塔中区域地质特征及鹰山组勘探概况

曲少东

塔中区域地质特征及鹰山组勘探概况

曲少东1,2,3,4

（1. 陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西 西安 710075； 2. 陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西 西安 710075；3. 自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西 西安 710075； 4. 陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西 西安 710075）

塔中地区中下奥陶统鹰山组是塔中地区重要的产油层，但鹰山组沉积层序的研究还不够精细，储层尤其是岩溶储层的形成机制、分布范围以及控制因素还不明确。通过对塔中中西部地区鹰山组层序地层、岩相以及沉积相的研究，揭示研究区碳酸盐岩层序及沉积演化规律，建立研究区井震体相结合的高精度层序格架和沉积演化模型，为指导生产区现场地质跟踪、提高鹰山组水平井储层的钻遇率与成功率、实现建产区的高效开发提供理论参考。

塔里木盆地； 塔中地区； 奥陶系地质特征； 油气勘探

从全球构造格局来看，塔里木盆地位于新特提斯构造域中冈瓦纳大陆边缘和前陆带，盆地的形成演化与特提斯构造演化密切相关。塔里木盆地是在前震旦纪古陆壳基底之上发展起来的，盆地的构造背景和充填演化可划分为4个重要阶段，包括7次重要变革事件，发育震旦系底、志留系底、上泥盆统底、三叠系底、侏罗系底、白垩系底、古近系底等多个重要不整合界面。塔中古隆起是构成古生代盆内隆起带（包括塔中隆起、巴楚隆起、塔北隆起、塔西南隆起）的重要组成部分，呈北西—南东走向，与巴楚隆起相连，构成了盆地中部呈东西方向展布的、长度超过1 000 km的中央隆起带[1]。

前人通过古地磁学方法研究恢复了塔里木板块的古纬度变化，结果表明塔中地区从早寒武世到早奥陶世从赤道附近向南纬20°方向旋转并漂移， 中—晚奥陶世到早志留世向北纬10°方向快速旋转和漂移[2]。塔中地区在整个奥陶纪时期均处于赤道附近的热带范围内，为碳酸盐台地的发育以及生物礁建造创造了良好的古地理背景。

1 构造发育演化特征

1.1 震旦纪—寒武世阶段

从震旦纪开始，由于受塔里木运动的影响，整个塔里木陆块及周缘地区处于伸展构造环境，盆地进入了应力松弛阶段。在基底隆起的区域构造背景下，塔中地区的震旦系表现为一平缓总体向北倾斜的斜坡，隆起幅度较低。震旦纪末期的柯坪运动，使得塔中地区隆升，地层遭到剥蚀，剥蚀区范围扩大，形成了震旦系与上覆寒武系之间的构造不整合面。早寒武世阶段塔中地区处于离散的大陆边缘环境，拉张作用明显[3]。早中寒武世前形成的碳酸盐岩台地边缘斜坡或坳陷在这种拉张伸展作用下被破坏，逐渐发育为张性断裂，该时期断裂主要向北倾斜，塔中地区也发育总体向北倾斜的浅海碳酸盐岩台地。

1.2 奥陶世阶段

从寒武纪末期到中奥陶世早期，塔里木盆地由被动大陆边缘转变为主动大陆边缘，构造环境由拉张转变为挤压。受塔里木盆地的中南部剧烈构造活动的影响，塔中地区由早期的张性正断层开始发生翻转，并控制了塔中古隆起的形成。此时塔中地区整体迅速上隆，前期地层遭受剥蚀，部分隆起较高的部位缺失了早奥陶世晚期—中奥陶世早期沉积地层。此时塔中隆起呈西南高、东北低的不对称形态；隆起南部斜坡较缓但褶皱变形强，而北部斜坡正好相反[4]。

晚奥陶世早中期阶段塔中地区开始发生构造沉降。隆起沉积了较厚的上奥陶统良里塔格组和桑塔木组地层，但塔中隆除了台缘斜坡部位外，普遍缺失了吐木休克组的沉积。晚奥陶世末期是塔中隆起形成的主要时期，此时隆起呈现出东北高、西南低的构造格局。由于塔中隆起隆升幅度很大，中晚奥陶世沉积地层遭受不同程度的剥蚀，剥蚀厚度最厚的隆起东南部和西南部达到1 000 m，其他地方也达到500 m以上，并与志留系之间形成了一个大型的区域不整合面[5]。

1.3 中泥盆世末期阶段

中泥盆世末期，受海西早期运动的影响，塔中地区地层整体抬升，逐渐发育成一个巨型台背斜构造，志留系和泥盆系地层遭受剥蚀，部分隆起较高的地方没有志留-泥盆系沉积。该时期塔中隆起总体形态为西高东低，并向西北倾没的鼻隆，塔中隆起基本定型。早海西期之后，塔中隆起构造活动相对稳定。

1.4 石炭纪—二叠纪

早石炭纪，盆地经历了一次大规模海侵，海水由西向东逐渐侵入。随着海平面的上升塔中隆起被淹没，接受由西向东层层超覆的石炭系沉积。二叠纪后，海平面逐渐下降塔中隆起露出地表。早二叠世末期，塔中隆起继承了前期的构造背景，东部继续抬升，西部继续下降，形成了一个规模更大的北西西向鼻隆。

2 构造格局及断裂系统

塔中隆起是在盆地基底隆起的基础上发育起来的古隆起，隆起经历了多期的复合叠加改造，总体上的表现为“扫帚状”，其构造格局大体为平面上呈东西分区、南北分带、纵向上相互叠加、具有不同期次的特征。

东西分区是指以塔中22—塔中9—塔中13—塔中54井为分界线可以将塔中隆起分为西部的奥陶系形成的早期背斜和东部志留系晚期形成的鼻隆构造。从构造图上可以看出相对于两边塔中22—塔中9—塔中13—塔中54井一线是明显的构造高部位，这说明古隆起就是东西分区的，从上文构造演化上可以看出塔中隆起西部奥陶系末期地层抬升遭受剥蚀，与志留系地层具有明显的角度不整合，而东部以剥蚀志留系-泥盆系为主，与石炭系呈明显的角度不整合。总的来说隆起西部相对来说比较开阔低缓，东部构造带比较收敛，构造密集，产状较陡。

南北分带是指塔中地区主要由北西向和北东向的几个主要断裂带分割。其中南部的塘北和塔中Ⅲ号构造带主要为北东向，这些构造带主要形成于加里东中期，在海西早期逐渐增强。北部塔中22井南断裂构造带、塔中10号构造带、塔中Ⅱ号构造带、塔中Ⅰ号构造带主要为北西向，这些构造带形成较早，在加里东中期达到最强。塔中隆起构造带在横向上还具有不同的成因。

纵向上相互叠加是指塔中隆起由震旦纪开始先后经历了多次构造运动的影响，纵向上形成了多个不整合的叠加，形成多个高角度的多个不整合叠加的复合不整合面。这些复合不整合面在不同的构造部位呈现不同的叠加复合特点。

塔中隆起各个断裂的形成具有不同的期次。隆起北部边界的塔中1号断裂带附近的正断层由早加里东时期的北东—南西方向张应力作用形成的。塔中1号、22号断裂以及塔中2号、10号断裂带主要是在中加里东时期形成的，该阶段主要为南北方向的挤压应力，使得前期正断层发生反转，转变为挤压性断裂。隆起南部的塔中8井、塔中5号等断裂带主要发育于晚加里东—早海西期，该时期受近南北向和南东向的水平挤压力，形成了圧扭性断裂体系，并产生走滑分量，发育北东向走滑断裂（图1）。

图1 研究区构造格局及断裂系统图

3 古生代地层特征

重点介绍塔中地区早古生代的地层发育特征。

3.1 寒武系

寒武系是塔里木盆地分布最广泛的地层之一，塔中地区寒武系以灰色或者褐灰色白云岩、灰岩为组合特征，塔里木盆地内钻到寒武系的井很少，中下寒武的地层没有细的分组，目前很多学者认为寒武纪时塔中地区一直处于浅海台地相，在巴楚塔中以及塔北地区钻遇的寒武系地层均为一套白云岩及膏盐沉积。丘里塔格群下亚群（上白云岩段）主要以细晶-泥晶白云岩及藻白云岩为主。

3.2 奥陶系

前国际地层委员会实行将奥陶系划分为下、中、上统的三分划分方案。其中中奥陶统和上奥陶统的底界分别为笔石Isograptus lunatus带和笔石Nemagraptus gracilis带的底界。塔中地区奥陶系分布广泛，根据钻井等资料，目前将塔中奥陶系主要分为4个组：上奥陶统良里塔格组、桑塔木组、中下奥陶统鹰山组、下奥陶统蓬莱坝组。相对于盆地其他地区奥陶系的地层，缺失了上奥陶统吐木休克组和中奥陶统一间房组。

3.3 志留系

在塔里木盆地塔中地区志留系处于浅水沉积环境，沉积一套海相陆源碎屑地层。志留系由下到上可以分为柯坪塔格组、塔塔埃尔塔格组和依木干他乌组。塔中地区只发育了柯坪塔格组上段，该段沉积一套灰绿色和褐色的厚层砂岩，中间有灰色泥岩夹层。塔塔埃尔塔格组下部主要沉积厚层的颗粒较细的粉砂岩，中部为辉绿岩，上部沉积巨厚的粉砂岩夹杂薄层泥岩。依木干他乌组主要沉积紫红色泥岩、砂质泥岩以及少量灰绿色薄粉砂岩互层，具有丰富的化石，例如介形虫、腕足类等。塔中地区沉积厚度为150~600 m，分布稳定，是该地区非常好的区域性盖层。

4 鹰山组勘探概况

塔里木盆地塔中地区的油气勘探工作始于1983年，最早于1989年在塔中地区东南部潜山区塔中1井下奥陶统蓬莱坝组获高产油气流。随后兴起了大规模的油气勘探，但经历长期而曲折的历程。

塔里木盆地寒武-奥陶系海相碳酸盐岩累计厚度大于3 000 m，分布十分广泛，油气资源丰富，勘探潜力巨大，是塔里木盆地台盆区油气勘探的重要领域。2004年至今，是塔里木盆地碳酸盐岩整体勘探阶段，下古生界碳酸盐岩地层已探明储量超过 10亿t。2006年向塔中台内拓展部署塔中84风险井，发现上奥陶统良里塔格组与中—上奥陶统鹰山组之间发育大型层间风化壳，且有优质储层发育。通过塔中83井的钻探在鹰山组获高产工业油气流，发现了塔中鹰山组风化壳油气藏。

2006—2016年，加强缝洞体系雕刻与烃类检测攻关，开始了塔中北斜坡下奥陶统风化壳的整体评价，通过40余口井的整体部署，塔中北斜坡4 000 km2范围内中—下奥陶统鹰山组风化壳呈现大面积连片含油态势，探明和控制油气地质储量达4.5×108t，是目前我国最大的碳酸盐岩凝析气田。

5 结束语

早奥陶世的稳定碳酸盐台地环境，从中—晚奥陶世早期到晚奥陶世末遭受强烈的构造隆升， 中—下奥陶统鹰山组出露地表，遭受强烈风化、剥蚀和淋滤，形成了鹰山组顶部的不整合。对于不整合面及油气藏分布的研究为未来研究的重点方向。

［1］丁文龙，樊太亮，黄晓波，等. 塔里木盆地塔中地区上奥陶统古构造应力场模拟与裂缝分布预测[J].地质通报，2011，30（4）：588-594．

［2］高达，林畅松，黄理力，等.塔里木盆地西克尔露头区鹰山组古岩溶特征及其储层意义[J].现代地质，2014，28（1）：157-162．

［3］李长俊，曾自强，江茂．埋地输油管道的温度计算[J].国外油田工程，1999（2）：38-40．

［4］卢涛，姜培学．多孔介质融化相变自然对流数值模拟[J].工程热物理学报，2005，26（增刊）：167-176．

［5］卢涛，佟德斌．饱和含水土壤埋地原油管道冬季停输温降[J].北京化工大学学报，2006，33（4）：37-40．

Tazhong Regional Geological Characteristics and Exploration of Yingshan Formation

1,2,3,4

（1. Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co., Ltd., Xi’an Shaanxi 710075, China; 2. Institute of Land Engineering and Technology, Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co., Ltd., Xi’an Shaanxi 710075, China;3. Key Laboratory of Degraded and Unused Land Consolidation Engineering, the Ministry of Natural Resources, Xi’an Shaanxi 710075, China; 4. Shaanxi Provincial Land Consolidation Engineering Technology Research Center, Xi’an Shaanxi 710075, China）

Yingshan formation of middle and lower Ordovician in Tazhong area is important oil producing reservoir, but the study of sedimentary sequence of Yingshan formation is not precise enough, and the formation mechanism, distribution range and control factors of reservoir, especially karst reservoir, are not clear. In this paper, based on the study of sequence stratigraphy, lithofacies and sedimentary facies of Yingshan formation in central and western Tarim Basin, the sequence and sedimentary evolution law of carbonate rocks in the study area was revealed, and a high-precision sequence framework and sedimentary evolution model was established by combining well and seismic body in the study area, which could provide some theoretical reference for guiding the field geological tracking of production area, improving the drilling rate and success rate of Yingshan formation horizontal well reservoir, and realizing the efficient development of production area.

Tarim Basin; Tazhong area; Ordovician geological characteristics; Oil and gas exploration

2020-02-12

曲少东（1986-），男，陕西省西安市人，博士，高级工程师，研究方向：土地工程及相关领域。

TE122

A

1004-0935（2020）11-1448-03