張三，金強(qiáng)，胡明毅，韓起超，孫建芳，程付啟，張旭棟

（1.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，武漢 430100；2.中國(guó)石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266580；3.中國(guó)石化股份勝利油田分公司孤島采油廠，山東東營(yíng) 257231；4.中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083）

0 引言

20世紀(jì)初，飽水帶的概念首次被提出，由此認(rèn)為地下水具有分帶性[1-2]；Cviji?將水文學(xué)與地貌學(xué)有機(jī)結(jié)合提出了巖溶縱向分帶的觀點(diǎn)[3]；Swinnerton通過(guò)巖溶露頭觀測(cè)提出了滲流巖溶帶和潛流巖溶帶的 2分方案[4]；Esteban在此基礎(chǔ)上將滲流巖溶帶細(xì)分為上部滲入帶、下部滲濾帶，潛流巖溶帶細(xì)分為季節(jié)變動(dòng)帶與深部飽水帶，并建立了典型巖溶水動(dòng)力剖面[5-6]；Loucks通過(guò)露頭觀測(cè)，明確了不同巖溶帶縫洞的成因類(lèi)型及空間組合，建立了表生巖溶的發(fā)育模式，展示了巖溶洞穴體系的垂向分布特征[7]。21世紀(jì)初，巖溶縱向分帶的觀點(diǎn)逐漸引入塔里木、鄂爾多斯、渤海灣及四川盆地的古巖溶研究[8-10]，尤其是近10年來(lái)，塔河油田奧陶系巖溶帶研究取得突破性進(jìn)展[11-14]。金強(qiáng)、李陽(yáng)等結(jié)合塔河巖溶地質(zhì)條件，提出了巖溶帶的 4分方案及結(jié)構(gòu)模式，自上而下依次為表層巖溶帶、滲流巖溶帶、徑流巖溶帶和潛流巖溶帶[12-13]。鄒勝章等在此基礎(chǔ)上，綜合鉆/測(cè)井資料、縫洞類(lèi)型、充填特征及巖溶形態(tài)，建立了巖溶縱向分帶識(shí)別方法[14]。

然而，近年來(lái)塔河油田勘探開(kāi)發(fā)實(shí)踐揭示，不同巖溶地貌單元巖溶帶結(jié)構(gòu)組合存在差異，奧陶系巖溶斜坡上的局部高地（分水嶺）未發(fā)現(xiàn)徑流巖溶帶地下河溶洞[15-17]，斷溶體發(fā)育的上奧陶統(tǒng)覆蓋區(qū)也未發(fā)現(xiàn)巖溶分帶現(xiàn)象[18]，這種差異如何形成和分布直接關(guān)系著油田勘探開(kāi)發(fā)方案的部署。本文基于塔河油田豐富的地質(zhì)-地球物理資料，結(jié)合水流產(chǎn)狀及水流通道特征，依據(jù)不同巖溶帶結(jié)構(gòu)及縫洞特征，分析不同地貌單元巖溶帶組合特征及差異，并結(jié)合油田開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，探索油氣分布及富集規(guī)律，以期為塔河油田縫洞油藏及同類(lèi)型油氣藏勘探開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)。

1 巖溶地質(zhì)背景

塔河油田位于塔里木盆地北部，奧陶系鷹山組和一間房組為其主力儲(chǔ)產(chǎn)層[19]，巖溶縫洞為其主要油氣儲(chǔ)集空間[20]。早中奧陶世，塔北地區(qū)處于淺水臺(tái)地環(huán)境，沉積了一套厚層碳酸鹽巖[21]。其中一間房組（O2yj）生屑灰?guī)r和鷹山組上段（O1—2y上）砂屑灰?guī)r可溶性最強(qiáng)，鷹山組下段（O1—2y下）云質(zhì)灰?guī)r和蓬萊壩組白云巖次之[11,21]。晚奧陶世，受加里東運(yùn)動(dòng)幕式升降影響[22]，塔北地區(qū)沉積了混積陸棚相泥灰?guī)r與瘤狀灰?guī)r以及泥巖與粉砂巖[21]，可溶蝕性差（可作為巖溶區(qū)隔水層）[23]，自下而上依次為恰爾巴克組、良里塔格組和桑塔木組（見(jiàn)圖1）。

圖1 塔河地區(qū)奧陶系海西早期巖溶水文地貌與地層格架

志留紀(jì)末，塔北強(qiáng)烈隆升，同時(shí)發(fā)育眾多北北東、北北西向走滑斷裂[24-25]，奧陶系碳酸鹽巖長(zhǎng)期暴露地表遭受強(qiáng)烈?guī)r溶作用（海西早期巖溶），水流沿其斷層、裂縫強(qiáng)烈侵蝕與溶蝕，形成眾多樹(shù)枝狀蛇曲形巖溶水系。各水系間為條帶狀分水嶺，而分水嶺之間為水流長(zhǎng)期侵蝕、溶蝕而形成的谷地。兩個(gè)分水嶺和其間的谷地即構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立巖溶流域[16-17,26]。如圖1所示，塔河地區(qū)發(fā)育4條近南北向巖溶水系、對(duì)應(yīng)4個(gè)不同規(guī)模、不同形態(tài)的條帶狀分水嶺及巖溶谷地。其中S71—S74分水嶺與S48—T402分水嶺間發(fā)育一個(gè)喇叭口狀巖溶谷地，共同構(gòu)成了一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的巖溶流域。在這個(gè)流域中發(fā)育了眾多地表河（干流河與支流河）。侵蝕河谷均消失于恰爾巴克組尖滅線附近，推測(cè)該尖滅線以南可能存在水體（泄水區(qū)），本文將其稱(chēng)為巖溶盆地，并將恰爾巴克組尖滅線作為巖溶盆地與巖溶谷地的分界線。所以塔河地區(qū)海西早期巖溶地貌主要由分水嶺、巖溶谷地及巖溶盆地組成，分水嶺與巖溶谷地的中—下奧陶統(tǒng)可溶性灰?guī)r直接出露地表，發(fā)育風(fēng)化殼型巖溶；巖溶盆地區(qū)，由于上奧陶統(tǒng)非可溶性巖層覆蓋于中—下奧陶統(tǒng)之上，發(fā)育埋藏?cái)嗫匦蛶r溶[18]。

泥盆紀(jì)末—石炭紀(jì)初，塔河地區(qū)處于三角洲—潮坪相環(huán)境[27]，巴楚組自南西向北東逐漸超覆于奧陶系不整合之上，海西早期巖溶結(jié)束[21,28]。之后塔河地區(qū)奧陶系一直深埋地下，具繼承性演化特征[22]。

2 巖溶帶類(lèi)型及特征

2.1 表層巖溶帶特征

海西早期巖溶過(guò)程中（巖溶期）表層巖溶帶緊鄰風(fēng)化殼表層發(fā)育，其中構(gòu)造裂縫及風(fēng)化裂隙極其發(fā)育，水流方式有地表徑流（順坡流）和近地表擴(kuò)散-滲濾兩種方式[12,17]。大氣降雨散落于灰?guī)r風(fēng)化殼表面后，在陡坡帶水流主要以順坡流為主，形成侵蝕溝谷（地表河）、峰丘、石林等巖溶地貌，其中地表河途徑斷層或裂縫交叉處，可沿?cái)鄬?、裂縫溶蝕擴(kuò)大而形成落水洞（地表河谷底或落水洞底通常為表層巖溶帶的底界）[12]；在緩坡區(qū)，水流梯度小，水流可以沿錯(cuò)綜復(fù)雜的裂隙通道進(jìn)入風(fēng)化殼內(nèi)部而發(fā)生擴(kuò)散溶蝕，形成準(zhǔn)片狀分布的溶蝕孔洞與縫洞復(fù)合體組合（中小型縫洞體）。該類(lèi)型縫洞在巖溶期后的埋藏過(guò)程中充填較弱，局部見(jiàn)少量非可溶性細(xì)粒物質(zhì)充填，略微擴(kuò)徑，井漏-溢流頻繁（見(jiàn)圖2）。如T403井于井深5 408.2 m鉆入奧陶系鷹山組，隨即出現(xiàn)油氣顯示，繼而鉆遇密集發(fā)育的中小型縫洞體（見(jiàn)圖2a）?？p洞段自然伽馬曲線低平（接近灰?guī)r背景值7～9 API），補(bǔ)償聲波時(shí)差值為240～277 μs/m，補(bǔ)償中子值為 0～2%，深、淺側(cè)向電阻率曲線表現(xiàn)為鼓包型中高電阻率（400～500 Ω·m）；巖心資料顯示黑色原油充填于該段溶蝕縫洞之中，薄片也顯示其灰?guī)r中密集發(fā)育溶蝕孔洞（藍(lán)色），孔徑在0.1～0.7 mm（見(jiàn)圖2d）。

2.2 滲流巖溶帶特征

巖溶期滲流巖溶帶位于表層巖溶帶之下，由于其遠(yuǎn)離風(fēng)化殼表面，裂縫及風(fēng)化裂隙減少，相對(duì)孤立的高角度斷層、裂縫為其主要水流通道。水流或經(jīng)過(guò)表層巖溶帶后向下滲濾溶蝕形成縫洞復(fù)合體，或直接通過(guò)落水洞向下滲濾溶蝕擴(kuò)大形成豎井，或于斷層、裂縫交叉處溶蝕擴(kuò)大形成駐水洞[14]。該類(lèi)型縫洞在巖溶期后埋藏過(guò)程中充填較弱，主要被垮塌角礫與鈣泥質(zhì)不完全充填，鉆井過(guò)程中擴(kuò)徑明顯，且易發(fā)生井漏。另外，該類(lèi)型縫洞主要呈相對(duì)孤立的垂向條帶狀，其與表層巖溶帶密集發(fā)育橫向準(zhǔn)連續(xù)片狀不同，可依此劃分出二者之間的界限（滲流巖溶帶頂界，即表層巖溶帶底界）。如T403井于5 414.6 m以深裂縫密度明顯減小，深淺側(cè)向電阻率值驟然降低（40～60 Ω·m）且出現(xiàn)明顯的正幅差異（RLLD大于RLLS），發(fā)育沿垂向裂縫溶蝕擴(kuò)大形成的不連續(xù)串珠狀縫洞復(fù)合體（見(jiàn)圖2e）。且在5 438.5～5 445.8 m鉆遇7.3 m駐水洞（GR值為 10～15 API，Δt值為 240～277 μs/m，RLLS值為100～220 Ω·m）。其與表層巖溶帶（5 408.2～5 414.6 m）密集發(fā)育的溶蝕孔洞截然不同（見(jiàn)圖 2d、圖 2e），則5 414.6 m即為滲流巖溶帶與表層巖溶帶的界限。

圖2 塔河地區(qū)奧陶系巖溶帶類(lèi)型及縫洞特征

2.3 徑流巖溶帶特征

巖溶期徑流巖溶帶位于潛水面附近，水流主要沿潛水面附近呈近水平徑流，斷層、裂縫或不整合面為其主要水流通道。大氣淡水通過(guò)斷層、落水洞、豎井或其他縫洞通道到達(dá)潛水面附近后，由于潛水面的托舉（浮力）作用，水流不再向下滲濾，而是轉(zhuǎn)為沿潛水面附近的徑向流，這是其與滲流巖溶帶最大的區(qū)別。初期水流可沿潛水面附近的一些裂隙通道徑向滲流，隨著巖溶作用不斷進(jìn)行，裂隙通道不斷擴(kuò)大，形成廊道或溶洞，水流可轉(zhuǎn)變?yōu)閺较蚬艿懒?，?qiáng)烈的侵蝕與溶蝕逐漸形成復(fù)雜的地下河溶洞系統(tǒng)，發(fā)育具沉積層理的砂泥質(zhì)充填，且易擴(kuò)徑、井漏。如圖2所示，T403井于5 487.6～5 554.3 m井段鉆遇高達(dá)66.7 m地下河溶洞，其充填了大量沉積砂礫巖。礫石成分為奧陶系灰?guī)r碎屑，磨圓程度中等，明顯具水流搬運(yùn)特征，且礫石間充填大量外源它形石英礦物（見(jiàn)圖2f）。其溶洞段GR曲線呈箱型或峰叢式中高值（10～80 API），Δt、φCNL最大值分別超過(guò) 333 μs/m、30%，RLLD、RLLS曲線也成箱型特低值（3～30 Ω·m）。另外，該類(lèi)型溶洞在波阻抗（IMP）地震屬性剖面上可清楚識(shí)別，其平面呈連續(xù)彎曲帶狀分布，剖面在3.48～3.51 s時(shí)間域內(nèi)呈連續(xù)管道狀發(fā)育。其與其上片狀、孤立分布的表層、滲流巖溶帶巖溶縫洞產(chǎn)狀截然不同（見(jiàn)圖 2b、圖 2c）。據(jù)此，可確定徑流巖溶帶的頂界為5 487.6 m。在此須強(qiáng)調(diào)的是，潛水面并非水平，其隨著地形抬高而緩慢升高，而且其位置并非穩(wěn)定不變，而是隨季節(jié)變化而發(fā)生上下浮動(dòng)，從而發(fā)育復(fù)雜的徑流巖溶帶地下河溶洞系統(tǒng)。

2.4 潛流巖溶帶特征

巖溶期潛流巖溶帶位于潛水面之下，其水體為地層水（CO2容量平衡，溶蝕性差）及混入的少量大氣淡水。水流主要沿層理或裂隙緩慢滲流（層流），發(fā)生較弱的巖溶，形成一些順層的溶蝕孔洞或溶蝕裂隙。因其水流緩慢且處于弱還原環(huán)境，溶蝕裂隙中多被一些灰綠色泥質(zhì)充填。潛流巖溶帶與徑流巖溶帶相比，縫洞發(fā)育程度大大減弱，易于區(qū)分。如T403井的第9次巖心顯示，在 5 562.1 m以深鉆遇奧陶系灰?guī)r（原巖），測(cè)井響應(yīng)特征也均回歸背景值；且在第 10次取心中，發(fā)現(xiàn)了被灰綠色泥質(zhì)充填的順層溶蝕裂隙，其灰?guī)r中發(fā)育一些構(gòu)造裂縫，幾乎未發(fā)生溶蝕擴(kuò)大跡象（見(jiàn)圖 2g）。另外，從 IMP屬性剖面也可以看出，自時(shí)間域3.51 s以深，縫洞異常體基本不發(fā)育，據(jù)此可以確定潛流巖溶帶頂界為井深5 562.1 m（徑流巖溶帶底界）。潛流巖溶帶的底界通常為不具可溶性的非滲透性巖層[2,5,14]，然而對(duì)于塔河油田斷裂發(fā)育的臺(tái)地相厚層塊狀灰?guī)r地層（中—下奧陶統(tǒng)），其底界可能很深。

綜上所述，巖溶期表層巖溶帶主要發(fā)育準(zhǔn)連續(xù)片狀中小型縫洞群，滲流巖溶帶以發(fā)育孤立式垂向縫洞帶為特征，徑流巖溶帶發(fā)育大型地下河溶洞系統(tǒng)，潛流巖溶帶僅發(fā)育少量順層溶蝕裂隙。這些縫洞組合、充填及地質(zhì)-地球物理響應(yīng)特征可作為識(shí)別與劃分巖溶期不同巖溶帶的重要標(biāo)志（見(jiàn)表1）。

表1 塔河地區(qū)奧陶系不同巖溶帶縫洞特征及識(shí)別標(biāo)志

3 不同地貌單元巖溶帶結(jié)構(gòu)組合差異

3.1 分水嶺巖溶帶結(jié)構(gòu)組合特征

分水嶺作為巖溶斜坡背景上的局部高地，斷層、裂縫密集發(fā)育，其與風(fēng)化裂隙相互交錯(cuò)串通，可構(gòu)成一個(gè)極其復(fù)雜的水流網(wǎng)絡(luò)通道。然而，分水嶺屬于貧水區(qū)，缺乏地表河水的補(bǔ)給，大氣降雨為其主要水源。其地形落差大，水流極易順坡快速流入鄰近巖溶谷地，水巖接觸時(shí)間短，巖溶作用弱。恰逢雨季，大氣降水方可沿分水嶺中復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)通道進(jìn)入地下，發(fā)生擴(kuò)散式滲濾溶蝕作用，形成密集發(fā)育的中小型縫洞體，即表層巖溶帶。爾后剩余的水量繼續(xù)沿?cái)鄬?、裂縫向下滲濾溶蝕，形成孤立分布的駐水洞及縫洞復(fù)合體組合，即滲流巖溶帶。此后，如有充足的水量，其可穿透滲流巖溶帶，到達(dá)潛水面附近發(fā)生徑流溶蝕。但對(duì)于貧水的分水嶺，因其地貌位置高，潛水面深度大，有限的水流很難抵達(dá)潛水面，即便是少量水流抵達(dá)，也因其水量有限，難以形成地下河通道，而是形成與潛流巖溶帶相當(dāng)?shù)纳倭宽槍尤芪g裂隙。

如圖3所示，T402井區(qū)分水嶺地貌高差達(dá)300 m，其中斷層、裂縫密集發(fā)育（見(jiàn)圖3a、圖3b）。T402井于5 358.5 m深處鉆入奧陶系，繼而依次鉆遇表層巖溶帶（厚度為76.3 m）、滲流巖溶帶（厚度為103.6 m，見(jiàn)圖3c）。其中表層巖溶帶密集發(fā)育中小型縫洞體，測(cè)井曲線表現(xiàn)為平直低GR，叢式中高Δt及低RLLD特征；且縫洞段取心收獲率不到20%（第7次取心），巖心破碎嚴(yán)重，呈次圓狀巖塊（斷層角礫），含油性好（見(jiàn)圖3d）。滲流巖溶帶以垂向相對(duì)孤立的縫洞為主，測(cè)井曲線表現(xiàn)為平直低Δt、中等RLLD特征（見(jiàn)圖 3e）。迭代均方根振幅地震屬性顯示，表層巖溶帶相互連通的縫洞體圍繞分水嶺頂部呈片狀分布，滲流巖溶帶孤立縫洞體呈垂向帶狀分布，且在時(shí)間域3.48 s以深縫洞發(fā)育程度驟然減小，幾乎不發(fā)育縫洞體，即不發(fā)育徑流帶地下河溶洞系統(tǒng)。另外，多次生產(chǎn)測(cè)試結(jié)果反映油水界面逐漸上升（見(jiàn)圖3e，1998年試油未見(jiàn)油水界面，推測(cè)在5 468 m以深，2002年上升至5 430 m，2004年上升至5 380 m），說(shuō)明分水嶺中密集發(fā)育的縫洞體相互連通形成了一個(gè)近似均質(zhì)的峰丘體型儲(chǔ)集空間。

圖3 分水嶺巖溶縫洞及巖溶帶結(jié)構(gòu)組合特征

3.2 巖溶谷地巖溶帶結(jié)構(gòu)組合特征

巖溶谷地為負(fù)向地形，屬于匯水區(qū)，水量充沛，巖溶水系廣布，加之其地形平緩，水流緩慢，水巖接觸時(shí)間長(zhǎng)，巖溶作用強(qiáng)，溶蝕量大（鷹山組殘余地層明顯較分水嶺大），表層及滲流巖溶帶遭受強(qiáng)烈侵蝕而減薄。同時(shí)，因其地貌位置低，潛水面深度小，充足的水流源源不斷通過(guò)斷層、裂縫或落水洞抵達(dá)潛水面附近而發(fā)生徑向溶蝕，逐漸形成地下河溶洞及廊道（排水通道），繼而流出地表或匯入巖溶盆地（泄水盆地），形成一個(gè)完整的巖溶水排泄系統(tǒng)。然而，由于地下河復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)（時(shí)而開(kāi)闊、時(shí)而狹?。乇砗铀鶖y帶的大量外源物質(zhì)被搬運(yùn)至地下而充填于溶洞之中，導(dǎo)致地下河溶洞充填嚴(yán)重。同時(shí)，受潛水面上下波動(dòng)的影響，可形成上下多層復(fù)雜地下河通道。

如圖4所示，TK730巖溶谷地北高南低，地貌高差不到40 m。鉆井及地震資料揭示，自上而下依次發(fā)育表層巖溶帶（平均厚度15.6 m）、滲流巖溶帶（厚22.8 m）、徑流巖溶帶（厚126.5 m）、潛流巖溶帶（未鉆穿）。其中徑流巖溶帶發(fā)育上下雙層“立交橋”式網(wǎng)絡(luò)狀地下河溶洞，溶洞被沉積砂泥巖與垮塌角礫巖充填，發(fā)育 3個(gè)充填序列，充填率為 65%～100%，平均值為86.8%。地下河分布平面上主要沿?cái)鄬?、裂縫呈南北向展布（見(jiàn)圖4c），剖面上于潛水面附近從高部位向低部位連續(xù)分布（受斷裂、地貌及潛水面共同影響）。自北部TK644井流經(jīng)TK632、TK730井區(qū)，于TK734井區(qū)上返而匯入泄水盆地，形成透鏡體狀巨厚徑流巖溶帶。

圖4 巖溶谷地巖溶縫洞及巖溶帶結(jié)構(gòu)組合特征

3.3 巖溶盆地巖溶過(guò)程分析

巖溶盆地區(qū)長(zhǎng)期被水體淹沒(méi)，平靜的水體中 CO2濃度飽和，溶蝕性大大減弱，加之上奧陶統(tǒng)非可溶性巖層覆蓋于中—下奧陶統(tǒng)可溶性灰?guī)r之上，水巖無(wú)法接觸，巖溶作用無(wú)法進(jìn)行，不發(fā)育巖溶帶。局部地區(qū)由于斷層活動(dòng)，使水體發(fā)生動(dòng)蕩（CO2濃度發(fā)生變化而具溶蝕性）而沿?cái)鄬庸嗳氲叵屡c可溶巖接觸而發(fā)生溶蝕作用，形成僅沿?cái)鄬臃植嫉臄嗫貛r溶縫洞體，即斷溶體[18,29]。如圖5所示，位于巖溶盆地中北西向斷裂帶上的T807井，于5 532.6 m深處鉆遇上奧陶統(tǒng)恰爾巴克組泥灰?guī)r層（非可溶性巖層），未見(jiàn)油氣顯示，于井深 5 552.2 m鉆入一間房組灰?guī)r即出現(xiàn)油氣顯示（存在溶蝕縫洞），并于5 696.5～5 748.2 m井段鉆遇高達(dá)52.7 m溶洞。該類(lèi)型溶洞泥質(zhì)等細(xì)粒物質(zhì)充填較少，主要被較松散的斷層角礫充填（GR值接近灰?guī)r基值 7～9 API，Δt值高達(dá) 500 μs/m，RLLD、RLLS值低至10 Ω·m且具明顯正幅差異），仍保留大量?jī)?chǔ)集空間。縫洞主要圍繞斷裂帶周?chē)?00～500 m范圍內(nèi)分布，縱向發(fā)育深度可達(dá)600 m（200 ms以深縫洞體發(fā)育才驟然減少），呈準(zhǔn)連續(xù)“瀑布”型空間結(jié)構(gòu)。其與徑流巖溶帶地下河溶洞（GR值為60～80 API、橫向連續(xù)帶狀分布）截然不同，也較表層、滲流巖溶帶中小型縫洞體發(fā)育深度大。

圖5 巖溶盆地?cái)嗫貛r溶縫洞結(jié)構(gòu)特征

3.4 巖溶帶結(jié)構(gòu)組合差異模式

依據(jù)巖溶縫洞三維雕刻技術(shù)[30]，雕刻出海西早期塔河地區(qū)T74至T76界面內(nèi)（一間房組與鷹山組上段）的縫洞異常體（縫洞的波阻抗地震屬性響應(yīng)規(guī)模），將其與該期巖溶地貌疊合分析。結(jié)果顯示，不同地貌單元縫洞結(jié)構(gòu)組合不同。分水嶺中縫洞異常體主要呈孤立片狀分布，巖溶谷地區(qū)發(fā)育連續(xù)帶狀縫洞異常體（地下河），巖溶盆地區(qū)縫洞異常體呈線性串珠狀分布。其中地下河與地表河相互連接，均圍繞分水嶺裙帶式分布于巖溶谷地之中，且向南終止于巖溶盆地，形成地表河-地下河-泄水盆地完整巖溶水排泄系統(tǒng)（見(jiàn)圖6）。

圖6 塔河地區(qū)奧陶系古風(fēng)化殼地表河、地下河分布特征

南北向過(guò)井剖面巖溶帶結(jié)構(gòu)解釋結(jié)果顯示，分水嶺中S88、TK688及TK653井均于風(fēng)化殼以下30.4～83.5 m鉆遇密集發(fā)育的中小型縫洞體，即表層巖溶帶，其厚度在 28.2～105.6 m，平均厚度為 57.8 m（見(jiàn)圖7）。TK610井于風(fēng)化殼之下126.4 m（3.48 s）鉆遇孤立溶洞，且在3.48～3.50 s時(shí)間域內(nèi)，該類(lèi)型溶洞均有分布，即發(fā)育滲流巖溶帶，其厚度在54.3～132.1 m，平均值為115.2 m。在3.52 s以深，縫洞體驟然減少，近乎消失，即不發(fā)育徑流巖溶帶地下河溶洞系統(tǒng)。

巖溶谷地中T615、TK734、TK647井均在風(fēng)化殼之下10.5～22.3 m鉆遇地下河溶洞，TK643和TK650井分別在風(fēng)化殼之下53.2 m、68.8 m處鉆遇地下河溶洞，即發(fā)育徑流巖溶帶，其厚度在61.5～188.2 m，平均值為132.6 m（見(jiàn)圖7）。由于巖溶谷地區(qū)水流的強(qiáng)烈侵蝕，其表層巖溶帶和滲流巖溶帶較薄，分別為26.4 m和14.6 m。同時(shí)，在時(shí)間域3.54 s以深縫洞異常體發(fā)育驟然減小，且TK734井在對(duì)應(yīng)深度鉆遇灰綠色泥質(zhì)充填溶蝕裂隙，即為潛流巖溶帶。

巖溶盆地中的T703和T807井不發(fā)育巖溶作用帶，其中 T703井未鉆遇任何縫洞體，而位于斷裂部位的T807井于風(fēng)化殼以下144.3 m處鉆遇51.7 m高的溶洞，且波阻抗地震屬性也顯示其井周斷層處發(fā)育縱向連續(xù)縫洞異常體，與圖5空間雕刻結(jié)果一致（見(jiàn)圖7）。

圖7 塔河地區(qū)奧陶系不同地貌巖溶帶結(jié)合組合差異特征（剖面位置見(jiàn)圖6）

綜上所述，巖溶期同一巖溶流域，巖性相當(dāng)?shù)臈l件下，不同巖溶地貌單元水系分布、水流通道及方式的差異，形成了不同的巖溶帶結(jié)構(gòu)組合。分水嶺中主要發(fā)育表層巖溶帶和滲流巖溶帶，其中密集發(fā)育中小型縫洞與孤立溶洞組合，不發(fā)育徑流巖溶帶地下河溶洞。巖溶谷地發(fā)育表層、滲流、徑流及潛流巖溶帶，其中以徑流巖溶帶占比最大，且發(fā)育大型地下河溶洞系統(tǒng)。巖溶盆地區(qū)不發(fā)育巖溶帶，僅在局部活動(dòng)斷裂帶發(fā)育斷溶體（見(jiàn)圖8）。

圖8 塔河地區(qū)奧陶系巖溶帶結(jié)構(gòu)組合模式

4 不同地貌單元不同巖溶帶組合結(jié)構(gòu)油氣富集特征

將塔河地區(qū)奧陶系巖溶期斷裂、地下河及巖溶地貌與目前單井累計(jì)產(chǎn)油量（一定程度反映油氣富集程度）疊合分析，結(jié)果顯示，分水嶺中76.5%的油井單井累產(chǎn)油量超過(guò) 5×104t，且呈片狀分布，如 S66—S74和 S48—T402井區(qū)。巖溶谷地區(qū) 32.8%的油井單井累產(chǎn)油量超過(guò)5×104t，且主要沿?cái)鄬臃植?，如T607、T436井區(qū)。而地下河發(fā)育區(qū)的油井普遍低產(chǎn)，84.9%的油井單井累產(chǎn)油量不到 2×104t，如 T615以及西北部的TH10125井區(qū)。巖溶盆地區(qū) 83.6%的油井單井累產(chǎn)油量不到5×104t，其中斷裂帶上的部分油井單井累產(chǎn)油量可以超過(guò)5×104t，如T702B、T781井區(qū)，而斷層之外的油井單井累產(chǎn)油量普遍小于1×104t，如T707井區(qū)。

另外，區(qū)內(nèi)北北東向通源斷裂帶（F1、F2）上56%的油井單井累產(chǎn)油量超過(guò)3×104t，其中18%的油井單井累產(chǎn)油量超過(guò)30×104t（見(jiàn)圖9）。

圖9 塔河油田奧陶系縫洞油藏開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀圖

整體比較而言，分水嶺油氣富集程度最好，巖溶谷地次之，巖溶盆地較差。然而，局部多期活動(dòng)（巖溶期、成藏期劇烈活動(dòng)）通源斷裂（溝通烴源灶的斷裂）既是巖溶水流通道，又是油氣運(yùn)聚場(chǎng)所，導(dǎo)致不同地貌單元油氣富集程度不分伯仲。

分水嶺正是因?yàn)槊芗l(fā)育的斷層、裂縫提供了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)水流通道，才保證了在水量有限的條件下發(fā)育密集分布的中小型縫洞儲(chǔ)集空間；加之其繼承性演化特點(diǎn)，一直處于構(gòu)造高部位，始終為油氣運(yùn)移、聚集指向區(qū)；油氣不斷沿?cái)鄬?、不整合面及連通縫洞向其運(yùn)移、聚集，形成圍繞分水嶺呈準(zhǔn)連續(xù)分布的丘峰型油藏，油氣豐度大、油井產(chǎn)量高（見(jiàn)圖10）。如S48、S74、T402等井區(qū)。

巖溶谷地區(qū)斷裂同樣是巖溶水流及油氣運(yùn)移的重要通道，充足的水流沿?cái)鄬?、裂縫通道進(jìn)入地下于潛水面附近徑向溶蝕，形成復(fù)雜的地下河溶洞。由于水流的超強(qiáng)搬運(yùn)能力，使其溶洞充填嚴(yán)重，損失大量油氣儲(chǔ)集空間；加之其與分水嶺毗鄰，處于負(fù)向構(gòu)造，屬于油氣運(yùn)聚劣勢(shì)區(qū)，油氣富集程度差，油井普遍低產(chǎn)。然而，在地下河不發(fā)育區(qū)，多期活動(dòng)的通源斷裂即形成了巨大的斷控巖溶縫洞儲(chǔ)集空間，又溝通了深部油源，彌補(bǔ)了其儲(chǔ)集空間小與油源不足的缺陷，形成高產(chǎn)油氣富集帶（見(jiàn)圖10）。如T607、T436井區(qū)。

巖溶盆地區(qū)不發(fā)育巖溶帶，斷裂帶周?chē)膸r溶縫洞為其主要儲(chǔ)集空間，其與通源斷裂的有效匹配，可形成高產(chǎn)油氣富集帶（見(jiàn)圖10），如T702B井區(qū)。

圖10 塔河地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖縫洞油藏運(yùn)聚模式

5 結(jié)論

海西早期塔河地區(qū)奧陶系巖溶地貌由分水嶺、巖溶谷地及巖溶盆地 3種地貌單元組成。不同地貌單元水系分布、水流通道不同，形成了不同的巖溶帶結(jié)構(gòu)組合。分水嶺中發(fā)育表層巖溶帶和滲流巖溶帶，不發(fā)育徑流巖溶帶地下河溶洞系統(tǒng)；其中密集發(fā)育斷層、裂縫、縫洞復(fù)合體及駐水洞，且通過(guò)裂縫網(wǎng)絡(luò)相互串通，形成準(zhǔn)連續(xù)丘峰體型儲(chǔ)集空間，油氣豐度大，油井產(chǎn)量高。巖溶谷地發(fā)育表層巖溶帶、滲流巖溶帶、徑流巖溶帶、潛流巖溶帶，其中徑流巖溶帶占比最大，發(fā)育大型地下河溶洞，且多被沉積砂泥質(zhì)充填，儲(chǔ)集空間損失嚴(yán)重，油氣富集程度差，油井產(chǎn)量低。巖溶盆地長(zhǎng)期被水體淹沒(méi)，不發(fā)育巖溶帶，僅在局部活動(dòng)斷裂帶部位發(fā)育斷溶體。斷裂既是巖溶水流通道，又是油氣的運(yùn)移通道和聚集場(chǎng)所，是巖溶型碳酸鹽巖油藏勘探開(kāi)發(fā)的重要靶區(qū)。

符號(hào)注釋?zhuān)?/p>

GR——自然伽馬，API；RLLD、RLLS——深、淺側(cè)向電阻率，Ω·m；Δt——補(bǔ)償聲波時(shí)差，μs/m；φCNL——補(bǔ)償中子孔隙度，%。