塔里木盆地志留系层序地层划分及沉积体系特征

塔里木盆地志留系层序地层划分及沉积体系特征 塔里木盆地志留系层序地层划分及沉积体 系特征 大庆石油学院 JOuRNALOFDAQINGPETROIEUMINSTITUTE 第31卷第2期2007年4月 Vo1.31No.2Apr.2007 塔里木盆地志留系层序地层划分及沉积体系特征 胡少华,王庆果,李秀珍 (1.中国地质大学(北京)能源地质系,北京100083;2.东方地球物理公司,河北涿州072751) 摘要:为了指出塔里木盆地志留系地层岩性圈闭有利勘探区带,在志留系地震地质统层的基础上,选取骨干地震 剖面进行地震层序划分,对沉积相特征进行了研究.结果表睨:志留系层序地层划分为4个层序和7个体系域;从陆棚沉 积体系到滨岸及潮坪沉积体系,志留系总体为从下向上水体变浅.分析了志留系形成大型地层岩性油气藏具备的地质条 件,通过研究指出塔中北坡存在发育大型地层岩性油气藏的地质条件. 关键词:塔里木盆地;志留系;层序地层;体系域;地层圈闭 中图分类号:TE121.3文献标识码:A文章编号:1000—1891(ZOO7)Of,0008—04 层序地层学是一个以地层不整合面或相关的整合面为界的,成因上相关的,旋回性的年代地层体系. 它是根据地震,钻井及露头资料,结合相关的沉积环境和岩性地层图形进行综合解释的技术],可划分为 低位体系域(LST),海进体系域(TST)和高位体系域(HST),最大海返面(MFS)位于海进体系域和高位 体系域之间.它强调了在等时地层格架建立的基础上综合研究沉积演化的客观规律,是具有可操作性和 实用性的一项技术,在油气勘探中具有重要意义.笔者根据塔里木盆地志留系分布面积大,地震资料品质 较差等特点,在志留系地震地质统层的基础上,选取盆地内27条骨干地震大剖面进行地震层序划分,然后 选取盆地内有代表性探井进行连井对比,完成层序地层划分对比及沉积相研究.沉积相平面分布是在钻 井划分的基础上根据地震相平面变化编制沉积体系平面图. 1地震层序划分 1.1地震层序 志留系顶界面(Tg4),底界面(Tg5)均具下剥上超的特征,为区域不整合面,属于类型工层序界面.在 其内部发育3个典型反射层,即Tg4.,Tg4,Tg4反射层,它们分别相当于依木干他乌组,塔塔埃尔塔格 组,和柯坪塔格组上段的底界.Tg4.反射层有上超的特征,Tg4反射层具有底剥的特征.柯坪塔格组中 段在东部地层厚为250m左右,从东向西被上覆地层柯坪塔格组上段剥蚀.Tg4在NS670地震剖面具有 上超特征.因此,Tg4.,Tg4,Tg4.也为3个区域不整合面.根据志留系顶界面(Tg4),底界面(Tg5)和内 部Tg4.,Tg4,Tg4反射层这5个区域不整合面,把志留系划分为4个三级层序,即s工,s?,s?,s?. 根据塔里木盆地区域骨干大剖面对比,4个三级层序的5个不整合面均可以追踪对比,因此可作为层 序划分的依据. 1.2层序地层 1.2.1塔北地区 志留系在盆地内从下至上主要发育柯坪塔格组中段,柯坪塔格组上段,塔塔埃尔塔格组和依木干他乌 组.塔北隆起志留系从下至上主要发育柯坪塔格组中段和上段,塔塔埃尔塔格组和 依木干他乌组在塔北 大部分地区被剥蚀.钻井有英买2,英买3,哈1,跃南1,羊屋1,羊屋2,塔河1,吉南1,草1井等,其中英买 2,英买3,羊屋2,塔河1,草1井钻穿志留系. 收稿日期:2006—10—18;审稿人:付广;编辑:陆雅玲 作者简介:胡少华(1964一),男,博士生,高级工程师,主要从事地震资料解释及石油地质方面的研究 ? 8? 第2期胡少华等:塔里木盆地志留系层序地层划分及沉积体系特征 柯坪塔格组上段岩性以灰绿色细砂岩,含沥青质细砂岩为主,厚为230,4251TI.中部发育一套较稳 定的暗色泥岩,厚10m左右.柯坪塔格组中段以暗色泥岩为主,分布较稳定,厚约158(羊屋2),1781TI (英买3井).柯坪塔格组上部的砂岩段(4945~5171m)剖面上呈3,4个弱一中振幅断续的楔状地震反 射特征,从北向南由250m逐渐减为 125m左右,最终超覆在Tg5上.在 草1井上部砂岩的顶部有一个不整合 面(相当于Tg4反射层),因此,将塔 北隆起志留系划分为2个层序,即S I,S?,羊屋2井层序划分见图1.由 图1可知,SI层序发育海进体系域和 高位体系域,不发育低位体系域.海 进体系域相当于柯坪塔格组中段的暗 色泥岩段的下部地层,高位体系域相 当于柯坪塔格组中段的暗色泥岩段的 上部地层,在草1井上相变为上部的 摹惹震地雇抗耪珂:麓 《b巍段麓}啦搠箍撮庠体幕冀屡位接触美蘸 ‰鼻早凝丹摔盛 —矗挺蔫\簸拳 枵 蓬翻--P秘l_,.HST—m一SIt;T?pSB.,, HSTrI- — MFS, S} 下sT蠢: 者坪 莲V 黧一,砷.'_一,, 塔 窝格 鲢巍 曼—幕—曩ii 图1羊屋2井层序划分 砂岩,粗砂岩段.上部以巨厚一厚层状浅灰色,灰紫色细砂岩,含砾不等粒砂岩为主, 夹薄层灰紫色,棕褐 色泥岩及薄层粗砂岩,中砂岩.中部为巨厚层浅灰色,灰紫色细砂岩,不等粒砂岩呈 略等厚间互. 下部从下至上为浅灰色深灰色泥岩,浅灰绿色泥岩,泥质粉砂岩,褐色细砂岩嘲.该 段地层定为SI高 水位体系域,为过渡相的辫状三角洲沉积.S?层序主要相当于柯坪塔格组上段只 发育海进体系域和高位 体系域,为滨岸相的砂岩,最大海泛面相当于中部较薄的暗色泥岩,砂质泥岩. 1.2.2塔中一巴楚地区 塔中37井层序地层划分 见图2.由图2可知,巴楚地区 和塔中地区志留系从下至上发 育柯坪塔格组上段(沥青砂岩 段),塔塔埃尔塔格组(上段和 下段),依木干他乌组(砂质泥 岩段),缺失柯坪塔格组中段. 柯坪塔格组上段由上3亚 段的潮下带沉积海进到陆棚相 上2亚段的暗色泥岩,再海退 到上l亚段的潮下带沉积,为 一 较完整的海进海退旋回;上 纛雉蔫蟪臻抗耪环境 借)组段鼙段糟啦秘黼睡位接齄荚尊屡序体蕞域 海平茁舟毫酶 氍袋熏Tg4捌抽sB1 中摹段;上趣Slv1T霞重豳(上越磐段3'T g4uHSTlj盍艳SBz上段{1—MFS—(上砂艘段;SIll_崩Ts1'}I-趣… 嚣 薹F段{ T?'簟境舡撼糟般F盍懿fHST嚣上l受墩l{屡{S—MFS— 缝拇 搏 塔上2受段 TSt 格艘 蚀 蛆上 3篮殴 , 奠尊…《目搿黼 图2塔中37井层序地层划分 2亚段的暗色泥岩段相当于最大海泛面.由塔塔埃尔塔格组下段的以红色泥岩为特征的潮上带,到塔塔 埃尔塔格组上段以红色砂泥互层为特征的潮间带,又到依木干他乌组以褐红色泥岩为特征的潮上带沉积, 为第2个较完整的海进海退旋回,最大海泛面位于塔塔埃尔塔格组上段红色砂泥互层段的中间,这体现了 潮汐环境沉积的特征,表现在潮汐环境从海进到最大海泛,再到海退为泥岩到砂岩再到泥岩的岩性旋回特 征.从依木干他乌组的褐红色泥岩到上部的褐红色砂泥岩为海进半旋回,海进到海退的另外半个旋回有 可能受海西期运动的影响遭受了剥蚀.这样在塔中地区就发育了2个半旋回,因此,从钻井上把塔中,巴 楚地区志留系划分为3个三级层序,即S?,S?和S?层序,这样塔塔埃尔塔格组下段(红色泥岩段)的底 部和依木干他乌组上泥岩段的内部应分别发育一个不整合面,与之对应的区域地震反射层Tg40和Tg41 为不整合面,二者是统一的. ?O 大庆石油学院第31卷2007年 2沉积体系特征 2.1连井对比 沙井子露头一英南2井沉积体系特征剖面见图3.由图3可知,西部柯坪露头塔北隆起英买3井和东 部的满加尔凹陷(学参1)英吉苏凹陷地层发育较全,从下至上发育柯坪塔格组中段, 柯坪塔格组上段和塔 塔埃尔塔格组.塔北隆起的哈1井,满加尔凹陷北部的羊屋2井发育柯坪塔格组中段和柯坪塔格组上段, 柯坪塔格组上段上部 地层遭受不同程度的 剥蚀,塔塔埃尔塔格 组剥蚀殆尽.再往东 塔北隆起的塔河1井 地区海西期构造运动 较剧烈,地层剥蚀程 度较高,上覆地层柯 坪塔格组上段,塔塔 埃尔塔格组和柯坪塔 格组中段上部地层遭 受不同程度剥蚀,只 保留了柯坪塔格组 中段. 沙井子英买3哈1羊屋2塔河1草l学参1维1英南2 图3塔里木盆地沙井子露头一英南2井沉积体系特征剖面 柯坪塔格组中段沉积体系特征:柯坪塔格组中段相当于SI层序,由东向西厚度变薄,岩性由粗变细, 颜色由红变暗,水体由浅变深,沉积环境由近物源的辫状三角洲向远物源的滨岸,陆棚沉积体系过渡. 柯坪塔格组上段相当于s?层序,其沉积体系特征表现在连井剖面上,柯坪塔格组上段东西部比较发 育,中部塔河1,草1被剥蚀,发育辫状三角洲沉积体系和滨岸沉积体系.柯坪塔格组上段的滨岸沉积体系 较柯坪塔格组中段相带宽,又进一步分为前滨和临滨沉积体系.海水相对于柯坪塔格组中段(SI)浅,不发 育陆棚沉积体系. 塔中37井一哈1 井沉积体系特征剖面 见图4.由图4可知, 塔中低凸起是志留系 沉积前已经存在的加 里东期古隆起;柯坪塔 格组中段由北向南超 覆在塔中古低凸起上, 在塔中低凸起北坡形 成一东西走向的超 覆带. 2.2平面分布特征 塔中37塔中1O塔中47塔中45跃南1哈 柯坪塔格组中段图4塔里木盆地塔中37井一哈1井沉积体系特征剖面 沉积前,受南部古城鼻隆,塔中古隆起和北部塔北古隆起的控制,柯坪塔格组中段在满加尔凹陷南坡见上 超现象;在满加尔凹陷北坡由于遭受海西运动的剥蚀,只局部保留了古隆起特征,见上超现象.另外,柯坪 塔格组上段沉积前,受早海西运动的影响,盆地的中西部地区抬升,使柯坪塔格组中段遭受了较严重的剥 蚀,形成盆地内西薄东厚的格局;并使SI层序的高位体系域在中西部地区剥蚀殆尽,柯坪塔格组上段直 ? 1O? 第2期胡少华等:塔里木盆地志留系层序地层划分及沉积体系特征 接覆盖在SI层序的海进体系域(暗色泥岩段)之上.柯坪塔格组上段沉积体系南北分带,东西展布.主要 发育滨岸沉积体系,由南向北为前滨,临滨沉积体系,在塔中低凸起发育潮坪沉积体系,东北部发育辫状三 角洲沉积体系. 3形成大型地层岩性油气藏的地质条件 志留系分布在塔中隆起和塔北隆起之间,呈东西向展布,分布面积30余万kmE23.塔中古隆起形成 于加里东早期,定型于海西晚期口],为一长期继承性古隆起,因此志留系沉积受塔中古隆起控制,由北向南 由老到新依次超覆,形成柯坪塔格组下段,中段,上段3条地层超覆尖灭带,由东向西延伸300km,是形成 地层超覆圈闭的基本条件.塔北隆起是形成于海西早期,定型于印支期的大型古隆起,呈东西向展布.早 海西期塔北隆起遭受大规模剥蚀,石炭系呈角度不整合覆盖于志留系之上,因此在塔北地区志留系保留的 是剥蚀残余地层,不是原型边界.志留系分布在塔北隆起南部,满加尔拗陷北缘,为由新到老依次剥蚀,形 成由东到西的250km的地层剥蚀尖灭线,是形成地层剥蚀型圈闭的有利条件. 志留系发育较好的储盖组合E.在塔中地区,志留系塔塔埃尔塔格组中段为一套红色泥岩,分布在塔 中隆起及满加尔凹陷南部地区,与柯坪塔格组上段形成较好的储盖组合,目前塔中地区的志留系勘探发现 多数是基于这套储盖组合的.塔中地区的另外一套志留系储盖组合为柯坪塔格组中段与柯坪塔格组下段 形成的储盖组合.柯坪塔格组上段为一套灰黑色泥岩,整个盆地分布为盖层,柯坪塔格组下段为低位至水 进期沉积的砂岩,构成良好储盖组合,两套地层均从北向南超覆在塔中隆起北缘,是形成大型地层超覆油 气藏的有利条件.塔北地区储盖组合为志留系和石炭系之间的储盖组合.南倾的志留系与北倾的石炭系 剥蚀不整合接触,形成屋脊形态,是地层剥蚀圈闭形成最好的匹配关系.志留系在塔北地区保留的主要为 一 套滨岸沉积的砂岩,石炭系下部的中泥岩段为一套稳定的海相泥岩,因此构成良好储盖组合,是形成大 型地层剥蚀圈闭的有利条件.塔北隆起南缘的地层剥蚀尖灭带和塔中隆起北缘的地层超覆尖灭带,分别 位于满加尔生油凹陷的南北斜坡,因此有近油源的优势,对油气成藏非常有利I5].综上所述,志留系具备 形成大型地层岩性油气藏的地质条件,是今后油气勘探的重要领域. 4结束语 志留系划分为4个层序,其中层序S?相当于依木干他乌组,S?相当于塔塔埃尔塔格组,S?相当于 柯坪塔格组上段,SI相当于柯坪塔格组中下段.塔中地区主要发育S?,S?,S?层序;塔北地区主要发 育SI,S?层序.柯坪塔格组中段沉积体系南北分带,东西分布,以滨岸,滨外陆棚沉积体系为主,局部 (东北部)发育辫状三角洲沉积体系.在塔中低凸起的北坡和塔东南地区,沉积体系多样,由东到西发育有 前滨,潮坪沉积体系,局部发育水下冲积扇.在海进体系域发育地层上超,也是柯坪塔格组上段(S11)地层 超覆圈闭发育区带.通过地层分布,储盖组合,油源等条件分析,认为塔中隆起北缘和塔北隆起南缘具备 形成大型地层岩性圈闭的地质条件,是今后油气勘探的重要领域. 参考文献: [1]张宏逵.应用层序地层学[M].北京:石油工业出版社,199l_ [2]张俊,庞雄奇,刘洛夫,等.塔里木盆地志留系沥青砂岩的分布特征及石油地质意义[J].中国科学D辑(地球科学),2004,34(增1) 169—176. 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