王 云

(中國(guó)石油大港油田公司第五采油廠)

0 引 言

濱里海盆地位于東歐地臺(tái)的東南部，是哈薩克斯坦油氣資源最為豐富的沉積盆地。盆地周緣發(fā)育的巨厚碳酸鹽巖臺(tái)地沉積，為該盆地主要的含油層系。塔爾構(gòu)造位于濱里海盆地東緣南部，發(fā)育的兩套石炭系海相碳酸鹽巖為區(qū)內(nèi)主要目的層。早期以尋找受原始沉積控制的生屑灘相儲(chǔ)層為主，受制于碳酸鹽巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性影響，塔爾構(gòu)造雖然多口鉆井獲得油氣發(fā)現(xiàn)，但因儲(chǔ)層厚度薄、物性差，導(dǎo)致油氣產(chǎn)能低，儲(chǔ)量難以開(kāi)發(fā)動(dòng)用。經(jīng)氣測(cè)錄井及巖心取樣證實(shí)，鉆探的X-5井首次在第一套碳酸鹽巖層KT-Ⅰ段發(fā)現(xiàn)碳酸鹽巖巖溶型儲(chǔ)層，試油獲得工業(yè)油流，實(shí)現(xiàn)了區(qū)內(nèi)巖溶型儲(chǔ)層勘探的突破，有望成為該區(qū)另一個(gè)有利勘探領(lǐng)域。

本文基于區(qū)域地質(zhì)資料分析，結(jié)合錄井、鉆井成果，對(duì)研究區(qū)內(nèi)KT-Ⅰ段巖溶型儲(chǔ)層特征開(kāi)展深入研究，明確巖溶型儲(chǔ)層發(fā)育背景，落實(shí)儲(chǔ)量規(guī)模，以期指導(dǎo)該區(qū)塊下步勘探部署工作。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

根據(jù)濱里海盆地東緣B區(qū)塊鉆井、測(cè)井、巖性和古生物方面的資料，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料以及前人研究成果[1-2]，該區(qū)地層基本上可分為：鹽下泥盆系-石炭系-下二疊統(tǒng)碳酸鹽巖和碎屑巖地層組合、下二疊統(tǒng)孔谷階膏鹽巖層、鹽上上二疊統(tǒng)-三疊系-侏羅系-白堊系碎屑巖三大套地層組合。

濱里海盆地鹽下層系具有良好的生烴條件，泥盆系-二疊系(D 2-P 2)發(fā)育的濱岸-海相頁(yè)巖和碳酸鹽巖都有很大的生烴潛力，其烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較高，絕大多數(shù)烴源巖達(dá)到了好生油巖標(biāo)準(zhǔn)，部分烴源巖達(dá)到了極好生油巖標(biāo)準(zhǔn)，加之有機(jī)質(zhì)類型多以Ⅰ型和Ⅱ型為主，可為油氣的大量生成提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

濱里海盆地主要發(fā)育四套有利碳酸鹽巖儲(chǔ)蓋組合[3]：上泥盆統(tǒng)碳酸鹽巖儲(chǔ)層與下石炭統(tǒng)泥巖蓋層組合，KT-Ⅱ段碳酸鹽巖儲(chǔ)層與上覆MKT泥巖蓋層組合，KT-Ⅰ段碳酸鹽巖儲(chǔ)層與上覆P1as階泥巖蓋層組合，以及P1as階內(nèi)部碳酸鹽巖泥巖互層儲(chǔ)蓋組合。從研究區(qū)內(nèi)及周邊鉆井情況看，上泥盆統(tǒng)及P1as階內(nèi)部碳酸鹽巖見(jiàn)到了良好的油氣顯示，KT-Ⅰ段和KT-Ⅱ段均有油氣田發(fā)現(xiàn)。

盆地內(nèi)廣泛發(fā)育的下二疊統(tǒng)孔谷階厚層鹽巖為鹽下層系的油氣聚集提供了很好的區(qū)域性蓋層條件。油氣勘探實(shí)踐表明，孔谷階鹽巖層在盆地南部、東部和北部邊緣帶內(nèi)都是良好的油氣蓋層。此外，下二疊統(tǒng)阿丁斯克階泥頁(yè)巖和中石炭統(tǒng)頁(yè)巖也可為一些油氣藏充當(dāng)蓋層。

2 氣測(cè)錄井及巖心特征分析

目前塔爾構(gòu)造已鉆井中，僅X-5井在KT-Ⅰ段下部發(fā)現(xiàn)了巖溶型儲(chǔ)層，因此本文以該井為例，對(duì)其氣測(cè)錄井及巖心特征開(kāi)展詳細(xì)分析。

X-5井位于塔爾構(gòu)造北北東向主構(gòu)造高部位，其鹽下目的層P1as階、KT-Ⅰ、KT-Ⅱ段共鉆遇698 m灰?guī)r，見(jiàn)到10層共37 m的油氣顯示，其中錄井描述KT-Ⅰ段下部2 380～2 394 m為針孔狀溶孔灰?guī)r，氣測(cè)異常值極高(為其他顯示層的數(shù)倍)，KT-Ⅰ段頂部、KT-Ⅱ段頂部及P1as階次之(表1)，與以往該區(qū)油氣只富集在KT-Ⅰ及KT-Ⅱ段上部的認(rèn)識(shí)不符。對(duì)巖心檢查發(fā)現(xiàn)該段含油性非常好，其上部孔洞較為發(fā)育，但分布不均，見(jiàn)有效裂縫13條(7條立縫、6條平縫)。巖心總體特征是微孔(主要為晶間孔)極其發(fā)育，輔以較為發(fā)育的溶孔溶洞，具有高孔(微孔)含油特征：即柱面和斷面多數(shù)被原油侵染，稍置后見(jiàn)原油沿微縫、微孔和孔洞中呈片狀滲出，中途測(cè)試獲78 t/d的高產(chǎn)工業(yè)油流。綜合氣測(cè)錄井、巖心特征認(rèn)為，本油層具備巖溶型儲(chǔ)層特征，為區(qū)內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)并獲得突破的一個(gè)新領(lǐng)域。

表1 塔爾構(gòu)造X-5井氣測(cè)錄井異常段解釋成果

3 碳酸鹽巖巖溶型儲(chǔ)層特征

3.1 沉積背景分析

受烏拉爾造山運(yùn)動(dòng)以及海平面升降影響，B區(qū)塊經(jīng)歷多期暴露溶蝕改造。層序地層學(xué)研究結(jié)果表明，塔爾構(gòu)造石炭系地層發(fā)育七期不整合面(圖1)，其中濱里海盆地可對(duì)比的區(qū)域性不整合面有C2b末期、C2m1末期以及C2g末期，加之KT-Ⅰ段沉積時(shí)經(jīng)歷了大小不等的四期不整合面(KT-Ⅰ頂、底兩次規(guī)模較大，KT-Ⅰ內(nèi)部?jī)纱我?guī)模相對(duì)較小)，各不整合面發(fā)生不同程度的風(fēng)化剝蝕作用，有利于巖溶型儲(chǔ)層的發(fā)育。

塔爾構(gòu)造巖溶型儲(chǔ)層均為臺(tái)內(nèi)淺水灘相生屑、砂屑、鮞?；?guī)r儲(chǔ)層，其演化形成主要發(fā)生在淺水高能的臺(tái)內(nèi)灘相中，在經(jīng)過(guò)海底和淺埋藏成巖環(huán)境后，曾受到短期表生成巖環(huán)境的改造，包括風(fēng)化剝蝕作用及淋濾作用，使得地表地層被剝蝕的同時(shí)，易溶物質(zhì)被溶蝕，在滲流帶下部和潛流帶上部形成大量孔洞。隨后又經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間中-深埋藏成巖環(huán)境的改造，一方面埋藏溶蝕作用形成較多的次生孔隙，另一方面埋藏膠結(jié)作用形成大量的方解石，使儲(chǔ)層品質(zhì)降低。

圖1 濱里海盆地東緣A井層序地層柱狀圖

3.2 成巖特征分析

鉆井成果顯示，X-5井KT-Ⅰ段巖心分析表明，在S 6層序內(nèi)發(fā)育一套巖溶型儲(chǔ)層，測(cè)井解釋油層7.8 m/2層，孔隙度介于7.9%～9.3%，試油獲得工業(yè)油氣流。通過(guò)對(duì)成巖環(huán)境的分析，認(rèn)為研究區(qū)在成巖過(guò)程中主要存在四種溶解作用：準(zhǔn)同生期溶解作用、準(zhǔn)同生期大氣淡水溶解作用、表生期溶解作用及埋藏期溶解作用。X-5井主要表現(xiàn)為表生期溶解作用，由于塔爾構(gòu)造地區(qū)3期構(gòu)造抬升幅度小，風(fēng)化作用持續(xù)時(shí)間短，巖溶層規(guī)模小，一般厚度在10 m以內(nèi)，甚至2～3 m。該風(fēng)化殼具有明顯的正旋回特征，自身形成優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)蓋組合：風(fēng)化殼上部為藍(lán)綠色鋁土質(zhì)泥巖和結(jié)核狀黑色泥巖互層，在平面上分布較廣，可作為區(qū)域性隔層；風(fēng)化殼中部為含灰礫泥巖，在漏斗頸處受卡，阻礙了黏土對(duì)下部空間的充填，使得風(fēng)化殼下部?jī)?chǔ)層得以保存(圖2)，由于黏土疏松，還可成為油氣運(yùn)移的通道；風(fēng)化殼下部為具有大量褐色針孔狀的溶孔灰?guī)r，含油性較高。這種巖溶模式歸納為漏斗型巖溶模式，具有油氣儲(chǔ)集空間大，自身可形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)蓋組合的特點(diǎn)。從地震反射特征上看，X-5井表現(xiàn)為較強(qiáng)-強(qiáng)振幅串珠狀地震反射(圖3)，表明巖溶孔洞與周邊地層存在明顯物性差異，為工區(qū)內(nèi)巖溶型儲(chǔ)層的識(shí)別和預(yù)測(cè)提供依據(jù)。

該套儲(chǔ)層目前已累產(chǎn)原油兩萬(wàn)多噸，仍在穩(wěn)定產(chǎn)出，因此區(qū)內(nèi)油層組儲(chǔ)集物性控制著原油的充注程度，特別是孔洞發(fā)育程度決定著原油的儲(chǔ)量。

圖2 X-5井B 3層漏斗型巖溶模式

圖3 塔爾構(gòu)造X-5井KT-Ⅰ巖溶段地震反射特征

3.3 巖溶型儲(chǔ)層分析

塔爾構(gòu)造KT-Ⅰ段儲(chǔ)層研究表明，KT-Ⅰ段儲(chǔ)層縱向差異性明顯，下部?jī)?chǔ)層主要分布于塔爾構(gòu)造主體部位，中部?jī)?chǔ)層在全區(qū)均有分布，上部?jī)?chǔ)層則主要分布于塔爾構(gòu)造東部區(qū)域。地層頂部則受區(qū)域性剝蝕作用影響，地表河流溶蝕作用相對(duì)不明顯，巖溶孔隙集中于巖溶水道較為發(fā)育的中下部。

利用GeoEast軟件現(xiàn)代體屬性的相干屬性及曲率屬性[4]對(duì)KT-Ⅰ段開(kāi)展巖溶型儲(chǔ)層分析，尋找?guī)r溶形成的有利條件。從圖4中可知，KT-Ⅰ段沉積時(shí)期，塔爾構(gòu)造具有西高東低的古沉積背景，西部為巖溶高地，東部為巖溶斜坡區(qū)，水系由西向東流淌，有利于對(duì)工區(qū)東部碳酸鹽巖地層的改造。首先開(kāi)展對(duì)巖溶水系的識(shí)別與分析，利用相干切片初步識(shí)別出三條大型巖溶水系，其由西向東從巖溶高地流向巖溶斜坡區(qū)，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)曲率切片進(jìn)一步精細(xì)刻畫，識(shí)別出次一級(jí)的巖溶水系。最終在區(qū)內(nèi)共識(shí)別出5條巖溶水系，其由南向北均勻的分布于工區(qū)東部，為區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層的改造提供了必備條件，同時(shí)為精細(xì)落實(shí)工區(qū)巖溶儲(chǔ)層發(fā)育提供了有利依據(jù)。

圖4 塔爾構(gòu)造T-5井KT-Ⅰ段B 3層相干切片(左)與曲率切片(右)

振幅曲率屬性為區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層分析的另一大利器，其不僅能夠反映構(gòu)造特征，同時(shí)能夠突出由地質(zhì)因素造成的振幅差異，能識(shí)別出非常細(xì)微的橫、縱向變化，從而反映地質(zhì)特點(diǎn)，準(zhǔn)確刻畫出地質(zhì)體的輪廓。塔爾構(gòu)造KT-Ⅰ段B 3層振幅曲率屬性切片顯示(圖5a)，巖溶作用的發(fā)生主要依附于巖溶水系，其主要分布于巖溶水系流經(jīng)區(qū)及兩側(cè)邊緣地區(qū)，其中巖溶高地中溶蝕作用區(qū)順層分布，巖溶斜坡區(qū)溶孔作用則主要分布于工區(qū)東部巖溶水系發(fā)育區(qū)域[5]。

圖5 塔爾構(gòu)造T-5井KT-Ⅰ段B 3層振幅曲率切片與孔隙度反演

將通過(guò)地震屬性對(duì)巖溶水系的刻畫以及巖溶型儲(chǔ)層的分析預(yù)測(cè)結(jié)果作為約束條件，進(jìn)一步對(duì)塔爾構(gòu)造KT-Ⅰ段巖溶型儲(chǔ)層進(jìn)行孔隙度反演，結(jié)果顯示孔隙度高值區(qū)(儲(chǔ)層發(fā)育區(qū))主要分布于塔爾構(gòu)造東部巖溶水系兩側(cè)周緣地區(qū)(圖5b)，與先前分析相吻合。這一結(jié)果證實(shí)了本次所做工作的有效性，同時(shí)也指明了該區(qū)下一步的勘探方向。

4 應(yīng)用效果

為探明區(qū)內(nèi)巖溶型儲(chǔ)層分布范圍，實(shí)現(xiàn)區(qū)內(nèi)油氣勘探新突破，在對(duì)塔爾構(gòu)造KT-Ⅰ段綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，結(jié)合主要目的層段評(píng)價(jià)結(jié)果，優(yōu)選井位目標(biāo)，在X-5井東北方向部署探井X-9井。

鉆探結(jié)果顯示X-9井在目標(biāo)層系錄井顯示較好，同時(shí)鉆井巖心揭示該層溶蝕孔洞發(fā)育且含油性好(圖6)，有望獲得油氣發(fā)現(xiàn)，展示了區(qū)內(nèi)巖溶型儲(chǔ)層勘探的巨大潛力。

圖6 塔爾構(gòu)造X-9井鉆探成果

5 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

碳酸鹽巖巖溶型儲(chǔ)層勘探的突破，拓展了研究區(qū)碳酸鹽巖勘探新領(lǐng)域，成為塔爾構(gòu)造碳酸鹽巖勘探新的儲(chǔ)量增長(zhǎng)點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)塔爾構(gòu)造效益勘探、規(guī)模勘探奠定了基礎(chǔ)，成為該區(qū)近年來(lái)增儲(chǔ)上產(chǎn)的有效支撐。通過(guò)碳酸鹽巖巖溶型儲(chǔ)層的研究，形成以下4點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

(1)基于氣測(cè)錄井及巖心特征分析能夠?yàn)閮?chǔ)層的識(shí)別提供有效依據(jù)。

(2)多期次海平面升降運(yùn)動(dòng)所形成的風(fēng)化剝蝕面及表生期巖溶作用是塔爾構(gòu)造巖溶型儲(chǔ)層形成的基礎(chǔ)。

(3)精準(zhǔn)的古地貌分析及具有針對(duì)性的預(yù)測(cè)方法是研究巖溶型儲(chǔ)層分析的必備條件。

(4)多技術(shù)、多方法綜合應(yīng)用是巖溶型儲(chǔ)層研究取得成果的關(guān)鍵。