地学前缘 ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (5): 313-331.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.9.5
谷雨1,2(), 吴俊1,2,*(
), 樊太亮1,2, 吕峻岭1,2
收稿日期:
2024-06-17
修回日期:
2024-08-13
出版日期:
2024-09-25
发布日期:
2024-10-11
通信作者:
* 吴俊(1991—),男,副教授,博士生导师,主要从事碳酸盐岩油气地质方面的教学与科研工作。E-mail: junwu@cugb.edu.cn作者简介:
谷雨(1993—),男,博士研究生,从事碳酸盐岩沉积和输导方向的研究。E-mail: Gu8757@126.com
基金资助:
GU Yu1,2(), WU Jun1,2,*(
), FAN Tailiang1,2, LÜ Junling1,2
Received:
2024-06-17
Revised:
2024-08-13
Online:
2024-09-25
Published:
2024-10-11
摘要:
塔里木盆地塔北-塔中地区寒武系勘探生产实践揭示,油气分布严格受控于断裂,不同断裂段之间油气差异性显著,断裂带具有重要的垂向输导作用。因此,加强塔北-塔中地区中、下寒武统的岩性组合与变形特征研究,对判定整体地层变形情况和厘清影响油气输导效率的因素具有重要意义。本研究以塔里木盆地塔北-塔中地区中、下寒武统为研究对象,基于岩心、钻/测井、3D地震及生产动态数据等资料,首先开展岩石类型划分和岩性组合分析,然后通过井-震标定及区域地震剖面追踪,明确岩性组合的地震响应特征,最后指明断裂作用下目的层变形特征,揭示岩性组合与构造变形特征对油气输导效率的影响。研究结果表明:(1)研究区共发育白云岩类、含膏岩类和含泥白云岩类等3种岩石类型,根据叠置样式分为上下分段型、对称型和互层型三种岩性组合;(2)不同岩性组合的地震反射特征存在显著差异性,上下分段型岩性组合对应于上部弱振幅、下部强振幅,呈现席状平行-亚平行反射特征,对称型岩性组合表现为具有中-强振幅且连续性较好的地震反射之间夹持着弱振幅、连续性中等的席状平行反射的特征。互层型岩性组合表现为强振幅、高频率和连续性好的地震反射特征;(3)在不同的应力分段作用下,目的层变形特征分为膏岩层厚度减小、厚度增大及厚度稳定共3种类型。研究揭示出岩性组合与构造变形联合控制着油气输导,顺北区块岩性组合的叠置样式呈现明显的区域差异性,西部以对称型叠置为主,东部以上下分段型-对称型为主。对称型岩性组合的变形程度较高有利于油气输导,上下分段型岩性组合在拉分段更为有利。
中图分类号:
谷雨, 吴俊, 樊太亮, 吕峻岭. 塔北-塔中地区中、下寒武统岩性组合与变形特征及其对油气输导影响[J]. 地学前缘, 2024, 31(5): 313-331.
GU Yu, WU Jun, FAN Tailiang, LÜ Junling. Lithological associations, deformation characteristics of the Lower-Middle Cambrian and their influence on oil and gas migration in the North-central Tarim Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2024, 31(5): 313-331.
图1 塔里木盆地塔北-塔中地区构造单元与寒武系综合柱状图(据文献[29]修改) A和B—塔里木盆地和塔北-塔中地区构造单元划分;C—塔北-塔中地区寒武系综合柱状图。
Fig.1 Tectonic units and column chart of Cambrian strata, North-central Tarim Basin. Modified after [29].
图2 塔里木盆地塔深5井中、下寒武统岩性组合-沉积相综合柱状图
Fig.2 Comprehensive histogram of lithological association and sedimentary facies of the Lower-Middle Cambrian in the Well TS5, Tarim Basin
图3 塔北-塔中地区TS5、TC1、LT1和ZS1井中、下寒武统不同组岩石类型累加厚度分布 A—TS5井阿瓦塔格组、沙依里克组和吾松格尔组含膏岩类的岩性厚度;B—TS5井阿瓦塔格组、沙依里克组和吾松格尔组各岩性厚度;C—LT1井阿瓦塔格组、沙依里克组和吾松格尔组各岩性厚度;D—TC1井阿瓦塔格组、沙依里克组和吾松格尔组各岩性厚度;E—TC1井吾松格尔组各岩性厚度;F—ZS1井阿瓦塔格组各岩性厚度;G—LT1井吾松格尔组各岩性厚度;H—TS1井阿瓦塔格组各岩性厚度;I—TS5井阿瓦塔格组、沙依里克组和吾松格尔组含泥白云岩类岩性具体厚度。
Fig.3 Cumulative thickness statistics of different lithological types of the Lower-Middle Cambrian in the Wells TS5、TC1、LT1 and ZS1, North-central Tarim Basin
图4 塔里木盆地塔参1井中、下寒武统岩性组合-沉积相综合柱状图
Fig.4 Comprehensive histogram of lithological association and sedimentary facies of the Lower-Middle Cambrian in the Well TC1, Tarim Basin
图6 塔北地区TS5井和LT1井中、下寒武统井-震合成记录 A—TS5井合成记录,寒武系内关键地层界面反射特征及 T 8 1与 T 8 3界面之间岩性组合反射特征;B—LT1井合成记录,寒武系内关键地层界面反射特征。
Fig.6 Seismic synthesis records of the Cambrian strata from Wells TS5 and LT1 in the North Tarim Basin
岩性组合类型 | 岩石类型 | 地震响应特征 |
---|---|---|
上下分段型 | 上部为白云岩类,以白云岩和灰质白云岩为主;下部为含泥白云岩类,主要由泥质白云岩和含泥白云岩组成 | 上部振幅较弱、较低频率、连续性中-差和亚平行反射;下部振幅较强、连续性中-好和平行反射 |
对称型 | 中部为白云岩类,上下部为含膏岩类或含泥白云岩类,主要为膏质白云岩、泥质白云岩和含泥白云岩 | 整体表现为“强夹弱”的特征,即上部和下部为中-强振幅、连续性较好的反射特征夹中部的弱振幅、连续性中等的反射特征 |
互层型 | 含膏岩类与白云岩类频繁互层,呈现“薄层多段”特征 | 整体表现为振幅较强、较高频率和连续性好 |
表1 塔北-塔中地区中、下寒武统3种岩性组合类型对应的地震响应特征
Table 1 Response characteristics of three types of lithological associations corresponding to seismic in the North-central Tarim Basin
岩性组合类型 | 岩石类型 | 地震响应特征 |
---|---|---|
上下分段型 | 上部为白云岩类,以白云岩和灰质白云岩为主;下部为含泥白云岩类,主要由泥质白云岩和含泥白云岩组成 | 上部振幅较弱、较低频率、连续性中-差和亚平行反射;下部振幅较强、连续性中-好和平行反射 |
对称型 | 中部为白云岩类,上下部为含膏岩类或含泥白云岩类,主要为膏质白云岩、泥质白云岩和含泥白云岩 | 整体表现为“强夹弱”的特征,即上部和下部为中-强振幅、连续性较好的反射特征夹中部的弱振幅、连续性中等的反射特征 |
互层型 | 含膏岩类与白云岩类频繁互层,呈现“薄层多段”特征 | 整体表现为振幅较强、较高频率和连续性好 |
图7 塔北地区、塔中地区和顺北区块不同岩性组合对应的地震反射特征(剖面位置见图1) A—塔北地区岩性组合的地震反射特征,a—上下分段型岩性组合对应振幅上部弱下部强、较低频率和连续性中等的反射,b和c—对称型岩性组合对应振幅两强夹一弱、较低频率和连续性中-较好的反射;B—塔中地区岩性组合的地震反射特征,d和e—互层型岩性组合对应较强振幅、较高频率和连续性好的反射;C—顺北区块岩性组合的地震反射特征,f—中-强振幅、连续性较好夹着弱振幅、高频率和连续性中等的反射。
Fig.7 Lithological associations and their corresponding seismic features in the North Tarim Basin, Central Tarim Basin and Shunbei block. The profile positions are shown in Fig.1.
图8 贯穿塔北-塔中大区域中、下寒武统不同岩性组合的地震反射特征(剖面位置见图1) A-贯穿塔北-塔中大区域原始地震剖面;B-贯穿塔北-塔中大区域地震解释剖面。
Fig.8 Seismic reflection characteristics of different lithological associations of the Lower-Middle Cambrian in the North-central Tarim Basin. The profile positions are shown in Fig. 1.
图9 顺北5号断裂带北段不同应力分段结构样式及关键界面相干平面图 A—挤压段正花状构造;B—平移段简单平移构造;C—拉分段负花状构造;D— T 8 1界面相干平面图;E— T 7 4界面相干平面图;F— T 7 0界面相干平面图;G— T 6 0界面相干平面图。
Fig.9 Architecture styles of different stress segments and coherent plane diagram of key interfaces in the northern section of Shunbei No.5 fault
图10 顺北5号断裂带北段沿走向与垂直走向的地震反射特征 A—沿顺北5号断裂带北段走向地震反射特征,识别出3类岩性组合;B—北部区域垂直于断裂带走向剖面,可见“强振幅夹弱振幅”的地震反射;C—中部区域垂直于断裂带走向剖面,整体为强振幅、高频率和连续性好的反射特征;D—南部区域垂直于断裂带走向剖面,下部的振幅强度大于上部。
Fig.10 Seismic reflection characteristics along and perpendicular to the strike of the North section of Shunbei No.5 fault
图11 塔北-塔中地区顺北区块中、下寒武统3种岩性组合类型在不同应力分段下的变形(地震剖面蓝色圈)与相应地质模式(黄色框)
Fig.11 Deformations under different stress segments of three lithological associations in the Lower-Middle Cambrian (blue circles on seismic profiles) and their corresponding geological models (yellow boxes) in the Shunbei block,Northern-central Tarim Basin
图12 顺北5号断裂带北段3种岩性组合在不同应力分段下的地层变形程度分布 A—不同岩性组合的地层变形程度;B,C和D—对称型、互层型和上下分段型岩性组合。
Fig.12 Distribution of stratum deformation degree under different stress segments for three lithological associations in the Northern section of Shunbei No.5 fault
图13 顺北5号断裂带北段不同应力分段的地层变形特征与油气产量关系 A—各井对应的应力分段与岩性组合分布;B和C—对称型和互层型岩性组合对应地震反射特征;D—不同应力分段对应的产量分布直方图;E—地层变形程度与产量交会图。
Fig.13 Relationship between strata deformation with different stress segments and their productions of oil and gas in the Northern section of Shunbei No.5 fault
图14 塔北-塔中地区顺北区块中、下寒武统岩性组合变形与油气输导模式
Fig.14 Conceptual model of lithological associations deformation and migration of oil and gas in the Shunbei block, North-central Tarim Basin
[1] | 邓尚, 李慧莉, 张仲培, 等. 塔里木盆地顺北及邻区主干走滑断裂带差异活动特征及其与油气富集的关系[J]. 石油与天然气地质, 2018, 39(5): 878-888. |
[2] |
林波, 张旭, 况安鹏, 等. 塔里木盆地走滑断裂构造变形特征及油气意义: 以顺北地区1号和5号断裂为例[J]. 石油学报, 2021, 42(7): 906-923.
DOI |
[3] | 刘雨晴, 邓尚. 板内中小滑移距走滑断裂发育演化特征精细解析: 以塔里木盆地顺北4号走滑断裂为例[J]. 中国矿业大学学报, 2022, 51(1): 124-136. |
[4] |
漆立新. 塔里木盆地顺北超深断溶体油藏特征与启示[J]. 中国石油勘探, 2020, 25(1): 102-111.
DOI |
[5] | 古再丽努尔·艾尔肯, 曹自成, 耿锋, 等. 顺北1号走滑断裂带分段差异活动特征及其控藏效应[J]. 断块油气田, 2024, 31(4): 589-598. |
[6] |
郑和荣, 胡宗全, 云露, 等. 中国海相克拉通盆地内部走滑断裂发育特征及控藏作用[J]. 地学前缘, 2022, 29(6): 224-238.
DOI |
[7] | 魏福军, 高志前, 樊太亮, 等. 塔里木盆地塔中地区输导体系及成藏效应[J]. 石油与天然气地质, 2007, 28(2): 266-273. |
[8] | 杨德彬, 朱光有, 苏劲, 等. 中国含油气盆地输导体系类型及其有效性评价[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2011, 33(3): 8-17, 189-190. |
[9] | 马庆佑, 曹自成, 蒋华山, 等. 塔河-顺北地区走滑断裂带的通源性及其与油气富集的关系[J]. 海相油气地质, 2020, 25(4): 327-334. |
[10] | 云露. 顺北地区奥陶系超深断溶体油气成藏条件[J]. 新疆石油地质, 2021, 42(2): 136-142. |
[11] | 云露, 曹自成. 塔里木盆地顺南地区奥陶系油气富集与勘探潜力[J]. 石油与天然气地质, 2014, 35(6): 788-797. |
[12] | HUANG S M, PANG H, MA K Y, et al. Evolution of the hydrocarbon migration system of the Lower Enping Formation in the Pearl River estuary basin[J]. Geoenergy Science and Engineering, 2023, 222: 1-26. |
[13] | 汪洋, 张哨楠, 刘永立. 塔里木盆地塔河油田走滑断裂活动对油气成藏的控制作用: 以托甫39断裂带为例[J]. 石油实验地质, 2022, 44(3): 394-401 |
[14] | DAVIS T L, NAMSON J S. Field excursion: petroleum traps and structures along the San Andreas convergent strike-slip plate boundary, California[J]. AAPG Bulletin, 2017, 101(4): 607-615. |
[15] | LIU Y, SUPPE J, CAO Y C, et al. Linkage and formation of strike-slip faults in deep basins and the implications for petroleum accumulation: a case study from the Shunbei area of the Tarim Basin, China[J]. AAPG Bulletin, 2023, 107(2): 331-355. |
[16] | LIU Y, SUPPE J, CAO Y C, et al. Strike-slip fault zone architecture and its effect on fluid migration in deep-seated strata: insights from the Central Tarim Basin[J]. Basin Research, 2024, 36(3): 1-29. |
[17] | BIAN Q, DENG S, LIN H X, et al. Strike-slip salt tectonics in the Shuntuoguole Low Uplift, Tarim Basin, and the significance to petroleum exploration[J]. Marine and Petroleum Geology, 2022, 139: 1-13. |
[18] | 林波, 云露, 李海英, 等. 塔里木盆地顺北5号走滑断层空间结构及其油气关系[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(6): 1344-1353, 1400. |
[19] |
石书缘, 胡素云, 刘伟, 等. 深层古老碳酸盐岩-膏盐岩组合油气成藏特征[J]. 石油勘探与开发, 2024, 51(1): 48-61.
DOI |
[20] | 马奎, 胡素云, 王铜山, 等. 膏盐岩对碳酸盐层系油气成藏的影响及勘探领域分析[J]. 地质科技情报, 2016, 35(2): 169-176. |
[21] | 孙旭东, 郑求根, 郭兴伟, 等. 巴西桑托斯盆地构造演化与油气勘探前景[J]. 海洋地质前沿, 2021, 37(2): 37-45. |
[22] | 熊利平, 邬长武, 郭永强, 等. 巴西海上坎波斯与桑托斯盆地油气成藏特征对比研究[J]. 石油实验地质, 2013, 35(4): 419-425. |
[23] | FARIAS F, SZATMARI P, BAHNIUK A, et al. Evaporitic carbonates in the pre-salt of Santos Basin: genesis and tectonic implications[J]. Marine and Petroleum Geology, 2019, 105: 251-272. |
[24] | AMRI Z, MASROUHI A, NAJI C, et al. Mechanical relationship between strike-slip faulting and salt tectonics in thenorthern Tunisian Atlas: the Bir-El-Afou salt structure[J]. Journal of Structural Geology, 2022, 154: 1-20. |
[25] |
管树巍, 姜华, 鲁雪松, 等. 四川盆地中部走滑断裂系统及其控油气作用[J]. 石油学报, 2022, 43(11): 1542-1557.
DOI |
[26] | 刘长磊, 张艺琼, 张永, 等. 塔北-塔中区域构造地质大剖面解析及古隆起成因新解[J]. 石油与天然气地质, 2018, 39(5): 1001-1010. |
[27] | 何登发, 周新源, 杨海军, 等. 塔里木盆地克拉通内古隆起的成因机制与构造类型[J]. 地学前缘, 2008, 15(2): 207-221 |
[28] | 李传新, 王晓丰, 李本亮. 塔里木盆地塔中低凸起古生代断裂构造样式与成因探讨[J]. 地质学报, 2010, 84(12): 1727-1734. |
[29] | SUN Q Q, FAN T L, GAO Z Q, et al. New insights on the geometry and kinematics of the Shunbei 5 strike-slip fault in the central Tarim Basin, China[J]. Journal of Structural Geology, 2021, 150: 1-31. |
[30] | 曹自成, 路清华, 顾忆, 等. 塔里木盆地顺北油气田1号和5号断裂带奥陶系油气藏特征[J]. 石油与天然气地质, 2020, 41(5): 975-984. |
[31] | 彭军, 夏梦, 曹飞, 等. 塔里木盆地顺北一区奥陶系鹰山组与一间房组沉积特征[J]. 岩性油气藏, 2022, 34(2): 17-30. |
[32] | QIU H B, DENG S, CAO Z C, et al. The evolution of the complex anticlinal belt withcrosscutting strike-slip faults in the central Tarim Basin, NW China[J]. Tectonics, 2019, 38: 2087-2113. |
[33] | 焦方正. 塔里木盆地顺北特深碳酸盐岩断溶体油气藏发现意义与前进[J]. 石油与天然气地质, 2018, 39(2): 207-216. |
[34] | 贾承造, 马德波, 袁敬一, 等. 塔里木盆地走滑断裂构造特征、 形成演化与成因机制[J]. 天然气工业, 2021, 41(8): 81-91. |
[35] |
樊太亮, 高志前, 吴俊. 塔里木盆地深层碳酸盐岩建造-改造作用与多类型储层有序性分布[J]. 地学前缘, 2023, 30(4): 1-18.
DOI |
[36] | 田方磊, 彭妙, 韩俊, 等. 塔里木盆地中部深层-超深层地震波组特征及其地质意义[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(2): 354-369. |
[37] | CHEN J J, HE D F, TIAN F L, et al. Control of mechanical stratigraphy on the stratified style of strike-slip faults in the central Tarim Craton, NW China[J]. Tectonophysics, 2022, 830: 1-15. |
[38] | DENG S, LI H L, ZHANG Z P, et al. Structural characterization of intracratonic strike-slip faults in the central Tarim Basin[J]. AAPG Bulletin, 2019, 103(1): 109-137 |
[39] | 韩晓影. 塔里木盆地塔中北坡走滑断层形成与演化研究[D]. 北京: 中国石油大学(北京), 2018. |
[40] | 邓尚, 刘雨晴, 刘军, 等. 克拉通盆地内部走滑断裂发育、 演化特征及其石油地质意义: 以塔里木盆地顺北地区为例[J]. 大地构造与成矿学, 2021, 45(6): 1111-1126. |
[41] | 苑雅轩. 顺北5号北段走滑断裂特征及其控储作用研究[D]. 北京: 中国地质大学(北京), 2020. |
[42] | 韩俊, 况安鹏, 能源, 等. 顺北5号走滑断裂带纵向分层结构及其油气地质意义[J]. 新疆石油地质, 2021, 42(2): 152-160 |
[43] |
韩剑发, 苏洲, 陈利新, 等. 塔里木盆地台盆区走滑断裂控储控藏作用及勘探潜力[J]. 石油学报, 2019, 40(11): 1296-1310.
DOI |
[44] |
马德波, 邬光辉, 朱永峰, 等. 塔里木盆地深层走滑断层分段特征及对油气富集的控制: 以塔北地区哈拉哈塘油田奥陶系走滑断层为例[J]. 地学前缘, 2019, 26(1): 225-237.
DOI |
[45] | DOOLEY T P, SCHREURS G. Analogue modelling of intraplate strike-slip tectonics: a review and new experimental results[J]. Tectonophysics, 2012, 574: 1-71 |
[46] |
刘宝增. 塔里木盆地顺北地区油气差异聚集主控因素分析: 以顺北1号、 顺北5号走滑断裂带为例[J]. 中国石油勘探, 2020, 25(3): 83-95.
DOI |
[1] | 石司宇, 李毕松, 李让彬, 邹玉涛. 川东南地区典型走滑断裂带特征及断控缝洞型储层发育潜力[J]. 地学前缘, 2024, 31(5): 288-300. |
[2] | 段金宝, 潘磊, 石司宇, 姜振学, 李平平, 邹玉涛, 张文睿. 川东涪陵地区15号走滑断裂带几何学、运动学特征及演化过程研究[J]. 地学前缘, 2023, 30(6): 57-68. |
[3] | 杨洪宇, 张兵, 方朝合, 杨凯, 曹倩, 张赛民, 林晓杨. 四川盆地海相深层富钾锂层系沉积演化规律及储卤层响应特征[J]. 地学前缘, 2021, 28(6): 95-104. |
[4] | 罗琪, 黄时卓, 史德锋, 汪锐. 利用能量半衰属性识别涠西南凹陷砂泥薄互层组合中浊积砂体[J]. 地学前缘, 2021, 28(1): 273-281. |
[5] | 杜轶伦, 曹毅, 霍东亮, 李大鹏, 高志伟. 安徽铜陵志留系—三叠系沉积地层岩石学和地球化学:对层控夕卡岩矿床成因的约束[J]. 地学前缘, 2014, 21(1): 228-239. |
[6] | 韩宏伟. 薄互层地震波形特征研究——以博兴洼陷沙四段滩坝砂为例[J]. 地学前缘, 2009, 16(3): 349-355. |
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