图96表示了Є+O1和O2+3地层烃源岩展布轮廓,包括碳酸盐岩和泥岩,质量都较好。从加里东期在坳陷区就开始成熟,地温梯度普遍较低,台区现在还可生烃、生油。只要其他条件匹配,下古生界成藏条件非常有利。最重要的是适时有效圈闭、有效储集(含盖层)问题,以及可钻深度的制约。其中有效储层和输导层是评价下古生界油气的关键。
由于地史久、埋藏深,以碳酸盐岩为主的下古生界储集和输导,已很少有常规孔隙层。台地碳酸盐岩溶蚀孔、洞储集,以及白云岩、礁滩等孔隙层,成为下古生界具有举足轻重的特殊意义,尤其加上有利的构造裂缝因素,容易形成高产大储量油气藏。塔里木O1地层台地石灰岩,在海西早期运动古隆起顶部普遍暴露,图97概略表示O1地层岩溶有利区,以塔北范围最广。不但灰岩暴露区遭受地表水溶蚀,即使上覆O2+3等地层,在一定深度范围内地下潜水溶蚀也很显著,大大扩展了岩溶储集的面积。海西早期古岩溶作用,已发现塔河、塔中1、玛扎塔克(和田河)等重要油气田;海西晚期岩溶在雅克拉、英买力、塔东、轮南断垒等地见有工业油气井。
图100 塔北—塔中构造发展示意图
图101 塔北海相砂岩在构造发展中油气聚散示意图
有关下古生界碳酸盐岩岩溶储层研究工作相当深入,比较重要的有叶德胜等[141,296]、白玉雷等[297]、林中民等[298]的论文。笔者1999年发表 “塔里木奥陶系岩溶储集的油气前景”一文[293],初步论述了古地貌、水流和岩溶关系。古隆起主体为侵蚀高地,两侧为低谷洼地,翼部为斜坡。在向SW倾轴部位有明显的山丘,塔河大油田的S46、S47、S48井等就处于此部位,古高地供水区,岩溶作用强烈,溶洞发育,但容易充填或垮塌,洼地为泄水区,地表岩溶不发育,地下潜流可能发育。斜坡带有较强的水动力条件,容易形成重要的潜流暗河,且不易沉淀堵塞。尤其是斜坡带的山丘,地表喀斯特破碎,上、下贯通,如塔河四号构造[293]。塔河地区钻井经常有放空、漏失现象,S48井巨型溶洞,油井产量高、稳定时间长。O1地层碳酸盐岩台地灰岩,质纯性脆,极其致密,总平均孔隙度仅1%左右。基质岩不可能成为储层,因此溶洞油藏往往能形成自我封闭。
白云岩结晶溶蚀而成为孔隙性储层,在雅克拉和塔中O1地层下部,以及Є地层中都获得很好的油气;如著名的沙参2井,一举闻名中外。白云岩晶间溶孔储层领域,应是塔里木潜在的重要目标。在寒武-奥陶纪满加尔裂陷槽深水盆地与地台之间的台缘礁滩,颗粒岩发育,容易形成良好的孔隙、溶孔储层,地震剖面上也多有丘状或其他异常反映,已引起高度重视。
裂缝,尤其是构造裂缝系统,曾经是四川南部、东部构造群中碳酸盐岩主要储集体。但是,逐步认识到单一构造缝有很大的局限性。因为裂缝孔隙空间很小,非均质极强,同一井场直井无气显示,斜井获高产的现象屡见不鲜。裂缝储集不易在全构造圈闭内大范围聚集,所以纯裂缝气藏储量一般较小,只有和溶蚀、结晶、礁滩颗粒等作用相结合,才能获得规模较大的储量。而低孔渗砂岩裂缝性储集则又不具备这些条件,必须靠裂缝网络发育增大储量。
塔里木盆内构造以垂向起伏为主,断面很陡,塔北、塔中在海西期虽挤压,构造曲率值不高;喜马拉雅晚期盆边挤压推覆很强烈,但范围不宽,应力消失很快。盆内除巴楚局部地区外,构造非常和缓,裂缝系统规模都不大。但是裂缝能沟通溶孔、溶洞,并为溶蚀作用提供更有利条件。钻井岩心证实了沿裂缝溶蚀作用增强,溶蚀孔洞大都沿断层和裂缝分布[298]。
由于岩溶油气层的不均匀性,尽可能采用最先进的科学技术方法进行勘探与预测,关键是将古岩溶地质模型和地震信息相结合,以探索深部千变万化的岩溶油气藏实体的展布。利用O1地层与侵蚀面上覆盖层(为C1b泥质岩)速度差异所导致的振幅变化和其他参数差异,判别侵蚀面下O1地层的地质特性(图102)。利用地震资料计算各道之间的相关性,突出不相关的异常现象。塔河地区所获工业油气井,均位于相关性差的地区。O1地层内部缺乏波阻抗界面,内幂反射微弱杂乱,但有溶洞或溶缝的组系,往往有充填的泥质,呈现非层状的局部强反射或内幂绕射。地震技术日新月异,塔里木等地的实践和研究,已有相当效果,争取在下古生界岩溶油气成果及相应新技术双双获得更大突破。
在研究下古生界碳酸盐岩(Є+O)油气藏主控因素时,不应忽略志留系以砂岩为主的成藏条件。在我国三大自由陆块性质开始转变的志留纪,华北陆块普遍抬升没有保留沉积物,扬子因与南方陆块拼接而形成广泛的前陆坳陷,砂、泥岩巨厚而成为重要的烃源;塔里木则以过量的碎屑和晚期浅水杂色泥岩为主,生烃条件远不及储集岩的意义。从大量钻井及地表资料可知,志留系的含油显示极其普遍:柯坪地表沥青砂岩绵延两百多千米,塔北英买力已有多口井获高产油流;著名的哈拉哈塘1井,在6050~6338m井段,沥青砂岩厚达139m[286]。塔中11井获工业油流外,塔中401,6,10,17等井钻遇沥青岩和稠油;塔东也在英南2井及龙口维马克2井发现工业性气藏[291,292]。最引人关注的是中部平缓地区的跃南1井,有40m厚的沥青砂岩,并有低产可动油流,胜利1井也有志留系古油藏。
烃源丰富的Є—O地层,其上覆盖大套砂泥岩,志留系的油气远景相当优越,分析有如下成藏形式:(1)沙雅西(英买力)海西晚期构造,为中生代地层披覆,有秃顶构造、单斜构造。(2)塔北隆起早海西运动使北部被剥蚀,东、南、西侧上倾楔状体。(3)塔中隆起上未剥蚀受构造控制圈闭和北侧楔状体。(4)大型隆起之间广阔地区的平缓构造,相变频繁的岩性封闭。志留系的油气远景应尽快开展深入的系统研究和探索,其下O2+3烃源岩有些尚处于生油窗内,埋藏比Є—O地层浅得多,可钻范围很广。
图102 阿克库勒古隆起O1地层岩溶潜山地震反射简图