塔里木盆地卡塔克隆起西北傾沒端良里塔格組碳酸鹽巖儲層發(fā)育特征與影響因素

李慧莉，錢一雄，沙旭光，馬紅強

（1.中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；

2.中國石油化工股份有限公司西北油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊 830011；

3.中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫 214151）

文章編號：0253-9985（2010）01-0069-07

塔里木盆地卡塔克隆起西北傾沒端良里塔格組碳酸鹽巖儲層發(fā)育特征與影響因素

李慧莉1，2，錢一雄2，3，沙旭光2，馬紅強2，3

（1.中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；

2.中國石油化工股份有限公司西北油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊 830011；

3.中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫 214151）

鉆探揭示塔里木盆地卡塔克隆起西北傾沒端上奧陶統(tǒng)良里塔格組發(fā)育碳酸鹽巖縫洞型儲層。綜合巖心、薄片以及測井資料，分析了儲層發(fā)育特征及影響因素，研究認(rèn)為加里東中期Ⅱ幕風(fēng)化殼巖溶作用、準(zhǔn)同生巖溶作用、埋藏溶蝕作用及構(gòu)造破裂作用對儲層發(fā)育有影響。準(zhǔn)同生期巖溶作用及與熱液有關(guān)的埋藏溶蝕作用對現(xiàn)存儲集空間的貢獻(xiàn)有限，研究區(qū)儲層發(fā)育主控因素的研究尚需進(jìn)一步深入。

碳酸鹽巖儲層；良里塔格組；上奧陶統(tǒng)；卡塔克隆起；塔里木盆地

塔里木盆地卡塔克隆起位于中央隆起帶中段，是加里東中晚期發(fā)育形成、海西早期基本定型的繼承性古隆起，現(xiàn)今下構(gòu)造層（寒武-奧陶系）的形態(tài)為一向東抬升而收斂、向西傾沒而撒開的背斜［1］。勘探實踐揭示塔中地區(qū)上奧陶統(tǒng)良里塔格組發(fā)育碳酸鹽巖縫洞型儲層，勘探潛力巨大。前期圍繞塔中Ⅰ號斷裂帶中石油探區(qū)上奧陶統(tǒng)良里塔格組儲層發(fā)育特征與影響因素的研究揭示，準(zhǔn)同生期巖溶作用［2，3］、埋藏溶蝕作用［4～7］以及斷裂裂縫［8，9］的改造對儲層發(fā)育有積極影響作用；儲層空間展布主要受控于沉積相，塔中Ⅰ號斷裂坡折帶良里塔格組沉積期為臺地邊緣相展布［10～15］。中石化探區(qū)順托果勒西（順西）區(qū)塊位于塔中Ⅰ號斷裂西部傾沒端（圖1），已鉆探井4口，在臺地邊緣與臺地內(nèi)均揭示上奧陶統(tǒng)良里塔格組發(fā)育碳酸鹽巖儲層，見不同級別的油氣顯示。文中從已鉆井的實際資料入手，討論了塔中Ⅰ號斷裂坡折帶西部傾沒端上奧陶統(tǒng)良里塔格組碳酸鹽巖儲層發(fā)育的基本特征，分析了儲層展布的主控因素，并對存在的問題進(jìn)行了討論；這不僅對進(jìn)一步明確研究區(qū)儲層分布規(guī)律有重要作用，并對豐富塔中地區(qū)上奧陶統(tǒng)良里塔格組儲層的整體認(rèn)識也有積極意義。

1 儲層發(fā)育基本特征

順西區(qū)塊S2井與S6井位于塔中Ⅰ號斷裂坡折帶良里塔格組沉積期臺地邊緣相區(qū)，S3井與S4井位于良里塔格組沉積期臺地相區(qū)，4口井均揭示上奧陶統(tǒng)良里塔格組發(fā)育碳酸鹽巖儲層；從鉆探情況看，良里塔格組泥質(zhì)條帶灰?guī)r段、顆?；?guī)r段與含泥灰?guī)r段3個巖性段均有儲層發(fā)育（圖2）。

巖心與鑄體薄片觀察以及成像測井資料揭示，研究區(qū)良里塔格組儲集空間以次生溶蝕孔洞與裂縫為主（圖3，圖4）。溶蝕孔洞孔徑小，呈分散狀、順層或沿裂縫分布，溶蝕孔洞發(fā)育段層數(shù)多，單層厚度小。裂縫較為發(fā)育，呈未充填-半充填狀，主要為產(chǎn)狀高陡的晚期構(gòu)造縫。S2井、S6井及S4井的成像測井統(tǒng)計表明縫洞發(fā)育段主要分布在顆?；?guī)r段與含泥灰?guī)r段。

對S2井與S6井良里塔格組儲層117個小柱樣物性資料統(tǒng)計表明（表1），其孔隙度為0.20%～5.40%，平均孔隙度為0.98%；滲透率為0.014×10-3～12.500×10-3μm2，平均滲透率為0.360×10-3μm2；表明良里塔格組儲層物性一般至較差，非均質(zhì)性強。對S4井全直徑樣品物性統(tǒng)計表明，良里塔格組顆?；?guī)r段物性最好，含泥灰?guī)r段次之，泥質(zhì)條帶灰?guī)r段最差（表2）。對比而言，位于臺地相區(qū)的S4井與位于臺地邊緣相區(qū)的S2井與S6井并無顯著差異。

圖1 研究區(qū)位置示意圖Fig.1 Location of the study area

圖3 順西區(qū)良里塔格組碳酸鹽巖儲層溶蝕孔洞與裂縫成像測井響應(yīng)特征Fig.3 Image log response characteristics of dissolved vugs and fractures in the carbonate reservoirs of the Lianglitage Formation in west Shuntuguole block

圖4 S3井與S4井裂縫發(fā)育特征（鑄體薄片，單偏光）Fig.4 Development features of fractures in S3 and S4 wells（casting thin sections，single polarized）（a.S3井，6 630.70 m，O3l，微裂縫呈網(wǎng)狀展布；b.S4井，6 491.83 m，O3l，晚期張裂縫和早期已充填方解石的裂縫）

表1 S2井與S6井良里塔格組物性統(tǒng)計（小柱樣）Table 1 Statistics on physical properties of the Upper Ordovician Lianglitage Formation in S2 and S6 wells

表2 S4井良里塔格組物性統(tǒng)計（全直徑）Table 2 Statistics on physical properties of the Upper Ordovician Lianglitage Formation in S4 well

2 儲層發(fā)育影響因素

加里東中期Ⅱ幕巖溶作用、準(zhǔn)同生巖溶作用、埋藏溶蝕作用對研究區(qū)良里塔格組儲層發(fā)育有影響。斷裂裂縫的改造對儲層物性的改善也有重要作用。

加里東中期Ⅱ幕巖溶作用造成桑塔木組沉積前良里塔格組的暴露，為風(fēng)化殼巖溶作用的發(fā)生提供了條件。前人對TZ16井區(qū)、TZ451井區(qū)及TZ12井區(qū)的研究表明，加里東中期Ⅱ幕巖溶作用對良里塔格組儲層發(fā)育有一定影響［16］。研究區(qū)雖然也有桑塔木組地層分布，但通過對S2井與S4井巖心觀察可見溶蝕孔洞及裂縫發(fā)育，且溶濁孔洞及裂縫被灰綠色泥質(zhì)充填，此為加里東中期Ⅱ幕巖溶作用的產(chǎn)物（圖5）。通過對S2井充填物礦物組成、常量元素、微量元素及同位素分析證明，泥質(zhì)充填物來自相對穩(wěn)定的風(fēng)化剝蝕區(qū)［17］。同時S4井全直徑樣物性統(tǒng)計表明，溶蝕孔縫較為發(fā)育的顆?；?guī)r段物性較好（表2）。

前人研究認(rèn)為沿塔中Ⅰ號斷裂良里塔格組臺地邊緣相受次級沉積旋回和海平面變化的控制，普遍存在準(zhǔn)同生巖溶作用［2，3］。研究區(qū)S2井位于塔中Ⅰ號斷裂帶良里塔格組臺地邊緣相區(qū)內(nèi)，良里塔格組灰?guī)r鏡下薄片鑒定可見第一期海底纖狀環(huán)邊方解石被溶蝕，并與隨后的刃狀、細(xì)晶粒狀方解石呈膠結(jié)不整合接觸，發(fā)育鑄模孔、粒內(nèi)溶孔及滲流粉砂充填物等［17，18］。S3井位于臺地相區(qū)內(nèi)，良里塔格組也鉆揭灰白色鮞?；?guī)r，鏡下觀察鮞膜孔發(fā)育，但均被充填，未能形成現(xiàn)今有效的儲集空間（圖6）。

目前TZ45井良里塔格組鉆揭與熱液埋藏溶蝕作用有關(guān)的儲層，已經(jīng)引起了普遍關(guān)注［4～6］；并且有研究認(rèn)為埋藏溶蝕作用是形成良里塔格組有效儲層的主要原因之一［12］。而研究區(qū)S2井的研究表明井區(qū)經(jīng)歷過熱液作用的改造［19，20］，但未見其對現(xiàn)存有效儲集空間有顯著貢獻(xiàn)。同時S4井薄片觀察中也見方解石-重晶石脈，推測與熱液活動有關(guān)，并未形成與之有關(guān)的有效儲集空間（圖7）。

構(gòu)造破裂作用在上奧陶統(tǒng)良里塔格組儲層發(fā)育中也起著重要作用［8，9］。一方面，構(gòu)造破裂作用可能形成各種構(gòu)造裂縫，成為有效儲集空間（圖4），使儲層孔滲性顯著提高；另一方面構(gòu)造破裂作用形成的斷裂、裂縫是地層流體運移的主要通道，對各類巖溶作用的發(fā)生起著重要的促進(jìn)作用。研究區(qū)4口井測井資料揭示，裂縫發(fā)育段與溶蝕孔洞發(fā)育段伴生發(fā)育，構(gòu)造破裂作用對儲層物性的影響十分顯著。

圖5 S2井和S4井灰綠色泥質(zhì)充填上奧陶統(tǒng)良里塔格組溶蝕孔洞Fig.5 Dissolved vugs filled by grayish greenmud in the Upper Ordovician Lianglitage Formation of S2 and S4 wells（a.S2井，9回次，O3l；b.S2井，10回次，O3l；c.S2井，11回次，O3l；d.S4井，2回次，O3l）

圖6 S3井上奧陶統(tǒng)良里塔格組鮞膜孔充填滲流粉砂（單偏光）Fig.6 Oomoldic pores filled by silts in the Upper Ordovician Lianglitage Formation ofWell S3（single polarized）

圖7 S4井上奧陶統(tǒng)良里塔格組方解石-重晶石脈（正交光）Fig.7 Calcite and barite veins in the Upper Ordovician Lianglitage Formation ofWell S3（orthogonal optical）

3 儲層分布主控因素

碳酸鹽巖儲層的發(fā)育演化主要受沉積、成巖（主要為多種巖溶作用）和構(gòu)造三大地質(zhì)因素的控制；但不同地區(qū)不同層位碳酸鹽巖儲層發(fā)育過程中關(guān)鍵控制因素不相同。研究區(qū)上奧陶統(tǒng)良里塔格組儲層發(fā)育的主控因素尚存在諸多值得進(jìn)一步探討的問題。

塔中Ⅰ號斷裂構(gòu)造帶上奧陶統(tǒng)良里塔格組普遍存在準(zhǔn)同生期巖溶作用，但對有效儲集空間而言，其貢獻(xiàn)可能較為有限。對S2等10口井良里塔格組343件鑄體薄片及普通薄片的微觀統(tǒng)計，作為準(zhǔn)同生巖溶主要標(biāo)志的粒內(nèi)溶孔和鑄模孔在孔隙類型中所占比例不高，僅占總孔隙的15.9%；而粒間溶孔及非組構(gòu)選擇性溶孔分別占總孔隙的31.2%和21.6%，晶間溶孔也占總孔隙的19.8%。研究區(qū)S2井與S3井成巖作用的研究也表明，雖然早期臺緣或臺內(nèi)高能相帶準(zhǔn)同生期巖溶作用普遍發(fā)生，可能形成與之有關(guān)的儲集空間，但其后淺埋藏及深埋藏成巖階段的膠結(jié)作用將導(dǎo)致該類儲集空間的大量消失。對TZ12等16口井成巖演化序列的研究［21］也表明，早期海底階段的碳酸鹽膠結(jié)物在所有成巖階段膠結(jié)物中所占比例最低，而近地表-淺埋藏成巖階段的碳酸鹽膠結(jié)物最為豐富；這種現(xiàn)象一方面可能說明準(zhǔn)同生期大氣淡水溶蝕作用比較強烈，大量破壞了早期的海底膠結(jié)物；另一方面也說明在埋深較淺的環(huán)境中碳酸鹽快速膠結(jié)成巖，導(dǎo)致膠結(jié)作用比溶解作用更強烈，總效應(yīng)是孔隙的減少而不是增多，現(xiàn)存的儲集空間與晚期成巖事件關(guān)系更為密切。

埋藏溶蝕作用無疑對塔中地區(qū)奧陶系儲層的發(fā)育有一定影響，但是否能成為研究區(qū)良里塔格組儲層發(fā)育的關(guān)鍵控制因素還值得進(jìn)一步探討。埋藏溶蝕作用一般沿原有的孔縫系統(tǒng)進(jìn)行，主要表現(xiàn)為原有孔、洞、縫的擴溶；對于缺少孔縫的致密碳酸鹽巖，由于缺乏成巖流體運移通道，埋藏溶蝕作用并不發(fā)育。另一方面，埋藏成巖發(fā)生在一個近封閉的系統(tǒng)中，膠結(jié)物物質(zhì)總量基本不變。成巖作用的研究揭示埋藏膠結(jié)物具有局部富集的特征，方解石膠結(jié)物的“沉淀區(qū)”和“溶解區(qū)”相隔并不遠(yuǎn)［21］。在沒有溶解物質(zhì)遠(yuǎn)距離遷移的條件下，僅靠埋藏溶蝕作用，形成規(guī)模發(fā)育的儲集體十分困難。研究區(qū)S2井與S4井雖然存在熱液活動的證據(jù)，但熱液活動并未對現(xiàn)存儲集空間的形成起到明顯的積極作用。

4 結(jié)論

研究區(qū)良里塔格組儲層發(fā)育主控因素與中東段中石油探區(qū)有所不同。對研究區(qū)良里塔格組現(xiàn)存儲集空間而言，準(zhǔn)同生期巖溶作用對儲集空間貢獻(xiàn)有限；與熱液有關(guān)的埋藏溶蝕作用對儲集空間并無顯著的積極作用；而加里東中期Ⅱ幕風(fēng)化殼巖溶作用與構(gòu)造破裂作用對儲集空間更為重要。研究區(qū)儲層展布并不完全受控于沉積相，可能與加里東中期古地貌及該時期活動的斷裂關(guān)系密切。

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（編輯 張亞雄）

Development characteristics and influencing factors of carbonate reservoirs in the Ordovician Lianglitage Formation at the northwest pitching end of the Katake Uplift，the Tarim Basin

Li Huili1，2，Qian Yixiong2，3，Sha Xuguang2，and Ma Hongqiang2，3

（1．SINOPEC Petroleum Exploration＆Production Research Institute，Beijing 100083，China； 2．Petroleum Exploration＆Production Research Institute，SINOPEC Northwest Company，Urumqi，Xinjiang 830011，China； 3．Wuxi Research Institute of
Petroleum Geology，SINOPEC Petroleum Exploration＆Production Research Institute，Wuxi，Jiangsu 214151，China）

Drilling results have revealed that fractured-vuggy carbonate reservoirs are developed in the Upper Ordovician Lianglitage Formation at the northwest pitching end of the Katake Uplift in the Tarim Basin.Based on analyses of core，thin section and logging data，this paper discusses reservoir development characteristics and influencing factors in the study area.The study shows that several factors have put effects on the development of reservoirs，such as karstification of the Middle Caledonian phase-Ⅱweathering crust，penecontemporaneous karstification，burial dissolution and tectonic disruption.The penecontemporaneous karstification and hydrothermal fluid-related burial dissolution made limited contribution to the existing reservoir space.Further study is needed to identify the controlling factors for reservoir development in the study area.

carbonate reservoir，Lianglitage Formation，Upper Ordovician，Katake Uplift，Tarim Basin

TE122.2

A

2009-09-16。

李慧莉（1972—），女，高級工程師，石油地質(zhì)。