劉偉，沈安江，柳廣弟，鄭興平，陳婭娜，張友

（1中國(guó)石油大學(xué)（北京）；2中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院；3中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

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塔里木盆地塔東地區(qū)下古生界碳酸鹽巖儲(chǔ)層特征與勘探領(lǐng)域

劉偉1，沈安江2，3，柳廣弟1，鄭興平2，3，陳婭娜2，張友2

（1中國(guó)石油大學(xué)（北京）；2中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院；3中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

摘 要塔里木盆地塔東地區(qū)下古生界碳酸鹽巖勘探雖已獲得突破，但儲(chǔ)層類(lèi)型和主控因素不清、有效儲(chǔ)層分布規(guī)律不明一直是制約該區(qū)勘探領(lǐng)域評(píng)價(jià)和井位部署的瓶頸之一?；诼额^、巖心、薄片、鉆井、測(cè)試和地震等資料，綜合地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)，指出塔東地區(qū)發(fā)育5類(lèi)儲(chǔ)層，分別為奧陶系一間房組—鷹山組上段的灰?guī)r礁灘溶蝕型儲(chǔ)層、鷹山組下段—蓬萊壩組的溶蝕型白云石化儲(chǔ)層、寒武系臺(tái)緣丘灘白云巖儲(chǔ)層、塔東低凸起上寒武統(tǒng)斜坡深水重力流型白云巖儲(chǔ)層和上震旦統(tǒng)微生物丘灘白云巖儲(chǔ)層。其中溶蝕型白云石化儲(chǔ)層和臺(tái)緣丘灘白云巖儲(chǔ)層是塔東地區(qū)重要的儲(chǔ)層類(lèi)型，礁（丘）灘體和溶蝕作用是這兩類(lèi)儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素。在此基礎(chǔ)上評(píng)價(jià)了兩個(gè)現(xiàn)實(shí)勘探領(lǐng)域和三個(gè)風(fēng)險(xiǎn)勘探領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞塔東地區(qū)；碳酸鹽巖儲(chǔ)層；礁灘體；溶蝕作用；勘探領(lǐng)域

本文受?chē)?guó)家科技重大專項(xiàng)“四川、塔里木等盆地及鄰區(qū)海相碳酸鹽巖大油氣田形成條件、關(guān)鍵技術(shù)及目標(biāo)評(píng)價(jià)”（編號(hào)：2011ZX05004）資助

劉偉：1978年生，高級(jí)工程師。2008年中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院畢業(yè)，獲博士學(xué)位。從事海相碳酸鹽巖沉積與儲(chǔ)層研究。通訊地址：100083北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號(hào)；E-mail：liuwei086@petrochina.com.cn

1 引 言

塔東地區(qū)主要指塔里木盆地羊屋2井―滿參1井―塔中32井―古城一線以東的地區(qū)（圖1），包括塔東低凸起、滿加爾凹陷、英吉蘇凹陷以及孔雀河斜坡等二級(jí)構(gòu)造單元，面積約12×104km2［1］。塔東地區(qū)碳酸鹽巖油氣勘探始于1989年，目前有探井20口（12口是2011年以來(lái)的新井），其中10口井獲不同程度的油氣顯示或工業(yè)油氣流，揭示了塔東地區(qū)下古生界碳酸鹽巖良好的勘探前景。但是，由于塔東地區(qū)經(jīng)歷了多期構(gòu)造活動(dòng)和構(gòu)造熱事件［2-3］，烴源巖演化程度高［4-5］，成藏期次和后期保存條件復(fù)雜［6-8］，故下古生界碳酸鹽巖油氣勘探仍然面臨諸多難題，其中關(guān)鍵難題之一是下古生界碳酸鹽巖儲(chǔ)層經(jīng)歷多期疊加改造而具有強(qiáng)烈的非均質(zhì)性，儲(chǔ)層類(lèi)型、儲(chǔ)層發(fā)育主控因素和儲(chǔ)層規(guī)模不清，這直接影響了勘探領(lǐng)域評(píng)價(jià)和井位部署。

本文基于露頭、16口井的巖心和薄片資料，綜合鉆井、錄井和測(cè)試資料以及地球化學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)等，指出塔東地區(qū)發(fā)育5類(lèi)儲(chǔ)層，分別為奧陶系一間房組—鷹山組上段的灰?guī)r礁灘溶蝕型儲(chǔ)層、鷹山組下段—蓬萊壩組的溶蝕型白云石化儲(chǔ)層、寒武系臺(tái)緣丘灘白云巖儲(chǔ)層、塔東隆起上寒武統(tǒng)斜坡深水重力流型白云巖儲(chǔ)層和上震旦統(tǒng)微生物丘灘白云巖儲(chǔ)層，其中溶蝕型白云石化儲(chǔ)層和臺(tái)緣丘灘白云巖儲(chǔ)層是塔東地區(qū)重要的儲(chǔ)層類(lèi)型，明確了礁（丘）灘體和溶蝕作用是這兩類(lèi)儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素，評(píng)價(jià)了兩個(gè)現(xiàn)實(shí)勘探領(lǐng)域和三個(gè)風(fēng)險(xiǎn)勘探領(lǐng)域，期望能為塔東地區(qū)下古生界碳酸鹽巖油氣勘探提供支撐。

2 儲(chǔ)層發(fā)育地質(zhì)背景

塔東地區(qū)下古生界碳酸鹽巖地層發(fā)育較全，在臺(tái)地和斜坡—盆地兩大相區(qū)均有分布（表1，圖2）［9-11］。

從塔東1、塔東2、米蘭1、古城4、古城6、城探1等鉆井和卻爾卻克山、雅爾當(dāng)山等剖面（位置見(jiàn)圖2）來(lái)看，臺(tái)地相區(qū)震旦系碳酸鹽巖厚0～800m，寒武系和中—下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組、鷹山組、一間房組碳酸鹽巖累計(jì)厚度近2000m，上覆吐木休克組碎屑巖；震旦系頂和寒武系頂存在明顯的層間暴露剝蝕面。需要說(shuō)明的是，根據(jù)工作程度一般把鷹山組分為上段和下段，在局部研究程度較高的井區(qū)，鷹山組上段又細(xì)分為鷹一段和鷹二段，鷹山組下段則細(xì)分為鷹三段和鷹四段。

圖1 塔里木盆地塔東地區(qū)構(gòu)造位置

斜坡—盆地相區(qū)碳酸鹽巖主要見(jiàn)于震旦系、上寒武統(tǒng)（突爾沙克塔格群下亞群）和下奧陶統(tǒng)（突爾沙克塔格群上亞群），累計(jì)厚度200~1300m，震旦系頂存在明顯的暴露剝蝕面。塔東地區(qū)碳酸鹽巖的分布為儲(chǔ)層發(fā)育奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

前人對(duì)塔東地區(qū)早古生代巖相古地理做過(guò)較為系統(tǒng)的工作，編制了系列巖相古地理圖或沉積相圖［11-14］。塔東地區(qū)早古生代總體為兩臺(tái)夾一盆的古地理面貌（圖2）。臺(tái)地相區(qū)以碳酸鹽巖沉積為主，臺(tái)緣帶礁灘和臺(tái)內(nèi)淺灘在不同層位均見(jiàn)規(guī)模發(fā)育，斜坡—盆地相區(qū)以泥質(zhì)沉積為主（黑土凹組、莫合爾山組和西大山組、西山布拉克組），形成了優(yōu)質(zhì)烴源巖。在斜坡部位發(fā)育的碳酸鹽重力流沉積［15］，尤以上寒武統(tǒng)和下奧陶統(tǒng)的突爾沙克塔格群最為典型。早寒武世至晚寒武世，臺(tái)地邊緣呈緩坡—弱鑲邊—強(qiáng)鑲邊的演化特征，奧陶紀(jì)主體呈加積型強(qiáng)鑲邊演化特征。碳酸鹽巖層序內(nèi)幕發(fā)育多期小規(guī)模暴露，這為顆粒灘灰?guī)r的孔隙發(fā)育提供了地質(zhì)背景。

圖2 塔里木盆地塔東地區(qū)上寒武統(tǒng)（a）和奧陶系鷹山組下段（b）巖相古地理（據(jù)文獻(xiàn)［11-14］編繪）

3 儲(chǔ)層類(lèi)型與成因

塔東地區(qū)下古生界碳酸鹽巖沉積相類(lèi)型的多樣性以及多期次表生暴露、埋藏溶蝕、埋藏白云石化作用導(dǎo)致儲(chǔ)層類(lèi)型多樣、成因復(fù)雜。根據(jù)儲(chǔ)層成因和分布，可以將儲(chǔ)層分為5種類(lèi)型，分別是一間房組—鷹山組上段的灰?guī)r礁灘溶蝕型儲(chǔ)層、鷹山組下段—蓬萊壩組的溶蝕型白云石化儲(chǔ)層、寒武系臺(tái)緣丘灘白云巖儲(chǔ)層、塔東低凸起上寒武統(tǒng)斜坡深水重力流型白云巖儲(chǔ)層和上震旦統(tǒng)微生物丘灘白云巖儲(chǔ)層（表2）。

表2 塔東地區(qū)震旦系—下古生界碳酸鹽巖儲(chǔ)層類(lèi)型及勘探領(lǐng)域

其中鷹山組下段—蓬萊壩組白云石化溶蝕型儲(chǔ)層和寒武系臺(tái)緣丘灘白云巖儲(chǔ)層，有良好的氣測(cè)顯示，并取得了工業(yè)性突破，這是塔東地區(qū)主要的和現(xiàn)實(shí)的儲(chǔ)層類(lèi)型。塔東地區(qū)西部臺(tái)內(nèi)—臺(tái)緣帶的古城6井在鷹山組下段獲得天然氣26.4234×104m3/d的工業(yè)產(chǎn)能，古隆1井在鷹山組下段獲得1.0067×104m3/d的天然氣產(chǎn)量，古城4井在一間房組和鷹山組均見(jiàn)有大量的瀝青，近年來(lái)古城三維區(qū)的古城7井鷹山組下段氣測(cè)顯示很好，古城8井鷹山組下段獲天然氣47.84×104m3/d的工業(yè)產(chǎn)能，古城9井鷹山組下段獲天然氣107.8×104m3/d的工業(yè)產(chǎn)能。塔東地區(qū)東部臺(tái)緣帶的羅西1井在鷹山組見(jiàn)輕質(zhì)原油侵染裂縫。臺(tái)盆相區(qū)的塔東2井在寒武系獲52升原油和少量的天然氣，西部臺(tái)緣帶的城探1井在寒武系丘灘體中見(jiàn)很好的氣測(cè)顯示（由于工程原因未測(cè)試）。

本文重點(diǎn)介紹這兩類(lèi)儲(chǔ)層的特征、成因和分布。其它三類(lèi)儲(chǔ)層，由于研究程度較弱，系統(tǒng)客觀地論述其成因和控制因素尚還有困難，故在文中僅描述其儲(chǔ)層特征（參見(jiàn)表2）。

3.1 溶蝕型白云石化儲(chǔ)層

塔東地區(qū)蓬萊壩組和鷹山組下段普遍發(fā)生白云石化，而且具有由下向上白云石化程度逐漸減弱的趨勢(shì)。白云巖呈準(zhǔn)層狀、透鏡狀與灰?guī)r大面積間互分布，白云石化率30﹪～70﹪不等，由東向西白云石化率具逐漸增大的趨勢(shì)，并一直延伸到塔中地區(qū)。儲(chǔ)層主要見(jiàn)于白云巖中，未白云石化的石灰?guī)r往往較致密，導(dǎo)致儲(chǔ)層強(qiáng)烈的非均質(zhì)性，故一般認(rèn)為白云石化是儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素。古城6、古城7、古城8、古城9、古城12井在這套儲(chǔ)層中發(fā)現(xiàn)了高產(chǎn)工業(yè)氣流或很好的氣測(cè)顯示，產(chǎn)層為鷹山組三段，故本文以古城地區(qū)鷹三段為重點(diǎn)，探討溶蝕型白云巖儲(chǔ)層的成因和分布規(guī)律。研究認(rèn)為這類(lèi)儲(chǔ)層的發(fā)育受以下三個(gè)因素控制。

表3 基于巖心和薄片標(biāo)定的奧陶系鷹山組三段不同巖性的巖-電識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

3.1.1 礁灘相沉積是儲(chǔ)層發(fā)育的基礎(chǔ)，相控特征明顯

古城地區(qū)白云巖儲(chǔ)層有大量殘留顆粒結(jié)構(gòu)或幻影，反映原巖為顆粒灘相的石灰?guī)r（圖3a，3b，3d，3g）。對(duì)39.55 m巖心、302個(gè)井壁取心、333塊薄片以及7100m成像測(cè)井資料分析統(tǒng)計(jì)，古城地區(qū)鷹山組下段—蓬萊壩組發(fā)育半局限臺(tái)地顆粒灘夾灘間洼地、潮坪相沉積，顆粒灘是優(yōu)勢(shì)相（圖3c—3e）。鷹三段亮晶顆?；?guī)r的比例高達(dá)37﹪、泥晶/粘結(jié)顆?；?guī)r的比例達(dá)到33﹪，鷹四段亮晶顆?；?guī)r的比例16﹪、泥晶/粘結(jié)顆?；?guī)r的比例達(dá)到42﹪，這可能與緊鄰臺(tái)緣帶、顆粒灘發(fā)育的地質(zhì)背景優(yōu)越有關(guān)，它為規(guī)模白云巖儲(chǔ)層的發(fā)育奠定了基礎(chǔ)。

基于巖心、薄片的標(biāo)定，本文建立了亮晶顆粒灰?guī)r（高能灘）（圖3c）、泥晶/粘結(jié)顆?；?guī)r（中低能灘）（圖3d）、顆粒泥晶灰?guī)r（灘間洼地）（圖3e）、殘余顆粒白云巖、泥粉晶白云巖（潮坪）（圖3f）的成像測(cè)井和常規(guī)測(cè)井的巖-電識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)（表3）。據(jù)此，對(duì)古城地區(qū)9口井的鷹山組進(jìn)行了測(cè)井巖性識(shí)別，經(jīng)過(guò)井-震標(biāo)定，通過(guò)時(shí)間切片，預(yù)測(cè)了古城地區(qū)鷹山組三段顆粒灘的分布（圖4），由圖4可見(jiàn)，鷹三段早期發(fā)育2個(gè)顆粒灘條帶，晚期西部顆粒灘連片分布，這些顆粒灘為古城地區(qū)規(guī)模儲(chǔ)層的發(fā)育奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.1.2 顆粒灘暴露和淡水溶蝕是儲(chǔ)集空間發(fā)育的關(guān)鍵

塔東地區(qū)的儲(chǔ)層發(fā)育于白云巖中，而且白云巖的原巖為顆粒灰?guī)r，但并不是所有的顆粒灰?guī)r都發(fā)生了白云石化，因?yàn)檫@與原巖的孔隙特征有關(guān)。一方面，只有具較好孔滲性的原巖，才能在埋藏環(huán)境中為白云石化介質(zhì)提供通道并導(dǎo)致白云石化；而未發(fā)生白云石化的顆?；?guī)r大多較致密則從另一個(gè)方面說(shuō)明了此問(wèn)題。原巖的孔隙特征受沉積環(huán)境和早表生成巖環(huán)境控制，沉積環(huán)境控制原生孔隙的發(fā)育或破壞（膠結(jié)作用等），早表生期大氣淡水淋溶則控制組構(gòu)選擇性溶孔的發(fā)育，并使原生孔隙進(jìn)一步溶蝕擴(kuò)大［16］。

圖3 塔里木盆地古城地區(qū)奧陶系顆粒灘和白云巖儲(chǔ)層微觀特征

古城地區(qū)鷹山組三段的內(nèi)幕發(fā)育多期與海平面下降相關(guān)的暴露，巖心和薄片中可以見(jiàn)到較多滲流粉砂、示底構(gòu)造和鈣屑砂泥（滲流沉積）混雜堆積的現(xiàn)象，這些均反映了早表生期大氣淡水淋濾作用非常普遍，并導(dǎo)致白云石化呈層狀分布（圖5）。白云巖位于向上變淺旋回的上部，似乎是受海平面變化控制，其實(shí)質(zhì)是海平面變化控制了碳酸鹽沉積物的暴露和組構(gòu)選擇性溶孔的發(fā)育，而溶孔的發(fā)育又為白云石化介質(zhì)提供了通道的緣故。這也就為白云巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供了依據(jù)，即海平面旋回頂部的顆粒灘往往容易發(fā)生白云石化而成為有效儲(chǔ)層。

3.1.3 白云石化和熱液活動(dòng)對(duì)儲(chǔ)層有雙重改造作用

前已述及，儲(chǔ)層發(fā)育于白云巖中，但并不是所有的白云巖都是儲(chǔ)層，這使得傳統(tǒng)所認(rèn)為的白云石化對(duì)孔隙發(fā)育貢獻(xiàn)大的觀點(diǎn)面臨了挑戰(zhàn)［17］。古城地區(qū)白云巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間以晶間孔和晶間溶孔為主，從晶間孔和殘留顆粒結(jié)構(gòu)分析（圖3g），晶間孔實(shí)際上是對(duì)原巖粒間孔的繼承和調(diào)整，原巖的孔隙度不但會(huì)影響白云石化作用，而且還會(huì)影響白云巖儲(chǔ)層的物性。事實(shí)上，前人已經(jīng)對(duì)白云巖的原巖和孔隙的成因做過(guò)深入的研究，認(rèn)為晶粒白云巖的原巖大多為顆?；?guī)r，白云巖的孔隙是對(duì)原巖孔隙的繼承和調(diào)整［18］，塔東地區(qū)鷹山組白云巖儲(chǔ)層也不例外。

圖4 基于地震屬性分析的古城地區(qū)奧陶系鷹山組三段顆粒灘分布預(yù)測(cè)圖

圖5 塔東地區(qū)奧陶系鷹山組—蓬萊壩組連井剖面

熱液對(duì)儲(chǔ)層的改造具有雙重作用：一方面，通過(guò)埋藏—熱液溶蝕作用形成晶間溶孔（圖3h）；另一方面，通過(guò)熱液礦物的充填而破壞孔隙［19］（圖3i）。按斷層的活動(dòng)時(shí)間和規(guī)模，塔東地區(qū)大致發(fā)育三期斷層（圖6）：第①期斷層活動(dòng)較早，僅斷穿寒武系底，規(guī)模一般小于3km，總體呈NE走向，不能作為鷹三段的熱液通道；第②期斷層斷穿寒武系底—奧陶系灰?guī)r頂，或者斷穿寒武系底并進(jìn)入奧陶系鷹山組，規(guī)模大，一般大于10km，總體呈NE走向，可作為鷹三段的熱液通道，其中，不斷穿奧陶系頂?shù)臄鄬幼钣欣跓嵋喊自茙r儲(chǔ)層的發(fā)育；第③期斷層活動(dòng)較晚，僅斷穿中下奧陶統(tǒng)，規(guī)模中等，一般3~10 km，總體呈NW、NE、NNE走向，不能作為鷹三段的熱液通道。熱液作用導(dǎo)致的白云巖儲(chǔ)層側(cè)向上的分帶性和非均質(zhì)性（圖7），可分為顆粒灘白云巖儲(chǔ)層發(fā)育帶（Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層，基質(zhì)孔）、埋藏—熱液溶擴(kuò)孔洞帶（Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層，基質(zhì)孔+孔洞）、硅質(zhì)膠結(jié)充填帶和白云石/方解石膠結(jié)充填帶。

圖6 塔里木盆地古城地區(qū)寒武系—奧陶系斷裂發(fā)育特征

圖7 塔里木盆地古城地區(qū)奧陶系鷹山組—蓬萊壩組埋藏-熱液溶蝕、膠結(jié)序列與模式

綜上所述，塔東地區(qū)鷹山組下段大面積發(fā)育溶蝕型白云石化儲(chǔ)層，顆粒灘沉積是儲(chǔ)層發(fā)育的基礎(chǔ)，在原生粒間孔的基礎(chǔ)上，顆粒灘暴露和淡水溶蝕是儲(chǔ)集空間發(fā)育的關(guān)鍵，以組構(gòu)選擇性溶孔為主，同時(shí)為白云石化介質(zhì)提供了通道，這也是導(dǎo)致白云石化呈斑塊狀和透鏡狀分布的原因。白云石化本身對(duì)儲(chǔ)集空間的貢獻(xiàn)并不大，但由于在表生環(huán)境中，白云巖比石灰?guī)r難溶，白云巖構(gòu)成的堅(jiān)固格架有利于孔隙的保存，在深埋環(huán)境中，白云巖則比石灰?guī)r易溶［20］，有利于通過(guò)埋藏-熱液溶蝕作用而形成溶蝕孔洞。埋藏-熱液溶蝕作用是把雙刃劍，它既可以通過(guò)溶蝕作用形成孔隙，又可以通過(guò)熱液礦物的沉淀而破壞孔隙。埋藏溶蝕孔洞沿先存孔隙發(fā)育帶的分布具有繼承性［21］，這也是埋藏-熱液溶蝕孔洞主要發(fā)育于白云巖中的原因。

3.2 臺(tái)緣丘灘白云巖儲(chǔ)層

塔東地區(qū)西部寒武系由北向南發(fā)育輪古—古城臺(tái)緣帶，南北長(zhǎng)近250km，東西寬近20km（圖2a）。下寒武統(tǒng)以遠(yuǎn)端變陡的碳酸鹽緩坡為特征，微生物丘發(fā)育；中寒武統(tǒng)呈弱鑲邊特征，以微生物丘為主，伴生顆粒灘沉積；上寒武統(tǒng)為鑲邊臺(tái)地特征，以顆粒灘沉積為主，伴生微生物丘。于奇6井和塔深1井位于輪古—古城臺(tái)緣帶的北段（圖2a），鉆遇的目的層段為上寒武統(tǒng)，巖性為晶粒白云巖，推測(cè)原巖為礁灘相沉積，溶蝕孔洞發(fā)育。城探1井和古城4井位于輪古—古城臺(tái)緣帶的南段，鉆遇目的層為中上寒武統(tǒng)，晶粒白云巖中可見(jiàn)顆粒和微生物結(jié)構(gòu)殘留。本文重點(diǎn)以城探1井為例闡述寒武系臺(tái)緣帶丘灘儲(chǔ)層的成因（圖8）。

圖8 塔里木盆地古城地區(qū)城探1井寒武系綜合柱狀圖

3.2.1 臺(tái)緣帶丘灘體是儲(chǔ)層發(fā)育的基礎(chǔ)，相控特征明顯

地震資料顯示古城地區(qū)寒武系臺(tái)緣帶發(fā)育多期進(jìn)積型丘灘體（參見(jiàn)圖9）。丘灘體形態(tài)完整，丘狀反射特征明顯，第三期丘灘體頂部反射明顯增強(qiáng)，前翼存在削截現(xiàn)象。城探1井鉆遇第三期丘灘體的核部和第二期丘灘體的翼部。第三期丘灘體上部巖心和井壁取心（第三期丘灘體下部和第二期丘灘體的翼部），薄片鑒定結(jié)果為顆粒白云巖和藻白云巖（圖10a，10b），反映丘灘相沉積，薄片只見(jiàn)到少量好的基質(zhì)孔，但巖心溶蝕孔洞發(fā)育（圖10c，10d）。第二期丘灘體氣測(cè)顯示很好，只是由于工程原因未能測(cè)試，第三期丘灘體為水層，這說(shuō)明這套丘灘體應(yīng)該發(fā)育好的儲(chǔ)層。

圖9 塔里木盆地古城地區(qū)地震剖面的地質(zhì)解釋

該地區(qū)鉆遇寒武系的鉆井少，為了客觀認(rèn)識(shí)這套丘灘儲(chǔ)層的特征，開(kāi)展了柯坪地區(qū)蘇蓋特布拉克剖面寒武系肖爾布拉克組臺(tái)緣帶丘灘體解剖研究（圖10e，10f，圖11），這可為古城地區(qū)丘灘體認(rèn)識(shí)提供借鑒。通過(guò)解剖發(fā)現(xiàn)，肖爾布拉克組上段多期丘灘體疊置發(fā)育，早期丘灘規(guī)模小，為點(diǎn)丘和透鏡狀灘，晚期丘灘規(guī)模大，呈厚層狀連片發(fā)育，具“小丘大灘”的特征，厚層的砂屑灘為孔隙發(fā)育最主要的載體（圖11）。

3.2.2 儲(chǔ)集空間主要形成于表生環(huán)境的溶蝕作用

地震和巖心資料均揭示寒武系臺(tái)緣丘灘體經(jīng)歷了表生期暴露溶蝕。地震剖面上，臺(tái)緣丘灘體頂部有削截現(xiàn)象。鉆遇第三期丘灘體的城探1井寒武系巖心見(jiàn)有溶塌角礫巖（圖10d）和滲流粉砂、示底構(gòu)造，并且溶洞充填物Sr/Ba＜1，指示淡水沉積。表生巖溶作用形成規(guī)模不等的溶孔、溶洞及溶縫，對(duì)于儲(chǔ)層的形成和改善有重要作用。巖溶垮塌作用形成的角礫巖具有較大的礫間孔洞，這為晚期熱液流體進(jìn)一步改造儲(chǔ)層提供了有利條件。

3.2.3 埋藏-熱液溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)集空間的發(fā)育具重要貢獻(xiàn)

礦物學(xué)、流體包裹體測(cè)溫和同位素等數(shù)據(jù)表明，塔東地區(qū)寒武系經(jīng)歷了熱液改造。首先，不同規(guī)模的溶蝕孔洞中發(fā)現(xiàn)了鞍狀白云石、石英、方解石等礦物，包裹體均一溫度主峰在160～200℃；其次，多數(shù)樣品碳、氧同位素嚴(yán)重偏負(fù)，反映了較高的形成溫度［22］；此外，Sr同位素比值高于寒武紀(jì)海水值，這可能與深部熱液流經(jīng)寒武系底部碎屑巖地層或結(jié)晶基底有關(guān)［19］。與奧陶系鷹山組類(lèi)似，熱液流體對(duì)寒武系的改造包括溶蝕成孔和鈣鎂/硅質(zhì)膠結(jié)兩個(gè)方面，巖心所見(jiàn)的溶蝕孔洞與埋藏-熱液溶蝕作用有關(guān)，熱液礦物則堵塞部分孔隙，增加儲(chǔ)層的非均質(zhì)性。

綜上所述，古城地區(qū)寒武系臺(tái)緣帶發(fā)育規(guī)模丘灘儲(chǔ)層，并具“小丘大灘”的特征，灘是儲(chǔ)層的載體，在原生粒間孔的基礎(chǔ)上，儲(chǔ)集空間主要形成于表生環(huán)境的溶蝕擴(kuò)大，以組構(gòu)選擇性溶蝕孔洞為主，埋藏-熱液溶蝕作用形成的溶蝕孔洞對(duì)儲(chǔ)集空間有重要貢獻(xiàn)，主要沿先存的原生孔和組構(gòu)選擇性溶蝕孔發(fā)育帶分布，具繼承性，先存孔隙為埋藏-熱液溶蝕介質(zhì)提供了通道。

4 勘探領(lǐng)域評(píng)價(jià)

基于上述儲(chǔ)層地質(zhì)認(rèn)識(shí)和已經(jīng)取得的勘探成果，塔東地區(qū)下古生界（含震旦系）碳酸鹽巖勘探領(lǐng)域是清晰的，可劃分為兩大類(lèi)五個(gè)勘探領(lǐng)域（表2，圖12）。

圖10 塔里木盆地寒武系—震旦系儲(chǔ)層特征：丘灘體（a—f），重力流（g），微生物巖（h—i）

圖11 塔里木盆地柯坪地區(qū)蘇蓋特布拉克剖面下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組臺(tái)緣礁灘體地質(zhì)剖面

圖12 塔里木盆地塔東地區(qū)下古生界碳酸鹽巖勘探領(lǐng)域評(píng)價(jià)

4.1 兩個(gè)現(xiàn)實(shí)勘探領(lǐng)域

下奧陶統(tǒng)鷹山組下段—蓬萊壩組溶蝕型白云石化儲(chǔ)層勘探領(lǐng)域 目前勘探集中在古城地區(qū)，層位主要位于鷹山組下段。白云巖儲(chǔ)層大面積分布，古城7、古城8、古城9、古城12井相繼獲得高產(chǎn)氣流或很好氣測(cè)顯示，但儲(chǔ)層的非均質(zhì)性也很強(qiáng)，可能以形成大面積展布的小氣藏群為特征。

寒武系臺(tái)緣丘灘白云巖儲(chǔ)層勘探領(lǐng)域 塔東地區(qū)寒武系發(fā)育輪古—古城臺(tái)緣帶，南北長(zhǎng)近250km，東西寬近20km，發(fā)育4期丘灘體。阿克蘇露頭剖面和城探1井井壁取心均證實(shí)了這套規(guī)模儲(chǔ)層的存在。城探1井在寒武系臺(tái)緣帶丘灘體中發(fā)現(xiàn)了5套非常好的氣測(cè)顯示，累計(jì)厚度30～50m，展示了寒武系臺(tái)緣帶巨大的勘探潛力。

4.2 三個(gè)風(fēng)險(xiǎn)勘探領(lǐng)域

中奧陶統(tǒng)一間房組—鷹山組上段灰?guī)r礁灘溶蝕型儲(chǔ)層勘探領(lǐng)域 古城地區(qū)的鉆井以及羅西1井均揭示塔東地區(qū)發(fā)育中奧陶統(tǒng)一間房組—鷹山組上段灰?guī)r礁灘溶蝕型儲(chǔ)層。順南地區(qū)在相應(yīng)層位的灰?guī)r礁灘中發(fā)現(xiàn)溶蝕孔洞和洞穴，并且順南4井鉆進(jìn)中放空5.48m。古隆2井在5750～6000m井段成像測(cè)井顯示溶蝕孔洞發(fā)育，經(jīng)儲(chǔ)層改造后日產(chǎn)氣量2×104m3，說(shuō)明這是一個(gè)潛在的風(fēng)險(xiǎn)勘探領(lǐng)域。

上寒武統(tǒng)斜坡深水重力流型白云巖儲(chǔ)層勘探領(lǐng)域 塔東地區(qū)臺(tái)緣帶斜坡上寒武統(tǒng)和蓬萊壩組發(fā)育深水重力流型白云巖儲(chǔ)層，上寒武統(tǒng)最發(fā)育。據(jù)庫(kù)南1、塔東1、米蘭1等井資料，深水碳酸鹽重力流沉積厚50～150m，占總厚度的比例從上斜坡的30﹪到盆地相區(qū)的10﹪，巖心上鮑馬序列ABC段結(jié)構(gòu)清晰（圖10g）。礫間孔、晶間（溶）孔和微孔隙發(fā)育，是規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。雖然對(duì)這套儲(chǔ)層的成因認(rèn)識(shí)程度不高，但儲(chǔ)層有相當(dāng)規(guī)模，而且上下為烴源巖所夾，可以構(gòu)成很好的生儲(chǔ)組合，是值得探索的風(fēng)險(xiǎn)勘探領(lǐng)域。

上震旦統(tǒng)微生物丘灘白云巖儲(chǔ)層勘探領(lǐng)域塔東地區(qū)上震旦統(tǒng)主要巖石類(lèi)型有藍(lán)細(xì)菌藻白云巖（圖10h）、顆粒白云巖（圖10i）、泥晶白云巖、細(xì)—中晶白云巖，且以前兩類(lèi)為主［23-24］，原巖結(jié)構(gòu)保存完好，藻架孔、粒間孔、鑄?？缀腿芪g孔洞發(fā)育，是一套優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。塔東震旦系頂部存在不整合，推測(cè)在古隆起區(qū)和沉積區(qū)之間的過(guò)渡區(qū)發(fā)育巖溶儲(chǔ)層（圖12），也是一個(gè)值得關(guān)注的風(fēng)險(xiǎn)勘探領(lǐng)域。

5 結(jié)論與建議

塔里木盆地塔東地區(qū)寒武紀(jì)—早奧陶世呈兩臺(tái)夾一盆的古地理格局，盆地相區(qū)黑土凹組、莫合爾山組、西大山組和西山布拉克組等多套優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育，臺(tái)地相區(qū)（含震旦系分布區(qū)）碳酸鹽巖發(fā)育，儲(chǔ)層類(lèi)型多樣，空間上形成有利的成藏組合。塔東地區(qū)埋深小于6000m的可勘探面積很大，是一個(gè)非常值得關(guān)注的勘探領(lǐng)域。

（1）塔東地區(qū)碳酸鹽巖儲(chǔ)層類(lèi)型多樣，包括一間房組—鷹山組上段的灰?guī)r礁灘溶蝕型儲(chǔ)層、鷹山組下段—蓬萊壩組溶蝕型白云石化儲(chǔ)層、寒武系臺(tái)緣丘灘白云巖儲(chǔ)層、塔東低凸起上寒武統(tǒng)斜坡深水重力流型白云巖儲(chǔ)層和上震旦統(tǒng)微生物丘灘白云巖儲(chǔ)層，雖然成因復(fù)雜和非均質(zhì)性強(qiáng)，但相控性明顯，有一定規(guī)模且可預(yù)測(cè)。

（2）白云石化溶蝕型儲(chǔ)層和臺(tái)緣丘灘白云巖儲(chǔ)層是塔東地區(qū)主要的和現(xiàn)實(shí)的儲(chǔ)層類(lèi)型。白云石化溶蝕型儲(chǔ)層主要在奧陶系蓬萊壩組—鷹山組下段發(fā)育，其形成受控于礁灘相沉積和大氣淡水溶蝕，白云石化和熱液活動(dòng)對(duì)儲(chǔ)層有雙重改造作用。臺(tái)緣丘灘白云巖儲(chǔ)層在寒武系臺(tái)緣帶發(fā)育，丘灘體是儲(chǔ)層發(fā)育的基礎(chǔ)，儲(chǔ)集空間主要形成于表生環(huán)境的溶蝕，埋藏-熱液溶蝕對(duì)儲(chǔ)集空間的形成具有重要貢獻(xiàn)。

（3）基于現(xiàn)有的地質(zhì)認(rèn)識(shí)程度、勘探程度和勘探成果，塔東地區(qū)碳酸鹽巖層系可劃分為現(xiàn)實(shí)的和具風(fēng)險(xiǎn)的兩大類(lèi)五個(gè)勘探領(lǐng)域。鷹山組下段—蓬萊壩組溶蝕型白云石化儲(chǔ)層勘探領(lǐng)域、寒武系臺(tái)緣丘灘白云巖儲(chǔ)層勘探領(lǐng)域是現(xiàn)實(shí)的勘探領(lǐng)域；一間房組—鷹山組上段灰?guī)r礁灘溶蝕型儲(chǔ)層、上寒武統(tǒng)斜坡深水重力流型白云巖儲(chǔ)層、上震旦統(tǒng)微生物丘灘白云巖儲(chǔ)層是風(fēng)險(xiǎn)勘探領(lǐng)域。

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編輯：董庸

Liu Wei：DSc.，Senior Petroleum Geology Engineer. Add：China University of Petroleum，20 Xueyuan Rd.，Beijing，100083，China

沉積·儲(chǔ)層

Characteristics and Exploration Domains of Lower Paleozoic Carbonate Reservoirs in Eastern Tarim Basin

Liu Wei，Shen Anjiang，Liu Guangdi，Zheng Xingping，Chen Ya′na，Zhang You

Abstract：Exploration has made great progress in Lower Paleozoic carbonate rock in eastern Tarim Basin in recent years but confused reservoir types，controlling factors and spatial distribution regularity still are the technical problems so as to affect domain evaluation and well site deployment. Based on outcrops，cores and thin sections from 20 wells，and well logging and geochemical data，five types of reservoir are recognized in the eastern part of Tarim Basin，which include：（1）Ordovician Yijianfang-Upper Yingshan reef-shoal dissolved limestone reservoirs，（2）Ordovician Lower Yingshan-Penglaiba dissolved dolomitized reservoirs，（3）Cambrian platform margin bioherm-shoal dolostone reservoirs，（4）Upper Cambrian slope deep-water gravity-flow dolostone reservoir，and（5）Upper Sinian microbial bioherm -shoal dolostone reservoirs. The dissolved dolostone reservoirs and platform bioherm -shoal dolostone reservoirs are the most significant types of reservoirs in this area. Reef or bioherm-shoal and dissolution are the main controlling factors for reservoir development.Two present exploration domains and three risk exploration domains are evaluated，which provides technical support to petroleum exploration in this area.

Key words：Carbonate reservoir；Reef-shoal facies；Dissolution；Petroleum exploration；Tarim Basin

中圖分類(lèi)號(hào)：TE122.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-9854.2016.02.001

文章編號(hào)：1672-9854（2016）-02-0001-12

收稿日期：2016-01-12；改回日期：2016-03-06