中2井良里塔格组礁滩序列及台缘地质结构

赵丽娜，谭飞，孙尧斌，沙旭光，魏华动，王飞洋，王振宇，3

（1.中国石化 西北油田分公司 勘探开发研究院，乌鲁木齐 8300111；2.西南石油大学 地球科学与技术学院，成都 610500；3.中国石油 碳酸盐岩储层重点实验室 沉积与成藏分室，成都 610500）

礁滩相储集层物性好，规模大，发育层位广泛，为全球海相碳酸盐岩油气勘探重要领域之一[1-5]。塔里木盆地塔中地区上奥陶统凯迪阶下部的良里塔格组，其台缘相带呈近环带状环绕卡塔克隆起分布[6]，露头剖面及钻井资料表明，沿镶边台缘带造礁生物繁盛，可形成大规模礁滩复合体碳酸盐岩建造[7-9]。2001年以来，在卡塔克隆起北坡的塔中Ⅰ号断裂坡折带，台缘带礁滩复合体储集层油气勘探已取得了重大的突破，已探明了亿吨级整装凝析油气田[10]，气田整体含油，含油气性受沉积相及断裂的联合控制。塔中北坡的勘探突破，推动了塔中南坡及周边区域的勘探。前人研究认为，塔中南坡与塔中北坡具有类似的构造及沉积演化背景，为早奥陶世末期—晚奥陶世早期形成的大型复合型台缘带，具有大型生物礁滩发育的地质背景[11-13]。中2井在塔中南坡上奥陶统良里塔格组礁滩相地层中取得了良好的油气显示，勘探前景巨大[14]。但受早期勘探程度低、钻井数量少、地震品质不高等因素影响，对塔中南坡礁滩体组合演化序列及台缘地质结构的研究较少，中2井台缘发育位置及礁滩体展布特征不明，制约了塔中南坡礁滩体的油气勘探。本文基于岩心、岩石薄片及三维地震资料，对中2井礁滩体组合及演化特征进行研究，并对其台缘地质结构进行精细解剖，以期为研究区油气勘探提供依据。

1 地质背景

卡塔克隆起位于塔里木盆地中央隆起带中段，北部以塔中Ⅰ号断裂带与满加尔坳陷、顺托果勒低隆相分隔，南部与塘古孜巴斯坳陷相接，为一长期发育的继承性隆起[15-16]（图1）。加里东运动期，塔里木板块南缘与北昆仑山碰撞，塔中地区由伸展拉张背景逐渐转化为挤压背景，盆地周边洋盆关闭，卡塔克隆起开始发育，形成了中—下奥陶统鹰山组顶界不整合面，塘古孜巴斯地区沉降为坳陷，并形成了塔中Ⅰ号、塔中Ⅱ号和塔中10号等一系列构造断裂带[17-18]。晚奥陶世碳酸盐台地基本继承了前期的古隆起地貌，围绕古隆起，台缘带呈近似环带状分布。在良里塔格组沉积期，沿台缘发育高能生物礁滩相带沉积，为研究区奥陶系重要的油气储集层。晚奥陶世末期，碳酸盐台地被整体淹没，塔中地区转变为深水陆棚—盆地，沉积了以巨厚的硅质碎屑泥岩为主的桑塔木组 。

图1 研究区区域地质概况

中2井位于塔中南坡台缘坡折带，为旨在查清良里塔格组是否发育类似于塔中Ⅰ号坡折带的礁滩相储集体，探索其台缘地质结构及礁滩体展布的第一口区域探井[12]。钻井和录井显示，中2井钻揭上奥陶统良里塔格组Belodina confluens带生物礁滩体[20]，良里塔格组发育完善，厚达850余米，与下伏一间房组和上覆桑塔木组皆呈不整合接触；根据自然伽马测井曲线和岩石学特征，自下而上划分为含泥灰岩段、颗粒灰岩段和泥质条带灰岩段3个岩性段。中2井共取心8筒次，共计60余米，岩心及成像测井等资料丰富；测井解释二类储集层3层，厚28.6 m，三类储集层24层，厚210.8 m，油气成藏条件优越[14]。近年来，围绕中2井区，重新进行了三维地震的部署，明确中2井礁滩相沉积发育特征及其台缘地质结构，对于整个塔中南坡礁滩体油气勘探具有重要意义。

2 岩性及岩石类型

中2井良里塔格组纵向沉积序列总体为台缘粒屑滩和生物礁丘建造，以砂屑滩、生屑砂屑滩占优势，主要为颗粒灰岩、泥晶灰岩和生物灰岩（图2）。

颗粒灰岩主要为亮晶砂屑灰岩、亮晶藻砂屑灰岩、亮晶生物砂砾屑灰岩、亮晶生屑灰岩，含核形石砂屑灰岩，少量泥晶颗粒灰岩。颗粒以砂级和细砾级为主，主要为藻屑、生屑和内碎屑，生屑含量较高，约占20%～75%，以隐藻、绿藻和棘屑为主，其次为苔藓虫、腕足、珊瑚、三叶虫等生物碎屑，破碎程度高。颗粒具一定的分选和磨圆，具2～3期亮晶方解石胶结，反映中高能的动荡水体环境。

泥晶灰岩类主要为含生屑泥晶灰岩，含砂屑泥晶灰岩等颗粒泥晶灰岩，以及泥晶灰岩、泥质泥晶灰岩，反映较低能的沉积环境，为滩（礁丘）间亚相沉积。

中2井良里塔格组生物灰岩包括中国孔珊瑚格架岩、层孔虫格架岩、粗枝藻灰泥骨架岩、脑纹状钙质海绵障积岩、隐藻粘结岩和微生物泥晶灰岩。生物格架岩主要发育于中、高能的礁丘亚相，可见明显的骨架支撑结构，骨架内常被灰泥及生屑颗粒充填。粘结岩主要发育于较低能的微生物灰泥丘沉积中，造丘生物主要为隐藻类。其次为颗粒粘结岩，以粘结藻砂屑为主，少量粘结灰泥，反映水体能量中等—较高，主要发育于礁翼以及与礁（丘）相伴的粒屑滩中。

3 礁滩微相及组合序列

3.1 礁滩微相类型

图2 塔中南坡台缘中2井良里塔格组综合柱状剖面

生物礁是由造礁生物原地生长所形成的海底正向隆起地貌,具有形态学和生态学双重内涵，广义的生物礁又包括包括礁丘和灰泥丘[21-23]。本文通过钻井、录井、岩心及以及镜下薄片资料，对中2井良里塔格组生物礁以及礁滩复合体发育特征进行研究，识别出礁丘、灰泥丘、粒屑滩（包括砂屑滩和生屑滩）、滩间等沉积亚（微相）相，中部发育一套厚20余米的辉绿岩侵入体。研究区良里塔格组礁滩微相以台缘粒屑滩为主，包括砂屑滩及生屑滩，占64.38%，其次为滩间及灰泥丘。

中2井礁丘亚相发育层位较高，垂向上共发育3期生物礁丘建造，礁丘亚相总厚71.84 m，约占良里塔格组总厚的7.02%.其中泥质条带灰岩段内可识别出2期滩-丘-礁丘的礁滩复合体沉积，上部礁丘厚17.60 m，下部厚18.20 m，礁滩复合体总厚61.75 m；含泥灰岩段发育一期厚10.10 m的礁丘，主体由管孔藻、四分珊瑚、板状海绵、层孔虫和苔藓虫组成的密集生物化石组成，具抗浪骨架，夹少量藻粘结砂屑灰岩、生屑粘结岩；生屑主要为棘屑、介壳屑和苔藓虫屑等，多形成于中—高能的浅水环境（图3）。礁丘规模整体上较小，原地动物骨架造礁及生物不如塔中北坡丰富。

图3 中2井良里塔格组礁滩体主要岩石类型

灰泥丘亚相岩石以藻粘结岩和隐藻凝块石灰岩为主，主要为粘结藻砂屑和生屑灰岩，隐藻泥晶灰岩较少，反映了长期稳定的中高能沉积环境。粘结生物主要为隐藻类，部分为蓝细菌；鸟眼孔和层状晶洞构造发育，多呈蠕虫状，被粒状亮晶方解石充填。中2井该相厚132.55 m，约占总厚的15.04%，垂向上与粒屑滩、礁丘和滩间多期叠置。

滩间主要为低能的泥晶灰岩、泥质泥晶灰岩，常发育泥质条纹，含少量介壳、腹足等生物化石，占总厚的11.75%.

3.2 礁滩微相组合类型

中2井良里塔格组总体为粒屑滩、灰泥丘、礁丘和滩间亚相的多旋回垂向组合，可概括为4种典型的礁滩微相组合序列：粒屑滩→灰泥丘→礁丘→粒屑滩（组合A），滩间→粒屑滩→灰泥丘→粒屑滩（组合B），滩间→粒屑滩→礁丘→粒屑滩（组合C），滩间→粒屑滩（组合D）（图4）。

（1）组合A 主要发育于良里塔格组中—上部，底部为砂砾屑滩、生屑滩等，构成礁（丘）的硬基底，为中厚层状的亮晶砂砾屑灰岩，包括生屑灰岩、鲕粒灰岩、核形石砂屑灰岩等；向上发育隐藻灰泥丘和海绵、珊瑚、红藻等格架礁；顶部发育生屑滩、砂砾屑滩，构成礁丘的顶盖。如中2井第1和第2取心筒次，完整记录了一个向上水体变浅的沉积相序。

（2）组合B 该微相组合水体整体向上变浅，水体能量较低时，发育滩间亚相和灰泥丘亚相，岩性为中—低能的泥晶灰岩、隐藻粘结岩、泥晶藻砂屑粘结岩，发育鸟眼和晶洞构造；旋回顶部为中—高能的厚层粒屑滩沉积，厚度可达上百米；生物骨架礁丘不发育，该组合主要发育于中2井良里塔格组中—下部。

（3）组合C 该微相组合为礁滩复合体沉积。由下部低能的滩间沉积，向上逐渐演化为礁滩复合体沉积。由生屑滩、砂砾屑滩、核形石滩构成礁丘的基底和顶盖，粒屑滩的生屑含量及丰度均较高。礁丘主体规模较小，但与礁丘伴生的粒屑滩规模较大，颗粒破碎程度高，表明水体能量高，水流的淘洗冲刷作用强烈，导致灰泥丘不发育。

（4）组合D 该微相组合为厚层的粒屑滩和薄层的滩间多旋回叠置，在中2井各段广泛发育。粒屑滩主要为泥晶—亮晶砂屑灰岩、含生屑砂屑灰岩、藻砂屑灰岩等。滩间发育深灰色薄—中层状含生屑泥晶灰岩、含泥质条带泥晶灰岩。

中2井礁滩组合序列整体以组合B和组合D构成的台缘粒屑滩占优势，而组合A和组合C代表的礁丘建造主要发育于良里塔格组顶部，发育较为局限，证明该井可能并未钻遇生物礁丘的主体部位。

4 台缘带地质结构

4.1 台缘带识别及结构解析

碳酸盐台地和生物礁受构造运动、气候和海平面变化等的综合影响，台地结构样式制约着台缘斜坡带的发育类型和空间展布格局[24-26]，对其地质结构进行精细解剖，圈定礁滩复合体的位置，对于塔中南坡台缘礁滩相储集层的油气勘探具有重要意义。

图4 塔中南坡台缘中2井良里塔格组礁滩微相组合序列

图5 塔中南坡台缘中2井良里塔格组地震-地质综合解释

通过三维地震层位标定、追踪和精细解析后发现，中2井所在台缘坡折带礁滩相地层增厚明显，地震反射特征清晰（图5）。盆地—陆棚相表现为强振幅亚平行—平行连续反射，礁前斜坡表现为强振幅斜交连续反射，礁前砾屑相为杂乱弱反射；台缘生物礁丘在地震剖面上表现为明显的丘状反射，内部为杂乱空白反射、弱反射；礁后丘滩复合体表现为丘状、席状反射为主，中等连续、中—强振幅；开阔台地整体表现为强振幅平行连续反射，与台内丘滩的弱—中振幅中连续、席状、低幅丘状反射特征相区别。与塔中北坡塔中24井和塔中82井区对比，两者具有相似的坡折带地震反射特征，中2井所处塔中南坡台缘地质结构为一典型的沉积陡坡型台地，台缘斜坡倾角较大，在台缘主体部位发育一定规模的生物礁丘建造，垂向上礁滩体多期复合叠加，礁丘建造发育层位均较高。不同之处在于，塔中南坡良里塔格组礁滩体垂向厚度更大，台缘带发育位置较塔中82井—塔中24井区宽缓，宽约4～6 km，表明台缘内带礁滩相带展布范围广，勘探潜力巨大。

台缘带地质结构的地震解析认为，中2井位于台缘与前缘斜坡的相变部位，礁前或台缘上紧邻台缘斜坡位置，垂向上钻揭了3套生物礁丘相地层，但规模较小，礁丘建造主体应该位于中2井后近台地内部一侧。相应的礁滩体勘探应围绕中2井后方靠台内一侧，而非早期的向盆地—斜坡方向展开。

4.2 礁滩体沉积演化模式

据过中2井的地震剖面解释及单井纵向沉积特征和礁滩体横向迁移特征，建立了中2井的沉积序列（图6）。纵向上，中2井良里塔格组礁滩体呈台缘礁丘、灰泥丘，粒屑滩和滩间亚相的多旋回组合叠置，自下而上共发育7个沉积序列。伴随海平面的升降，礁滩体在横向上呈现出明显的迁移特征。沉积序列1—3，主要发育台缘灰泥丘，并逐渐由台缘向台内一侧迁移；沉积序列4—6，水体整体变浅，以巨厚的滩相沉积为主，礁滩体向台缘高能带迁移；良里塔格组沉积晚期（沉积序列7），礁丘发育规模达到最大，礁丘主体位于台缘带内侧。中2井在良里塔格组中钻揭2期礁丘复合体沉积。

图6 研究区良里塔格组礁滩沉积演化模式

4.3 礁滩体台缘发育位置

三维地震资料解释表明，中2井位于礁前或台缘上紧邻台缘斜坡位置，系统的岩心和薄片观察也佐证了该解释方案，其主要的证据有：①中2井良里塔格组垂向上整体表现为多个中高能粒屑滩与礁丘、灰泥丘的沉积旋回，夹薄层的滩间沉积，整体沉积能量较高；②礁主体钻遇有限，单个礁/丘规模较小，造礁生物破碎较严重，少见明显的原地骨架建造；③中2井整体处于礁主体前的迎风浪一侧，风浪机械改造作用强烈，颗粒灰岩颗粒具一定的分选和磨圆，核形石呈四周均匀包绕状，粒间早期胶结作用强烈，灰泥较少。这一台缘礁滩发育模式与Tucker提出的经典模式非常相似[27]。

5 结论

（1）塔中南坡台缘中2井良里塔格组礁滩沉积以中高能粒屑滩为主，中—上部发育3期由管孔藻-四分珊瑚-板状海绵-层孔虫-苔藓虫组成的密集生物化石礁丘建造。垂向上整体表现为多个中高能粒屑滩与礁丘、灰泥丘的沉积旋回，夹薄层的滩间沉积，整体沉积能量较高，自下而上共发育7个沉积序列。

（2）发育了粒屑滩→灰泥丘→礁丘→粒屑滩（组合A），滩间→粒屑滩→灰泥丘→粒屑滩（组合B），滩间→粒屑滩→礁丘→粒屑滩（组合C），滩间→粒屑滩（组合D）4种典型的礁滩微相组合序列，以组合B和组合D构成的台缘粒屑滩相占优势。

（3）塔中南坡台缘地质结构与塔中北坡台缘相似，为一典型的沉积陡坡型台缘，但其台缘带更宽（4～6 km），台缘内带礁滩相展布范围大；中2井位于台缘与前缘斜坡的相变部位，礁前或台缘上紧邻台缘斜坡的位置，单个礁/丘发育规模较小，造礁生物破碎较严重，礁（丘）滩相主体位于中2井靠台缘内带一侧，建议后期勘探应转向这一区域。

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