哈拉哈塘地区东河砂岩-角砾岩沉积相研究

1、哈拉哈塘地区东河砂岩-角砾岩沉积相研究    Abstract: The halahatang area in the northern Tarim Basin is a key area for the oil gas exploration of Donghe Sandstone. It has successfully explorated two oil-gas fields including the wells Donghetang and HD4 with abundant oil resource. After the well HD6

2、in the center of the sag has been tested in Sedimentary facies, low oil stream has also been discovered, which demonstrates better prospects in the exploration. The basic research in this area should be emphasized, because it is of guidingimportance to clarify the volcanic rock stratadistribution an

3、d Sequence strata distribution of the Donghe Sandstone in this area ,the distribution and evolution of sedimentary facies., as well as the distribution of the sandstone and reservoir. 关键词:塔里木盆地东河砂岩层序沉积相 Key words: Tarim BasinDonghe SandstoneSequencesedimentary facies 概况 哈拉哈塘凹陷是塔北隆起的一个次级构造单元,东与轮南低凸起相

4、接,东南与哈得逊构造带呈过渡关系,西以英买力大断层为界,是油气长期持续运移的指向区和聚集区(图1)。工区内除缺失泥盆系下统外,奥陶系、志留系、石炭系二叠系也遭受严重剥蚀,其它地层全区均有分布。在哈拉哈塘地区研究工区范围内,存在石炭系与下伏奥陶系及二叠系-三叠系与下伏石炭系之间两个重要的不整合面。泥盆系-石炭系东河砂岩段-角砾岩段地层的沉积物大多来源于北部轮台断隆带及轮南古潜山方向。 本区内石炭系角砾岩段岩性较杂,以砂岩,灰岩,砾岩、含砾砂岩及泥岩互层为主。泥盆系东河砂岩段的岩性主要以巨厚层细砂岩,含砾砂岩为主夹薄层粉砂岩和泥岩,岩性区域性变化不明显,北部的东河20井靠近凹陷中心,其东河砂岩段厚

5、度超过255米,而处在凹陷边沿的哈得17井的东河砂岩段仅有30余米的厚度,距离凹陷中心更远的哈得19井无东河砂岩沉积。研究区内东河砂岩段底部在区域上与下伏地层为角度不整合接触关系,单井中东河砂岩段的底部多与志留系的泥岩接触,或与奥陶系的泥岩接触,测井曲线的分层界线明显,易于划分。东河砂岩段顶界通常以砂岩与上覆砾岩或泥岩为界进行划分。 一.东河砂岩段-角砾岩段层序地层和岩性地层划分及对比 哈拉哈塘地区东河砂岩段和角砾岩段的岩性段穿时沉积现象异常显著,这为沉积相研究和砂体分布预测研究带来很多困难,依据岩性段分层数据制作的等厚图和沉积相平面图的实用勘探价值较低。 为了解决这一问题,特别是为了深入研究

6、哈拉哈塘地区东河砂岩段-角砾岩段障壁滩坝的分布及演化,按照高分辨率层序地层学的原理和方法对哈拉哈塘地区东河砂岩段-角砾岩段进行了分层和对比,在层序分层等时地层框架的基础上重新进行了东河砂岩段-角砾岩段沉积相和砂体分布的研究和预测工作。 1.1典型钻井剖面层序地层分析 以哈拉哈塘的哈6井的层序地层柱状图为例,对研究区内东河砂岩段-角砾岩段层序纵向发育特征进行详细研究和解释。 哈6井(图2)东河砂岩段角砾岩段可划分成一个层序即层序,进一步细分成两个准层序组分别对应于东河砂岩段和角砾岩段。层序的底界(6177米)为石炭系底部区域性不整合面构成的型层序界面,顶界(5895米)为角砾岩段顶部灰岩、细砂岩

7、、粉砂岩构成的型层序界面。 准层序组海侵体系域:由东河砂岩段地层组成,石英砂岩分选磨圆度较好,是在无障壁浪控滨岸环境中沉积的砂岩体。该段地层下部由厚层中砂岩夹泥岩组成,属后滨-前滨沉积;中部由巨厚层灰色细砂岩、中砂岩夹粉砂岩组成,为前滨沉积;上部由高伽玛细砂岩组成,为下临滨沉积。该套地层由2个对称型短期基准面旋回层序和6个低可容纳空间向上变深的非对称型短期基准面旋回层序组成。 准层序组高位体系域:由角砾岩段地层组成,是有障壁潮控滨岸环境下的沉积物。下部主要由障壁滩坝沉积的砾岩、砂岩组成,中部主要由浅海陆棚环境中沉积的泥岩地层组成,上部主要由在混积滨岸环境中沉积的灰岩、泥岩、细砂岩、粉砂岩地层组

8、成,该套地层由1个对称型短期基准面旋回层序和3个非对称型短期基准面旋回层序组成。 1.2高分辨率层序地层对比格架的建立及等时沉积相对比分析 层序地层研究的一个重要环节是建立层序地层对比格架。所谓层序地层对比格架,系指将同时代形成的岩层有序地纳入相关年代的地层对比格架中,因而地层对比格架中所有岩层都应该是同时代形成,并被具有等时对比意义的层序边界限定在一定的地质年代间隔内,或者说层序地层对比格架中的层序地层单位是由具有年代意义的物理界面所限定的、具有同步沉积演化序列的等时岩石组合。因此,建立层序地层对比格架,可更有效地提高区域地层对比、沉积相分析、古地理再造、盆地分析、地质历史解释和资源评价的精

9、确度,也可有效地追踪和对比储集砂体,分析生储盖成藏组合。        在哈拉哈塘地区单井层序地层划分及岩性岩相特征研究的基础上,可进行研究区内东河砂岩段角砾岩段连井等时层序地层格架对比工作,弄清层序地层单元和岩性地层单元的关系,在等时地层格架内进行沉积相发育和演化分析,为砂体分布预测打下基础。 按照以上原则,在哈拉哈塘地区以东河20-哈6-跃南1-哈得4-伊敏4-阿满1井(图3)层序地层对比及沉积相分析剖面为例对沉积相和砂体的横向分布进行了研究和预测,指出哈拉哈塘中部地区在准层序组东河砂岩段上部-角砾岩段沉积期间

10、存在一条贯穿东西方向的大型障壁滩坝体系,这套砂坝砂体有较高的油气勘探价值。 这条剖面是哈拉哈塘研究区内一条最长的走向近似南北向的层序地层及沉积相对比剖面,从东河塘地区过哈6井区延伸至哈得逊和阿满地区,共包括12口井。层序划分及砂体分布特征如下: 准层序组和准层序组划分的依据井为哈6井和东河20井,层序地层界线与岩石地层界线是吻合的,至东河8井和东河7井开始,层序地 层界线分在东河砂岩段上部高伽玛砂岩突变处,层序地层界线与岩性地层界线不吻合,岩性地层界线在层层上穿层序地层界线。 准层序组沉积时期哈拉哈塘地区为无障壁浪控滨岸环境,而到了准层序组沉积时期哈拉哈塘地区演化为有障壁潮控-浪控海岸环境,这

11、种环境变化的直接结果就是出现了障壁滩坝-潮坪泻湖-混积滨岸-冲积扇体系沉积。 障壁滩坝砂体出现在准层序组沉积时期,由东向西横穿哈拉哈塘地区,坝前为广海的碳酸盐台地沉积,坝后为潮坪泻湖的泥岩夹粉砂岩和灰岩薄层沉积。砂坝发育的时间和规模远比当初认识的大,这种大型砂坝体系正是油气运移和聚集的有利场所,储盖组合较好,现已探明的哈得4油田正处于砂坝的顶端。 二.哈拉哈塘地区砂坝沉积演化模式及沉积发育史分析 哈拉哈塘地区在准层序组东河砂岩段中下部沉积期间为无障壁浪控滨岸环境,沉积物主要以分选性较好的石英砂岩为主,但是到了准层序组东河砂岩段上部至角砾岩段沉积期间逐渐演化为有障壁潮控-浪控滨岸环境,出现了障壁

12、滩坝-泻湖-河口湾-潮坪-潮汐三角洲-混积滨岸-碳酸盐台地环境。轮南低凸起在哈得逊地区向西南方向伸出的鼻状低梁在东河砂岩段-角砾岩段沉积时期对砂体的分布起着重要控制作用,沿着突出部位分布着一系列点砂坝,这些砂坝构成了较好的东河砂岩储层,并成为哈得4油田的主力储产层段。 图4为哈拉哈塘地区的东河砂岩段-角砾岩段沉积模式及古地理景观立体模式图,也是东河砂岩段-角砾岩段各个时期沉积古地理景观剖析图,其沉积发育史大体经历了两个主要阶段: 、第一阶段:无障壁浪控滨岸沉积阶段 这一时期(准层序组沉积时期,图4A、B、C)哈拉哈塘地区主要为无障壁、海水循环良好、波浪能量非常强烈的滨岸带前滨-临滨砂岩沉积时期

13、,在轮古西部还发育有河流冲积扇体系,但发育规模较小。随着海平面的上升,滨岸相东河砂岩层层超覆轮古西部陡崖地区。沿哈得4-依合1-伊敏4-跃南1井区一带有一个低梁带伸向哈拉哈塘中部地区,早期为隆起剥蚀区,晚期逐渐被东河砂岩超覆。 、第二阶段:有障壁潮控-浪控滨岸沉积阶段这一时期(准层序组沉积时期,图4D、E、F、G)哈拉哈塘地区突然从无障壁海岸环境演化成有障壁海岸环境。 环境过渡阶段出现在准层序组-时期(图4D),哈6井区在东河砂岩段顶部出现了冲积扇-砾质海滩砂砾岩沉积物,这种粗碎屑沉积物的突然出现说明环境发生了改变,海岸波浪能量减弱,变成潮控滨岸环境,陆地河流作用增强,河流携带粗碎屑沉积物开始

14、大量覆盖在东河砂岩之上。 有障壁海岸环境出现在准层序组-沉积时期(图4E)沿着哈得4-跃南1-东河8-阿满1井方向出现了一个大型障壁滩坝体系,障壁滩坝的内哈6井区-东河1井区-乡3井区,以沉积泻湖-潮坪的泥岩和粉砂岩为主,障壁滩坝的外侧以沉积浅海陆棚的泥岩为主。障壁滩坝的主体部位以分选性较好的石英砂岩沉积为主。 有障壁海岸环境形成后就不断持续发育于准层序组-沉积时期(图4E、F、G),此时哈拉哈塘中部的障壁滩坝体系规模在不断缩小,但仍起着阻隔作用,砂坝坝前为开阔的广海碳酸盐岩台地沉积,以沉积厚层灰岩为主;砂坝坝后为混积滨岸-潮坪-泻湖-潮汐三角洲沉积相区,以沉积厚层泥岩为主夹薄层粉细砂岩和灰岩

15、。砂坝坝体向广海一侧为浪控滨岸环境,以沉积前滨-临滨的分选性较好的石英细砂岩为主,如哈得4井东河砂岩为典型代表。向陆地一侧可能为障壁潮坪或潮汐三角洲环境,以沉积分选性相对较差的砂泥岩互层为主。 哈拉哈塘地区有障壁海岸各亚环境发育模式如图5所示,其中障壁砂坝主体可分为坝内障壁潮坪和坝外海滩两个不同海水能量的区域,坝外向着广海方向,波浪能量较强,发育浪控滨岸前滨-临滨体系,前滨海滩沉积物为分选性较好的石英砂岩,储层性质较好,典型井如哈得4井东河砂岩段,临滨沉积物也为分选性较好的石英砂岩,储层性质较好,但夹有灰岩薄层。坝内潮坪-泻湖-混积滨岸体系为潮控体系,沉积物以泥岩为主夹砂岩和灰岩薄层,储层性质

16、较差,典型井如哈6井角砾岩段。砂坝之间存在入潮口,潮口内外可发育潮汐三角洲的砂泥互层沉积,储层性质有好有差,典型井如羊屋4井。        三.东河砂岩段-角砾岩段油气勘探方向 哈拉哈塘地区东河砂岩段-角砾岩段最有利勘探区带当属砂坝分布区带。目前在塔北地区已探明的东河砂岩油气藏中,除东河塘油田属于构造油气藏外,哈得4油藏和轮南59油气藏均为岩性-构造油气藏,并且两个油气藏均处于东河砂岩障壁砂坝区域内,而障壁砂坝容易成为油气运移聚集的有利区带是因为其本身在沉积时就具有低隆起状态,坝前和坝后均有非渗透的地层存在,油气

17、运移进入砂坝体内后不容易散失所至。 哈拉哈塘地区下一步有利勘探区带主要集中在哈得4-跃南1井区所围成的区域内,这一带砂坝砂体最厚,最厚处达60多米厚,砂坝发育的层位也最高,基本上中泥岩段泥岩直接覆盖砂坝砂岩,而且所钻探井也最少。砂坝坝前沉积的前滨临滨砂岩以细砂岩和中砂岩为主,分选较好,储层物性较好,可以作为较好的储层存在,而且砂坝南北两侧区域主要为碳酸盐岩和泥岩沉积,这样就有可能形成了障壁砂坝砂岩地层岩性圈闭,由于海侵的不断继续,沉积的中泥岩段泥岩为障壁砂坝提供了很好的盖层,因此该地区具有良好的勘探前景。是寻找砂坝型油气藏的有利区域。 参考文献: 1 王振宇、马青等,2005,轮南低凸起及哈得

18、周缘下石炭统高分辨率层序地层学研究。国家“十五”成果报告 2 王招明等,2004,塔里木盆地晚泥盆世-早石炭世东河砂岩沉积相,古地理学报,2004第3期 3 熊继辉等,1993,塔里木盆地东部石炭系层序地层学研究,国家“八五”成果报告。 4 周志毅等,1998,塔里木盆地各纪地层,科学出版社。 5 顾家裕等,1997,层序地层学及其在油气勘探开发中的应用论文集,石油工业出版社。 6 顾家裕等,2006,塔里木盆地东河砂岩沉积和储层特征及综合分析,古地理学报,2006第3期 7 罗平等,2000,塔里木盆地奥陶、石炭系沉积相精细研究和编图。国家“九五”成果报告。 8 贾承造等,1995,盆地构造

19、演化与区域构造地质,塔里木盆地油气勘探丛书,石油工业出版社。 9 赵治信,1995,塔里木盆地覆盖区井下石炭纪早二叠世生物群及地层划分,科学出版社。 10 冯增昭,2004,单因素分析多因素综合作图法-定量岩相古地理重建,古地理学报2004第1期 11 李罗照等,1995,巴楚小海子地区石炭纪地层的再研究,科学出版社。 12 Beauboef R T. High resolution seismic/sequence stratigraphy of intra slope basins western Gulf of Mexico. AAPG Bull,1998,82(10), P.1890 13 Bate R H. Sequence stratigraphy of the Early Cretacecous lake sediments of the West African rift : a tool for hydrocarbon exploration. AAPG Bull,1998 , 82(10) , P. 1890 14 Combellas R. Seqtience stratigraphic analysis of a semiregional depth, migrated prof