塔河油田西部奧陶系一間房組碳酸鹽巖儲層地質(zhì)特征

陳蘭樸，李國蓉，2，施 奇，雷和金，王冬婭

（1.成都理工大學能源學院，四川成都 610059；2.成都理工大學油氣藏地質(zhì)與開發(fā)工程國家重點實驗室，四川成都 610059）

1 地質(zhì)概況

塔河油田地理位置屬于新疆維吾爾自治區(qū)庫車縣及輪臺縣，距輪臺縣城約70 km。在構(gòu)造上，塔河油田屬于塔里木盆地北部沙雅隆起區(qū)阿克庫勒凸起西南部，南臨滿加爾凹陷，西靠哈拉哈塘凹陷，東接草湖凹陷，本次研究區(qū)位于塔河油田外圍西部，包括了塔河12 區(qū)南部、塔河10 區(qū)西部和托甫臺區(qū)域（見圖1）。

圖1 研究區(qū)地理位置

研究區(qū)主力油層集中在中奧陶統(tǒng)一間房組，并受沉積相帶的控制。區(qū)內(nèi)一間房組沉積期主要發(fā)育為一套開闊臺地相亮晶顆粒灰?guī)r、微晶顆粒灰?guī)r沉積，其次為灘間海微晶灰?guī)r沉積，局部發(fā)育生物丘灰?guī)r和藻粘結(jié)灰?guī)r沉積，且規(guī)模小厚度薄。

塔北地區(qū)和整個塔里木盆地構(gòu)造演化基本一致，受到多期構(gòu)造運動的疊加改造，造成儲集空間類型的多樣化以及分布的不均一性。發(fā)生于中奧陶世末的加里東中期Ⅰ幕運動，使塔里木地區(qū)發(fā)生了區(qū)域性擠壓構(gòu)造運動，形成塔中和塔北兩個隆起雛形，因塔北地區(qū)距此次板塊碰撞地較遠，受到影響較弱，僅中奧陶統(tǒng)一間房組遭到一定程度的剝蝕，但區(qū)內(nèi)鉆井揭示，一間房組沉積物厚度基本穩(wěn)定在55.0 m～131.0 m，并與上覆地層呈不整合接觸。

2 儲層特征

2.1 巖石學特征

根據(jù)對45 口井中奧陶統(tǒng)一間房組巖芯的詳細觀察描述及600 余個薄片觀察鑒定，按巖石結(jié)構(gòu)、巖石成因，將研究區(qū)內(nèi)中奧陶統(tǒng)一間房組巖石類型分為微晶灰?guī)r、微晶顆粒灰?guī)r、亮晶顆粒灰?guī)r、藻粘結(jié)灰?guī)r、生物丘灰?guī)r。根據(jù)巖芯觀察描述及鏡下薄片鑒定后的統(tǒng)計直方圖（見圖2）。可見，主要以亮晶顆粒灰?guī)r和微晶顆粒灰?guī)r為主，二者共占了73.82 %，說明顆粒灰?guī)r為研究區(qū)中奧陶統(tǒng)一間房組碳酸鹽巖沉積的主體。

圖2 巖石類型統(tǒng)計直方圖

2.2 儲集空間類型

大量巖芯和薄片觀察顯示，塔河西部奧陶系一間房組碳酸鹽巖發(fā)育多種類型的儲集空間，按成因、大小、形態(tài)的分類原則，可分為四類，即溶蝕孔隙、巖溶（溶蝕）縫孔洞、大型洞穴、構(gòu)造裂縫。

2.2.1 溶蝕孔隙 溶蝕孔隙是由溶蝕作用形成，孔徑在0.01 mm～2 mm 范圍，是研究區(qū)重要的儲集空間類型之一。溶蝕孔隙的發(fā)育具有強烈的組構(gòu)選擇性，發(fā)育該類儲集空間的巖石類型僅為顆粒灰?guī)r。巖芯上肉眼可見針狀溶孔，分散發(fā)育或密集發(fā)育，巖芯上見油浸、油浸斑塊，具原油進入瀝青侵入特征；鏡下薄片觀察進一步鑒定為粒內(nèi)溶孔、鑄模孔（見圖3-a，b）。

2.2.2 （溶蝕）巖溶縫孔洞 （溶蝕）巖溶縫孔洞是由（溶蝕）巖溶作用形成，孔徑大于2 mm 的儲滲空間，可以在巖芯上識別，是研究區(qū)一間房組最主要的儲滲空間類型。（溶蝕）巖溶縫孔洞發(fā)育的巖性組構(gòu)選擇性不是十分強烈，（微晶）亮晶顆粒灰?guī)r、（顆粒）微晶灰?guī)r、藻粘結(jié)灰?guī)r、生物丘灰?guī)r中均可發(fā)育，但總體顯示出主要發(fā)育在比較純凈的顆粒灰?guī)r中，主要表現(xiàn)為沿構(gòu)造裂縫方解石溶蝕孔洞、孤立溶蝕孔洞、沿縫合線溶蝕孔洞，具原油或瀝青進入特征，方解石、石英半充填或未充填，保留剩余空間為石油占據(jù)。該類儲滲空間在巖芯及薄片上的反應(yīng)情況（見圖3-c，d）。

2.2.3 大型巖溶洞穴 大型洞穴是洞徑大于100 mm的溶洞，往往在巖芯上不能較好地識別，但可以通過特殊的洞穴沉積物對其進行識別，如巨晶方解石、暗河沉積物、洞穴角礫巖等；同時，大型洞穴發(fā)育段在鉆井過程中往往會發(fā)生嚴重的井漏、放空、鉆時急劇降低、方解石晶屑大量出現(xiàn)等標志現(xiàn)象。研究區(qū)統(tǒng)計井中，僅局部井有鉆遇大型洞穴，且均在鷹山組（見圖3-e）。

2.2.4 構(gòu)造裂縫 構(gòu)造裂縫為構(gòu)造應(yīng)力作用導(dǎo)致巖層破裂形成的裂縫系統(tǒng)，其未被充填或形成儲滲空間。該類儲集空間在區(qū)內(nèi)發(fā)育普遍，但分布不均勻，總體發(fā)育較弱，表現(xiàn)為局部發(fā)育、斷續(xù)發(fā)育或普遍見一條，發(fā)育間距普遍大于5 cm。在產(chǎn)狀上往往垂直層面或高角度斜交層面，為方解石部分充填或未充填，局部可見具瀝青或原油進入特征（見圖3-f）。

圖3 研究區(qū)巖芯及薄片

2.3 儲層類型

依據(jù)鉆錄井顯示、鉆井巖芯觀察、儲滲空間和儲滲空間組合特征、賦存巖石類型及成因機制方面的差異性，將研究區(qū)一間房組儲層類型劃分為四種類型：溶蝕孔隙型儲層、巖溶縫孔洞型儲層、裂縫型儲層、洞穴型儲層。

2.3.1 溶蝕孔隙型儲層 發(fā)育該類儲層的巖石類型為顆粒灰?guī)r，尤其是亮晶顆粒灰?guī)r，儲層儲集空間主要為粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔。常規(guī)測井曲線上表現(xiàn)為自然伽瑪值較低，一般在5 API～15 API；電阻率值表現(xiàn)為相對較低，大約在200 Ω·m～1 500 Ω·m；聲波時差有所增大，為49 μs/ft～52 μs/ft；密度值降為2.59 g/cm3～2.67 g/cm3。此外，上述測井參數(shù)變化具有同步效應(yīng)特征，表現(xiàn)在低自然伽瑪?shù)谋尘跋拢娮杪省⑷镄郧€變化同步，即中子孔隙度、聲波時差同步增大，電阻率、密度、曲線同步降低。TP14 井6 284.40 m～6 288.10 m 有關(guān)井段為發(fā)育該類儲層的典型井，該儲層段錄井、巖芯和常規(guī)測井、成像測井的對比分析（見圖4）。

2.3.2 巖溶縫孔洞型儲層 發(fā)育該類儲層的巖石類型主要為顆粒灰?guī)r，也可為顆粒灰?guī)r與其他類巖石的組合類型，儲層儲集空間主要為沿縫溶蝕、溶蝕孔隙，可表現(xiàn)為沿縫溶蝕后對溶蝕孔隙進一步溝通，形成的巖溶縫孔洞，如在TP24 井6 586.5 m～6 604 m 井段，是通過鉆井測井識別出的巖溶縫孔洞型儲層。常規(guī)測井曲線上，自然伽瑪整體處于較低值，5 API～25 API，局部可能出現(xiàn)相對高值，反映了縫洞內(nèi)可能充填了有一定量泥質(zhì)物；電阻率表現(xiàn)為相對低值，約在100 Ω·m～500 Ω·m，聲波時差有所增大，51 μs/ft 左右；密度曲線值有所降低，在2.59 g/cm3～2.67 g/cm3范圍間。

TP32 井6 457 m～6 473.5 m 有關(guān)井段為發(fā)育該類儲層的典型井，該儲層段錄井、巖芯和常規(guī)測井的對比分析（見圖5）。

2.3.3 洞穴型儲層 該類儲層的巖石類型顆粒灰?guī)r居多，其次為微晶灰?guī)r、藻粘結(jié)灰?guī)r、生物丘灰?guī)r，儲層儲集空間主要為大型洞穴系統(tǒng)，其次為溶蝕孔洞以及洞壁上的裂隙等。大型洞穴可以通過特殊的洞穴沉積物如巨晶方解石、暗河沉積物、洞穴角礫巖等對其進行識別，另外，鉆井過程中發(fā)生的放空、井漏、鉆時降低等現(xiàn)象也是其重要識別標志，如在AD4 井6 504.9 m～6 542.2 m 井段發(fā)生放空和井漏等現(xiàn)象，識別出洞穴型儲層。常規(guī)測井曲線上，自然伽瑪值大約在10 API～35 API；電阻率曲線急劇下降，可低至十幾歐姆米；聲波時差可增大到70 μs/ft～120 μs/ft；密度急劇減小，可低至1.7 g/cm3～2.6 g/cm3。

圖4 溶蝕孔隙型儲層識別標志，以TP14 井6 284.40 m～6 288.10 m 井段為例

圖5 巖溶縫孔洞型儲層測井響應(yīng)特征，以TP32 井6 457 m～6473.5 m 井段為例

2.3.4 裂縫型儲層 該類儲層在各種巖石類型中都有發(fā)育，儲層儲集空間主要為未充填或半充填的構(gòu)造裂縫，在研究區(qū)發(fā)育較少，鉆井取芯僅鉆遇1 套該類型儲層，巖芯上普遍可見高角度未充填構(gòu)造裂縫。常規(guī)測井上，自然伽瑪值依然處于較低背景值，在10 API～25 API；電阻率數(shù)值相對致密灰?guī)r段降低，可低致幾百歐姆米，明顯的特征表現(xiàn)在深、淺側(cè)向電阻率具有明顯的正幅度差；密度曲線值有所降低，大概在2.65 g/cm3～2.7 g/cm3；聲波曲線值有所增大，但起伏不大，51 μs/ft 左右。

3 儲層發(fā)育分布特征

通過對塔河西部一間房組巖芯及巖石薄片觀察分析，結(jié)合測井、錄井等資料，對研究區(qū)45 口井進行了各類儲層的對比統(tǒng)計分析（見圖6）。

圖6 塔河西部一間房組儲層類型分布頻率直方圖

由圖6 分析可知，研究區(qū)一間房組巖溶縫孔洞型儲層分布頻率最高，占了儲層發(fā)育總數(shù)的45.95 %，其次為溶蝕孔隙型儲層，占儲層發(fā)育總數(shù)的31.08 %，洞穴型儲層和裂縫型儲層分別占了12.16%、10.81 %。可見，巖溶縫孔洞型儲層為區(qū)內(nèi)一間房組儲層發(fā)育的主體，其次為溶蝕孔隙型儲層，洞穴型儲層與裂縫型儲層發(fā)育較弱，且灘相顆粒灰?guī)r是區(qū)內(nèi)主要的儲集巖石類型。

研究認為，巖溶縫孔洞型儲層和巖溶洞穴型儲層的發(fā)育受到灘體展布和斷裂兩個因素雙重控制，灘體與斷裂的疊合部位是這兩類儲層發(fā)育的有利部位。灘體部位，碳酸鹽巖礦物成分相對較純，缺乏泥質(zhì)，巖石更具脆性，斷裂作用裂縫更為發(fā)育，更有利于巖溶作用的發(fā)生而形成規(guī)模溶巖溶（溶蝕）作用，是儲層發(fā)育的有利部位。灘相溶蝕孔隙型儲層的發(fā)育分布主要受灘體展布控制，區(qū)內(nèi)北部灘體更容易發(fā)育此類儲層，可能受古地理制約，北部灘體位置更高，更容易在沉積期暴露出海水面接受大氣水的溶蝕改造。裂縫型儲層可存在于灘體部位、灘間部位，但往往都位于斷裂部位，斷裂的發(fā)育分布是此類儲層發(fā)育分布的重要控制因素。

4 結(jié)論

（1）塔河西部一間房組儲層巖石類型以灘相顆粒灰?guī)r為主，另可見微晶灰?guī)r、藻粘結(jié)灰?guī)r以及生物丘灰?guī)r等。

（2）區(qū)內(nèi)奧陶系一間房組的儲集空間可分為溶蝕孔隙、巖溶（溶蝕）縫孔洞、大型洞穴、構(gòu)造裂縫，進一步區(qū)內(nèi)儲層類型可分為溶蝕孔隙型儲層、巖溶縫孔洞型儲層、洞穴型儲層、裂縫型儲層。

（3）巖溶縫孔洞型儲層和溶蝕孔隙型儲層為區(qū)內(nèi)一間房組的主要儲層類型，其發(fā)育分布主要受灘體展布和斷裂控制。

（4）區(qū)內(nèi)一間房組碳酸鹽巖儲層在測井響應(yīng)上，表現(xiàn)為低GR、低電阻率、低密度、高聲波時差的特征。

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