塔中地區良里塔格組層序格架內礁灘體發育模式研究

徐康，劉光祥，胡文瑄，羅開平，陳迎賓，宮晗凝，張方君

(1.南京大學地球科學與工程學院，江蘇 南京 210023；2.中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院無錫石油地質研究所，江蘇 無錫 214126)

近年來對國內各勘探區的礁灘層序地層學特征進行了多種探索。桂中坳陷在孤立臺地邊緣發育生物礁灘[1]；川東地區長興組臺內礁灘主要發育于高位體系域[2，3]；塔里木盆地庫魯克塔格地區寒武—奧陶紀經歷了兩次大的海侵-海退旋回，其北區從早奧陶—晚奧陶世，發育臺地邊緣礁灘相[4]。塔里木盆地近年來在塔中獲得了多個重大勘探突破，具有良好的勘探前景[5，6]。

奧陶紀時塔里木板塊內部的幾大古隆起形成雛形[7]，有利于碳酸鹽臺地發育。塔里木板塊處于南緯20°的熱帶-亞熱帶地區，奧陶紀適宜的碳酸鹽臺地古構造背景和古氣候條件促使礁灘復合體廣泛發育[8-10]。塔里木盆地中晚奧陶世碳酸鹽臺地生物礁灘復合體發育集中在臺地邊緣、臺內地形轉折帶及臺內部分區域，對塔里木盆地礁灘體的生物組成、產出地層劃分及沉積環境已有一些研究[11-23]，但基于層序地層格架下礁灘體的沉積特征及發育模式研究尚處于初期階段。本文通過巖心及薄片觀察，鉆、測井資料解析、單、連井剖面解剖等技術手段綜合分析，厘定塔中地區上奧陶統良里塔格組礁灘體的沉積發育相帶展布，明確高頻層序地層格架下礁灘體的發育特征和遷移規律，以期為下一步油氣勘探提供地質依據。

圖1 研究區構造位置及井位分布圖Fig.1 Structural location and well distribution in the study area1.斷層；2.顯示井；3.剖面1；4.工業油氣井；5.低產井；6.剖面2

1 區域地質概況

本文研究區位于塔中Ⅰ號斷裂帶東部(圖1)。晚奧陶世末期，塔中地區出現了大規模的擠壓活動，良里塔格組局部抬升，遭受剝蝕。本次研究主要層段為上奧陶統良里塔格組(圖2)，與上覆桑塔木組呈整合接觸。該組厚480～607 m，為礁、丘、灘相發育段。自上而下根據巖電特征可分為3段：泥質條帶灰巖段、顆粒灰巖段、含泥灰巖段。含泥灰巖段形成于中晚奧陶世早期的碳酸鹽開闊陸棚環境。顆粒灰巖段和泥質條帶灰巖段形成于碳酸鹽鑲邊陸棚環境。主要儲集層為良里塔格組上部臺緣礁灘相灰巖，含油氣層段多為良里塔格組顆粒灰巖段。

2 礁灘體沉積相劃分

研究區良里塔格組多發育碳酸鹽巖臺地邊緣相地層，塔中Ⅰ號斷裂帶上塔中44、塔中62、塔中825等多口鉆井均鉆遇了良好的礁灘儲集體。本次研究通過巖心觀察、薄片鑒定等手段，依據巖性、巖石結構、沉積構造、剖面結構、古生物組合等標志，對研究區良里塔格組沉積相類型進行了劃分對比。數據來源為塔里木油田，測試單位為中國地質大學(北京)實驗中心。研究表明，研究區良里塔格組沉積相主要為臺地邊緣相(圖2)，可細分為生物骨架礁、灰泥丘、粒屑灘、灘(礁丘)間海等亞相及微相。沿礁的外圍主要發育生屑灘、砂礫屑灘，向南砂礫屑灘逐漸相變為灘(礁)間海和灰泥丘沉積(圖 3)。

圖2 研究區塔中44井綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive histogram of Tazhong 44 well in study area

圖3 研究區良里塔格組沉積相巖心及鏡下標志Fig.3 Facies signs of Core and microscopic of lianglitage formation in the study area

3 層序格架內礁灘體發育特征

結合巖性巖相突變面、高頻基準面旋回疊加轉換面、同生期巖溶暴露特征和測井曲線，將良一段到良三段共劃分出3個三級層序和SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7、SQ8共8個四級層序。SQ1 和SQ2以發育泥晶灰巖和含泥灰巖為主，解釋為海侵體系域(TST)；上半段測井值呈現階梯式減小，以發育厚層顆粒灰巖和泥粒灰巖為主，解釋為高位體系域(HST)；SQ3僅發育TST，主要發育富含泥質條帶的厚層泥質灰巖，指示碳酸鹽沉積因海平面快速上升而漸趨終止。良里塔格組內部共發育8個四級層序。這些四級層序界面通常為泥粒灰巖、顆粒灰巖巖相組合向泥灰巖、泥晶灰巖巖相組合的突變，反映沉積背景由正常水退至快速水進的轉變過程。四級層序的內部發育多個泥灰巖、泥粒灰巖和顆粒灰巖的巖相組合。頂部的四級層序中，巖相組合為泥灰巖和泥粒灰巖互層，且向頂部泥灰巖厚度變大，反映臺地向上淹沒的沉積演變過程。

圖4 塔中82井-塔中62井連井剖面Fig.4 Sequence stratigraphic framework of continuous well of TZ82-TZ242(圖例同圖2)

圖5 塔中12井-塔中823井連井剖面Fig.5 Sequence stratigraphic framework of continuous well of TZ12-TZ823

通過連井剖面可見：SQ1、SQ2、SQ3層序處于高位體系域初期(圖4，5)，SQ4、SQ5、SQ6層序處于高位體系域。該時期沉積古地貌差異較小。中段塔中62-3井往南，顯示出從臺緣內帶洼地分別向臺緣外帶和臺緣內帶往南高地方向變厚。SQ7、SQ8層序位于水進體系域初期，但受后期抬升剝蝕，分布及厚度極不穩定。SQ7、SQ8層序在塔中82井區發育較全，從西往東至塔中62井區缺失SQ8層序，到塔中24井區SQ7、SQ8層序全缺失。NS向上，SQ7層序在62井區往南逐漸缺失，在塔中82井區往南逐漸增厚，SQ8在塔中82井區往南逐漸缺失。

SQ1、SQ2、SQ3層序中主要發育灰泥丘、粒屑灘和灘間海亞相。SQ4、SQ5、SQ6層序中82井區主要發育灰泥丘和粒屑灘亞相，以塔中821井為界往東主要發育礁灘復合體和粒屑灘亞相，尤其是塔中62-3到塔中44井、塔中70C到塔中242井為礁灘的主體部位，厚約115 m，向兩邊過渡為礁坪和礁翼。SQ4層序下部發育一套灘間海和粒屑灘沉積，橫向分布穩定，平面分布廣，厚度變化較大，成為該區層序和沉積相對比最重要的標志層。SQ7、SQ8層序中礁灘往塔中82井區遷移，反應了海進體系域初期塔中82井區的相對高古地理背景。有利的儲層段多與四級層序界面有關。在這些界面附近應為早期淡水成巖透鏡體發育的層位，同時巖溶作用可能使以顆粒灘為主的層序中，儲層發育更好。連井對比反映出研究區東部比西部具更高的碳酸鹽生長率，生物礁和顆粒灘的發育更優。因此，在海平面下降的背景下更易形成優質儲層。

4 礁灘體發育遷移模式

在高頻層序格架中，微地貌和高頻海平面變化控制可容納空間的變化。海平面保持穩定時，礁體會沿斜坡方向向海推進；海平面緩慢上升時，礁體基本上垂向生長，發育生物骨架礁丘、灰泥丘和礁(丘)間沉積，也可向海岸方向退積；海平面迅速上升時，礁體基本停止生長；海平面緩慢下降時，礁體向海方向進積或向臺緣內帶的低洼地帶遷移。沉積相帶展布受斷裂和次級構造沉降速度控制，并隨著海平面的變化而遷移。短暫的構造穩定期和適度的海平面上升是礁的主要生長期，礁灘體的發育往往與高位期相伴。良里塔格組內礁灘也主要發育在高位體系域中，其遷移模式可歸納為在海平面上升的大背景下，一個高位域內礁灘遷移疊加，在臺緣生物礁屬于并進型礁體，而在臺內緩坡則發育向臺緣高處遷移的生物礁，基本受四級層序格架控制。

5 結論

(1)研究區良里塔格組沉積相主要為臺地邊緣相，可進一步細分為生物骨架礁、灰泥丘、粒屑灘、灘(礁丘)間海等亞相及微相。沿礁的外圍主要發育生屑灘、砂礫屑灘，向南砂礫屑灘逐漸相變為灘(礁)間海和灰泥丘沉積。

(2)研究區良里塔格組可劃分為3個三級層序和8個四級層序。礁灘體發育明顯受高頻層序地層格架控制。SQ1、SQ2、SQ3層序處于高位體系域初期，主要發育灰泥丘和粒屑灘及其復合體。SQ4、SQ5、SQ6層序處于高位體系域，普遍發育高能環境礁灘相沉積。SQ7、SQ8層序處于水進體系域初期，礁灘相往西段較高處遷移，主要發育灘間海。

(3)在高頻層序格架中，微地貌和高頻海平面變化旋回控制了可容納空間的變化。短暫的構造穩定期和適度的海平面上升是礁的主要生長期，礁灘體的發育往往與高位期相伴。良里塔格組內礁灘主要發育在高位體系域中，在四級層序格架控制下由臺內緩坡向臺緣高處遷移。研究區東部比西部具有更高的碳酸鹽生長率，生物礁和顆粒灘的發育更優，在海平面下降的背景下更易形成優質儲層。

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