的儲(chǔ)蓋組合。通過(guò)鄰井對(duì)比并結(jié)合地震資料，認(rèn)為S112-2井志留系柯坪塔格組砂巖段發(fā)育構(gòu)造—巖性圈閉，其底封為下伏志留系泥巖，頂封及側(cè)封為砂泥巖互層段灰質(zhì)膠結(jié)的致密砂巖。由此可見(jiàn)，控制柯坪塔格組上段油氣聚集的主要因素是巖相或巖性因素，考慮到柯坪塔格組地層尖滅為圈閉的重要邊界，因而可定為地層—巖性、構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉。

2.3 油氣成藏模式

加里東期，阿克庫(kù)勒凸起已具雛型，滿加爾凹陷中部中下奧陶統(tǒng)烴源巖在此時(shí)已經(jīng)進(jìn)入生油門(mén)限；沙雅隆起也開(kāi)始發(fā)育，成為油氣運(yùn)移的有利指向區(qū)，該時(shí)期形成的油氣運(yùn)聚至此成藏。加里東晚期運(yùn)動(dòng)使沙雅隆起進(jìn)一步擴(kuò)大，早期形成的志留系油氣藏當(dāng)然也遭到強(qiáng)烈改造和破壞，現(xiàn)今的奧陶系淺部瀝青灰?guī)r和志留系瀝青砂巖就是部分古油藏遭到破壞的最好佐證。

海西早期運(yùn)動(dòng)對(duì)塔北隆起改造最強(qiáng)烈，隆起軸部泥盆系—志留系地層剝蝕殆盡，局部地區(qū)出露下奧陶統(tǒng)，石炭系直接與奧陶系不整合接觸。

海西晚期，隨著上覆地層的沉積，中下寒武統(tǒng)的烴源巖在滿加爾凹陷進(jìn)入過(guò)成熟階段，以生干氣為主，分布在盆地北部阿—滿地區(qū)的中下奧陶統(tǒng)烴源巖已經(jīng)成熟，以生油為主，可以為志留系提供正常原油。海西末期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使沙雅隆起沿早期的斷裂進(jìn)一步斷褶隆升，志留系油氣藏再次遭受破壞。

燕山晚期，白堊系沉積之后，上奧陶統(tǒng)臺(tái)緣斜坡灰泥丘相的烴源巖在白堊紀(jì)末期就部分處于成熟生烴階段，開(kāi)始生油。喜馬拉雅期，尤其是晚古近紀(jì)，巨厚的古近系沉積覆蓋其上，導(dǎo)致上奧陶統(tǒng)烴源巖進(jìn)入大量生油階段。此時(shí)志留系地層埋藏較深，儲(chǔ)蓋組合配置較好。伴隨沙雅隆起的再次抬升，海西早期形成的不整合面(T60)由南傾轉(zhuǎn)為北傾，但志留系仍然保持原來(lái)的構(gòu)造面貌，即北高南低，始終處于構(gòu)造的相對(duì)高部位，是油氣運(yùn)移聚集的指向區(qū)，喜馬拉雅期生成的油氣繼續(xù)向該油氣藏中運(yùn)移聚集，形成了早、晚期混合充注、調(diào)整油氣藏(圖1)。

3 成藏主控因素

3.1 構(gòu)造及斷裂對(duì)油氣成藏具有重要控制作用

塔河油田南部是塔北殘余古隆起的一部分，古隆起形成、發(fā)育、定型過(guò)程和后期構(gòu)造作用控制著志留系地層沉積和構(gòu)造特征。塔北殘余古隆起自古生界古隆起形成以來(lái)，多次隆起上升，古生界遭受強(qiáng)烈剝蝕，部分隆起高部位古生界被嚴(yán)重剝蝕，殘余的志留系與上覆地層配置形成油氣藏。

圖1 塔河油田志留系油氣成藏模式

塔河地區(qū)志留系構(gòu)造高部位主要位于塔河南部，在塔河南地區(qū)，油氣顯示井多數(shù)位于構(gòu)造高部位，低部位的油氣顯示井不多，且與斷裂存在有關(guān)。

根據(jù)志留系斷裂分布特征和延伸方向，結(jié)合奧陶系斷裂特征，認(rèn)為志留系斷裂分布和展布主要受控于下伏奧陶系的加里東中晚期斷裂。通過(guò)對(duì)塔河地區(qū)志留系斷層活動(dòng)期次分析認(rèn)為，逆斷層活動(dòng)期多為加里東中晚期(或海西早期)—海西晚期；正斷層活動(dòng)期為印支、燕山期和喜馬拉雅期。通過(guò)流體包裹體分析認(rèn)為，塔河地區(qū)志留系在加里東晚期、海西期、印支期、燕山期及喜馬拉雅期均有油氣充注，這與斷裂活動(dòng)期次一致；同時(shí)志留系油氣主成藏期為加里東晚期、海西晚期和喜馬拉雅期[12]，說(shuō)明斷裂對(duì)志留系油氣運(yùn)聚具有重要控制作用。

總體而言，塔河地區(qū)志留系油氣運(yùn)聚和分布主要受到所處的構(gòu)造位置及斷裂發(fā)育程度的控制。塔河油田深大斷裂帶是奧陶系油氣充注的優(yōu)勢(shì)通道，同時(shí)溝通斷裂是志留系油氣成藏的關(guān)鍵。通源斷裂的空間展布控制志留系油氣的垂向運(yùn)移距離和平面分布范圍。塔河油田志留系的油氣聚集成藏更易發(fā)生于斷裂較發(fā)育地區(qū)，目前的勘探成果即是如此，如S112-2井油藏就位于斷裂發(fā)育地區(qū)(圖2)。

3.2 優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層控制了油氣富集

塔河地區(qū)志留系剝蝕嚴(yán)重，但是局部地區(qū)塔塔埃爾塔格組下段和柯坪塔格組上段保存好，局部地區(qū)柯坪塔格組上段的砂巖與上覆石炭系的泥巖組成儲(chǔ)蓋組合形成油氣藏。同時(shí)沙雅隆起南部柯坪塔格組中段暗色泥巖和下段砂巖組合成良好的儲(chǔ)蓋組合(圖3)。

該區(qū)志留系主要發(fā)育濱岸、下切水道等沉積相帶，儲(chǔ)集砂體以中細(xì)砂巖為主，砂巖中各種層理發(fā)育，儲(chǔ)集性能較好，同時(shí)巖心上可觀察到瀝青砂巖、油氣沿層理面分布。統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，含有油氣的砂巖孔隙度普遍高于不含油氣的砂巖孔隙度，這也進(jìn)一步說(shuō)明優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層對(duì)油氣運(yùn)移聚集的控制。

圖2 塔河地區(qū)南部沙112-2井區(qū)過(guò)井地震剖面

圖3 塔河地區(qū)志留系含烴類砂巖孔隙度直方圖

3.3 圈閉對(duì)油氣富集的控制

S112-2井油氣藏的圈閉為地層尖滅—構(gòu)造復(fù)合型，表明被海西早期破壞成的稠油經(jīng)喜馬拉雅期的油氣充注可以重新形成正常油氣藏。塔河南地區(qū)自海西期以來(lái)志留系一直呈南東傾，上覆石炭系為一套致密的礫巖及(鹽)泥巖地層，剝蝕尖滅線附近是形成構(gòu)造地層復(fù)合圈閉的有利地區(qū)，也是喜馬拉雅期油氣運(yùn)移的指向區(qū)。喜馬拉雅期生成的正常油氣運(yùn)移到這些圈閉中形成油氣藏，是正常油富集的有利場(chǎng)所。

4 塔河油田志留系勘探方向

塔河地區(qū)志留系油氣資源量為0.846 9×108t，具有較大的油氣勘探潛力，綜合分析認(rèn)為在塔河地區(qū)存在以下2種勘探區(qū)。

4.1 與尖滅線配合的地層型油氣藏勘探區(qū)

該勘探區(qū)主要位于塔河南地區(qū)，在這個(gè)地區(qū)存在志留系砂巖和石炭系泥巖構(gòu)成的儲(chǔ)蓋組合，這套儲(chǔ)蓋組合配置較好，同時(shí)塔河南地區(qū)北部志留系剝蝕尖滅，與尖滅線配合可以形成地層尖滅圈閉；該區(qū)志留系南傾，油氣向北運(yùn)移。該區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了S112-2井、AT19井油氣藏，說(shuō)明該領(lǐng)域具有較好的成藏條件，是尋找志留系正常油氣藏的有利勘探地區(qū)。

4.2 地層超覆及巖性油氣藏勘探區(qū)

該勘探區(qū)位于塔河西部的托普臺(tái)地區(qū)，這個(gè)地區(qū)為一個(gè)單斜構(gòu)造，在這種構(gòu)造背景下志留系可以形成地層超覆圈閉和巖性圈閉。該區(qū)多口井在志留系具有良好油氣顯示，S108、S117等井獲得低產(chǎn)稠油，是早期原生油氣藏勘探的有利地區(qū)[13-16]。

5 結(jié)論

(1)塔河油田志留系具有3種油氣藏類型，其中以柯坪塔格組上段地層中發(fā)育的靠近剝蝕尖滅線形成的地層油氣藏最為有利。

(2)塔河油田志留系油氣藏經(jīng)歷多期成藏和改造過(guò)程，油氣成藏可以概括為“多期充注、多期調(diào)整、晚期定型”。

(3)油氣成藏主要受以下因素控制：構(gòu)造控制了油氣的運(yùn)移指向；斷裂發(fā)育程度控制了油氣的分布，志留系斷裂活動(dòng)期次和油氣充注期次一致，斷裂的發(fā)育程度控制了志留系油氣運(yùn)聚；河口砂壩和潮汐水道等相帶發(fā)育的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層控制著油氣的富集；志留系剝蝕尖滅線附近形成的圈閉是正常油富集的有利場(chǎng)所。塔河油田構(gòu)造地層類型油氣藏以在塔河南部地區(qū)為有利區(qū)，志留系原生油氣藏主要分布在托普臺(tái)地區(qū)。

[1] 范春花,蒲仁海,漆立新,等.塔河地區(qū)志留系的對(duì)比[J].地質(zhì)論評(píng),2007,53(1):1-5.

Fan Chunhua,Pu Renhai,Qi Lixin,et al.The silurian correlation in Tahe area,Tarim basin,northwestern China[J].Geological Review,2007,53(1):1-5.

[2] 金曉輝,閆相賓,張哨楠,等.塔里木盆地志留系成藏條件與勘探方向探討[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2006,21(2):1-5.

Jin Xiaohui,Yan Xiangbin,Zhang Shaonan,et al.Discussion on oil reservoir forming conditions and exploration targets of the Silurian in Talimu Basin[J].Journal of Xi’an Shiyou University:Natural Science Edition,2006,21(2):1-5.

[3] 顧憶.塔里木盆地北部塔河油田油氣藏成藏機(jī)制[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2000,22(4):307-312.

Gu Yi.Forming mechanism of hydrocarbon pools in Tahe oilfield of the northern Tarim basin[J].Experimental Petroleum Geology,2000,22(4):307-312.

[4] 趙靖舟,李啟明.塔里木盆地克拉通區(qū)海相油氣成藏期與成藏史[J].科學(xué)通報(bào),2002,47(S1):116-121.

Zhao Jingzhou,Li Qiming.Timing and history of marine hydrocarbon accumulation in Tarim craton[J].Science Bulletin,2002(S1):116-121.

[5] 鄭和榮.中國(guó)中西部四大盆地碎屑巖油氣地質(zhì)與勘探技術(shù)新進(jìn)展[J].石油與天然氣地質(zhì),2012,33(4)：497-505.

Zheng Herong.New advances in petroleum geology and exploration techniques of clastic reservoirs in the four large-sized basins in central-western China[J].Oil & Gas Geology,2012,33(4)：497-505.

[6] 劉洛夫,趙建章,張水昌,等.塔里木盆地志留系瀝青砂巖的成因類型及特征[J].石油學(xué)報(bào),2000,21(6):12-17.

Liu Luofu,Zhao Jianzhang,Zhang Shuichang,et al.Genetic types and characteristics of the Silurian asphaltic sandstones in Tarim Basin[J].Acta Petrolei Sinica,2000,21(6):12-17.

[7] 王祥,呂修祥,劉國(guó)勇,等.塔河油田碳酸鹽巖油氣輸導(dǎo)體系與勘探方向[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2012,34(1):14-18.

Wang Xiang,Lü Xiuxiang,Liu Guoyong,et al.Hydrocarbon carrier system of carbonate rock and exploration direction in Tahe Oilfield,Tarim Basin[J].Petroleum Geology & Experiment,2012,34(1):14-18.

[8] 馬暉.利用測(cè)井方法識(shí)別和評(píng)價(jià)塔河油田巖溶溶洞[J].斷塊油氣田,2012,19(2):266-269.

Ma Hui.Identification and evaluation of karst caves with well logging method in Tahe Oilfield[J].Fault-Block Oil and Gas Field,2012,19(2):266-269.

[9] 黃繼文,顧憶,丁勇,等.塔里木盆地北部地區(qū)上奧陶統(tǒng)烴源條件[J].石油與天然氣地質(zhì),2012,33(6)：853-858.

Huang Jiwen,Gu Yi,Ding Yong，et al.Upper Ordovician source rocks in northern Tarim Basin[J].Oil & Gas Geology,2012，33(6)：853-858.

[10] 張文博,金強(qiáng),徐守余,等.塔北奧陶系露頭古溶洞充填特征及其油氣儲(chǔ)層意義[J].特種油氣藏,2012,19(2)：50-54.

Zhang Wenbo,Jin Qiang,Xu Shouyu,et al.Paleo-cavern filling characteristics and hydrocarbon reservoir implication in the Ordovician outcrops in northern Tarim Basin[J].Special Oil & Gas Reservoirs,2012,19(3)：50-54.

[11] 王招明,何愛(ài)東.塔北隆起中西部油氣富集因素與勘探領(lǐng)域[J].新疆石油地質(zhì),2009,30(2):153-156.

Wang Zhaoming,He Aidong.Hydrocarbon enrichment and exploration domains in Mid-Western Tabei Uplift,Tarim Basin[J].Xinjiang Petroleum Geology,2009,30(2):153-156.

[12] 張永貴,張忠民,馮興強(qiáng),等.塔河油田南部志留系油氣成藏主控因素與成藏模式[J].石油學(xué)報(bào),2011,32(5):767-774.

Zhang Yonggui,Zhang Zhongmin,Feng Xingqiang,et al.Main controlling factors and models of Silurian hydrocarbon accumulation in the southern Tahe Oilfield[J].Acta Petrolei Sinica,2011,32(5):767-774.

[13] 武芳芳,朱光有,張水昌,等.塔里木盆地油氣輸導(dǎo)體系及對(duì)油氣成藏的控制作用[J].石油學(xué)報(bào),2009,30(3):332-341.

Wu Fangfang,Zhu Guangyou,Zhang Shuichang,et al.Types of hydrocarbon migration pathways and its controlling effects on hydrocarbon distribution in Tarim Basin[J].Acta Petrolei Sinica,2009,30(3):332-341.

[14] 朱筱敏,王貴文,謝慶賓.塔里木盆地志留系沉積體系及分布特征[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2002,26(3):5-11.

Zhu Xiaomin,Wang Guiwen,Xie Qingbin.Characteristics and distribution of depositional systems of Silurian in Tarim basin[J].Journal of the University of Petroleum,China,2002,26(3):5-11.

[15] 劉家鐸,張哨楠,田景春,等.塔里木盆地志留—泥盆系沉積體系及勘探方向討論[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2004,31(6):654-657.

Liu Jiaduo,Zhang Shaonan,Tian Jingchun,et al.Discussion on exploration direction and depositional system of Silurian-Devonian in Tarim Basin,China[J].Journal of Chengdu University of Technology:Science & Technology Edition,2004,31(6):654-657.

[16] 蔡希源.塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)油氣成藏條件與勘探方向[J].石油與天然氣地質(zhì),2005,26(5):590-597.

Cai Xiyuan.Reservoiring conditions and exploration targets in Tarim basin[J].Oil & Gas Geology,2005,26(5):590-597.

(編輯 黃 娟)

Reservoir characteristics of Silurian in Tahe Oil Field

Wang Xunjie1,2

(1.ResearchInstituteofPetroleumExplorationandDevelopment,PetroChina,Beijing100083,China;2.CNPCGreatDrillingCompany,Beijing100101)

The Silurian oil and gas reservoir types include stratigraphic, lithologic and compound ones in the Tahe Oil Field. Studies indicate that the Silurian reservoirs have experienced multiple stages of hydrocarbon accumulation and reconstruction, which can be concluded as “multiple stages of hydrocarbon charging, multiple stages of adjustment, late-stage formation”.The generation degree of structures and faults controlled the migration and distribution of oil and gas. The active stage of fractures in Silurian matched with hydrocarbon charging stage, and the generation degree of fractures controlled the migration and accumulation of oil and gas in Silurian. The favorable reservoirs of channel mouth bar and tidal channel facies determined the enrichment of oil and gas. The traps adjacent to the Silurian erosional pinch-out line are the gathering places of normal oil. The southern Tahe Oil Field is favorable for tectono-stratigraphic reservoir exploration. The Tuoputai area of the Tahe Oil Field is favorable for primary pool exploration.

reservoir characteristics; reservoir type; controlling factor; Silurian; Tahe Oil Field

1001-6112(2014)02-0171-05

10.11781/sysydz201402171

2013-07-16；

2014-01-20。

王勛杰(1973—)，男，博士，高級(jí)工程師，從事地質(zhì)及地球物理研究。E-mail: wangxunjie@cnlc.cn。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05002-003-004)資助。

TE122.3

A