塔里木盆地巴-麦地区古生界油气盖层动态演化评价.pdf

第 3 5卷第6期 沾专天然气北 O I L G A S G E 0 L 0 G Y 2 0 1 4年 1 2月 文章编 号 0 2 5 3～ 9 9 8 5 2 0 1 4 0 6 0 8 3 91 4 d o i 1 0 ． 1 1 7 4 3 ／ o g g 2 0 1 4 0 6 1 1 塔 里木盆地 巴 一麦地 区古 生界油气盖层 动态演化评价 张 仲培， 王 毅， 李 建交， 刘 士 林， 云金 表， 李京昌 中国石化 石油勘探开发研究院， 北京 1 0 0 0 8 3 摘要 为实现动态评价经历过多旋回构造变动的海相油气盖层， 基于塔里木盆地古生界大量盖层样品的实验测试结果和盖层空间 分布特征分 析， 以地质 演化为主线， 综合考虑其 宏观 变化 、 物 性演 化、 应力 应变特 征 ， 探讨 和重建 自形 成 至今 其 封盖性 能 的演化 过 程。结果显示， 巴一麦地区多期差异隆 一拗演变对盖层封盖性能演化具有明显控制作用。在海西晚期， 大部分地 区石炭系泥岩盖 层具有封油能力。但 因差异抬升， 埋深浅于2 1 0 0 m的西北区域为差盖层区。之后， 石炭系泥岩盖层封盖性能在西北部不断变差， 东南部变好。中一下寒武统膏盐岩盖层在早奥陶世开始具备封油能力。玉北地区西南部， 在海西早期因埋深浅于其封闭能力形成 的初始埋深 1 2 3 0 m而评价为差盖层区。结合其他油气成藏条件， 提出了石炭系巴楚组泥岩是重要的区域性盖层， 多套盖层对油气 聚集起控制作用。麦盖提斜坡、 巴楚南缘构造带及隆起大型断裂带间的区域是油气好保存 区。 关键 词 动态演化； 力 学性质 ； 盖层 ； 巴 一麦地 区； 塔 里木盆地 中图分类号 T E l 2 2 ． 2 文献标识码 A Dy na mi c e v o l u t i o n a s s e s s me nt o f t h e Pa l e o z o i c h y d r o c a r b o n c a p r o c k s i n Ba c hu- M a g a t i a r e a， Ta r i m Ba s i n Z h a n g Z h o n g p e i ， Wa n g Y i ， L i J i a n j i a o ， L i u S h i l i n ， r u n J i n b i a o ， L i J i n g c h a n g P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n＆ P r o d u c t i o n R e s e a r c h I n s t i t u t e ， S I N O P E C， B e ij i n g 1 0 0 0 8 3 ， C h i n a Abs t r a c t W i t h t h e a i m o f a s s e s s i n g t h e d y n a mi c e v o l u t i o n o f ma rin e h y d r o c a r b o n c a p r o c k s e x pe rie n c e d mu l t i - c y c l e t e c - t o n i c mo v e me n t s ， t h e Pa l e o z o i c i n t h e Ta r i m Ba s i n wa s t a ke n f o r c a s e s t u d y． Ba s e d o n t he e x p e r i me n t al t e s t r e s u l t s o f l a r g e a mo u n t o f c a p r o c k s a mp l e s ， t h i s p a p e r r e c o n s t r u c t e d t h e e v o l u t i o n a r y p r o c e s s o f i t s s e a l i n g c a p a b i l i t y b y t a k i n g g e o - l o g i c a l e v o l u t i o n a s a c l u e a n d i n c o mb i n a t i o n wi t h i t s ma c r o s c o p i c c h a n g e ， p h y s i c a l p r o p e y e v o l u t i o n a n d s t r e s s v a r i a - t i o n． Th e r e s u l t s s h o w t h a t t h e p o l y p h a s e b u r i a l c ha ng e s d ue t o u p l i ft de p r e s s i o n c o nv e r s i o n o b v i o u s l y c o n t r o l l e d t h e s e a - l i ng p r o p e y o f c a p r o c k． Mo s t o f t h e Ca r b o n i f e r o us mu ds t o n e c a p s ha d g o o d s e a l i n g c a p a c i t y i n t h e l a t e He r c y n i a n i n mo s t a r e a s e x c e p t for t h e no r t h we s t e r n p a rt wh e r e t h e b u r i al d e p t h o f c a p r o c k s wa s l e s s t h a n 2 1 0 0m d u e t o d i f f e r e nt i a l u p l i fti n g． L a t e r ， t h e s e a l i ng c a p a c i t y o f t h e Ca r b o n i f e r o u s mu ds t o n e d e t e rio r a t e d i n t he n o r t h we s t e rn p a rt， b u t e n h a n c e d i n t he e a s t e rn a n d s o u t h e rn p a rts ． S a l t g y ps u m r o c k s i n t h e Mi d d l e a n d Lo we r Ca mbria n e s t a b l i s h e d t he i r s e a l i n g c a p a c i t y i n t h e E a r l y Or d o v i c i a n， b u t i t b e c a me i n e f f e c t i v e i n t h e s o u t h w e s t o f Yu b e i a r e a w h e r e i t s b u r i a l d e p t h w a s l e s s t h a n 1 2 3 0 m i n t h e e a r l y He r c y n i a n． Th e Ca r b o ni f e r o u s mu d s t o n e c a p s we r e r e g a r d e d a s t he mo s t i mpo rta n t r e g i o na l s e a 1 ． Ma g i a t i s l o p， s t r u c t u r a l b e h a t t h e s o u t h e r n ma r g i n o f B a c h u u p l i ft a n d s t a b l e a r e a b e t w e e n l a r g e f a u l t z o n e s a r e t h e f a v o r a b l e a r e a s for o i l a n d g a s pr e s e r v a t i o n． Ke y wor ds d y n a mi c e v o l u t i o n，r o c k me c h a n i c s， c a p r o c k， Ba c h u Ma g a i t i a r e a， Ta r i m Ba s i n 有效的区域盖层是大型油气 田最终成藏保存 的关 键条件 。塔里木盆地盖层研究最早 开始于 “ 八五 ” 期 间 ， 研究认识 到塔 里木盆 地寒武系膏盐 岩、 奥 陶系泥 岩、 石炭系泥岩和膏盐岩是重要的区域盖层 ， 控制了油 气 的分布 ； 利用地质、 地震和测井等资料研究 了盖 层的特征与分布 ， 并对盖层 的封盖能力进行 了评 价 ’ “ 。但是这些研究成果往往只关注 了现今 的 盖层宏观分布特征及物性特征 ， 以厚度 、 分布以及突破 压力作为评价的主要参数 。 近年来盖层评 价研究 中开始 注意到盖层 封盖能 力在埋深过 程 中的变化 ， 并就 泥岩 的封盖 能力 随深 度的变化建立 了初步的关 系 j 。而埋深变化带来 收稿 日期 2 0 1 41 0 2 5 ； 修订 日期 2 0 1 41 l 一0 5 。 第一作者简介 张仲培 1 9 7 4 一 ， 男 ， 博士、 高级工程师， 构造地质与油气地质。E - ma i l z h z h p ． s y k y s i n o p e c ． c o rn 。 基金项 目 国家科 技重大专项 2 0 0 8 Z X 0 5 0 0 5 0 0 4 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 5卷 成岩作用变 化 的同时 ， 很多 学者也 注意 到 了盖层 岩 石力学性质 的变化对盖层 封盖性能 的影响 - 2 0 ] ， 并 以应力应变模拟实验来研究 盖层所处 的应力状态 对 封盖性能 的影 响 ， 提 出了盖层 脆延转 换深 度 的概念 并用于历史封盖性 能 的评 价 0 卜 。 。 。不难看 出， 盖层封盖性能受 多种 因素影 响， 且在 地质 演化 过程 中动态变化 。但 是 ， 如何 把盖 层 的宏 观 特征 、 物 性 、 力学性质、 变化过程综合考虑， 实现对盖层的动态评 价研究较少 ， 而针对 塔 里木海 相叠合 盆地 油气 盖层 动态演化研究 尚未开展。 本次研究基于盖层古埋深的动态演化评价思路 ， 以单井盖层古 埋深去量化影 响封盖性 能的各评价 参 数 ， 并据此建立了分级标准； 同时结合平面上古埋深恢 复 ， 实现动态分级评价 ， 并在塔里木盆地 巴楚 一麦盖提 地区进行研究和应用 。最后结合油气成藏研究认识 ， 动态评价 了石炭系泥岩盖层和 中 一下寒武统盐膏岩盖 层 的演化过程 ， 并指出该区有利油气保存 的地区， 为油 气勘探部署提供 了依据。 1 塔里木盆地海相油气盖层分布 1 ． 1 主要油气藏盖层层系 截至 2 0 1 4年 ， 塔 里木盆地 台盆区 已发现塔河、 轮 南、 轮古潜 山、 桑塔木 、 西达里亚 、 东河塘 、 哈得 、 塔 中 1 、 塔 中4 、 和田河等大型油气 田以及 巴什托 一亚松迪 、 玉北 1 、 巴探 5 、 顺9 、 中1 、 古隆 1 、 顺南4等油气藏。目 前发现的油气 田主要分 布在五个油气 区 沙雅 隆起油 气 区、 卡塔克隆起油气 区和巴楚 一麦盖提油气区、 顺托 果勒 哈得 油 区及塔 东油气 区。台盆区古 生界多 口 油气井揭示 ， 目前除在二叠系与中 一下泥盆统 尚未获 得工业油气流外 ， 在其他古生界层系均获得了工业油 气 流 图 1 。 通过油气井的储 、 盖层统计 ， 可以看出 ， 台盆 区油 气直接盖层具有多岩性类型 、 多层系的特征。台盆 区 油气直接盖层有三大类 泥质岩类、 碳酸盐岩类与盐膏 岩类 图 1 。 1 ． 2 主要油气盖层平面分布特征 研究表明， 盖层厚 度与封 闭的油气柱高度有直接 关 系 ， 厚度大小又决定着断裂破坏后盖层空 间 分布的连续性 。 加- 4 2 ] 。如果泥岩盖层的厚度大 ， 它不易 被小断裂错段 ， 仍会保持横 向分布的连续性 ， 对油气起 到封盖作用。相反 ， 如果盖层厚度小 ， 易被断裂错 开 ， 失去横向分布的连续性， 造成油气的大量散失。因此， 从这个意义上说 ， 厚度大小是决定断裂破坏后盖层空 间分布连续性的重要 因素。 1 ． 2 ． 1 台盆 区石 炭 系盖层 空间展布 利用大量钻井资料 ， 根据测井岩 电特征盖层识别 进行厚度统计 、 横 向连井对 比、 井间地球物理预测与前 人沉积相划分 ， 同时考虑盖层沉积期的沉 积相变化与 后期构造剥蚀情况 ， 多种手段相结合 ， 编制了古生界各 盖层的平面分布图 重点层系为石炭系 。 石炭系潮坪 一溻湖 一浅海环境 的 3套 含膏 泥 岩盖层厚度稳定 ， 分布广泛。在 巴 一麦地 区呈 中部厚 度大 ， 向西 北 剥蚀 减 薄 、 向南 沉 积减 薄 的 变化 趋 势 图 2 。 巴楚组下泥岩段厚度从塔北隆起南缘 的零线 向塔 中、 巴楚 、 麦盖提斜坡逐渐过渡到 1 0 0多米 。岩石类型 主要 为泥质岩 ， 包括粉砂质泥岩、 泥岩 和炭质泥岩， 主 要是一套潮坪相沉积。在塔北隆起区 ， 缺失下部泥岩 沉积。在 中央隆起 区， 该套泥岩厚度分布在 2 0～ 8 0 m 之间， 巴楚隆起东部和 田 1 井和塔 中之间厚度稍大 ， 呈 现东西向展布的厚度中心。巴楚组中泥岩段是生屑灰 岩储层的直接盖层 ， 其 岩石类型有蒸发岩 包括石膏 、 岩盐 、 泥质岩、 泥质粉砂岩， 其中泥质岩盖层分布最 广 ， 巴楚隆起和麦盖提斜坡北部等均有分布 ， 巴 一麦西 部地区最大厚度在 3 0 0 n l 以上。盆地腹部的塔 中东部 最大厚度为 1 2 0多米 。卡拉沙依组上泥岩段厚度分布 在 0～1 6 0 m， 巴楚东部 及塔 中东部及 阿克库勒 凸起 中、 南部 区域厚度较大 ， 均在 6 0 r n以上 。围绕着这一 厚度分布 中心 ， 泥岩厚度 向外 围逐渐减小并尖灭 。在 巴楚隆起西部 ， 受后期构造抬升剥蚀的影响 ， 上泥岩段 明显较巴楚中东部地区薄 ， 并在古董 山构造带 以西与 同 1井一带剥蚀殆尽 。 1 ． 2 ． 2 其 他层 系盖 层 空 间展 布 志留系盖层岩类主要为泥岩 ， 纵向上发育 3套重 要 的盖层 一是塔塔 埃尔塔格组 下段红色泥岩 ， 分 布 广 、 厚度大 ， 具有很强的连续性和稳定性 ， 可 以作 为塔 中隆起和顺托果勒低 隆等地 区的区域盖层； 二是柯 坪 塔格组上段二亚段 ， 该亚段泥岩也能作为 良好的盖层 ， 但其分布范围和规模 比塔塔埃尔塔格组下段红色泥岩 小 ， 是控制塔中地 区及顺托果勒低隆现今志留系油气 成藏 的重要盖层 ； 三是柯坪塔格组 中段浅海陆棚沉积 的暗色泥岩， 主要分布在满加尔坳陷、 阿瓦提坳陷 、 沙 雅隆起南部和顺托果勒低 隆等地 区， 是柯坪塔格组下 段砂岩的区域盖层。 奥陶系顶部的桑塔木组泥岩在 台盆 区分布广泛 ， ① 王毅， 张仲培， 等． 塔里木盆地巴麦地区古生界盖层动态演化与保存评价． 中国石化石油勘探开发研究院， 2 0 1 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 5卷 2 ． 2 ． 3 盖层脆 一延转换的临界深度 D 一 在实验室条件下对盖层样 品进行三轴压缩试验 ， 低温低 围压下弹脆性较 明显 ， 高温高围压下 ， 多表现为 塑性。当对 多个 固定 围压 下的样 品不断增加轴压 时 模拟沉降埋藏 阶段 ， 在 一定的临界条件下 ， 它们都 会发生由脆性 向塑性 的转换心 。 。 。理论 上随着 围 压的增大 ， 岩石有从脆性和塑性转变的趋势 ， 当岩石变 为塑性时， 极限强度和残余强度趋于相同。应用这一 原理， 通过实验模拟分别建立围压与极限强度和残余 强度的数学 回归方程 ， 通过这个方程求解 出极限强度 和残余强度相同时的围压 ， 进 而估算盖层 由脆性 向塑 性转变的临界深度 D 一 。 此次试验选用古近系野外露头的石膏样品。实验 分析表 明， 膏岩在不同的温度条件下其变形特征差异 较大。温度升高， 膏岩发生脆延转换的围压会降低。 不考虑温度时 ， 膏盐岩在 3 6 5 5 m时膏岩 已经进入韧 性变形域。但实际上在地下现今地层温度为 1 0 0℃左 右及其 以上 。所 以我们选择在 1 0 0℃的温度条件下 ， 给盖层样品施以不同的围压 ， 来探索膏盐岩发生脆延 转换的温压条件 。 结果表明 ， 在实验 室条件下 ， 在 1 0 0 o C时 围压 P 与硬石膏极 限强度和残余强度之差 ． 的拟合关 系为 P 一0 ． 1 4 8 4 0 - 6 ． 0 2 6 1 ， R 0 ． 9 7 2 9 4 而在实际地层条件下 ， 围压 P可 以通过下式计算 得到 P 0 ． 0 1 0 1 3 3 P DP H 5 式中 P为 围压 ， MP a ； ． 为极 限强度和残余 强度 之差 值 ； p 。为上覆岩层密度 ， k g ／ m ； p 为地层水密度 ， k e m ； H为盖层埋深 ， m。 在 P值为 0时 ， 膏盐具有塑性 ， 此时 围压 为 4 0 ． 6 MP a 。根据的 围压与埋深 之间的关系式 5 ， 可 以计算在埋深 为 2 5 5 0 m 时 ， 膏岩发 生脆 一延转换 。 即膏盐 DB P 为 2 5 5 0 m。 的最小抬升幅度 。在研究 中发现 ， 由于泥岩较少捕 获 包裹体 ， 并且发现脆性系数 脆性系数是描述岩石韧性 特征的参数 具有 白云岩 灰岩 泥岩 膏岩的特点 ， 所以利用可以捕获大量包裹体的灰岩等效。 选择塔里木盆地西北部小海子水库附近的野外露 头 ， 以奥陶系蓬莱坝组灰岩裂缝 与方解石 晶体中的包 裹体为研究对象 ， 探讨 了地层 由于构造抬升引起压力 卸载 ， 裂缝张开的条件。分析取样点的地质演化历史 之后 ， 认为奥 陶系沉 积后 ， 地层 经历 了复杂 的地质过 程 ， 达到最大埋深 ， 此时地层围压大 ， 层间有少量裂缝 ， 但裂缝闭合 ， 很少有流体通过 ； 在地层抬升以后 ， 奥 陶 系上覆地层被剥蚀 ， 压力卸载 ， 裂缝张开 ， 有流体通过 ， 流体被裂缝愈合与孔洞充填时的方解石捕获形成流体 包裹体。 此次分析， 获得灰岩裂缝充填方解石脉的包裹体 均一温度数据 1 1 0个 ， 其峰值温度在 9 01 1 0℃之间 ， 借鉴与剖面位置最近的同 1 井埋藏史来模拟下奥陶统 蓬莱坝组埋藏与抬升过程 ， 蓬莱坝组灰岩在由4 7 5 0 m 最大埋深 抬升至 2 5 0 0～ 3 2 0 0 m左右时裂缝张开 ， 抬升幅度在 1 5 5 0 2 2 5 0 m， 选择一个最小 的发生裂 缝化的条件， 即灰岩在地层抬升幅度为1 5 5 0 m， 开始 发生破裂。 泥岩的超固结比 O C R 为最大垂直有效压力和现 今垂直有效压 力 的比值 ， O C R越 大 ， 高演化 泥岩 的脆 性也越大。在不考虑构造应力作用下 如区域性水平 挤压应力导致地层变形和褶皱、 断裂等因素 ， 只考虑 抬升剥蚀、 地层卸压这一 因素 时， 当 O C R≥2 ． 5时 ， 泥 岩发生破裂 ， 从而失去封闭性 。 此次试验的抬升过程计算 了超 固结 比， 在埋深为 4 7 5 0 m抬升至 2 5 0 0 m， 抬升 幅度为 1 5 5 0 m 时， 其 O C R 1 ． 9 。所以我们可以用 O C R参数来评价盖层发 生破裂的地质条件 ， 泥岩 O C R可 以取值 2 ． 5 ， 而灰岩 O C R取值 1 ． 9 ， 作为裂缝化产生的条件。 3 塔里木盆地古生界盖层评价及应用 2 ． 2 ． 4 盖层裂缝化深度 D 等效估算 3 ． 1 盖层分级评价标准的建立 岩石在抬升阶段会 出现裂缝化 已被理论研究和野 外观察所证实 。抬升阶段的裂缝化现象可以用在实验 室三轴卸压试验来模 拟再 现， 但是 由于难 以得到理想 的未经历抬升与再压实的样品 ， 实验室模拟非常 困难 。 在野外 ， 我们注意到在裂缝 中多充填石英或方解石 ， 这 是裂缝开启流体 曾经发生流动的标志 ， 其中的流体包 裹体记录了裂缝发育的地质条件 。用包裹体 的均一温 度去反推和估算岩石发生裂缝时的埋深 。把岩层在抬 升前 的最大埋深减去这一埋深 ， 即可得到出现裂缝化 根据上述评价思路及三个关键参数 的求取 ， 对 泥 岩盖层和膏盐岩盖层进行评价和分级 表 1 ， 表 2 。如 果是对单井的某套盖层进行评价， 只要根据井区的地 质演化历史， 建立单井的埋藏史， 就可以分级评价其在 不 同演化阶段的封闭性能。如果需要对某套盖层进行 平面横向上分级评价， 需要基于区域上古构造演化历 史和地层剥蚀厚度恢 复结果 ， 恢复盖层在不同历史 时 期的埋深 ， 进而根据上述 3个临界深度参数 ， 进行分级 评价 。这样做既可以动态评价不 同时期的封盖性能 ， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6期 张仲培 ， 等． 塔里木盆地巴 一麦地区古生界油气盖层动态演化评价 8 4 7 表 1 塔里木盆地 石炭 系泥岩盖层封盖性分级评价标 准 Ta b l e 1 Cr i t e r i o n f o r s e a l i n g c a p a c i t y a s s e s s m e n t o f t h e Ca r b o n i f e r o u s mu d s t o n e c a p i n t h e Ta r i m Ba s i n 表 2 塔里木盆地中一下寒武统膏盐岩盖层封盖性分级评价标准 Ta b l e 2 Cr i t e r i o n f o r s e a l i n g c a p a c i t y a s s e s s me n t o f t h e M i d d l e -- L o we r Ca m b r i a n s a l t - g y p s u m c a p i n t h e Ta r i m Bas i n 也可 以考虑同一时期不同地区因差异沉降 一隆升导致 的变化 ， 对同一套盖层在平面上进行 等级划分 。两种 方法结合 ， 达到由点及面的评价 ， 从而满足区带评价的 需要 。 3 ． 2巴 一麦地区盖层动态评价 在完成对 巴 一麦地区古构造恢复 的基础上 ， 按 照 上述泥岩盖层分级标准 ， 以巴楚组泥岩顶面、 中 一下寒 武统顶面系列古埋深等值线图为底图 ， 编制了一系列 盖层动态演化评价图。 3 ． 2 ． 1 石炭 系巴楚组泥岩盖层封盖能力动 态评价 从石炭 系下泥 岩段 盖层评 价 图 中可 以看 出 图 6 ， 白海西晚期以来至喜马拉雅晚期 ， 石炭系巴楚组泥 岩盖层在 巴楚隆起 区西北部 的差封盖 区 Ⅲ类 区 在 不断扩大 ， 而在麦盖提斜坡封盖性能在不断增强 ， 由 Ⅱ 类区变为 I类 区。海西晚期大幅抬升之前 ， 在 巴楚隆 起区西北部 ， 因埋深小于 2 1 0 0 m， 尚未进入封油的临 界深度 ， 为无效盖层 ， 评价为 Ⅲ类区。在中、 南部 ， 盖层 埋深较大 ， 但未达到能封闭气的深度 ， 也未达到泥岩发 生脆延转换的深度 ， 所 以评价为 Ⅱ类区。 达到最大埋深后在海西末期经历抬升 ， 盖层 的裂 缝化是影 响封盖能力 的关键因素。用超固结比 O C R 也可对该 阶段盖层裂缝化程度进行初步评价。计算得 出不 同构造分区 7口代 表井 玉 2 、 康探 1 、 巴开 8 、 巴 探 5 、 和 田 1 、 和 4、 玉北 1 抬升幅度和 O C R值 ， 结果表 明， 位于和靠 近西北 部 的井 ， O C R值 较大 ， 玉 2井 为 2 ． 4 6 ， 接近裂缝化的临界值 2 ． 5 。而在南部 的玉北 1 井 区， 只有 1 ． 3 4 ， 属 于无 裂缝化 区域。这一计 算结果与 上述的评价结果具有较好 的一致性 。 喜马拉雅晚期石炭系下泥岩段埋深加大 ， 部分盖 层进人了脆延转换的深度 。在南 部的麦盖提斜坡上 ， 埋深较大 ， 超 过 4 7 8 0 m， 因此评 价为 I 类 区 图 6 。 但在北部地 区， Ⅲ类 区进一步扩大。有盖无效可能是 制约该地区没有成藏 的重要原 因。 在巴 一麦地区的中部 ， 根据埋深的差异 ， 划为Ⅱ 和 Ⅱ 2 两类 ， 其划分的界线是 4 2 0 0 m的等深线。埋深超过 4 2 0 0 m 时， 是 气 的有 效 盖层 ， 所 以埋 深 在 4 2 0 0～ 4 7 8 0 m时盖层评价为Ⅱ 1 类 ， 其余评价为Ⅱ 2 类。 3 ． 2 ． 2寒武系膏盐岩盖层封盖能力动态评价 对于中寒武统盐膏岩盖层 ， 前面求取 的封 闭能力 形成初始深度 1 2 3 0 m和脆延转换 临界深度 2 5 5 0 m 是评价共封闭能力的关键依据 。评价结果显示 ， 自海 西期到喜马拉雅 晚期 ， 研究 区西南部 的差封盖 区在不 断缩小 ， 最后全部演变成 I 类区。相反 ， 巴楚隆起西北 部 ， 局部地区盖层却在不断变差 ， 由海西期的 I类区演 变为喜马拉雅晚期的Ⅲ类区。 从评价图可 以看出， 在海西早期 的巴 一麦地 区西 南部 ， 由于膏盐埋深较浅 ， 没有达到能具有封盖能力 的 1 2 3 0 m的深度范围 ， 所 以划为 Ⅲ类 区， 认为 当时该地 区无有效盖层 ； 在 Ⅲ类 区 的北部 ， 膏盐盖层 埋深超过 1 2 3 0 m但是埋深未达到膏盐发生韧性变形 的深度范 围 ， 考虑盖层岩性 的塑性 ， 其划分为 Ⅱ类 ， 为有效盖层 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 5 0 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 5卷 影响 ， 大部分地 区寒武系的埋深进一步增大 ， 超过 了盖 层脆延转换的临界深度 ， 所以寒武 系膏盐盖层被认为 是达到 了能够封 闭油甚至高压气藏的条件 ， 评价为 I 类 区； 只在西北部局部隆升较强 的古董 山构造带及 以 北地区较差 ， 评价为 Ⅱ一Ⅲ类 区。 3 ． 3 盖层动态评价结果应用 勘探实践表明 ， 巴 一麦地区油气发现与显示 ， 具有 东西分段的特征 。东南部地区集 中在下古生界 ， 而西北 部地区集中在上古生界 ， 这是与石炭系的盖层封盖性能 有关。在东南部地区， 白海西 晚期 以来， 石炭系盖层一 直有效 ， 评价为I 一Ⅱ 类盖层 ， 所以油气主要在下古生界 聚集 ， 而西北部地区伽 1 井 附近 ， 直接覆盖在生屑灰岩 顶部的中泥岩厚度 ， 仅剩有1 6 m， 使得石炭系上、 中两套 泥岩盖层基本不具备封盖能力。玉 2井虽然在石炭系 见到了良好的油气显示 ， 但没有获得油流， 该井 的失利 与该处石炭 系泥岩盖层较严重的剥蚀有很 大的关 系。 所 以西北部区域多评价为Ⅲ类盖层 ， 下古生界储层与石 炭系盖层的储盖组合较差 ， 油气沿断裂带在上古生界多 层分散聚集。 玉北地区寒武系膏盐岩盖层在海西早期封盖性能 不好， 油气可以穿越盖层， 向上运移 ， 而上部的奥陶系泥 灰岩盖层埋深较浅 ， 并多被剥蚀 ， 盖层无效， 有油气运移 过程 ， 而不能成藏 ， 玉北 1井储层 中的沥青就是这次油 气聚集过程的证据 ； 在海西晚期 以后 ， 石炭系盖层评价 为I 一 Ⅱ 类盖层 ， 所以， 石炭系覆盖区是有利的勘探领域。 因此 ， 海西晚期 目前认 为的主力成 藏期 ， 巴 一 麦西北部地 区石炭 系盖层为差保存 区， 好保存 区主要 分布于和田古隆起区和巴楚隆起的中东部 。喜 马拉雅 晚期 油气藏调整 和定型期 ， 因为 巴楚隆起西 、 北发 育多条断至浅表的断层 ， 基本上为差保存区 ， 好保存 区 主要分布在麦盖提斜坡和巴楚 隆起南缘带 以及 巴楚隆 起的东部大型构造带 间的区域。 在评价好的保存 区内， 部署的 巴探 5井 在奥陶系 获得天然气发现 ， 玛北 1井 中 一下寒武统遇 良好 的油 气显示 ， 玉北地区多 口井在奥 陶系钻遇良好油气显示 。 这些勘探结果与上述评价 的好封盖 区是基本 一致的 ， 也证实这一评价结果 的科学性与可靠性。 4 结论 1 盖层封盖性能受多种 因素影响 ， 且在地质演化 过程中动态变化。充分考虑盖层的地质演 化过程 ， 把 盖层的宏观变化 、 物性演化、 应力应变特征等因素综合 考虑 ， 是实现盖层动态评价的科学做法。 2 盖层在埋藏阶段初始封 闭能力的形成、 力学性 质的变化 、 抬升阶段裂缝化的出现均与盖层的埋深有密 切关系； 且这些关系可以通过样品实验测试数据和盖层 地质演化历史分析建立起来 。盖层封盖能力形成 的临 界深度 D m 、 脆 一 延转换的临界深度 D 一 、 隆升阶段 开始裂缝化深度 D 3 个参数可以用来作为分级 、 定量 评价的依据。结合单井埋藏史和平面上古埋深恢复 ， 可 以实现由井点到平面上的盖层动态分级评价。 3 塔里木盆地巴 一麦地 区石炭 系巴楚组泥岩盖 层初始 封 闭石 油对 应 的临 界埋 深平 均 为 2 1 0 0 m。 中 一下寒武盐膏岩盖层具备初始封闭能力的临界埋深 是1 2 3 0 I n ， 脆 一延转换临界深度为 2 5 5 0 I T I 。 4 塔里木盆地古生界海相油气受多套盖层控制。 石炭系 巴楚 组 泥岩是 海相 油气最 重要 的 区域盖 层。 巴 一麦地 区多套盖层封盖性能的动态演化受多期差异 隆 一拗演变控制明显。 白海西晚期以来至喜马拉雅晚 期 ， 石炭系巴楚组泥岩盖层在 巴楚隆起 区西北部 的差 封盖区不断扩大 ， 而在麦盖提斜坡封盖性能不断增强 。 对于中 一下寒武盐膏岩盖层 ， 白海西期 到喜马拉雅晚 期 ， 西南部的差 封盖 区在不 断缩小 ， 而 巴楚 隆起 西北 部 ， 局部地 区盖层却在不断变差。 5 麦盖提斜坡 、 巴楚南缘构造带及隆起大型断裂 带间的区域是油气好保存区。 参考文献 [ 1 ] 周兴熙． 源一盖共控论述要 [ J ] ． 石 油勘探 与开发 ， 1 9 9 7， 2 4 6 4 7． Z h o u Xi n g x i ．Es s e n t i a l s a b o u t hy d r o c a r b o n d i s t rib u t i o n c o n t rol l e d s o u r c e a n d s e l a [ J ] ． P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p m e n t ， 1 9 9 7 ， 2 4 6 4 7 [ 2 ] 赵孟军 ， 张水昌． 塔里木盆地天然气 成 因类 型及成藏 条件 [ J ] ． 中 国石油勘探 ， 2 0 0 1 ， 6 2 2 73 1 ． Z h a o Me n g j u n， Z h a n g Yo n g c h a n g ． T h e g e n e s i s t y p e s a n d a c c u mu l a t i o n c o n d it i o n o f n a t u r a l g a s i n T a ri m B a s i n [ J ] ． C h i n a p e t r o l e u m e x p l o r a - 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