塔里木盆地顺托果勒地区奥陶系碳酸盐岩超压差异分布研究

doi:10.13745/j.esf.sf.2023.2.30

地学前缘 ›› 2023, Vol. 30 ›› Issue (6): 305-315.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2023.2.30

• 海相深层-超深层碳酸盐岩油气动态成藏和聚集 • 上一篇下一篇

塔里木盆地顺托果勒地区奥陶系碳酸盐岩超压差异分布研究

曾帅¹^,²(), 邱楠生¹^,²^,^*(), 李慧莉³, 马安来³, 朱秀香⁴, 贾京坤¹^,⁵, 张梦霏¹^,²

1.中国石油大学(北京) 油气资源与工程全国重点实验室, 北京 102249
2.中国石油大学(北京) 地球科学学院, 北京 102249
3.中国石化石油勘探开发研究院, 北京 100083
4.中国石化西北油田分公司, 新疆乌鲁木齐 830011
5.中国石化集团经济技术研究院有限公司, 北京 100029

收稿日期:2023-01-16 修回日期:2023-02-19 出版日期:2023-11-25 发布日期:2023-11-25
通信作者: * 邱楠生(1968—),男,教授,博士生导师,主要从事沉积盆地温压场及油气成藏机理研究工作。E-mail: qiunsh@cup.edu.cn
作者简介:曾帅(1998—),男,博士研究生,地质资源与地质工程专业。E-mail: ZengS7@126.com
基金资助:
国家自然科学基金企业联合创新发展联合基金项目“海相深层油气富集机理与关键工程技术基础研究(U19B6003)

Differential overpressure distribution in Ordovician carbonates, Shuntuoguole area, Tarim Basin

ZENG Shuai¹^,²(), QIU Nansheng¹^,²^,^*(), LI Huili³, MA Anlai³, ZHU Xiuxiang⁴, JIA Jingkun¹^,⁵, ZHANG Mengfei¹^,²

1. National Key Laboratory of Petroleum Resources and Engineering, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China
2. College of Geosciences, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China
3. Petroleum Exploration and Production Research Institute, SINOPEC, Beijing 100083, China
4. Northwest Oilfield Company, SINOPEC, ürümqi 830011, China
5. Economics & Development Research Institute Company Limited, SINOPEC, Beijing 100029, China

Received:2023-01-16 Revised:2023-02-19 Online:2023-11-25 Published:2023-11-25

摘要/Abstract

摘要：

随着塔里木盆地深层勘探领域的不断突破,顺托果勒地区超深层碳酸盐岩层系发现了一系列与走滑断裂有关的异常高压油气藏,但其超压成因和分布规律却少有讨论。相较于伸展盆地与挤压型前陆盆地体系,克拉通内走滑断裂与地层压力关系的研究相对较少,同时碳酸盐岩储层强烈的非均质性也进一步加剧了超压分布的复杂性。本次研究根据钻井测试与生产动态资料,分析了顺托果勒地区压力分布特征与超压储层特征;结合流体包裹体恢复的古压力、天然气地球化学特征与断裂活动期次讨论了顺托果勒地区不同二级构造单元间异常压力的成因机制差异。结果表明,顺北缓坡和顺托低凸起地层超压为天然气充注与构造增压作用产生,而顺南缓坡地层超压主要受原油裂解生气影响。天然气的生成与断裂活动特征决定了顺南地区整体超压、顺北与顺托地区局部超压的分布格局,走滑断控储层的发育模式使得顺托果勒地区中下奥陶统储层压力系统呈现分割状发育特征。

关键词: 顺托果勒低隆起, 走滑断裂, 深层碳酸盐岩, 超压成因机制, 差异分布机理

Abstract:

With the continual advancement in deep exploration in the Tarim Basin, a succession of anomalous high-pressure reservoirs associated with strike-slip faults have been discovered in the ultra-deep carbonate strata of the Shuntuoguole region, but the origin of the overpressure and its distribution pattern have rarely been discussed. Also, the relationship between strike-slip fault and formation pressure in cratons has seldom been studied compared to results for extensional basins and compressive foreland basin systems; whilst strong carbonate reservoir heterogeneity further complicates the overpressure pattern. In this study the characteristics of the present-day pressure field and the main features of overpressure reservoirs are analyzed based on data from drilling tests and production dynamics studies. Further, combined with paleopressure calculation (using fluid inclusions), gas geochemical characteristics and faults activity, the origin of overpressure and its differential distribution in secondary tectonic units of the Shuntuogole area are discussed. The results suggest that the overpressure in the Shunbei slope and Shuntuoguole low uplift is caused by gas charging and tectonic compression, with the former mainly affected by pyrolytic gas generation from crude oil cracking. The gas generation and faults activity determine the differential overpressure distribution, where overpressure occurs widely across the Shunnan area but only locally in the Shunbei and Shuntuoguole areas. The development pattern of the fault-associated reservoirs results in the division of the pressure system in the Shuntuoguole area.

Key words: Shuntuoguole low uplift, strike-slip faults, deep carbonate rock, origin of overpressure, differential distribution mechanism

中图分类号:

TE122.2

曾帅, 邱楠生, 李慧莉, 马安来, 朱秀香, 贾京坤, 张梦霏. 塔里木盆地顺托果勒地区奥陶系碳酸盐岩超压差异分布研究[J]. 地学前缘, 2023, 30(6): 305-315.

ZENG Shuai, QIU Nansheng, LI Huili, MA Anlai, ZHU Xiuxiang, JIA Jingkun, ZHANG Mengfei. Differential overpressure distribution in Ordovician carbonates, Shuntuoguole area, Tarim Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2023, 30(6): 305-315.

图/表 10

图1 塔里木盆地构造单元分区及研究区位置图(a);研究区二级构造单元划分及走滑断裂分布图(b,钻井位置为井位投影);顺托果勒低隆起SE向构造-油藏剖面图(c)

Fig.1 Structural unit divisions of Tarim Basin and study area location (a), and division of secondary tectonic units and distribution of strike-slip fractures in the study area (b), SE-oriented tectonic-reservoir profile of the Shuntuoguole Low Uplift

图2 顺托果勒地区走滑断裂分布与中下奥陶统地层压力系数

Fig.2 Distribution of strike-slip fault and pressure coefficient of Middle-Lower Ordovician in the Shuntuoguole area

图3 顺托果勒低隆起典型井泥岩段声波时差对数与深度关系

Fig.3 Logarithm of acoustic interval transit time versus depth in a mudstone section of a typical well in the Shuntuoguole Low Uplift

图4 远离断裂带与断裂带上钻井的泥浆等效压力纵向分布特征(井位分布见图1)

Fig.4 Longitudinal distribution characteristics of mud equivalent pressure of drill well far from fault zone and on the fault zone

表1 超压碳酸盐岩储层动静态特征

Table 1 Dynamic and static characteristics of overpressured carbonate reservoirs

储层类型	压力系数	构造位置	压力恢复曲线	钻井漏失情况	地层测试情况
定容缝-洞型	1.09~1.60	次级走滑断裂带		发生漏失与放空	产水
裂缝型	1.33~1.87	断裂带间/次级内幕断裂带		轻微漏失/ 不漏失	高产水

图5 顺托果勒低隆起上奥陶统泥岩声波时差-垂直有效应力关系及超压成因判识

Fig.5 Relationship between acoustic interval transit time and vertical effective stress of upper Ordovician mudstone in Shuntuoguole Low Uplift and overpressure mechanisms distinguish for different formations

图6 干燥系数与地层压力系数的关系

Fig.6 The relationship between drying coefficient and formation pressure coefficient

表2 奥陶系含烃盐水包裹体捕获压力恢复结果

Table 2 Trapping pressures of gas-bearing inclusions in Ordovician

井号	层位	含烃盐水包裹体均一温度/℃	盐水包裹体均一温度/℃	气液比/ %	捕获年龄/Ma	捕获压力/MPa	古埋深/m	古压力系数	现今压力系数
SHB2	O₂yj	59.8	157.6	7.7	4.3	68.45	6 500.1	1.07	1.22
ST1	O_1-2y	152.5	169.1	9.5	17.5	112.66	6 888.0	1.67	1.79
SN1	O₂yj	152.8	163.3	10.2	15.8	74.90	6 280.0	1.22	1.17
SN4	O₂yj	171.3	183.8	12.2	14.3	71.35	5 948.7	1.22	1.21
SN5	O₂yj	163.2	182.5	9.3	11.6	99.10	6 072.0	1.66	1.59
SN501	O_1-2y	165.1	171.2	10.7	23.5	77.39	5 729.2	1.38	1.35

图7 顺托果勒低隆起中下奥陶统超压发育模式图(据文献[45]修改)

Fig.7 Model of overpressure development of the Middle-Lower Ordovician in the Shuntoguele Low Uplift. Modified after [45].

图8 顺托果勒低隆起中下奥陶统地层压力系数分布预测图

Fig.8 Prediction of formation pressure coefficient distribution in the Middle and Lower Ordovician in the Shuntoguele Low uplift

参考文献 45

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塔里木盆地顺托果勒地区奥陶系碳酸盐岩超压差异分布研究

Differential overpressure distribution in Ordovician carbonates, Shuntuoguole area, Tarim Basin

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