塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层形成控制因素及储层类型研究

多种成因类型优质储层的广泛发育是塔里木盆地中部地区奥陶系油气勘探不断取得重大突破的一个重要因素。本在大量现场岩心观察和室内研究的基础上，从沉积相、构造作用、白云化作用和溶蚀作用四个方面对本地区奥陶系碳酸盐岩储层的形成进行了阐述，并在此基础上对本区奥陶系储层的类型进行了分类。本的研究成果不仅对本地区油气的勘探开发具有重要的指导作用，对其它地区碳酸盐岩地层的油气勘探亦具有很大的借鉴意义。     

塔里木盆地塔中地区寒武—奥陶系沉积特征及构造控制

盆地地理的变革和沉积环境的演化均受盆地构造性质、构造活动的控制。在塔里木盆地塔中地区构造背景基础上细致分析了寒武、奥陶系沉积特征,指出其沉积相具有典型的分层结构,纵向上总体反映了海平面的持续上升过程,塔中隆起主体由下部的蒸发台地相、局限台地相、开阔台地相,向上逐渐变为台地边缘相、浅水陆棚相、混积陆棚相及斜坡相等;同时探讨了塔中地区构造活动对沉积地层的控制作用,指出构造隆起对烃源岩发育、构造断裂对上覆地层沉积特征以及构造古地貌对地层超覆沉积分别都具有不同的控制作用。这些对研究本区的储层发育、分布特征以及预测有利的储集相带等都有积极的作用。      

塔里木盆地塔中南坡奥陶系礁滩储层特征和控制因素

基于塔中南坡中2井钻探资料,对奥陶系碳酸盐岩储层特征进行了系统研究,明确了储层发育特征和控制因素。中、下奥陶统以台地相碳酸盐岩沉积为主;上奥陶统良里塔格组为台缘礁滩相沉积。储集空间以裂缝和溶蚀孔、洞为主,储层物性受沉积、成岩和构造作用控制,生物礁相储层物性明显优于滩相储层。奥陶系碳酸盐岩经历了两期溶蚀作用,对储层物性具有较好的改善作用,多期构造作用致使良里塔格组裂缝型储层发育。     

塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层与油气聚集带

塔里木盆地塔中地区早中奥陶世为局限—开阔台地相碳酸盐岩沉积,晚奥陶世早期发展为半岛式的孤立台地,发育台缘礁滩相沉积。塔中地区经历了加里东中期—海西早期的抬升改造,发育多期不同程度的表生岩溶作用。在不同期构造沉积演化分析的基础上,提出奥陶系碳酸盐岩储层受构造古地理环境、沉积相组合、成岩改造期次等多因素综合控制,发育表生岩溶型、台缘礁滩型、白云岩型及热液改造型4种类型储层。根据储层成因类型及其展布,在塔中含油气区划分出上述4种类型的碳酸盐岩油气聚集带。     

塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层测井评价研究

缝洞型碳酸盐岩储层评价是西部新区油气勘探需要解决的难题。针对塔中地区K1区块碳酸盐岩储层特点，探讨利用能谱测井和常规测井资料的综合信息对地层进行划分和储层对比，提出了以能谱测量比值的组合交会为基础的测井特征比值参数法来研究碳酸盐岩地层的沉积特性，确定了油区奥陶系碳酸盐岩风化面及其风化壳的深度和厚度，指出能谱铀相对含量远大于钍／铀比的地方为岩溶、裂缝发育的淋滤相带（岩溶淋滤带），应在此带内寻找岩溶储层；建立了奥陶系测井地层划分模式，认为上奥陶统良里塔格组泥灰地层沉积稳定，为区域标志层，风化壳岩溶作用导致鹰山组广泛发育岩溶，是塔中的主要油气聚集层位。利用试油资料，进行交会图分析，开展储层标准研究，建立了常规测井资料的3级分类标准。在缝洞型储层处理的基础上，结合成像测井进行储层重新评价，经过K1区块5口井的实测验证，认为采用上述多参数综合解释方法来划分地层和评价储层是可行的。     

塔中地区奥陶系出水井类型及其控制因素

塔里木盆地塔中地区碳酸盐岩储层油气水分布复杂,不均一特征明显。通过对大量钻井和试采含水率动态曲线资料统计分析,明确其出水井类型和分布特征;结合构造、储层等资料,明确不同出水井类型的主控因素,建立了不同出水井的地质模型。研究区已钻井的出水井类型可划分为钻井出水井、试采暴性水淹井、试采台阶含水井和试采间歇含水井4种。地势和台缘区控制水体的整体分布,储集空间及其组合类型控制了出水井类型,断裂控制水体运移通道,并通过沟通下部水体和改造储集空间形态进而影响出水井类型。钻井出水井主要受控于地势条件,试采暴性水淹井明显受储集空间控制,试采台阶含水井主要受断裂和储集空间的控制,试采间歇含水井主要受地势和储集空间的控制。     

塔中奥陶系碳酸盐岩储层敏感性实验研究

由于塔中奥陶系碳酸盐岩储层特殊的地质特征和较强的敏感性,在勘探开发过程中对造成储层一定程度的伤害,影响了油井的正常生产.从分析储层地质特征入手,通过岩心敏感性流动实验,研究了储层潜在伤害因素、伤害机理及伤害程度.研究结果表明:塔中奥陶系碳酸盐岩储层具有强速敏、强水敏及盐敏、强压敏、弱-中强碱敏以及无酸敏性特征.     

塔里木盆地塔中地区奥陶系储层成因类型及分布预测

将塔中地区奥陶系碳酸盐岩有效储层分为古潜山岩溶储层、埋藏溶蚀储层及内幕白云岩储层3大类,其中古潜山岩溶储层又可分为志留纪后古潜山储层及中晚奥陶世古潜山储层2类。志留纪后古潜山储层主控因素为志留纪—泥盆纪,特别是泥盆纪期间的岩溶古地貌及二叠纪岩浆热液(硅化)改造作用;有利勘探领域主要分布于中央断垒带的塔中1—塔中4—塔中403井区、塔中19—塔中9井区及塔中16—塔中15井区。对新发现的中晚奥陶世古潜山储层起主要控制作用的应该是中奥陶世晚期—晚奥陶世早期(兰代洛世—卡拉道克世早期)的岩溶古地貌及多期断裂岩溶作用,该储层主要分布于下奥陶统鹰山组中上部,并在塔中凸起—巴楚凸起区均有分布。以上奥陶统良里塔格组为主的埋藏溶蚀储层主要受沉积相(滩相)及准同生暴露淡水溶蚀、埋藏(有机—无机)溶蚀作用、断裂沟通淡水溶蚀作用控制,有效储层主要分布于沿塔中I号断裂带南侧发育的良里塔格组陆棚边缘高能礁滩相带中,并具备形成特大型碳酸盐岩非均质岩溶储层成岩圈闭原生岩性油气藏的条件。下奥陶统内幕白云岩储层主控因素应为沉积相(半局限—局限台地相)、埋藏重结晶作用、埋藏岩溶-断裂沟通淡水溶蚀作用,储层总体呈层状大面积分布,在整个塔中—巴楚凸起区甚至更广的范围内均有分布,以小型孔洞型储层为主。     

构造因素对塔中地区礁滩体储层的控制作用

塔里木盆地塔中地区台地边缘礁滩储集体的发育是该区油气成藏的关键,储层发育的控制因素一直以来都是该领域研究的热点问题。通过对塔中Ⅰ号断裂带地区构造作用与储层发育关系的分析,认为该区上奥陶统良里塔格组台地边缘礁滩体灰岩储层是构造因素及构造控制下多种因素共同作用的产物。大规模构造运动控制区域和局部沉积相的发育,进而明显影响到不同区段储层的岩石类型和与之相关的储集物性;除构造破裂作用可直接为储层提供储渗空间外,导致储层次生孔洞形成的各类溶蚀作用均受到构造活动的制约与影响。构造作用是该区礁滩体储层形成的基础和后期演化的必要条件,并最终影响储层的空间分布特征。从构造因素的主导作用出发,探讨储层的控制因素,有助于储层的全面评价与预测。     

塔中隆起两组走滑断裂对岩溶储层发育的控制机制

走滑断裂对塔中隆起岩溶储层发育的控制机制一直缺乏深入研究。采用均方根振幅属性,对塔里木盆地塔中北斜坡奥陶系浅、中、深部的岩溶储层进行预测,发现大量岩溶储层继承性分布于北西向和北东向断裂所夹持块体的东北和西南角区域,特别是中古5和中古10块体的深层奥陶系尤为明显。沉积相和古地貌等无法解释这种现象,走滑断裂活动可提供合理解释：北西向断裂的右旋压扭,诱发北东向断裂的左旋走滑,断裂之间的块体的东北和西南角位于北西向和北东向走滑断裂的交汇区,断裂诱发的裂缝带交错发育;而断裂的走滑运动导致其东北和西南角形成局部拉张区、西北和东南角形成局部挤压区,岩石的抗拉强度远小于抗压强度,故拉张区极易拉张破裂成缝。裂缝提供溶蚀流体运移通道,也增加流体与岩石的接触面积,故走滑断裂夹持块体的东北角和西南角岩溶储层发育,表明走滑断裂是塔中岩溶储层发育的控制因素之一。     

塔中62区块上奥陶统碳酸盐岩储层非均质性影响因素

塔中奥陶系碳酸盐岩储层主要以礁滩相颗粒灰岩为主,储集空间类型主要为孔洞型和裂缝～孔洞型,储集层缝洞系统发育,储层非均质性很强。充分认识此类储集层非均质性的影响因素对于油藏的有效开发至关重要。研究表明,同生期大气成岩环境中形成的横向连续性差的透镜状礁滩沉积岩体,是影响储层平面非均质性的主要因素之一;受岩溶作用影响在垂向和横向上孔洞集中发育段,导致储层物性在横向和垂向上的变化难以评价;不同尺度的裂缝网络系统是影响储层渗流能力非均质的一个重要因素;岩性隔夹层、沉积微界面、成岩致密胶结带等一系列的渗流屏障,对流体的运移起到了阻隔作用,加大了储层非均质性的严重程度。     

塔中奥陶系地层水化学特征及其成因与演化

塔中地区奥陶系地层水化学组成以(K⁺+Na⁺),Cl^-离子为主,大部分为CaCl₂型水,矿化度变化介于4.8～220.2g/L,r_Na+/r_Cl-比值变化介于0.26～0.85之间,说明变质程度小,可能是海水发生蒸发浓缩作用之后被淡水所混合的产物。受断裂作用影响,地层水矿化度在平面上具有明显的分区性;受区域不整合影响,纵向上地层水离子浓度和矿化度存在明显的分带性。地层水中阴离子Cl^-和HCO₃^-的浓度与阳离子(Na⁺+K⁺)和Ca²⁺的浓度的关系表明,本区可能的成岩作用过程主要为氯化钠矿物和碳酸盐矿物的溶解作用,而方解石的(铁)白云石化及钠长石化作用导致了Ca²⁺离子的富集与Mg²⁺离子的亏损,形成了CaCl₂型流体。区内地层水可分为常压高矿化度水和异常高压低矿化度水两种类型。前者可能与大气淡水淋滤和埋藏过程中的水-岩相互作用有关,后者可能与其形成的封闭体系有关。油气聚集和保存条件较好的区域位于塔中Ⅰ号坡折带和Ⅱ号构造带之间。     

塔里木盆地巴麦地区奥陶系鹰山组孔缝型储层特征与评价

巴麦地区奥陶系鹰山组储层类型及优质储层发育主控因素是该区下步油气勘探的关键性问题。通过对巴麦地区奥陶系钻井的岩心观察、薄片分析及测井解释判别,认为目前钻遇的储层以裂缝型为主;从微量元素地球化学和碳氧同位素化验结果分析,储层为封闭的埋藏成岩条件下的裂缝和沿裂缝流动形成的溶蚀孔洞。受加里东和海西期古构造带控制的裂缝发育带是鹰山组优质储层分布的有利区;和田古隆起长期暴露形成的岩溶高地和岩溶斜坡具备发育表生岩溶储层的条件,是下步值得关注和研究的重要领域。     

跃参1号区块奥陶系碳酸盐岩储层预测与评价

跃参1号区块奥陶系碳酸盐岩油藏埋深在6000m左右,具有较强的横向非均质性,储集空间类型主要为裂缝和孔洞。以碳酸盐岩地震储层学为指导,以碳酸盐岩地球物理响应特征为基础,综合运用地震振幅变化率、精细相干技术、趋势面分析技术、多属性叠合技术以及三维可视化技术,对区内碳酸盐岩储层进行了全面预测,并将本区碳酸盐岩划分为三个岩溶异常带。实钻效果显示跃参1号区块具良好的油气开发前景,证实了该套技术方法具有较高的实用性和预测精度。     

塔里木盆地塔中地区中、上奥陶统生物礁滩特征及储集体预测

塔里木盆地塔中地区中、上奥陶统发育生物礁濉，主要包括生物礁、生屑濉和灰泥丘3种，在测井曲线上表现为低自然伽马、低声波时差和高电阻率性质，在地震反射记录上有直接或间接特征。纵向上礁滩发育分为两个期次，由早期礁滩向晚期丘滩转化，并有向台内迁移的趋势；平面上多呈带状分布于构造发育带、断层上盘、台地边缘、古地貌凸起、台内缓坡以及地貌坡折带附近。早期礁濉主要分布于塔中1号断裂带附近的台缘相，在Z1井-TZ23井的台内低隆处见台内礁濉，偶见台内点礁（TZ35井），在地貌上发育于古凸起、台内缓坡或者地貌变化坡折带；晚期丘濉主要分布于10号断裂带附近的台缘相，在台内低隆亦见台内滩（TZ23井-Z1井），古地貌上发育于塔中凸起或台内低隆等部位。图4表1参10     

塔中北斜坡中-下奥陶统碳酸盐岩沉积储层特征及地质模式

基于大量钻井取心及岩心薄片观察,成像测井、录井等资料分析及三维地震资料解释,在厘定塔里木盆地塔中北斜坡中-下奥陶统鹰山组和蓬莱坝组地震层序格架基础上,对其进行沉积古地貌恢复及储层研究,进而建立了相应的台地演化模式、储层演化模式及地质模式。该区蓬莱坝组沉积期为缓坡台地沉积模式,鹰山组沉积期为弱镶边台地沉积模式;其储层发育受沉积控制作用较强,与三级或四级层序界面暴露溶蚀及埋藏流体溶蚀关系密切,呈现准层状和孔洞型储层发育、沉积地貌分异小等特点;蓬莱坝组层(块)状白云岩是下步重要的勘探领域。     

塔里木盆地塔中地区下奥陶统白云岩的成岩流体演化:来自团簇同位素的证据

基于碳酸根中¹³C-¹⁸O键的相对丰度与温度的关系,碳酸盐团簇同位素(Δ₄₇)具有独特的温度指示特征,而且不受碳酸盐沉淀时流体的化学和同位素组成的影响,是成岩流体研究中很好的温度指标。应用该指标可以更好地解决与温度相关的成岩流体来源及演化的问题。论文主要针对塔里木盆地塔中地区下奥陶统鹰山组白云岩样品,在详细的岩矿观察基础上,选取了基质(孔隙发育处)、孔洞内充填物和裂缝内充填物进行了团簇同位素测试分析,解析了深层-超深层碳酸盐岩储层的流体性质、演化与其对储层发育的影响。测试结果表明,塔中地区下奥陶统鹰山组白云岩主要经历了3期成岩流体改造:第一期流体为浅-中埋藏,为粉晶-细晶结构,团簇同位素形成温度T(Δ₄₇)分布范围为69～94℃,流体氧同位素值(δ¹⁸O_w,SMOW)分布范围为+1.81‰～+5.19‰,为奥陶系改造海水;第二期流体为晚期深埋藏卤水,多表现为细晶与中-粗晶结构,T(Δ₄₇)为111～113℃,δ¹⁸     

塔里木盆地奥陶系层序地层格架及其对碳酸盐岩储集体发育的控制

在纵向上,塔里木盆地奥陶系中可识别出了18个三级层序、5个超层序和2个超层序组。平面上同,由西往东奥陶系沉积由碳酸盐台地依次过渡为斜坡相和盆地相,其层序的发育呈现由西向东的不断前积,一系列呈前积型的层序向东下超在一个较大规模的下超面上。不同级别的层序界面对塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储层的发育具有重要的控制作用。三级层序界面导致的短暂暴露及其同生期的成岩作用对台地边缘礁滩相储集体的改造具有重要的促进作用,而与高级别层序界面相对应的大型不整合面是控制塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩岩溶储层发育的关键。     

塔中西北部奥陶系碳酸盐岩埋藏溶蚀作用

对塔中西北部奥陶系碳酸盐岩埋藏溶蚀发育的地质背景、充填矿物(岩石)学-地球化学特征进行了研究,埋藏溶蚀作用在碳酸盐岩储层发育中有重要作用。塔中西北部多期次构造活动和中-晚二叠世为主的岩浆—热液活动是埋藏溶蚀产生的基本条件;深埋或热液作用是以黄铁矿、绿泥石、石英、铁方解石、萤石等标型矿物和具有能发出明亮桔黄色光的富锰贫铁方解石胶结物、生长环带、铁白云石溶蚀等特征。方解石充填物中富含铁、锰、镁、锶等元素,δ¹⁸O_PDB平均值为-6.6‰ ,δ¹³C_PDB平均值为-2.0‰;流体包裹体均一温度为115~130℃和170~210℃,盐度为5%~7%/、8%~9%和12%~13% ,反映了埋藏成岩作用中有深部流体或循环流体参与。