發(fā)布時間：2020-05-01 17:23

【摘要】：海相碳酸鹽巖古巖溶型儲層研究是世界級難題,由于碳酸鹽巖巖溶儲層非均質性極強,給古巖溶型碳酸鹽巖油氣藏勘探開發(fā)帶來極大困難。全世界迄今已發(fā)現的碳酸鹽巖油氣藏有279個,分布在39個國家和地區(qū),儲量約占油氣資源總量的50%,產量占60%以上。近年來,我國石油工業(yè)飛速發(fā)展,海相碳酸鹽巖油氣田勘探開發(fā)處于攻堅階段,且我國海相碳酸鹽巖油氣田的勘探和開發(fā)已經由石油戰(zhàn)略的儲備區(qū)轉變?yōu)槭唾Y源開發(fā)的接替區(qū)。而碳酸鹽巖古巖溶與油氣資源關系十分密切,其溶蝕孔、洞、縫通常是油氣聚集的重要場所。據統計,占沉積巖總量20%的碳酸鹽巖所儲藏的油氣資源占據了世界油氣探明儲量的50%以上,因此碳酸鹽巖古巖溶型儲層多學科交叉研究越來越受到巖溶水文地質和石油地質工作者的重視。關于油氣藏古巖溶儲層研究,專家學者做了大量的研究工作,主要集中于油氣成藏條件研究、油氣遷移和儲存研究、油氣充注期次研究;此外,針對古巖溶儲層研究,專家學者同樣開展過一定的研究工作,主要從裂縫及溶蝕孔洞的描述、野外及井下巖溶發(fā)育的建模、地震反射與成像測井、鉆井巖芯與電測井識別古巖溶,以及古巖溶縫洞充填物地球化學特征等一系列工作手段揭示古巖溶特征及古環(huán)境條件。然而,針對復雜地質體條件下,巖溶古地貌恢復方法研究,巖溶古地貌和古水系的刻畫,巖溶地下暗河的識別,以及不同地貌類型古水動力條件分析,和基于古巖溶作用機制及古巖溶充填物地球化學分析條件下的區(qū)域巖溶演化地質模式研究相對較少。塔里木盆地油氣田碳酸鹽巖儲層經歷了漫長的巖溶作用過程,既有地質歷史時期地表、近地表環(huán)境下的古巖溶作用,又經歷了埋藏過程中巖溶作用的疊加與改造,造成古巖溶縫洞發(fā)育與分布規(guī)律十分復雜,非均質性極強;且由于奧陶系碳酸鹽巖古巖溶縫洞儲層埋藏深,如:輪南古潛山埋藏深度約為4500~5500m,塔河油田主體區(qū)埋藏深度約為5000m~6000m,哈拉哈塘油田埋藏深度約為5000~7000m,目前在塔河油田順北井區(qū)奧陶系碳酸鹽巖目的層最深鉆井已經達到了8250m。給勘探開發(fā)和儲層預測帶來了極大困難。由于地貌單元的形成受到了水文地質特征的制約,水文地質特征又是古巖溶發(fā)育必不可少的條件,所以,古地貌和古水文地質特征制約著巖溶儲集空間與儲集體的類型。論文在巖溶地質背景分析的基礎上,基于大量地球化學分析數據為手段,對奧陶系碳酸鹽巖巖溶層組進行了劃分,厘定了奧陶系內幕沉積間斷古巖溶作用。針對塔里木盆地哈拉哈塘地區(qū)復雜地質體條件,通過巖溶古地貌恢復方法研究,對三期沉積間斷古巖溶面采用不同方法進行古巖溶地貌恢復,并識別了二級地貌、三級地貌和若干微地貌形態(tài);在此基礎上進行了古水系刻畫,包括地表水系和潛山巖溶區(qū)、層間巖溶-順層改造區(qū)地下暗河特征。結合地震屬性對古地貌、古水系進行了識別驗證。深入研究了古巖溶儲層空間展布規(guī)律,結合古巖溶縫洞充填方解石碳氧穩(wěn)定同位素和流體包裹體特征,闡明了不同地貌類型古水動力特征及古環(huán)境條件,分區(qū)帶建立了巖溶儲層形成模型及不同巖溶期次區(qū)域演化地質模式,揭示了塔里木盆地哈拉哈塘地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖古巖溶發(fā)育機理。取得的主要成果與認識如下:論文首先針對哈拉哈塘地區(qū)巖溶作用地質背景開展了研究,認為奧陶系碳酸鹽巖內幕存在著3期沉積間斷古巖溶作用,既有古潛山風化殼巖溶作用,又有層間巖溶作用的疊加與改造。哈拉哈塘地區(qū)自南往北奧陶系碳酸鹽巖地層依次尖滅。研究區(qū)地質構造復雜,構造斷裂以北東-南西向及北北西-南南東向走滑斷層為主,少量近南北向走滑斷層。以地球化學分析測試結果為依據,將哈拉哈塘地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖巖溶層組劃分為3類4型6個亞型。在此基礎上,針對奧陶系內幕三期巖溶作用復雜地質體結構,提出了“相對殘厚與古地層構造趨勢面”結合方法、和“殘厚與殘厚趨勢面方法”分別恢復良里塔格組巖溶期和一間房組巖溶期古地貌,利用常規(guī)方法“印模法”恢復前志留紀巖溶期古地貌。依據現代巖溶理論,識別了二級地貌和三級地貌類型,在此基礎上對不同期次巖溶古水系進行了刻畫,包括地表水系和地下暗河管道系統,并與地震反射地質體古巖溶特征進行了識別驗證。深入分析了不同巖溶期次古水動力條件與古巖溶作用關系。由于古水文地質特征制約了古地貌類型的發(fā)育,同時又是古巖溶發(fā)育的必備條件。但是,古地貌部位不同,古水文特征也不同。本次依據良里塔格組巖溶期巖溶古地貌形態(tài)及古水動力場特征、巖溶層組特征,古巖溶縫洞系統發(fā)育機制,結合明河切割深度及暗河發(fā)育特征,及古水動力條件特征,對哈拉哈塘地區(qū)進行了4個巖溶區(qū)帶的劃分。對不同的巖溶區(qū)帶古巖溶縫洞系統發(fā)育規(guī)律,及古巖溶發(fā)育機制進行了深入研究。通過對古巖溶縫洞充填方解石碳氧穩(wěn)定同位素測試分析,對研究區(qū)古巖溶作用期次與古環(huán)境指示意義進行了研究。方解石碳氧穩(wěn)定同位素分析表明δ~(13)C(PDB)值跨度較大,為2.12‰~-4.09‰,平均值:-0.65‰,δ~(18)O(PDB)值普遍存在偏負特征,為-4.14‰~-15.71‰,平均值為-9.95‰。反映了4類碳酸鹽巖古巖溶作用期次與古環(huán)境特征。古巖溶縫洞充填方解石流體包裹體分析表明,按鹽度高低可分為低鹽度包裹體、中鹽度包裹體和高鹽度包裹體三類;包裹體均一溫度顯示包裹體主要形成期有4個溫度段,反映了塔里木盆地哈拉哈塘地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖古巖溶作用經歷了古風化殼裸露大氣淡水巖溶期、晚海西埋藏巖溶期、印支-燕山埋藏巖溶期和喜馬拉雅埋藏巖溶期4次較大規(guī)模的古巖溶作用及充填期次,該項研究與碳氧同位素分析結果基本吻合。通過對巖溶古地貌古地形條件下的巖溶地質剖面及古巖溶儲層對比剖面深入研究,在巖溶作用地質背景、巖溶作用期次、巖溶古地貌特征及古水動力條件分析基礎上,結合鉆井巖芯巖溶、地震、測井、放空漏失,等古巖溶解譯資料,針對不同地貌類型,分別建立了潛山巖溶區(qū)、層間巖溶-順層改造區(qū)、層間巖溶-臺緣疊加區(qū)、層間巖溶-斷裂控儲區(qū)巖溶儲層形成地質模型,及不同巖溶期次古巖溶作用區(qū)域演化地質模式,揭示了哈拉哈塘地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖古巖溶發(fā)育機理。本次研究成果,為碳酸鹽巖古巖溶型油氣儲層研究提供新的思路。
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圖 1.1 技術路線框圖1.3.3 論文主要創(chuàng)新點本論文的創(chuàng)新點主要體現在以下兩個方面：（1）針對哈拉哈塘地區(qū)奧陶系內幕三期沉積間斷復雜地質體特征，，運用新方法“相對殘厚與古地層構造趨勢面方法”及“殘厚與殘厚趨勢面方法”恢復哈拉哈塘地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖不同期次巖溶古地貌及巖溶古水系特征，包括古地表水系和古地下暗河特征，并進行地震響應特征識別驗證。（2）在哈拉哈塘地區(qū)綜合利用古巖溶充填方解石碳氧穩(wěn)定同位素、流體包裹體特征恢復古巖溶發(fā)育期次及古巖溶環(huán)境條件，建立古巖溶發(fā)育地質模式，揭示奧陶系碳酸鹽巖古巖溶發(fā)育機理。

九璧毓鋰

本文編號：2646883