摘要
礁滩复合体作为一种特殊的碳酸盐岩建造已在全球发现多个大型油气田，如沙特的Ghawar油田、俄罗斯的奥仑堡(Orenburg)油田、尤兹港希尔丘乌(Yuzhno Khilchuyu)油田、墨西哥的波扎里克(Poza Rica)油田、美国的斯科里(Scurry)油田，油气储量都在亿吨以上。自上世纪八十年代中期以来，我国也相继在珠江口盆地的东沙隆起及川东北地区发现了流花11-1海相生物礁大型油田和普光礁滩型大型气田。但由于勘探技术和地质认识的制约，我国礁滩复合体的油气勘探尚未获得预期的成果。主要是因为对礁滩复合体形成环境，礁滩复合体空间几何展布，礁滩复合体发育力学机制与控储机理，礁滩复合体预测评价等方面的研究仍然比较薄弱。 勘探实践表明，塔中I号坡折带上奥陶统良里塔格组发育了一套礁滩复合体，是目前塔中隆起上的主要油气产层。初步研究表明，该套礁滩复合体主要于分布于晚奥陶世形成的塔中I号坡折带，其成礁环境条件及其空间发育特征不仅受控于晚奥陶世的生态演替及其坡折带本身结构的分段性和高频海平面变化，造成了礁滩发育模式多样化以及生长的阶段性，而且还由于不同程度地受到后期各种溶蚀作用的叠加改造，造成礁滩复合体的内部微相的堆叠和迁移及储渗结构的复杂化。因此深入研究该套礁滩复合体的成礁环境、空间结构和控储机理不仅可以充分揭示我国早古生代时期成礁的动力学机制，而且对于指导同类型油气田的勘探均具有重要的价值。 本文通过综合层序地层格架、古生物、古生态和古地磁等资料，阐述了良里塔格组沉积期礁滩复合体发育的环境和控制因素；应用地球物理测井、层序地层学、地貌学、沉积学和岩石学等方法，对礁滩复合体进行沉积相、微相划分，建立了高频海平面变化控制下的礁滩复合体的叠置迁移模型，通过现代和盆缘礁滩复合体的实际考察等，建立了塔中I号坡折带奥陶纪大型礁滩复合体的几何模型；利用礁滩复合体地震反射特征进一步对礁滩体进行了空间标定和预测；基于岩心、薄片和测试分析资料，深入讨论了同生岩溶、古风化壳表生岩溶、深部热液岩溶及构造破裂和TSR等各种地质作用对复合体储层的叠加改造性；并运用目前油气分布资料阐述了这种岩性油气藏内部油气分布的非均质性规律。取得的主要认识如下： (1)建立了良里塔格组礁滩复合体的层序地层学格架，解析了塔中I号坡折带的成礁环境。 通过大量岩心、测井资料的分析、对比，建立了良里塔格组高分辨率层序地层格架。根据大量岩心和薄片观察结果，确定了良里塔格组造礁生物的门类和种属，并与全球包括国内奥陶纪礁生物生态群落进行了对比。基于该区构造发育特征，分析了塔中I号坡折带从断裂带经长期的侵蚀发育成坡折带，具备礁滩发育的水动力条件。同时运用古地磁、及其氧同位素资料，恢复了塔中地区在良里塔格期造礁期的纬度和气候条件。阐述了塔中I号坡折带良里塔格组沉积期具备良好的造礁环境。 (2)剖析了台缘坡折带地质结构的分段性对礁滩复合体发育的控制。 塔中I号坡折带是由构造断裂带发育而来，由于构造作用强弱的不同，基地卷入与盖层滑脱程度的不同，并受北东向的走滑断裂影响，坡折带横向上具有的明显分段性特征。这种地质结构分段性控制了礁滩复合体发育时地貌背景的差异性、沉积相带的复杂性和古生态的多变性，导致礁滩复合体西高东低，东窄西宽，东陡西缓；台缘厚台内薄，中段变化缓，两侧变化快的空间展布格局。 (3)建立了大型礁滩复合体空间几何学模型。 通过岩心观察及测井曲线分析，解剖了良里塔格组礁、滩、丘体等各个微相在纵向上的多旋回发育特征。基于现代澳大利亚大堡礁和塔里木盆地一间房剖面的野外考察和精细解剖，及单井和连井剖面的对比结果，结合地震相研究成果，阐述了多期次礁滩体纵向叠置及侧向迁移特征。采用分形分维计算方法，通过对井下、野外和地震等礁滩复合体识别统计，建立了坡折带礁滩复合体空间几何模型。 (4)阐明了礁滩复合体发育的动力学特征和叠加控储机制。 从奥陶系台地构造演化的阶段性、海平面变化的周期性以及奥陶系造礁生物生态群落的演替及生物追长性角度分别建立了良里塔格组各个时期礁滩复合体发育的沉积相模式，深入分析了其多期生长发育的动力学特征。良里塔格组三期叠加发育的礁体生长与台地演化的构造阶段性相适应，同时控制了礁滩复合体微相类型上的多样性和分异性。礁滩体沉积及其后期埋藏过程中所经历的同生期岩溶作用、表生岩溶作用、埋藏期热水岩溶作用以及多期构造破裂作用是该礁滩体得以储层改良的主要叠加作用类型。 (5)利用古地貌和地震相确定了礁滩体发育特征的分区性和差异性。 运用叠后地震属性提取技术包括分频、相干体、复数道体属性和层位属性等技术以及聚类、优化和三维可视化技术，阐述了良里塔格组礁滩复合体的空间分布。结合古地貌和地震相分析结果，将礁滩复合体的平面发育特征划分成了5个不同的区域。塔中24-塔中26井区呈细条状分布，地震上以半丘状为主，南北向地形陡，以孤立的礁滩相和粒屑滩为主，基质孔不发育。塔中82-62井区呈带状分布，地震上以丘状、串珠状为主，南北地形略缓，以较连续的礁滩相、丘滩相、粒屑滩相为主，基质孔发育。塔中54井区呈有起伏的条状分布，南北向地形较缓，以丘滩相为主，局部地区发育点礁，基质孔较发育。塔中85井区呈宽缓条状分布，南北向地形较缓，以丘滩相为主，基质孔不发育。塔中45井区呈断续条状分布，南北向地形缓，以丘滩相为主，基质孔不发育。 论文的创新点 1、塔中奥陶纪古生态学领域的重大发现。 古地磁、古地理、古地史研究表明塔中晚奥陶世良里塔格组沉积期具备造礁生物大量繁殖的古生态环境，并被钻井取心化石的多样性充分证实；特别是，造礁生物更详细的研究发现塔中良里塔格组菌藻类、钙藻类和苔藓虫丰度要明显高于中国其他地区，而且珊瑚一层孔虫动物格架礁在岩石组成中尽管不占明显优势，且属种较少，但却代表了我国最早的造礁珊瑚一层孔虫先驱群落，因此，珊瑚一层孔虫生物礁是中国目前所发现的最低层位的非海绵类礁，具承先(少量残余托盘类-钙质海绵)启后(出现中国最早的造礁珊瑚-层孔虫)的重要特征，拓展了塔里木盆地生物礁油气勘探的时空范畴； 2、实现了塔中I号坡折带礁滩复合体分段几何学建模。 深刻剖析了塔中I号坡折带地质结构的分段性、古地貌的特殊性、碳酸盐岩台地边缘演化、海平面的高频变化对大型礁滩复合体沿台缘成群成带分段展布格局的控制作用，以及多成因溶蚀改良下大型礁滩复合体优质储集体的形成力学机制；系统研究了塔中I号坡折带礁滩复合体大滩小礁的组成特征，纵向多旋回叠置、横向多期次加积的结构特征和水体向上变浅的沉积特征；根据一间房、澳大利亚HERON ISKAND考察，结合井下与地震相，分段建立了塔中I号坡折带礁滩复合体几何学地质模型丘一粒屑滩模型、大型礁丘一粒屑滩模型、小型礁丘一粒屑滩等模型。塔中I号坡折带礁滩复合体分段几何学建模揭示了塔中奥陶纪礁滩复合体发育演替几何学、动力学机制，丰富了礁滩复合体发育模式，有效指导了塔中古隆起奥陶系生物礁油气勘探开发的规模效益化发展。
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