塔河油田托甫臺(tái)區(qū)奧陶系斷溶體層級(jí)類(lèi)型及表征方法

張文彪，段太忠，李蒙，趙華偉，商曉飛，汪彥

（1.中國(guó)石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083；2.中國(guó)石化西北油田分公司，烏魯木齊 830011）

0 引言

儲(chǔ)集層構(gòu)型的形成是構(gòu)造、沉積、成巖改造等綜合作用的結(jié)果。儲(chǔ)集層構(gòu)型概念[1-4]提出以來(lái)，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者針對(duì)碎屑巖儲(chǔ)集層構(gòu)型模式及構(gòu)型表征[5-8]方法做了大量研究，在指導(dǎo)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)方面起到積極作用。碳酸鹽巖因其沉積成巖作用的復(fù)雜性，儲(chǔ)集層構(gòu)型研究進(jìn)展緩慢，對(duì)于孔隙型礁灘相儲(chǔ)集層開(kāi)展了部分構(gòu)型相關(guān)研究[9]，而對(duì)于受成巖作用主控的強(qiáng)改造型儲(chǔ)集層，構(gòu)型研究涉及較少。

斷溶體[10]是受斷控巖溶改造作用所形成的一種特殊類(lèi)型碳酸鹽巖縫洞型儲(chǔ)集體，埋藏深、空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜、非均質(zhì)性極強(qiáng)，是塔河油田近年增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要目標(biāo)。目前針對(duì)斷溶體的研究多集中在模式探討、空間雕刻及連通性分析[11-25]，斷溶體構(gòu)型分類(lèi)研究較為薄弱。此外，斷溶體構(gòu)型表征的系統(tǒng)性和層級(jí)性尚不完善，需要進(jìn)一步分析斷溶體主控因素之間的關(guān)系，形成一套新的表征思路和方法。

塔河油田托甫臺(tái)區(qū)發(fā)育典型的斷溶體油藏，通過(guò)多種資料綜合分析，從構(gòu)型概念的角度梳理并初步建立斷溶體構(gòu)型劃分方案，以此為基礎(chǔ)，按照“層級(jí)約束”的方式，采用井-震結(jié)合的方法探討有效的地下斷溶體構(gòu)型表征技術(shù)，以期為高效開(kāi)發(fā)此類(lèi)油藏提供實(shí)用技術(shù)及方法借鑒。

1 研究區(qū)概況

塔河油田位于塔里木盆地北部沙雅隆起阿克庫(kù)勒凸起的南部斜坡區(qū)，奧陶系縫洞型油藏是中國(guó)目前發(fā)現(xiàn)的最為特殊的一類(lèi)大型碳酸鹽巖油藏，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)先后經(jīng)歷了加里東中—晚期、海西早期、海西晚期、印支—燕山期，形成了一系列不同級(jí)別、多期疊加的斷裂系統(tǒng)[26-28]。托甫臺(tái)區(qū)位于塔河油田西南翼，主要目的層為中下奧陶統(tǒng)一間房組和鷹山組，埋深 5 500～6 000 m，區(qū)內(nèi)發(fā)育一系列北東向和北西向深大斷裂帶，其中 TP12CX為區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的北東向走滑斷裂，斷溶體油藏沿該斷裂走向極為發(fā)育，斷溶體單元具有代表性（見(jiàn)圖1）。

圖1 研究區(qū)概況及大型主干斷裂分布圖（據(jù)參考文獻(xiàn)[26]修改）

TP12CX斷裂帶整體開(kāi)發(fā)較早，鉆井較多，根據(jù)斷裂帶的分段性及開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)又將斷裂帶內(nèi)部劃分為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的斷溶體單元。本文優(yōu)選鉆井及動(dòng)態(tài)信息較為豐富且緊鄰的TP101單元及T739單元，兩單元共有鉆井約40口，井距一般為500～600 m，個(gè)別井距小于400 m。由于多數(shù)井鉆遇洞穴時(shí)出現(xiàn)放空和鉆井液漏失，難以錄取資料，因此，單純依靠鉆井難以控制斷溶體構(gòu)型單元規(guī)模。研究區(qū)的地震資料品質(zhì)較好，目的層段頻帶寬度5～70 Hz，中心頻率近30 Hz，可大致分辨30 m厚度地層，可較好地預(yù)測(cè)較大尺度構(gòu)型單元，但識(shí)別小尺度構(gòu)型單元存在一定難度。

2 斷溶體層級(jí)類(lèi)型及特征

2.1 斷溶體層級(jí)劃分原則

層級(jí)劃分是構(gòu)型研究的基礎(chǔ)，小層級(jí)構(gòu)型單元受控于大層級(jí)構(gòu)型單元。構(gòu)造及溶蝕改造作用是斷溶體儲(chǔ)集層形成的主控因素[29]，構(gòu)型層級(jí)的劃分原則要考慮儲(chǔ)集層溶蝕改造形成過(guò)程，同時(shí)兼顧不同構(gòu)型要素規(guī)模及相互約束關(guān)系，即“成因約束、規(guī)?？刂啤薄?/p>

“成因約束”強(qiáng)調(diào)構(gòu)型劃分的地質(zhì)約束關(guān)系，走滑斷裂帶約束斷溶體、斷溶體約束內(nèi)部縫洞組合、大型洞穴約束內(nèi)部充填特征?！耙?guī)模控制”強(qiáng)調(diào)不同構(gòu)型層級(jí)規(guī)模之間的控制關(guān)系，斷裂的規(guī)?？刂浦鴶嗳荏w規(guī)模，斷溶體規(guī)?？刂苾?nèi)部縫洞帶規(guī)模，大型洞穴控制內(nèi)部充填特征。

2.2 層級(jí)類(lèi)型及特征

基于上述劃分原則，將托甫臺(tái)區(qū)斷溶體劃分為走滑斷裂影響帶、斷溶體、斷溶體內(nèi)部縫洞帶、洞內(nèi)充填等 4個(gè)層級(jí)。各層級(jí)構(gòu)型單元之間具有一定的約束和控制關(guān)系。

2.2.1 走滑斷裂影響帶

走滑斷裂影響帶為斷溶體的第 1層級(jí)，是在走滑斷裂形成過(guò)程中受扭應(yīng)力或剪切應(yīng)力作用所形成的從斷裂根部到頂部呈現(xiàn)一定影響范圍變化的大型破碎包絡(luò)帶，其本質(zhì)為走滑斷裂綜合影響范圍。其中破碎影響帶的外部邊界作為該層級(jí)的構(gòu)型界面，內(nèi)部綜合影響帶稱(chēng)為該層級(jí)的構(gòu)型要素。

受應(yīng)力差異影響，走滑斷裂影響帶在平面上沿走滑方向呈現(xiàn)出一定的分段性[30-31]，包括擠壓段（壓扭應(yīng)力）、拉分段（張扭應(yīng)力）、剪切段（剪切應(yīng)力），各個(gè)段之間表現(xiàn)出一定的特征差異，且往往交替出現(xiàn)。從剖面來(lái)看，在扭應(yīng)力作用下從斷裂根部到頂部因應(yīng)力逐步釋放而呈現(xiàn)出“Y型”或“花狀”，俗稱(chēng)“花狀構(gòu)造”，可進(jìn)一步細(xì)分為“半花狀”、“正花狀”、“負(fù)花狀”，剖面上應(yīng)力破碎帶整體呈現(xiàn)“下窄上寬”的特征；在剪應(yīng)力作用下從斷裂根部到頂部上下寬度變化不大，呈“柱狀”或“單支狀”特征。從走滑斷裂影響帶的規(guī)模來(lái)看，垂向延伸高度較大，甚至斷穿至前寒武系頂，規(guī)模幾千米不等；剖面延展寬度由根部到頂部數(shù)百米至千米級(jí)不等，取決于分段性的位置；平面走向延展規(guī)模幾十千米較為常見(jiàn)，且分段性特征交替出現(xiàn)。

2.2.2 斷溶體

斷溶體為斷溶體構(gòu)型的第 2層級(jí)，是指在走滑斷裂影響帶范圍內(nèi)，地層破碎程度高、裂縫密度大、溶蝕強(qiáng)度相對(duì)較為集中的輪廓范圍。走滑斷裂帶內(nèi)部應(yīng)力差異導(dǎo)致巖石破碎程度差異，且裂縫發(fā)育程度與主干斷裂的關(guān)系密切，因此，斷溶體形態(tài)受走滑斷裂的分段性及斷裂組合樣式影響。前人從斷裂樣式以及巖溶差異角度總結(jié)了斷溶體圈閉的展布形態(tài)，包括條帶狀、平板狀及夾心餅狀。條帶狀斷溶體形態(tài)主要形成于大型主控?cái)嗔训呐?yīng)力段，溶蝕作用較強(qiáng)，溶洞為主，剖面形態(tài)多為“V”字形或“漏斗”形，平面上沿?cái)嗔炎呦虺瘦^寬的條帶狀展布，該類(lèi)型也是本文斷溶體構(gòu)型解剖的典型代表。平板狀斷溶體主要形成于大型主控?cái)嗔训募魬?yīng)力段，溶蝕作用相對(duì)較強(qiáng)，溶孔為主，剖面形態(tài)為“線狀”或“柱狀”，平面為窄條帶狀展布。夾心餅狀受控于次級(jí)伴生斷裂，平面呈平行或雁列式，溶蝕作用僅集中在沿?cái)嗔衙孑^窄的范圍，沿?cái)嗔炎呦虺室淮卣瓧l帶狀。

斷溶體外部幾何形態(tài)整體受走滑斷裂影響帶約束，縱向延展及剖面寬度均小于走滑斷裂影響帶，寬度數(shù)十米至千米級(jí)，平面延伸距離受空間分隔性影響較大，范圍數(shù)百米至千米級(jí)。

2.2.3 斷溶體內(nèi)部縫洞帶

斷溶體內(nèi)部縫洞帶是斷溶體構(gòu)型的第 3層級(jí)，按照成巖構(gòu)型的含義指在斷溶體外部幾何形態(tài)約束下，根據(jù)溶蝕作用強(qiáng)弱進(jìn)一步細(xì)分的單元，構(gòu)型要素包括溶蝕洞穴、溶蝕孔洞帶、裂縫密集帶。

溶蝕洞穴的溶蝕作用最強(qiáng)，是油氣充注最為有利的第 3層級(jí)構(gòu)型要素，構(gòu)型界面為大型洞穴的邊界，尺度差異較大，直徑規(guī)模分米級(jí)至十米級(jí)，平均大于5 m，形態(tài)呈不規(guī)則狀。溶蝕孔洞較大型洞穴的溶蝕程度偏弱，也是較為有利的油氣儲(chǔ)集空間，規(guī)模較大型洞穴小，單個(gè)溶孔的直徑規(guī)模厘米級(jí)至分米級(jí)，形狀極不規(guī)則。因溶孔往往由中小型裂縫擴(kuò)溶形成，較大規(guī)模的溶孔多分布在靠近斷裂帶以及大型洞穴的位置，較小的溶孔性質(zhì)類(lèi)似于常規(guī)孔隙型碳酸鹽巖儲(chǔ)集層。從規(guī)模上看，單個(gè)溶孔的構(gòu)型描述難度極大，因此，本文以溶蝕孔洞帶作為該構(gòu)型要素，溶蝕孔洞帶表示不同大小的溶孔相對(duì)密集分布，帶內(nèi)發(fā)育溶孔的概率較高，孔洞帶的邊界即為構(gòu)型邊界，孔洞帶的直徑規(guī)模數(shù)米至數(shù)十米級(jí)。裂縫密集帶未發(fā)生溶蝕作用或溶蝕作用極弱，深部流體或大氣淡水僅以此為通道，未發(fā)生明顯的交互溶蝕反應(yīng)，裂縫分布仍基本保持最初受斷裂活動(dòng)所形成的狀態(tài)，多數(shù)分布在溶蝕孔洞外圍或與溶孔交錯(cuò)分布。雖然裂縫密集帶儲(chǔ)集空間有限，但可作為油氣運(yùn)移的重要通道。單條小裂縫的構(gòu)型表征同樣存在較大難度，本文以裂縫密集帶代表該層級(jí)構(gòu)型要素，裂縫密集帶由不同組系、不同規(guī)模產(chǎn)狀的小型裂縫組成，構(gòu)型要素的含義表示為在該帶內(nèi)裂縫發(fā)育的概率較高，裂縫密集帶的邊界即為構(gòu)型界面，規(guī)模數(shù)米至數(shù)十米級(jí)。

從斷溶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)3類(lèi)構(gòu)型要素的組合關(guān)系來(lái)看，大型洞穴、溶蝕孔洞帶以及裂縫密集帶呈現(xiàn)大致的“三分”結(jié)構(gòu)，各要素之間具有一定的組合規(guī)律，通常大型溶洞周?chē)植驾^多的溶蝕孔洞帶，裂縫密集區(qū)也主要圍繞孔洞帶分布。從地質(zhì)含義上，3類(lèi)要素之間具有一定的成因界限；而從地球物理含義上，該界限可能存在一定的過(guò)渡區(qū)間；因此，在構(gòu)型表征環(huán)節(jié)需要將三者統(tǒng)一考慮。

2.2.4 洞內(nèi)充填

洞內(nèi)充填是斷溶體構(gòu)型的第 4層級(jí)。從斷溶體形成過(guò)程來(lái)看，無(wú)論大型洞穴、溶蝕孔洞帶或裂縫帶均存在充填性的問(wèn)題，或?yàn)椴煌瑤r性、或?yàn)椴煌黧w，且均受不同的縫洞空間所控制，充填程度以及充填巖性的差異直接影響縫洞儲(chǔ)集層的質(zhì)量，考慮到其重要性，單獨(dú)劃分為一類(lèi)構(gòu)型層級(jí)，又因大型洞穴是縫洞型儲(chǔ)集層最為重要的類(lèi)型，其充填情況研究的相對(duì)意義更大，且從規(guī)模來(lái)看相對(duì)易操作，故本文選擇大型洞穴充填作為該層級(jí)構(gòu)型單元的典型代表。

大型洞穴內(nèi)部的充填情況，根據(jù)充填程度分為未充填、部分充填、全充填，根據(jù)充填巖性分為碎屑巖沉積充填、碳酸鹽巖膠結(jié)充填、垮塌角礫充填、多種巖性混合充填等。未充填即溶蝕洞穴形成之后未發(fā)生機(jī)械垮塌或沉積膠結(jié)等再改造作用，后期成藏過(guò)程中可能有流體充滿，作為一類(lèi)最好的儲(chǔ)集層，鉆井過(guò)程中鉆井液嚴(yán)重漏失、鉆具放空、井徑擴(kuò)大是判斷的一個(gè)重要證據(jù)。對(duì)于全充填或部分充填的洞穴，充填部分可能由一種巖性或幾種巖性混合而成，當(dāng)充填碎屑巖時(shí)，典型特征為具有沉積層理，可能為表層沉積巖垮塌到洞內(nèi)或地下暗河流經(jīng)洞穴帶來(lái)的物源碎屑逐漸沉積形成，物性與沉積巖的具體性質(zhì)有關(guān)，如果以砂巖為主則為較好的儲(chǔ)集層；碳酸鹽巖膠結(jié)充填往往發(fā)生于洞穴形成之后的再成巖作用，可能受進(jìn)一步的深部熱液或地層流體改造影響，通常為方解石充填，較致密，儲(chǔ)集層性質(zhì)偏差；角礫巖充填成分復(fù)雜，包括表層碎屑巖角礫以及碳酸鹽巖圍巖垮塌，受后期構(gòu)造活動(dòng)影響較大，物性差異較大，如果角礫巖間發(fā)生了泥質(zhì)或鈣質(zhì)膠結(jié)，物性較差；混合充填為以上幾種巖性的綜合作用，儲(chǔ)集性能更為復(fù)雜。洞內(nèi)充填要素還存在充填比例問(wèn)題，包括充填部分占整個(gè)洞穴的體積比例，以及充填部分各種巖性組成的比例等，均對(duì)后期儲(chǔ)集層性質(zhì)的評(píng)價(jià)有重要影響。

前人針對(duì)塔河油田主體區(qū)縫洞型儲(chǔ)集層充填情況做過(guò)大量研究，尤其是針對(duì)暗河型儲(chǔ)集層總結(jié)出一定的充填巖性序列特征[32]，但斷溶體型儲(chǔ)集層與暗河型儲(chǔ)集層的主控因素存在一定差異，無(wú)論從形成過(guò)程還是露頭、鉆井資料分析來(lái)看，斷溶體大型洞穴的充填組合相對(duì)單一，多以純方解石膠結(jié)或角礫膠結(jié)為主，輔以少量砂泥充填，較少見(jiàn)暗河型沖刷層理的特征。本文充填組合構(gòu)型要素主要包括洞內(nèi)不同的巖性體，構(gòu)型界面即為不同充填巖性的接觸面，充填構(gòu)型要素的形狀及規(guī)模受洞穴約束，形態(tài)特征差異很大，各要素規(guī)模通常為分米級(jí)—米級(jí)，三維表征的難度極大。

3 斷溶體構(gòu)型表征技術(shù)

3.1 總體技術(shù)特征

不同級(jí)次構(gòu)型單元之間具有一定的組成關(guān)系，走滑斷裂影響帶內(nèi)包含不同幾何形態(tài)的斷溶體，斷溶體內(nèi)部又由多個(gè)不同規(guī)模大小的洞穴、溶孔帶及裂縫帶組成，稱(chēng)為縫洞帶，其中大型洞穴內(nèi)部又形成了不同樣式的充填結(jié)構(gòu)。不同構(gòu)型單元的規(guī)模及地質(zhì)含義不同，需要不同的資料和技術(shù)進(jìn)行識(shí)別（見(jiàn)表 1）。對(duì)于走滑斷裂影響帶這種較大尺度的構(gòu)型單元，主要依靠地震資料進(jìn)行表征，關(guān)鍵技術(shù)為基于地震相干體的斷裂自動(dòng)解釋技術(shù)，并通過(guò)人工干預(yù)進(jìn)行合理組合。對(duì)于洞內(nèi)充填這種小尺度構(gòu)型單元，主要在露頭模式指導(dǎo)下依靠巖心及測(cè)井解釋?zhuān)ǔ上瘢ㄟ^(guò)井-震結(jié)合進(jìn)行探索性預(yù)測(cè)，關(guān)鍵技術(shù)包括巖心標(biāo)定測(cè)井解釋?zhuān)⒖嫉卣饚r性反演預(yù)測(cè)等。

表1 斷溶體各層級(jí)構(gòu)型單元基本特征及關(guān)鍵表征技術(shù)

基于斷溶體構(gòu)型劃分方案，以單井綜合解釋及井震標(biāo)定為基礎(chǔ)，以托甫臺(tái)區(qū) TP12CX斷裂典型斷溶體為例，闡述斷溶體構(gòu)型表征技術(shù)的適用性。

3.2 不同層級(jí)構(gòu)型單元表征技術(shù)

3.2.1 走滑斷裂影響帶表征技術(shù)

走滑斷裂影響帶的形成基礎(chǔ)為區(qū)域內(nèi)大型走滑斷裂，構(gòu)造作用為主控因素，橫向延伸規(guī)模大，縱向斷穿層位多，平面延伸數(shù)十千米，構(gòu)型表征包括平面和剖面兩個(gè)方面。

對(duì)疊后三維地震資料進(jìn)行平滑處理，提取能夠反映斷裂分布特征的相干數(shù)據(jù)體，沿T74界面提取不同位置的沿層切片，并通過(guò)部分井進(jìn)行區(qū)域標(biāo)定，分析平面展布特征。走滑斷裂影響帶整體呈北東—南西向展布，僅目標(biāo)區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度就達(dá)15 km（見(jiàn)圖2a），寬度為1 000～3 000 m，受走滑斷裂不同應(yīng)力段的影響，寬度及內(nèi)部斷裂發(fā)育強(qiáng)度均呈現(xiàn)差異變化。

走滑斷裂從構(gòu)造應(yīng)力學(xué)的角度可以分為拉分段、擠壓段、平移段。斷裂影響帶的幾何外形以及內(nèi)部破碎帶的結(jié)構(gòu)均受控于走滑應(yīng)力。剖面反射形態(tài)顯示拉分段或擠壓段其縱向上“花狀”結(jié)構(gòu)清晰，受疊接關(guān)系影響整體寬度較大，內(nèi)部由相干體反映出來(lái)的斷裂分布關(guān)系較為明顯，底部斷穿到基底，上部延伸出T74界面以上（見(jiàn)圖2b）；平移段縱向上成“煙囪”狀，上下寬度變化不大，但內(nèi)部同樣能夠反映出斷裂分布特征，縱向延伸高度與擠壓、拉分段差別不大，一般為2 000～3 000 m（見(jiàn)圖 2c）。

圖2 TP12CX走滑斷裂影響帶地震相干體地層切片（T74地震反射界面向下漂移100 ms）（a）、拉分段相干剖面（b）、剪切段相干剖面（c）

3.2.2 斷溶體表征技術(shù)

斷溶體發(fā)育受控于走滑斷裂影響帶，構(gòu)型表征主要從剖面及三維展開(kāi)。關(guān)于斷溶體外部幾何形態(tài)的刻畫(huà)，前人從地球物理屬性及反演的角度做了大量研究[33-34]，目前應(yīng)用較為廣泛的屬性為結(jié)構(gòu)張量，在塔河油田應(yīng)用中取得了一定效果。但因走滑斷裂縱深較大，遠(yuǎn)超過(guò)塔河油田當(dāng)前的目標(biāo)層位（T74—T76），深部溶蝕程度相對(duì)較弱的部位往往與原狀沉積地層不易區(qū)分，給斷溶體預(yù)測(cè)帶來(lái)一定困難；鑒于此，本文采用對(duì)構(gòu)造信息更為敏感的FL（Fault Likelihood）屬性刻畫(huà)斷溶體外部幾何形態(tài)。

FL屬性是一種基于樣點(diǎn)處理的斷裂成像算法[35]，對(duì)于地震異常信息較為敏感，尤其對(duì)由于構(gòu)造斷裂所造成的局部差異具有突出效應(yīng)，比較適用于大型異常體的提取和雕刻，通過(guò)一種相似性屬性來(lái)表達(dá)斷裂存在的可能性，通常用0～1的值域表示斷裂可能性大小，在一定程度上反映了斷溶體可能性的大小及范圍。斷溶體外部形態(tài)預(yù)測(cè)的另一個(gè)核心問(wèn)題在于地震屬性門(mén)檻值的確定，水平井、直井鉆時(shí)曲線或測(cè)錄井可作為一個(gè)標(biāo)定的途徑，當(dāng)無(wú)井標(biāo)定時(shí)引入閾值自動(dòng)分割技術(shù)[36]自動(dòng)識(shí)別外部輪廓范圍，技術(shù)原理類(lèi)似于當(dāng)前較為流行的圖像識(shí)別，閾值分割算法可自動(dòng)計(jì)算某一數(shù)據(jù)集中不同數(shù)據(jù)類(lèi)（即不同地震屬性值）之間的分割閾值，且能夠保證類(lèi)間的統(tǒng)計(jì)方差最大，從而實(shí)現(xiàn)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的分類(lèi)。從實(shí)現(xiàn)過(guò)程來(lái)看，基于閾值分割、屬性提取及雕刻，再通過(guò)人工適當(dāng)修正，完成斷溶體表征。

斷溶體三維表征結(jié)果顯示（見(jiàn)圖3a），整體呈北東向條帶狀展布且具有受走滑斷裂影響帶約束的特點(diǎn)，空間連續(xù)性存在一定差異，與走滑斷裂的分段性關(guān)系密切。空間連續(xù)性較好的地方斷溶體較為發(fā)育（見(jiàn)圖3a中 TP186井區(qū)），橫向?qū)挾容^大，呈寬條帶狀，構(gòu)造上主要位于走滑斷裂的拉分段；空間連續(xù)性相對(duì)較差的地方斷溶體發(fā)育程度相對(duì)較弱（見(jiàn)圖3a中TK1058井區(qū)），橫向?qū)挾茸冋?，呈窄條帶狀，構(gòu)造上主要位于剪切應(yīng)力段。剖面上顯示層級(jí)約束關(guān)系較為清晰，呈“下窄上寬”的形態(tài)，斷溶體外部幾何形態(tài)的寬度范圍略小于走滑斷裂影響帶，為800～2 600 m（見(jiàn)圖3b）。

圖3 基于FL屬性斷溶體外部輪廓刻畫(huà)（a）及FL屬性剖面斷溶體外部輪廓表征（b）

3.2.3 斷溶體內(nèi)部縫洞帶表征技術(shù)

斷溶體內(nèi)部縫洞帶主要包含大型洞穴、溶蝕孔洞帶、裂縫密集帶，是斷溶體油藏開(kāi)發(fā)的重要組成單元，內(nèi)部縫洞帶表征對(duì)于儲(chǔ)量評(píng)價(jià)及提高采收率較為關(guān)鍵。內(nèi)部縫洞帶構(gòu)型要素屬于小尺度單元，多數(shù)低于地震分辨率，地震可探測(cè)到但難以精確分辨，鉆井可識(shí)別但因斷溶體變化較快，常規(guī)井距難以完全控制。鑒于此，本文采用基于井-震模式擬合的斷溶體內(nèi)部縫洞結(jié)構(gòu)表征方法，即在斷溶體構(gòu)型模式指導(dǎo)下，優(yōu)選密井網(wǎng)區(qū)或充分利用水平井，開(kāi)展井控-震控聯(lián)合研究，將已有構(gòu)型模式與井-震資料充分?jǐn)M合，完成儲(chǔ)集層單元構(gòu)型表征。

關(guān)于斷溶體內(nèi)部縫洞帶地震預(yù)測(cè)，前人多采用波阻抗數(shù)據(jù)，并與結(jié)構(gòu)張量嵌套使用，但地震波阻抗仍未完全擺脫層狀地層的影響，刻畫(huà)斷溶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在一定誤差。本文采用地震Texture屬性進(jìn)行內(nèi)部縫洞帶劃分，Texture是一種考慮波形差異的地震屬性[37]，主要通過(guò)波形聚類(lèi)的方式，將空間波形結(jié)構(gòu)相似的信息進(jìn)行組合強(qiáng)化，對(duì)于異常地質(zhì)體反射較為敏感。斷溶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)要素之間的本質(zhì)區(qū)別為溶蝕強(qiáng)度，這種差異在Texture屬性上能夠較好的反映，其屬性值通過(guò)概率（值域0～1）的形式指示溶洞發(fā)育的可能性，在一定程度上可排除原始層狀地層信息的干擾。通過(guò)對(duì)地震疊后數(shù)據(jù)進(jìn)行提頻處理，在斷溶體外部幾何形態(tài)約束下提取該屬性，并通過(guò)單井解釋進(jìn)一步標(biāo)定屬性值，從平面、剖面、三維逐步完成斷溶體內(nèi)部縫洞帶結(jié)構(gòu)表征。

3.2.3.1 構(gòu)型平面解剖

以構(gòu)型要素的單井解釋結(jié)果為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，斷溶體發(fā)育模式為指導(dǎo)，利用單井標(biāo)定地震屬性，采用井-震聯(lián)合、模式擬合的方式表征斷溶體平面分布。提取Texture屬性沿層切片（見(jiàn)圖 4a），圖中屬性高值區(qū)表示溶蝕程度較高，縫洞儲(chǔ)集層較為發(fā)育，通過(guò)單井標(biāo)定不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)要素門(mén)檻值，得到大型洞穴、溶蝕孔洞帶及裂縫密集帶的分布，因單個(gè)溶蝕孔洞或裂縫的規(guī)模較小，限于地震分辨率極限問(wèn)題，表征結(jié)果僅能以“帶”的形式體現(xiàn)。對(duì)應(yīng)沿層切片的斷溶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)平面展布圖顯示（見(jiàn)圖4b），受斷溶體外部輪廓邊界約束，大型洞穴發(fā)育比例小于溶蝕孔洞帶，3種構(gòu)型要素之間呈現(xiàn)出漸次變化的接觸關(guān)系，其中最主要的儲(chǔ)集層類(lèi)型為大型洞穴及溶蝕孔洞，裂縫密集帶主要通過(guò)地震螞蟻體技術(shù)進(jìn)行表征。

圖4 斷溶體內(nèi)部縫洞帶平面構(gòu)型地震Texture屬性沿層切片（T74地震反射界面向下漂移50 ms）（a）及基于Texture屬性斷溶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)雕刻（b）

3.2.3.2 構(gòu)型剖面解剖

以測(cè)井解釋為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，平面構(gòu)型解剖結(jié)果為指導(dǎo)，采用平剖互動(dòng)方式完成剖面構(gòu)型解剖。選取垂直于斷裂帶走向的過(guò)井剖面，縱向延伸較大（斷穿至前寒武）的地震Texture屬性，屬性強(qiáng)弱代表溶蝕強(qiáng)度，沿?cái)嗔褞牡撞康巾敳靠v向分布形態(tài)較為清晰，尤其是與周?chē)鷮訝畹貙拥奶卣髂軌蜉^好地區(qū)分開(kāi)（見(jiàn)圖5a）；鉆井揭示一間房組—鷹山組上段（T74—T76）地震Texture反射剖面中，兩口井分別鉆遇了斷溶體儲(chǔ)集層，測(cè)井曲線能夠較好地區(qū)分不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)，且與Texture屬性的強(qiáng)弱變化具有對(duì)應(yīng)性（見(jiàn)圖 5b）；對(duì)應(yīng)的斷溶體內(nèi)部縫洞帶解剖結(jié)果顯示（見(jiàn)圖5c、圖5d），從整體形態(tài)到局部細(xì)節(jié)變化均呈現(xiàn)出外部幾何形態(tài)約束內(nèi)部縫洞結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，越接近于走滑斷裂帶頂部，洞穴發(fā)育比例越高，說(shuō)明受表層（T74為不整合面）淡水淋濾溶蝕作用越強(qiáng)。因塔河油田當(dāng)前開(kāi)發(fā)以及鉆井能夠揭示的均為走滑斷裂帶上部發(fā)育的斷溶體（見(jiàn)圖5d），深部斷溶體是否發(fā)育或者發(fā)育程度如何，均缺少鉆井信息標(biāo)定，但斷溶體發(fā)育的地質(zhì)基礎(chǔ)是存在的。

圖5 斷溶體內(nèi)部縫洞帶剖面構(gòu)型地震Texture屬性垂直于斷裂走向過(guò)井剖面（a）、地震Texture屬性目標(biāo)層段（T74—T76）過(guò)井剖面（b）、井震結(jié)合剖面構(gòu)型解剖結(jié)果（c）、目標(biāo)層段（T74—T76）井震結(jié)合剖面構(gòu)型解剖（d）（剖面位置見(jiàn)圖4b）

雖然構(gòu)型解剖中充分利用了井震結(jié)合，但大型洞穴、溶蝕孔洞的空間形態(tài)變化較快，難以完全用模式擬合進(jìn)行推測(cè)，且研究目標(biāo)埋深均超過(guò)6 000 m，當(dāng)前地震資料分辨率可大致識(shí)別大型洞穴的分布，而溶蝕孔洞的分布僅能以復(fù)合體（帶）的形式進(jìn)行預(yù)測(cè)。

3.2.3.3 三維構(gòu)型解剖

三維構(gòu)型解剖結(jié)果顯示，斷溶體內(nèi)部縫洞分布規(guī)律與走滑斷裂的分段性、斷溶體外部幾何形態(tài)均有較好的一致性（見(jiàn)圖6a）。從三維表征結(jié)果中抽提的過(guò)井剖面縱向結(jié)構(gòu)變化明顯，受走滑斷裂控制的特征清晰可見(jiàn)，靠近 T74界面附近的溶蝕作用明顯更強(qiáng)（見(jiàn)圖6b）。從地震表征的結(jié)果來(lái)看，大型洞穴的寬度為20～200 m、高度為35～550 m，溶蝕孔洞帶的寬度為150～450 m、高度為50～650 m，但受地震反射信息的影響，通常地震表征的縫洞儲(chǔ)集體規(guī)模往往比實(shí)際的規(guī)模偏大，這也是目前地球物理專(zhuān)業(yè)人員一直在攻關(guān)的縫洞“瘦身”問(wèn)題，因此，當(dāng)前統(tǒng)計(jì)的縫洞儲(chǔ)集體規(guī)模需要酌情考慮誤差。

圖6 斷溶體內(nèi)部縫洞帶三維構(gòu)型解剖結(jié)果（a）及井震結(jié)合剖面構(gòu)型解剖結(jié)果（b）

3.2.4 洞內(nèi)充填表征技術(shù)

洞內(nèi)充填要素尺度小、形態(tài)難判斷，構(gòu)型表征難度較大。前人對(duì)塔河油田主體區(qū)表生巖溶洞穴充填開(kāi)展了大量研究[38-43]，主要通過(guò)自然伽馬、井徑、深淺側(cè)向電阻率、聲波時(shí)差、中子密度以及成像測(cè)井等資料總結(jié)了測(cè)井響應(yīng)特征及測(cè)井解釋方案，并統(tǒng)計(jì)了充填物的比例以及物性分布特征。以上研究成果對(duì)斷溶體內(nèi)大型洞穴充填研究有重要指導(dǎo)性。

露頭是分析洞穴充填的最直觀資料，對(duì)于地下洞穴充填研究具有重要的指導(dǎo)作用。從目前野外露頭踏勘情況來(lái)看，針對(duì)斷溶體的大型洞穴充填實(shí)例較為少見(jiàn)，多數(shù)為未充填洞穴（見(jiàn)圖7a），或即使充填也主要為方解石或?yàn)r青，充填樣式相對(duì)單一。為更詳盡說(shuō)明洞穴充填的復(fù)雜性，選取硫磺溝一處露頭為研究對(duì)象（見(jiàn)圖7b），可見(jiàn)露頭中發(fā)育2個(gè)較為明顯的大型洞穴充填，上部洞穴體積偏小，基本呈現(xiàn)出角礫全充填特征；下部洞穴體積較大，內(nèi)部由垮塌角礫及洞穴沉積物混雜組成。TH10421井為研究區(qū) 1口鉆遇洞穴的典型井，一間房組和鷹山組整體以致密灰?guī)r為主，洞穴充填物包括角礫和碎屑巖，碎屑巖測(cè)井曲線具有低密度、低電阻率、低自然伽馬特征；角礫充填由于受膠結(jié)作用影響，密度及電阻率曲線具有齒化降低的特征（見(jiàn)圖7c）。總體來(lái)看這兩類(lèi)充填物構(gòu)成的洞穴是該區(qū)主力儲(chǔ)集層。洞穴充填物規(guī)模受洞穴大小控制，初步統(tǒng)計(jì)高度為0.2～50.0 m。

圖7 基于露頭模式指導(dǎo)的單井洞穴充填表征（dh—井徑；GR—自然伽馬；ρ—密度；RLLD—深側(cè)向電阻率；φ—孔隙度）

單井僅能從一維角度分析洞穴充填情況，本文進(jìn)一步嘗試基于測(cè)井約束波阻抗反演探測(cè)洞穴充填三維分布。按照洞穴充填要素分析，通常物性較好（即孔隙度較高）的多為砂巖充填，其次可能為角礫充填，物性最差的為碳酸鹽膠結(jié)充填。因此，通過(guò)預(yù)測(cè)孔隙度分布并結(jié)合測(cè)井解釋結(jié)果可大致分析洞穴充填樣式。波阻抗與儲(chǔ)集層孔隙度之間通常具有較好的相關(guān)性，在斷溶體內(nèi)部縫洞帶約束下（見(jiàn)圖 8a）開(kāi)展了波阻抗反演（見(jiàn)圖8b），波阻抗高值區(qū)為低孔隙度分布區(qū)，進(jìn)一步結(jié)合測(cè)井解釋對(duì)洞穴內(nèi)部充填結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征（見(jiàn)圖8c）。表征結(jié)果初步反映了洞穴充填樣式的復(fù)雜性，各充填要素接觸關(guān)系復(fù)雜，形狀極不規(guī)則，寬度與洞穴規(guī)模相當(dāng)。由于地震分辨率難以達(dá)到米級(jí)及以下，因此，對(duì)于充填樣式的空間表征仍不夠精細(xì)，需要從地球物理角度進(jìn)一步攻關(guān)。

圖8 基于井-震結(jié)合的洞穴充填表征

4 結(jié)論

考慮斷溶體形成過(guò)程及規(guī)模差異，按照構(gòu)型級(jí)次化解釋方案將斷溶體劃分為走滑斷裂影響帶、斷溶體、斷溶體內(nèi)部縫洞帶、洞內(nèi)充填等 4個(gè)層級(jí)構(gòu)型單元。針對(duì)不同構(gòu)型單元特征優(yōu)選表征技術(shù)，形成基于井-震擬合、逐級(jí)解剖的斷溶體構(gòu)型表征技術(shù)流程。走滑斷裂影響帶規(guī)模最大，主要基于地震相干結(jié)合人工解釋完成表征；斷溶體規(guī)模較大，在走滑斷裂影響帶約束下井-震聯(lián)合標(biāo)定，基于 FL屬性進(jìn)行表征；斷溶體內(nèi)部縫洞帶尺度規(guī)模中等，斷溶體約束下通過(guò)多井標(biāo)定地震Texture屬性，平面與剖面相結(jié)合完成三維表征；洞內(nèi)充填規(guī)模較小，在露頭模式指導(dǎo)下利用井-震模式擬合初步完成洞內(nèi)充填表征。初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同規(guī)模斷溶體構(gòu)型單元的半定量分析，對(duì)于指導(dǎo)斷溶體地質(zhì)建模具有積極作用。