曹建文，夏日元，張慶玉，梁　彬，鄒勝章

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 環(huán)境學(xué)院，武漢　430074； 2.中國地質(zhì)科學(xué)院 巖溶地質(zhì)研究所，廣西 桂林　541004；

3.國土資源部/廣西壯族自治區(qū) 巖溶動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林　541004)

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潮濕環(huán)境下典型碳酸鹽巖縫洞系統(tǒng)充填模式探討

曹建文1,2，夏日元2，張慶玉1,2，梁彬2，鄒勝章2

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 環(huán)境學(xué)院，武漢430074； 2.中國地質(zhì)科學(xué)院 巖溶地質(zhì)研究所，廣西 桂林541004；

3.國土資源部/廣西壯族自治區(qū) 巖溶動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林541004)

摘要：碳酸鹽巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，加上多期巖溶作用的充填改造，增大了開發(fā)的難度。塔北露頭區(qū)奧陶系古巖溶和桂林的南方現(xiàn)代巖溶是古今潮濕氣候環(huán)境下巖溶發(fā)育的代表，具有相似的巖溶發(fā)育條件和特征，可開展對(duì)比研究。本著“由表及里，將今論古”的原則研究古潛山巖溶，結(jié)合油田特點(diǎn)和以往研究成果，建立了幾種潮濕環(huán)境下典型碳酸鹽巖縫洞系統(tǒng)充填模式。按照水動(dòng)力條件及充填物物源分類，可分為外源型地下河充填模式、內(nèi)源型充填模式；按照充填結(jié)構(gòu)分類，可分為上下結(jié)構(gòu)充填模式、圈層結(jié)構(gòu)充填模式、嵌入式混合充填模式等。不同的充填模式具有不同的充填程度和充填物類型，相應(yīng)的巖溶儲(chǔ)層也具有不同的物性特征，一般而言，外源型地下河充填模式儲(chǔ)集性能優(yōu)于內(nèi)源型充填模式，上下結(jié)構(gòu)充填模式儲(chǔ)集性能優(yōu)于圈層結(jié)構(gòu)充填模式。

關(guān)鍵詞：潮濕環(huán)境；縫洞系統(tǒng)；充填模式；巖溶儲(chǔ)層；碳酸鹽巖

巖溶在地表、近地表和埋藏演化階段會(huì)發(fā)生反復(fù)的溶蝕和充填作用，形成充填程度、充填物類型及組合特征各異的溶蝕空間，作為油氣儲(chǔ)層時(shí)則會(huì)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的空間非均質(zhì)性，是一種極為特殊和復(fù)雜的儲(chǔ)層類型[1-3]。碳酸鹽巖縫洞型儲(chǔ)層在開發(fā)研究中存在2大難點(diǎn)，即縫洞空間分布規(guī)律不明和縫洞充填過程及形成機(jī)制認(rèn)識(shí)不清[4-13]，其中后者是提高油田采收率的關(guān)鍵問題。

塔河油田是中國儲(chǔ)量規(guī)模最大的碳酸鹽巖古潛山型油藏，塔里木盆地北部柯坪—巴楚地區(qū)廣泛出露奧陶系古溶洞，與塔河奧陶系具有相似的地質(zhì)演化過程[14-17]。據(jù)前人研究，奧陶紀(jì)時(shí)塔里木古陸處于中低緯度，奧陶系地層為濕熱/濕潤古氣候背景下的溫室期——方解石海沉積，從露頭上見大量古風(fēng)化面上的鐵質(zhì)氧化面，是古潮濕環(huán)境下的氧化產(chǎn)物，表明當(dāng)時(shí)屬于熱帶、亞熱帶海洋性氣候，有利于裸露巖溶發(fā)育[18-22]，因此，二者均是古潮濕環(huán)境下碳酸鹽巖縫洞系統(tǒng)的代表。李陽等[8]認(rèn)為塔里木盆地北緣一間房、硫磺溝、三道班和五道班等地區(qū)奧陶系古巖溶露頭地質(zhì)調(diào)查及塔河油田儲(chǔ)集體發(fā)育特征揭示，塔河地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖存在地下河系統(tǒng)型、巖溶洞穴型和溶蝕孔縫型3大縫洞系統(tǒng)發(fā)育模式；黃成毅等[20]將溶洞與裂縫有機(jī)地結(jié)合起來,建立了碳酸鹽巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集體的非均質(zhì)分布模型——縫洞型油氣藏結(jié)構(gòu)模式,并提出將裂縫和溶洞比較集中的彼此互相連通的區(qū)域作為油氣單元來研究。但對(duì)縫洞系統(tǒng)充填機(jī)制研究都不夠深入。本次研究通過對(duì)現(xiàn)代潮濕環(huán)境下南方巖溶和古潮濕環(huán)境下塔北露頭區(qū)奧陶系古巖溶縫洞系統(tǒng)充填特征的描述，針對(duì)塔河油田井下巖溶縫洞系統(tǒng)發(fā)育與充填特征，在縫洞系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式基礎(chǔ)上，探討幾類典型的碳酸鹽巖縫洞系統(tǒng)充填模式，指導(dǎo)塔河油田縫洞儲(chǔ)層的充填過程和形成機(jī)制研究，為油氣田勘探地質(zhì)模型建立提供新的信息和依據(jù)。

1古今潮濕環(huán)境地區(qū)概況

塔里木盆地古巖溶極其發(fā)育,但大部分為埋藏型巖溶，在其北緣出露了大面積的古風(fēng)化殼巖溶，主要分布于314國道北側(cè)，南側(cè)少量分布。塔里木盆地北緣出露的碳酸鹽巖地層主要是中、下奧陶統(tǒng)與上石炭統(tǒng),下奧陶統(tǒng)和上石炭統(tǒng)為較純的淺海相碳酸鹽巖,中奧陶統(tǒng)為淺?！獮I海相碳酸鹽巖夾碎屑巖。加里東運(yùn)動(dòng)中晚期，受南天山洋向北俯沖影響，塔北地區(qū)中、下奧陶統(tǒng)一間房組和鷹山組碳酸鹽巖出露地表，發(fā)生巖溶，后被上奧陶統(tǒng)和志留系的碎屑巖覆蓋[22-23]。在加里東巖溶發(fā)育期,古氣候以溫暖—潮濕的熱帶氣候?yàn)橹?巖溶強(qiáng)烈發(fā)育,形成大量巖溶縫洞。

桂林地區(qū)為亞熱帶季風(fēng)氣候，炎熱多雨，年平均氣溫18~19 ℃，年降雨量從北西向南東遞減，蒸發(fā)量則反向變化，屬于典型的溫暖潮濕氣候[24]。區(qū)內(nèi)從中泥盆世開始到早石炭世，沉積了1套淺?！獮I海相的碳酸鹽巖，總厚度達(dá)2 500~4 000 m，成為巖溶發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，裸露碳酸鹽巖面積2 664.6 km2[25]。經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，斷層、裂隙、節(jié)理十分發(fā)育。該地區(qū)長期處于炎熱、潮濕的熱帶、亞熱帶季風(fēng)氣候條件之下，流水作用、化學(xué)風(fēng)化和坡面重力作用特別活躍，巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，形成了世界上最為典型的潮濕環(huán)境巖溶地貌。

2典型碳酸鹽巖縫洞系統(tǒng)充填模式

塔里木盆地的奧陶系風(fēng)化殼古巖溶和桂林地區(qū)現(xiàn)代巖溶都屬于潮濕環(huán)境下形成的典型巖溶形態(tài)，可將現(xiàn)代巖溶研究成果應(yīng)用于古潛山儲(chǔ)層研究，開展古今對(duì)比。利用地質(zhì)學(xué)上“將今論古”的觀點(diǎn)，在巖溶動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上，探討碳酸鹽巖縫洞系統(tǒng)充填機(jī)制，建立潮濕環(huán)境下典型碳酸鹽巖縫洞系統(tǒng)充填模式。按照水動(dòng)力條件及充填物物源分類，可分為外源型地下河充填模式、內(nèi)源型充填模式；按照充填結(jié)構(gòu)分類，可分為上下結(jié)構(gòu)充填模式、圈層結(jié)構(gòu)充填模式、嵌入式混合充填模式等3種典型碳酸鹽巖縫洞系統(tǒng)充填模式。

2.1　按水動(dòng)力及充填物物源分類

2.1.1外源型地下河充填模式

外源型地下河充填以外源水和碎屑巖物質(zhì)為特征，水動(dòng)力作用強(qiáng)烈、物源種類豐富、大型河流堆積韻律明顯。在塔河油田，外源型充填廣泛發(fā)育，尤其是在石炭紀(jì)海侵時(shí)，外源水?dāng)y帶大量非巖溶區(qū)碎屑物質(zhì)進(jìn)入地下河系統(tǒng)，對(duì)地下河進(jìn)行機(jī)械充填。如S79井亮綠色鈣質(zhì)砂泥和角礫充填(圖1a)。

大量碎屑巖區(qū)外源水(地表水)常年通過地下河入口進(jìn)入地下，該類水為碳酸鹽非飽和水，具較強(qiáng)的侵蝕性，且集中性匯流的水動(dòng)力作用強(qiáng)烈；在暴雨期間，洪水?dāng)y帶大量碎屑物質(zhì)進(jìn)入地下河中，在地下河系統(tǒng)內(nèi)形成沖洪積沉積層(圖2)。堆積物具有與大型地表河流沖洪積一致的堆積韻律(圖1b)：底部粗、上部細(xì)，碎屑物具有高磨圓度和較好的分選性；礫徑一般在10 cm之內(nèi)；礫石間充填砂質(zhì)或黏土。

2.1.2內(nèi)源型充填模式

內(nèi)源型充填以內(nèi)源水和碳酸鹽巖角礫或風(fēng)化殘積物為特征，具有水動(dòng)力作用相對(duì)較弱、物源種類單一、小型河流或靜水堆積韻律等特點(diǎn)(圖2)。內(nèi)源型充填在塔河油田區(qū)也較普遍，如T403井內(nèi)的灰?guī)r溶塌角礫、S70井溶洞內(nèi)充填的灰綠色鈣質(zhì)砂泥巖，都屬于內(nèi)源型充填物(圖1c,d)。

受流域面積控制，內(nèi)源水水量一般較小，水動(dòng)力條件較弱，且具有明顯的季節(jié)性。該類水為碳酸鹽飽和水，侵蝕性較弱；水流攜帶的物質(zhì)主要為碳酸鹽巖碎屑和碳酸鹽巖風(fēng)化產(chǎn)物，在地下河系統(tǒng)內(nèi)形成沖洪積層，堆積物具有與小型河流沖洪積一致的堆積韻律,充填物顆粒相對(duì)較細(xì)，磨圓度和分選性較差，局部具靜水沉積微層理，與大量的洞頂崩塌堆積物混雜。內(nèi)源型河流相充填物內(nèi)多充填層狀黏性土(圖3)，除頂層鈣板外，有鈣華、團(tuán)塊狀鈣質(zhì)黏土及鐵錳層各一層，表明黏土層沉積過程中曾有3次間斷和沉積環(huán)境的明顯變化，根據(jù)洞穴沉積剖面中沉積韻律，可判斷充填期次和沉積充填環(huán)境。

圖1　典型碳酸鹽巖縫洞系統(tǒng)充填模式實(shí)例

a.S79井巖心。A為基巖，為灰色泥微晶灰?guī)r；B為亮綠色鈣質(zhì)砂泥巖，為典型外源充填物；C為砂巖角礫，與基巖成分不同。 b.桂林冠巖地下河堆積物。下部物質(zhì)組成以礫石為主，礫石間充填砂質(zhì)或黏土；上部以顆粒較細(xì)的砂質(zhì)為主。 c.T403井巖心。充填物為灰?guī)r溶塌角礫，屬于原地沉積充填物，說明水動(dòng)力條件較弱。 d.S70井巖心。充填物為灰綠色鈣質(zhì)砂泥巖，沉積韻律明顯，為典型靜水堆積物。 e.硫磺礦西3號(hào)溝溝口的古地下河管道。A層為溶塌角礫巖；B層為鈣泥質(zhì)充填?yuàn)A薄層方解石沉積；C層為洞頂溶塌角礫巖。 f.硫磺礦西2號(hào)溝內(nèi)發(fā)育的溶洞。充填物具有明顯的同心圓狀圈層結(jié)構(gòu)，A為靠近洞壁形成的方解石；B為洞體內(nèi)部圈層形成的石膏；C為后期巖溶作用形成的溶蝕孔洞。 g.烏什巴沙克瑪附近的溶蝕充填縫。A為基巖，為深灰色泥灰?guī)r；B為早期構(gòu)造溶蝕縫中充填的礫石、砂泥質(zhì)膠結(jié)物等；C為后期充填的方解石脈。 h.T403井巖心。A為洞壁基巖，為淺灰白色泥微晶灰?guī)r；B為早期充填的鈣質(zhì)砂泥；C為后期沿裂縫嵌入的方解石脈

Fig.1Examples of typical filling models of a fractured-vuggy system in carbonate rocks

圖2　外源型地下河充填模式和內(nèi)源型充填模式

圖3　桂林芙蓉巖洞穴沉積剖面

2.2　按充填結(jié)構(gòu)分類

2.2.1上下結(jié)構(gòu)充填模式

無論是內(nèi)源型充填還是外源型充填，地下河河流相充填物均具有上下結(jié)構(gòu)關(guān)系，即巖溶縫洞系統(tǒng)在充填序列和充填特征上具有上下關(guān)系。上下結(jié)構(gòu)關(guān)系一般可分為3個(gè)階段：(1)沉積物首先從底部開始充填，一般為具有明顯河流相沖洪積特征的機(jī)械充填物，其中的角礫具有一定的磨圓度和分選性(圖4a)；(2)在海進(jìn)時(shí)期，水流攜帶的機(jī)械沉積物不斷從下向上堆積，最后基本上將縫洞系統(tǒng)全充填。沉積物具有明顯的微層理和沖積韻律，可直觀反映出水動(dòng)力變化(圖4b)；(3)在埋藏期，縫洞沉積物經(jīng)歷脫水固結(jié)和膠結(jié)作用，原被全充填的洞穴局部出現(xiàn)空間并被結(jié)晶方解石充填，而洞頂破碎帶在上覆地層壓力下多出現(xiàn)局部垮塌，垮塌巖體可能會(huì)嵌入機(jī)械沉積物內(nèi)(圖4c)。

塔北露頭區(qū)位于硫磺礦西3號(hào)溝溝口的古地下河網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由一條主管道和一條支管道組成，發(fā)育地層為一間房組，距一間房組頂面約80 m。該溶洞系統(tǒng)具有明顯的地下河特征，后經(jīng)多次運(yùn)動(dòng)改造，現(xiàn)洞體呈傾斜狀，洞底為溶塌角礫巖充填，厚約1 m；向上為鈣泥質(zhì)充填?yuàn)A薄層方解石沉積，厚2~3 m，具明顯層理；洞頂為溶塌角礫巖，鈣泥質(zhì)膠結(jié)(圖1e)。該地下河管道充填物自上而下明顯分為3層，是一種典型的上下結(jié)構(gòu)充填模式，反映了縫洞系統(tǒng)的充填演化特點(diǎn)。

2.2.2圈層結(jié)構(gòu)充填模式

縫洞系統(tǒng)化學(xué)充填多表現(xiàn)為圈層結(jié)構(gòu)關(guān)系，即巖溶縫洞系統(tǒng)在充填序列上是由洞壁開始向洞中心充填。該類充填多表現(xiàn)為化學(xué)充填，且充填程度高，一般較難形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，多見于小型溶洞。在塔北露頭區(qū)，硫磺礦西2號(hào)溝內(nèi)多見具有圈層結(jié)構(gòu)關(guān)系的縫洞系統(tǒng)充填(圖1f)。

充填序列可分為3個(gè)階段：(1)裸露風(fēng)化巖溶期。沉積物(方解石、鈣華)首先從洞壁開始生長，厚度幾毫米到十幾厘米(圖5a)；(2)淺埋藏期。石膏等化學(xué)淀積物在洞壁方解石的基礎(chǔ)上繼續(xù)沉積，直到將洞穴完全填充(圖5b)；(3)深埋藏期。在熱液作用下，局部發(fā)生溶蝕，形成新的孔洞(圖5c)。另外，在封閉的還原環(huán)境下，硫酸鹽沉積物會(huì)分異出單質(zhì)硫，從而在石膏體內(nèi)形成硫磺礦體。

圖4　縫洞系統(tǒng)上下結(jié)構(gòu)充填模式

圖5　縫洞系統(tǒng)圈層結(jié)構(gòu)充填模式

圖6　縫洞系統(tǒng)嵌入式混合充填模式

2.2.3嵌入式混合充填模式

縫洞系統(tǒng)在機(jī)械充填過程中也常伴隨著化學(xué)充填，在充填序列上最常見，不同種類的充填物間常常會(huì)形成嵌入式結(jié)構(gòu)關(guān)系。該類型充填序列總體上可分為2個(gè)階段：(1)在淺埋藏期，完成早期機(jī)械沉積(圖6a)；(2)深埋藏期，化學(xué)淀積物侵入機(jī)械沉積物裂縫等空間進(jìn)行生長(圖6b)。在塔北露頭區(qū)，這種嵌入式混合充填較為常見(圖1g)，也說明了塔北地區(qū)巖溶發(fā)育具有多期性的特征。

在塔河油田T403等井內(nèi)，溶蝕裂縫首先被鈣質(zhì)砂泥全充填，后又沿鈣質(zhì)砂泥內(nèi)的裂縫繼續(xù)充填方解石，形成典型的嵌入式混合充填(圖1h)。從嵌入式混合充填物的充填序列可判定主要的充填期次。

3縫洞系統(tǒng)充填模式的研究意義

塔河油田奧陶系碳酸鹽巖縫洞型儲(chǔ)層是該區(qū)最重要的油氣生產(chǎn)層段,海西期和加里東期古巖溶作用產(chǎn)生的大量巖溶縫洞系統(tǒng)作為油氣的主要存儲(chǔ)空間[26-27]。但巖溶儲(chǔ)層埋深普遍大于5 300 m，地層壓力為 60 MPa 左右，經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及巖溶作用的疊加改造，在地表、近地表和埋藏過程中受沉積、垮塌及化學(xué)充填等因素影響，原始儲(chǔ)集空間發(fā)生了巨大變化，形成了類型多樣的縫洞系統(tǒng)充填結(jié)構(gòu)，是一種極為特殊且復(fù)雜的儲(chǔ)層類型，造成了在油氣藏開發(fā)中存在儲(chǔ)量動(dòng)用率低、采油速度低和采收率低的“三低”現(xiàn)象，對(duì)巖溶縫洞系統(tǒng)充填模式開展深入研究成為提高油氣田開發(fā)效率的迫切需求。開展縫洞系統(tǒng)充填模式研究，在復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象中尋找規(guī)律，對(duì)于揭示縫洞系統(tǒng)充填期次及演化過程，指導(dǎo)油氣田開發(fā)井位部署等有著積極的意義。

3.1　研究巖溶非均質(zhì)性的客觀需求

現(xiàn)有資料證實(shí)，塔河油田下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖，地層厚度大，未見明顯隔層，儲(chǔ)集空間為巖溶作用下形成的縫洞系統(tǒng)以及與構(gòu)造相關(guān)的斷裂體，彼此之間構(gòu)成了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)空間，體現(xiàn)出了極強(qiáng)的非均質(zhì)性。在基巖與縫洞系統(tǒng)之間的隨機(jī)展布所形成的高度非均質(zhì)體系的基礎(chǔ)上，后期巖溶作用對(duì)原始儲(chǔ)集空間又進(jìn)行了多期次的改造，形成不同充填期次、不同充填程度、不同充填物類型的多樣縫洞系統(tǒng)充填結(jié)構(gòu)，使得巖溶儲(chǔ)層的非均質(zhì)性增強(qiáng)，極大地提高了油氣開發(fā)利用難度。研究縫洞系統(tǒng)的充填模式，掌握縫洞系統(tǒng)充填的結(jié)構(gòu)特征，對(duì)研究有效縫洞儲(chǔ)層分布范圍，對(duì)于實(shí)現(xiàn)油田增產(chǎn)有著迫切的現(xiàn)實(shí)意義。

不同充填程度對(duì)巖溶儲(chǔ)層的形成、演化會(huì)產(chǎn)生很大的影響，如未充填、半充填的縫洞系統(tǒng)儲(chǔ)集能力強(qiáng)，而全充填的縫洞系統(tǒng)則很有可能破壞原有的儲(chǔ)集空間；不同的充填物類型在巖溶儲(chǔ)層上表現(xiàn)出不同的特征，如上下結(jié)構(gòu)充填模式下以機(jī)械充填物為主，砂質(zhì)、鈣泥質(zhì)、角礫等物質(zhì)構(gòu)成可以形成較好的油氣儲(chǔ)層，而圈層結(jié)構(gòu)充填模式下，充填以化學(xué)充填為主，方解石、石膏等充填物可將巖溶縫洞完全封閉，破壞原本相通的縫洞系統(tǒng)，影響儲(chǔ)層質(zhì)量。

3.2　古地貌與充填規(guī)律的關(guān)系

古地貌控制了古水系的格局，進(jìn)而決定了巖溶地貌分區(qū)。阿克庫勒凸起北高南低，塔河油田奧陶系古地貌恢復(fù)后自北向南可劃分為巖溶高地、巖溶斜坡和巖溶洼地等地貌單元，不同的地貌單元具有各自的巖溶發(fā)育和充填特征，將近年來古地貌研究成果和縫洞系統(tǒng)充填結(jié)構(gòu)模式相結(jié)合，對(duì)于掌握塔河地區(qū)巖溶儲(chǔ)層充填規(guī)律具有積極意義。

外源型地下河充填模式，一般位于巖溶高地和巖溶斜坡中上部的補(bǔ)給區(qū)、徑流區(qū)一帶，垂向上分布于表層巖溶帶、垂向滲濾溶蝕帶，充填以機(jī)械充填為主，充填物主要為泥質(zhì)或粉砂質(zhì)泥巖、溶洞角礫巖，方解石充填相對(duì)較少，儲(chǔ)集性能較好，如：TK426井，井段5 501.2~5 515 m的古巖溶縫洞系統(tǒng)。內(nèi)源型充填模式，一般位于巖溶洼地，垂向上分布于垂向滲濾溶蝕帶與潛流溶蝕帶，多屬朔源溶蝕的縫洞空間，與地表連通性較差，后期不易被機(jī)械充填，以化學(xué)沉積充填為主，古巖溶縫洞系統(tǒng)充填程度高，儲(chǔ)集性能差，如TK480井、TK471X井的垂向滲濾溶蝕帶與徑流溶蝕帶間的古巖溶縫洞系統(tǒng)。

3.3　充填模式輔助傳統(tǒng)工作方法

塔河油田奧陶系縫洞型儲(chǔ)層埋深很大，單井資料展示的溶洞充填特征有限，三維地震雖然可以描述溶洞空間展布特征，但分辨率較低，且縫洞異常體的范圍遠(yuǎn)大于真實(shí)的溶洞體積，對(duì)于絕大多數(shù)規(guī)模較小的縫洞系統(tǒng)的充填特征的解譯精度不高，準(zhǔn)確性也有待考證。因此，開展相似露頭區(qū)和井下縫洞系統(tǒng)充填特征的對(duì)比研究，歸納總結(jié)典型巖溶充填模式，將研究成果應(yīng)用到塔河油田開發(fā)中，結(jié)合鉆井、測井及地震等資料分析，刻畫出地下巖溶縫洞系統(tǒng)展布以及充填特征，查明縫洞儲(chǔ)層充填過程和演化機(jī)制，將大大有利于油田生產(chǎn)開發(fā)，提高油氣采收率。

4結(jié)論

(1)塔北露頭區(qū)奧陶系古巖溶和桂林的南方現(xiàn)代巖溶是古今潮濕氣候環(huán)境下巖溶發(fā)育的代表，具有相似的巖溶發(fā)育條件和巖溶發(fā)育特征，都形成了典型的巖溶縫洞系統(tǒng)。按照水動(dòng)力條件及充填物物源分類，巖溶縫洞系統(tǒng)可分為外源型地下河充填模式、內(nèi)源型充填模式；按照充填結(jié)構(gòu)分類，可分為上下結(jié)構(gòu)充填模式、圈層結(jié)構(gòu)充填模式、嵌入式混合充填模式。

(2)外源型地下河充填模式對(duì)比內(nèi)源型充填模式一般具有較好的儲(chǔ)集性能；并且從充填結(jié)構(gòu)模式上可以反映出巖溶縫洞系統(tǒng)的充填期次和演化特征。

(3)在古地貌恢復(fù)、三維地震刻畫等研究基礎(chǔ)上，輔以充填模式的建立，可以為油氣田地質(zhì)建模提供信息，為井位部署提供參考，有助于提高油氣采收率。

致謝：感謝李陽和袁向春2位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及各位跟蹤專家的批評(píng)指導(dǎo)，感謝中國石化西北石油局在資料提供等方面的大力支持！

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(編輯黃娟)

Typical filling models of a fractured-vuggy system in

carbonate rocks under a moist environment

Cao Jianwen1,2, Xia Riyuan2, Zhang Qingyu1,2, Liang Bin2, Zou Shengzhang2

(1.SchoolofEnvironmentalStudies,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan),Wuhan,Hubei430074,China;2.Instituteof

KarstGeology,CAGS,Guilin,Guangxi541004,China; 3.KarstDynamicsLaboratory,MLR&GZAR,Guilin,Guangxi541004,China)

Abstract:Carbonate reservoirs have strong heterogeneity, and were filled during multiple periods of karstification, which makes hydrocarbon exploration difficult. The Ordovician palaeo karsts in the northern Tarim Basin and the modern karsts in Guilin are examples of karst development in a moist environment, which have similar conditions and characteristics of karst development.According to the principles of “from the surface to the center” and uniformitaranism, combined with oil characteristics and previous research results, we established several typical filling modes of the fractured-vuggy system in carbonate rocks under a moist environment. According to hydrodynamic conditions and filling materials, they can be divided into exogenous underground river filling and endogenous filling models.According to filling structure classification, they can be divided into upper and lower structure filling model, circle structure filling model, and embedded mixed filling model.These models have various filling degree and types of filling material, and the corresponding karst reservoirs also have different physical properties.Generally speaking,the reservoir performance of the exogenous underground river filling modelis better than that of the endogenous filling model, and the reservoir performance of the upper and lower structure filling model is better than that of the circle structure filling model.

Key words:moist environment; fractured-vuggy system; filling model; karst reservoir; carbonate rock

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)(2011CB201001)，國家自然科學(xué)基金(41302122)和國土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201211082)資助。

作者簡介：曹建文(1983—)，男，助理研究員，從事油氣田古巖溶研究。E-mail：caojianwen@karst.ac.cn。

收稿日期：2014-11-13；

修訂日期：2015-12-04。

中圖分類號(hào)：TE122.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-6112(2016)01-0056-07doi：10.11781/sysydz201601056