海西早期大型樹枝狀巖溶暗河發(fā)育條件與地質(zhì)模式
——以塔里木盆地塔河油田B94井區(qū)為例

汪彥，高濟元，楊德彬，張恒，蔡忠賢，何新明，金燕林，劉遙，王明

（1.中國石油化工集團公司碳酸鹽巖縫洞型油藏提高采收率重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830011；2.中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆烏魯木齊 830011；3.湖北省油氣勘探開發(fā)理論與技術(shù)重點實驗室，湖北 武漢 430074；4.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）資源學(xué)院，湖北 武漢 430074）

0 引言

古巖溶縫洞型油藏是碳酸鹽巖層系重要的油氣藏類型之一［1-6］，塔里木盆地塔河油田是我國奧陶系發(fā)現(xiàn)的最為典型的縫洞型油氣藏［7］，古巖溶暗河是其主要儲集空間之一。古巖溶暗河埋藏深，發(fā)育規(guī)模大，分布范圍廣，平面形態(tài)多樣，垂向分層發(fā)育，洞道樣式豐富［8］，具有極其復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)［9-13］。

20 世紀(jì)80 年代以來， 現(xiàn)代巖溶洞穴研究取得了長足發(fā)展，為研究古巖溶縫洞儲層提供了重要理論。 首先，建立了洞穴形態(tài)學(xué)劃分方案。 Palmer［14］將洞穴形態(tài)劃分為樹枝狀、網(wǎng)絡(luò)狀、不規(guī)則狀和海綿狀等。其次，揭示了大氣淡水巖溶洞穴的成因類型。包括滲流帶洞穴、地下水位洞穴、潛流帶洞穴和深潛流帶洞穴［15］。 此外，圍繞洞穴的形成機制， 不同學(xué)者建立了洞穴形成與演化的地質(zhì)模型，其中以Ford［16］提出的巖溶洞穴發(fā)育的四狀態(tài)模式最為經(jīng)典，這些模式強調(diào)了先存的裂隙、斷層和層面對早期巖溶洞穴發(fā)育的控制效應(yīng)。

近年來，塔河油田奧陶系古巖溶暗河的研究取得了4 個方面的主要進展。 第一，提出了古巖溶暗河幾何形態(tài)的地球物理識別技術(shù)，包括均方根振幅、平均絕對振幅和高頻衰減梯度等屬性提取技術(shù)以及混相分頻技術(shù)［17］。 第二，揭示了塔河地區(qū)古巖溶暗河的平面形態(tài)及垂向分層結(jié)構(gòu)， 認(rèn)為該區(qū)主要發(fā)育樹枝狀、單支狀以及迷宮狀等洞穴結(jié)構(gòu)，且垂向上發(fā)育多套洞穴層［17-18］。 第三，明確了古巖溶暗河發(fā)育的主控因素，指出多期大氣淡水巖溶作用的疊加改造是巖溶暗河發(fā)育的根本原因［19］，且斷裂體系的延伸方向控制了古巖溶暗河的延伸方向， 巖溶地貌的差異性控制了古巖溶暗河的規(guī)模［8］。 第四，建立了幾種典型巖溶地貌條件下的暗河發(fā)育模式。 其一是石炭系覆蓋區(qū)巖溶峽谷型暗河發(fā)育模式。 峽谷區(qū)具備較充足的水源補給條件，多期次排泄基面下降的垂向侵蝕溶蝕作用控制了暗河洞穴發(fā)育，形成多層狀發(fā)育的暗河結(jié)構(gòu)［20］。 其二是志留系覆蓋區(qū)走向斷裂匯流型巖溶洞穴模式。 近EW向斷層、鼻狀構(gòu)造南翼和上奧陶統(tǒng)地層尖滅線控制了TH12402 井區(qū)古巖溶洞穴的發(fā)育，形成了一套穩(wěn)定延伸的單層狀暗河結(jié)構(gòu)［21］。

盡管如此， 如何理解和認(rèn)識塔河油田奧陶系大型樹枝狀暗河系統(tǒng)的發(fā)育特征與成因模式， 尚缺乏詳細(xì)的報道。 本文圍繞塔河油田B94 井區(qū)奧陶系古巖溶暗河開展了詳細(xì)的研究。利用地球物理技術(shù)開展古構(gòu)造、古水文、古地貌以及古巖溶暗河精細(xì)刻畫，并基于鉆井資料分析洞穴充填特征， 探討古巖溶暗河發(fā)育的主控因素，建立古巖溶暗河發(fā)育的地質(zhì)模式，為該井區(qū)的井位部署提供地質(zhì)依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

塔河油田位于塔里木盆地阿克庫勒凸起和哈拉哈塘坳陷接觸帶，北部為輪臺低凸起，東北部與阿克庫勒凸起輪古油田相接，南部為滿加爾凹陷（見圖1a），面積約750 km2。研究區(qū)為位于塔河油田西北部的B94 井區(qū)（見圖1b）。 研究區(qū)加里東中期—海西早期持續(xù)發(fā)生構(gòu)造抬升。受構(gòu)造運動和風(fēng)化剝蝕的影響，該區(qū)上奧陶統(tǒng)、中奧陶統(tǒng)一間房組缺失，中下奧陶統(tǒng)鷹山組上部也遭受一定程度的剝蝕。因此，塔河油田總體上呈現(xiàn)北高南低的構(gòu)造背景，上奧陶統(tǒng)尖滅線呈EW 向延伸（見圖1a）；同時，在上奧陶統(tǒng)剝蝕區(qū)呈現(xiàn)東高西低的構(gòu)造格局，泥盆系尖滅線呈SN 向延伸（見圖1c）。 海西早期，塔河油田東部發(fā)育大型鼻凸?fàn)顦?gòu)造， 該構(gòu)造延伸至B94 井區(qū)東南部。 研究區(qū)被圍限在B93—A121—B92井一線控制的鼻凸構(gòu)造和B94—A124—A192 井一線控制的構(gòu)造高部位之間（見圖1c）。

圖1 塔河油田B94 井區(qū)位置及奧陶系頂面構(gòu)造Fig.1 Location and structure at the top of Ordovician in B94 well block,Tahe Oilfield

塔河油田海西早期的構(gòu)造運動過程中， 巖溶作用影響時間長、強度大。 該階段B94 井區(qū)經(jīng)歷了大規(guī)模的大氣淡水風(fēng)化、淋濾作用，中下奧陶統(tǒng)頂部發(fā)育明顯的巖溶地貌分異特征，并形成了典型的地表-地下二元流場結(jié)構(gòu)，巖溶縫洞異常發(fā)育［22-24］。 因此，B94 井區(qū)是研究加里東中期—海西早期大氣淡水巖溶作用和大型巖溶暗河的天然實驗室。

2 奧陶系古巖溶地質(zhì)條件

2.1 古構(gòu)造條件

研究區(qū)的古構(gòu)造條件包括地層的破裂與變形2 個方面。在碳酸鹽巖的破裂特征表征中，不同尺度的斷裂和裂縫的刻畫技術(shù)較為成熟，其中，張量屬性、精細(xì)相干和螞蟻體等屬性具有良好的應(yīng)用效果［25］。 基于B94井區(qū)奧陶系T76界面精細(xì)相干屬性（見圖2a）、螞蟻體屬性（見圖2b），精細(xì)識別了研究區(qū)奧陶系的走滑斷裂體系。

圖2 塔河油田B94 井區(qū)奧陶系斷裂體系與古構(gòu)造平面分布Fig.2 Fault system and paleostructure plain distribution of Ordovician in B94 well block,Tahe Oilfield

B94 井區(qū)發(fā)育NNW—NNE 和NWW—NEE 向2 組大型X 形走滑斷裂（見圖2c）。 其中，該區(qū)發(fā)育3 條主干斷裂， 分別位于A108—B94-1 井一線、A1115—A124井一線和B85—A188 井一線，主要沿著NNW 和NNE 向延伸。 主干斷裂垂向延伸深度較大，可切穿奧陶系底界面，或稱“貫穿型”斷裂。次級斷裂發(fā)育較為密集， 主要沿著NNW—NNE 和NWW—NEE 向延伸，并組合成為棋盤狀結(jié)構(gòu)。 次級斷裂垂向延伸范圍相對有限，或稱“層控型”斷裂。 研究區(qū)泥盆系尖滅線以東，棋盤狀的次級斷裂結(jié)構(gòu)發(fā)育程度相對更高。

此外，通過T76—T56殘余厚度圖法初步恢復(fù)了海西早期古構(gòu)造格局（見圖2d）。 B94 井區(qū)呈現(xiàn)2 個明顯的次級鼻凸構(gòu)造， 分別位于B93—A121—B92 井一線以東和B94—A124 井一線以西地區(qū)。 其中，B94 井區(qū)西北部鼻凸構(gòu)造的軸部主體位于A122—A1122 井一線，呈NE—SW 向展布。 因此，在2 個次級鼻狀構(gòu)造之間形成了一個天然的大型向斜構(gòu)造， 其軸部位于A1126—A138—A192 井一線，呈NE—SW 向展布。

2.2 古地貌條件

隨著地球物理手段的進步， 古地貌恢復(fù)方法不斷推陳出新。 常用的古地貌恢復(fù)方法主要包括殘余厚度法和印模法、回剝和填平補齊法、沉積學(xué)分析法以及層序地層學(xué)恢復(fù)方法［26］。以石炭系雙峰灰?guī)r為標(biāo)志層，采用印模法（T74—T56）恢復(fù)了B94 井區(qū)海西早期的巖溶古地貌（見圖3a。圖中顏色表示不同地形地貌）。同時，在層位解釋的基礎(chǔ)上，對T74層位進行大網(wǎng)格的平滑處理， 獲取其平滑趨勢， 可大致反映奧陶系的地形變化（見圖3b）。 此外，利用T74層位趨勢面與該層位作差，獲取正負(fù)地形的變化特征及其分布（見圖3c）。

塔河油田泥盆系尖滅線自西向東超覆在奧陶系頂界面， 該尖滅線對巖溶作用的主要影響體現(xiàn)在終止了泥盆系尖滅線以西海西早期巖溶的發(fā)生。因此，拉平石炭系雙峰灰?guī)r可大致恢復(fù)B94 井區(qū)加里東晚期—海西早期的巖溶古地貌。該區(qū)古巖溶地貌呈現(xiàn)東南高、西北低的特征， 發(fā)育巖溶臺原和巖溶斜坡2 個二級古巖溶地貌單元。其中，巖溶臺原主要分布在B93—A121—B92 井一線以東，B94 井區(qū)主要分布在巖溶斜坡區(qū)。 根據(jù)地表地勢坡度的變化特點， 將巖溶斜坡區(qū)進一步劃分為巖溶上斜坡和巖溶下斜坡， 兩者之間的分界線位于A108—T738 井一線（見圖3a）。

從T74層位趨勢面分布特征來看，巖溶上斜坡和巖溶下斜坡地勢變化差異顯著。其中，巖溶上斜坡區(qū)除了呈現(xiàn)巖溶臺原—巖溶上斜坡的SE—NW 方向的坡降特征之外，亦顯示了東高西低、北高南低的地貌特征。值得指出的是，B94 井區(qū)東北部B94—A124 一線出現(xiàn)了一個顯著的條帶狀地貌高部位，類似于NE—SW 向延伸的壟崗。 因此， 在A110—B94—A124—A192—A1106—A169 井一線和泥盆系尖滅線以東的區(qū)域內(nèi)圍限出一個相對平緩的負(fù)地形。 而巖溶下斜坡區(qū)則主要呈現(xiàn)東高西低的地貌格局（見圖3b）。

B94 井區(qū)奧陶系正負(fù)地形的平面分布圖顯示：該 區(qū)正地形以長條狀壟崗為主， 負(fù)地形以橢圓狀洼地為主，發(fā)育中高幅度的地貌幅差，地震剖面上可達十幾到幾十毫秒，即幾十米到100 多米（見圖3c）。

2.3 古水文條件

重建古水系的主要方法包括精細(xì)相干技術(shù)、 古地貌恢復(fù)技術(shù)、趨勢面識別技術(shù)、混頻技術(shù)和曲率技術(shù)［17］。本文通過提取B94 井區(qū)奧陶系頂部精細(xì)相干屬性（見圖4a）、RGB 混頻屬性（見圖4b，棕色、暗綠色為水系）和傾角曲率屬性（見圖4c），并參考奧陶系頂部古巖溶地貌圖（見圖3a）和古巖溶地表正負(fù)地形分布圖（見圖3c），綜合識別了加里東晚期—海西早期古水系結(jié)構(gòu)。

幾乎所有的地震屬性對主干水系的識別均較為敏感，B85—B92 井一線延伸的SN 向主干水系十分清晰。對于分支水系的識別，本文主要依據(jù)傾角曲率屬性（見圖4c）、RGB 混頻屬性（見圖4b）和古巖溶地表正負(fù)地形分布圖（見圖3c），水系在這些圖件上分別顯示為深藍(lán)色、棕色或暗綠色、淺藍(lán)色。相比而言，這些圖件更能清楚地反映水系的匯流結(jié)構(gòu)， 如A115—A111 井和A108—T738 井控制的地區(qū)。

B94 井區(qū)奧陶系古巖溶地表水系具有以下幾個基本特征。

1）該區(qū)識別出4 條主干水系，分別編號為R6，R7，R8，R10。 2）R6 和R8 主干水系自北向南匯流，分支水系異常發(fā)育， 且多從主干水系東側(cè)匯入， 呈不對稱分布， 東側(cè)的分支明顯多于西側(cè)；R7 主干水系自北東向南西匯流，分支水系主要分布在西北側(cè)；R10 主干水系自南向北匯流， 分支水系主要分布在主干水系東側(cè)。3）主干水系的蛇曲特征普遍十分顯著，局部見牛軛湖或截彎取直現(xiàn)象，如B92 井北側(cè)（見圖4d）。4）R8 主干水系呈現(xiàn)顯著的分段特征，A1104 井以北可分為NNW和NNE 向延伸的2 個分支水系，A1104 井以南為主干水系。 其中：分支水系的橫剖面呈現(xiàn)淺緩的V 字形、局部下切深度大（見圖5。圖中：1—9 為水系編號，藍(lán)色箭頭所指為河床位置。 剖面位置見圖4d），河床整體較為穩(wěn)定；主干水系為一條深切的峽谷，分支水系的地表水最終全部匯入該峽谷之中（見圖4d），并在河床上呈現(xiàn)明顯的梯級變化特征（見圖3c）。

3 巖溶暗河發(fā)育與空間分布特征

3.1 巖溶暗河平面形態(tài)學(xué)特征

利用B94 井區(qū)奧陶系頂面以下6 ms 到鷹山組上段底界面平均絕對振幅（見圖6a）和奧陶系頂面以下40 ms RGB 三色混頻屬性（10，24，45 Hz）（見圖6b。 圖中棕色、暗綠色為水系）刻畫該井區(qū)巖溶暗河的平面結(jié)構(gòu)。巖溶暗河在平均絕對振幅屬性、混頻分色切片上表現(xiàn)為連續(xù)的條帶狀特征（見圖6）；在順暗河方向的地震剖面上表現(xiàn)為連續(xù)的強反射特征，橫剖面表現(xiàn)為“串珠狀”反射特征（見圖7）；鉆井中表現(xiàn)為放空和鉆井液漏失等現(xiàn)象，測井曲線顯示為井徑擴大，鉆時加快。

圖6 塔河油田B94 井區(qū)奧陶系巖溶暗河平面分布Fig.6 Plane distribution of karst conduit of Ordovician in B94 well block,Tahe Oilfield

圖7 塔河油田B94 井區(qū)奧陶系巖溶暗河地震反射特征Fig.7 Seismic reflection characteristics of karst conduit of Ordovician in B94 well block,Tahe Oilfield

本文主要聚焦解析海西早期巖溶暗河， 重點解釋了B94 井區(qū)泥盆系尖滅線以東的巖溶暗河（見圖6c）。B94 井區(qū)奧陶系發(fā)育大型巖溶暗河系統(tǒng)，以R8 主干水系北端點（即A1104 井附近）為界，巖溶暗河的發(fā)育呈現(xiàn)南北分異特征。其中：界點以北發(fā)育一套大型樹枝狀暗河，該暗河網(wǎng)絡(luò)東西兩翼分別沿著NNE 和NNW 向延伸，分別命名為P1 和P2。界點以南發(fā)育4 套巖溶暗河，分別命名為P3—P6。P3 和P4 主要位于R8 亞流域巖溶峽谷東側(cè)，主要沿著SEE 和SWW 向延伸，呈樹枝狀展布；P5 和P6 主要位于R8 亞流域巖溶峽谷西側(cè)，沿著NNW 向延伸，呈單支狀展布。

界點以北大型SN 向匯流的樹枝狀巖溶暗河是B94 井區(qū)最具特色的巖溶縫洞空間， 也是最為典型的綜合性洞道系統(tǒng)， 它與該井區(qū)發(fā)育的地表匯流結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)極為典型的映射關(guān)系。

3.2 巖溶暗河垂向分布特征

為了清晰地展示B94 井區(qū)奧陶系巖溶暗河的垂向分布特征，圍繞B94 井區(qū)A1104 井以北的樹枝狀暗河構(gòu)建了3 條剖面。如圖6c 所示，剖面ab為巖溶暗河P2 及其西翼P21， 剖面cd為巖溶暗河P1 及其東翼P12，剖面ef為巖溶暗河P2 的東翼P22。

B94 井區(qū)奧陶系巖溶暗河垂向上穩(wěn)定發(fā)育在距T56層位以下120 ms 左右，延伸范圍大，不同巖溶暗河的洞道樣式及其與地表水系的關(guān)聯(lián)度存在差別（見圖7）。

剖面ab顯示，巖溶暗河延伸達15 km，垂向上洞道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。在暗河的中段可見地表河流顯著下切，貼近巖溶暗河，局部見落水洞；在暗河的下段可見暗河流出至地表河中。 剖面cd顯示，巖溶暗河延伸達17 km，垂向上洞道結(jié)構(gòu)多變，與剖面ab相比，除了穩(wěn)定延伸的特征之外，呈現(xiàn)洞穴高度的寬窄變化，局部發(fā)育潛流回路，呈寬緩的V 字形。 在巖溶暗河的北端可見地表河流作為暗河入口， 在巖溶暗河的南端可見地表河流作為暗河的出口。剖面ef顯示，巖溶暗河延伸達8 km，垂向上洞道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，暗河中下段洞穴高度相對更大。該段最顯著的特征是地表河流深切， 且地表河床已抵達暗河發(fā)育深度， 因此導(dǎo)致該區(qū)地表水和地下水相互纏繞，進而頻繁發(fā)生地表水與地下水相互轉(zhuǎn)化。

3.3 巖溶暗河內(nèi)部充填特征

在大氣淡水巖溶作用之下， 巖溶暗河內(nèi)部往往伴生陸源碎屑礦物充填、化學(xué)沉淀和機械垮塌物質(zhì)［19］。由于奧陶系碳酸鹽巖圍巖與暗河內(nèi)部充填物巖石物理組分的差異性， 鉆遇巖溶暗河的單井洞穴發(fā)育段往往在測井曲線上具有強烈的響應(yīng)特征， 可以區(qū)分出不同類型的充填程度和充填物［13］。 按照巖溶洞穴充填程度的差異性， 可將B94 井區(qū)奧陶系巖溶洞穴劃分為未充填、部分充填和全充填3 種類型（見圖8）。

圖8 B94 井區(qū)奧陶系古巖溶洞穴充填類型Fig.8 Filling types of paleokarst caves of Ordovician in B94 well block,Tahe Oilfield

B94 井區(qū)奧陶系鉆井揭示的洞穴規(guī)模變化較大，根據(jù)洞穴段高度的大小可以劃分為小于5 m、5～10 m、10～30m 和大于30 m 的洞穴（見圖8。疊合底圖為圖6a）。B94 井區(qū)23 口實鉆井中共發(fā)現(xiàn)31 個洞穴， 以中小尺度的巖溶洞穴為主。 其中：小于5 m 和5～10 m 的洞穴數(shù)占比為83.87%， 分別為15，11 個；10～30 m 和30 m以上的洞穴數(shù)占比為16.13%，分別為4，1 個。 31 個洞穴中以未充填為主，未充填、半充填和全充填的洞穴分別為18，5，8 個，分別占比58.06%，16.13%，25.81%。其中，鉆遇巖溶暗河的洞穴為12 個，未充填、半充填和全充填的洞穴分別為7，3，2 個， 分別占比58.33%，25.00%，16.67%。 實鉆揭示的洞穴充填程度宏觀分布特征主要有2 個：巖溶暗河的中下段與上段相比，中下段洞穴的全充填和半充填的概率更高； 巖溶暗河的東西兩翼相比，東翼巖溶暗河洞穴的充填概率更高。

4 巖溶暗河發(fā)育的地質(zhì)控因與模式

4.1 巖溶暗河發(fā)育的地質(zhì)控因

將B94 井區(qū)奧陶系古巖溶地貌、古巖溶水文、斷裂體系和古構(gòu)造分別與巖溶暗河疊合（見圖9），發(fā)現(xiàn)奧陶系顯著的地勢坡降、NNE—NNW 向走滑斷裂和次級背斜間的向斜構(gòu)造共同控制了巖溶暗河的發(fā)育。

1）巖溶暗河主要發(fā)育在巖溶上斜坡區(qū)內(nèi)部相對平坦的負(fù)地形區(qū)， 特別是A110—B94—A124—A192—A1106—A169 井一線和泥盆系尖滅線以東的區(qū)域內(nèi)圍限的相對平緩的負(fù)地形地區(qū)。 其北部為B94—A124井一線出現(xiàn)的一個顯著的條帶狀地貌高部位， 南部為B93—A121—B92 井一線東南側(cè)的巖溶臺原， 因此具備顯著的地勢坡降條件（見圖9a）。同時，該區(qū)是R8 地表亞流域的分支水系密集發(fā)育地區(qū)， 分別為NNW 和NNE 向延伸的2 個分支水系，NNW 向分支水系的蛇曲特征更加顯著， 匯聚了來自東側(cè)高地貌區(qū)的大量地表降水，具有充沛的地表水供給條件。

2）B85—A188 井一線控制的NNE 向主干斷裂、B85—A122 井一線控制的NNW 向次級斷裂、A1126—A115 井一線控制的NNE 向次級斷裂以及A113—A192 井一線和A138—A174 井一線控制的NWW 和NEE 向次級斷裂，控制了樹枝狀巖溶暗河的平面分布和延伸方向。 其中：B85—A188 井一線控制的NNE 向主干斷裂、A1126—A115 井一線控制的NNE 向次級斷裂以及A113—A192 井一線和A138—A174 井一線控制的NWW 和NEE 向次級斷裂具有顯著的導(dǎo)水作用，來自東側(cè)高地貌的地表水可沿著這些斷裂向西側(cè)延展； 而B85—A122 井一線控制的NNW 向次級斷裂具有相對的阻水作用，大型暗河并沒有突破該斷裂進一步向西拓展。這些斷裂體系中，以NNE 和NNW 向走滑斷裂尤為重要，它奠定了巖溶暗河的宏觀雛形（見圖9b）。

3）B94 井區(qū)奧陶系樹枝狀巖溶暗河主要分布在2個次級鼻狀構(gòu)造之間形成的大型天然向斜構(gòu)造之中。該構(gòu)造單元是一個有利的蓄水構(gòu)造， 控制了巖溶暗河的分布范圍。 受到有利的地表水力梯度和地下蓄水構(gòu)造的雙重影響，B94 井區(qū)A115 井和A1126 井南部可見明顯的暗河被地表水系截斷的現(xiàn)象（見圖7c），說明地表水與地下水頻繁交替、轉(zhuǎn)化便利（見圖9c）。

4.2 巖溶洞穴發(fā)育地質(zhì)模式

巖溶暗河的發(fā)育具有其獨特的水文地質(zhì)條件，包括巖溶水的補水、匯水和導(dǎo)水條件，并受到巖性邊界、水文學(xué)邊界等多種因素的影響［27-29］。 大型樹枝狀巖溶暗河往往被認(rèn)為是大氣淡水巖溶作用的產(chǎn)物［30］。

4.2.1 巖溶暗河發(fā)育的補水條件

B94 井區(qū)奧陶系位于巖溶上斜坡區(qū)。 從古巖溶地貌恢復(fù)圖可以看出，正地形以長條狀壟崗為主，負(fù)地形以橢圓狀洼地為主，地貌幅差可達幾十米到100 多米，形成了中—高幅度地貌分異，因此，該區(qū)具備相對顯著的地形分異能力。盡管沒有形成大型深切巖溶峽谷，但A110—B94—A124—A192—A1106—A169 井 一 線 和泥盆系尖滅線以東的區(qū)域內(nèi)圍限的相對平緩的負(fù)地形地區(qū)與周緣的高地貌區(qū)依然可形成有利的地勢梯度。在這種地貌條件之下，B94 井區(qū)R8 亞流域上游形成了NNW 和NNE 向延伸的2 個分支水系， 并使得來自北部、東部和東南部高地貌部位的地表降水匯聚到這2 個分支水系之中，整體向南部匯流，最終匯入R8 亞流域的巖溶峽谷之中（見圖9a。 圖中顏色表示不同地形地貌）。因此，B94 井區(qū)奧陶系古巖溶流域面積大，匯水量充沛，為巖溶暗河的發(fā)育提供了極為有利的補水條件。

4.2.2 巖溶洞穴發(fā)育的導(dǎo)水條件

B94 井區(qū)奧陶系巖溶暗河的平面分布主要受到NNW—NNE 和NWW—NEE 向2 組大型走滑斷裂的控制。 這種特征說明海西早期巖溶水主要受到這2 組方向走滑斷裂的輸導(dǎo)，走滑斷裂控制了巖溶水的流向。需要指出的是，B85—A188 井一線控制的NNE 向主干斷裂的導(dǎo)水性極強， 來自東部和北部高地貌部位的地表水相當(dāng)一部分經(jīng)過該組斷層轉(zhuǎn)入地下；A113—A192 井一線和A138—A174 井一線控制的NWW 和NEE 向次級斷裂在一定程度上發(fā)揮著分流作用（見圖9b）。 而B85—A122 井一線控制的NNW 向次級斷裂除了具備導(dǎo)水能力之外，亦具有阻水作用，東側(cè)分支暗河P22 的地下水皆匯聚到該斷裂控制的暗河之中， 然而并沒有進一步向西拓展，這說明這條NNW 向次級斷裂成為了壅水帶（見圖9d）。

4.2.3 巖溶暗河發(fā)育的匯水條件

B94 井區(qū)海西早期古構(gòu)造和奧陶系古巖溶暗河疊合圖顯示，B94 井區(qū)奧陶系巖溶暗河發(fā)育在2 個鼻狀構(gòu)造凸起所圍限的向斜構(gòu)造部位（見圖10a，剖面位置見圖9c）。很顯然，該向斜構(gòu)造控制了B94 井區(qū)奧陶系地下水的匯流及其平面分布范圍（見圖9c）。

圖10 塔河油田B94 井區(qū)奧陶系古巖溶暗河發(fā)育模式Fig.10 Development pattern of the paleokarst conduit of Ordovician in B94 well block,Tahe Oilfield

綜上所述，塔河油田B94 井區(qū)奧陶系呈現(xiàn)典型的喀斯特流域二元形態(tài)結(jié)構(gòu)，即發(fā)育地表-地下雙重水系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由于巖溶上斜坡區(qū)顯著的地貌分異，該區(qū)水力梯度強，得益于完善的SN 向匯流的流域結(jié)構(gòu)，該區(qū)地表匯水量大、流速快。 此外，NNW—NNE 和NWW—NEE 向2 組走滑斷裂提供了有利的導(dǎo)水條件，次級鼻狀凸起之間向斜位置提供了先天的匯水條件。這些因素共同控制了大型樹枝狀巖溶暗河的發(fā)育。因此，筆者構(gòu)建了巖溶上斜坡區(qū)向斜構(gòu)造部位走滑斷裂控制的巖溶暗河發(fā)育模式（見圖10）。該模式具有以下特點：1）古巖溶地貌分異明顯，發(fā)育中高幅度的巖溶地貌單元，提供了巖溶水流動的有利水力梯度；2）古巖溶地表水系發(fā)育密集，整體呈樹枝狀展布、SN 向匯流、匯水量大、流速較快的特點， 具備巖溶水補給的先天優(yōu)勢；3）NNW—NNE 和NWW—NEE 向2 組走滑斷裂控制巖溶暗河的延伸方向，斷裂的導(dǎo)水、阻水效應(yīng)共存；4）鼻狀構(gòu)造之間的向斜構(gòu)造控制了地下巖溶水的匯聚；5）垂向上發(fā)育單層穩(wěn)定延伸的樹枝狀洞道， 地表水與巖溶暗河頻繁交替，巖溶暗河在下游流出至地表河流（見圖10b）。

5 結(jié)論

1） 塔河油田B94 井區(qū)奧陶系巖溶地貌東南高、西北低，北高南低，以中高幅度巖溶地貌為主。 該區(qū)發(fā)育典型的喀斯特流域二元流場結(jié)構(gòu)。 古巖溶地表水系整體呈不對稱的樹枝狀展布，自北向南匯流，最終匯入巖溶峽谷；古巖溶地下水系以大型樹枝狀暗河為主，與地表水系呈映射結(jié)構(gòu)。

2）塔河油田B94 井區(qū)奧陶系發(fā)育大型樹枝狀巖溶暗河。 該區(qū)洞道延伸長度長且穩(wěn)定，主要分布在T56界面以下120 ms 左右， 古巖溶暗河受到地表水系的深切，地表與地下頻繁交替、相互轉(zhuǎn)換，巖溶暗河內(nèi)部可識別出明顯的地表河入口、落水洞和地表河出口。

3）塔河油田B94 井區(qū)奧陶系巖溶暗河的實鉆井揭示的洞穴以高度10 m 以內(nèi)的巖溶洞穴為主，且未充填的概率占比超過50%。 巖溶暗河的中下段和巖溶暗河的東翼中洞穴充填概率相對更高。

4）塔河油田B94 井區(qū)奧陶系顯著的地勢坡降、次級背斜之間的向斜構(gòu)造和NNE—NNW 向走滑斷裂共同控制了巖溶暗河的發(fā)育，形成了巖溶上斜坡區(qū)“向斜部位走向斷裂匯流型”巖溶暗河發(fā)育模式。