屈海洲, 孙尧斌, 张云峰, 潘文庆, 张正红, 袁萍, 范坤宇, 钟治奇. (2017)碳酸盐岩层序地层格架内组构选择性孔隙分布特征——以塔里木盆地塔中地区上奥陶统良里塔格组台地边缘相为例* [J]. 古地理学报, 19(5): 879-891
Qu Haizhou, Sun Yaobin, Zhang Yunfeng, Pan Wenqing, Zhang Zhenghong, Yuan Ping, Fan Kunyu, Zhong Zhiqi. (2017)Characteristics of fabric selective pore distribution in carbonate sequence stratigraphy framework: A case study from platform margin facies of the Upper Ordovician Lianglitage Formation in Tazhong area,Tarim Basin[J]. Journal Of Palaeogeography, 19(5): 879-891.   
DOI:10.7605/gdlxb.2017.05.068
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碳酸盐岩层序地层格架内组构选择性孔隙分布特征——以塔里木盆地塔中地区上奥陶统良里塔格组台地边缘相为例*
屈海洲1,2,3, 孙尧斌2, 张云峰1,2,3, 潘文庆4, 张正红4, 袁萍4, 范坤宇4, 钟治奇2
1 西南石油大学天然气地质四川省重点实验室,四川成都 610500
2 西南石油大学地球科学与技术学院,四川成都 610500
3 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都 610500
4 中国石油塔里木油田分公司,新疆库尔勒 841000

第一作者简介 屈海洲,男, 1987年生,博士,西南石油大学讲师,主要研究方向为沉积学及储层地质学。 E-mail: cugfry@163.com。

收稿日期:2016-11-20
基金:*国家自然科学基金(编号:41702163、41702122),天然气地质四川省重点实验室开放基金资助项目(编号: 2015trqdz05),西南石油大学科研“启航计划”(编号:2017QHZ008)和国家科技重大专项(编号: 2011ZX05004-004)共同资助
摘要

组构选择性孔隙是塔中地区良里塔格组台地边缘相油气储集层的重要孔隙类型,目前该类型的孔隙在层序地层格架内的分布特征仍不清晰。作者在前人建立的层序地层格架的基础上,通过大量的岩心、薄片、测井及地震资料的分析,在塔中地区良里塔格组台地边缘相识别出 7类主要组构选择性孔隙: 粒内溶孔、粒间溶孔、铸模孔、粒间孔、窗格孔、生物体腔孔及格架孔。高频层序中,组构选择性孔隙在 90%的礁(丘)滩复合体中上部的大气淡水渗流带—潜流带中成层集中发育,厚度 10~40 m,且各类型孔隙纵向上分布特征不同。受研究区湿润的古气候、相对海平面的频繁波动、台地边缘礁滩相较大的沉积速率及较好的初始渗透性等因素控制,组构选择性孔隙的发育具有层位性、旋回性及区块差异性等分布规律。即组构选择性孔隙层主要发育在高位体系域内沉积的良三段—良一段中;纵向上发育 5期,主要分布在进积型准层序组 6、 8及 9中,其次是加积型准层序组 5、 7、 10;自东向西,各井区孔隙层数量、厚度及物性均逐步降低,主要孔隙类型由粒内溶孔、铸模孔、粒间溶孔及体腔孔逐渐变为以窗格孔、粒内溶孔及粒间溶孔。

关键词: 组构选择性孔隙; 台地边缘; 层序地层格架; 良里塔格组; 塔中地区; 塔里木盆地
中图分类号:TE122.2 文献标志码:A 文章编号:1671-1505(2017)05-0879-13
Characteristics of fabric selective pore distribution in carbonate sequence stratigraphy framework: A case study from platform margin facies of the Upper Ordovician Lianglitage Formation in Tazhong area,Tarim Basin
Qu Haizhou1,2,3, Sun Yaobin2, Zhang Yunfeng1,2,3, Pan Wenqing4, Zhang Zhenghong4, Yuan Ping4, Fan Kunyu4, Zhong Zhiqi2
1 Sichuan Key Laboratory of Natural Gas Geology,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,Sichuan
2 Institute of Earth Science and Technology,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,Sichuan
3 State Key Laboratory of Oil and Gas reservoir Geology and Exploitation,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,Sichuan
4 Tarim Oilfield Company,PetroChina,Korla 841000,Xinjiang
Fund:[Co-funded by the National Natural Science Foundation of China (Nos.41702163, 41702122), the Open Fund of Sichuan Key Laboratory of Natural Gas Geology(No.2015trqdz05), Scientific Research Starting Project of SWPU(No; 2017QHZ008) and the National Science and Technology Major Project(No.2011ZX05004-004)]
Abstract

The fabric selective pore is an important pore type of reservoir in the platform margin of the Upper Ordovician Lianglitage Formation in Tazhong area,Tarim Basin. The distribution of fabric pores in the sequence stratigraphy framework is not clear. Based on the analysis of mass data of cores,thin sections,well logging and seismic data,the fabric selective pores in Lianglitage Formation in sequence stratigraphy framework were classified into seven types,including solution interparticle pore,solution intraparticle pore,moldic pore,interparticle pore,fenestral pore,biointraparticle pore and growth framework pore. Within the high￣frequency sequences, the fabric selective pores usually develop in the upper part of the reef-bank complex,which is interpreted to be exposed to the vadose zone and phreatic zone during the relative sea level drop. These fabric selective pores usually form a 10-40 m thick layer ,and each type of pores displays a distinct vertical distribution pattern. The development of fabric selective pores is controlled by the humid paleoclimate, frequent changes of relative sea-level, high deposition rate and the original high permeability in reef-bank complex in the platform margin. In the third order sequence,the layer of fabric selective pores mainly develop in the high stand system,and are distributed in the Member 3-Member 1 of Lianglitage Formation. Vertical distribution of fabric selective pore can be grouped into 5 stages,most of which are distributed in the progradational parasequence sets of 6, 8 and 9 followed by the aggradational parasequence sets of 5,7 and 10. From east to west,the amount, thickness and porosity of the fabric selective pore layers decrease across the study area,with the dominant types of fabric selective pores gradually changing from solution intraparticle pore,solution interparticle pores,moldic pores,biointraparticle pores into fenestral pores,solution intraparticle dissolved pores and solution interparticle dissolved pores.

Key words: fabric selective pore; platform margin; sequence stratigraphy framework; Lianglitage Formation; Tazhong area; Tarim Basin

基于不同油气地质研究需要, 碳酸盐岩孔隙主要有4种分类方案(Archie, 1952; Choquette and Pray, 1970; Lucia, 1983, 1999; Lø nø y, 2006)。其中, 从油气勘探阶段研究储集层孔隙成因的角度, Choquette和Pray(1970)依据孔隙和组构之间的依赖关系是否明确, 划分了组构选择性、非组构选择性孔隙2大类。其中, 组构选择性孔隙指沉积物(岩)中某种结构组分被选择性溶解而形成的孔隙。它们可以形成于早期矿物稳定化过程, 如文石、高镁方解石的溶解, 也可以形成于成岩后期, 例如因矿物溶解度差异而形成的矿物(如白云岩基质中的石膏等)的溶解(Choquette and Pray, 1970; Moore, 2001)。自20世纪70年代以来, 层序地层学不仅成为油气勘探地质的重要工具, 而且被广泛应用于碳酸盐岩沉积学、储集层地质学的研究中, 成为重要的应用模型(Sarg, 1988; Emery and Myers, 1996; Harris et al., 1999; 于炳松等, 2007; Eriksson and Calner, 2008; 胡明毅等, 2010; 纪友亮等, 2011; 吴因业等, 2011; Spalluto, 2012; Betzler et al., 2013; Phelps et al., 2013)。它的核心内容是以可容空间减小形成的不整合面去研究地层记录的旋回性, 而可容空间受到全球海平面升降、气候、构造沉降及沉积物供给速率等4个因素的控制(Posamentier and Allen, 1999; Embry, 2002; Catuneanu, 2006; 梅冥相, 2010, 2011, 2012)。这些因素也影响了沉积物成岩环境的变化、成岩作用类型及孔隙形成、充填及分布(Tucker, 1993; Saller et al., 1994b; Moore, 2001; Ronchi et al., 2010)。例如, 层序边界多形成于海平面下降期, 边界之下的碳酸盐沉积物表现出高化学活动性, 湿润古气候中的大气淡水带来的溶蚀作用甚至是喀斯特作用可以形成多种孔隙(Saller et al., 1994a; Moore, 2001; Booler and Tucker, 2002; Fritz et al., 2012)。

因此, 可容空间变化导致成岩环境、成岩作用改变, 进而形成的孔隙在层序地层格架内具有规律性和可预测性。组构选择性孔隙是塔中地区上奥陶统良里塔格组灰岩储集层的一种重要孔隙类型, 形成于早期成岩阶段可容空间缩小的大气淡水环境中(刘嘉庆等, 2010; 韩剑发等, 2011; 屈海洲等, 2013)。但是, 其在层序地层格架内的分布特征尚不明确, 笔者针对这一问题进行了深入研究, 以期查明该区的孔隙分布规律, 为本区的油气勘探工作提供借鉴。

1 地质背景

塔中低凸起位于塔里木盆地中央隆起中段, 南北分别与塘古孜巴斯凹陷和满加尔凹陷以断裂带形式相接, 呈北西向条带状展布(图 1; 周新源等, 2006)。中晚奥陶世, 塔中地区气候温暖湿润, 缺少陆源碎屑, 海水清澈、较浅, 水体能量较高, 形成了碳酸盐岩开阔台地— 台地边缘的沉积体系(陈景山等, 1999; 王振宇等, 2010a, 2010b)。上奥陶统良里塔格组层序可划分出海侵体系域和高位体系域, 前者包括4个退积、加积准层序组, 后者包括6个加积、进积准层序组(赵宗举等, 2010; 屈海洲等, 2014)。高位体系域的岩性为颗粒灰岩、生物礁灰岩夹泥晶灰岩, 高位体系域发育时期是台地边缘礁、滩相主要沉积时期。其中, 断裂坡折带处的水体浅、波浪作用强, 有利于生物的繁育, 碳酸盐产率高, 沉积了多期的生物礁、颗粒滩。它们是台地边缘的主要沉积亚相, 沉积的巨厚礁滩复合体形成了该时期台地的镶边体系(王振宇等, 2010a; 屈海洲等, 2014)。台地边缘中的生物礁有礁丘和灰泥丘2种类型, 东部井区(T83井以东)主要为礁丘, 至中部井区(T83井— Z9井)逐渐出现灰泥丘沉积, 西部井区则主要为灰泥丘。礁丘的沉积速率更快, 多形成更明显的正性沉积地貌及更大的沉积厚度(王振宇等, 2010a; 屈海洲等, 2014)。

图1 塔里木盆地塔中地区构造位置及沉积相平面分布Fig.1 Tectonic location and sedimentary facies distribution in Tazhong area, Tarim Basin

2 研究方法

选取台地边缘相带中30口钻井的岩心, 进行岩性、沉积构造及孔隙的观察描述。对东、中、西部等3个井区中的取心厚度大、岩性及孔隙类型较丰富的典型井, 各选取5、4、3口井进行取样。各井岩心每隔1.0, m钻取柱塞样品, 其中, 礁滩相及组构选择性孔隙发育的岩心段, 每隔0.5, m钻取柱塞样品, 共获得样品860个。首先进行各样品的孔隙度测试, 然后磨制成铸体薄片, 采用偏光显微镜进行岩石组构、孔隙等的观察、统计及分析。在赵宗举等(2010)、屈海洲等(2014)对塔中地区层序地层划分基础上, 笔者结合岩心、薄片的观察描述结果, 分析了高频层序、单个礁滩沉积旋回及三级层序中组构选择性孔隙的分布特征。

3 组构选择性孔隙类型

依据铸体薄片中孔隙观察与统计, 塔中地区良里塔格组中组构选择性孔隙包括原生孔隙、次生孔隙2类共7种类型(表 1)。

表1 塔里木盆地塔中地区上奥陶统良里塔格组碳酸盐岩孔隙分类(据Choquette和Pray, 1970, 有修改) Table1 Classification of carbonate rock pore space of the Upper Ordovician Lianglitage Formation in Tazhong area, Tarim Basin (modified fromChoquette and Pray, 1970)

(1)粒内溶孔: 主要见于砂屑、生屑及鲕粒的内部。其直径介于0.01~0.8, mm之间, 多被方解石充填。当这些方解石再次受到溶蚀作用, 可再次形成粒内溶孔(图 2-a, 2-b, 2-d)。(2)铸模孔: 颗粒基本被全部溶蚀, 仅保存颗粒的外形。它的直径多数为0.1~1, mm, 少数可大于2, mm。薄片中估算铸模孔的平均面孔率约为0.05%, 个别薄片中高达5%(图 2-a, 2-b)。(3)粒间溶孔: 颗粒之间的方解石胶结物被溶蚀形成的孔隙, 局部可见颗粒边缘因较强溶蚀作用而呈港湾状或锯齿状, 孔隙中常见沥青。薄片中观察其直径为0.1~0.5, mm, 少数可达1, mm以上, 平均面孔率高达0.48%(图 2-c)。(4)粒间孔: 颗粒之间的原生孔隙, 被多期的方解石胶结物半充填— 全充填, 本区奥陶系保存较少, 仅在局部的良里塔格组中可见(图 2-d)。(5)体腔孔: 由腹足、瓣鳃等软体动物的体腔腐烂、溶蚀形成, 方解石半充填— 全充填。孔隙直径一般为0.5~1, mm, 最大可达2, mm以上(图 2-d, 2-e)。(6)格架孔: 指格架岩和障积岩中的造礁生物骨架间孔隙或粘结岩的晶洞, 多被方解石半充填。孔隙直径1~50, mm不等, 薄片中估算面孔率约为1%~3%(图 2-e)。(7)窗格孔: 一种网格状或窗格状且有一定排列方位的集中发育的孔隙。本区主要是鸟眼孔, 被细晶方解石充填, 孔径大小为0.5~4, mm, 多发育在微生物泥晶灰岩、微生物粘结岩、凝块灰岩中(图 2-f)。

图2 塔里木盆地塔中地区上奥陶统良里塔格组组构选择性孔隙特征
a— 粒内溶孔、铸模孔, 亮晶棘屑灰岩, T621井, 4872.40, m, 铸体薄片; b— 粒内溶孔、铸模孔, 泥晶砂屑生屑灰岩, T72井, 4968.00, m, 超大铸体薄片; c— 粒内溶孔、粒间溶孔, 亮晶钙藻棘屑灰岩, T621井, 4871.70, m; d— 粒间孔、残余生物体腔孔, 见细晶方解石充填物, 亮晶生屑灰岩, T82井, 5362.10, m, 铸体薄片; e— 生物格架孔、体腔孔, 被亮晶方解石、碎屑半充填, 层孔虫格架岩, 发育藻粘结结构, T242井, 4514.94, m, 岩心; f— 窗格孔, 微生物泥晶灰岩, T30井, 5051.63, m, 岩心Fig.2 Fabric selective pores of the Upper Ordovician Lianglitage Formation in Tazhong area, Tarim Basin

4 层序格架内孔隙分布特征
4.1 高频层序及礁滩沉积旋回

对大量取心段的岩石组构、实测物性的研究表明, 塔中地区良里塔格组单个礁— 滩旋回由多个向上变浅的高频层序(四— 五级层序, 104— 105a的级别)沉积组成, 礁(丘)— 滩旋回的中上部是组构选择性孔隙集中发育层段, 物性较好, 储集层发育。不同孔隙数量比重及垂向分布不仅与岩石组构类型有关, 也与不同沉积微地貌单元及成岩环境相关。通过铸体薄片中组构选择性孔隙数量比重的计算发现, 礁丘— 颗粒滩旋回中, 以粒内溶孔(26%)、粒间溶孔(27%)、铸模孔(17%)、体腔孔(11%)及格架孔(6%)为主, 粒间孔及窗格孔较少; 灰泥丘— 颗粒滩旋回中, 以窗格孔(60%)、粒内溶孔(13%)及粒间溶孔(8%)为主, 其余孔隙则在不同颗粒灰岩中含量变化较大。沉积旋回界面及潜水面之下是铸模孔最发育的部位; 自铸模孔比重第1个峰值以下, 粒内溶孔则整体发育较均匀; 粒间溶孔则向下有变少的趋势; 体腔孔及格架孔则自上部滩相至下部礁核, 比重增大; 窗格孔在丘核部位比重较大, 粒间孔则在沉积旋回底部较常见。

不同相对海平面下降时, 礁— 滩沉积旋回是相对隆起的正性地貌, 容易呈岛屿状出露于海平面之上, 形成大气淡水成岩透镜体, 内部可划分为渗流带和潜流带。礁核之上的礁坪、侧部的礁翼及粒屑滩亚相中, 含有较多的生屑、砂屑等, 其不稳定矿物含量较高, 大气淡水的选择性溶蚀作用形成了大量次生孔隙。如图3所示, T621井第4筒与第5筒上部岩心的岩性为生物格架岩、粘结岩和具藻粘结特征的生屑灰岩及生屑砂屑灰岩; 该取心段下部为生物礁沉积亚相, 上部为粒屑滩亚相, 4个高频层序叠置形成一个厚度为13.3, m的礁— 滩沉积旋回(图3)。各高频层序内, 孔隙向上更发育。根据岩心、薄片中岩石组构的观察分析, 确定古潜水面位置约位于井深4870, m处, 上部渗流带厚度约5.8, m, 下部潜流带厚度约7.5, m。组构选择性孔隙集中发育, 实测孔隙度自下而上表现出低— 高— 低的变化特征, 而储集层评价表现出中— 好— 中的规律。其中, 渗流带上部的4864.2~4865.2, m及潜水面之下的4870.8~4874.0, m, 组构选择性孔隙出现频率增大, 实测孔隙度平均值约4%, 储集层评价分别为Ⅱ 和Ⅰ 类好储集层。

图3 塔里木盆地塔中地区上奥陶统良里塔格组T621井高频层序中组构选择性孔隙分布Fig.3 Distribution of fabric selective pores in high-frequency sequences of the Upper Ordovician Lianglitage Formation in Well T621 in Tazhong area, Tarim Basin

4.2 三级层序

对取心资料丰富的单井进行研究发现: (1)组构选择性孔隙层主要发育在高位体系域中(良三段— 良一段), 以粒内溶孔、粒间溶孔、铸模孔、窗格孔、体腔孔及格架孔为主, 海侵体系域中(良四段— 良五段)相对不发育, 可见窗格孔、粒内溶孔、粒间孔及铸模孔; (2)90%的礁(丘)滩复合体中上部均发育组构选择性孔隙层; (3)孔隙层厚度为10~40, m, 上部孔隙层具有更好的物性, 储集层发育厚度更大。以T161井为例, 通过岩心、薄片等资料的研究, 发现高水位体系域中的良三段— 良一段中发育大量组构选择性孔隙, 主要为粒间溶孔、粒内溶孔及铸模孔等, 并形成4个孔隙层, 发育在进积型准层序组6、8、9及加积型准层序组7中(图 4)。各孔隙层厚度为24.0~30.5, m, 均发育在礁滩复合体中上部。自下而上, 4个组构选择性孔隙层的实测孔隙度平均值逐渐增大, 分别为1.2%、1.9%、2.0%及3.7%; 孔隙层内的储集层厚度及所占比例增大, 分别为12.5, m(41%)、20, m(69%)、24, m(100%)及27.5, m(100%); 储集层级别变高, 由Ⅱ — Ⅲ 类储集层变为Ⅰ — Ⅱ 类储集层(表 2)。

图4 塔里木盆地塔中地区上奥陶统良里塔格组三级层序内T161井组构选择性孔隙分布Fig.4 Distribution of fabric selective pores in third order sequence stratigraphy of the Upper Ordovician Lianglitage Formation in Well T161 in Tazhong area, Tarim Basin

表2 塔里木盆地塔中地区T161井上奥陶统良里塔格组组构选择性孔隙层特征统计 Tabel 2 Statistics of characteristics of fabric selective pore interval of the Upper Ordovician Lianglitage Formation in Well T161 well in Tazhong area, Tarim Basin

良里塔格组共发育5期组构选择性孔隙层, 分布在高位体系域的5— 10进积型准层序组中。塔中地区台地边缘相带自东南部向西北部, 组构选择性孔隙层数量、厚度均减小, 发育时期变晚, 主要孔隙类型由粒内溶孔、铸模孔及粒间溶孔体腔孔逐渐变为窗格孔、粒内溶孔及粒间溶孔(图 5)。东部井区的T24井、T161井均发育4层孔隙层, 总厚度分别为108, m和111, m, 分布在高位体系域中5— 9准层序组中的礁(丘)— 颗粒滩复合体的中上部, 沉积微相有生物礁的礁(丘)核、礁(丘)坪及颗粒滩的生屑滩、砂屑滩等类型。中部井区的T62-3井、T82井发育3层孔隙层, 总厚度分别为89, m、56, m, 分布在高位体系域的6、8、9、10准层序组中, 不仅发育于礁丘— 颗粒滩复合体中上部, 而且在灰泥丘的丘核、丘坪及之上的砂屑滩、砂砾屑滩等微相也有发育。西部井区的T86井发育1个孔隙层, 总厚度为15, m, 发育在砂屑滩微相中。

5 组构选择性孔隙发育控制因素
5.1 古气候条件

中— 晚奥陶世, 塔里木板块处于南纬20° ~30° , 古水温为24.22~31.53, ℃(林畅松等, 2009; 韩剑发等, 2011), 良里塔格组的浅水碳酸盐沉积物也反映了研究区温暖、湿润的古气候, 大气淡水较充足, 具备对碳酸盐沉积物进行溶解所需的不饱和流体条件。

5.2 海平面变化

中晚奥陶世, 塔中地区海平面波动频繁。本次研究对T12井样品进行了锶同位素测定, 中上奥陶统灰岩的4644~5075, m井段, 87Sr/86Sr 值为0.706694~0.709375, 24件样品的平均值为0.7081(图 6中虚线所示); 选取该值作为塔中地区平均海平面的 87Sr/86Sr 值, 大于该值视为洋面比平均海平面低, 而低于该值则认为洋面比平均海平面高(图6), 87Sr/86Sr 值反映出塔中地区中晚奥陶世海平面波动幅较频繁, 与前人研究认识基本吻合(鲍志东等, 1998; 江茂生等, 2002)。海平面频繁波动是碳酸盐沉积物暴露于大气淡水环境中的重要条件。

5.3 沉积速率

沉积速率的影响体现在2个方面: (1)控制了组构选择性孔隙主要发育在高位体系域中。海侵体系域中, 研究区基准面上升速率大于沉积速率, 可容空间持续增大, 形成滩间海与台内洼地夹粒屑滩沉积组合, 生物礁少见发育。高位体系域中, 基准面上升速率小于或与沉积速率基本一致, 紧邻Ⅰ 号断裂的台地边缘中, 发育2— 7期礁滩复合体, 形成镶边台地沉积体系(陈景山等, 1999; 王振宇等, 2010a; 屈海洲等, 2014)。塔中地区良里塔格组礁滩复合体沉积速率可达250, μ m/a, 高于周边地区的沉积速率(刘嘉庆等, 2012)。因此, 高位体系域中, 塔中地区的台地边缘会形成明显的正性地貌, 加上相对海平面波动频繁, 礁滩复合体更容易呈岛屿状出露于大气淡水成岩环境中。(2)控制了大气淡水渗流带相对厚度。良里塔格组在沉积期并未受到严重的剥蚀, 未形成内部地层缺失(贾承造, 2003)。这说明礁滩复合体的沉积速率大于剥蚀速率, 在呈岛状出露于海平面之上后, 形成厚度较潜流带相当或者更厚的渗流带, 增大了大气淡水作用的厚度, 更大厚度内的不稳定矿物被选择性溶蚀, 形成更厚的孔隙层。图4中T161井的4个渗流带/潜流带的厚度分别为12, m/15.5, m、11, m/13, m、15, m/14, m、18, m/12.5, m, 渗流带厚度约等于或者大于透镜体厚度, 第1个孔隙层渗流带厚度明显较潜流带薄, 可能是因为未取心、不能确定渗流带的顶界深度造成的。塔中地区良里塔格组中生物礁有礁丘、灰泥丘2类, 前者由珊瑚、层孔虫等造礁生物格架岩、障积岩等生物灰岩及伴生颗粒灰岩组成, 后者由隐藻凝块灰岩、隐藻粘结岩及相关颗粒灰岩组成(王振宇等, 2007, 2010a, 2010b)。礁丘较灰泥丘具有更快的沉积速率、更大的沉积厚度。因此, 礁丘— 颗粒滩复合体受到大气淡水作用的厚度更大, 形成的组构选择性孔隙层厚度较灰泥丘— 颗粒滩复合体更大。T62-3井准层序组8、9中, 发育在礁丘— 颗粒滩旋回中上部的孔隙层厚度为26, m、39, m, 而准层序组6中的灰泥丘— 颗粒滩旋回中上部孔隙层厚度为24, m(图5)。东、中部井区的T24井、T44井及T62-3井中发育在礁丘— 颗粒滩组合上的孔隙层较中、西部井区的T82井、T86井中的灰泥丘— 颗粒滩组合中孔隙层的厚度大(图 5、表3)。

表3 塔里木盆地塔中地区上奥陶统良里塔格组典型井组构选择性孔隙层发育特征统计 Tabel 3 Statistics of characteristics of fabric selective pore interval in typical wells of the Upper Ordovician Lianglitage Formation in Tazhong area, Tarim Basin
5.4 沉积物初始渗透率

出露于大气淡水环境中的岛状碳酸盐沉积物, 溶蚀作用依靠自身捕获的大气淡水, 同时也依靠自身渗透性进行成岩流体的排泄(Mylrioe and Carew, 1995)。因此, 良好的初始渗透性有利于孔隙中大气淡水的快速排泄, 保持渗流带、潜流带内的水体对不稳定矿物的不饱和状态, 溶解物质可较快排泄, 有利于选择性孔隙大量发育。塔中地区良里塔格组中, 礁丘— 颗粒滩复合体比灰泥丘— 颗粒滩复合体具有更大的孔隙度及渗透率(王振宇等, 2007; 杨海军等, 2007; 韩剑发等, 2011)。因此, 早成岩阶段, 前者受到更强的大气淡水溶蚀作用, 形成的组构选择性孔隙层厚度平均值为27.1, m, 较后者的18.6, m更大(图 5, 表3)。

图6 塔里木盆地塔中地区奥陶纪碳酸盐岩锶同位素特征与海平面变化Fig.6 Charictristics of Sr isotope and eustatic changes of the Ordovician carbonate rocks in Tazhong area, Tarim Basin

6 结论

1)塔中地区上奥陶统良里塔格组台地边缘相中的组构选择性孔隙发育原生孔隙和次生孔隙2类共7种类型: 粒内溶孔、粒间溶孔、粒间孔、铸模孔、窗格孔、生物体腔孔和格架孔。组构选择性孔隙在90%的礁(丘)滩复合体中上部的大气淡水渗流带— 潜流带中成层集中发育, 孔隙层厚度介于10~40, m之间。

2)各礁(丘)滩沉积旋回中, 不同孔隙数量比重及垂向分布与岩石组构类型、沉积微地貌单元相关。就孔隙数量比重而言, 礁丘— 颗粒滩旋回中, 以粒内溶孔(26%)、粒间溶孔(27%)、铸模孔(17%)、体腔孔(11%)及格架孔(6%)为主, 粒间孔及窗格孔较少; 灰泥丘— 颗粒滩旋回中, 以窗格孔(60%)、粒内溶孔(13%)及粒间溶孔(8%)为主, 其余孔隙则在不同颗粒灰岩中含量变化较大。沉积旋回界面及潜水面之下是铸模孔数量比重的高值区; 自铸模孔数量比重第1个高值区以下, 粒内溶孔则整体发育较均匀; 粒间溶孔则向下有变少的趋势; 体腔孔及格架孔则自上部滩相至下部礁核, 比重增大; 窗格孔在丘核部位比重较大, 粒间孔则在沉积旋回底部较常见。

3)受湿润的气候、相对海平面的频繁波动、较大的沉积速率及较好的初始渗透性等因素控制, 层序格架内的组构选择性孔隙的发育与礁(丘)滩复合体密切相关, 具有层位性、旋回性及区块差异性等特征。即组构选择性孔隙层主要发育在高位体系域的良三段— 良一段, 以粒内溶孔、粒间溶孔、铸模孔、窗格孔、体腔孔及格架孔为主; 发育5期, 主要分布在进积型准层序组6、8、9中, 其次是加积型准层序组5、7、10; 自东向西, 孔隙层数量、厚度及有效性均逐步降低, 主要孔隙类型由粒内溶孔、铸模孔及粒间溶孔、体腔孔逐渐变为窗格孔、粒内溶孔及粒间溶孔。

The authors have declared that no competing interests exist.

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