塔中中西部地區鷹山組“串珠狀”反射地震地質特征及主控因素分析

陳智遠，孫德彬，羅新生

（1.西南石油大學地球科學與技術學院，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研究院）

“串珠狀”反射是不同地質體在地震剖面上的地震響應特征，塔中中西部地區鷹山組是“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，有人認為，地下孔洞在疊后偏移地震剖面上的地震響應常呈現出“串珠狀”反射特征［1］。也有人認為，不均勻地質體和溶洞都可以形成繞射波，在地層內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體及儲集體都有形成“串珠狀”反射的可能，最近塔中地區研究已證明，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別。此外，在“串珠狀”反射的研究方法技術上，也有了很大的突破，聯合地震響應的瞬時振幅、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，有利于精細地刻畫溶洞地質體［5］。本文希望通過對塔中中西部地區鷹山組“串珠狀”反射地質特征的描述，建立研究區鷹山組強“串珠”反射和弱“串珠””反射的單井地震－地質模型，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”反射的發育模式。

1 研究區地質概況

塔中地區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，后期的構造運動對塔中低凸起的影響較小。塔中中西部地區位于塔里木盆地塔中地區北部斜坡帶中西部。研究區北起塔中Ⅰ號坡折帶，南至中央斷壘帶，西達塔中45井區，東抵塔中83井區（圖1）。

巖性、沉積特征：研究區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～厚層狀泥晶灰巖、藻粘結泥晶灰巖、細粉晶灰巖、泥粉晶砂屑灰巖和亮晶粒屑灰巖為主。鷹山組形成時期繼承了晚震旦－寒武紀的拉張作用，在拉張和沉陷活動較中－晚寒武世進一步加劇的背景下，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。

構造斷裂特征：塔中中西部地區發育多期、多類型斷裂，與塔里木盆地區域構造背景及應力環境密不可分。塔中隆起主要經歷了4期關鍵的斷裂發育期，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巖漿刺穿斷裂等4個發育期。

圖1 塔中中西部地區構造位置及井位

2 鷹山組“串珠狀”反射地質特征

通過研究區鷹山組“串珠狀”反射單井巖心、鉆井、測井等基礎地質資料及常規地震剖面的研究，強“串珠”反射和弱“串珠”反射兩種地震反射類型在研究區都比較發育。兩者在常規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”反射地質特征

圖2 常規地震剖面“串珠狀”反射特征

研究區鷹山組強“串珠”反射主要發育于開闊臺地，尤其以臺內灘相最為發育，巖性以淺灰～灰色顆粒灰巖為主。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、角礫半－全充填。其發育對古地貌具有一定的選擇性，主要發育在巖溶上緩坡和巖溶次高地上。研究區內發育強“串珠”反射層位主要以鉆遇Ⅰ、Ⅱ類儲層為主，其鉆遇率可達65%左右，Ⅲ類儲層鉆遇較少。根據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%，平均孔隙度達到了3.74%。在單井產能方面，鉆遇強“串珠”反射的單井中，高產井達到86.3%以上，低產井所占比例很少。綜上所述，可將強“串珠”反射綜合解釋為，大型半充填的優質縫洞體及其內部聚集的油氣與外圍的地層性質有較大差異，或者是橫向延伸規模較大的優質厚層儲集體，在地震剖面上形成了“強”串珠反射。

2.2 弱“串珠”反射地質特征

弱“串珠”反射主要發育于開闊臺地的臺內灘相，巖性主要為顆粒灰巖及泥晶灰巖。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、孔洞一般被泥質及角礫半－全充填，裂縫多被泥質、瀝青等半充填。該反射類型主要發育在巖溶下緩坡，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，其中優質儲層（Ⅰ、Ⅱ類儲層）的鉆遇率在49%左右。根據實際的鉆井、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%。從單井產能上可以看出，鉆遇弱“串珠”反射的單井中，高產井也達到了58.4%，中低產井比例有所上升。在地質上，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，橫向發育規模較小。

綜上所述，無論是在優質儲層鉆遇率、物性參數，還是高產井鉆遇比例上，研究區鷹山組強“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。在地質上兩者都可能是儲層、非儲層、油氣層單獨在常規地震剖面上的表現，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特征上兩者都具有一定的相似性，綜合其地震及地質特征，可建立起兩者的單井地震－地質模型（圖3）。

圖3 強“串珠””（左）和弱“串珠””（右）反射地震－地質模型

3 “串珠狀”反射主控因素分析及發育模式

塔里木盆地構造活動是控制古巖溶發育的最重要的因素之一。區域構造背景是古巖溶發育的重要基礎，構造格局控制了巖溶地貌的分區，斷裂和裂縫的形成又與構造運動相關，它們是地下水運移的重要通道。奧陶紀至今，塔中地區經歷了多次構造運動，形成多期構造裂縫，而在同一期的構造運動中又可產生不同的裂縫類型，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，同時裂縫系統的產生有利于孔隙水和地下水的活動及溶蝕孔洞的發育，又促進了巖溶作用的進行，形成統一的孔洞縫系統，這些孔洞縫所形成的儲集體都為研究區在地震剖面上形成“串珠狀”反射提供了有利條件。

塔中中西部地區鷹山組不整合風化殼巖溶主要發育在鷹山組頂部，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模縫洞型儲集體，由于巖溶作用時間長，縫洞系統非常發育，形成了縱向厚度大，橫向連續性好的優質儲層，這也是形成“串珠狀”反射的重要原因之一。

塔中中西部地區鷹山組不僅受到風化殼巖溶作用，還經歷了埋藏巖溶的改造，塔中地區的埋藏巖溶表現為對流經鷹山組地層的交代、淋濾、溶蝕作用，并伴隨物質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、地質特征及其控制因素，建立起“串珠狀”反射發育模式（圖4）。

圖4 塔中中西部地區“串珠狀”反射發育模式

4 結論

（1）塔中中西部地區鷹山組“串珠狀”反射較發育，根據其地震反射能量強弱的區別，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為能量強弱的差別，在地質上也具有一定的相似性，但是，強“串珠”反射在儲層鉆遇率、物性參數以及高產井比例上都要高于弱“串珠”反射。

（3）通過塔中中西部地區研究發現，強“串珠”反射可以解釋為大型半充填的優質縫洞體及其內部聚集的油氣與外圍的地層性質有較大差異，或者是橫向延伸規模較大的優質厚層儲集體；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，橫向發育規模較小。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）塔中中西部地區鷹山組“串珠狀”反射主要受構造斷裂、風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，狄幫讓.溶洞物理模型地震響應及其屬性分析［J］.石油地球物理勘探，2008，43（3）：291－296.

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