塔中中西部地區(qū)鷹山組“串珠狀”反射地震地質(zhì)特征及主控因素分析

陳智遠(yuǎn)，孫德彬，羅新生

（1.西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川成都610500；2.中國石化西北油田分公司雅克拉采氣廠；3.中國石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院）

“串珠狀”反射是不同地質(zhì)體在地震剖面上的地震響應(yīng)特征，塔中中西部地區(qū)鷹山組是“串珠狀”反射較為常見的層位。近年來，“串珠狀”地震反射在深層及超深層海相碳酸鹽巖儲層中的研究也越來越頻繁，有人認(rèn)為，地下孔洞在疊后偏移地震剖面上的地震響應(yīng)常呈現(xiàn)出“串珠狀”反射特征［1］。也有人認(rèn)為，不均勻地質(zhì)體和溶洞都可以形成繞射波，在地層內(nèi)部的溶洞和地層波阻抗界面的相互作用下可以形成多次繞射波，可在垂直方向上形成多個強能量團即“串珠狀”反射［2］。以上均說明不同地質(zhì)體及儲集體都有形成“串珠狀”反射的可能，最近塔中地區(qū)研究已證明，無論是否充填較大的巖溶洞穴，還是與圍巖性質(zhì)差異較大的高孔隙度層以及富集油氣的儲集層都可能形成“串珠狀”反射［3］。在塔中地質(zhì)儲層研究中，又可以將“串珠狀”反射分為強“串珠”反射和弱“串珠”反射，兩者之間在于地震反射能量大小的區(qū)別。此外，在“串珠狀”反射的研究方法技術(shù)上，也有了很大的突破，聯(lián)合地震響應(yīng)的瞬時振幅、均方根振幅、分頻振幅及縱波阻抗體等四種屬性可以進(jìn)行“串珠狀”縫洞體三維地震雕刻［4］，利用正演模擬分析及疊前時間成像技術(shù)，有利于精細(xì)地刻畫溶洞地質(zhì)體［5］。本文希望通過對塔中中西部地區(qū)鷹山組“串珠狀”反射地質(zhì)特征的描述，建立研究區(qū)鷹山組強“串珠”反射和弱“串珠””反射的單井地震－地質(zhì)模型，并通過對“串珠狀”反射儲集體控制因素的分析，建立起“串珠狀”反射的發(fā)育模式。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

塔中地區(qū)屬于塔里木盆地中央隆起中段的塔中低凸起，北部與滿加爾凹陷緊鄰，南部接塘古巴孜斯凹陷，西與巴楚斷壟相接，東達(dá)塔東低隆起。塔中低凸起形成于早加里東時期，于晚海西期定型，后期的構(gòu)造運動對塔中低凸起的影響較小。塔中中西部地區(qū)位于塔里木盆地塔中地區(qū)北部斜坡帶中西部。研究區(qū)北起塔中Ⅰ號坡折帶，南至中央斷壘帶，西達(dá)塔中45井區(qū)，東抵塔中83井區(qū)（圖1）。

巖性、沉積特征：研究區(qū)鷹山組與下伏蓬萊壩組呈整合或假整合接觸，與上覆良里塔格組呈不整合接觸。巖性主要以淺灰、灰、深灰色薄～厚層狀泥晶灰?guī)r、藻粘結(jié)泥晶灰?guī)r、細(xì)粉晶灰?guī)r、泥粉晶砂屑灰?guī)r和亮晶粒屑灰?guī)r為主。鷹山組形成時期繼承了晚震旦－寒武紀(jì)的拉張作用，在拉張和沉陷活動較中－晚寒武世進(jìn)一步加劇的背景下，早－中奧陶世蓬萊壩－鷹山沉積期形成了分化的孤立臺地沉積體系，形成了臺－槽相間的沉積格局。

構(gòu)造斷裂特征：塔中中西部地區(qū)發(fā)育多期、多類型斷裂，與塔里木盆地區(qū)域構(gòu)造背景及應(yīng)力環(huán)境密不可分。塔中隆起主要經(jīng)歷了4期關(guān)鍵的斷裂發(fā)育期，即加里東早期的張性正斷層、加里東中晚期扭壓斷裂體系、加里東末期－早海西期左行走滑斷裂及二疊紀(jì)巖漿刺穿斷裂等4個發(fā)育期。

圖1 塔中中西部地區(qū)構(gòu)造位置及井位

2 鷹山組“串珠狀”反射地質(zhì)特征

通過研究區(qū)鷹山組“串珠狀”反射單井巖心、鉆井、測井等基礎(chǔ)地質(zhì)資料及常規(guī)地震剖面的研究，強“串珠”反射和弱“串珠”反射兩種地震反射類型在研究區(qū)都比較發(fā)育。兩者在常規(guī)地震剖面上特征明顯，都具有反射能量較強的特點（圖2）。

2.1 強“串珠”反射地質(zhì)特征

圖2 常規(guī)地震剖面“串珠狀”反射特征

研究區(qū)鷹山組強“串珠”反射主要發(fā)育于開闊臺地，尤其以臺內(nèi)灘相最為發(fā)育，巖性以淺灰～灰色顆?；?guī)r為主。儲集空間類型主要以裂縫－孔洞型及洞穴型為主，孔洞型次之，洞穴一般被泥質(zhì)、角礫半－全充填。其發(fā)育對古地貌具有一定的選擇性，主要發(fā)育在巖溶上緩坡和巖溶次高地上。研究區(qū)內(nèi)發(fā)育強“串珠”反射層位主要以鉆遇Ⅰ、Ⅱ類儲層為主，其鉆遇率可達(dá)65%左右，Ⅲ類儲層鉆遇較少。根據(jù)24口單井巖心及測井資料分析，強“串珠”反射平均面洞率為2.59%，平均面縫率為0.37%，平均孔隙度達(dá)到了3.74%。在單井產(chǎn)能方面，鉆遇強“串珠”反射的單井中，高產(chǎn)井達(dá)到86.3%以上，低產(chǎn)井所占比例很少。綜上所述，可將強“串珠”反射綜合解釋為，大型半充填的優(yōu)質(zhì)縫洞體及其內(nèi)部聚集的油氣與外圍的地層性質(zhì)有較大差異，或者是橫向延伸規(guī)模較大的優(yōu)質(zhì)厚層儲集體，在地震剖面上形成了“強”串珠反射。

2.2 弱“串珠”反射地質(zhì)特征

弱“串珠”反射主要發(fā)育于開闊臺地的臺內(nèi)灘相，巖性主要為顆?；?guī)r及泥晶灰?guī)r。儲集空間類型以裂縫－孔洞型為主，洞穴型次之，可見少量孔洞型儲層，其洞穴、孔洞一般被泥質(zhì)及角礫半－全充填，裂縫多被泥質(zhì)、瀝青等半充填。該反射類型主要發(fā)育在巖溶下緩坡，其次是巖溶高地和巖溶次高地。在弱“串珠”反射儲層鉆遇中，主要以Ⅱ、Ⅲ類儲層為主，其中優(yōu)質(zhì)儲層（Ⅰ、Ⅱ類儲層）的鉆遇率在49%左右。根據(jù)實際的鉆井、巖心及測井資料可知，弱“串珠”反射平均面洞率為2.12%，平均面縫率為0.28%，平均孔隙度為2.56%。從單井產(chǎn)能上可以看出，鉆遇弱“串珠”反射的單井中，高產(chǎn)井也達(dá)到了58.4%，中低產(chǎn)井比例有所上升。在地質(zhì)上，弱“串珠”反射可以綜合解釋為，斷裂附近的多套裂縫－孔洞型、洞穴型儲層及非儲層的組合，橫向發(fā)育規(guī)模較小。

綜上所述，無論是在優(yōu)質(zhì)儲層鉆遇率、物性參數(shù)，還是高產(chǎn)井鉆遇比例上，研究區(qū)鷹山組強“串珠”反射都要好于弱“串珠”反射，但是兩者的差異并不是很大。在地質(zhì)上兩者都可能是儲層、非儲層、油氣層單獨在常規(guī)地震剖面上的表現(xiàn)，也可能是三者之間任意組合形成的反射特征。所以在地震反射和地質(zhì)特征上兩者都具有一定的相似性，綜合其地震及地質(zhì)特征，可建立起兩者的單井地震－地質(zhì)模型（圖3）。

圖3 強“串珠””（左）和弱“串珠””（右）反射地震－地質(zhì)模型

3 “串珠狀”反射主控因素分析及發(fā)育模式

塔里木盆地構(gòu)造活動是控制古巖溶發(fā)育的最重要的因素之一。區(qū)域構(gòu)造背景是古巖溶發(fā)育的重要基礎(chǔ)，構(gòu)造格局控制了巖溶地貌的分區(qū)，斷裂和裂縫的形成又與構(gòu)造運動相關(guān)，它們是地下水運移的重要通道。奧陶紀(jì)至今，塔中地區(qū)經(jīng)歷了多次構(gòu)造運動，形成多期構(gòu)造裂縫，而在同一期的構(gòu)造運動中又可產(chǎn)生不同的裂縫類型，并隨其形成的先后順序又可互相改造、切割。多期構(gòu)造破裂作用所形成的裂縫是形成儲集空間和滲濾通道的重要原因，并有效提高了儲層的滲流能力，同時裂縫系統(tǒng)的產(chǎn)生有利于孔隙水和地下水的活動及溶蝕孔洞的發(fā)育，又促進(jìn)了巖溶作用的進(jìn)行，形成統(tǒng)一的孔洞縫系統(tǒng)，這些孔洞縫所形成的儲集體都為研究區(qū)在地震剖面上形成“串珠狀”反射提供了有利條件。

塔中中西部地區(qū)鷹山組不整合風(fēng)化殼巖溶主要發(fā)育在鷹山組頂部，鷹山組沉積后受加里東運動影響整體抬升，鷹山組頂部附近遭受大面積暴露淋濾，缺失吐木休克組及一間房組，沿不整合面尤其是沿徑流溶蝕帶發(fā)育大、中型水平溶洞、孔洞層及擴溶縫，有利于碳酸鹽巖儲集體形成和保存，形成了層狀分布的大規(guī)?？p洞型儲集體，由于巖溶作用時間長，縫洞系統(tǒng)非常發(fā)育，形成了縱向厚度大，橫向連續(xù)性好的優(yōu)質(zhì)儲層，這也是形成“串珠狀”反射的重要原因之一。

塔中中西部地區(qū)鷹山組不僅受到風(fēng)化殼巖溶作用，還經(jīng)歷了埋藏巖溶的改造，塔中地區(qū)的埋藏巖溶表現(xiàn)為對流經(jīng)鷹山組地層的交代、淋濾、溶蝕作用，并伴隨物質(zhì)的遷移及在上部層位形成新的礦物沉淀。該過程往往使得原巖物性大大改善，巖石孔隙度和滲透率增加，成為有利的儲層發(fā)育部位，這就為形成“串珠狀”反射提供了又一重要條件。

綜合“串珠狀”反射的地震、地質(zhì)特征及其控制因素，建立起“串珠狀”反射發(fā)育模式（圖4）。

圖4 塔中中西部地區(qū)“串珠狀”反射發(fā)育模式

4 結(jié)論

（1）塔中中西部地區(qū)鷹山組“串珠狀”反射較發(fā)育，根據(jù)其地震反射能量強弱的區(qū)別，可以將其分為強“串珠”反射和弱“串珠”反射。

（2）強“串珠”反射和弱“串珠”反射在地震剖面上僅表現(xiàn)為能量強弱的差別，在地質(zhì)上也具有一定的相似性，但是，強“串珠”反射在儲層鉆遇率、物性參數(shù)以及高產(chǎn)井比例上都要高于弱“串珠”反射。

（3）通過塔中中西部地區(qū)研究發(fā)現(xiàn)，強“串珠”反射可以解釋為大型半充填的優(yōu)質(zhì)縫洞體及其內(nèi)部聚集的油氣與外圍的地層性質(zhì)有較大差異，或者是橫向延伸規(guī)模較大的優(yōu)質(zhì)厚層儲集體；弱“串珠”反射可以解釋為斷裂附近的多套裂縫－孔洞型、洞穴型儲層及非儲層的組合，橫向發(fā)育規(guī)模較小。但也可以是儲層、非儲層以及油氣層三者之間的任意組合。

（4）塔中中西部地區(qū)鷹山組“串珠狀”反射主要受構(gòu)造斷裂、風(fēng)化殼巖溶及埋藏巖溶作用的控制，主要分布在巖溶高地及緩坡帶上。

［1］ 王立華，魏建新，狄?guī)妥?溶洞物理模型地震響應(yīng)及其屬性分析［J］.石油地球物理勘探，2008，43（3）：291－296.

［2］ 孫東，潘建國，雍學(xué)善，等.碳酸鹽巖儲層垂向長串珠形成機制［J］.石油地球物理勘探，2010，45（增1）：101－104.

［3］ 郭軍參，王振宇，屈海洲，等.塔中巖溶儲層地震反射地質(zhì)特征及其成因機理［J］.重慶科技學(xué)院院報（自然科學(xué)版），2012，14（2）：24－27.

［4］ 李凡異，魏建新，狄?guī)妥專?碳酸鹽巖溶洞的“串珠”狀地震反射特征形成機理研究［J］.石油地球物理勘探，2012，47（3）：385－393.

［5］ 胡中平.溶洞地震波“串珠狀”形成機理及識別方法［J］.中國西部油氣地質(zhì)，2006，2（4）：423－427.