塔中西部奥陶系碳酸盐岩潜山精细古地貌研究

邓兴梁 （中石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，新疆 库尔勒841000）

佟彦明 （斯伦贝谢 （中国）地球科学与石油工程研究院，北京100015）

张正红 （中国石油 塔里木油田分公司 勘探开发研究院，新疆 库尔勒841000）

杨品 （斯伦贝谢 （中国）地球科学与石油工程研究院，北京100015）

潘杨勇 （中石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，新疆 库尔勒841000）

赵春段 （斯伦贝谢 （中国）地球科学与石油工程研究院，北京100015）

1 地质背景

研究区位于塔里木盆地塔中地区西部，中下奥陶统鹰山组 （Oy）在区内广泛分布，并探明了大型岩溶凝析气田，故将其作为塔里木盆地重要的建产区之一。研究区奥陶系自下而上发育下奥陶统蓬莱坝组、中下奥陶统鹰山组 （Oy）、上奥陶统良里塔格组 （Ol）和桑塔木组 （Os），缺失Oy顶部、中奥陶统一间房组、上奥陶统吐木休克组以及Ol底部［1～3］。研究区Oy的风化壳岩溶储层集中发育在距潜山顶面200m的范围之内，埋深约5200～6500m。

2 精细古地貌恢复的新方法

“印模法”和 “残厚法”是目前在碳酸盐岩潜山古地貌恢复工作中较为常用的2种方法［4～13］，但笔者通过研究认为，两者兼具不足之处。如，“印模法”和 “残厚法”常会歪曲微地貌形态，“残厚法”对地质条件要求过多以致于难以同时满足等。

利用 “印模法”和 “残厚法”对研究区Oy顶部不整合面的古地貌进行恢复发现，结果相差较大，甚至存在相反的情况。结合区域构造演化背景认为：利用 “残厚法”恢复出来的古地貌总体上呈现南高北低的格局，可能为加里东中期运动早期阶段的差异隆升剥蚀所造成；“印模法”恢复出来的为加里东中期运动晚期阶段的古地貌格局，呈现北西高南东低的特征。一般情况下，在古地貌恢复过程中，选择刚接受埋藏期的碳酸盐岩潜山意义更为重大，因其古地貌特征与现今储层的关系最为密切［3～6］。故利用“印模法”恢复出来碳酸盐岩潜山古地貌可能更为合理、更具意义。但研究区Oy顶部不整合面的古地貌可能非常平缓，地形起伏不大，加之上覆的Ol又发育有较多的丘、滩沉积，利用 “印模法”恢复出来的古地貌可能存在较大误差。

在综合考虑上述2种方法的基础上，笔者提出利用 “等时层序厚度比较法”来恢复研究区Oy顶部不整合面的精细古地貌形态。该方法从本质上可理解为是一种 “印模法”，但具体实现过程却与之存在较大差距，相比之下更为精细。具体恢复步骤如下；

1）对紧邻Oy顶部不整合面的上伏地层进行等时层序对比。对比结果较好地揭示了区内Ol自南东向北西层层上超的地层分布格局 （图1）。

图1 塔中西部建产区Ol等时层序对比格架

2）通过比较不整合之上等时层序的厚度变化，确定一批古高程控制点。将位于研究区中部某井的Oy顶部不整合面选定为古地貌 “零值”的基准面，获得其他井与基准井到良里塔格组四段 （Ol4）底或良里塔格组三段 （Ol3）底的地层厚度差，并进行适当压实校正，从而获得一组实钻井眼处的古高程控制点。外围无井区域主要采用可对比地震波组连续外推的方式，即基于叠前深度偏移地震体来比较可对比波组的厚度差，经压实校正后，获得一组虚拟井眼处的古高程控制点 （图2）。

3）以现今地震精细构造解释不整合层面作为约束条件，过上述2组古高程控制点，形成区内最终的古地貌层面。控制点的古高程及其平面分布决定了二级古地貌的变化趋势，因此当现今构造与古地貌差别较大时应增加相应控制点的数量 （图3）。现今精细构造解释层面的作用主要是用于继承其所反映的微地貌形态，例如岩溶峰、丘、沟、谷等，但应用该层面之前一定要先消除局部后期构造运动的影响。

图2 利用可对比波组的厚度差推算虚拟井处的古高程

图3 古高程控制点和精细构造层面对古地貌的约束作用

3 恢复结果与特征分析

根据上述步骤，对刚接受Ol沉积时期埋藏的Oy顶部碳酸盐岩潜山进行了精细的古地貌形态恢复。结果表明 （图4）：研究区总体上呈现北西高南东低，是一个顶部具有准平原化特征的碳酸盐岩岛屿；区内所有实钻井之间的高程差最大仅有200m左右，古地貌形态整体上较为平缓，坡度一般为0．1～3°；古地貌格局对现今构造具有一定的形态继承性。

图4 塔中西部Oy顶面不整合精细古地貌恢复结果

利用恢复出的古地貌层面勾勒出研究区内可能存在的古水系和古流域盆地，确定古分水岭的准确位置。由图5可知，区内并不存在源远流长的古水系，但发育众多由二级洼地控制的小流域盆地。上述水系沟谷并不代表古地表一定存在着常年性河流，而更多地是对古地表形态的一种描述，指示大气降水后地表水可能汇聚的方向。

4 石油地质意义

结合实际钻探资料进一步分析表明，早期断裂、古地貌、古水系和岩性均对Oy岩溶储层的形成起到一定的控制作用。如区内部分岩溶储层多沿某些早期断裂分布，多形成于流域盆地的斜坡部位，常发育于地表水流汇聚区，且更多地分布于鹰山组一段下亚段 （OyL1）出露区。但就全区岩溶储层规模来看，上述地质条件均不能作为储层形成的主控因素。

基于精细古地貌恢复结果，结合区域地质背景以及对储层发育位置的古高程分析得出，古地貌、古海平面与弱成岩孔隙性碳酸盐岩共同控制的年轻碳酸盐岩岛屿 （淡水透镜体）位置是储层发育的主控因素。位于不同古高程的岩溶储层对应于基准面上升过程中的多期停顿。

研究区Oy的岩溶储层极为发育，但单个规模一般相对较小，且地下暗河体系不发育，因此储层的连通性较差，其相对优势连通方向垂直或平行于古地貌等高线方向。在同一流域盆地内，特别是在相同分支水系上分布的岩溶储层存在成因上的联系时，古水系可作为洞穴系统划分的重要依据之一。

图5 古水系追踪与古流域盆地划分

5 结论

1）针对塔中西部奥陶系鹰山组 （Oy）的特殊地质背景，分析了 “印模法”和 “残厚法”等传统古地貌恢复方法的不足，提出了 “等时层序厚度比较法”，并利用其恢复了区内Oy的古地貌形态。

2）研究区Oy的古地貌特征总体表现为北西高南东低，但较为平缓，是一个顶部具有准平原化特征的碳酸盐岩岛屿，不发育源远流长的古地表水系。

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