塔中地區(qū)奧陶系礁灘型儲層地震反射特征研究

王熊飛，何曉松，王祖君，呂 東，呂海青，王田野

(1.西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西西安 710065 ；2.中國石油東方地球物理公司研究院)

塔中地區(qū)奧陶系礁灘型儲層地震反射特征研究

王熊飛1，2，何曉松2，王祖君2，呂 東2，呂海青2，王田野2

(1.西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西西安 710065 ；2.中國石油東方地球物理公司研究院)

塔中地區(qū)良里塔格組的礁灘體儲層具有多種反射特征，主要表現(xiàn)為強串珠狀反射、弱串珠狀反射及表層弱反射，這些不同的地震響應(yīng)特征代表了不同的儲層類型及儲層發(fā)育模式。通過應(yīng)用地震相分析、地震屬性分析、地震反演等多種技術(shù)手段預(yù)測了該區(qū)礁灘相儲層的平面分布。同時結(jié)合塔中地區(qū)奧陶系古地貌圖，總結(jié)了不同反射特征的礁灘型儲層發(fā)育規(guī)律及主控因素，為將來塔中地區(qū)的勘探和開發(fā)提供指導(dǎo)。

塔中地區(qū)；碳酸鹽巖；礁灘；地震反射特征

塔里木盆地位于中國西北地區(qū)，是一個相對完整的從震旦紀跨越到第四紀地層的沉積盆地。研究區(qū)位于盆地中部的塔中地區(qū)，目標層為奧陶系良里塔格組礁灘型儲層，埋藏深度超過4 500 m。

近年來，塔中地區(qū)的油氣勘探不斷取得突破，作為塔中地區(qū)的主要儲集層位的奧陶系良里塔格組的礁灘型儲層受到許多專家學(xué)者的重視[1-5]，特別是受塔中Ⅰ號斷裂帶控制的礁灘儲層受到較高的重視，在礁灘儲集體的測井、地震[3]、層序地層[4]等方面的研究取得了較大的進展。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，對塔中地區(qū)礁灘型儲層的地震反射特征進行了深入研究。

1 構(gòu)造及沉積背景

在寒武紀-奧陶紀時期，塔里木盆地屬于海相盆地，絕對海平面的周期變化和構(gòu)造引起的相對海平面變化及遷移，造成了其發(fā)育多期臺地到盆地的過渡相帶，形成了多期的坡折帶。在塔中主壘帶的北坡經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)一期坡折，即塔中I號斷裂坡折帶，在地震上有明顯的坡折特征，其發(fā)育在一個沉積平緩的斜坡上，后由于在臺地邊緣的高能環(huán)境中生物建隆形成坡折，故屬沉積坡折[6]。在其坡折帶上的碳酸鹽巖高能相帶沉積體即礁灘體是儲層有利發(fā)育區(qū)。

塔中地區(qū)碳酸鹽巖礁灘復(fù)合體中儲集體具有多期成因、多期改造的特點：第一，礁灘復(fù)合體具備后期改造的基礎(chǔ)和必要條件。雖然礁并不是骨架灰?guī)r、基質(zhì)空隙不發(fā)育，但與泥質(zhì)灰?guī)r特點表現(xiàn)不一致，其具有明顯的易溶蝕、易切割的特點；第二，在礁灘復(fù)合體沉積后發(fā)生表生巖溶作用的改造，在晚奧陶世中期和晚奧陶世末期，塔中地區(qū)有過相對海平面下降，這一時期由于古地貌西高東低(圖1)，塔中Ⅰ號斷裂坡折帶西邊暴露地表，而東邊表現(xiàn)為有障壁的瀉湖的沉積地貌，部分臺地暴露地表，發(fā)生時間較為短暫的大氣淡水淋漓作用，發(fā)生準同生溶蝕作用的改造，形成了塔中臺地以孔洞為主的表生風(fēng)化殼，這也有利于后期深埋巖溶的進一步發(fā)育；第三，由于石炭-二疊紀右旋扭動及伸展作用，塔中隆起處于扭動伸展變形狀態(tài)，造成了對塔中礁灘復(fù)合體儲層的構(gòu)造改造。石炭-二疊紀時期，由于塔里木板塊的北邊界南天山洋自東而西呈剪刀式消亡，中天山地塊、伊犁地塊與塔里木板塊拼貼縫合，巨大的碰力撞力波及到塔中地區(qū)，誘發(fā)了塔中I號斷裂帶的右旋走滑及北西-南東方向的拉伸作用。在這種應(yīng)力場的作用下，塔中隆起整體下沉，演變?yōu)樗侣∑?，在塔中隆起上產(chǎn)生了一些新的斷層與裂縫，塔中I號斷裂帶由此產(chǎn)生。產(chǎn)生的裂縫具有以下明顯的特點：高角度縫,多具張剪性，縫面平直、規(guī)模大，數(shù)量大,有效縫較多；切割早期成巖縫與方解石充填縫，這也對早期形成的礁灘體儲層進行了改造。

2 礁灘型儲層地震反射特征分析

2.1 地震相分類

奧陶系碳酸鹽巖礁灘型儲層是塔中地區(qū)勘探和開發(fā)的主力儲層，塔中奧陶系礁灘型儲層具有基質(zhì)孔隙度低、次生孔洞是有效的儲集空間這一特點，根據(jù)儲集空間組合特征又可以分為溶蝕孔洞型、溶蝕裂縫-孔洞型和裂縫型。沉積相、巖溶作用及構(gòu)造運動是這一地區(qū)礁灘型儲層形成的主要因素。通過鉆井標定, 以及基于波動方程的模型正演，建立了塔中礁灘相儲層的識別模式(圖2)。礁灘相儲層主要具有以下地震反射特征: 強串珠狀反射、弱串珠狀反射(夾心狀)、表層弱反射等。本文主要通過比較塔中奧陶系礁灘型儲層的不同地震反射特征，并探尋這些不同的響應(yīng)特征背后的成因以及總結(jié)不同儲層類型分布的控制因素。

圖1 塔中東部奧陶系良里塔格組礁灘體沉積前古地貌

圖2 塔中奧陶系良里塔格組礁灘體儲層地質(zhì)模型與正演剖面

根據(jù)地震反射的幾何形狀、振幅特征和平面特征，塔中奧陶系礁灘型儲層地震反射類型主要分為三類：①強串珠狀反射，其特點是強振幅、縱向上呈“串珠狀”的幾何輪廓，在平面上多表現(xiàn)為孤立點狀；②弱串珠狀反射，其特點是振幅相對較弱，多表現(xiàn)為奧陶系灰?guī)r頂面下第一個波谷中夾波峰，平面上表現(xiàn)為點狀或者斑片狀；③表層弱反射，其特點是奧陶系灰?guī)r頂面所在波峰為相對弱振幅，連續(xù)性較好，縱向上其波峰下地震反射往往表現(xiàn)為雜亂反射，在平面上的這類反射表現(xiàn)為斑片狀。

2.2 地震反射特征代表儲層類型及儲層發(fā)育模式

針對以上塔中奧陶系礁灘型儲層的三種主要地震響應(yīng)特征，結(jié)合鉆井資料及地質(zhì)背景對其進行綜合分析，分析結(jié)果如下(圖3)。

(1)強串珠狀反射。通過鉆井的統(tǒng)計分析，根據(jù)儲集空間的不同，其儲層類型包括溶蝕孔洞型、溶蝕裂縫-孔洞型、裂縫型和洞穴型共四種。儲層的總有效厚度約21 m。不同類型的儲層縱向上分散分布，其共同表現(xiàn)為強串珠狀地震反射。根據(jù)研究區(qū)已鉆井的統(tǒng)計，溶蝕孔洞型占總數(shù)的35%左右，溶蝕裂縫-孔洞型占53%左右，裂縫型占總數(shù)的10%左右，洞穴型占2%左右。這類地震響應(yīng)代表的儲層組合平均孔隙度為3.325%，滲透率為1.60×10-3μm2，儲集空間好，滲透性能較好，主要受沉積環(huán)境及斷裂相關(guān)巖溶控制。

圖3 塔中東部奧陶系良里塔格組礁灘體儲層類型統(tǒng)計直方圖

(2)弱串珠狀反射。類似于強串珠狀反射，其儲層類型包括溶蝕孔洞型、溶蝕裂縫-孔洞型、裂縫型三種，儲層總有效厚度約18 m。其中，溶蝕孔洞型占約40.2%，裂縫-孔洞型占總數(shù)的約51.7%，裂縫型儲層占總數(shù)的約8.1%。這類儲層平均孔隙度為3.2%，滲透率為0.43×10-3μm2，儲集空間較好，滲透性能較差，主要受沉積作用及后期斷裂相關(guān)巖溶控制。

(3)表層弱反射。其包括三種類型的儲層，即溶蝕孔洞型、溶蝕裂縫-孔洞型、裂縫型。儲層的總有效厚度約46 m。其中溶蝕孔洞型占總數(shù)的41.7%，裂縫-孔洞型占總數(shù)的約38.8%，裂縫型儲層占總數(shù)的約19.5%。這類儲層平均孔隙度為2.9%，滲透率為1.66×10-3μm2，儲集空間相對差，滲透性能好，一般發(fā)育在斷層附近的裂縫發(fā)育區(qū)，主要受構(gòu)造作用和巖溶作用控制。

2.3 不同類型地震反射的分布規(guī)律

在高精度三維地震資料的基礎(chǔ)上，通過運用人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析、層位終斷識別等先進的方法，對地震波形進行分類識別，得出不同地震響應(yīng)特征的平面分布規(guī)律，并結(jié)合奧陶系良里塔格組沉積古地貌、裂縫預(yù)測平面圖進行綜合地質(zhì)分析，通過多信息綜合預(yù)測塔中奧陶系礁灘型儲層的有利發(fā)育區(qū)，總結(jié)油氣富集規(guī)律。

目前，對深埋的塔中奧陶系不同反射類型的礁灘型儲層分布規(guī)律預(yù)測已經(jīng)得到了鉆井的證實。強串珠狀反射主要位于臺地邊緣古地貌相對高的部位，儲層后期受到了巖溶作用的改造，儲集性能增強；表層弱反射則主要發(fā)育在構(gòu)造活動劇烈的區(qū)域，在古地貌高的部位相對更發(fā)育，儲層受構(gòu)造作用控制明顯，平面上多位于裂縫發(fā)育區(qū)；弱串珠反射的分布是相對不規(guī)則的，在研究區(qū)的古地貌高部位和相對低的臺地邊緣均有發(fā)育，儲層發(fā)育可能受多種因素的控制。

3 結(jié)論

明確了塔中奧陶系礁灘型儲層的三種主要地震反射類型，每種地震反射都是不同細分類型儲層的一種綜合響應(yīng)，強串珠狀反射所代表的儲層是最有利的勘探目標，弱串珠狀反射和表層弱反射次之。構(gòu)建了每一種地震反射類型所對應(yīng)的儲層模型，有助于弄清儲層發(fā)育程度及物性特征。預(yù)測了不同的地震反射類型的分布規(guī)律，并對主控因素進行了深入分析。這些研究成果可以用來指導(dǎo)復(fù)雜碳酸鹽巖礁灘發(fā)育地區(qū)的石油勘探和開發(fā)。

[1] 顧家裕，張興陽，羅平，等．塔里木盆地奧陶系臺地邊 緣生物礁、灘發(fā)育特征[J].石油與天然氣地質(zhì)，2005，26(3)：277-283.

[2] 周新源，王招明，楊海軍，等．塔中奧陶系大凝析氣田的勘探與發(fā)現(xiàn)[J].海相油氣地質(zhì)，2006，11(1)：45-51.

[3] 李洪革，韓宇春．塔中地區(qū)中上奧陶統(tǒng)有利油氣富集的地震相特征及分布[J].石油地球物理勘探，2003，38(2)：194-198.

[4] 劉延莉，樊太亮，薛艷梅，等．塔里木盆地塔中地區(qū)中、上奧陶統(tǒng)生物礁灘特征及儲集體預(yù)測[J].石油勘探與開發(fā)，2006，33(5)：562-565.

[5] 趙文智, 沈安江, 胡素云,等.中國碳酸鹽巖儲集層大型化發(fā)育的地質(zhì)條件與分布特征[J].石油勘探與開發(fā), 2012, 39(1): 1-12.

[6] 李明杰，鄭孟林，馮朝榮，等．塔中低凸起的結(jié)構(gòu)特征及其演化[J].西安石油學(xué)院學(xué)報 (自然科學(xué)版)，2004，19(4)：43-45.

編輯：李金華

1673-8217(2015)05-0061-03

2015-05-20

王熊飛，工程師，碩士研究生，1981年生，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)工作。

P631

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