李映濤，袁曉宇，葉 寧，萬有利，蘇炳睿

（1成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2成都理工大學(xué)能源學(xué)院）（3中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所；4成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院）

塔里木盆地玉北地區(qū)鷹山組儲(chǔ)層特征及主控因素

李映濤1，2，袁曉宇3，葉 寧1，2，萬有利1，2，蘇炳睿4

（1成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2成都理工大學(xué)能源學(xué)院）（3中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所；4成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院）

塔里木盆地玉北地區(qū)中—下奧陶統(tǒng)鷹山組為斷控型風(fēng)化殼儲(chǔ)層，由于經(jīng)歷多期巖溶和斷裂的綜合疊加作用，加之塔里木盆地本身復(fù)雜的古地貌演化史，增加了識(shí)別巖溶改造期次的難度，同時(shí)極大地影響了儲(chǔ)層中裂縫有效性的判斷。通過相關(guān)鉆井的巖心觀察、薄片鑒定、地化數(shù)據(jù)分析，運(yùn)用測(cè)井、地震等地球物理方法，歸納出玉北地區(qū)鷹山組四種儲(chǔ)集巖組合類型，并研究了各類儲(chǔ)集巖的孔滲相關(guān)性。認(rèn)為研究區(qū)早—中奧陶世潛山構(gòu)造帶構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，儲(chǔ)層的形成與斷裂及構(gòu)造裂縫密切相關(guān)。斷裂期次與加里東中期Ⅰ幕、Ⅲ幕巖溶作用在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)期上的匹配，有效地改善了鷹山組頂部石灰?guī)r地層的儲(chǔ)集性能；埋藏白云石化作用則改善了區(qū)內(nèi)鷹山組底部晶粒白云巖地層的孔隙性。

塔里木盆地；玉北地區(qū)；鷹山組；風(fēng)化殼儲(chǔ)層；儲(chǔ)集層特征；沉積相；控制因素

塔里木盆地碳酸鹽巖地層的發(fā)育和分布極其廣泛，且盆地具有形成復(fù)雜、沉積體系多旋回、構(gòu)造體系多樣化等特點(diǎn)，是我國(guó)內(nèi)陸最大的多旋回疊合復(fù)合盆地［1-6］。近年來，塔里木盆地玉北地區(qū)的YB1井在奧陶系取得重大油氣突破，為重新以盆地級(jí)為尺度研究中央隆起區(qū)南部地區(qū)的構(gòu)造沉積演化、儲(chǔ)層展布預(yù)測(cè)和奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育條件等提供了新的思路［7-10］，同時(shí)揭示了玉北地區(qū)有可能成為塔里木盆地的又一個(gè)具有勘探潛力的地區(qū)。

前人對(duì)玉北地區(qū)構(gòu)造方面已經(jīng)有較多的研究，張旭光［11］、云金表等［12］、杜永明等［13］、黃太柱［14］等通過分析玉北地區(qū)的地震響應(yīng)特征，對(duì)該區(qū)斷裂帶的變形機(jī)制、斷裂特征及控制作用做了比較細(xì)致的研究。譚廣輝等［15］則從烴源巖條件、儲(chǔ)層條件、疏導(dǎo)體系和保存條件等方面對(duì)玉北地區(qū)的成藏主控因素及成藏模式進(jìn)行了闡述。但目前仍有諸多問題有待解決，比如關(guān)于巖溶作用以及成巖作用方面的研究較少，對(duì)不同巖溶期次的影響范圍和深度還有待精確劃分，熱液溶蝕對(duì)儲(chǔ)層改造方面的作用尚不夠明確，這些多方面的因素共同制約了工區(qū)勘探的進(jìn)一步突破。因此，正確評(píng)價(jià)玉北地區(qū)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性和分布規(guī)律，探索該區(qū)儲(chǔ)層的成因機(jī)理和主控因素，對(duì)該區(qū)下一步的油氣勘探開發(fā)具有重要意義。

本文依據(jù)玉北工區(qū)現(xiàn)有12口井的取心資料，結(jié)合薄片鑒定、地化分析、測(cè)井以及地震數(shù)據(jù)，對(duì)工區(qū)目的層——奧陶系鷹山組的儲(chǔ)集巖組合類型進(jìn)行了劃分，研究了構(gòu)造破裂作用、表生巖溶作用和白云石化作用等因素在研究區(qū)儲(chǔ)層改造方面的影響，以期可以對(duì)該區(qū)油氣勘探提供一定的參考價(jià)值。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

玉北工區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)和田地區(qū)墨玉縣境內(nèi)，構(gòu)造位置位于塔里木盆地麥蓋提斜坡區(qū)中東部，北鄰巴楚隆起南緣，南鄰葉城坳陷（圖1）。該區(qū)早奧陶世整體屬于臺(tái)盆型沉積［11］。奧陶紀(jì)地層自下而上劃分為：下統(tǒng)蓬萊壩組（O1p），中—下統(tǒng)鷹山組（O1－2y），中統(tǒng)一間房組（O2yj），上統(tǒng)恰爾巴克組(O3q)、良里塔格組(O3l)和桑塔木組（O3s）。其中除了蓬萊壩組發(fā)育白云巖地層、鷹山組三—四段見部分白云巖和過渡性巖類、以及桑塔木組見泥巖地層外，其他均以石灰?guī)r沉積為主（圖2）。工區(qū)部分區(qū)域鷹山組頂部直接為石炭系巴楚組泥巖所覆蓋，同時(shí)由于多期巖溶作用的影響，整個(gè)工區(qū)內(nèi)大部分區(qū)域均為巖溶疊加區(qū)［16］。

圖1 塔里木盆地麥蓋提斜坡區(qū)玉北地區(qū)構(gòu)造位置及井位分布圖

圖2 麥蓋提斜坡區(qū)玉北地區(qū)地層發(fā)育圖（據(jù)文獻(xiàn)［14］修改）

2 沉積相特征

本文在前人研究基礎(chǔ)上，利用工區(qū)范圍內(nèi)現(xiàn)有12口井的取心資料，以微觀和宏觀相結(jié)合的方法，通過薄片鑒定、測(cè)井和地震數(shù)據(jù)分析，參考古生物標(biāo)志（生物化石種類、組合類型）、巖石學(xué)標(biāo)志（巖石類型、沉積構(gòu)造和沉積組合）和測(cè)井相標(biāo)志（各類曲線特征對(duì)比）［17］，在鷹山組識(shí)別出局限臺(tái)地和開闊臺(tái)地兩類沉積相，并對(duì)應(yīng)劃分出四種亞相以及多種微相（圖3）。

2.1 局限臺(tái)地相

局限臺(tái)地相在整個(gè)麥蓋提斜坡區(qū)中—下奧陶統(tǒng)鷹山組的下部均有發(fā)育。工區(qū)YB3、YB1-2x和YB9井的鷹山組下部均具有典型的局限臺(tái)地相剖面特征。局限臺(tái)地的地勢(shì)較平坦，但水體循環(huán)并不流暢，因而水體鹽度也存在異常，生物種類比較單一。以上幾口鉆井鷹山組的薄片鑒定可見瓣鰓、有孔蟲、介形蟲和棘屑以及鳥眼構(gòu)造等。早奧陶世的沉積相模式對(duì)晚寒武世而言有一定的繼承性，巖性方面以白云巖、灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r為主，同時(shí)發(fā)育包括泥晶、粉晶、細(xì)晶、中晶和粗晶等各類不同晶粒大小的白云巖以及藻紋層白云巖和砂屑白云巖等。

根據(jù)巖性組合特征、沉積構(gòu)造特征和不同的水動(dòng)力條件，局限臺(tái)地相還可以進(jìn)一步劃分為臺(tái)內(nèi)灘、潟湖兩種亞相（圖3）。

圖3 玉北地區(qū)鷹山組巖性綜合柱狀圖

臺(tái)內(nèi)灘亞相主要巖石類型為白云巖，晶體類型不一，各類晶形均見及。殘余顆粒主要為粒度分選較好和成熟度較高的砂屑、礫屑以及鮞粒等。

潟湖亞相由于大部分呈層狀產(chǎn)出的原巖（泥質(zhì)灰?guī)r)被白云石交代,形成了條帶狀結(jié)構(gòu)的白云質(zhì)灰?guī)r。

2.2 開闊臺(tái)地相

開闊臺(tái)地是介于局限臺(tái)地和臺(tái)地邊緣之間的廣闊海域［18］。海水深度一般不超過幾十米，因靠海一側(cè)無障壁的遮擋作用，保證了海水可以通暢地循環(huán)，鹽度也因此維持在正常的水平上，此海域生物種類的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于局限臺(tái)地，并可見多種沉積物類型，且粒級(jí)大小不一。生物以藍(lán)綠藻、珊瑚、介形蟲、海綿和紅藻等最為常見。工區(qū)在YB1、YB4和YB9等井均發(fā)現(xiàn)以各類石灰?guī)r沉積為代表的開闊臺(tái)地相特征。

根據(jù)沉積物的構(gòu)造特征和類型，工區(qū)內(nèi)的開闊臺(tái)地相還可進(jìn)一步分為臺(tái)內(nèi)灘和灘間海兩種亞相（圖3）。

臺(tái)內(nèi)灘亞相巖性多以藻砂屑灰?guī)r和亮晶顆粒灰?guī)r為主，常見粒屑泥晶灰?guī)r、鮞?；?guī)r。該亞相在開闊臺(tái)地和局限臺(tái)地都會(huì)發(fā)育，且沉積特征大體相近，不易鑒別，是否存在正常鹽度的生物是區(qū)分兩者的重要標(biāo)志之一。YB1井鷹山組5603～5620m處的取心表明，巖性以灰色亮晶砂屑灰?guī)r、亮晶礫屑砂屑灰?guī)r為主，礫屑粒級(jí)最大在5mm×3mm（且具有一定的排列定向性），砂屑粒徑在0.01～1mm，具有典型臺(tái)內(nèi)灘亞相沉積特征，為中高能砂屑礫屑灘微相沉積。

灘間海亞相在工區(qū)鷹山組中廣泛發(fā)育，與臺(tái)內(nèi)灘亞相多呈交互發(fā)育的沉積形式。YB5井鷹山組巖性主要以低能環(huán)境下沉積的泥晶灰?guī)r、含藻屑泥晶灰?guī)r以及含泥灰?guī)r為主，說明沉積時(shí)海水的能量較低，水體循環(huán)較好，處于低洼區(qū)。

3 儲(chǔ)層特征

3.1 巖石學(xué)特征

3.1.1 巖石類型

玉北地區(qū)中—下奧陶統(tǒng)的巖性從蓬萊壩組向上至鷹山組呈現(xiàn)出由白云巖向石灰?guī)r過渡的趨勢(shì)：蓬萊壩組和鷹山組下部主要沉積了比較純的白云巖，具有局限臺(tái)地相沉積特征；鷹山組中下部以過渡巖性為主（灰質(zhì)白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r）；到了上部逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐蚤_闊臺(tái)地相沉積特征為主的各類石灰?guī)r（顆?；?guī)r、泥晶灰?guī)r等），整個(gè)巖性變化趨勢(shì)上反映出了典型的海進(jìn)式沉積序列特征［19-20］。本文采用成都理工大學(xué)曾允孚等人［21］的巖石分類方案，依據(jù)110塊巖心樣品及其薄片資料，將玉北地區(qū)鷹山組碳酸鹽巖類型劃分如下（表1）。

表1 麥蓋提斜坡區(qū)玉北地區(qū)鷹山組儲(chǔ)層巖石類型劃分表

石灰?guī)r其劃分依據(jù)主要是從沉積相角度出發(fā)，不同的沉積相通常會(huì)沉積不同類型的石灰?guī)r。比如，代表高能環(huán)境的臺(tái)地邊緣或開闊臺(tái)地的臺(tái)內(nèi)灘環(huán)境中可以沉積亮晶顆?；?guī)r（圖4a）；而在開闊臺(tái)地灘間海等中—低能的環(huán)境中，常以微亮晶顆粒灰?guī)r（圖4b）或微晶顆?；?guī)r沉積為主；此外，（含）顆粒微晶灰?guī)r（圖4c）也常發(fā)育于灘間海亞相；（泥）微晶灰?guī)r（圖4d）則是低能環(huán)境下的產(chǎn)物。

白云巖由于形成機(jī)制的不同，白云巖往往在儲(chǔ)集空間上有較大的差異，如細(xì)晶白云巖比較致密，儲(chǔ)集空間發(fā)育很不理想（圖4e）；位于鷹山組下部的中—粗晶白云巖段則發(fā)育晶間孔和晶間溶孔，并常常伴隨硅質(zhì)充填（圖4f）。具有殘余結(jié)構(gòu)的白云巖并不是同一時(shí)期交代形成的，而是經(jīng)歷了多期的交代、溶蝕和充填作用。研究認(rèn)為，這類白云巖所經(jīng)歷的一系列成巖作用并沒有對(duì)儲(chǔ)集空間的發(fā)育起到建設(shè)性作用，它的原巖一般形成于臺(tái)地邊緣或局限臺(tái)地（圖4g）；泥—粉晶白云巖在鏡下的特征比較致密,晶粒呈他形鑲嵌狀結(jié)構(gòu)，晶間孔隙不發(fā)育（圖4h）；碎裂化白云巖在鏡下的特征表現(xiàn)為強(qiáng)烈破碎呈泥狀并伴有褐色瀝青質(zhì)，未破碎的原巖則為定向分布的扁長(zhǎng)狀晶粒，并與破裂泥狀部分呈相間分布，裂縫發(fā)育并伴有硅質(zhì)充填（圖4i），因此認(rèn)為這可能與熱液作用有關(guān)。

圖4 玉北地區(qū)鷹山組巖石學(xué)特征

過渡巖類（含）白云質(zhì)灰?guī)r常常沿微裂縫或縫合線發(fā)育，因此推斷這類巖性應(yīng)是成巖流體順延改造的結(jié)果。這類灰?guī)r在鏡下還觀察到呈斑塊狀分散發(fā)育的白云石以交代微晶砂屑灰?guī)r的方式出現(xiàn)（圖4j）。通過巖心觀察，可以發(fā)現(xiàn)白云質(zhì)微（亮）晶砂屑灰?guī)r具有斑塊狀結(jié)構(gòu)，顏色深淺不一的斑塊可以代表不同的灰質(zhì)來源；白云石未能將砂屑部分完全交代，白云石晶體排列緊密，多呈他形或半自形，且未發(fā)現(xiàn)理想的儲(chǔ)集空間(圖4k)。斑塊內(nèi)部本身的細(xì)晶白云石通常自形程度較高，晶間孔比較發(fā)育；相比之下，斑塊外緣的白云石晶粒表現(xiàn)出粒度更細(xì)且排列結(jié)構(gòu)更為緊密的特征。斑塊自身結(jié)構(gòu)上的這種差異，可以解釋為其在成巖過程中經(jīng)歷了多期流體的作用，并且延續(xù)了較長(zhǎng)的時(shí)間。此外，緊密的晶體排列結(jié)構(gòu)也決定了這類巖石很難發(fā)育理想的儲(chǔ)集空間。

3.1.2 儲(chǔ)集巖組合特征

Ⅰ型組合（亮晶砂屑灰?guī)r與白云質(zhì)灰?guī)r組合）在鷹山組上部含泥晶砂屑灰?guī)r段內(nèi)廣泛發(fā)育。巖心上通常呈泥晶砂屑灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r形式出現(xiàn)，可見溶蝕孔洞，發(fā)育程度中—弱。測(cè)井方面除了GR曲線由于泥質(zhì)含量增高而呈現(xiàn)高值以外，整體曲線變化幅度不大（圖3）。鏡下鑒定可見砂屑灰?guī)r局部白云石化，且自形程度較好，并常伴有晶間孔發(fā)育。裂縫程度因區(qū)域不同而存在差異。工區(qū)主要在YB9井、YB4井及YB1井的鷹山組頂部揭示了該組合類型，儲(chǔ)集類型則以孔隙-溶洞型和孔隙-裂縫型為主。

Ⅱ型組合（粗—中晶白云巖組合）鷹山組中部灰質(zhì)白云巖等過渡性巖類地層中常見此類組合。巖性特征上表現(xiàn)為白云石晶粒向上逐漸變細(xì)的過程。在測(cè)井方面，GR、AC以及DEN等曲線均為小鋸齒狀起伏，SP曲線呈高值（圖3），巖性和孔洞發(fā)育的不均一性可能是其主要原因。通過鏡下薄片觀察發(fā)現(xiàn)，在白云石交代比較徹底的部位，晶體的自形程度也比較高，多以半自形到自形晶為主，并發(fā)育晶間孔和晶間溶孔，同時(shí)可見晶間溶孔沿微裂縫的擴(kuò)溶現(xiàn)象。從巖心描述方面看，這類組合的特別之處是溶蝕孔洞較為發(fā)育，裂縫的發(fā)育程度也較高，多呈網(wǎng)狀發(fā)育，比如在YB1-2x井、YB1-4井以及YB9井均有所見。儲(chǔ)集體類型主要為裂縫—孔隙型、溶洞—孔隙型以及小規(guī)模的溶洞型。

Ⅲ型組合（粗—細(xì)—粗—中晶白云巖組合）在鷹山組中下部的灰質(zhì)白云巖段內(nèi)廣泛發(fā)育。巖性特征同Ⅱ型組合一樣，表現(xiàn)為白云石晶粒向上逐漸變細(xì)。測(cè)井特征方面，AC曲線變化比較大（圖3），原因可能是受控于孔洞分布的不均一性以及此類組合受自身的裂縫發(fā)育程度較高的影響。薄片觀察可見微裂縫、晶間孔及晶間溶孔發(fā)育?？紫陡喟l(fā)育在中—粗晶白云巖中；相比之下，細(xì)晶白云巖只有在晶形自形程度較高的情況下才會(huì)有晶間孔或晶間溶孔發(fā)育，否則結(jié)構(gòu)均比較致密。從巖心觀察方面看，該組合類型除了擁有較高的裂縫發(fā)育程度外，還發(fā)育大量的溶蝕孔洞。這類組合主要發(fā)育在位于斷裂帶之上的YB1井、YB1-2x井、YB3井等井的下部地層中，白云質(zhì)的含量較高，儲(chǔ)集空間主要為溶洞-裂縫型和裂縫-孔隙型，是研究區(qū)內(nèi)比較重要的一類巖石組合類型。

Ⅳ型組合（粗—中—泥晶白云巖組合）同Ⅲ型組合一樣，這類組合也發(fā)育在接近蓬萊壩組的鷹山組下部的白云巖段中，巖性也為向上變細(xì)的特征。從測(cè)井曲線變化方面看，它是四類組合中曲線最為平緩的一類，GR、AC以及DEN等曲線均為小鋸齒狀起伏（圖3）。鏡下孔隙空間以晶間孔為主，微裂縫呈網(wǎng)狀發(fā)育且多數(shù)未充填，晶形的自形程度高，以自形—半自形為主。巖心觀察方面，屬于裂縫發(fā)育的一種組合類型，中、高角度裂縫交叉呈網(wǎng)狀，與其他三類組合相比，Ⅳ型組合的溶蝕孔洞欠發(fā)育，儲(chǔ)集空間以裂縫型、裂縫-孔隙型為主，有代表性的井為YB1-2x井和YB9井。

3.2 儲(chǔ)層物性特征

為了有效區(qū)分不同類型巖心樣品的物性差異，本文對(duì)取自于工區(qū)范圍內(nèi)12口井共計(jì)110塊樣品進(jìn)行巖性區(qū)分，將其分為白云巖、石灰?guī)r和過渡巖類（灰質(zhì)白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r等）三類。分別對(duì)這三類巖石進(jìn)行物性測(cè)試，結(jié)果分別為：石灰?guī)r（75塊）平均孔隙度為1.1%，平均滲透率為0.32×10-3μm2；白云巖（19塊）平均孔隙度為2.26%，平均滲透率為0.49× 10-3μm2；過渡巖類（16塊）平均孔隙度0.78%，滲透率為0.06×10-3μm2（圖5）。三類巖性的數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果顯示，白云巖物性好于石灰?guī)r與過渡巖類。這一結(jié)果，部分與預(yù)計(jì)的相悖，因?yàn)閺睦碚撋隙裕^渡巖類因受到白云石化作用影響，且需要確保Mg2+的供給通道，在孔滲方面應(yīng)優(yōu)于純石灰?guī)r。

圖5 玉北地區(qū)奧陶系鷹山組儲(chǔ)層不同巖性物性分布頻數(shù)直方圖

與此同時(shí)，通過巖性孔滲相關(guān)性對(duì)比圖（圖6）也可以看出，白云巖的滲透率并沒有隨著孔隙度的增大而出現(xiàn)變大的趨勢(shì)，而是表現(xiàn)為較差的孔滲相關(guān)性。相反，石灰?guī)r和過渡巖類則表現(xiàn)了較好的孔滲相關(guān)性，石灰?guī)r由于受控于取心位置、成巖作用和自身微裂隙等因素，它與白云巖相比，整體孔滲相關(guān)性較好。

圖6 玉北地區(qū)鷹山組儲(chǔ)層不同巖性孔滲相關(guān)性圖

4 儲(chǔ)層主控因素分析

4.1 構(gòu)造破裂作用

機(jī)遇：VR技術(shù)發(fā)展較快，在旅游市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Υ?；企事業(yè)單位對(duì)VR全景技術(shù)的需求量大；企業(yè)通過VR全景技術(shù)制作宣傳片并進(jìn)行營(yíng)銷推廣的市場(chǎng)潛力大。

雖然玉北地區(qū)鷹山組石灰?guī)r層的基質(zhì)孔隙發(fā)育并不理想，但因其潛山構(gòu)造帶構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，導(dǎo)致玉北地區(qū)東部出現(xiàn)了一系列受北傾逆斷層控制的斷塊或斷鼻構(gòu)造（以玉北1斷裂帶為代表）（圖1），且其中部分構(gòu)造高點(diǎn)的鷹山組直接被石炭系巴楚組所覆蓋。這一特征，為尋找風(fēng)化殼型巖溶儲(chǔ)層提供了思路。鈾測(cè)井資料①顯示，工區(qū)鷹山組頂部風(fēng)化殼和底部的過渡性白云質(zhì)灰?guī)r段中所發(fā)育的裂縫多顯示為高鈾特征，說明前期多數(shù)裂縫都經(jīng)歷過流體流動(dòng)。玉北1斷裂帶（圖1）的三維地震剖面上顯示出的串珠狀反射（圖7a中紅色虛線圈），在通過螞蟻體識(shí)別后可清晰地反映出與裂縫相對(duì)應(yīng)的特征（圖7b中紅色虛線圈）。

從構(gòu)造的演化角度來看，工區(qū)以兩類構(gòu)造縫為主：一類是地表區(qū)域性分布的高角度張性縫，分析其成因，應(yīng)是受地層隆升的影響，由應(yīng)力釋放所致；第二類則主要受斷裂活動(dòng)和褶皺控制，從高角度到低角度的裂縫均有發(fā)育。由于受到構(gòu)造部位的控制，構(gòu)造縫的發(fā)育常常有較大差異［23－24］。通過YB1井的成像測(cè)井可發(fā)現(xiàn)，鷹山組裂縫的發(fā)育具有分段特征，且裂縫呈向下增多的趨勢(shì)，走向與該區(qū)大的斷裂帶走向大致相同，表明發(fā)育受控于斷裂帶。底部主要發(fā)育水平縫和微裂縫，巖心上至少可識(shí)別出兩期構(gòu)造裂縫，常見高角度縫被低角度縫切割的現(xiàn)象（圖4l），可能因下部層段更接近斷層部位，斷裂活動(dòng)所派生的裂縫也更多。受構(gòu)造應(yīng)力導(dǎo)致的破裂縫，具有非組構(gòu)

①余騰孝.玉北地區(qū)立體勘探項(xiàng)目2012年綜合研究報(bào)告［R］.中國(guó)石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，2012.控制、產(chǎn)狀平直和延伸遠(yuǎn)的特點(diǎn)，它們不但增大了地層水巖比（促進(jìn)水—巖相互作用，有利于次生孔隙演化），對(duì)推動(dòng)碳酸鹽巖的溶蝕改造（比如地表水的下滲和深部的熱液上涌）起到積極的作用，同時(shí)還成了溝通儲(chǔ)層孔洞和油氣充注滲流的主要通道，對(duì)改善儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能方面具有重要意義［25-27］。

4.2 表生巖溶作用

已有資料表明，位于現(xiàn)今麥蓋提斜坡帶及其南部的和田古隆起，自加里東中期形成后持續(xù)隆升直至海西早期，暴露時(shí)間長(zhǎng)達(dá)84 Ma［28］，這段時(shí)期玉北地區(qū)主體就位于和田古隆起之上，因此受到和田古隆起演化的控制，研究區(qū)奧陶系曾長(zhǎng)期處于暴露環(huán)境，表生巖溶作用可能是鷹山組儲(chǔ)層發(fā)育的一個(gè)重要控制因素。在前人研究基礎(chǔ)上，通過巖心、薄片觀察，結(jié)合工區(qū)的區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)史以及古地貌和區(qū)域不整合接觸關(guān)系認(rèn)為，玉北地區(qū)主要經(jīng)歷了三期表生巖溶作用，分別為加里東中期Ⅰ幕（第一期）、加里東中期Ⅲ幕（第二期）和海西早期（第三期）［13－14，28］（圖2）。

第一期表生巖溶作用造成中—下奧陶統(tǒng)鷹山組頂部與上奧陶統(tǒng)良里塔格組之間的不整合（T74）。這在YB5井和YB9井中有所揭示，該界面分布全區(qū)，但受后期巖溶改造強(qiáng)烈。YB1井鷹山組頂部基巖87Sr/86Sr值數(shù)據(jù)顯示其十分接近同期海水的平均值0.708 83［29］，這似乎與玉北地區(qū)同時(shí)經(jīng)歷了加里東中晚期表生巖溶和海西早期巖溶的事實(shí)不符［30］，由此數(shù)據(jù)可以推斷，加里東中期I幕可能是三期表生巖溶作用中最為關(guān)鍵的一期，因?yàn)?7Sr/86Sr值并未受到后期放射性鍶加入的影響而升高，從而推斷后期的巖溶改造作用對(duì)地層的影響可能并不大。

第二期表生巖溶作用主要發(fā)生在工區(qū)西北部，這一巖溶作用造成了鷹山組與下志留統(tǒng)柯坪塔格組之間（T70）的不整合，使得整個(gè)玉北地區(qū)西北部大范圍缺失上奧陶統(tǒng)。這在地震剖面上顯示為志留系與中—下奧陶統(tǒng)呈角度不整合接觸，并在西北部的PSB2井中也有所揭示。此時(shí)玉北地區(qū)受區(qū)域擠壓應(yīng)力作用，斷裂活動(dòng)頻繁，高角度裂縫發(fā)育。此外，受西南側(cè)和田古隆起持續(xù)隆升的影響，上奧陶統(tǒng)遭受剝蝕，再次產(chǎn)生巖溶作用。

第三期表生巖溶作用主要分布于工區(qū)的東部斷褶區(qū)，下石炭統(tǒng)巴楚組泥巖呈角度不整合超覆于鷹山組之上（T57）。工區(qū)內(nèi)有多條斷裂帶顯示缺失上奧陶統(tǒng)，位于東部斷褶帶上的YB1井、YB4井和YB7井等也均揭示有此現(xiàn)象。盡管第三期的巖溶范圍在平面規(guī)模上小于前兩期，但是通過地層剝蝕量的計(jì)算結(jié)果表明，該期巖溶作用影響的深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前兩期。此時(shí)的和田古隆起規(guī)模向北擴(kuò)大并覆蓋整個(gè)現(xiàn)今的玉北地區(qū)，且仍處于隆升階段，位于中部平臺(tái)區(qū)的上奧陶統(tǒng)出露而遭受剝蝕，且大量的低角度裂縫和水平縫因斷裂活動(dòng)而產(chǎn)生（在巖心上可見沿裂縫的擴(kuò)溶現(xiàn)象），因而有效地改造了目的層的儲(chǔ)集性能。

至此之后，巖溶作用隨著和田古隆起的逐漸淹沒而停止，東部斷裂帶上的巖溶型儲(chǔ)層由于巴楚組泥巖段的覆蓋而得以保存。

圖7 玉北地區(qū)玉北1斷裂帶三維地震剖面與螞蟻體識(shí)別對(duì)比圖

4.3 白云石化作用

白云石化作用是玉北地區(qū)鷹山組底部?jī)?chǔ)層發(fā)育的重要影響因素。在對(duì)YB1-2x井薄片樣品進(jìn)行鏡下鑒定時(shí)發(fā)現(xiàn)，該井白云巖中白云石礦物的晶體整體上比較粗大，晶形多樣，但主要以他形為主，呈鑲嵌結(jié)構(gòu)，個(gè)別自形程度較高的晶體還可見環(huán)帶結(jié)構(gòu)。有資料顯示，此類白云巖的有序度為0.83［31］，屬于自形程度較高的類型，反映該類白云巖的形成過程可能比較漫長(zhǎng)。在個(gè)別薄片中，還發(fā)現(xiàn)有鞍形白云石發(fā)育，但由于重結(jié)晶作用和白云石化程度過高，原巖結(jié)構(gòu)在薄片下已無法識(shí)別。

早先有研究認(rèn)為，準(zhǔn)同生白云巖由于結(jié)晶速度快，所以有序度普遍較低，且往往晶體較小，通?？梢姲樯l(fā)育的膏巖，或者與生物成因相關(guān)［31］。但工區(qū)發(fā)育的白云巖特征與該研究中所描述的這些特征均不符，由此可以排除準(zhǔn)同生成因的可能。從而可以推斷，埋藏作用應(yīng)該是本工區(qū)的主要成因機(jī)制，而后期經(jīng)歷了重結(jié)晶作用的調(diào)整［32］。原因主要有三點(diǎn)，其一，埋藏環(huán)境下的晶體往往粗大［33］，這也是工區(qū)白云巖最為明顯的特征之一；其二，鞍形白云石往往形成于高溫環(huán)境之下（100～150℃），加之其鑲嵌狀的巖石排列結(jié)構(gòu)，共同指示了高溫高壓的成巖環(huán)境；其三，工區(qū)目的層底部的17個(gè)白云石包裹體樣品均一溫度數(shù)據(jù)顯示，其平均值大于115℃，也反映了較深的埋藏深度，鎂離子可能由早期形成的白云巖供給。

5 結(jié)論

（1）研究區(qū)內(nèi)的鷹山組識(shí)別出局限臺(tái)地和開闊臺(tái)地兩類沉積相，對(duì)應(yīng)有四種亞相以及多種微相，中—下奧陶統(tǒng)的巖性從蓬萊壩組向上至鷹山組呈現(xiàn)由白云巖向石灰?guī)r過渡的趨勢(shì)。蓬萊壩組和鷹山組下部主要沉積了比較純的白云巖，具有局限臺(tái)地相沉積特征；鷹山組中部以過渡巖性為主（灰質(zhì)白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r）；到了上部逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐蚤_闊臺(tái)地相沉積特征為主的各類石灰?guī)r（顆粒灰?guī)r、泥晶灰?guī)r等），整個(gè)巖性變化趨勢(shì)反映出了典型的海進(jìn)式沉積序列。

（2）鷹山組主要有四種儲(chǔ)集巖組合類型，分別為亮晶砂屑灰?guī)r與白云質(zhì)灰?guī)r組合、粗—中晶白云巖組合、粗—細(xì)—粗—中晶白云巖組合和粗—中—泥晶白云巖組合。儲(chǔ)集物性方面，鷹山組頂部石灰?guī)r段具有最好的孔滲相關(guān)性，其后依次為白云巖段和過渡性巖類段。

（3）研究區(qū)中—下奧陶統(tǒng)潛山構(gòu)造帶構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，儲(chǔ)層的形成與斷裂及構(gòu)造裂縫密切相關(guān)。裂縫與表生巖溶作用結(jié)合，共同改善了研究區(qū)內(nèi)鷹山組頂部石灰?guī)r層的儲(chǔ)集性能，白云石化作用則改善了研究工區(qū)內(nèi)鷹山組底部晶粒白云巖地層的孔隙性。

［1］金之鈞.中國(guó)海相碳酸鹽巖層系油氣勘探特殊性問題［J］.地學(xué)前緣，2005，12(3)：15-22.

［2］丁道桂，湯良杰，錢一雄，等.塔里木盆地形成與演化［M］.南京：河海大學(xué)出版社.1996.

［3］顧憶，趙永強(qiáng)，賈存善，等.塔里木盆地阿瓦提坳陷油氣資源潛力分析［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2012，34(3)：257-266.

［4］張仲培，王毅，云金表，等.塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)海西期地質(zhì)事件及其油氣成藏效應(yīng)［J］.大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，31(4)：1-5.

［5］康玉柱.塔里木盆地大油氣田勘探方向［J］.新疆石油地質(zhì)，2004，25(6)：581-583.

［6］康玉柱.中國(guó)海相油氣田勘探實(shí)例之四：塔里木盆地塔河油田的發(fā)現(xiàn)與勘探［J］.海相油氣地質(zhì)，2005，10(4)：31-38.

［7］康玉柱.塔里木盆地古生代海相碳酸鹽巖儲(chǔ)集巖特征［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2007，29(3)：217-223.

［8］呂修祥，周新源，李建交，等.塔里木盆地塔北隆起碳酸鹽巖油氣成藏特點(diǎn)［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2007，81(8)：1057-1064.

［9］范筱聰，孟祥豪，徐梅桂，等.巴麥地區(qū)石炭系小海子組儲(chǔ)層特征及控制因素分析［J］.東北石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，36(4)：18-23，89.

［10］趙宗舉，羅家洪，張運(yùn)波，等.塔里木盆地寒武紀(jì)層序巖相古地理［J］.石油學(xué)報(bào)，2011，32(6)：937-948.

［11］張旭光.玉北地區(qū)碳酸鹽巖儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征研究［J］.石油物探，2012，51(5)：493-501.

［12］云金表，周波，王書榮.塔里木盆地玉北1井背斜帶變形特征與形成機(jī)制［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2013，34(2)：215-219.

［13］杜永明，余騰孝，郝建龍，等.塔里木盆地玉北地區(qū)斷裂特征及控制作用［J］.斷塊油氣田，2013，20(2)：170-174.

［14］黃太柱.塔里木盆地玉北地區(qū)斷裂系統(tǒng)解析［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2014，35(1)：98-106.

［15］譚廣輝，邱華標(biāo)，余騰孝，等.塔里木盆地玉北地區(qū)奧陶系鷹山組油藏成藏特征及主控因素［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2014，35(1)：26-32.

［16］魏國(guó)齊，賈承造，宋惠珍，等.塔里木盆地塔中地區(qū)奧陶系構(gòu)造-沉積模式與碳酸鹽巖裂縫儲(chǔ)層預(yù)測(cè)［J］.沉積學(xué)報(bào)，2000，18(3)：408-413.

［17］李映濤，白曉亮，袁曉宇，等.塔中地區(qū)中—下奧陶統(tǒng)鷹山組沉積相及沉積模式研究［J］.油氣藏評(píng)價(jià)與開發(fā)，2013，3 (1)：1-8.

［18］張儒佳，柳春云，郭峰.塔里木盆地巴什托區(qū)石炭系沉積特征［J］.新疆石油地質(zhì)，2011，32(1)：42-44.

［19］VAIL P R,Seismic stratigraphy interpretation using sequence stratigraphy,Part 2:Seismic stratigraphy interpretation procedure［M］//BALLY A W.Seismic Stratigraphy:Tulsa:AAPG Studies in Geology,1987:1-10.

［20］MITCHUM R M,VAIL P R,THOMPSON S.Seismic stratigraphy and global changes of sea level,Part 2:The depositional sequence as a basic unit for stratigraphic analysis［M］. AAPG Memoir,26,1977.

［22］李映濤.麥蓋提斜坡玉北地區(qū)中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖儲(chǔ)集體特征及主控因素研究［D］.成都理工大學(xué)，2013.

［23］艾合買提江·阿不都熱和曼，鐘建華，李陽(yáng)，等.碳酸鹽巖裂縫與巖溶作用研究［J］.地質(zhì)論評(píng)，2008，54(4)：485-493.

［24］秦啟榮，蘇培東，鄧輝.塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶中上奧陶統(tǒng)灰?guī)r裂縫類型劃分［J］.西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，24(2)：1-4.

［25］GREEN D G,MOUNTJOY E W.Fault and conduit controlled burial dolomitization of the Devonian west-central Alberta Deep Basin［J］.Bull of Can Petrol Geol,2005,53(2)：101-129.

［26］黃思靜，王春梅，黃培培，等.碳酸鹽成巖作用的研究前沿和值得思考的問題［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，35(1)：1-10.

［27］姜華，張艷秋，潘文慶，等.塔北隆起英買2井區(qū)碳酸鹽巖儲(chǔ)層特征及巖溶模式［J］.石油學(xué)報(bào)，2013，34(2)：232-238.

［28］丁文龍，漆立新，云露，等.塔里木盆地巴楚—麥蓋提地區(qū)古構(gòu)造演化及其對(duì)奧陶系儲(chǔ)層發(fā)育的控制作用［J］.巖石學(xué)報(bào)，2012，28(8)：2542-2556.

［29］江茂生，朱井泉，陳代釗，等.塔里木盆地奧陶紀(jì)碳酸鹽巖碳、鍶同位素特征及其對(duì)海平面變化的響應(yīng)［J］.中國(guó)科學(xué):D輯，2002，32(1)：36-42.

［30］JONES B,LUTH R W.Temporal evolution of Tertiary dolostones on Grand Cayman as determined by87Sr/86Sr［J］. Journal of Sedimentary Research,2003,73(2):187-205.

［31］吳仕強(qiáng)，朱井泉，王國(guó)學(xué)，等.塔里木盆地寒武—奧陶系白云巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造類型及其形成機(jī)理［J］.巖石學(xué)報(bào)，2008，24 (6)：1390-1400.

［32］袁曉宇.玉北地區(qū)鷹山組巖溶型儲(chǔ)層地質(zhì)—地震綜合預(yù)測(cè)技術(shù)及應(yīng)用［D］.成都理工大學(xué)，2013.

［33］ZENGER D H.Burial dolomitization in the Lost Burro Formation(Devonian),east-central California,and the significance of late diagenetic dolomitization［J］.Geology,1983,11(9):519-522.

編輯：趙國(guó)憲

Reservoir Characterization and Controlling Factors of Lower-Middle Ordovician Yingshan Reservoir in Yubei Area,Tarim Basin

Li Yingtao,Yuan Xiaoyu,Ye Ning,Wan Youli,Su Bingrui

A Lower-Middle Ordovician Yingshan weathering-crust reservoir develops in Yubei area in Markit Slope, Tarim Basin.Affected on multi-stage faulting and paleo-karstification,it is difficult to identify karstification stages and fracture effectiveness.Based on observation and geochemical analysis of core samples and microscopic thin-slices, combined with logging and seismic interpretation,four assemblages of related reservoir rocks are recognized in Yingshan Formation and some correlations of porosity with permeability are diagramed for these rock assemblages.It is suggested that the reservoir property of Yingshan Formation is closely related to the early to middle Ordovician faulting and fracturing.The multi-stage faulting and the karstification experienced duringⅠandⅢphases of Middle Caledonian movement effectively improved the reservoir property of limestone in the uppermost part of Yingshan Formation and the dolomitization improved the porosity of crystalline dolostone in the lowermost part of it.

Weathering crust reservoir;Reservoir characterization;Sedimentary facies;Carbonate reservoir;Yubei area;Tarim Basin

TE122.2+3

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2014.04.002

1672-9854(2014)-04-0009-10

2013-11-01；改回日期：2014-04-24

本文受中石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院橫向委托課題“巴麥地區(qū)古生界碳酸鹽巖儲(chǔ)集體形成機(jī)理研究”（編號(hào):KY-S-2010-013）資助

李映濤：1986年生?，F(xiàn)為成都理工大學(xué)博士研究生。主要從事儲(chǔ)層地質(zhì)與儲(chǔ)層地球化學(xué)研究。通訊地址：610059四川省成都市成華區(qū)二仙橋路東三段1號(hào)成都理工大學(xué)能源學(xué)院；E-mail:spark5521@qq.com

Li Yingtao：male,DSc.degree in progress at Chengdu University of Technology.Add:Energy College of Chengdu University of Technology，1 Dong-3，Erxianqiao Rd.，Chenghua，Chengdu，Sichuan，610059，China