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塔里木盆地古城—肖塘地区寒武系—奥陶系碳酸盐台地类型、差异演化过程及油气地质意义

2022-10-27刘艺妮胡明毅张三

石油勘探与开发 2022年5期
关键词:台地碳酸盐寒武

刘艺妮,胡明毅,张三

(长江大学地球科学学院,武汉 430100)

0 引言

20世纪50—70年代,在石油工业的推动下,现代碳酸盐沉积理论逐渐形成和完善,古老海相碳酸盐岩沉积研究取得了巨大发展[1-2],其中尤以 Wilson[3]的碳酸盐沉积标准相模式影响深远,其将碳酸盐岩沉积环境划分为碳酸盐台地、台缘和深水 3个大的相区、9个相带,并建立了碳酸盐台地的沉积标准相模式,得到广泛认可与引用[4-5]。20世纪80年代人们逐渐认识到构造背景和海平面变化对碳酸盐岩沉积具有重要的影响,相继提出了碳酸盐缓坡、镶边台地、孤立台地的概念[6],且随着生物礁丘的发育,碳酸盐缓坡可以演变为镶边台地,而海平面上升或构造沉降又可促使镶边台地向缓坡的转化[7]。中国沉积学者在引进这些相模式的同时,结合中国古海域发育特点建立了相应的碳酸盐岩综合相模式,极大地推动了塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、扬子克拉通海相油气勘探进程[8-10]。

随着塔里木盆地塔中奥陶系台缘生物礁油气田、四川盆地普光、元坝和安岳台缘礁滩气田的勘探成功,人们逐渐认识到相对高能的台缘区(浅水台地向深水盆地过渡地带)是碳酸盐岩储集层发育的有利相带,而这种相控型碳酸盐台缘带勘探潜力取决于台地类型、丘(礁)、滩的规模[11-12]。古城—肖塘地区位于塔里木盆地下古生界塔西台地向塔东盆地的过渡部位,发育大型丘滩建隆台缘结构[13-14],且经历了不同类型台地的相互演变,发育碳酸盐缓坡云化滩和镶边台地台缘丘滩两类重要储集层[15-17]。研究区南部古城地区GC6、GC8、GC9等井相继于奥陶系鹰山组云化滩相白云岩储集层获高产油流,实现了奥陶系碳酸盐岩油气勘探的重大突破[14];CT1、CT2、CT3等井分别钻遇巨厚寒武系台缘丘滩体,且均见到良好的气测显示,证实了寒武系具有巨大油气潜力[18]。然而,同为台地—盆地过渡区的研究区北部肖塘地区一直未取得突破。近期研究发现,肖塘地区和古城地区寒武系—奥陶系台地类型和沉积发育特征、尤其是台地演化过程存在明显的差异,导致该区储集体分布发育和油气富集存在明显的不同。因此,本文利用研究区最新的钻井岩心、薄片、测井及地震资料,开展精细的碳酸盐岩岩相及地震相分析,明确不同碳酸盐台地特征及识别标志,剖析古城—肖塘地区台缘结构发育特征、台地差异演化过程,结合研究区及邻区最新勘探进展及测试数据,明确有利储集体类型及分布,为塔里木盆地碳酸盐台盆过渡区油气勘探提供指导。

1 地质构造背景

古城—肖塘地区位于塔里木盆地塔中隆起、满西低凸起与满加尔凹陷之间(见图 1a、图 1b),发育厚度达数千米的碳酸盐岩地层[19]。自下而上依次为下寒武统泥页岩、泥晶灰岩、砂屑白云岩及石膏质白云岩组合,中寒武统泥晶白云岩、藻白云岩、砂屑白云岩与石膏质白云岩组合,上寒武统泥晶白云岩、砂屑白云岩及藻白云岩组合,下奥陶统泥晶白云岩与砂屑白云岩组合,中奥陶统砂屑灰岩与泥晶灰岩组合,上奥陶统泥灰岩、泥岩及粉砂质泥岩组合(见图1c)。

图1 塔里木盆地构造图(a)、古城—肖塘地区构造位置图(b)和寒武系—奥陶系综合柱状图(c)

早寒武世初期受柯坪运动的影响,塔里木盆地形成南北分异构造格局,南部强烈隆起形成塔南隆起,北部形成以满加尔凹陷为沉积中心的马蹄形深水富泥质碳酸盐缓坡沉积,发育 1套暗色泥页岩层,为优质烃源岩;之后随着海平面逐渐下降,沉积了 1套碳酸盐岩与膏盐岩互层结构,与下伏烃源岩共同构成塔里木盆地良好的生储盖组合[20-22]。中寒武世,塔里木盆地逐渐演化为碳酸盐镶边台地沉积,出现“西台东盆”沉积格局,古城—肖塘地区即位于台缘—盆地过渡带区,发育大型菌藻类生物丘滩体,构成了连绵数百公里的台缘高能带[23-24];正是由于该高能带的障壁作用,塔西台地逐渐由开阔台地演变为蒸发台地,沉积大范围的膏盐岩层与白云岩互层结构,形成了良好的盐间储盖组合[25]。而塔东坳陷区仍以暗色泥岩及泥灰岩深水沉积为主,成为重要的烃源灶[11,14]。晚寒武世,发育继承性沉积,以镶边碳酸盐台地沉积为主[24];至晚寒武世末期,受中昆仑板块俯冲影响,塔西台地局部构造抬升,古城—肖塘地区台缘丘滩体及台内滩遭受暴露剥蚀,形成大量溶蚀孔洞,成为重要储集空间类型[18,25-27]。早奥陶世,伴随着新一轮海侵,塔里木盆地沉积格局逐渐演变为远端变陡的碳酸盐缓坡沉积,发育大量云化滩储集层,成为古城地区奥陶系主要油气产层[28-29];中奥陶世,区域挤压应力逐渐增强,塔中地区强势崛起,塔西台地逐渐演变为弱镶边碳酸盐台地,沉积巨厚致密灰岩[26];晚奥陶世,海平面快速上升,早期碳酸盐台地遭受淹没,塔里木盆地发育淹没台地相和混积陆棚相泥质沉积,其与中奥陶统致密灰岩组合构成了塔里木盆地下古生界重要盖层[17,30]。

2 碳酸盐台地类型和沉积特征

基于岩心和薄片精细观察,结合地震资料解释和地震相分析表明,塔里木盆地古城—肖塘地区寒武系—奥陶系碳酸盐岩沉积环境主要为碳酸盐缓坡和镶边台地,据结构形态,可将缓坡进一步分为均斜缓坡和远端变陡缓坡,远端变陡的缓坡在深水坡折带下部可见富含深水斜坡相碎屑的重力流沉积(见表 1、图 2)。镶边台地是以斜坡上角度突变处为界,沿陆棚边缘发育高能扰动带的浅水台地,其向海方向发育坡度明显变陡的斜坡相带,继而过渡到深水盆地区,其台缘带发育连续带状分布的台缘生物丘滩建隆,台内多发育局限的膏盐湖沉积,台地前缘斜坡—盆地区易发育由浅水地带搬运来的重力流沉积。碳酸盐缓坡是一平缓斜坡的浅水陆棚,其地形坡度总体较为平缓,坡度一般小于 1°,高能带位于近岸地带,不发育大型连续带状的丘滩建隆及大面积膏盐湖。

表1 不同类型碳酸盐台地主要沉积特征及识别标志

2.1 镶边台地沉积特征

基于古城地区高精度三维地震数据,编制了过井剖面 AA′,依据钻井分层数据标定地震解释层位,建立研究区地层格架,继而采用层拉平技术,对不同类型台地沉积特征进行精细解释(见图2、图3)。

图2 不同类型碳酸盐台地地震响应特征(剖面位置见图1)

图3 古城—肖塘地区不同类型碳酸盐台地测井响应特征(GR—自然伽马;Rt—地层电阻率;剖面位置见图1)

如图2a所示,将下寒武统玉尔吐斯组标志层(T90)拉平,中—上寒武统具明显的镶边台地特征。GC7井至GC4井之间,自下而上依次于浪基面与海平面之间发育进积型相互叠置的大型菌藻类微生物丘滩体,其丘滩体长度为7~10 km,厚度可达600 m,形成构造相对凸起的台缘建隆,因其相对凸起,常易遭受准同生期暴露溶蚀及后期抬升岩溶作用,溶蚀孔洞发育。如CT1井于6 742.8 m钻遇近500 m厚上寒武统下丘里塔格群丘滩体(未钻穿),测井表现为齿状中—低自然伽马、箱型低电阻率特征(见图3),地震呈大型丘状杂乱弱反射特征(见图2a),岩心、薄片显示其岩性主要为表附菌枝状藻白云岩且溶蚀孔洞发育(见图 4a、图4b)。位于CT1井北东2.6 km处的CT2井于6 621.5 m钻遇下丘里塔格群台缘丘滩体(未钻穿),其岩性同样为表附菌枝状藻白云岩(见图 4c、图 4d)。GC4井以东地层骤然减薄,发育坡度达 56.8°的坡折带——斜坡相区,继而逐渐过渡到相对平缓的深水盆地相区,其地震表现为同相轴连续层状强反射特征,明显不同于台缘带杂乱反射。然而如此高陡的台缘—斜坡组合结构极易因微弱的地震等构造活动而发生滑塌,导致高耸的台缘丘滩体沿坡折带滑塌形成深水重力流沉积,其地震反射表现为层状强反射背景中杂乱弱反射透镜体,易于识别。如位于台缘斜坡带上的GC4井,钻井岩心资料揭示,其于6 508.32 m钻遇角砾状白云岩,沥青充填砾间孔隙,且发育沥青收缩孔隙及残余粒内溶孔(见图4e、图4f),角砾成分为表附菌枝状藻白云岩,分选磨圆差,具滑塌堆积特征,属斜坡重力流沉积;测井解释6 449.2~6 600.0 m均为滑塌角砾状白云岩(未钻穿),表现为齿状低伽马、锯齿状低电阻特征,地震表现出层状杂乱弱反射特征,明显不同于上下层状强反射(见图2a、图3)。

图4 古城—肖塘地区寒武系—奥陶系不同类型碳酸盐台地沉积特征

GC7井以西地区构造平缓,地层厚度稳定,局部零星发育相对凸起的丘型颗粒滩,为台内滩,同样易遭受准同生期白云石化及暴露溶蚀。如GC7井于6 762.5 m钻遇82 m台内滩,岩心薄片显示其岩性为残余砂屑结构粗—中晶白云岩及细晶白云岩,且晶间孔及溶孔发育(见图 4g、图 4h),测井表现为齿状低伽马、锯齿状低电阻特征(见图3),地震显示为相对凸起的丘状—亚平行弱反射特征(见图2a)。

2.2 缓坡台地沉积特征

同样基于古城地区AA′过井剖面,将蓬莱坝组底界(T80)拉平。结果显示,中—下奥陶统厚度自西向东出现减薄趋势,且在GC4井以东地区地层骤然减薄(见图2b),自陡坡带以西剖面长度63 km,坡降0.24 s,约720 m,计算坡度约0.68°,小于1°,即呈一远端变陡的缓坡结构。钻井揭示,在该缓坡上钻遇大量云化滩及颗粒灰岩滩,呈退积型相互叠置,规模不等,长为100~1 500 m,厚为30~200 m。其中云化滩岩性以残余砂屑结构粗—中晶白云岩为主,主要分布在近岸带(浅缓坡)平均海平面附近,准同生期易出露水面遭受大气淡水溶蚀,溶蚀孔洞发育(见图4i);颗粒灰岩滩主要分布在平均浪基面附近,发育块状亮晶砂屑灰岩、亮晶鲕粒灰岩及泥—亮晶细砂—粉屑灰岩,不易暴露,溶蚀孔隙欠发育[28]。

GC10井于 6 698.5~6 869.8 m 钻遇蓬莱坝组171.3 m厚云化滩,岩心薄片显示其岩性为残余砂屑结构的细—中晶白云岩,溶蚀孔洞及晶间孔发育(见图4j),地震表现为相对凸起的丘型杂乱弱反射特征(见图2b),预测丘滩长约4.3 km。CT1井分别于6 126.2 m和 6 322.4 m分别钻遇鹰四段 136.6 m和蓬莱坝组143.9 m厚浅缓坡颗粒滩,发育亮晶鲕粒灰岩(见图4k),测井曲线为低平自然伽马、箱型中—低电阻特征(见图3),地震剖面表现为宽缓丘型杂弱反射特征(见图2)。另外,GC7井于5 920.3 m钻遇上奥陶统16.2 m厚的深缓坡风暴滩,岩性为泥—亮晶含砾屑灰岩,其中砾石成分主要为低能环境泥晶灰岩(见图4l);测井曲线为低伽马、中—低电阻特征(见图3),由于厚度较薄,在地震中响应不明显,可隐约表现出相对凸起丘状形态(见图2b)。

值得注意的是,图2a显示在将T90标志层拉平后,下寒武统表现出缓坡特点,其地层厚度自西向东依次减薄,并未出现突变带,即为一均斜缓坡台地。地震上可以看出在GC10井处出现丘状—亚平行反射特征,推测其为浅缓坡云化滩。目前研究区内对于该类型台缘结构尚未有钻井揭示,然而塔中地区的中深 1井和塔北地区轮探 1井均已钻遇下寒武统均斜缓坡云化滩储集层,并取得可喜成果[22,25]。

综上所述,不同碳酸盐台地发育不同的沉积组合,表现出不同的地质-地球物理响应特征。碳酸盐缓坡以发育近岸带孤立分布的颗粒灰岩滩、云化滩为特征,镶边台地以发育台缘带连续分布相互叠置的大型丘滩为特征;斜坡—盆地相层状连续强反射末端的大型丘状杂乱弱反射是镶边台地台缘丘滩体的重要地震响应特征,也是区分碳酸盐缓坡与镶边台地的重要标志;与高陡台缘带毗邻的斜坡—盆地相层状强反射背景中的杂乱弱反射透镜体是滑塌重力流识别的重要标志;台内相对凸起的丘型亚平行弱反射是台内颗粒滩及云化滩的重要识别标志。

3 研究区台缘结构和台地差异演化过程

3.1 台缘结构及纵向演变与叠置特征

依据古城—肖塘地区丰富的二维地震测线数据,在井震结合基础上,自南向北对横切下古生界台缘带的地震测线逐条解释,发现研究区南部和北部寒武系—奥陶系台缘结构存在明显差异(见图5)。

图5 研究区寒武系—奥陶系南北台缘结构剖面特征(剖面位置见图1)

下寒武统碳酸盐岩沉积厚度自西向东均逐渐减小,为均斜缓坡结构,发育云化滩,且滩体规模自南向北依次增大。

中—上寒武统碳酸盐岩沉积厚度整体西厚东薄,且中间发育厚度较大的丘滩建隆,为镶边台地结构。其发育5期大型台缘生物丘滩及台内滩,且自南向北5期丘滩体逐渐由进积向弱加积—弱进积转变,其中南部呈进积型排列,北部呈弱加积—弱进积叠置,反映该期南部古地形较北部缓,同一海平面下降背景下南部台缘丘滩横向迁移距离大。第③、④、⑤期丘滩体顶部均存在不同程度的缺失,表明其经受了不同程度的剥蚀作用,且在其斜坡带内部和地层界面处均发育多期重力流沉积。自南向北,其剥蚀程度依次加大,而重力流发生频率逐渐增大。由此可见研究区重力流沉积成因既可能与同沉积期的地震、风暴诱导相关,也可能与沉积后期的构造抬升、暴露剥蚀相关。如图5a显示,研究区南部仅第③、④期丘滩体顶部遭受明显暴露剥蚀与溶蚀作用,且其斜坡带伴生发育 1期重力流沉积,而第⑤期丘滩体形态完整并未缺失,未发生规模暴露剥蚀。研究区中部第③、④期丘滩体遭受明显剥蚀,其斜坡带发育 1期较大规模重力流沉积,而第⑤期丘滩体顶部也存在少量缺失(见图 5b)。北部第③、④、⑤期丘滩体均遭受明显剥蚀,导致相对凸起的台缘带厚度骤减,而具有层状连续强反射特征的较低的斜坡—盆地区地层厚度较大,表明其经历了大规模不均衡抬升。同时在其斜坡带发育多期重力流沉积,且规模明显增大(见图5c)。

下奥陶统研究区各段碳酸盐台地结构类型存在差异。南部为远端变陡型缓坡,陡坡带以东地层骤然变薄,以西仍为平缓单斜,且在近岸带发育退积型台内滩,如GC16井区附近的云化滩(见图5a);中部为发育两期台缘丘滩建隆的镶边台地结构,丘滩体呈退积型叠置,且形态完整,未见剥蚀现象(见图5b);北部为发育3期退积型丘滩建隆的镶边台地结构,丘滩体未见剥蚀,不发育斜坡重力流沉积(见图5c)。中奥陶统碳酸盐沉积西厚东薄,不发育台缘丘滩建隆,即南北均为远端变陡缓坡结构。

3.2 古地貌和台缘带平面分布及迁移特征

基于研究区丰富的二维地震资料及统计插值技术,依据残厚法[15],恢复出寒武纪—奥陶纪地貌(见图 6)。结果显示,古城—肖塘地区早寒武世末期为一西高东低、北高南低的斜坡,其与该期碳酸盐缓坡结构一致(见图6a)。中寒武世继承了早期西高东低的地貌格局,且研究区中部出现1条长达436 km、宽为7~10 km贯穿南北的地貌高带,其与该期碳酸盐镶边台地结构一致,其中MC1井西侧的高带恰巧对应着微生物丘滩建隆构造(见图6b)。晚寒武世地貌格局仍为西高东低,其中的古地貌高带明显向东迁移至MC1井区,且北部的丘滩体建隆宽度为28~35 km,明显大于南部20~25 km的宽度,可能与该期南北台缘结构差异相关(见图6c)。

早奥陶世,在西高东低的背景下,南北构造格局出现了差异,研究区南部的中部高带消失,转为向东南倾斜的缓坡,且向东南方向出现了构造急剧降低的陡坡带,与该期南部远端变陡缓坡结构一致;研究区北部仍继承性发育古地貌高带,且高带宽度略有减小(见图6d)。中奥陶世,研究区内中部高带彻底消失,呈一远端变陡的西倾缓坡(见图6e)。

图6 古城—肖塘地区寒武纪—中奥陶世古地貌图

3.3 台地差异演化过程

早古生代正值罗迪尼亚大陆裂解—冈瓦纳大陆汇聚之际,寒武纪—奥陶纪塔里木板块经历了伸展—聚敛的构造演化旋回,而这种构造旋回体制具有很强的不均一性,导致海平面的多期升降变化[26]。早寒武世,塔里木地区海平面在经历了大规模上升后保持在相对较高水平[6],此时古城—肖塘地区为一整体西高东低、北高南低的大型碳酸盐缓坡,围绕近岸带发育零散分布的云化滩和颗粒灰岩滩等高能颗粒滩,其中北部发育浅缓坡云化滩,南部发育水下颗粒灰岩滩(见图7、图8a)。随着海平面高频震荡,北部云化滩极易暴露而发生准同生期大气淡水溶蚀作用,发育溶蚀孔隙,而南部颗粒灰岩滩因处于水下一定深度,不易暴露溶蚀,溶蚀孔隙欠发育。

中寒武世,随着海平面缓慢下降,大量菌藻类微生物聚集在浅水高能的浅缓坡近岸带,逐渐形成连续分布的带状碳酸盐岩建隆,实现了碳酸盐缓坡向镶边台地的转化(见图8b)。由于北部地形坡度大于南部,在相同的海退背景中,南部台缘带发育两期相对平缓的进积型丘滩,而北部发育两期相对高耸的弱加积—进积型丘滩。如此叠置结构,使南北台缘结构在形态和坡度上的差异不断加剧。当海平面小幅度下降时,北部丘滩更易出露水面发生大气淡水溶蚀作用,形成大量溶蚀孔洞(见图7)。

晚寒武世早—中期,研究区继承性的发育了第③、④期丘滩,北部为相对高耸的加积—进积型镶边台地,南部为仍为相对平缓的进积型镶边台地。而后由于中昆仑的强烈俯冲,塔西台地发生规模抬升[21],导致南北台缘第③、④期丘滩体均遭受暴露剥蚀与溶蚀作用,形成大量溶蚀孔洞,同时在前缘斜坡—盆地区发育1期富含丘滩碎屑的滑塌重力流沉积,且高陡的北部台缘斜坡带重力流沉积规模明显大于南部。该阶段末期构造渐趋稳定,南北台缘带继承性发育了第⑤期丘滩体(见图7)。

晚寒武世晚期,塔西台地再次抬升[26],导致研究区南北发生差异抬升。北部发生大规模抬升,使第③、④、⑤期丘滩自上而下依次遭受严重剥蚀与溶蚀,近乎夷平,形成大量溶蚀孔洞,发育大型重力流沉积;南部仅仅发生小幅度抬升,使第⑤期丘滩顶部遭受溶蚀,而第③、④期丘滩几乎不受影响(见图 7)。该期构造差异抬升使南北构造格局发生剧烈变化,北部为一近乎夷平化的剥蚀型镶边台地,南部仍为相对东倾的进积型弱镶边台地。

至早奥陶世,伴随着塔里木盆地大规模海侵,南部弱镶边台地逐渐被淹没,演变为远端变陡的东倾碳酸盐缓坡,发育两期退积型云化滩;北部剥蚀型镶边台地前端逐渐演变为高能浅水区,发育两期退积型丘滩,演变为弱镶边台地结构(见图7、图8d)。中奥陶世,随着海平面再次快速上升,北部弱镶边台地逐渐被淹没,演变为东倾缓坡,与南部一起构成了远端变陡型缓坡环境,发育贯穿南北的间断似带状分布的云化滩及颗粒灰岩滩(见图7、图8e)。晚奥陶世初期,塔里木盆地海侵规模达到鼎盛,古城—肖塘地区均被海水淹没,发育淹没台地型混积陆棚沉积,结束了该区碳酸盐台地沉积历史。

图8 古城—肖塘地区下寒武统—中奥陶统岩相古地理图

综上所述,构造与海平面的差异升降是古城—肖塘下古生界碳酸盐台缘结构差异演化的关键;早寒武世南缓北陡的古构造差异,导致南北台缘丘滩叠置样式的差异;晚寒武世的南北差异抬升,导致南北丘滩体改造程度及斜坡重力流发育规模存在差异,同时影响着早奥陶世南北台缘结构类型的差异演化。

4 油气地质意义

4.1 缓坡台地发育大面积准连续云化滩规模储集体

古城地区早—中奥陶世为一远端变陡缓坡沉积,于近岸带海平面附近高能带发育沿岸线间断分布的颗粒滩;由于海平面的高频震荡,该颗粒滩极易发生准同生白云石化及暴露溶蚀作用,储集物性得到进一步改善,形成粒间孔及溶孔发育的具残余砂屑结构的云化滩储集层;且随着海平面的持续下降或上升,云化滩储集层相互叠置、拼接,形成大面积准连续分布的规模优质云化滩储集层[28]。叠置连片的优质云化滩体往往能形成相对独立的大中型岩性圈闭,且邻近烃源灶,有利于油气规模成藏,油气前景乐观。如2012年以来,古城地区先后部署的GC6、GC8和GC9等井相继于鹰山组钻遇云化滩型储集层,并获高产气流,揭示下奥陶统云化滩优质储集层的存在,晶间孔和准同生期溶蚀孔洞为其主要储集空间类型,岩心测试孔隙度最大可达8.7%(见图9b);随后部署的GC17、GC16和GC601等井均于鹰山组云化滩储集层获得气流,证实了碳酸盐缓坡近岸带云化滩储集层具有大面积准连续分布、油气阶梯式运聚特征。同理,根据古城—肖塘地区台缘结构演化历程(见图7),相对于古城地区,肖塘地区中奥陶世同样发育远端变陡缓坡沉积,亦可发育规模云化滩储集体,可作为该区重点勘探对象。

图9 古城—肖塘地区碳酸盐台缘丘滩(a)、台内云化滩(b)、斜坡重力流(c)储集层孔隙度分布直方图

4.2 镶边台缘丘滩遭受溶蚀后储集条件优越

自2014以来,古城地区先后完钻的CT1井、CT2井及CT3井分别钻遇寒武系第③期、第④期和第②期丘滩体,均见良好油气显示,证实了研究区镶边台地台缘丘滩体的具大油气勘探潜力,然而不同期次丘滩体间仍然存在着差异(见图9a)。CT1井揭示第③期丘滩体发育孔洞型白云岩储集层(见图4a),钻井全烃值高达91.7%,岩心测试孔隙度最大可达9.2%(见图9a),且由于后期溶蚀改造丘滩顶部物性最好,遗憾的是因工程事故而未试气。CT2井揭示第④期丘滩体溶蚀现象普遍,却因遭受深大断裂改造破坏,溶蚀孔洞遭受严重的热液型硅质充填,岩心测试孔隙度大部分小于1%(见图9a),钻井全烃值为48.4%,未获气流。CT3井揭示第②期丘滩体,发育溶蚀孔隙-孔洞型储集层,全烃值达 84.5%,岩心测试孔隙度最大可达5.8%(见图9a),且受准同生期或同沉积期溶蚀作用影响,丘滩体中部物性好,然而因钻井压裂沟通底部水层,仅获少量天然气,出水严重,未获突破。剔除CT2井硅质充填的影响,不难发现古城地区晚寒武世第③期发育的丘滩体油气储集性能优于第②期,且这一发现与研究区南部古城地区台缘结构演化规律是一致的。因为古城地区第③、④期丘滩体沉积后发生了规模抬升剥蚀,形成大量溶蚀孔洞,而第②期丘滩体形成后并未遭受大规模暴露溶蚀,仅可能发育有限规模的准同生期溶蚀孔洞。因此,古城地区寒武系第③、④期丘滩体储集空间发育;加之其紧邻斜坡—盆地相烃源灶,具备良好的油气富集条件,有望形成规模气藏,可作为古城地区增储上产的重要现实勘探领域,应当继续重点评价。

同理,根据古城—肖塘地区台缘结构演化差异,肖塘地区第③、④、⑤期丘滩规模更大,且遭受更大规模的抬升溶蚀,溶蚀孔洞更发育(见图7),有望形成大规模地整装气藏。然而,由于其埋藏深度大(推测大于8 000 m),目前尚未有钻井揭示,可作为重点风险勘探领域。

此外,台缘丘滩体在滑塌再沉积后,仍保持一定的储集能力。加积—进积型镶边台地边缘丘滩体极易遭受沉积期地震、风暴或沉积后期构造活动破坏(改造),使其破碎岩屑极易沿高陡台缘斜坡滑塌至深水斜坡—盆地区,形成富含浅水丘滩碎屑的重力流沉积,其砾间孔隙及碎屑中的早期溶孔、晶间孔可作为油气重要储集空间。如位于塔东罗西台地斜坡带上的米兰1井于上寒武统钻遇富含藻砂屑白云质滑塌角砾岩,溶孔及粒间孔隙发育,岩心测试孔隙度最大可达 3.4%(见图9c);肖塘地区晚寒武世斜坡—盆地区发育多期因抬升剥蚀成因的滑塌重力流沉积,其空间规模大,有望形成一定规模的岩性油气藏,可作为风险勘探领域。

5 结论

塔里木盆地古城—肖塘地区寒武系—奥陶系发育缓坡和镶边台地两种类型碳酸盐台地;缓坡在近岸带发育具残余结构细—中晶白云岩云化滩,溶蚀孔洞及晶间孔发育;镶边台地以发育大型台缘生物丘滩建隆为特征,丘滩体溶蚀孔洞发育,且在其前端坡折带发育富含丘滩碎屑的斜坡重力流沉积。

古城—肖塘地区寒武系—奥陶系南北台缘结构演化存在明显差异,其早寒武世为一均斜缓坡;中—晚寒武世演变为镶边台地,发育 5期台缘丘滩体,南部古城地区台缘丘滩沉积呈进积排列,第③、④期丘滩遭受暴露溶蚀,北部肖塘地区台缘丘滩呈弱加积—进积叠置,第③、④、⑤期丘滩遭受抬升溶蚀;早奥陶世,北部演变为退积型弱镶边台地,南部演变为远端变陡缓坡;中奥陶世整体演变为远端变陡缓坡。

台地演化的差异性及生储盖配置组合研究区是寒武系—奥陶系油气成藏的关键因素。中—下奥陶统碳酸盐缓坡大面积准连续规模云化滩是古城地区现阶段最现实的勘探领域,寒武系加积—进积型镶边台地台缘丘滩体是肖塘地区重点勘探对象,上寒武统台缘斜坡重力流沉积可作为古城—肖塘地区风险勘探领域。

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