塔东地区志留系柯坪塔格组海相砂岩储层成藏条件分析

李国政

（大庆油田勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

近年来塔里木盆地东部地区（简称塔东地区）志留系油气勘探取得重大进展，针对志留系部署的英南2井、满东1井都获工业气流，说明志留系成藏资源潜力很大，具有良好的勘探前景[1～4]。很多学者都研究过塔里木盆地志留系相关的成藏条件，贾进华[5]认为塔里木盆地志留系柯坪塔格组海侵方向来自北部和西北部，物源主体来自塔东和塔东南地区；苗清[6]通过对层序格架内的沉积相分析，认为志留系主要发育扇三角洲—潮坪相—浅海相沉积；王步清[7]根据库鲁克塔格露头研究认为塔东地区志留纪发生过大规模的海退事件，沉积环境由滨浅海向陆相沉积转变。这些研究都是从某个单一方向探讨志留系成藏地质情况，缺少综合研究志留系成藏情况，制约了塔东地区碎屑岩油气勘探。本文根据塔东地区新钻井、测井和新采集地震资料综合分析，详细研究塔东地区志留系沉积储层、烃源岩、成藏特征，深入讨论成藏过程，优选塔东地区志留系有利勘探区带。

1 地质概况

塔东地区位于塔里木盆地东部，包括满加尔—英吉苏凹陷，北以孔雀河断裂为界，东临罗布泊凸起，南接塔东隆起带，西临满西低凸起，面积近5×104km2。塔东地区志留系地层主要分布于满加尔—英吉苏凹陷（图1）。根据地震、钻井资料分析，志留系自下而上划分为柯坪塔格组、塔塔埃尔塔格组和依木干它乌组。柯坪塔格组自下而上可三分[8]，分为下段、中段和上段。柯坪塔格组中下段分布在满西、满东地区，英吉苏地区缺失该地层；柯坪塔格组上段分布在满西、满东和英吉苏地区。受多期构造运动和原始沉积影响，东部满东、英吉苏地区志留系发育构造圈闭，西部满西地区发育岩性地层圈闭[9]。

2 成藏条件分析

2.1 优质烃源岩奠定了油气成藏的基础

根据对整个塔里木盆地烃源岩分布的研究，结合最新塔东地区钻探成果分析，该地区烃源岩来源主要是下古生界寒武系—下奥陶泥岩、泥质灰岩，烃源岩分布广泛，属于优质烃源岩；中生界煤系烃源岩局部分布发育，品质相对较差。影响该地区油气资源潜力的关键是下古生界烃源岩，特别是这套古老烃源岩的演化，对于后期多构造期成藏起到了关键作用。

中下寒武统烃源岩在塔东地区具有厚度大、分布广、丰度高的特点。塔东1的总有机碳含量(TOC)平均值分别为1.24%，TOC最高可达5.52%，TOC大于1%的烃源岩厚度为120～415m，占寒武系厚度的70%。平面上，寒武系灰质烃源岩在塔东地区厚度分布为100～300m，厚度中心在塔东2—学参1—草1井区，向四周减薄，英吉苏—罗布泊地区厚度为100～150m，有机碳普遍大于0.5%，最大有机碳分布区位于英吉苏地区；寒武系泥质烃源岩厚度区间为25～150m，最大厚度中心在英南2—群克1—草1井区，周缘地区较薄。泥质烃源岩有机碳含量较高，在塔东地区普遍大于1.0%，英吉苏地区平均最大有机碳可达3.0%以上，属于优质烃源岩。

下奥陶统黑土凹组烃源岩在塔东北地区厚度不大，塔东2井56m，岩性为灰黑色泥岩、炭质泥岩，TOC为0.35%～7.62%，平均值2.84%，为高丰度优质烃源岩。塔东1井48m，TOC平均值1.94%。根据下奥陶统地层展布及沉积相分析，该套烃源岩厚度变化不大，在50～150m范围内。从寒武系与下奥陶统泥质烃源岩分布特征可以看出，英吉苏、满东1—学参1井区—草湖地区为泥质烃源岩沉积厚度较大地区。依据烃源岩沉积环境、干酪根镜下鉴定及干酪根同位素资料综合判定，寒武系与下奥陶统干酪根类型为Ⅰ-Ⅱ型。

2.2 海相砂岩为油气聚集提供了有效储集空间

塔东地区志留系柯坪塔格组可划分出3种沉积体系类型：碎屑滨岸沉积、潮坪沉积、辫状河三角洲（图2）。根据沉积相研究结果，柯坪塔格组下段和上段发育的海相滨岸、潮坪砂岩为优质储层。海相砂岩由于受到波浪、潮汐等海流作用，砂岩分选好，储层物性好，有利于聚集油气。塔东地区志留系柯坪塔格组自西向东发育滨岸、潮坪和辫状河三角洲沉积。物源来自东北孔雀河斜坡和英吉苏地区。砂岩厚度自东向西逐渐减薄，满西地区柯坪塔格组下段砂岩厚度为50～100m，向北草湖地区逐渐减薄；满东地区砂岩厚度为100～160m。柯坪塔格组上段满西地区砂岩厚度为50～150m，满东和英吉苏地区砂岩厚度为100～650m，靠近孔雀河斜坡砂岩增厚。

满西和满东地区滨岸砂岩中临滨、前滨亚相为好的储集相带，岩性为分选较好的细砂岩、粉砂岩，具平行层理、冲洗交错层理、大型槽状交错层理等沉积构造，石英含量在45%以上。纵向上砂岩呈上粗下细的反递变韵律，测井曲线呈漏斗状的进积层序。潮坪相、辫状河三角洲相发育在满东和英吉苏地区。潮坪相的潮下带和潮间带为好的相带，岩性为暗紫色粉细砂岩、泥质粉砂岩夹薄层泥岩，沉积构造以波状交错、脉状交错和透镜状层理为主，岩芯中见生物扰动构造、虫迹、虫孔等生物痕迹。石英含量少，长石和岩屑含量增加。辫状河三角洲相主要发育在靠近北部孔雀河斜坡、英吉苏地区。沉积物以灰色、褐色中砂岩、粗砂岩为主，沉积构造发育板状交错层理、平行层理和槽状交错层理，沉积微相主要为水下分流河道、河口砂坝和分流间湾。

柯坪塔格组岩石主要类型为岩屑砂岩和长石岩屑砂岩，石英含量自东向西逐渐增加。柯坪塔格组砂岩储集空间类型为微孔隙、粒内溶孔、粒间溶孔、原生粒间孔、铸模孔、超大孔和裂缝等。满西地区以原生粒间孔为主，其次为粒间溶孔，少量微孔隙和粒内溶孔；满东地区以微孔隙为主，其次为粒间溶孔和原生粒间孔，少量粒内溶孔；英吉苏地区以微孔隙为主，其次为粒间溶孔、原生粒间孔，少量粒内溶孔。微孔隙在志留系致密砂岩中很发育，以满东1井致密砂岩产层段5555.19～5607m为例，微孔隙占储集空间的71%。

2.3 区域盖层控制着油气藏分布

区域盖层受沉积演化控制，志留系2期快速海侵是区域性的，形成的泥岩沉积可以作为区域盖层。塔塔埃尔塔格组底部的红色泥岩段厚度大、分布广，可以作为良好的区域盖层。满西地区柯坪塔格组中段发育灰色泥岩可作为区域盖层，厚度50～150m之间，岩性为灰黑色、灰色泥岩、粉砂质泥岩，这套泥岩控制着柯坪塔格组下段油藏分布范围。满东和英吉苏地区柯坪塔格组上段致密砂岩可作为区域盖层。致密砂岩盖层横向上连续性较差，伊蒙混层含量高，泥质和方解石含量高，方解石含量高达10%以上，泥质含量略高。岩石孔隙结构发育差，平均孔吼半径为0.15μm，排驱压力为1.9MPa。英南2井和满东1井产气层段都位于这套致密砂岩盖层之下。

3 志留系柯坪塔格组成藏模式

塔东地区油气显示集中在柯坪塔格组，满东1井、英南2井、龙口1、华英参1井都在柯坪塔格组顶底获得工业气流或者含油显示。油气地球化学研究结果认为塔东地区烃类气体为高成熟—过成熟原油裂解气，志留系柯坪塔格组油气主要来自于寒武系—下奥陶统，塔东地区紧邻满加尔英吉苏凹陷生烃灶，油源条件优越。

油气生烃期与圈闭形成时间匹配好是形成油气藏的关键。塔东地区受多期构造运动影响，志留系油气藏受到多次调整。塔东地区志留系油气充注有2期[10]，分别为加里东晚期—海西早期和喜山期。加里东晚期寒武系—下奥陶统源岩进入生烃门限，海西早期达到生烃高峰期，满加尔凹陷生成的油气运移聚集在上奥陶统和志留系储层中形成古油藏，后期印支运动和燕山运动使得部分古油藏遭到破坏，在龙口1井、华英参1井中见到有残余沥青。喜山期上奥陶统中的古油藏裂解成气，油气沿着深大断裂向上运移到柯坪塔格组中，在满西地区受到柯坪塔格组中段暗色泥岩和塔塔埃尔塔格组下段红色泥岩遮挡，油气保存在柯坪塔格组上段和下段海相砂岩储层中（图3）。满东—英吉苏地区受燕山—喜山期构造运动影响，形成满东、龙口、维马、英南等一系列构造带，发育断背斜、断鼻等圈闭，喜山期生成的原油裂解气沿着大断裂运移到志留系构造圈闭中，油气受到致密砂岩盖层覆盖保存下来。

4 结论

塔东地区志留系成藏条件优越，稳定克拉通盆地内的大型古隆起是寻找气田的重要目标区。广覆式分布的烃源岩、大面积分布的储层和多层系叠合的大型构造圈闭是大气田形成的重要条件。塔东地区志留系是油气勘探的重要目的层系。志留系柯坪塔格组发育了海相滨岸、潮坪、三角洲沉积相。砂岩储层物性较差，为低孔低渗—特低孔低渗储层，圈闭类型复杂，有地层岩性地层圈闭、构造圈闭等。塔东地区多期次构造运动造成志留系成藏条件复杂，志留系成藏保存条件对油气改造影响很大，因此寻找有利储盖组合和保存条件好的圈闭是油气勘探的关键。