塔河油田十二區(qū)奧陶系油氣分布規(guī)律及控制因素

陽生國，王順玉，明 爽，邵曉州，吳小華，丁 勇，陳 紅

（1西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院；2四川石油地球物理勘探公司山地分公司）

（3中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院；4中國石油川慶鉆探工程公司井下作業(yè)公司）

塔河油田十二區(qū)奧陶系油氣分布規(guī)律及控制因素

陽生國1，王順玉1，明 爽1，邵曉州1，吳小華2，丁 勇3，陳 紅4

（1西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院；2四川石油地球物理勘探公司山地分公司）

（3中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院；4中國石油川慶鉆探工程公司井下作業(yè)公司）

塔河油田十二區(qū)奧陶系油藏為碳酸鹽巖巖溶縫洞型油藏，油氣水分布規(guī)律復(fù)雜。對(duì)原油的物理性質(zhì)、平面及縱向上的分布特征、油水界面等的分析表明，區(qū)內(nèi)主要為高黏度、含蠟、高含硫的超重質(zhì)原油。平面上密度分布呈西部和東部低、中部高的特點(diǎn)；縱向上原油密度與深度關(guān)系不大。高產(chǎn)油區(qū)多沿主斷裂帶分布。油水界面不統(tǒng)一，但從東向西隨中奧陶統(tǒng)頂面的降低而降低。認(rèn)為該區(qū)油氣分布不受現(xiàn)今構(gòu)造位置高低的控制，而是受區(qū)域構(gòu)造背景、斷裂帶的分布、儲(chǔ)集層的發(fā)育程度、成藏演化過程以及不整合面等因素綜合控制。

奧陶系；碳酸鹽巖油藏；縫洞型油藏；油氣分布特征；原油密度；控制因素；塔河油田

1 概 況

塔河油田十二區(qū)位于塔河油田的西北部，在新疆維吾爾自治區(qū)庫車縣境內(nèi)，構(gòu)造上位于塔里木盆地沙雅隆起中段阿克庫勒凸起軸部的西北翼(圖1)。近幾年來，塔河油田加大了對(duì)十二區(qū)勘探開發(fā)一體化的力度，部署的眾多探井中有許多已獲得了工業(yè)油流，特別是AD4井初期產(chǎn)能達(dá)到了500 t/d，表明十二區(qū)具有良好的開發(fā)前景，并成為塔河油田的主要勘探區(qū)塊［1-2］。

研究區(qū)中奧陶系揭示有中—下統(tǒng)鷹山組，中統(tǒng)一間房組，上統(tǒng)恰爾巴克組、良里塔格組和桑塔木組，其中一間房組和鷹山組為主要含油層系。上覆地層的分布由西南向東北分別是志留系下統(tǒng)、泥盆系上統(tǒng)和石炭系下統(tǒng)。阿克庫勒凸起于加里東中—晚期形成凸起雛形，海西早期受區(qū)域性擠壓抬升形成北東向大型鼻凸，凸起主體缺失志留系—泥盆系及中—上奧陶統(tǒng)，下奧陶統(tǒng)也受到不同程度的剝蝕，形成了大量的巖溶縫洞儲(chǔ)集體［3－4］；海西晚期運(yùn)動(dòng)使該區(qū)再次抬升和暴露，形成了一系列近東西向的褶皺和斷裂；印支期—燕山期該區(qū)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)較弱；喜馬拉雅期北部強(qiáng)烈沉降，阿克庫勒凸起最終定型。塔河十二區(qū)受區(qū)域多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的抬升作用，其奧陶系主要發(fā)育三期古巖溶作用，即加里東中期、海西早期和海西晚期古巖溶作用。

圖1 塔河油田十二區(qū)位置圖

塔河油田十二區(qū)奧陶系油藏為加里東晚期—海西早期成藏并受海西早、晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造破壞后殘留的古油藏。它經(jīng)歷了多期次的調(diào)整改造，加之儲(chǔ)層分布的強(qiáng)非均勻性，儲(chǔ)集空間的連通關(guān)系極為復(fù)雜，使得油、氣、水的分布，尤其是油、水在平面上和縱向上的分布復(fù)雜多變［4－5］。因此正確認(rèn)識(shí)該區(qū)油氣分布的規(guī)律及其主控因素，對(duì)該區(qū)油氣勘探具有重要的指導(dǎo)意義。

2 油氣平面分布特征

2.1 超重質(zhì)油密度呈東西部低、中部高的特點(diǎn)

塔河油田奧陶系油藏的原油物理性質(zhì),平面上總體呈現(xiàn)西北部差、東南部好的特點(diǎn)，即原油密度在塔河油田具有向西北部變稠、向東南部變輕的特征［6］。塔河十二區(qū)奧陶系油藏原油密度介于0.9543～1.0565g/cm3，平均1.017g/cm3，屬于超重質(zhì)原油；原油動(dòng)力黏度很大,如AD4井在90℃測(cè)試為45000mPa·s，流動(dòng)性能極差；凝固點(diǎn)介于8～60℃，平均在32℃，說明該區(qū)油質(zhì)重質(zhì)組份含量高；平均含硫量為2.6%，平均含蠟量為5.9%；含鹽量介于531～55149mg/L之間，平均為18794mg/L?？傮w而言，該區(qū)原油為高黏度、含蠟、高含硫的超重質(zhì)原油。

在研究區(qū)內(nèi)部，原油密度在平面上分布呈西部和東部低、中部高的分布趨勢(shì)（圖2）。西部的TK1201井原油密度最小，僅為0.9603g/cm3，原油動(dòng)力黏度測(cè)試為2034mPa·s（20℃時(shí)），原油物性較好，不用摻稀采油；TK1236井也不需要摻稀就能自噴生產(chǎn)，這說明該區(qū)的原油物性較好。

圖2 塔河油田十二區(qū)原油密度分布圖

2.2 整體含油，高產(chǎn)油區(qū)多分布于斷裂帶附近

塔河十二區(qū)油層的分布不受現(xiàn)今構(gòu)造位置高低的控制，在中奧陶統(tǒng)頂面（T74面）直接見水的井，分布比較孤立，說明該區(qū)經(jīng)歷了整體成藏過程［7］。從開采情況來看（圖3），該區(qū)孤立水井少，整體含油與油水井交互分布。高產(chǎn)井附近出現(xiàn)水井（如AD15井與TK1271井），水井附近出現(xiàn)高產(chǎn)井(如TK1222井與S94井)。部分地區(qū)水體活躍，油水關(guān)系較為復(fù)雜，但該區(qū)高產(chǎn)油區(qū)主要分布在Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)斷裂附近，平均日產(chǎn)油水量達(dá)100 t以上的高產(chǎn)、特高產(chǎn)井也主要分布在斷裂或尖滅線附近，這些現(xiàn)象均表明斷裂帶對(duì)油水等流體的分布起著較大的控制作用。

圖3 塔河十二區(qū)開發(fā)成果示意圖

3 油氣縱向分布特征

3.1 原油密度與埋深關(guān)系不大

對(duì)工區(qū)內(nèi)74口井奧陶系油藏不同深度上原油密度平均值（圖4）的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，原油密度與深度的關(guān)系很離散，總體上沒什么規(guī)律可循。

3.2 無統(tǒng)一的油水界面，油水關(guān)系復(fù)雜

縱向上，研究區(qū)中、下奧陶統(tǒng)油氣藏?zé)o統(tǒng)一的油水界面，但從東向西隨著T74面的降低，油水界面也逐漸降低（圖5）。除此以外，該區(qū)西南部油藏的厚度較大，如AD4、TK1201、AD9等井，而東北部油藏厚度小，例如TK1210、TK1229井，呈現(xiàn)出自西南向東北方向逐漸減薄的趨勢(shì)。這些反映了該區(qū)油氣縱向上的分布規(guī)律與區(qū)域構(gòu)造背景及儲(chǔ)層的發(fā)育情況有關(guān)，但由于受多期充注及混合改造等影響使得總體上油水關(guān)系復(fù)雜。

圖4 塔河十二區(qū)原油密度與埋深關(guān)系圖

圖5 塔河十二區(qū)TK1237井—AD4井—TK1224井—TK1220井連井剖面流體分布對(duì)比圖

根據(jù)目前十二區(qū)完鉆井測(cè)試資料，中、下奧陶統(tǒng)油層主要集中在中奧陶統(tǒng)頂面（T74）之下0～100 m（圖6），而測(cè)試水層距離T74面深度的范圍在105～290 m范圍內(nèi)，因此可以初步判斷十二區(qū)油層主要發(fā)育在距離T74面深度100m以內(nèi)。也就是說，不整合面對(duì)油藏的縱向分布起著控制作用。

圖6 塔河十二區(qū)油層距T74面（中奧陶統(tǒng)頂面）的距離與數(shù)量

4 油氣分布的主控因素

塔河十二區(qū)奧陶系油藏經(jīng)歷了多期次的油氣充注與混合改造，油氣水的分布不受現(xiàn)今構(gòu)造位置高低的控制［8］，而是由儲(chǔ)集體發(fā)育程度及連通性、斷裂帶的分布、區(qū)域構(gòu)造背景、油氣成藏演化過程以及不整合面等因素共同控制著奧陶系油氣的分布。

4.1 區(qū)域構(gòu)造背景對(duì)油氣分布的控制作用

區(qū)域構(gòu)造演化研究表明，阿克庫勒凸起先后經(jīng)歷了加里東期、海西期、印支—燕山期及喜馬拉雅期等多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)［9］。不同構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)期阿克庫勒凸起的構(gòu)造格局存在著一定的差異。海西早期運(yùn)動(dòng)之前，阿克庫勒凸起大體上是一個(gè)北高南低的構(gòu)造格局，但隆起幅度并不太大。加里東晚期—海西早期充注的大量油氣向古隆起高部位運(yùn)移并聚集成藏，但受海西早期構(gòu)造破壞作用嚴(yán)重。海西早期構(gòu)造高部位奧陶系儲(chǔ)層在直接裸露遭受巖溶改造及斷裂作用的同時(shí)，早期形成的油藏遭到破壞，大部分瀝青化。但在分布有上奧陶統(tǒng)桑塔木組等蓋層的地區(qū)，由于保存條件較好，也可能殘留有早期的重質(zhì)油藏，如阿克庫勒凸起中西部地區(qū)AD4—AD7井區(qū)，并在后期油氣充注和改造的作用下，形成規(guī)模較大的重質(zhì)油藏。

4.2 斷裂對(duì)油氣分布具有重要的控制作用

據(jù)有關(guān)區(qū)域構(gòu)造研究資料，塔河十二區(qū)除繼承發(fā)育加里東中—晚期北北東向、北北西向斷裂外，還發(fā)育海西早期的北西向、北東向斷裂和海西晚期的近東西向斷裂［8,10］。這些多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的斷裂在三維空間上組成復(fù)雜的網(wǎng)狀斷裂系統(tǒng)，影響了巖溶縫洞型儲(chǔ)集體空間在縱橫向上的分布，從而控制著油氣的分布。

根據(jù)十二區(qū)中—下奧陶統(tǒng)斷裂的發(fā)育長(zhǎng)度、縱向上斷開的層位、斷距大小等可將該區(qū)的斷裂初步劃分為三級(jí)（表1）。按照各類投產(chǎn)井在各級(jí)次斷裂中所占比例進(jìn)行分類（圖7），可以明顯發(fā)現(xiàn)中高產(chǎn)井主要沿Ⅰ級(jí)及Ⅱ級(jí)斷裂分布。這說明油氣大多富集于主斷裂帶附近，并且以Ⅰ級(jí)斷裂附近最為富集，而酸壓出水井和測(cè)試水層井則在主斷裂帶附近少見分布，它們多距主斷裂帶的距離較遠(yuǎn)。

表1 塔河油田十二區(qū)奧陶系油藏?cái)嗔殉醪椒旨?jí)表

4.3 儲(chǔ)層發(fā)育程度及連通性影響油氣分布

塔河十二區(qū)奧陶系的油氣分布總體上具有“連片而不均勻”的特征，這主要受儲(chǔ)層發(fā)育程度和連通性的控制。該區(qū)東北部?jī)?chǔ)集體展布主要受控于海西早期巖溶作用和北東向斷裂作用，一間房組尖滅線以東以海西早期暴露巖溶作用為主，規(guī)模較大但局部充填嚴(yán)重。中—上奧陶統(tǒng)覆蓋區(qū)，主要受控于加里東期巖溶及北東向和北西向斷裂作用，褶曲形態(tài)與斷裂走向匹配較好，有利儲(chǔ)集體大致沿?cái)嗔殉蓷l帶狀分布，故在桑塔木組覆蓋區(qū)，流體相對(duì)活躍。

圖7 塔河油田十二區(qū)油水井與斷裂關(guān)系圖

4.4 油氣成藏與演化過程對(duì)油氣分布的控制

塔河十二區(qū)奧陶系油藏是以加里東晚期—海西早期為主成藏期、并經(jīng)后期調(diào)整改造的古重質(zhì)油藏［11］。早期成藏油氣充注度高，表現(xiàn)為油氣連片分布；后期成藏充注不足，水體活躍。

加里東中期—海西早期不同構(gòu)造部位油氣充注程度不同，多套儲(chǔ)層（或局部小圈閉）縱向疊置、發(fā)育多套縫洞系統(tǒng)，使得該區(qū)奧陶系油藏沒有統(tǒng)一的油水界面，從東向西油水界面逐漸降低。

受加里東中期—海西早期構(gòu)造活動(dòng)的影響，阿克庫勒凸起西北部地區(qū)隆升逐漸加大，該區(qū)中—下奧陶統(tǒng)抬升較高，直接出露的北部地區(qū)，與南部上奧陶統(tǒng)桑塔木組覆蓋區(qū)地形高差變大。在海西晚期，塔河十二區(qū)所在部位再次隆升，局部地區(qū)中—下奧陶統(tǒng)出露地表，海西早期形成的洞穴系統(tǒng)遭受破壞，這樣在北部下奧陶統(tǒng)直接暴露區(qū)，于加里東中期—海西早期形成的古油藏由于缺少了上奧陶統(tǒng)—志留系的覆蓋，油氣向稠油化、瀝青化方向演化；而南部桑塔木組覆蓋區(qū)由于保存條件較好，未被破壞或破壞程度較低，油藏則有可能保留下來，表現(xiàn)在原油密度分布上可看到在該區(qū)南部有相對(duì)輕質(zhì)油的部分殘留。因此，充注混合改造及調(diào)整程度是控制油氣物理性質(zhì)及平面變化的一個(gè)關(guān)鍵因素。

4.5 不整合面對(duì)油氣分布的影響

海西早期強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使得塔河油田十二區(qū)奧陶系遭受嚴(yán)重剝蝕，所形成的不整合面控制了致密碳酸鹽巖中巖溶洞穴發(fā)育的強(qiáng)度和范圍。在不整合面附近，斷裂、裂縫(構(gòu)造縫、風(fēng)化縫)發(fā)育，彼此連通好，從而構(gòu)成了有利于巖溶水匯集運(yùn)移的復(fù)合系統(tǒng)；而遠(yuǎn)離不整合面的部位，斷裂、裂縫欠發(fā)育，且彼此連通差，巖溶作用強(qiáng)度弱，巖溶儲(chǔ)集體發(fā)育相對(duì)較少，規(guī)模相對(duì)較小。所以，不整合面控制著縫洞儲(chǔ)集空間的縱向分布，從而影響了油氣的分布。

5 結(jié) 論

（1）塔河十二區(qū)原油主要為高黏度、含臘、高含硫的超重質(zhì)油，原油密度平面上分布具有東部和西部低、中部高的特點(diǎn)。

（2）塔河十二區(qū)經(jīng)歷了整體成藏過程，斷裂帶附近油氣水活動(dòng)強(qiáng)烈也表明了斷裂對(duì)油氣分布的影響。

（3）奧陶系油藏縱向上的分布規(guī)律復(fù)雜，原油密度與埋深關(guān)系不大，無統(tǒng)一的油水界面等，但油水界面有自東向西隨著T74面（中奧陶統(tǒng)頂面）的降低而降低的趨勢(shì)，油藏厚度具有自西南向東北方向逐漸減薄的特征。

（4）奧陶系油藏是以加里東晚期—海西早期為主成藏期、經(jīng)歷了后期油氣充注及混合改造的古重質(zhì)油藏，區(qū)域構(gòu)造演化背景、斷裂帶的分布、儲(chǔ)集體的發(fā)育程度、油氣成藏的演化過程以及不整合面等多種因素的綜合作用，決定了該區(qū)奧陶系油氣分布的復(fù)雜性。

［1］康玉柱.中國海相油氣田勘探實(shí)例之四：塔里木盆地塔河油田的發(fā)現(xiàn)與勘探［J］.海相油氣地質(zhì)，2005，10(4)：31-38.

［2］李國政，李興威，王輝.塔河油田奧陶系油氣藏形成的控制因素［J］.海相油氣地質(zhì)，2006，11(3)：46-48.

［3］徐微，陳冬梅，趙文光，等.塔河油田奧陶系碳酸鹽巖油藏溶洞發(fā)育規(guī)律［J］.海相油氣地質(zhì)，2011，16(2)：34-41.

［4］張希明，朱建國，李宗宇，等.塔河油田碳酸鹽巖縫洞型油氣藏的特征及縫洞單元?jiǎng)澐郑跩］.海相油氣地質(zhì)，2007，12(1)：21-24.

［5］王俊明，肖建玲，周宗良，等.碳酸鹽巖潛山儲(chǔ)層垂向分帶及油氣藏流體分布規(guī)律［J］.新疆地質(zhì)，2003，21(2)：210-213.

［6］丁勇.塔河油田奧陶系原油高蠟成因［J］.中國西部石油地質(zhì)，2005，1(1)：85-88.

［7］溫志新，王紅漫，漆立新，等.塔河油田奧陶系縫洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究［J］.地學(xué)前緣，2008，15(1)：94-100.

［8］云露，蔣華山.塔河油田成藏條件與富集規(guī)律［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2007，28(6)：768-775.

［9］劉其.塔河油田奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)新進(jìn)展［J］.西部探礦工程，2011，(6)：70-72.

［10］任愛軍.塔河油田托甫臺(tái)區(qū)塊縫洞型碳酸鹽巖油藏開發(fā)技術(shù)研究［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2011，33(6)：304-306.

［11］李素梅，龐雄奇，楊海軍.塔里木盆地海相油氣源與混源成藏模式［J］.地球科學(xué) 中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，35(4)：663-672.

Hydrocarbon Distribution Rule and Controlling Factors of Ordovician Reservoir in Block 12 in Tahe Oilfield,Tarim Basin

Yang Shengguo，Wang Shunyu，Ming Shuang，Shao Xiaozhou，Wu Xiaohua，Ding Yong

Ordovician reservoir is the karstified fractured/vuggy carbonate rock in Block 12 in Tahe Oilfield，in which oil,gas and water are distributed complexly in regularity.According to the analysis of the physical property of oil,the characteristics of hydrocarbon distribution in plane and vertical,and the oil-water interfaces,it i s recognized that the oil is commonly overweight crude oil with high viscosity and high content of wax and sulfur.The oil density exhibits a distribution trend,in planar,of low values in the eastern and western parts and high values in the central part of this area but the oil density is little relative with depth in vertical.The oil-water interface is inconsistent and decreases with decreasing the Middle Ordovician top from east to west.The areas with high oil yield focuses along the main fault belts.It is shown that the hydrocarbon distribution is without the control of nowadays structural positions,instead of those factors such as the regional geological background,the distribution of fault belts,the development extent of reservoirs,the process of the hydrocarbon accumulation and unconformity.

Ordovician；Carbonate reservoir；Fracturing and caving reservoir；Hydrocarbon distribution characteristics；Oil density；Controlling factor；Tahe Oilfield；Tarim Basin

TE111.33

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2012.01.003

1672-9854(2012)-01-0017-06

2011-07-19；改回日期：2011-09-01

本文受四川省重點(diǎn)學(xué)科資助項(xiàng)目（編號(hào)：SDZ0414）和國家科技重大專項(xiàng)《塔里木盆地大型碳酸鹽巖油氣田勘探開發(fā)示范工程》（編號(hào)：2008ZX05049）資助

陽生國：1988年生，現(xiàn)為西南石油大學(xué)碩士研究生。主要從事石油地質(zhì)、油氣成藏等方面的研究。通訊地址：610500四川省成都市新都區(qū)

趙國憲

Yang Shengguo：male,Master degree in progress at the Faculty of Resources and Environment,Southwest Petroleum University,Xindu,Chengdu,610500,China