塔里木盆地沙雅隆起北部三道桥潜山结构与储层特征

2022年6月2日13:23:41塔里木盆地沙雅隆起北部三道桥潜山结构与储层特征已关闭评论
摘要

韩强+杨子川+李弘艳+蒲仁海+闫亮+焦存礼摘要:综合钻井、测井、地震及分析化验等资料,对塔里木盆地沙雅隆起北部新发现的三道桥潜山气藏的潜山结构和储层进行研究。结果表明:三道桥潜山为晚古生代末期—中生代早期由断层控制形成的断块潜山,发育多组断层和断片结构,长轴为NE—SW向,上覆中生界侏罗系—白垩系。

韩强+杨子川+李弘艳+蒲仁海+闫亮+焦存礼
摘要:综合钻井、测井、地震及分析化验等资料,对塔里木盆地沙雅隆起北部新发现的三道桥潜山气藏的潜山结构和储层进行研究。结果表明:三道桥潜山为晚古生代末期—中生代早期由断层控制形成的断块潜山,发育多组断层和断片结构,长轴为NE—SW向,上覆中生界侏罗系—白垩系。三道桥潜山是由下部古元古界花岗岩结晶基底和上部的一套滨海—浅海相陆源碎屑岩碳酸盐岩混合沉积地层、以及之上的新元古界阿克苏群共同组成,其中滨海—浅海相陆源碎屑岩碳酸盐岩混合沉积地层经历过埋藏成岩改造;三道桥潜山气藏的储层岩性主要为粉晶白云岩、泥晶白云岩,储层基质物性较差,储集空间为裂缝和溶蚀孔洞;优质储层主要受后期断裂和岩溶作用控制。三道桥潜山气藏的发现进一步证实塔里木盆地沙雅隆起北部潜山构造裂缝和岩溶作用发育,具备形成优质储层和油气藏的条件,因此,该区带类似的潜山具有较大的油气勘探潜力。
关键词:潜山;白云岩储层;断块结构;岩溶作用;裂缝;沙雅隆起;塔里木盆地
中图分类号:P618.130.2;TE122.2文献标志码:A
Abstract: Based on the drilling, logging, seismic and chemical analysis data, the characteristics of the new Sandaoqiao buried hill structure and reservoir in the northern Shaya uplift of Tarim Basin were discussed. The results show that Sandaoqiao buried hill is a fault block controlled by Late PaleozoicEarly Mesozoic faults; multi faults and fragment structures develop with the NESW long axis in Sandaoqiao buried hill, and the overlaying layer is Mesozoic JurassicCretaceous; Sandaoqiao buried hill is made from the bottom crystalline basement of Paleoproterozoic granites, the middle mixed sediment strata of littoralneritic facies terrigenous clasticcarbonate rocks, and the upper Neoproterozoic Akesu Group; the mixed sediment strata of littoralneritic facies terrigenous clasticcarbonate rocks experience burial diagenetic transformation, and the thickness is 700800 m; the gas reservoir lithology of Sandaoqiao buried hill is crystal powder dolomite and putty crystal dolomite with the poor physical property of matrix, and the reservoir space is fracture and dissolution pore; the high quality reservoir is mainly controlled by the late fracture and karst process. It is further proved that the fracture and karst process of buried hill develop in the northern Shaya uplift of Tarim Basin, and have the advantage on forming high quality reservoir and hydrocarbon accumulation. Therefore, the zone like Sandaoqiao buried hill has great petroleum exploration potential.
Key words: buried hill; dolomite reservoir; block structure; karst process; fracture; Shaya uplift; Tarim Basin
0引言
塔里木盆地沙雅隆起北部雅克拉斷凸潜山带是该区重要的油气勘探领域。1984年SC2井在奥陶系潜山获得重大油气突破,发现了雅克拉潜山凝析气藏,揭开了塔里木盆地海相油气大发现的序幕[1]。随着该区勘探的不断深入,前人对该区潜山成藏研究取得了一系列成果[24]。雅克拉断凸地区是库车陆相、南部海相油气运移的有利指向区,海、陆油气分异受控于前中生界构造形态,南部雅克拉气藏表现为海相特征,北部的YH、YM32、YM33井等油气藏表现为陆相特征[5]。雅克拉地区潜山储层除发育风化壳型储层外,还同时存在暴露浅滩、层间古岩溶及白云岩型等多种类型的碳酸盐岩储层 [6]。但该区潜山的油气富集控制因素复杂,钻探成功率低。在雅克拉潜山气藏的外围地区,仅YH5、YH7X1、YM32、YM33井等少数钻井在寒武系潜山领域钻获油气。2010年,中国石化西北油田分公司在雅克拉断凸西段的三道桥地区部署了QG1井,在潜山获得突破进展,发现了三道桥潜山气藏。该井用6 mm油嘴试油,日产气39 175 m3,日产油10.39 m3。此后,该地区QG101井和QG102井等也均获得工业油气,显示了良好的勘探潜力。本文综合钻井、测井、地震和分析化验等资料对塔里木盆地沙雅隆起北部三道桥潜山气藏的潜山地质结构和储层进行研究,以期为该区的潜山勘探开发提供技术支持。
1潜山结构与地层
1.1地震地质结构
雅克拉断凸是一个受断裂夹持的继承性断块凸起,在侏罗系—下白垩统泥岩沉积之后才全面形成披覆潜山构造圈闭[78]。钻井和地震资料综合解释表明,三道桥地区前中生界潜山现今构造面貌是一个古生界—元古界古隆起,整体上表现为近NE向抬升的不对称背斜,高部位为由S53井和QG3井等揭示的古元古代花岗岩体。前人对S53井花岗岩进行锆石UPb定年,获得花岗岩的变质年龄约为18 Ga,为古元古代古老的基底 [910]。花岗岩向两侧地层依次变新:SW—SE向为震旦系—奥陶系环基底分布;NE向主要残留震旦系—寒武系;NW向为二叠系岩浆岩(图1)。其中,SW向XH1井揭示下寒武统、震旦系、前震旦系等地层,该井前震旦系基底岩性为黑云母斜长片麻岩、千枚岩等。XH1井黑云母斜长片麻岩的锆石年龄不早于776 Ma,相当于青白口系阿克苏群[1112]。阿克苏群在地震上被标定为一套空白弱反射,朝NE向抬升尖灭[图1(b)、图2(b)]。SE向雅克拉—东河塘等地区钻井揭示震旦系—石炭系,井震关系清楚。NW向S84井揭示寒武系肖尔布拉克组。
从过三道桥潜山的地震剖面来看,三道桥潜山是一个受逆冲断层控制的潜山断块[1320]。断层上盘之上直接覆盖白垩系,其顶面被前中生界侵蚀面削蚀,地层由东南向西北尖灭。断层下盘地层南倾,向东南延伸至DH21井区,分布稳定[图2(a)、(c)]。 断层下盘地层处于震旦系之下,震旦系之下基巖在地震上表现为杂乱弱反射特征,阿克苏群黑云母斜长片麻岩覆盖于核部元古界地层之上,形成复杂的潜山结构。
1.2地层沉积特征
1.2.1地层垂向序列
QG102、QG1、QG101、QG12及YH20等5口钻井不同程度揭示潜山内幕地层。通过井震标定,潜山高部位地层从老到新依次发育浅变质二长花岗岩、下浅变质碎屑岩段、碳酸盐岩段及上浅变质碎屑岩段[图2(c)、图3]。
从地层垂向序列来看,潜山是由下部古元古界花岗岩结晶基底和上部的一套滨海—浅海相陆源碎屑岩碳酸盐岩混合沉积地层组成,其中上部沉积地层可识别出两次海进→海退的沉积旋回[21]。根据岩性组合,下浅变质碎屑岩段可进一步划分为变质石英砂岩夹砾岩亚段和浅变质粉砂岩亚段。根据石英砂岩夹层、碳酸钙、碳酸镁含量的变化,厚层碳酸盐岩段分为白云岩亚段、灰质白云岩与砂岩互层亚段、白云岩与砂岩互层亚层(图3)。钻井揭示的油气层及油气显示主要集中在碳酸盐岩段顶部的白云岩亚段及上浅变质碎屑岩段内部的碳酸盐岩夹层中(图3)。
1.2.2微量元素分析
微量元素特征反映了岩石在沉积时期或者经历的后生改造过程中流体的性质以及沉积物所经历的改造过程[22]。QG1井3个白云岩和1个白云石胶结物的微量元素(表1)分析表明:
白云岩具有富Al、K的特征,Al含量(质量分数,下同)为(1 55034~12 28710)×10-6,K为(68157~8 34738)×10-6,说明白云岩形成过程中有陆源碎屑黏土混入[23];同时,白云岩具有相对富Fe、Mn的特点,Fe含量为(3 5489~7 7152)×10-6,Mn为(18167~36804)×10-6。
一般认为氧化条件下不利于铁、锰离子进入白云石晶格,只有在还原条件下这些元素才能以低价的形式进入白云石晶格中,也就是说埋藏成岩环境有利于Fe、Mn在白云岩中富集,而近地表成岩环境则反之。巴西Sao Francisco盆地前寒武系地层中埋藏白云岩,其Fe、Mn含量分别为22 009×10-6和2 094×10-6[24]。相比之下,QG1井样品中Fe、Mn含量相对较低,可能说明本区埋藏白云岩的发育程度要低一些。此外,白云石胶结物中Fe、Mn元素具有进一步富集的特点。
微量元素分析表明,QG1井区白云岩亚段形成于水体较浅的近源局限台地环境,沉积过程中有陆源碎屑物质的影响。同时,该区白云岩经历了一定程度的埋藏成岩环境改造。
1.3小结
综合地震、钻井及微量元素分析资料认为,三道桥潜山地层是位于早元古代花岗岩之上、新元古代阿克苏群之下的一套滨海—浅海相陆源碎屑岩碳酸盐岩混合沉积地层,沉积岩经历过一定程度的埋藏成岩环境改造。
2储层特征
2.1储层岩石学特征及物性分析
上浅变质碎屑岩段和白云岩亚段是塔里木盆地沙雅隆起北部三道桥潜山的主要含油气层段,其中白云岩储层是主要的油气储层。白云岩储层裂缝发育,基质普遍硅化。
2.1.1岩石学特征
通过岩芯观察、薄片鉴定等综合分析发现,QG1井区白云岩储层岩性为灰色和棕红色泥晶白云岩、灰色粉晶白云岩[图4(a)~(e)]。白云石体积分数为90%~100%,方解石为1%~2%,硅质为1%~10%;自生矿物石英体积分数为2%,黄铁矿为1%。QG1井区白云岩储层见白云石、硅质、方解石充填的裂缝[图4(g)~(i)]。
2.1.2物性分析
全直径和小柱样等多种试验分析结果表明,三道桥气藏的产油气段中,白云岩储层基质(白云岩)具有致密、孔渗低、物性差的特点[25]。据27个常规岩芯样品储层物性分析,QG1井区白云岩岩芯孔隙度分布在01%~1.6%之间,以05%~15%为主,平均为08%,渗透率主要为(0025~0600)×10-3 μm2,平均为0042×10-3 μm2(图5)。QG1井区白云岩储层属于低孔低渗致密储层[26]。
2.2白云岩储层类型
扫描电镜下,白云岩岩石致密,晶间孔不发育[图6(a)、(b)],其储集空间主要为裂缝和溶蚀孔洞。
QG1井在油层段顶面5 73750 m附近发生井漏,累计漏失90.97 m3。该井区5 74034~5 74780 m取芯段的取芯率仅为583%。在5 74034~5 74780 m取芯段共发现裂缝32条,平均密度为每米519条,裂缝延伸长度为1~24 cm,缝宽小于01 mm的裂缝占688%,缝宽为01~20 mm的裂缝占312%,产状以高角度裂缝为主,占裂缝总数的844%。在白云岩铸体薄片上可见溶蚀缝[图6(c)~(f)]。
地层成像测井提供了井下碳酸盐岩储层的裂缝、孔洞和沉积构造图像(图7),可以有效描述连通孔洞孔隙体系的特征[27]。QG1井地层成像测井表明白云岩中发育低角度裂缝和少量溶蚀孔洞。在白云岩亚段成像测井资料共拾取到裂缝36条,裂缝平均角度为76°,平均倾向为127°。
QG1井潜山储层段在地震上以杂乱弱反射为主,不同于塔河奥陶系灰岩“串珠”状岩溶缝洞储层[2829]。在地震剖面上,该储层段能够识别出多条高角度断裂;断裂从基底一直断至前中生界不整合面,平面上呈NW向,被晚期的NE向逆断层所切割(图8)。同时,根据曲率属性,断裂带附近的小断裂、裂缝系统较为发育(图8)。
2.3储层发育模式
构造演化研究表明,三道桥地区自海西运动末期已明显隆升成陆地,直至白垩纪才再次接受沉积,暴露时间超过100 Ma[30]。该区潜山存在花岗岩、变质岩、碎屑岩、白云岩等多种岩性地层。长期的风化淋滤改善了岩石的储集性能。图9(a)是该潜山白垩系巴西盖组沉积前古地貌图。该区存在一个NE向鼻状隆起,QG1井区位于东南斜坡部位,具备形成风化溶蚀条件[图9(b)]。同时,断裂的发育为地表水提供了向下溶蚀的通道,沿断裂或裂隙产生次生溶蚀孔。不同岩性地层受后期地质作用改造差异较大:变质岩、碎屑岩储层由于地层时代老、成岩演化程度高、抗风化溶蚀作用强,仅发育少量裂缝型储层;潜山内幕存在硅质岩、泥质岩等致密隔层;白云岩及灰质白云岩等碳酸盐岩发育溶缝、溶洞和溶孔等类型储层。QG1、QG101井的产层均为白云岩亚段,而QG12、YH20井等揭示的碎屑岩均很致密,储集条件差。
3结语
(1)塔里木盆地沙雅隆起北部三道桥潜山是由下部古元古界花岗岩结晶基底和上部的一套滨海—浅海相陆源碎屑岩碳酸盐岩混合沉积地层、以及之上的新元古界阿克苏群共同组成。其中,发育一套浅变质的濱海—浅海相陆源碎屑岩碳酸盐岩混合沉积地层经历过一定程度的埋藏成岩环境改造。
(2)三道桥潜山白云岩亚段形成于水体较浅的局限台地环境,沉积过程中有陆源碎屑物质的影响,具有富Al、K的特征,同时该区白云岩经历过埋藏成岩环境改造,地层相对富集Fe、Mn。
(3)三道桥潜山油气层段位于中上部的白云岩层段,白云岩是主要储层。白云岩岩性主要为泥晶白云岩、粉晶白云岩,基质孔隙差,为低孔低渗致密储层;储集空间主要为裂缝和溶蚀孔洞。储层发育主要受控于岩性、断裂发育及风化溶蚀作用,不同岩性潜山抗风化溶蚀差异明显。花岗岩、变质岩、碎屑岩等储层较差,仅发育少量裂缝型储层;碳酸盐岩发育有溶缝、溶洞和溶孔等类型储层,是主力储层类型。
(4)三道桥潜山气藏的发现证实了塔里木盆地北部古老的海相碳酸盐岩地层具备形成良好的缝洞型储层条件。雅克拉断凸地区前期发现的二八台构造、拉依苏构造及轮台构造等均位于下震旦统变质岩区,但这些构造内幕也存在层状地震异常反射,这些异常体可能为碳酸盐岩,具有较好的勘探潜力。
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收稿日期:20160912
基金项目:国家科技重大专项项目(2011ZX05005002)
作者简介:韩强(1980),男,陜西蓝田人,高级工程师,Email:hanqiang105289562@qq.com。
文章编号:16726561(2017)01010311