塔西南巴麥地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層特征

李濤，黃華彪

(1.長(zhǎng)慶實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，陜西 西安710018;2.遼河油田勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧 盤(pán)錦124010)

1 區(qū)域地質(zhì)概況

巴麥地區(qū)位于塔里木盆地西部，構(gòu)造位置上包括巴楚隆起南緣及麥蓋提斜坡區(qū)。麥蓋提斜坡是塔西南坳陷內(nèi)一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，北與中央隆起區(qū)巴楚隆起接壤，南鄰塔西南山前坳陷，西北接柯坪斷隆，東與塘古巴斯凹陷過(guò)渡［1-4］。本文研究范圍為巴楚隆起南緣色力布亞斷裂帶-海米羅斯斷裂帶-瑪扎塔格斷裂帶及其以南的麥蓋提斜坡區(qū)。奧陶系在巴麥地區(qū)分布廣泛，但麥蓋提斜坡上鉆遇奧陶系地層的鉆井較巴楚隆起少。巴麥地區(qū)奧陶系儲(chǔ)層主要發(fā)育于上統(tǒng)良里塔格組、中下統(tǒng)鷹山組和下統(tǒng)蓬萊壩組。其中蓬萊壩組主要為一套細(xì)-粉晶白云巖夾部分灰質(zhì)云巖;鷹山組下段巖性為粉晶白云巖、灰質(zhì)白云巖互層，向中段逐漸過(guò)渡為白云質(zhì)灰?guī)r，上段主要為泥、粉晶灰?guī)r;良里塔格組為大套泥質(zhì)灰?guī)r和泥晶灰?guī)r［5］。

巴麥地區(qū)90年代開(kāi)始相繼在鳥(niǎo)山1號(hào)構(gòu)造帶、瑪扎塔格構(gòu)造帶等2個(gè)構(gòu)造帶奧陶系獲得工業(yè)氣流，發(fā)現(xiàn)鳥(niǎo)山、和田河氣田。2007年以來(lái)，中石化加大了麥蓋提區(qū)塊勘探力度，在玉北1井和巴探5井在奧陶系鷹山組中測(cè)獲工業(yè)油氣流，實(shí)現(xiàn)了麥蓋提斜坡下古生界油氣勘探新的重大突破。因此，通過(guò)對(duì)巴麥地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層特征的研究，對(duì)油田的勘探與開(kāi)發(fā)具有重要的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

2 奧陶系儲(chǔ)層儲(chǔ)集特征

2.1 儲(chǔ)集物性特征

通過(guò)奧陶系儲(chǔ)層孔滲特征綜合研究:發(fā)現(xiàn)巴麥地區(qū)儲(chǔ)層奧陶系良里塔格組孔隙度主頻主要集中在0%～3%，最大達(dá)27.45%，最小為0.3%，平均為 2.14%;鷹山組孔隙度主頻主要集中在0% ～3%，最大達(dá)11.59%，最小為0.34%，平均為2.08%;蓬萊壩組孔隙度主頻主要集中在1.5% ～6%，最大達(dá)16.6%，最小為0.39%，平均為3.14%，總體來(lái)說(shuō)奧陶系儲(chǔ)層孔隙度范圍0.3% ～27.455%，平均值2.45%，具有低孔隙度特征。

滲透率頻率分布與孔隙度頻率分布略有細(xì)微差異，主要表現(xiàn)為主頻不集中，滲透率分布范圍較廣，這可能是儲(chǔ)層裂縫發(fā)育的結(jié)果。從滲透率頻率分布特征看，良里塔格組滲透率主頻多集中在0.01 ～0.64 ×10-3μm2，最大達(dá) 900 ×10-3μm2，最小 0.005 ×10-3μm2，平均為 19.14 ×10-3μm2;鷹山組滲透率主頻范圍更大，最大達(dá)982×10-3μm2，最小0.002×10-3μm2，平均為 18.57 ×10-3μm2;蓬萊壩組滲透率主頻呈雙峰，前峰在 0.01～0.04×10-3μm2，后峰在 2.5 ～10 ×10-3μm2，滲透率最大達(dá) 94 ×10-3μm2，最小 0.007 ×10-3μm2，平均為9.31×10-3μm2，總體來(lái)說(shuō)奧陶系儲(chǔ)層滲透率范圍 0.002 ～982 ×10-3μm2，平均值 15.67 ×10-3μm2，具有中高滲透率特征。

2.2 儲(chǔ)集空間類型

通過(guò)奧陶系儲(chǔ)層孔滲特征綜合研究:發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間主要以裂縫型和裂縫-孔隙(洞)型為主，其中良里塔格組主要以裂縫型，鷹山組以裂縫和裂縫-孔隙(洞)型為主，蓬萊壩組與鷹山組具有相類似的儲(chǔ)集特點(diǎn)。其中玉北1井為裂縫-孔洞型，在瑪4井區(qū)則多以裂縫型、山1井多為裂縫-孔隙(洞)型為儲(chǔ)集空間。

孔隙型儲(chǔ)層:包括晶間孔與晶間溶孔、粒間孔與粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔和鑄?？住⑸锔窦芸椎阮愋?，一般直徑數(shù)微米到數(shù)百微米，是巴麥地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層普遍存在的儲(chǔ)集空間。

裂縫型儲(chǔ)層:主要指構(gòu)造縫、壓溶縫及溶蝕縫等。構(gòu)造縫是區(qū)內(nèi)最主要的裂縫類型。從儲(chǔ)層孔滲關(guān)系圖看(見(jiàn)圖2)，目前麥蓋提1區(qū)塊的玉北1井、瑪扎塔格斷裂帶的瑪4井、鳥(niǎo)山奧陶系氣藏的山1井，其儲(chǔ)集空間均以裂縫型、裂縫-孔隙型儲(chǔ)層為主。如山1井奧陶系風(fēng)化面裂縫呈網(wǎng)狀分布;裂縫內(nèi)多被泥質(zhì)或方解石充填或被后期形成的有機(jī)質(zhì)充填。

圖1 巴麥地區(qū)奧陶系儲(chǔ)集空間類型

圖2 巴麥地區(qū)奧陶系儲(chǔ)層孔滲關(guān)系圖

孔洞型儲(chǔ)層:雖然巴麥地區(qū)奧陶系目前還未發(fā)現(xiàn)大型的洞穴儲(chǔ)層，但在 BK1、BT4、和4、同1、山1、玉北1等井取芯仍見(jiàn)大量小-中型孔、洞發(fā)育(見(jiàn)圖1)?？傮w溶洞規(guī)模小，聯(lián)通性差。溶蝕孔洞是沿裂縫、微裂隙或縫合線發(fā)生溶蝕作用形成的孔洞，部分或全部被泥質(zhì)、方解石充填。

實(shí)際上，裂縫和裂縫-孔隙(洞)型儲(chǔ)集空間是構(gòu)成巴麥地區(qū)奧陶系重要的儲(chǔ)集類型，如玉北1井奧陶系鷹山組風(fēng)化殼油藏、鳥(niǎo)山氣藏中的山1井鷹山組和蓬萊壩組儲(chǔ)層就屬此類(圖2)，奧陶系儲(chǔ)層在低孔隙度的情況下保持中高滲透率，可見(jiàn)裂縫和溶蝕孔洞對(duì)改善儲(chǔ)層滲透性貢獻(xiàn)比較大［6］。

2.3 儲(chǔ)集體類型

(1)風(fēng)化殼型儲(chǔ)集體

巴麥地區(qū)古生界碳酸鹽巖在其漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化過(guò)程中，經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成多期風(fēng)化巖溶(見(jiàn)表1):①下奧陶統(tǒng)沉積后到中上奧陶統(tǒng)良里塔格組沉積之前，源于加里東中期第一幕，形成巴麥地區(qū)O3/O1-2之間的不整合，在巴麥地區(qū)均有分布;②奧陶系沉積后到志留系沉積前的加里東晚期第三幕，形成S/O1-2之間的不整合，主要發(fā)育在康塔庫(kù)木斷裂-瑪扎塔格斷裂的西南部;③石炭系沉積前的海西早期，形成C1b/O1-2之間的不整合，主要發(fā)育在和田古隆起之上。因此，三個(gè)不同時(shí)期的區(qū)域不整合導(dǎo)致在和田古隆起上疊加三期巖溶(O3/O1-2、S/O1-2、C1b/O1-2)，在康塔庫(kù)木斷裂的西南、和田古隆起以西，也疊加二期古巖溶(O3/O1-2、S/O1-2)，而在巴楚隆起及和田古隆起的東部，僅發(fā)育一期巖溶(O3/O1-2)。

(2)結(jié)晶白云巖儲(chǔ)集體

露頭和鉆井揭示結(jié)晶白云巖主要集中在奧陶系下統(tǒng)蓬萊壩組。白云巖總厚度大，總厚可達(dá)近千米，以粉、細(xì)、中晶云巖，白云巖含量在80% ～95%之間，少量泥質(zhì)和方解石。白云石呈層狀分布，晶體多為自形-半自形，見(jiàn)晶間孔、晶間溶孔、裂縫為主，內(nèi)有泥質(zhì)并吸附棕褐色瀝青質(zhì)充填(見(jiàn)圖3a、b)。

根據(jù)奧陶系蓬萊壩組孔、滲關(guān)系圖發(fā)現(xiàn)，蓬萊壩組白云巖儲(chǔ)層主要以裂縫、裂縫-孔洞型儲(chǔ)集空間，儲(chǔ)層中也發(fā)育優(yōu)質(zhì)Ⅰ-Ⅱ儲(chǔ)層，如山1井。

(3)礁灘儲(chǔ)集體

礁灘體儲(chǔ)集層在巴麥地區(qū)發(fā)育雖然少，但在瑪扎塔格斷裂帶上的瑪5井、巴楚隆起上的和3、方1等井的奧陶系良里塔格組，取芯均見(jiàn)到該類儲(chǔ)集體，如瑪5井在2 519～2 600 m井段處鉆遇厚度大于81 m的臺(tái)地邊緣鮞粒灘沉積的灰白色鮞?；?guī)r;方1井良里塔格組取芯見(jiàn)到生物丘或礁灰?guī)r(見(jiàn)圖3c、d);和3井良里塔格組4000-4045m見(jiàn)油斑、熒光顯示，因此，礁灘體儲(chǔ)層也是在巴麥地區(qū)相當(dāng)重要的一類儲(chǔ)集體。

表1 巴麥地區(qū)奧陶系風(fēng)化殼巖溶期次及分布

表2 巴麥地區(qū)奧陶系儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)表

2.4 儲(chǔ)層微觀結(jié)構(gòu)特征

利用壓汞法對(duì)奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層進(jìn)行微孔隙結(jié)構(gòu)分析(表2)，其中良里塔格組(和田1井)灰?guī)r排驅(qū)壓力0.46 MPa，最大孔喉半徑1.61 nm，分選系數(shù)2.69，變異系數(shù)3.42。

奧陶系鷹山組灰?guī)r排驅(qū)壓力0.01～1.35 MPa，平均為0.304 MPa;中值壓力 0.804 ～ 17.55MPa，平均 8.88 MPa;中值半徑為 0.04～0.914 nm，平均 0.27 nm;最大孔喉半徑2.59 nm，瑪參1井鷹山組的分選系數(shù)較大，一般在51.71～65.74，其它井的在0.52 ～4.07 之間，平均僅2.58，變異系數(shù)在 0.038 ～0.424 之間，平均 0.23。

圖3 巴麥地區(qū)奧陶系儲(chǔ)集體類型

奧陶系蓬萊壩組云巖排驅(qū)壓力0.034～0.306 MPa，平均為 0.17 MPa;中值壓力 0.71MPa;中值半徑為 0.219 ～ 1.035 nm，平均 0.627 nm;最大孔喉半徑 21.76 nm，分選系數(shù)在0.87 ～3.71 之間，平均 2.25，變異系數(shù)在 0.066 ～0.366 之間，平均 0.203。

由表可見(jiàn)，巴麥地區(qū)和田1井、瑪參1井奧陶系灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r毛管壓力曲線偏向細(xì)孔，分選較差，特別是瑪參1井，分選系數(shù)達(dá)51.71～65.74，明顯高于其它井。而表示結(jié)構(gòu)好壞的變異系數(shù)值，和田1井良里塔格組灰?guī)r為3.42，也明顯大于其它井的鷹山組和蓬萊壩組云質(zhì)灰?guī)r或灰質(zhì)云巖，說(shuō)明區(qū)內(nèi)良里塔格組灰?guī)r孔隙以細(xì)孔為主，而鷹山組和蓬萊壩組儲(chǔ)層孔隙相對(duì)比它略偏粗。

此外，從毛管壓力曲線分析，可以將巴麥地區(qū)奧陶系儲(chǔ)層微孔隙結(jié)構(gòu)特征可分為四種類型(見(jiàn)圖4):

圖4 巴麥地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖壓汞曲線圖

Ⅰ類:曲線略有平緩段，分選略好，細(xì)歪度，具較低排驅(qū)壓力，排驅(qū)壓力為0.28 Mpa，最大孔喉半徑為2.59 nm，毛管半徑主要集中在0.073 5～0.735 nm之間;儲(chǔ)集性能相對(duì)較差(見(jiàn)圖4A)。

Ⅱ類:曲線平緩段不明顯，分選略差，略粗歪度，具低排驅(qū)壓力，排驅(qū)壓力為0.034 Mpa，中值壓力0.71 Mpa，最大孔喉半徑達(dá)21.76 nm，微孔隙分布呈單峰，毛管半徑主要集中在0.293～9.375 nm之間;儲(chǔ)集性能相對(duì)較好(見(jiàn)圖4B)。

Ⅲ類:曲線無(wú)平臺(tái)，分選差，略粗歪度，具低排驅(qū)壓力，微孔隙分布分散，毛管半徑主要集中在9.375～150 nm和0.073～0.586 nm 之間，儲(chǔ)集性能相對(duì)較好(見(jiàn)圖4C)。

Ⅳ類:該曲線無(wú)平緩段，分選較差，細(xì)歪度，排驅(qū)壓力相對(duì)較高，排驅(qū)壓力為0.46 Mpa，曲線無(wú)平臺(tái);微孔隙分布具單峰，毛管半徑呈單峰，集中在0.735 nm附近，最大孔喉半徑僅為1.61 nm，儲(chǔ)層性能差(見(jiàn)圖4D)。

根據(jù)儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)可將奧陶系碳酸鹽巖評(píng)價(jià)為4類儲(chǔ)層，其中Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能相對(duì)較好，在目前的工藝技術(shù)條件下為可動(dòng)用儲(chǔ)層，是增儲(chǔ)上產(chǎn)的首選儲(chǔ)層。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)巴麥地區(qū)奧陶系儲(chǔ)層孔隙度范圍0.3～27.455%，平均值 2.45%，滲透率范圍 0.002 ～982 ×10-3μm2，平均值15.67×10-3μm2，具有低孔中高滲特征，裂縫和溶蝕對(duì)改善儲(chǔ)層孔隙滲透性貢獻(xiàn)大;

(2)塔西南巴麥地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間主要是裂縫和裂縫-孔隙(洞)，奧陶系儲(chǔ)層儲(chǔ)集體類型為風(fēng)化殼型、結(jié)晶白云巖型、礁灘型3種類型。

(3)利用微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，將奧陶系碳酸鹽巖評(píng)價(jià)為4類儲(chǔ)層，其中Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層在目前的工藝技術(shù)條件下為可動(dòng)用儲(chǔ)層，是增儲(chǔ)上產(chǎn)的首選儲(chǔ)層。

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