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资源勘查工程

塔中10井区上奥陶统良里塔格组开阔台地沉积特征

摘要:

本次论文的研究对象为塔中10井区上奥陶统良里塔格组的开阔台地。

充分利用沉积学、地层学等方面的知识，并以国内外相关研究的新理论、新方法为指导，通过综合运用岩心、岩屑、薄片、测井等资料，分析地层特征。

并在地层划分与对比的基础上，利用沉积相识别的古生物相标志、测井相标志及岩石学标志对研究区的沉积相类型进行精细识别和划分。

然后结合地层的岩性、测井等资料，综合分析沉积相纵横向发育特征。

最终建立研究区的沉积相模式，对不同层段的沉积相平面分布进行预测和分析，明确有利沉积相带分布区。

按着自上而下的顺序，研究区良里塔格组地层分为5段，地层厚度特征为两边薄中间厚，局部厚度差异受沉积微地貌控制明显。

塔中10井区良里塔格组开阔台地内的岩石种类比较多，岩石岩性主要是灰岩类，主要类型为颗粒灰岩类、泥晶灰岩类和生物灰岩类三大类

研究区域内的沉积相为开阔台地相，该沉积相可划分为台内滩、滩间海等亚相及礁核、丘核等沉积微相。

台内滩较为发育，连续性较好，呈带状展布；在台内滩上发育有台内点礁，呈点状分布；从沉积相模式图上可以看出，研究区良里塔格组总体表现为开阔台地-台地边缘-斜坡-盆地的沉积体系。

关键词：

碳酸盐台地；开阔台地；沉积特征；良里塔格组；上奥陶统；塔中10井区

Abstract

TheresearchobjectofthispaperistheopenplatformofUpperOrdovicianLiangligeaFormationinTazhong10wellarea.Makefulluseofsedimentology,stratigraphyandotheraspectsofknowledge,andrelatedresearchathomeandabroadtothenewtheoryandnewmethodsasaguide,throughthecomprehensiveuseofcore,cuttings,thinslices,loggingandotherinformationtoanalyzetheformationcharacteristics.Basedonthestratigraphicdivisionandcontrast,thesedimentaryfaciestypesofthestudyareaarefinelyidentifiedanddividedbythepaleontologicalmarkers,loggingsignsandpetrologicalsignsidentifiedbythesedimentaryfacies.Then,combinedwiththelithologyandloggingofthestrata,theverticalandhorizontaldevelopmentalcharacteristicsofsedimentaryfaciesareanalyzedsynthetically.Finally,thesedimentaryfaciesmodelofthestudyareaisestablished,andthedistributionofthesedimentaryfaciesdistributionsindifferentintervalsispredictedandanalyzed,andthefavorabledistributionzoneisclearlyfavorable.

Accordingtotheorderoftop-down,thestudyareaisdividedintofivesections,thethicknessoftheformationisthinonbothsidesofthethicknessofthin,localthicknessdifferencebythedepositionofmicro-topographycontrolsignificantly.TherearemanytypesofrocksintheopenplatformoftheLianglitaiFormationintheTazhong10wellarea.Themainlithologyislimestone,suchasbio-limestone.

TheopenfaciesintheLianglitaiFormationofthestudyareaaredividedintosub-phaseandsandybeach,plummudandothersedimentarymicrofacies.TaiwanandInnerMongoliaaremoredeveloped,withgoodcontinuity,showingastripofcloth;intheTaiwanRiveronthedevelopmentoftheTaiwanReef,wasdotteddistribution;Taiwanbetweenthebeachismainlywithinthegentleslopesub-phaseandTaiwanDepressionsubfamilydevelopment.ItcanbeseenfromthesedimentaryfaciesmodelthattheLianglitaiFormationinthestudyareaisthesedimentarysystemoftheopenplatform-platformmargin-slope-basin.

Keywords:

Carbonateplatform;Openplatform;sedimentaryfacies;Lianglitagegroup;UpperOrdovician;TheTazhong10thwellarea.

1绪论

1.1研究的目的及意义

碳酸盐岩储层中储存有约占全球50%的石油和25%的天然气，天然气和石油近一半的产量主要来源于海相碳酸盐岩[3]。

近30年以来，在国外碳酸盐岩地层一直是油气勘探开发的核心区域，伊朗、委内瑞拉等国都发现了碳酸盐岩古潜山油气藏。

我国自20世纪60年代以来，在四川盆地、塔里木盆地及鄂尔多斯盆地等地分别发现了普光气田、塔河油田、长庆油田等一大批海相碳酸盐岩油田，说明了我国的海相碳酸盐岩地层有着巨大的油气勘探潜力[16]。

近年来随着世界各国对石油和天然气需求的逐年增加，能源的短缺致使世界范围内又一次引发了油气勘探的热潮。

因此，我国对海相碳酸盐岩的研究投入和勘探力度的增加已经刻不容缓。

塔里木盆地作为我国最大的海相碳酸盐岩含油气盆地，虽然幅员辽阔，但是仍处于地质勘探程度阶段。

近年来，在该地区大量油气藏、油气田的发现，以及“西气东输”能源基地的建立，更加证明了该地区具有巨大的油气资源潜力。

前期的勘探加上后期的生产能力证明该地区上奥陶统良里塔格组具有丰富的油气资源。

本次论文研究的重点地区为处于塔里木盆地的塔中10井区，已经钻探17口井。

近年来，位于塔中10井区的中古434等多口井的良里塔格组获得油气流，并且产油气量巨大，该井区位于开阔台地相中。

因此，该地区的开阔台地沉积特征的研究成为重点[11]。

本论文尝试研究塔中10井区上奥陶统良里塔格组开阔台地的沉积特征，充分利用沉积学、地层学等方面的知识，并以国内外相关研究的新理论、新方法为指导，通过综合运用岩心、岩屑、薄片、测井等资料，分析地层特征。

并在地层划分与对比的基础上，利用沉积相识别的古生物相标志、测井相标志及岩石学标志对研究区的沉积相类型进行精细识别和划分。

然后结合地层的岩性、测井等资料，综合分析沉积相纵横向发育特征。

最终建立研究区的沉积相模式，对不同层段的沉积相平面分布进行预测和分析，明确有利沉积相带分布区。

本次论文的研究成果还可用于其它处于类似地质条件下碳酸盐岩的沉积研究中，并可进一步丰富沉积相划分和沉积相模式的研究成果。

1.2国内外研究现状

1.2.1开阔台地的定义

通过对碳酸盐台地不断深入的研究，前人将碳酸盐台地细分为多种类型，开阔台地就是其中典型的一种。

开阔台地属于浅海环境，其处于碳酸盐台地中部或外侧的开阔地区[29]。

1.2.2开阔台地的沉积特征

研究区开阔台地的沉积环境为浅海环境，水体能量一般，水深较浅。

这种条件适合各种生物生长，但是缺乏开阔海动物群，如头足类、腕足类[29]。

根据威尔逊提出的碳酸盐沉积相综合模式可知，开阔台地的沉积结构变化比较大，由颗粒岩到泥岩，含有相当数量的灰泥。

研究区开阔台地中的沉积岩石类型比较多，主要发育颗粒灰岩类、泥晶灰岩类和生物灰岩类三大类，岩石的颜色以灰色～深灰色为主，而且这些岩石中含有较多的虫孔痕迹。

这些岩石当中的颗粒是由于正常海生物化石原地堆积而形成的。

此外，还常见有风暴岩夹于正常的开阔台地沉积岩中[3]。

利用相关资料，如岩心岩性分析、岩性特征等，再结合沉积相标志等手段，将研究区开阔台地相划分为台内滩、台内点礁、台坪、台内缓坡、台内洼地、滩间海等6中亚相，各亚相又进一步划分为礁核、丘核等多种微相。

1.2.3开阔台地的勘探进展

从阿姆斯特朗提出碎屑岩-碳酸盐沉积模式将开阔台地相划分为近岸和海岸两个相带，再到威尔逊提出的理想化的碳酸盐综合相模式当中对开阔台地沉积特征的进一步分析和描述，然后再到塔克在威尔逊研究的基础上对开阔台地相更进一步的完善，再加上近年来随着科学技术的不断进步与创新，人们对开阔台地的研究也不断的深入，开阔台地的沉积特征的也越来越为人们所熟知[32]。

每类碳酸盐台地都有含油气的实例，而开阔台地相带是其中最有利生油气相带之一，所以近现代针对开阔台地沉积特征的研究从来没有停止过[12]。

国内外有很多有关开阔台地研究的实例，比如国外的土库曼斯坦东北部的阿姆河盆地中的开阔台地含颗粒微晶灰岩和泥微晶灰岩，发育有良好的裂缝和孔隙，有利于孔隙型储层的发育，而该地区以孔隙型储层为主，所以该地区开阔台地相带具有比较好的油气成藏条件[30]。

国内四川广元市的元坝气田中的开阔台地中同样发育有非常好的孔隙和裂缝，该地区储集空间又以裂缝-孔隙型为主，所以该地区的开阔台地相带具有非常好的油气聚集条件[25]。

本文的研究区为塔中10井区，其处于塔里木盆地的塔中地区。

近年来在研究区的中古434等多口井的良里塔格组获得油气流，该井区位于开阔台地相中，因此，该地区的开阔台地沉积特征的研究成为了重点。

1.3研究思路及技术路线

本论文充分利用沉积学、地层学等方面的知识，并以国内外相关研究的新理论、新方法为指导，通过综合运用岩心、岩屑、薄片、测井等资料，分析地层特征。

并在地层划分与对比的基础上，利用沉积相识别的古生物相标志、测井相标志及岩石学标志对研究区的沉积相类型进行精细识别和划分。

然后结合地层的岩性、测井等资料，综合分析沉积相纵横向发育特征。

最终建立研究区的沉积相模式，对不同层段的沉积相平面分布进行预测和分析，明确有利沉积相带分布区。

本文的技术路线如图1.1所示。

1.4研究内容及工作量

1.4.1研究内容

（1）良里塔格组地层特征

1）通过岩心、薄片等资料，识别地层岩性；2）结合测井等资料，分析地层的电性特征并进行地层划分；3）根据测井资料对比，进行连井地层对比，分析地层横向发育特征；4）分析地层平面分布特征。

（2）良里塔格组沉积岩石类型及沉积相划分

1）通过岩心、薄片等资料，分析沉积岩石类型；2）根据岩性、沉积构造、沉积组分、测井及古生物相标志，对开阔台地相进行亚相、微相的划分。

（3）沉积相纵横向发育特征

1）利用地层的岩性、测井等资料，绘制沉积相单剖面图，分析沉积相纵向发育规律；2）结合沉积相对比剖面，进行井间沉积相对比，分析沉积相横向发育特征。

（4）沉积相平面分布及沉积模式建立

1）结合地震等资料，绘制沉积相平面分布图，分析分布特征；2）建立沉积相模式。

图1.1技术路线图

1.4.2论文工作量

论文主要完成了以下工作量（表1.1）：

表1.1论文工作量统计表

项目

数量

项目

数量

查阅文献

60篇

沉积相单井剖面

10张

岩心观察描述

20口井

沉积相对比剖面

2张

普通薄片观察

50余块

沉积相平面图

1张

常规测井相模板

10个

沉积相模式图

1张

地层单井剖面

1张

各类统计图表

2张

地层对比剖面

2张

论文

1.5万字

地层平面图

1张

2区域地质背景

塔里木盆地面积约53万平方公里，位于新疆维吾尔自治区南部。

在区域构造位置上，塔中低凸起位于塔里木盆地的中央隆起中段，是一个长期发育的继承性古隆起。

塔中低凸起主要呈北西向展布，在西部与巴楚断隆相邻，东部则与塔东低隆相接，在北部与满加尔均陷相连，南部为塘古孜巴斯墙陷，为一个较完整的由多个级次构造带组成的大型背斜构造。

塔中低凸起最初形成于加里东时期晚期，定型于海西期。

在燕山-喜马拉雅构造运动时期受微地貌改造响，整体上表现为早期构造活动比较强烈，形成了一系列的断裂和褶皱构造；而晚期构造运动逐渐稳定，以升降运动为演化特点，正是由于这种多旋回复杂的构造运动特点，从而形成了如今塔中地区油气具有多期成藏、多期改造的特点[7]。

在寒武纪一早奥陶世，塔中隆起与满加尔凹陷是联接一体的碳酸盐岩台地，良里塔格组是碳酸盐岩台地沉积体系。

晚奥陶世沉积时期的良里塔格组处于气候温暖的海进时期，沉积水体循环条件好，盐度正常。

东部地区地貌较高、水体较浅，生物大量繁育，碳酸盐沉积速率高，形成礁滩复合体。

晚奥陶世末期发生了加里东晚期运动，使得塔中地区受到大规模的挤压作用，中上奥统地层抬升并受到剥烛，这对塔中地区造成了强烈的影响[21]。

在晚奥陶世末期，大规模的挤压应力使得塔中地区的正断层转变为逆断层，Ⅰ号坡折带东部变形加剧，在Ⅰ号坡折带南部，此时塔中10井区开始形成。

此后随着塔中地区整体不断上升和下降，北东向走滑断层大量发育。

晚加里东期运动使志留系地层抬升并受到剥烛。

在这一期构造运动的影响下，南北缘断层断距逐渐加大，多条次级反向逆断层同时在塔中地区发育，组成塔中地区次级背冲式皇块构造[27]。

在经过奥陶纪末期和志留纪末期两次区域性挤压隆起之后，形成了塔中低凸起的雏形。

早期海西期的构造运动波及至整个塔里木盆地，塔中低凸起也因此进一步隆升并定型。

这两期构造运动使得塔中低凸起的构造格局基本形成，并形成塔中低凸起的左行雁列式背斜和逆断层带。

晚海西运动使塔中隆起区东升西降，构造高点向号断裂带转移。

印支、燕山、喜山运动对塔中地区的构造影响主要为整体的沉降与翅倾，经历了几期构造运动后，塔中地区的现今格局基本形成[6-9]。

论文的研究区域（图2.1）位于塔里木盆地中央隆起的塔中低凸起的中部，塔中10井区台缘内部以南，整体上为北西-南东向呈带状分布。

在塔中10井区上面已经完钻了37口井，该区面积大约为750平方千米，论文研究的目的层位是上奥陶统良里塔格组地层。

图2.1塔中10井区构造位置图

3地层划分及对比

3.1地层划分

根据岩心岩性特征、古生物化石地层岩性特征等资料将研究区良里塔格组自下而上分为五段[34]。

良五段：

岩性主要为灰色的泥晶砂屑灰岩，砂屑灰岩瘤状、假角砾状，含有少量砾屑灰岩，厚度65-110m。

良四段：

岩性以灰色泥晶灰岩、泥质灰岩为主，发育灰绿色的泥质条带，厚度14-111m。

电性上GR值一般为10-60API。

良三段：

岩性以深灰色泥质泥晶灰岩与灰黑色钙质泥岩不等厚互层为特征，厚度在46m-195m之间变化，厚度变化相对较大。

GR曲线上为大段厚层的低GR值段与大段厚层的高GR值段相间出现特点。

良二段：

岩性主要为灰色的隐藻泥晶灰岩、隐藻凝块石灰岩，发育鸟眼孔、窗格孔和层状晶洞，被亮晶方解石充填，发育缝合线被灰绿色泥质充填，厚37-118m。

电性上GR值一般为8-35API，自然伽马曲线呈锯齿状，变化幅度较小。

良一段：

岩性主要为浅灰色亮晶生屑砂屑灰岩、泥质灰岩、泥晶灰岩等。

发育缝合线，含少量生屑，厚度在20m-80m之间，电性上GR值较高，RT值较低，曲线呈箱型。

下面以中古518井为例（图3.1），研究良里塔格组的地层划分特征：

良五段厚度为85m，岩性主要为浅灰色亮晶砂屑灰岩，底部发育薄层泥晶灰岩，GR值相对较低，GR曲线呈锯齿状。

良四段厚度为137m，自然伽马曲线变化很大，呈剧烈齿状，局部呈现尖峰状，岩性主要灰色砂屑泥晶灰岩，夹薄层隐藻泥晶灰岩与砂屑灰岩。

良三段厚度为70m，自然伽马曲线变化较大，出现剧烈的锯齿状，岩性主要为深灰色砂屑泥晶灰岩，发育泥质条带。

良二段厚度为51m，自然伽马曲线变化相对较小，呈现锯齿状，岩性主要为灰白色亮晶砂屑灰岩和深灰色泥晶灰岩，发育窗格孔，鸟眼构造。

良一段厚为76m，自然伽马曲线变化较大，岩性主要为灰色砂屑泥晶灰岩和深灰色含泥质泥晶灰岩中间夹薄层灰色砂屑灰岩。

图3.1中古518井上奥陶统良里塔格组地层精细描述剖面图

3.2地层对比

本文对该区域分别做了平行和垂直于塔中10井区方向的良里塔格组地层对比剖面图，这样可以更加直观、详细地阐述研究区良里塔格组地层厚度的区域变化特征。

之所以把良二段的底作为基准线拉平来进行对比，从区域分布范围来说，这是因为良二段的底在区域上分布比较广泛；从沉积时间上来说，良二段的底可以作为一个近似的等时面。

在平行于塔中10井区方向上，图3.2中，各层段地层的厚度较稳定，整体上地层厚度自西向东有增厚的趋势，具体的变化情况如下：

良一段：

为岩性主要为深灰色泥状灰岩,底部为浅灰色的亮晶藻屑灰岩、亮晶砂屑灰岩夹生物礁灰岩。

地层厚度整体横向上呈自西向东逐渐变薄的趋势。

良二段：

岩性主要为浅灰色的亮晶藻屑灰岩和亮晶砂屑灰岩夹泥状灰岩。

局部横向展布比较稳定，地层厚度整体横向上呈自西向东逐渐变厚的趋势，

良三段：

岩性主要为灰色泥晶砂屑灰岩，砂屑假角砾状，含泥质条纹及发育缝合线，含少量生屑，主要为棘皮类碎屑。

横向上展布相对较稳定，局部地层厚度自西向东变厚的趋势。

良四段：

岩性主要为深灰色的泥晶灰岩、隐藻泥晶灰岩以及含泥质的亮晶砂屑灰岩，常含有泥质条纹。

沉积厚度相对较厚，且地层厚度在横向上有增大的趋势。

良五段：

岩性主要为大段厚层泥晶灰岩和泥-亮晶砂屑灰岩的互层，横向上厚度变化比较稳定，没有太大变化。

在垂直于塔中10井方向上，图3.3中，其岩性与平行于塔中10井区剖面差别不大，但整体上由于受到不同沉积微地貌的控制，自内带向外带良里塔格组地层厚度减薄，到塔中Ⅰ号断裂带又持续增厚的趋势。

3.3地层平面分布

对塔中10井区良里塔格组的地层厚度（图3.4）进行平面上的研究，台缘带良一段厚度分布在20-40m，台内带良一段地层厚度分布在18-25m，良一段从台缘到台内地层厚度呈现一个减薄的趋势，局部区域地层厚度的差异受到沉积微地貌等其他因素的控制。

良二段的地层厚度大于良一段的地层厚度，台缘带良二段厚度分布在80-150m，台内带良二段厚度分布在50-100m，地层厚度由西到东，有北到南均呈现一个逐渐增厚又减薄的趋势。

所以平面上良里塔格组地层厚度自台缘带向台内带具有两边薄中间厚的变化特征，局部厚度差异受沉积微地貌控制明显。

图3.2中古432-中古433-中古434-中古513-中古51-中古512井

上奥陶统良里塔格组地层对比图

图3.3中古432-中古433-中古434-中古513-中古51-中古512井

上奥陶统良里塔格组地层对比图

图3.4塔中10井区良里塔格组地层厚度等值线图

4沉积相特征

对于碳酸盐岩沉积相类型的识别及划分的方法，有岩石学特征、古生物的分析等。

但由于各个方法都有其局限性，所以综合多种方法，取长补短，识别并划分沉积相的类型，并对其特征进行分析[17]。

在沉积相的研究当中，碳酸盐岩沉积特征起着重要的指导作用。

沉积岩所含成分和沉积环境决定了沉积岩的颜色，沉积岩的颜色在研究当中可用于恢复古沉积环境中水介质氧化还原的程度。

沉积环境可以由特定自生矿物所指示，如锰结核指示海底环境，海绿石指示浅海陆棚环境等[21]，另外古生物也可以作为沉积相的识别标志。

沉积物的粒度分布是由沉积时的水动力条件的变化控制的，能够直接的反映沉积时的沉积状态。

岩石结构组分的差异表示碳酸盐岩形成于不同的沉积环境当中。

根据不同的岩石组分，可判别岩石形成的沉积环境，从而进一步判定沉积相[16]。

4.1沉积相标志

4.1.1岩石学标志

开阔台地内的岩石岩性主要是灰岩类。

主要类型为颗粒灰岩类、泥晶灰岩类和生物灰岩类三大类，其主要特征如下。

（1）颗粒灰岩类

研究区开阔台地内颗粒灰岩主要包括以下几种类型：

1）亮晶砂屑灰岩：

颗粒含量为50%－75%，粒间多为亮晶方解石填充，颜色以浅灰为主，单层厚度大，呈中厚层状产出，磨圆、分选较好等。

常发育于台内礁滩体中，为持续稳定的中～高能量水反复作用的沉积产物（图4.1,d,f）。

2）泥晶砂屑灰岩：

颜色以灰～深灰色为主，颗粒含量大于50%，粒间多为泥晶方解石充填，呈中～厚层状产出，含一定量的藻屑、生屑等，分选好，磨圆低-中等。

主要见于开阔台地中—低能滩、斜坡中，是一种中等水动力条件下的沉积产物（图4.1，e）。

3）亮晶生屑灰岩：

颜色以浅灰色为主，生屑含量65%～80%,生屑颗粒以珊瑚、海绵、藻类为主。

颗粒间的胶结物主要为亮晶方解石，颗粒磨圆度较好、分选中等～好。

常发育有粒间、粒内溶蚀孔，多发育于中～高能生屑滩环境中（图4.1，g，h）。

4）泥晶生屑灰岩：

颜色以灰～深灰色为主，颗粒含量一般55%～65%，生屑颗粒以海绵、藻类为主。

部分岩石中常含少量球粒和粉屑。

泥质含量略高，一般为5%～14%，常夹泥质条纹，易形成于中～低能生屑滩和台内缓坡环境中（图4.2，a，b）。

5）砾屑灰岩：

研究区可以看到的是多为生屑砂砾屑灰岩，颜色以灰色为主，含有大量的生屑砂屑，藻结结构，颗粒分选、磨圆中等（图4.1,a,b）。

6）核形石灰岩：

颗粒含量一般为50%～85%，以浅灰色的核形石为主，可见内碎屑和生屑。

粒间为亮晶方解石和灰泥填充。

泥质条带和条带比较常见（图4.2，e，f）。

7）鲕粒灰岩：

岩石类型主要为亮晶鲕粒灰岩，鲕粒含量约78%，大多数为单鲕，含少量的藻砂屑和生屑。

颗粒分选较好，粒间多为亮晶方解石胶结，胶结物含量15%～20%。

（图4.2，c，d）。

（2）泥晶灰岩类

泥晶灰岩的颗粒含量通常小于50%，颜色以深灰色为主，以灰泥支撑为主。

岩石类型包括砂屑泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩。

粒屑有内碎屑、生屑、藻粒等，生屑包括隐藻类、腕足，常含微量石英粉砂，泥质含量较低。

多形成于低能环境中，如滩间海、台内洼地等。

良里塔格组开阔台地中常见含砂屑泥晶灰岩、含生屑泥晶灰岩（图4.2，g，h）。

（3）生物灰岩类

1）格架岩：

含量大于30%，生物包括珊瑚、层孔虫、海绵、藻类等，多呈块状、柱状、半球状、枝状生长。

生物骨架岩有珊瑚格架岩、层孔虫格架岩，多形成于中～高能的浅水环境中，是组成礁核微相的重要岩石类型