羅日升 （中石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 庫爾勒 841000）中國(guó)石油大學(xué) （華東）地球科學(xué)學(xué)院，山東 青島 266555

袁玉春，鄧興梁 陳方方，李文燕 （中石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 庫爾勒 841000）

英買32潛山區(qū)位于塔里木盆地塔北隆起輪臺(tái)凸起西段，是一個(gè)古生界潛伏剝蝕單斜構(gòu)造，白堊系卡普沙良群 （K1kp）直接覆蓋于下古生界志留系、奧陶系和寒武系之上。潛山地層自西南向東北依次為志留系 （S）、奧陶系鷹山組 （O1－2ys）、奧陶系蓬萊壩組 （O1pl）、寒武系 （∈），巖性依次為碎屑巖、灰?guī)r、白云巖 （圖1）。東北部O1pl至上寒武統(tǒng) （∈3）的白云巖潛山目前共有9口開發(fā)井，已累計(jì)產(chǎn)油48×104t，開發(fā)效果良好，故潛山區(qū)白云巖儲(chǔ)層是下步勘探開發(fā)的重點(diǎn)目標(biāo)。

圖1 英買32潛山區(qū)白堊系沉積前地層平面分布圖

關(guān)于英買32潛山優(yōu)質(zhì)白云巖儲(chǔ)層的成因，多認(rèn)為與表生環(huán)境下的風(fēng)化殼巖溶作用有關(guān)［1～3］，而何瑩等［4］則認(rèn)為整個(gè)英買力－牙哈地區(qū)優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層是深埋藏?zé)嵋喊自茙r經(jīng)疊加風(fēng)化溶蝕改造作用的結(jié)果。筆者在對(duì)英買32潛山區(qū)白云巖儲(chǔ)層特征進(jìn)行描述的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確其主控因素，以期為研究區(qū)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

1 儲(chǔ)層特征

1.1 巖石學(xué)特征

英買32潛山區(qū)O1pl～∈3白云巖儲(chǔ)層的巖石類型主要有中晶白云巖、細(xì)晶白云巖、殘余砂屑中－細(xì)晶白云巖和砂屑細(xì)－粉晶白云巖，以中晶白云巖和細(xì)晶白云巖為主，占全部樣品的72%。部分巖石中含硅質(zhì)，最高可達(dá)43%，白云巖中灰質(zhì)體積分?jǐn)?shù)普遍較低，一般小于2%，但在裂縫充填物中可見巨晶方解石。

1.2 儲(chǔ)集空間類型

英買32潛山區(qū)白云巖儲(chǔ)層存在洞穴、溶洞、孔隙、溶縫、構(gòu)造裂縫等多種儲(chǔ)集空間類型的。

1）洞穴 在英買32潛山區(qū)白云巖的電測(cè)曲線和成像測(cè)井中常見中小型洞穴，直徑1～6m，電性特征為高自然伽馬、低電阻率、低密度，與白云巖低自然伽馬，高電阻率、高密度的特征存在明顯差異，而與白堊系卡普沙良群泥巖的電性特征一致，泥質(zhì)充填特征明顯。鉆井過程中未見放空現(xiàn)象，但近85%的鉆井發(fā)生漏失，單井最大漏失量2475m3，表明英買32潛山區(qū)也有大型未充填洞穴發(fā)育。

2）溶洞 巖心中主要為中小型溶洞，洞徑范圍在2～30mm，一般為2～5mm。大多數(shù)的溶洞呈蜂窩狀，分布較均勻 （圖2（a）），洞中常見石英晶體或玉髓充填 （圖2（b））。根據(jù)巖心溶洞的觀察統(tǒng)計(jì)，溶洞主要發(fā)育在中晶白云巖、細(xì)晶白云巖中，面孔率一般為3%～12%；另外，部分溶洞也發(fā)育在泥粉晶白云巖中，主要沿水平溶縫、網(wǎng)狀溶縫呈串珠狀分布，面孔率一般為1.5%～4%。

3）溶孔 主要為白云石晶間孔、晶間溶孔，孔隙呈多角狀、不規(guī)則橢圓狀 （圖2（c））。孔徑大小約0.01～2mm，是該區(qū)儲(chǔ)層主要的基質(zhì)孔隙類型。晶間孔、晶間溶孔在中、細(xì)晶白云巖和泥粉晶白云巖中皆有不同程度的發(fā)育，礦物晶體越粗大，溶孔和晶間孔的孔徑也越大。中、細(xì)晶白云巖中溶蝕孔面孔率為0.2%～3.1%，白云石以自形－半自形為主，晶間孔隙中常見硅質(zhì)半－全充填 （圖2（d））。

4）溶縫 在構(gòu)造縫、層間縫或縫合線基礎(chǔ)上經(jīng)后期溶蝕擴(kuò)大形成。也見于早期構(gòu)造縫內(nèi)充填物后期溶蝕形成的斷續(xù)、彎曲、分枝狀溶縫，寬度一般為0.02～0.5mm，有時(shí)成組出現(xiàn)。溶縫中可見鐵方解石、黃鐵礦充填 （圖2（e））。

5）構(gòu)造裂縫 主要由構(gòu)造作用形成，具有多期性。早期構(gòu)造縫多見有巨晶方解石、白云石、石英和陸源碎屑充填物。后期的構(gòu)造縫多為有效的構(gòu)造縫，縫中的充填物較少，呈半充填－未充填 （圖2（f）），形成于印支期至喜山期，分為高角度縫、X狀斜交剪切縫、網(wǎng)狀縫3種形態(tài)。高角度縫形成時(shí)間較晚，切割X狀斜交剪切縫和網(wǎng)狀縫，縫寬0.01～1.5mm，巖心上所見到的長(zhǎng)度大于10cm；X狀斜交剪切縫縫寬0.01～0.002mm左右，呈45°角共軛產(chǎn)出，裂縫長(zhǎng)度大于10cm，切割網(wǎng)狀縫裂縫；網(wǎng)狀縫形成時(shí)間最早，縫寬0.01～0.015mm，呈30°角的相互切割的網(wǎng)狀，單個(gè)裂縫的延伸長(zhǎng)度一般5～10cm。從裂縫的開度統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，以縫寬0.01～0.1mm的窄縫最為發(fā)育，傾角上則以高角度裂縫為主。

1.3 儲(chǔ)層物性特征

英買32潛山區(qū)鉆遇的白云巖儲(chǔ)層以孔洞型和裂縫－孔洞型為主，裂縫對(duì)儲(chǔ)層物性，特別是滲透率的影響較大。除去含裂縫樣品，共完成36個(gè)樣品孔隙度分析，范圍介于0.29%～11.36%，平均孔隙度3.33%；滲透率分析樣品27個(gè)，基質(zhì)滲透率分布范圍0.009～26.7mD，平均滲透率為2.59mD。英買32潛山區(qū)白云巖巖心收獲率僅為19.9%，巖心破碎嚴(yán)重，巖心成型部位往往相對(duì)較致密，因此巖心孔滲分析結(jié)果只反映相對(duì)致密段的基質(zhì)孔、滲特征，實(shí)際儲(chǔ)層物性要好于物性分析結(jié)果。根據(jù)白云巖區(qū)生產(chǎn)井試井資料解釋的平均垂直滲透率達(dá)75.59mD。裂縫對(duì)儲(chǔ)層滲透性影響明顯，在3個(gè)含裂縫樣品中，平均孔隙度為3.19%，與其他樣品的孔隙度相近，但平均滲透率則明顯高于其他樣品，達(dá)26.9mD。

圖2 英買32潛山區(qū)白云巖巖心及鑄體薄片照片

1.4 儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)英買32潛山區(qū)白云巖巖心壓汞曲線形態(tài)特征，可分為大孔中喉型 （圖3（a））、中細(xì)孔細(xì)喉型（圖3（b））、細(xì)孔細(xì)喉型 （圖3（c））3種類型。

圖3 英買32潛山區(qū)白云巖儲(chǔ)層壓汞曲線類型

大孔中喉型：樣品數(shù)4個(gè)，平均孔隙度為7.63%，滲透率為6.41mD，排驅(qū)壓力低，平均為0.017MPa，對(duì)應(yīng)最大孔喉半徑平均為47.66μm，分選系數(shù)大，平均為4.504，表明孔喉半徑分選性差，溶洞、晶間孔、晶間溶孔等不同尺度的儲(chǔ)集空間同時(shí)存在；樣品的結(jié)構(gòu)系數(shù)高，儲(chǔ)層迂曲度大，孔、洞之間連通性差。

中細(xì)孔細(xì)喉型：樣品數(shù)2個(gè)，平均孔隙度為6.40%，滲透率為5.80mD，排驅(qū)壓力較低，平均為0.175MPa，對(duì)應(yīng)最大孔喉半徑平均為4.33μm，平均分選系數(shù)為0.516。與大孔中喉型儲(chǔ)層相比，分選性明顯變好，儲(chǔ)集空間類型以晶間孔、晶間溶孔為主。

細(xì)孔細(xì)喉型：樣品數(shù)4個(gè)，平均孔隙度為2.23%，滲透率為0.007mD，物性極差，排驅(qū)壓力高達(dá)6.636MPa，對(duì)應(yīng)最大孔喉半徑平均為0.32μm。由于晶間孔和溶孔不發(fā)育，孔喉半徑分選性進(jìn)一步變好，平均分選系數(shù)為0.052。

英買32潛山區(qū)白云巖儲(chǔ)層的毛細(xì)管壓力曲線形態(tài)所反映的總體孔隙結(jié)構(gòu)特征是：①在孔隙結(jié)構(gòu)特征上表現(xiàn)為中小型溶洞和細(xì)小的晶間孔、晶間溶孔等多種類型并存，孔隙分選性差；②儲(chǔ)集空間以中小型溶洞和溶縫為主，晶間孔等基質(zhì)孔隙進(jìn)汞困難，有效體積比較??；③大孔和溶洞之間連通性差，主要靠裂縫連通。

結(jié)合巖心縫洞觀察、儲(chǔ)集空間類型及組成、物性特征、孔隙結(jié)構(gòu)特征綜合判斷，英買32潛山區(qū)白云巖總體上屬裂縫－孔洞復(fù)合型儲(chǔ)層，溶洞、溶縫為主要儲(chǔ)集空間，經(jīng)多期裂縫連通形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。

2 儲(chǔ)層主控因素分析

通過巖性、薄片、儲(chǔ)層物性等特征分析，英買32潛山區(qū)白云巖儲(chǔ)層的發(fā)育受多種因素控制，主要有以下幾種。

2.1 白云石化作用

塔里木盆地O1pl～∈3白云巖按形成機(jī)理可劃分為4種類型：薩布哈白云巖，滲透回流白云巖，埋藏白云巖，熱液白云巖［5］。英買32潛山區(qū)O1pl～∈3白云巖多見殘余砂屑結(jié)構(gòu)，泥粉晶白云巖少見，主要為半局限臺(tái)地的臺(tái)內(nèi)灘沉積，不發(fā)育薩布哈型白云巖。白云石常見霧心亮邊結(jié)構(gòu) （見圖2（c）），晶體較大，晶形較好，吳仕強(qiáng)等［6］認(rèn)為這種白云石的霧心可能是在早期淺埋藏環(huán)境中由富鎂孔隙水交代周圍灰質(zhì)所形成，亮邊則形成于埋藏較深的環(huán)境，表明埋藏白云巖化是英買32潛山區(qū)白云巖的主要成因。方解石向較大密度的白云石轉(zhuǎn)化時(shí)，最大可使孔隙度增加13%［7］，形成英買32潛山區(qū)白云巖儲(chǔ)層中的部分晶間孔 （見圖2（c））。

2.2 熱液作用

英買32潛山區(qū)白云巖巖心溶洞中常見石英晶體和隱晶質(zhì)硅質(zhì)充填物，是熱液作用的重要證據(jù)之一［8～10］。對(duì)白云巖巖心中的流體包裹體均一溫度的測(cè)定結(jié)果表明：殘余砂屑粉、細(xì)晶白云石中均一溫度分布于80～110℃之間，主峰位于90～100℃ （圖4（a））；石英中的均一溫度分布于80～160℃之間，存在90～100℃和120～130℃兩個(gè)主峰 （圖4（b））。

圖4 英買32潛山區(qū)白云巖流體包裹體均一溫度分布直方圖

沈安江等［5］將熱液分為兩類：一是埋藏?zé)嵋?，二是深源熱液。前者是指正常埋藏背景下巖石－水相互作用形成的鹵水、烴類成熟形成的有機(jī)酸和硫化氫等介質(zhì)，隨埋深加大形成的高溫?zé)崃黧w；后者是指通過熱液通道從深部運(yùn)移來的熱液。上述白云石的均一溫度主要反映埋藏?zé)嵋旱臏囟?，而石英的均一溫度則主要反映深源熱液的作用，可見英買32潛山區(qū)白云巖儲(chǔ)層同時(shí)受2類熱液的影響。埋藏?zé)嵋簩?duì)儲(chǔ)層的作用包括白云石化作用、溶蝕作用；深源熱液的作用則包括白云巖重結(jié)晶作用、溶蝕作用和硅質(zhì)沉淀充填作用，其中硅質(zhì)沉淀充填對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育有破壞性，而其他作用對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育主要起建設(shè)性作用。

埋藏?zé)嵋鹤饔孟碌陌自剖尚纬刹糠志чg孔，這種粉、細(xì)晶白云巖中的晶間孔多細(xì)小、孤立（見圖2（c）），面孔率也很低，不能形成良好的白云巖儲(chǔ)層。

深源熱液的高溫作用下白云巖重結(jié)晶后，白云石晶形變大，形成細(xì)、中晶白云巖，可以使白云巖晶間孔增大 （見圖2（d）），朱東亞等［9］認(rèn)為其機(jī)理在于：①原來就存在的白云石晶間微孔在重結(jié)晶后連片擴(kuò)大；②白云巖重結(jié)晶過程中多余的Ca以及Na等雜質(zhì)被帶走可形成新的孔隙；③白云巖重結(jié)晶后成分組成和晶體結(jié)構(gòu)逐漸接近理想狀態(tài)，單位晶胞體積變小可形成新的孔隙。

熱液溶蝕作用是指酸性熱液與白云巖中的殘余灰質(zhì)和白云石發(fā)生化學(xué)作用，形成晶間溶孔和溶洞。這種作用可形成毫米－厘米級(jí)的溶洞，在塔里木盆地的塔東、塔中、塔北、柯坪露頭等地區(qū)均有報(bào)道［11～13］，在全盆地具有普遍性。溶蝕孔洞是英買32潛山區(qū)白云巖儲(chǔ)層中的主要儲(chǔ)集空間，熱液溶蝕是儲(chǔ)層形成過程中最重要的建設(shè)性作用之一。邢鳳存等［13］認(rèn)為H2S、CO2、有機(jī)酸是柯坪露頭區(qū)白云巖溶蝕的主要介質(zhì)，而塔北地區(qū)中、下寒武統(tǒng)烴源巖發(fā)育，石膏也常見［14］，這為形成有機(jī)酸，發(fā)生硫酸鹽熱還原反應(yīng) （TSR）產(chǎn)生H2S提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。英買32潛山區(qū)白云巖溶縫中可見黃鐵礦（見圖2（e）），是儲(chǔ)層中發(fā)生過含H2S流體注入的證據(jù)。硅質(zhì)沉淀充填也是英買32潛山區(qū)白云巖儲(chǔ)層中的普遍現(xiàn)象，在巖心中可見石英晶體或玉髓半充填于溶洞中 （見圖2（b）），鏡下可見隱晶質(zhì)硅質(zhì)半充填于白云石晶間孔隙中 （見圖2（d）），一定程度上破壞了儲(chǔ)層，但整體仍以半充填為主，保留了部分有效儲(chǔ)集空間。硅質(zhì)沉淀主要來源于富含硅質(zhì)的深源熱液，陳永權(quán)等［10］認(rèn)為塔里木盆地寒武系硅化流體可能為深部巖漿水或變質(zhì)水，塔里木盆地在二疊紀(jì)經(jīng)歷了強(qiáng)烈而廣泛的巖漿－火山活動(dòng)，火山活動(dòng)期間或火山活動(dòng)之后較長(zhǎng)時(shí)間都會(huì)有熱液流體活動(dòng)［9］，英買32潛山區(qū)白云巖儲(chǔ)層中的硅質(zhì)充填可能與該期火成巖活動(dòng)有關(guān)。

2.3 構(gòu)造作用

英買32潛山區(qū)多期構(gòu)造作用使白云巖中形成了大量裂縫，尤其是中新生代高角度縫、X狀斜交剪切縫和網(wǎng)狀縫十分發(fā)育，裂縫相互切割。白云巖巖心物性分析結(jié)果表明，無裂縫巖心滲透率很低，裂縫的存在連通了孔洞，增加了儲(chǔ)層的連通性，使實(shí)際滲透性變好。構(gòu)造裂縫作用也是英買32潛山區(qū)白云巖形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的關(guān)鍵。

2.4 表生巖溶作用

英買32潛山區(qū)從志留紀(jì)～侏羅紀(jì)一直處于剝蝕階段，暴露時(shí)間長(zhǎng)，使儲(chǔ)層得到淡水淋濾溶蝕作用的充分改造，進(jìn)一步改善。除了沿裂縫和熱液溶蝕孔洞進(jìn)一步擴(kuò)溶增大儲(chǔ)集空間之外，還可能發(fā)育巖溶管道和大型洞穴。英買32潛山區(qū)白云巖鉆井過程中鉆遇的泥質(zhì)充填洞穴和大型漏失現(xiàn)象均表明英買32潛山區(qū)在白堊系沉積前已經(jīng)形成了較完整的巖溶管道體系。

白堊系沉積之前發(fā)育的斷裂體系是表生巖溶水向下滲濾的重要通道，滲濾過程中淡水對(duì)斷裂破碎帶及其圍巖進(jìn)行溶蝕，可形成中、小型巖溶管道。此外，英買32潛山構(gòu)造為向西南方向下傾的潛伏剝蝕單斜構(gòu)造，古地貌恢復(fù)結(jié)果表明，白堊系沉積前潛山地層傾角為10～15°。在這種地層傾角下，大氣淡水沿地層面、層序界面或相對(duì)高孔滲的層段順層向下滲濾，溶蝕擴(kuò)大，形成中、小型巖溶管道。沿?cái)嗔鸦蝽槑r層下滲的淡水到達(dá)潛水面附近，可進(jìn)一步水平流動(dòng)溶蝕形成大型巖溶管道 （圖5（a））。白堊系泥巖沉積過程中，容易沿地下河出水口、潛山面充填巖溶管道，若局部充填程度低，可保留大規(guī)模儲(chǔ)集空間 （圖5（b）），形成大型洞穴、小型縫洞并存的優(yōu)質(zhì)白云巖儲(chǔ)層。

圖5 英買32潛山區(qū)白云巖巖溶管道發(fā)育與充填模式圖

3 結(jié)論

1）英買32潛山區(qū)白云巖總體上屬裂縫－孔洞復(fù)合型儲(chǔ)層，溶洞、溶縫為主要儲(chǔ)集空間，局部有大型未充填洞穴發(fā)育，通過多期裂縫連通形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。

2）英買32潛山區(qū)白云巖儲(chǔ)層在發(fā)育過程中經(jīng)歷了白云石化，熱液，構(gòu)造和表生巖溶等作用。熱液溶蝕作用形成了英買32潛山區(qū)白云巖儲(chǔ)層中的主要儲(chǔ)集空間；構(gòu)造裂縫連通了溶洞和其他基質(zhì)孔隙，使儲(chǔ)層滲透性變好，也是英買32潛山區(qū)白云巖形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的關(guān)鍵。

3）大氣淡水沿?cái)嗔鸦蝽槍尤芪g并沿潛水面水平溶蝕形成巖溶管道體系，使英買32潛山區(qū)白云巖儲(chǔ)層進(jìn)一步改善。巖溶管道局部充填程度低，形成大型洞穴、小型縫洞并存的優(yōu)質(zhì)白云巖儲(chǔ)層。

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［編輯］ 鄧?yán)?/p>