2. 油气藏地质及开发工程国家重点实验室 (成都理工大学), 成都 610059;
3. 中国地质科学院, 北京 100037
2. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China;
3. Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China
南羌塘坳陷大面积出露中侏罗统布曲组油藏带,是盆地油气生成、运移、聚集成藏的最直接证据[1-2]。这些油藏带岩性特殊,均为砂糖状白云岩或砂糖状介壳白云岩,地表分布较广、层位较多,但由于经历过严重的白云岩化作用,原始沉积特征基本消失殆尽,加之含油层顶、底板岩相差异不明显,给盆地有利储层的预测及油气富集规律研究带来了较大困难。不仅如此,这些油藏带在平面上呈线状条带产出,它们是同一个油层因褶皱和断裂作用形成的地层重复造成的,还是不同深度的油层因为隆升、剥蚀强度存在差异造成的,这是南羌塘坳陷油气勘探开发必须首先解决的一个问题。
储集体的有效性决定了油气的富集与成藏过程。一方面,南羌塘坳陷布曲组油藏带的一个显著特征是它们多呈东西向线状稳定分布,且含油层顶、底板或夹层常见介壳灰岩、生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩、核形石灰岩和角砾状灰岩等,是典型台地边缘礁滩相和边缘斜坡相沉积,并且前期通过铸体薄片、阴极发光、包裹体测温、碳氧同位素等研究也发现,这些白云岩是原岩为颗粒滩相的灰岩经过高温埋藏白云岩化的产物[3],因此,油藏带优质储层的形成受到礁滩相颗粒灰岩展布及深埋藏白云岩化作用的双重控制;另一方面,南羌塘坳陷油藏带在白垩纪—新生代时期遭受过强烈逆冲推覆构造运动的影响[4-5],大量油藏带也发生过相对位移,甚至被抬升至地表附近,逆冲断裂带下盘和断裂带之间发育的宽缓褶皱区域的油藏带[5-6]为现今南羌塘坳陷油气最有利的保存区域,因此,在这些区域寻找隐伏油层时,弄清油藏带的沉积特征及油藏形成与演化规律显得十分重要。笔者在地表剖面资料分析的基础上,根据油藏带地质产状、发育层位、沉积序列和空间分布特征,结合南羌塘坳陷古地理格局和白云岩成因,对油藏带含油白云岩的沉积特征和油藏形成与演化过程进行研究,以期为地下隐伏油层储集体的分布和油气富集规律研究提供依据。
1 区域地质背景羌塘盆地位于青藏高原中北部,地处全球油气产量最高、储量最丰富的特提斯构造域东段,也是中国最大的中生代海相沉积盆地[7-8]。盆地内地表油气显示丰富,目前已发现的地表油气显示超过200余处,表明其具有巨大的资源潜力[9-10]。盆地北部边界为可可西里—金沙江缝合带,南部边界为班公湖—怒江缝合带,南北宽约250 km,东西长约640 km,面积约18万km2[7, 11]。盆地内构造复杂,总体上具有“两坳一隆”的构造格架[8-9, 12-13]。
南羌塘坳陷位于羌塘盆地南部,是在前古生界结晶基底和古生界褶皱基底之上发育起来的,并以中生界海相沉积为主的次级坳陷[13],主体发育侏罗纪地层,同时发育少量三叠纪、白垩纪及新生代地层。侏罗系自下而上分为下侏罗统曲色组,中侏罗统色哇组、莎巧木组、布曲组、夏里组,上侏罗统索瓦组。由于遭受特提斯大洋板块持续向北俯冲,南羌塘坳陷在侏罗纪时期一直处于滨浅海沉积环境[14],发育典型成熟海盆沉积建造,并在靠近中央隆起带的北部区域发育浅水台地沉积体系,南部则发育陆棚—盆地相沉积体系,两者大致以格鲁关那—德如日—曲瑞恰乃—甘贝夏玛为界(图 1)。
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下载eps/tif图 图 1 南羌塘坳陷沉积体系展布与布曲组油藏带分布特征(据文献[15-16]修改) Fig. 1 The distribution of sedimentary system and oil reservoir zones of Buqu Formation in the southern Qiangtang Depression |
油藏带主要赋存于南羌塘坳陷北部的布曲组。布曲组为一套碳酸盐岩沉积,与下伏地层莎巧木组整合接触,与上覆地层夏里组也呈整合接触,地质时代为中侏罗世巴通阶。含油层岩性均为砂糖状白云岩或砂糖状介壳白云岩,油气显示丰富,以浸润液态油气显示为主,表面油浸呈黄褐色、黑灰色,残留有油斑、油迹,局部见黑灰色干沥青,岩石敲碎后可闻到浓烈的油气味[15]。
2 油藏带的空间展布 2.1 平面展布南羌塘坳陷布曲组油藏带地表分布较广,西至隆鄂尼、格鲁关那,东至昂达尔错、塞仁,东西长约150 km,南北宽近20 km,分布于东西向展布的3个区块:西部的隆鄂尼区块、中部的昂达尔错区块及东部的赛仁区块,各区块又由南向北不同的油藏出露点组成(图 1)[15]。纬度上,昂达尔错区块和赛仁区块分布在更靠中央隆起带的北部区域,而隆鄂尼区块则更靠近南羌塘坳陷南侧。
隆鄂尼区块存在南、北共2个油藏带分支,其中北支位于孔日热跃—隆鄂尼一线,东西长约16 km,南北宽约1.5 km,位于隆鄂尼背斜两翼,北翼油藏出露较好,东西向延伸稳定,最大出露厚度见于孔日热跃,南翼油藏带分布于牙尔根—夏陇昂冬。在孔日热跃见5个含油层,累计厚度为74.4 m,隆鄂尼见4个含油层,累计厚度为61.4 m。南支油藏带则分布于格鲁关那—德如日一线,油层厚度变化较大,呈透镜状产出,在格鲁关那南、北山坡分别出露上、下2套含油层段,其中上部含油层段见4个含油层,累计厚度为24.9 m,下部含油层段见3个含油层,累计厚度为113.9 m。
昂达尔错区块位于南羌塘坳陷中部,被日阿梗—晓嘎晓那第四系大面积覆盖,自然分割成日尕尔保—晓嘎晓那和扎仁等2个油藏带。前者出露于日尕尔保、巴格底加日、晓嘎晓那、牙夏赛、冬浪啪等地,近东西向产出,以巴格底加日—晓嘎晓那一线油藏带最好,露头极佳,见2个巨厚稳定含油层,地表累计厚度为79.5 m;后者分布于扎仁、碾砸、日阿梗、巴尔扎乃等地,其中扎仁和其南端的碾砸油藏带较富集,尤以碾砸油藏带最佳,东西向出露长度超过5 km,厚度巨大,见5个含油层,累计厚度为220.7 m;扎仁油藏带油层延伸稳定,沿扎仁山脉连续出露,东西长约15 km。
塞仁区块分布于扎东来玛、昂罢存咚、塞仁以及北部的姜日玛日足、宗木以及巴各塞玛尔果等地,大致呈东西向展布。扎东来玛、昂罢存咚、塞仁等地油层横向连续稳定分布,厚度较大,昂罢存咚见4个含油层,累计厚度达84 m;塞仁见3个含油层,累计厚度达48.3 m;其余地方油藏出露零星。
3个区块油藏带的共同特征是它们均呈东西向线状展布,如在昂达尔错北部日尕尔保—晓嘎晓那有2个层位的含油白云岩延伸相当稳定,东西延伸长度达20 km,在隆鄂尼—孔日热跃一线、格鲁关那—德如日一线、赛仁—昂罢存咚一线也均为东西向线状分布。
2.2 垂向分布不同区块油层的相对位置存在明显差异:隆鄂尼区块含油层主要位于布曲组上部,以隆鄂尼剖面为代表,其含油层顶部即为上覆地层夏里组[15, 17];昂达尔错区块含油层主要分布于布曲组中部,以巴格底加日剖面和碾砸剖面为代表,在巴格底加日剖面上部含油层段距离上覆夏里组为462.9 m,碾砸剖面下部油层距离下伏莎巧木组为316.0 m[15, 17];赛仁区块含油层位于布曲组下部,以昂罢存咚剖面和赛仁剖面为代表,尤以昂罢存咚剖面更典型,其底部含油层距离下伏莎巧木组仅为7.5 m,赛仁含油层距离下伏莎巧木组为48.3 m [15, 17]。
3 油藏带的沉积特征 3.1 岩石学特征油藏带含油层岩性特殊,均为砂糖状白云岩或砂糖状介壳白云岩[图 2(a)、图 2(b)],岩石松散,敲碎后油气味较浓,污手;新鲜面多为黄褐色、深灰色,风化面呈灰色、灰白色,砂糖状晶粒结构十分明显,并以中—粗晶为主[图 2(c)],薄—厚层块状构造。砂糖状白云岩大部分存在白云岩化作用,其原始组构特征基本消失,但少数薄片中仍可见各种颗粒灰岩残余构造,如残余介壳结构[图 2(d)]、残余藻屑结构[图 2(e)]、残余鲕粒结构等[图 2(f)],代表了原岩发育于礁滩相沉积中,并经历了强烈的成岩作用。砂糖状介壳白云岩中的介壳为灰白色双壳类化石,个体较大,保存完整,介壳多被亮晶方解石充填,而介壳间为黑色、褐色白云石颗粒充填[图 2(g)],其原岩为介壳灰岩。此外,这些砂糖状白云岩通常呈层状产出,并与砂屑灰岩[图 2(h)]、鲕粒灰岩[图 2(i)]及生物碎屑灰岩[图 2(j)]相伴生,为典型的台地边缘礁滩相沉积。
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下载eps/tif图 图 2 南羌塘坳陷布曲组油藏带典型岩石类型及显微照片 Fig. 2 Lithologies and micrographs of oil reservoir zones of Buqu Formation in the southern Qiangtang Depression (a)孔日热跃剖面底部含油白云岩;(b)碾砸剖面含油介壳白云岩;(c)扎仁剖面顶部含油白云岩;(d)格鲁关那剖面含油白云岩残余生屑结构;(e)隆鄂尼剖面含油白云岩残余砂屑结构;(f)扎仁剖面含油白云岩残余鲕粒结构;(g)格鲁关那剖面含油白云岩顶部介壳灰岩;(h)隆鄂尼剖面含油层顶部砂屑灰岩,见粒序层理;(i)巴格底加日剖面含油白云岩底部鲕粒灰岩;(j)碾砸剖面含油白云岩顶部生物碎屑灰岩 |
油藏带可见2种类型的沉积序列。一种是退积型沉积层序,发育于赛仁区块和昂达尔错区块,其为中、下油层的沉积层序,代表了海平面逐渐加深、台地边缘礁滩相向陆迁移的过程;在赛仁区块,该类型层序表现为由莎巧木组碎屑岩→布曲组白云岩与颗粒灰岩互层→微晶灰岩及塌积砾岩,以昂罢存咚剖面为代表[图 3(a)];在昂达尔错区块,油藏带沉积层序底部通常为白云岩与鲕粒灰岩、介壳灰岩等颗粒灰岩相伴生,向上渐变为微晶灰岩、塌积砾岩,在巴格底加日、扎仁、碾砸等地常见,以巴格底加日剖面为代表[图 3(b)]。另一种为进积型沉积层序,主要发育于隆鄂尼区块的隆鄂尼、孔日热跃等地,为上部油层的沉积层序,以隆额尼剖面为代表,底部通常发育斜坡滑塌角砾状灰岩、微晶灰岩,向上渐变为白云岩和颗粒滩沉积,再向上演化为夏里组滨岸相沉积,代表了海平面逐渐变浅、礁滩相向海迁移的过程[图 3(c)]。
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下载eps/tif图 图 3 南羌塘坳陷布曲组油藏带代表性剖面沉积层序 Fig. 3 Sedimentary sequences of oil reservoir zones of Buqu Formation in the southern Qiangtang Depression |
南羌塘坳陷侏罗系发育2种沉积体系:北侧临近中央隆起带的台地沉积体系和南侧靠近班公湖—怒江大洋的陆棚—深海沉积体系,布曲组油藏带主要产出于台地边缘礁滩相沉积,呈线状稳定分布。综合油藏带形成时的古地理格架、油藏带地质产状、油层发育层位、沉积序列及空间分布等特征,认为油藏带的空间演化明显受到沉积相带和海平面升降的共同控制,其形成与演化模式如图 4所示。
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下载eps/tif图 图 4 南羌塘坳陷布曲组油藏带礁滩相空间演化模式 Fig. 4 The evolution model of oil reservoir zones of Buqu Formation in the southern Qiangtang Depression S1.赛仁—昂罢存咚油藏带;S2.晓嘎晓那—日尕日保油藏带;S3.扎仁—冬浪啦油藏带;S4.日阿梗—噢纵油藏带;S5.隆鄂尼—孔日热跃油藏带;S6.格鲁关那—德如日油藏带 |
布曲组沉积早期,台缘浅滩位于塞仁—昂罢存咚一带,随着海平面上升,沉积相带发生退积作用,台地边缘向北迁移,并在晓嘎晓那—日尕尔保一线形成台缘颗粒滩和叠层石礁相带。在海平面上升到最大时期,台地边缘继续向北迁移至扎仁—冬浪啪一线,最北则到达日阿梗—噢纵。然而,随着布曲组沉积晚期海平面下降,台地边缘礁滩相沉积又向南扩展,进而形成隆鄂尼区块上部礁滩相沉积,与海平面上升期所形成的巴格底加日—晓嘎晓那台缘浅滩相带在南北方向上错位分布。布曲组沉积结束后,这些礁滩相储集岩逐渐进入埋藏演化阶段[7-8];晚侏罗纪—早白垩世时期,盆地处于最大埋深,三叠系与侏罗系生油岩均已进入生烃门限或处于生油高峰,油气大量生成,台地边缘礁滩相沉积也完成了埋藏白云岩化作用[3],形成真正意义上的有效储集,油藏带也正是在这种背景下发生了原始油气的充注、聚集[18];随后,燕山期和喜山期羌塘盆地逐步抬升,并遭受剥蚀、褶皱、断裂及逆冲推覆等构造作用的影响[4-5, 7-8],发生不同程度的破坏、调整和改造,甚至造成部分油藏带抬升至地表,最终形成了现今油藏带的展布格局。因此,南羌塘坳陷未来的油气勘探应以寻找残存的油气藏为主要方向,如断裂带之间发育的宽缓背斜封盖区和逆冲推覆带下盘。
5 结论(1)南羌塘坳陷油藏平面上集中分布于隆鄂尼、昂达尔错和赛仁等3个区块,各油藏带均呈东西向线状稳定分布,但不同区块内含油层位置存在一定差异,隆鄂尼含油层主要位于布曲组上部,昂达尔错含油层主要位于布曲组中部,而东部赛仁地区含油层则主要见于布曲组下部。
(2)油藏带含油层储层岩性主要为砂糖状白云岩或砂糖状介壳白云岩,残余构造及顶底板岩性组合显示其原岩形成于台地边缘礁滩相,其形成与演化明显受到沉积相带和海平面升降变化的控制:在布曲组沉积早期,台缘浅滩位于南羌塘坳陷南缘塞仁—昂罢存咚一带,随着海平面的上升沉积相带发生退积作用,台地向北迁移,并在北部区域依次形成晓嘎晓那—日尕尔保、扎仁—冬浪啪和日阿梗—噢纵等一系列线状分布的台地边缘相沉积,但在布曲组沉积晚期,由于海平面的下降,台地边缘礁滩相沉积发生进积,向南进一步扩展并形成隆鄂尼区块布曲组上部礁滩相沉积。
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