塔中西部奧陶系碳酸鹽巖潛山精細古地貌研究

鄧興梁 （中石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 庫爾勒841000）

佟彥明 （斯倫貝謝 （中國）地球科學與石油工程研究院，北京100015）

張正紅 （中國石油 塔里木油田分公司 勘探開發(fā)研究院，新疆 庫爾勒841000）

楊品 （斯倫貝謝 （中國）地球科學與石油工程研究院，北京100015）

潘楊勇 （中石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 庫爾勒841000）

趙春段 （斯倫貝謝 （中國）地球科學與石油工程研究院，北京100015）

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于塔里木盆地塔中地區(qū)西部，中下奧陶統(tǒng)鷹山組 （Oy）在區(qū)內(nèi)廣泛分布，并探明了大型巖溶凝析氣田，故將其作為塔里木盆地重要的建產(chǎn)區(qū)之一。研究區(qū)奧陶系自下而上發(fā)育下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組、中下奧陶統(tǒng)鷹山組 （Oy）、上奧陶統(tǒng)良里塔格組 （Ol）和桑塔木組 （Os），缺失Oy頂部、中奧陶統(tǒng)一間房組、上奧陶統(tǒng)吐木休克組以及Ol底部［1～3］。研究區(qū)Oy的風化殼巖溶儲層集中發(fā)育在距潛山頂面200m的范圍之內(nèi)，埋深約5200～6500m。

2 精細古地貌恢復的新方法

“印模法”和 “殘厚法”是目前在碳酸鹽巖潛山古地貌恢復工作中較為常用的2種方法［4～13］，但筆者通過研究認為，兩者兼具不足之處。如，“印模法”和 “殘厚法”常會歪曲微地貌形態(tài)，“殘厚法”對地質(zhì)條件要求過多以致于難以同時滿足等。

利用 “印模法”和 “殘厚法”對研究區(qū)Oy頂部不整合面的古地貌進行恢復發(fā)現(xiàn)，結(jié)果相差較大，甚至存在相反的情況。結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化背景認為：利用 “殘厚法”恢復出來的古地貌總體上呈現(xiàn)南高北低的格局，可能為加里東中期運動早期階段的差異隆升剝蝕所造成；“印模法”恢復出來的為加里東中期運動晚期階段的古地貌格局，呈現(xiàn)北西高南東低的特征。一般情況下，在古地貌恢復過程中，選擇剛接受埋藏期的碳酸鹽巖潛山意義更為重大，因其古地貌特征與現(xiàn)今儲層的關系最為密切［3～6］。故利用“印模法”恢復出來碳酸鹽巖潛山古地貌可能更為合理、更具意義。但研究區(qū)Oy頂部不整合面的古地貌可能非常平緩，地形起伏不大，加之上覆的Ol又發(fā)育有較多的丘、灘沉積，利用 “印模法”恢復出來的古地貌可能存在較大誤差。

在綜合考慮上述2種方法的基礎上，筆者提出利用 “等時層序厚度比較法”來恢復研究區(qū)Oy頂部不整合面的精細古地貌形態(tài)。該方法從本質(zhì)上可理解為是一種 “印模法”，但具體實現(xiàn)過程卻與之存在較大差距，相比之下更為精細。具體恢復步驟如下；

1）對緊鄰Oy頂部不整合面的上伏地層進行等時層序?qū)Ρ?。對比結(jié)果較好地揭示了區(qū)內(nèi)Ol自南東向北西層層上超的地層分布格局 （圖1）。

圖1 塔中西部建產(chǎn)區(qū)Ol等時層序?qū)Ρ雀窦?/p>

2）通過比較不整合之上等時層序的厚度變化，確定一批古高程控制點。將位于研究區(qū)中部某井的Oy頂部不整合面選定為古地貌 “零值”的基準面，獲得其他井與基準井到良里塔格組四段 （Ol4）底或良里塔格組三段 （Ol3）底的地層厚度差，并進行適當壓實校正，從而獲得一組實鉆井眼處的古高程控制點。外圍無井區(qū)域主要采用可對比地震波組連續(xù)外推的方式，即基于疊前深度偏移地震體來比較可對比波組的厚度差，經(jīng)壓實校正后，獲得一組虛擬井眼處的古高程控制點 （圖2）。

3）以現(xiàn)今地震精細構(gòu)造解釋不整合層面作為約束條件，過上述2組古高程控制點，形成區(qū)內(nèi)最終的古地貌層面?？刂泣c的古高程及其平面分布決定了二級古地貌的變化趨勢，因此當現(xiàn)今構(gòu)造與古地貌差別較大時應增加相應控制點的數(shù)量 （圖3）?，F(xiàn)今精細構(gòu)造解釋層面的作用主要是用于繼承其所反映的微地貌形態(tài)，例如巖溶峰、丘、溝、谷等，但應用該層面之前一定要先消除局部后期構(gòu)造運動的影響。

圖2 利用可對比波組的厚度差推算虛擬井處的古高程

圖3 古高程控制點和精細構(gòu)造層面對古地貌的約束作用

3 恢復結(jié)果與特征分析

根據(jù)上述步驟，對剛接受Ol沉積時期埋藏的Oy頂部碳酸鹽巖潛山進行了精細的古地貌形態(tài)恢復。結(jié)果表明 （圖4）：研究區(qū)總體上呈現(xiàn)北西高南東低，是一個頂部具有準平原化特征的碳酸鹽巖島嶼；區(qū)內(nèi)所有實鉆井之間的高程差最大僅有200m左右，古地貌形態(tài)整體上較為平緩，坡度一般為0．1～3°；古地貌格局對現(xiàn)今構(gòu)造具有一定的形態(tài)繼承性。

圖4 塔中西部Oy頂面不整合精細古地貌恢復結(jié)果

利用恢復出的古地貌層面勾勒出研究區(qū)內(nèi)可能存在的古水系和古流域盆地，確定古分水嶺的準確位置。由圖5可知，區(qū)內(nèi)并不存在源遠流長的古水系，但發(fā)育眾多由二級洼地控制的小流域盆地。上述水系溝谷并不代表古地表一定存在著常年性河流，而更多地是對古地表形態(tài)的一種描述，指示大氣降水后地表水可能匯聚的方向。

4 石油地質(zhì)意義

結(jié)合實際鉆探資料進一步分析表明，早期斷裂、古地貌、古水系和巖性均對Oy巖溶儲層的形成起到一定的控制作用。如區(qū)內(nèi)部分巖溶儲層多沿某些早期斷裂分布，多形成于流域盆地的斜坡部位，常發(fā)育于地表水流匯聚區(qū)，且更多地分布于鷹山組一段下亞段 （OyL1）出露區(qū)。但就全區(qū)巖溶儲層規(guī)模來看，上述地質(zhì)條件均不能作為儲層形成的主控因素。

基于精細古地貌恢復結(jié)果，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景以及對儲層發(fā)育位置的古高程分析得出，古地貌、古海平面與弱成巖孔隙性碳酸鹽巖共同控制的年輕碳酸鹽巖島嶼 （淡水透鏡體）位置是儲層發(fā)育的主控因素。位于不同古高程的巖溶儲層對應于基準面上升過程中的多期停頓。

研究區(qū)Oy的巖溶儲層極為發(fā)育，但單個規(guī)模一般相對較小，且地下暗河體系不發(fā)育，因此儲層的連通性較差，其相對優(yōu)勢連通方向垂直或平行于古地貌等高線方向。在同一流域盆地內(nèi)，特別是在相同分支水系上分布的巖溶儲層存在成因上的聯(lián)系時，古水系可作為洞穴系統(tǒng)劃分的重要依據(jù)之一。

圖5 古水系追蹤與古流域盆地劃分

5 結(jié)論

1）針對塔中西部奧陶系鷹山組 （Oy）的特殊地質(zhì)背景，分析了 “印模法”和 “殘厚法”等傳統(tǒng)古地貌恢復方法的不足，提出了 “等時層序厚度比較法”，并利用其恢復了區(qū)內(nèi)Oy的古地貌形態(tài)。

2）研究區(qū)Oy的古地貌特征總體表現(xiàn)為北西高南東低，但較為平緩，是一個頂部具有準平原化特征的碳酸鹽巖島嶼，不發(fā)育源遠流長的古地表水系。

［1］孫崇浩，楊海軍，潘文慶，等 ．塔中地區(qū)奧陶系鷹山組精細劃分 ［J］．新疆石油地質(zhì)，2012，33（1）：45～48．

［2］倪寓南，耿良玉，王志浩，等 ．奧陶系 ［M］．北京：科學出版社，2001．39～80．

［3］王招明，于紅楓，吉云剛，等 ．塔中地區(qū)海相碳酸鹽巖特大型氣田的發(fā)現(xiàn)與關鍵技術 ［J］．新疆石油地質(zhì)，2011，32（3）：219～223．

［4］江青春，胡素云，汪澤成，等 ．四川盆地茅口組風化殼巖溶古地貌及勘探選區(qū) ［J］．石油學報，2012，33（6）：949～960．

［5］劉小平，孫冬勝，吳欣松 ．古巖溶地貌及其對巖溶儲層的控制——以塔里木盆地輪古西地區(qū)奧陶系為例 ［J］．石油實驗地質(zhì)，2007，29 （3）：265～268．

［6］尚久靖，李國蓉，呂艷萍，等 ．微古地貌描述及對巖溶儲層發(fā)育預測的指示意義——以塔河2區(qū)為例 ［J］．四川地質(zhì)學報，2011，31 （2）：223～227．

［7］張海祖，張好勇，劉鑫，等 ．塔中地區(qū)奧陶系鷹山組古地貌精細研究 ［J］．新疆石油地質(zhì)，2011，32（3）：250～252．

［8］拜文華，呂錫敏，李小軍，等 ．古巖溶盆地巖溶作用模式及古地貌精細刻畫——以鄂爾多斯盆地東部奧陶系風化殼為例 ［J］．現(xiàn)代地質(zhì)，2002，16 （3）：292～298．

［9］李紅凱，康志宏 ．塔河油田古地貌、古水系和斷裂系統(tǒng)研究 ［J］．山西財經(jīng)大學學報，2012，34（2）：226～230．

［10］林暢松，楊海軍，劉景彥，等 ．塔里木盆地古生代中央隆起帶古構(gòu)造地貌及其對沉積相發(fā)育分布的制約 ［J］．中國科學 （D輯：地球科學），2009，39 （3）：306～316．

［11］彭莉，劉小平，林暢松，等 ．塔中隆起晚奧陶世古地貌及其沉積相特征 ［J］．石油地球物理勘探，2009，44（6）：767～772．

［12］田納新，徐國強，胡志方，等 ．塔中地區(qū)早海西期風化殼古地貌特征 ［J］．河南石油，2004，18（1）：1～3．

［13］吳麗艷，陳春強，江春明，等 ．淺談我國油氣勘探中的古地貌恢復技術 ［J］．石油天然氣學報 （江漢石油學院學報），2005，27 （4）：559～560．