塔里木盆地下寒武統(tǒng)微生物碳酸鹽巖儲(chǔ)集層特征

宋金民 ，羅平，楊式升，楊迪，周川閩，李朋威，翟秀芬

（1. 油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（成都理工大學(xué)）；2. 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院）

0 引言

微生物巖概念最早由Burne和Moore于1987年提出，主要指由微生物形成或與微生物有關(guān)的巖石[1]，多發(fā)育在后生生物出現(xiàn)前或集群滅絕期之后。微生物包括細(xì)菌、真菌、小型藻菌和原生動(dòng)物[2]。目前微生物碳酸鹽巖研究主要側(cè)重于其結(jié)構(gòu)、形態(tài)、產(chǎn)狀、成因及沉積環(huán)境等方面[1-2]。

近年來(lái)，北美地區(qū)和巴西近海地區(qū)的油氣勘探實(shí)踐表明，微生物碳酸鹽巖可作為一類重要的油氣儲(chǔ)集層[3-8]。2012年6月AAPG在美國(guó)德克薩斯州休斯頓召開(kāi)了“微生物碳酸鹽巖表征”的專題會(huì)議，推動(dòng)了全球微生物碳酸鹽巖儲(chǔ)集層研究的熱潮。目前，全球范圍內(nèi)微生物碳酸鹽巖油氣主要分布在美國(guó)阿拉巴馬州墨西哥灣地區(qū)[3-6]、巴西桑托斯盆地[7-8]、阿曼鹽盆[9]、哈薩克斯坦田吉茲油田[10]、俄羅斯東西伯利亞地區(qū)[11]、中國(guó)渤海灣盆地[12]和四川盆地[13-16]，產(chǎn)油氣層主要為中上元古界（包括震旦系）、下寒武統(tǒng)、下石炭統(tǒng)和上侏羅統(tǒng)。中國(guó)塔里木盆地阿克蘇露頭區(qū)也發(fā)現(xiàn)了微生物碳酸鹽巖[17-19]，但儲(chǔ)集層特征研究尚不深入。本文基于野外地質(zhì)剖面詳測(cè)和室內(nèi)薄片觀察，探討塔里木盆地下寒武統(tǒng)微生物碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的巖石結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)集層類型及其控制因素，為盆地腹地下寒武統(tǒng)油氣勘探提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

阿克蘇露頭區(qū)位于塔里木盆地西北部，屬于柯坪斷隆東段，距阿克蘇市約80 km。該區(qū)主要出露震旦系—中寒武統(tǒng)，剖面連續(xù)且完整。本次研究自西向東選取了 3個(gè)典型剖面，依次為蘇蓋特布拉克、肖爾布拉克和什艾日克剖面（見(jiàn)圖1）。

圖1 阿克蘇露頭區(qū)地質(zhì)圖及剖面位置（根據(jù)文獻(xiàn)[20]修改）

震旦紀(jì)末期的柯坪運(yùn)動(dòng)是 1次區(qū)域性地殼上升運(yùn)動(dòng)，造成寒武系與震旦系似平行不整合接觸[21]。本區(qū)下寒武統(tǒng)從下到上依次為玉爾吐斯組、肖爾布拉克組、吾松格爾組；中寒武統(tǒng)包括沙依里克組和阿瓦塔格組。下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組巖性分為兩段，下段為發(fā)育層狀孔洞的深灰色球粒疊層石白云巖，厚30～40 m，上段為發(fā)育微生物建造的白云巖，厚80～100 m。微生物碳酸鹽巖儲(chǔ)集層主要發(fā)育于肖爾布拉克組上段，其沉積環(huán)境為碳酸鹽臺(tái)地斜坡—臺(tái)地邊緣。本組內(nèi)見(jiàn)三葉蟲(chóng)、金臂蟲(chóng)、軟舌螺和腕足化石，自下而上發(fā)育 3個(gè)三葉蟲(chóng)帶：Shizhudiscus帶、Ushbsapi帶和Kepingaspis Tianshanocephalus帶[22]，但目前對(duì)微生物化石的研究還比較薄弱。

2 微生物碳酸鹽巖巖石結(jié)構(gòu)

阿克蘇露頭區(qū)下寒武統(tǒng)發(fā)育3種微生物巨觀建造結(jié)構(gòu)，尺度范圍為幾十米至千米級(jí)。蘇蓋特布拉克剖面為微生物礁巖建造[17-19]，肖爾布拉克剖面為層狀微生物凝塊石巖建造，什艾日克剖面為微生物疊層石巖建造。通過(guò)剖面實(shí)測(cè)和鏡下薄片鑒定發(fā)現(xiàn)，肖爾布拉克組上段主要為白云巖，具有6類微觀結(jié)構(gòu)：顆粒結(jié)構(gòu)、微生物結(jié)構(gòu)、球粒結(jié)構(gòu)、紋層構(gòu)造、晶粒結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2）。

圖2 阿克蘇露頭區(qū)下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組上段微生物巖巖石結(jié)構(gòu)類型

顆粒結(jié)構(gòu)主要包括砂屑、礫屑等，以砂屑結(jié)構(gòu)為主，占 75%，其形成于較動(dòng)蕩的水動(dòng)力環(huán)境；碎裂結(jié)構(gòu)和晶粒結(jié)構(gòu)所占比例很小。碎裂結(jié)構(gòu)指示構(gòu)造活動(dòng)，大的碎裂角礫為3～4 mm，原巖多為球粒結(jié)構(gòu)。晶粒結(jié)構(gòu)以粉細(xì)晶白云石為主，占 60%，成巖改造強(qiáng)烈，原巖結(jié)構(gòu)未保留。

球粒結(jié)構(gòu)的成因有兩種：微生物成因和機(jī)械成因。微生物成因的球粒結(jié)構(gòu)獨(dú)立于顆粒結(jié)構(gòu)外，因其邊界相對(duì)模糊，形態(tài)不規(guī)則，完全不同于機(jī)械成因的球粒結(jié)構(gòu)，國(guó)外稱之為似球粒[2]，多形成于較安靜的水動(dòng)力環(huán)境，與鈣化細(xì)菌的凝集作用有關(guān)。這種與微生物作用有關(guān)的球粒結(jié)構(gòu)在古生界比較常見(jiàn)[2]。本次研究所涉及的球粒結(jié)構(gòu)均為微生物成因。

紋層構(gòu)造呈亮暗相間的結(jié)構(gòu)，淺色紋層為粉晶白云石，深色紋層為泥晶白云石。根據(jù)其成因分為兩類：一類是機(jī)械成因，主要形成于重力分異作用下的安靜水體環(huán)境，紋層相對(duì)平直，局部具有沖刷構(gòu)造；另一類是微生物成因，波狀起伏，紋層邊緣呈發(fā)散狀，亮暗相間結(jié)構(gòu)常呈過(guò)渡特征（見(jiàn)圖3a）。微生物紋層占紋層構(gòu)造的 65%，多與微生物膜或微生物席的粘結(jié)或捕集作用有關(guān)。

微生物結(jié)構(gòu)是肖爾布拉克組上段的主要巖石結(jié)構(gòu)，占55%，可進(jìn)一步分為凝塊石、疊層石、枝狀石、核形石和泡沫綿層石。凝塊石在 3個(gè)典型剖面上均發(fā)育，是微生物巖巖石結(jié)構(gòu)的主體，占73%，凝塊呈內(nèi)斂團(tuán)簇狀，內(nèi)部為泥晶結(jié)構(gòu)，凝塊間為亮晶白云石膠結(jié)。其中觀結(jié)構(gòu)呈不規(guī)則的斑塊狀，大小為（1～3 mm）×（1～4 mm），主要有3種形態(tài)：分枝狀（見(jiàn)圖3b）、孤立狀（見(jiàn)圖3c）和包殼狀（見(jiàn)圖3d）。

疊層石亦廣泛發(fā)育，其中觀結(jié)構(gòu)為丘狀、微波狀或?qū)訝?，厚度?0～80 cm。其微觀結(jié)構(gòu)為丘狀或?qū)訝睿吡涟迪嚅g結(jié)構(gòu)，暗層為微生物紋層，亮層則為粉晶白云石紋層，起伏幅度為0.2～1.0 mm，局部見(jiàn)葛萬(wàn)菌（見(jiàn)圖3e）。

圖3 阿克蘇露頭區(qū)下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組上段微生物巖微觀結(jié)構(gòu)類型

枝狀石僅在蘇蓋特布拉克剖面中發(fā)育，可見(jiàn)原地生長(zhǎng)的表附菌，主要有兩種微觀形態(tài)：樹(shù)枝狀和簇球狀。樹(shù)枝狀枝狀石具二分叉葉狀體，色暗，內(nèi)部由隱晶白云石組成，葉狀體之間為亮晶白云石膠結(jié)（見(jiàn)圖3f）。葉狀體向上、向外分叉叢生，叢體長(zhǎng)度3～5 mm，整體呈小灌木叢狀，叢體之間見(jiàn)溶蝕孔洞，亮晶白云石充填其中。簇球狀枝狀石為圓形或橢圓形葉狀體，呈團(tuán)密集分布，簇球直徑約為0.3～0.8 mm，內(nèi)具不規(guī)則偏心孔隙，為亮晶白云石充填（見(jiàn)圖3g）。

核形石是微生物結(jié)核狀構(gòu)造，在蘇蓋特布拉克剖面中發(fā)育，厚約20～40 cm。微觀結(jié)構(gòu)呈圓形、次圓形或橢圓形，核心為砂屑、礫屑或凝塊，大小為（0.5～2.0 mm）×（0.4～1.0 mm），核心外部包繞亮暗相間圈層（見(jiàn)圖3h）。

泡沫綿層石主要見(jiàn)于什艾日克剖面中，其中觀結(jié)構(gòu)為淺灰色厚層—塊狀窗格孔白云巖，微觀結(jié)構(gòu)是由泡沫狀藍(lán)細(xì)菌組成的海綿狀格架，為泥粉晶結(jié)構(gòu)且疊置成疊層構(gòu)造。海綿狀格架內(nèi)發(fā)育大量空腔，為亮晶白云石充填或半充填（見(jiàn)圖3i）。

微生物巖主要由以下兩種方式形成：微生物調(diào)整胞外聚合物沉淀和微生物捕獲、固化顆粒沉積物[2]。上述 6種巖石結(jié)構(gòu)中微生物結(jié)構(gòu)、紋層構(gòu)造和球粒結(jié)構(gòu)均與微生物活動(dòng)關(guān)系密切。紋層構(gòu)造、疊層石、核形石、凝塊石和球粒結(jié)構(gòu)與微生物席的粘結(jié)或捕集作用有關(guān)，而枝狀石、泡沫綿層石則與鈣質(zhì)微生物群落本身的生長(zhǎng)格架有關(guān)。

3 微生物碳酸鹽巖儲(chǔ)集層

塔里木盆地阿克蘇露頭區(qū)下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組上段發(fā)育 3種類型微生物碳酸鹽巖儲(chǔ)集層：微生物礁白云巖、包殼凝塊石白云巖和泡沫綿層疊層石白云巖。

3.1 微生物礁白云巖儲(chǔ)集層

微生物礁建造發(fā)育在蘇蓋特布拉克剖面（見(jiàn)圖4a），為高突起塊體建造，厚60～100 m，橫向延續(xù)3 km。野外地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)肖爾布拉克組上段發(fā)育兩期微生物礁：第1期主要發(fā)育在蘇蓋特布拉克北部（見(jiàn)圖4b），呈由北向南的前積特征，北厚南薄，發(fā)育 4段微生物礁前積復(fù)合體（見(jiàn)圖4a），每個(gè)復(fù)合體由若干個(gè)前積層組成，每個(gè)前積層厚約4～5 m。前積體內(nèi)可見(jiàn)枝狀石（見(jiàn)圖4c），以及原地生長(zhǎng)的表附菌；第2期主要發(fā)育在蘇蓋特布拉克南部（見(jiàn)圖4b），呈由南向北超覆特征，北薄南厚。兩期微生物礁界線清晰（見(jiàn)圖4b），第1期為塊狀建造；第2期為中—厚層狀砂屑-凝塊石建造，以藍(lán)細(xì)菌凝塊結(jié)構(gòu)為主（見(jiàn)圖4d），局部發(fā)育微生物點(diǎn)礁建造，頂部發(fā)育疊層石建造（見(jiàn)圖4e）。

圖4 蘇蓋特布拉克地區(qū)肖爾布拉克組上段微生物礁儲(chǔ)集層特征（—C1x上—下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組上段；—C1x下—下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組下段；—C1y—下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組；Z2q—上震旦統(tǒng)奇格布拉克組）

微生物礁碳酸鹽巖儲(chǔ)集層中觀特征多為溶孔白云巖，溶孔呈針狀或不規(guī)則狀，局部密集分布（見(jiàn)圖4f）。溶孔大小為 0.5 mm×（1.0～2.0 mm）至 0.5 cm×1.0 cm，近觀孔隙內(nèi)充填瀝青（見(jiàn)圖4g）。鏡下微生物礁白云巖主要包括枝狀石、凝塊石、疊層石白云巖等，以溶蝕粒間孔為主，面孔率為3%～10%，孔徑多小于1 mm，大的可達(dá)1.0～1.5 cm，局部發(fā)育孔洞。第1期微生物礁發(fā)育礁核和礁基儲(chǔ)集層，礁核主要為表附菌枝狀石白云巖，溶孔多分布在表附菌叢體之間，面孔率為4%（見(jiàn)圖4h）；礁基主要為凝塊顆粒白云巖，以粒間溶孔為主，面孔率為3%。第2期微生物礁儲(chǔ)集層以凝塊石白云巖為主，面孔率約為8%～10%，溶蝕孔洞的分布具有較明顯的非均質(zhì)性，凝塊的密度與溶孔的大小、數(shù)量和連通性略呈正相關(guān)關(guān)系（見(jiàn)圖4i）。第2期微生物礁建造的第 4段發(fā)育疊層石白云巖儲(chǔ)集層，孔隙類型為粒間溶孔或窗格孔，儲(chǔ)集層厚度約為2 m，面孔率為3%，溶孔具順層分布的特點(diǎn)（見(jiàn)圖4j）。

為查明微生物礁白云巖的橫向展布特征，在蘇蓋特布拉克露頭區(qū)自南西至北東實(shí)測(cè) 5條剖面，依次編號(hào)為蘇 0、蘇南、蘇Ⅲ、蘇Ⅳ和蘇北（見(jiàn)圖 5）。各剖面下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組、肖爾布拉克組橫向?qū)Ρ缺砻?，微生物礁白云巖發(fā)育在震旦紀(jì)末期北東方向的古巖溶高地之上，古地勢(shì)北高南低，兩期微生物礁結(jié)構(gòu)明顯。第 1期微生物礁形成于海退背景下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為兩段：下段為礁基，北部古高地為塊狀凝塊、顆粒沉積，而南部低洼處則為薄層狀球粒、生屑沉積；上段為礁核，北部古高地為塊狀枝狀石，南部低洼處為厚層—塊狀分枝狀凝塊石建造，自下而上呈現(xiàn)出由顆粒灘向表附菌礁的演化特征。第 2期微生物礁形成于海侵背景下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)自下而上分為 4段，表現(xiàn)為風(fēng)暴沉積—泥晶球粒灰/云巖—凝塊石—凝塊石-疊層石的演化特征：第1段為中薄層狀風(fēng)暴巖，在南部較深水蘇0、蘇南剖面均有發(fā)育，厚20～30 m，至蘇Ⅲ剖面尖滅；第2段為灰黑色薄層狀含生屑泥晶球?；?云巖，厚 5～6 m；第3段為塊狀凝塊石白云巖段，局部發(fā)育低幅度微生物點(diǎn)礁，其為第 2期微生物礁建造主體，在蘇蓋特布拉克南部的厚度為 50～60 m，北部的厚度則為15～30 m；第4段為中—薄層狀凝塊石-疊層石白云巖段，厚4～5 m，在蘇Ⅲ剖面發(fā)育較厚，達(dá)20 m。

圖5 蘇蓋特布拉克地區(qū)肖爾布拉克組上段微生物礁白云巖展布及儲(chǔ)集層分布特征

微生物礁白云巖儲(chǔ)集層段主要發(fā)育在第 1期微生物礁和第2期微生物礁的第3、4段（見(jiàn)圖5）。第1期微生物礁白云巖儲(chǔ)集層主要發(fā)育在北東古高地上，儲(chǔ)集層累計(jì)厚度為30～40 m；第2期微生物礁白云巖儲(chǔ)集層在整個(gè)蘇蓋特布拉克地區(qū)均有發(fā)育，但儲(chǔ)集層厚度有差異，南西蘇0、蘇南剖面上厚度為10～12 m，蘇Ⅲ剖面上厚度為32 m，北東蘇Ⅳ、蘇北剖面則為10～18 m，這種差異可能由海侵背景下的不同沉積古地貌控制。第2期微生物礁白云巖儲(chǔ)集層累計(jì)厚度為10～32 m。兩期微生物礁白云巖儲(chǔ)集層總厚約為40～70 m。整體上，自南西向北東微生物礁白云巖儲(chǔ)集層厚度、發(fā)育層數(shù)逐漸增加，儲(chǔ)地比（儲(chǔ)集層厚度與地層厚度之比）在南西的蘇0、蘇南剖面分別為0.09和0.11，至北東方向的蘇Ⅳ、蘇北剖面則增加為0.61和0.64?；|(zhì)孔滲物性測(cè)試發(fā)現(xiàn)，微生物礁白云巖多屬低孔低滲型儲(chǔ)集層，孔隙度一般為2%～6%，最高可達(dá)13.32%，平均為4.32%。滲透率一般為（0.02～1.00）×10?3μm2，僅有兩個(gè)樣品滲透率較高，為（40～50）×10?3μm2，平均滲透率為 4.66×10?3μm2。

3.2 包殼凝塊石白云巖儲(chǔ)集層

肖爾布拉克剖面發(fā)育包殼凝塊石白云巖儲(chǔ)集層，為宏觀塊狀建造，橫向分布穩(wěn)定（見(jiàn)圖6a）。

圖6 肖爾布拉克地區(qū)肖爾布拉克組上段包殼凝塊石白云巖儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)特征

野外剖面上，肖爾布拉克組總厚度為94.8 m，下段為極薄—薄層狀球粒白云巖構(gòu)成的韻律結(jié)構(gòu)，上部發(fā)育波狀層理和層狀孔洞。肖爾布拉克組上段厚 51.2 m，主要為深灰色塊狀包殼凝塊石白云巖，近頂部發(fā)育疊層石和顆粒白云巖。包殼凝塊石白云巖儲(chǔ)集層厚30 m，儲(chǔ)地比為0.58，儲(chǔ)集層段由11個(gè)下細(xì)上粗的沉積韻律組成，單個(gè)韻律厚度為3～6 m，下部為深灰色球粒泥晶白云巖，上部為深灰色塊狀溶孔凝塊石白云巖。韻律結(jié)構(gòu)中上部發(fā)育溶蝕孔洞，呈圓形、橢圓形、扁平狀至不規(guī)則狀（見(jiàn)圖6b），其大小從毫米級(jí)至（1～2 cm）×（2～5 cm），亮晶白云石半充填—未充填，溶孔密度為20～30個(gè)/dm2，面孔率8%～10%。中觀角度來(lái)看，包殼凝塊石與粉晶白云石互層，厚15～20 cm。包殼凝塊石由暗色外包殼和淺色粉晶內(nèi)核組成：外包殼呈不規(guī)則狀包覆，形成“似鉆孔”結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖6c）；內(nèi)核大小為1.0～1.5 cm。溶孔多分布于包殼凝塊石層，略成層分布。新鮮面近觀呈亮暗相間斑塊結(jié)構(gòu)，斑塊大小為1～3 cm，呈不規(guī)則狀；溶孔以扁平狀、針狀為主，大小為（1～2）mm～（1.0～1.5）cm，面孔率為8%，主要分布在斑塊結(jié)構(gòu)內(nèi)，局部連通，為亮晶白云石半充填，溶孔充填程度為30%～40%（見(jiàn)圖6d）。

鏡下微觀特征觀察發(fā)現(xiàn)，包殼凝塊石暗色包殼為泥晶白云石，邊緣為不規(guī)則微生物暗邊包繞結(jié)構(gòu)，呈發(fā)散狀，可能由微生物穩(wěn)定作用產(chǎn)生[23-24]；淺色“似鉆孔”結(jié)構(gòu)顯微組分為粉晶白云石，見(jiàn)殘余凝塊結(jié)構(gòu)，發(fā)育溶孔，主要為粒間和晶間溶孔，大小為 1 mm×2 mm，呈孤立狀，見(jiàn)微裂縫，面孔率為5%（見(jiàn)圖6e）。

物性測(cè)試資料表明，包殼凝塊石屬低孔低滲型儲(chǔ)集層，孔隙度主要為1.50%～3.77%，最高可達(dá)9.76%，滲透率主要為（0.003～0.056）×10?3μm2，只有 1 個(gè)樣品滲透率較高，為 45.52×10?3μm2，可能與后期強(qiáng)風(fēng)化作用有關(guān)。

3.3 泡沫綿層疊層石白云巖儲(chǔ)集層

泡沫綿層疊層石白云巖儲(chǔ)集層發(fā)育于什艾日克剖面，為淺灰色宏觀塊狀建造，分布穩(wěn)定（見(jiàn)圖7a）。

什艾日克剖面下寒武統(tǒng)沉積結(jié)構(gòu)與蘇蓋特布拉克地區(qū)、肖爾布拉克地區(qū)略有差別。肖爾布拉克組下段沉積厚度較大，達(dá)59.2 m，波狀層理與層狀孔洞段較其他兩個(gè)地區(qū)厚；肖爾布拉克組上段厚40.8 m，較其他兩個(gè)地區(qū)薄，下部為深灰色凝塊白云巖，上部為淺灰色泡沫綿層疊層石白云巖，近頂部為砂屑白云巖，上部?jī)?chǔ)集層厚度為18 m，儲(chǔ)地比為0.44。中觀角度上，淺灰色塊狀疊層結(jié)構(gòu)清晰（見(jiàn)圖7b），發(fā)育10個(gè)沉積韻律，韻律厚度為0.8～4.6 m，溶孔多發(fā)育在韻律結(jié)構(gòu)的中上部，略成層發(fā)育（見(jiàn)圖7c）。溶孔類型為窗格孔，形狀為圓形或橢圓形，新鮮面溶孔呈蜂窩狀（見(jiàn)圖7d），大小為（1～2 mm）×（2～4 mm），呈孤立狀，未充填，面孔率為10%～15%。

鏡下微觀特征觀察發(fā)現(xiàn)，疊層石構(gòu)造主要由泡沫綿層組成（見(jiàn)圖3i、圖7e），泡沫狀藍(lán)細(xì)菌構(gòu)成其格架，單個(gè)泡沫體呈圓形或次圓形，大小為0.2～0.3 mm。泡沫體由邊緣和體腔組成，邊緣為薄層暗色泥晶結(jié)構(gòu)，體腔主要為亮晶粉晶結(jié)構(gòu)，泡沫綿層體疊置成疊層構(gòu)造（見(jiàn)圖3i），與四川盆地震旦系燈影組泡沫綿層結(jié)構(gòu)類似[25]。窗格孔非常發(fā)育，其大小為（0.2～0.5）mm～（1.5～2.0）mm，略成層分布，孔隙類型為粒間和晶間溶孔，多發(fā)育在泡沫綿層結(jié)構(gòu)的亮晶體腔內(nèi)，為自形粉—細(xì)晶白云石半充填，充填程度為 15%～20%，局部見(jiàn)微裂縫連通孔隙，面孔率12%～15%（見(jiàn)圖7e）。

物性測(cè)試資料表明，泡沫綿層疊層石白云巖儲(chǔ)集層屬中低孔、低滲型儲(chǔ)集層，孔隙度一般為3.07%～8.38%，平均為 5.73%，滲透率一般為（0.001～1.537）×10?3μm2，平均滲透率為 0.8×10?3μm2。其孔隙度比微生物礁、包殼凝塊石白云巖儲(chǔ)集層要高，但滲透率變化較大，與孔隙本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有關(guān)：窗格孔成層分布，若微裂縫連通孔隙，則滲透率較高；若微裂縫不發(fā)育，則滲透率偏低。

4 微生物碳酸鹽巖儲(chǔ)集層控制因素

4.1 沉積古地貌

微生物礁發(fā)育在震旦紀(jì)末期蘇蓋特布拉克地區(qū)北東古巖溶高地之上。對(duì)比蘇蓋特布拉克露頭區(qū)蘇北剖面、肖爾布拉克和什艾日克剖面下寒武統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，蘇蓋特布拉克北東地區(qū)在震旦紀(jì)末期也是整個(gè)露頭區(qū)的古巖溶高地，肖爾布拉克地區(qū)位于古巖溶斜坡，什艾日克地區(qū)則位于古巖溶洼地（見(jiàn)圖8）。

沉積古地貌決定沉積相帶展布，沉積相帶控制微生物巖的類型、發(fā)育形態(tài)和分布特征。早寒武世肖爾布拉克組沉積期古地貌基本繼承了震旦紀(jì)末的巖溶古地貌形態(tài)。自西向東，蘇蓋特布拉克、肖爾布拉克和什艾日克剖面依次處于沉積古高地、沉積斜坡和沉積洼地，沉積相帶依次為臺(tái)地邊緣、臺(tái)內(nèi)灘和潮坪。微生物礁主要發(fā)育在西部的蘇蓋特布拉克地區(qū)，主要為臺(tái)地邊緣相的表附菌礁；處于古沉積斜坡處的肖爾布拉克地區(qū)發(fā)育包殼凝塊石，主要為中等水動(dòng)力條件下的臺(tái)內(nèi)淺灘微生物建造；處于古沉積洼地的什艾日克地區(qū)發(fā)育泡沫綿層疊層石，主要為較弱水動(dòng)力條件下的潮坪相席狀—層狀微生物建造。自西向東，隨著沉積相帶演變，微生物碳酸鹽巖的沉積厚度、儲(chǔ)集層厚度和儲(chǔ)地比均逐漸減小，蘇北剖面、肖爾布拉克剖面和什艾日克剖面的沉積厚度分別為64.0 m、51.2 m和40.8 m，儲(chǔ)集層厚度分別為41 m、30 m和18 m，儲(chǔ)地比分別為0.64、0.58和0.44（見(jiàn)圖8）。

圖7 什艾日克地區(qū)肖爾布拉克組上段泡沫綿層疊層石白云巖儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)特征

4.2 成巖作用

白云石化作用、埋藏溶蝕作用和晚期熱液作用有利于形成微生物碳酸鹽巖儲(chǔ)集層[6,19]。微生物碳酸鹽巖經(jīng)歷了強(qiáng)烈白云石化作用后，一方面破壞了原始沉積的微生物結(jié)構(gòu)，另一方面有利于形成儲(chǔ)集層。微生物碳酸鹽巖在埋藏條件下，與有機(jī)質(zhì)生烴、成熟和運(yùn)移有關(guān)的酸性流體會(huì)對(duì)其產(chǎn)生溶蝕作用。瀝青充填于微生物礁白云巖針狀溶孔，證明其經(jīng)歷過(guò)油氣充注事件。結(jié)合研究區(qū)埋藏史、古地?zé)崽荻群凸艢鉁刭Y料[21,26]分析發(fā)現(xiàn)，下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組黑色頁(yè)巖在奧陶紀(jì)時(shí)古地溫為72.5 ℃，開(kāi)始大量生油，二疊紀(jì)時(shí)期古地溫為148.2 ℃，達(dá)到生油高峰，大量油氣運(yùn)移到上覆微生物礁白云巖儲(chǔ)集層中產(chǎn)生有機(jī)酸溶蝕作用。另外野外調(diào)查中，在阿克蘇露頭區(qū)發(fā)現(xiàn)肖爾布拉克組下段發(fā)育典型斑馬紋白云巖，其流體包裹體均一溫度為158.4～161.2 ℃，遠(yuǎn)高于其最大埋藏古地溫，表明其為熱液成因。深部熱液沿?cái)嗔押土芽p上涌，對(duì)微生物碳酸鹽巖產(chǎn)生溶蝕形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層。類似的熱液溶蝕白云巖儲(chǔ)集層還見(jiàn)于柯坪地區(qū)下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組[27]。

圖8 阿克蘇露頭區(qū)下寒武統(tǒng)及其微生物巖儲(chǔ)集層對(duì)比

4.3 微生物結(jié)構(gòu)

阿克蘇地區(qū)肖爾布拉克組上段的兩期微生物建造在橫向上具可對(duì)比性（見(jiàn)圖8），微生物結(jié)構(gòu)對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)和產(chǎn)狀具有控制作用。不同地區(qū)微生物結(jié)構(gòu)類型不同，儲(chǔ)集層厚度和孔隙類型也有差別。蘇蓋特布拉克剖面儲(chǔ)集層為微生物礁白云巖，以針狀溶孔為主；肖爾布拉克剖面儲(chǔ)集層為包殼狀凝塊石白云巖，以孤立大溶孔為主；什艾日克剖面儲(chǔ)集層為泡沫綿層疊層石白云巖，發(fā)育順層分布的窗格孔。微生物結(jié)構(gòu)控制選擇性溶蝕作用，蘇蓋特布拉克地區(qū)凝塊石白云巖儲(chǔ)集層中溶孔分布具有非均質(zhì)性。凝塊較發(fā)育的部位發(fā)育厘米級(jí)孔隙，其連通性較好；而在凝塊結(jié)構(gòu)不發(fā)育的部位發(fā)育毫米級(jí)孔隙。

5 結(jié)論

塔里木盆地阿克蘇露頭區(qū)下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組上段發(fā)育微生物碳酸鹽巖，巖石結(jié)構(gòu)主要包括球粒結(jié)構(gòu)、紋層構(gòu)造、凝塊石、疊層石、枝狀石、核形石和泡沫綿層石。

肖爾布拉克組上段發(fā)育 3種類型的微生物碳酸鹽巖儲(chǔ)集層，即微生物礁、包殼凝塊石和泡沫綿層疊層石白云巖儲(chǔ)集層。兩期微生物礁發(fā)育在震旦紀(jì)末期古巖溶高地之上，第 1期為由北向南前積的表附菌礁，第 2期為由南向北超覆的藍(lán)細(xì)菌凝塊建造；其儲(chǔ)集層由枝狀石、凝塊石和疊層石白云巖構(gòu)成，厚40～70 m，以針狀溶孔為主，呈低孔低滲特征。包殼凝塊石白云巖儲(chǔ)集層發(fā)育在古沉積斜坡，儲(chǔ)集層厚30 m，發(fā)育孤立狀溶孔，呈低孔低滲特征。泡沫綿層疊層石白云巖儲(chǔ)集層發(fā)育在古沉積洼地，儲(chǔ)集層厚18 m，窗格孔成層密集發(fā)育，為中低孔低滲型儲(chǔ)集層。

微生物碳酸鹽巖儲(chǔ)集層發(fā)育受控于沉積古地貌、成巖作用和微生物結(jié)構(gòu)。沉積古地貌決定沉積相帶，沉積相帶控制微生物巖類型、發(fā)育形態(tài)和展布特征，成巖作用則控制儲(chǔ)集層孔隙的形成和演化，微生物結(jié)構(gòu)控制選擇性溶蝕作用，影響孔隙的分布狀態(tài)。

致謝：感謝中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院塔里木分院、石油地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究中心提供研究所需的儀器和設(shè)備。本文野外研究工作得到了周剛、陳文玲、饒紅娟、陸朋朋、王鑫等的協(xié)助，在此一并表示感謝。

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