吳豐，代槿，姚聰，習(xí)研平，梁曉宇，王炯，史彪，梁蕓

（1.西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610500；2.中國(guó)石化西北油田分公司采油二廠，新疆 烏魯木齊 830011；3.中國(guó)石油青海油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，甘肅 敦煌 736202；4.重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院，重慶 401331）

在碳酸鹽巖地層中，發(fā)育一類(lèi)主要受斷裂及大氣淡水淋濾溶蝕影響的復(fù)雜三維縫洞系統(tǒng)，斷裂是重要的流體運(yùn)移通道，在表生期和埋藏期流經(jīng)斷裂的流體會(huì)對(duì)地層進(jìn)行溶蝕，形成新的或擴(kuò)大的裂縫和孔洞，最終呈現(xiàn)出來(lái)的儲(chǔ)集體與斷裂關(guān)系密切，這類(lèi)縫洞系統(tǒng)被稱(chēng)為斷溶體[1-7]。斷溶體油藏近年來(lái)在四川盆地震旦系燈影組與二疊系茅口組、塔里木盆地奧陶系一間房組與鷹山組等地層均有發(fā)現(xiàn)[8-17]，其中塔里木盆地奧陶系的斷溶體規(guī)模大、產(chǎn)量高。斷溶體的刻畫(huà)依賴(lài)于地震成像技術(shù)，靠近斷裂帶的串珠狀地震響應(yīng)代表斷溶體的發(fā)育區(qū)域[18-23]。隨著勘探開(kāi)發(fā)的進(jìn)一步深入，地震資料分辨率低、斷溶體刻畫(huà)的不確定性和多解性極大地制約了油氣生產(chǎn)[24-29]。本文基于常規(guī)測(cè)井及電成像測(cè)井資料，結(jié)合地震勘探、鉆錄井及其他地質(zhì)資料對(duì)塔河油田奧陶系斷溶體油藏展開(kāi)研究，為斷溶體理論的豐富和塔河油田斷溶體油藏的后期勘探開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

塔河油田位于新疆維吾爾自治區(qū)庫(kù)車(chē)縣和輪臺(tái)縣境內(nèi)，塔河油田阿克庫(kù)勒凸起是塔里木盆地北緣塔北（沙雅）隆起上的一個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，油藏構(gòu)造位于塔里木盆地沙雅隆起中段阿克庫(kù)勒凸起軸部的西北翼[30]（見(jiàn)圖1）。在奧陶系一間房組與鷹山組沉積了一套厚度約500 m的碳酸鹽地層，發(fā)育了一套斷溶體油藏[3]。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地層剝蝕的影響，一間房組和鷹山組地層層厚由西南向東北方向逐漸變薄，東北部為剝蝕區(qū)，中部為過(guò)渡區(qū)，南部為覆蓋區(qū)，巖層的巖性也不盡相同。在主要斷溶體發(fā)育層段，地層自下至上，泥質(zhì)含量降低，地層孔隙度上升，在油藏頂?shù)酌嬗懈吣噘|(zhì)隔層，為斷溶體油氣藏提供了良好的發(fā)育環(huán)境。

2 儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征

塔河油田奧陶系一間房組與鷹山組碳酸鹽巖基質(zhì)具有低孔低滲特征，儲(chǔ)集空間非均質(zhì)性較強(qiáng)，其發(fā)育具有明顯的斷裂控制特征。根據(jù)儲(chǔ)集空間的組合特點(diǎn)，塔河油田奧陶系斷溶體油藏儲(chǔ)層可劃分為溶洞型儲(chǔ)層、裂縫-溶孔型儲(chǔ)層和裂縫型儲(chǔ)層3種類(lèi)型，其測(cè)井識(shí)別與分類(lèi)特征如下：

1）溶洞型儲(chǔ)層。圖2中溶洞型儲(chǔ)層為B井6075.0～6 085.0 m段，井徑（CAL）明顯增大，大于15.24 cm；自然伽馬（GR）較低，約10.0 API，在擴(kuò)徑段有小幅增加，最大25.0 API；密度（DEN）降低，小于 2.5 g/cm3；聲波時(shí)差（AC）在溶洞段有明顯增大，295 μs/m；中子測(cè)井（CNL）在溶洞段幅度變化較大，最大值超過(guò)15.0 PU；深淺雙側(cè)向電阻率（RD，RS）較低，小于 50.0 Ω·m，呈“刺包狀”降低和小幅度正差異特征；成像測(cè)井圖顯示為深色大型洞穴（半徑大于100mm）。

圖2 儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)特征

2）裂縫-溶孔型儲(chǔ)層。圖2中裂縫-溶孔型儲(chǔ)層為C井6 080.0～6 090.0 m段，CAL無(wú)明顯變化，約12.70 cm；GR無(wú)明顯變化且較低，約10.0 API；DEN較低，在2.5～2.7 g/cm3；AC 有“齒狀”增大特征，在 164～180 μs/m；CNL有“齒狀”減小特征，在 0.5～3.5 PU；RD，RS呈中高值，在300.0～3 300.0 Ω·m，有“齒狀”降低和正差異特征；成像測(cè)井圖顯示為深色正弦條帶與不規(guī)則孔洞的組合。

3）裂縫型儲(chǔ)層。圖2中裂縫型儲(chǔ)層為D井6 110.0～6 120.0 m段，CAL曲線無(wú)明顯變化，約12.7 cm；GR無(wú)明顯變化且較低，約10.0 API；DEN呈中低值無(wú)明顯變化，約 2.7 g/cm3；AC 呈中高值，約 154 μs/m；CNL 呈低值，約 0.4 PU；RD，RS呈高值，在 500.0～3 500.0 Ω·m，并伴有“尖刺狀”降低，有小幅度正差異特征；成像測(cè)井圖顯示為深色正弦條帶，其幅度隨裂縫傾角增加而增大。

3 斷溶體發(fā)育影響因素

1）斷層構(gòu)造樣式。研究區(qū)斷層的構(gòu)造樣式多樣，主要包括單支狀和花狀，其中花狀又分半花狀、正花狀和負(fù)花狀，花狀構(gòu)造的斷溶體發(fā)育明顯好于單支狀構(gòu)造。

2）與斷層的距離。斷層端部的地應(yīng)力較大，越靠近斷層，巖石越容易發(fā)生碎裂，在碳酸鹽巖地層中更易形成溶孔、溶洞，儲(chǔ)層厚度也會(huì)越大；反之，距斷層越遠(yuǎn)，儲(chǔ)層厚度越小。

3）地層剝蝕厚度。地層受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，由南向北地層剝蝕厚度逐漸加強(qiáng)。北部地層剝蝕厚度較大，地層溶蝕作用加強(qiáng)，多發(fā)育溶洞、溶孔；南部地層剝蝕厚度較小，多發(fā)育裂縫。

4）碳酸鹽礦物含量。地層碳酸鹽礦物含量越低，地層孔隙度與滲透率越低，溶蝕作用越弱，多發(fā)育裂縫；反之，地層碳酸鹽礦物含量越高，地層孔隙度與滲透率越高，溶蝕作用越強(qiáng)，溶孔、溶洞越發(fā)育。

4 斷溶體發(fā)育模式

4.1 V字形斷溶體

V字形斷溶體的發(fā)育受控于加里東期和海西期發(fā)育的右旋、壓扭走滑“單支狀”主干斷裂。在斷溶體發(fā)育空間內(nèi)，縱向上由深至淺，地層的基質(zhì)孔隙度越來(lái)越高，與之對(duì)應(yīng)的碳酸鹽礦物含量和脆性越來(lái)越高，因此，裂縫和溶蝕的發(fā)育范圍越來(lái)越大，發(fā)育程度也越來(lái)越高?？v向上，斷溶體的展布就如同一個(gè)V字形的區(qū)域（見(jiàn)圖3a—3d）。圖3e，3f為托普臺(tái)12號(hào)垂井斜井區(qū)（TP12CX）斷裂上過(guò) A1，A2，A3，A4 井和過(guò) A5，A6，A7井的地震剖面，這2個(gè)地震剖面均發(fā)育典型的V字形斷溶體。

圖3 V字形斷溶體模式

4.2 倒V字形斷溶體

倒V字形斷溶體的發(fā)育受控于加里東期和海西期發(fā)育的右旋、壓扭、張扭走滑“單支狀”主干斷裂?？v向上，由深至淺地層的基質(zhì)孔隙度越來(lái)越低，與之對(duì)應(yīng)的碳酸鹽礦物含量和脆性越來(lái)越低，因此，裂縫和溶蝕的發(fā)育范圍越來(lái)越小，發(fā)育程度也越來(lái)越弱（見(jiàn)圖4a—4d）。圖4e為沙 99 區(qū)（S99）斷裂上過(guò) B1，B2，B3，B4 井的地震時(shí)間偏移剖面，該地震剖面發(fā)育典型的倒V字形斷溶體，圖中串珠狀顯示為儲(chǔ)層。圖4f為對(duì)應(yīng)于圖4e的地震張量屬性剖面，圖中黃色顯示為溶蝕孔洞，少量紅色與藍(lán)色顯示為裂縫，該剖面上斷溶體具有典型的倒V字形特征。

圖4 倒V字形斷溶體模式

4.3 復(fù)合形斷溶體

復(fù)合形斷溶體屬于大型主干斷裂和次級(jí)斷裂的組合，裂縫和溶蝕主要沿?cái)嗔逊植迹ㄒ?jiàn)圖5a—5d）。圖5e為S99斷裂上過(guò) D1，D2，D3，D4，D5 井的地震剖面，圖中串珠狀顯示為儲(chǔ)層。圖5f中黃色顯示為溶蝕孔洞，少量紅色與藍(lán)色顯示為裂縫，該剖面上斷溶體具有典型的復(fù)合型特征。

圖5 復(fù)合形斷溶體模式

4.4 條帶形斷溶體

條帶形斷溶體的發(fā)育受控于加里東期和海西期發(fā)育的右旋、張扭走滑“單支狀”主干斷裂。裂縫和溶蝕主要發(fā)育于高基質(zhì)孔隙的地層 （見(jiàn)圖6a—6d）。圖6e為艾丁區(qū)（AD）斷裂上過(guò) C1，C2，C3井的地震剖面，圖中串珠狀為儲(chǔ)層。圖6f中黃色為溶蝕孔洞，紅色與藍(lán)色顯示為裂縫。

圖6 條帶形斷溶體模式

5 裂縫帶、破碎帶和溶蝕帶平面展布

溶蝕帶為靠近斷裂核心的區(qū)域，溶孔溶洞大量發(fā)育，儲(chǔ)層物性最好；破碎帶為離斷裂帶相對(duì)較近的區(qū)域，溶孔溶洞發(fā)育、儲(chǔ)層物性都較溶蝕帶較差；裂縫帶為離斷裂相對(duì)較遠(yuǎn)的區(qū)域，發(fā)育交錯(cuò)裂縫網(wǎng)格，儲(chǔ)層物性為3種構(gòu)造帶中最差。

5.1 裂縫帶、破碎帶和溶蝕帶測(cè)井識(shí)別

根據(jù)測(cè)井資料，可以識(shí)別斷溶體中的裂縫帶、破碎帶和溶蝕帶，穿過(guò)斷裂的水平井對(duì)這3帶的識(shí)別上較直井更具有優(yōu)勢(shì)（見(jiàn)圖7）。斷熔體在常規(guī)測(cè)井上的表現(xiàn)為：溶蝕帶GR低值，CAL明顯增大，AC幅度較大，RD，RS大幅度降低且呈大幅度正差異；破碎帶多發(fā)育裂縫-溶孔型儲(chǔ)層，表現(xiàn)為GR低值，CAL輕微增大，AC增大，RD，RS中低值且呈小幅度正差異或無(wú)差異；裂縫帶多發(fā)育裂縫型儲(chǔ)層，表現(xiàn)為RD，RS呈低值，CAL無(wú)明顯增大現(xiàn)象，AC小幅度增大，RD，RS小幅度降低?；跍y(cè)井資料的溶蝕帶、破碎帶和裂縫帶識(shí)別結(jié)果與地震資料對(duì)比可進(jìn)一步提高準(zhǔn)確度 （見(jiàn)圖7b），一般溶蝕帶靠近斷裂核部，往外依次為破碎帶和裂縫帶（見(jiàn)圖7c）。

圖7 裂縫帶、破碎帶和溶蝕帶測(cè)井識(shí)別

5.2 裂縫帶、破碎帶和溶蝕帶平面分布

基于塔河油田TP12CX，S99，AD斷裂附近86口單井（包括水平井和直井）的裂縫帶、破碎帶和溶蝕帶測(cè)井識(shí)別結(jié)果，并結(jié)合鉆井、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料等，繪制了該區(qū)域裂縫帶、破碎帶和溶蝕帶的平面分布（見(jiàn)圖8）。以3口典型井為例。

圖8 TP12CX和S99斷裂裂縫帶、破碎帶和溶蝕帶平面分布

1）T32井。在6 103.6～6 103.9 m鉆井放空，共計(jì)漏失鉆井液110.0 m3，測(cè)井解釋6 103.5～6 110.0，6 118.0～6 121.0，6 177.0～6 178.0 m為溶洞型儲(chǔ)層，射孔后產(chǎn)油61.50 t/d，產(chǎn)氣 1 728.60 m3/d，產(chǎn)水 37.40 t/d，綜合判斷該井鉆遇溶蝕帶。

2）T25井。鉆井過(guò)程中存在鉆井液漿滲漏現(xiàn)象，測(cè)井解釋 5 825.0～5 830.0，5 942.0～5 944.0，5 981.0～6 060.0 m為裂縫-溶孔型儲(chǔ)層，射孔后產(chǎn)油22.25 t/d，產(chǎn)氣186.07 m3/d，產(chǎn)水20.35 t/d，綜合判斷該井鉆遇破碎帶。

3）T61X 井。 測(cè)井解釋 6 282.0～6 291.0，6 296.0～6 302.0，6 318.0～6 331.0，6 388.0～6 391.0 m 為裂縫型儲(chǔ)層，射孔后產(chǎn)油7.52 t/d，產(chǎn)氣3.33 m3/d，產(chǎn)水0.30 t/d，綜合判斷該井鉆遇裂縫帶。

裂縫帶、破碎帶和溶蝕帶的平面分布結(jié)果表明：裂縫帶的發(fā)育范圍較寬，破碎帶其次，溶蝕帶的發(fā)育范圍較小。裂縫帶、破碎帶和溶蝕帶在TP12CX和S99斷裂上不同分段的橫向展布特征差異很大，裂縫帶的寬度為0.75～3.00 km，破碎帶的寬度為0.50～1.40 km，溶蝕帶的寬度為0～0.65 km。

6 結(jié)論

1）塔河油田奧陶系一間房組與鷹山組斷溶體油藏儲(chǔ)集空間主要為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及溶蝕改造所形成的溶孔、溶洞、裂縫，儲(chǔ)層分為溶洞類(lèi)（擴(kuò)徑，低AC，高CNL，低電阻，電成像有孔洞）、裂縫-溶孔類(lèi)（AC，CNL，DEN 呈“齒狀”特征、中高電阻率值，電成像有孔洞和正弦條帶）、裂縫類(lèi)（高AC，低CNL，電阻率呈“尖刺狀”特征，電成像有正弦條帶）3種類(lèi)型。

2）斷層構(gòu)造樣式以及與斷層距離為塔河油田奧陶系一間房組與鷹山組斷溶體發(fā)育的主要影響因素，地層剝蝕厚度、碳酸鹽礦物含量為次要影響因素，根據(jù)影響因素可將斷溶體劃分為V字形、倒V字形、復(fù)合形和條帶形斷溶體。

3）斷溶體中裂縫帶、破碎帶、溶蝕帶的平面分布范圍差異較大：裂縫帶的發(fā)育范圍較寬（0.75～3.00 km），破碎帶的發(fā)育范圍次之（0.50～1.40 km），溶蝕帶的發(fā)育范圍最?。?～0.65 km）。