阿姆河右岸区块卡洛夫—牛津阶礁滩型储集层特征

聂明龙，赵星林，程木伟，陈骁帅

阿姆河右岸区块卡洛夫—牛津阶礁滩型储集层特征

聂明龙1，2，赵星林1，程木伟3，陈骁帅1

（1.辽宁工程技术大学矿业技术学院，辽宁葫芦岛125105；2.中国地质大学能源学院，北京10083；3.中国石油勘探开发研究院亚太所，北京100083）

礁滩体是阿姆河右岸区块中—上侏罗统卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩储集层的主要类型，通过对阿姆河右岸区块地震相分析、典型钻井的岩石薄片鉴定和储集层物性测试，结合古地貌和地层对比，探讨了阿姆河右岸区块卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩礁滩体类型，分析了礁滩型储集层成因。阿姆河右岸区块卡洛夫—牛津阶发育台缘礁滩体和缓坡礁滩体2种类型的礁滩体。礁滩体发育受古地貌控制，沉积环境是礁滩型储集层发育的主控因素，生物组分选择性溶蚀作用是形成2类礁滩型储集层差异的原因，台缘礁滩体原生骨架孔、粒间孔发育，造礁生物、生物碎屑等易溶蚀组分含量高，易于成岩流体渗入而形成溶蚀孔隙，储集层物性好，古地貌高部位是礁滩型储集层有利发育区。

阿姆河盆地；阿姆河右岸区块；卡洛夫阶；牛津阶；缓坡礁滩；台缘礁滩；碳酸盐岩储集层

礁滩型储集层是碳酸盐岩油气勘探的重要对象之一，易形成储量丰富的油气藏。根据对全球226个大中型碳酸盐岩油气藏的统计，礁滩型储集层油气藏占43.4%［1-2］。已在礁滩型储集层中发现了许多大型油气藏，如美国二叠盆地和密执安盆地、西加拿大盆地、中亚滨里海盆地等生物礁滩型油气藏［3-5］。在塔里木盆地奥陶系，四川盆地寒武系、二叠系、三叠系和鄂尔多斯盆地奥陶系也先后发现了生物礁滩型油气藏。前人对生物礁的形成环境、礁滩型储集层的成因等进行了大量研究后指出［6-11］，生物礁滩的发育受古地貌、海水能量等环境因素控制，礁滩体沉积后还受成岩作用及构造作用等诸多因素的影响。

阿姆河盆地是中亚地区最重要的含油气盆地［12-13］，在阿姆河右岸地区有中国石油对外合作的重要区块。该区中—上侏罗统卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩是主要的勘探目的层［14］，优质储集层主要发育在礁滩体中［15-22］。与中国中—晚成岩阶段的古生界礁滩型储集层不同，阿姆河右岸区块侏罗系礁滩型储集层主要形成于中成岩阶段。本文通过区域内典型钻井的岩心和测井、地震等资料，研究了阿姆河右岸区块礁滩体发育特征及其形成机制，旨在为油气勘探提供参考。

1　区域地质背景

阿姆河盆地在古生界基底和二叠—三叠纪裂陷期过渡基底之上，沉积了中—下侏罗统含煤建造和以大型堤礁系统为特征的中—上侏罗统卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩。中—晚侏罗世存在2期海侵和海退事件，晚侏罗世较大的海进始于卡洛夫期初和牛津期初，大规模海退始于卡洛夫期末和牛津期末，大规模海平面升降与地壳强烈垂向升降运动相结合，共同控制了碳酸盐岩沉积旋回与沉积相带分布。

图1　研究区构造位置

阿姆河右岸区块位于阿姆河盆地东北部，呈北西—南东走向的狭窄长条形（图1），横跨了查尔朱凸起、坚基兹库尔凸起、桑迪克雷凸起、别什肯特坳陷和基萨尔褶皱隆起区等构造单元［23］，卡洛夫—牛津阶为“缓坡型有镶边型台地”沉积模式，沉积相带发育齐全，自西向东依次为蒸发台地、局限台地、开阔台地、台地边缘、台缘上斜坡、台缘下斜坡、盆地等沉积相带，碳酸盐岩处于中成岩晚期，白云岩化不发育［24-26］。

2　礁滩体发育的构造沉积背景

2.1地理特征

阿姆河右岸区块二叠—三叠系基底存在多个受基底断裂控制的断块古隆起构造，中—下侏罗统沉积对基底具有填平补齐作用［27］。在中侏罗世晚期，早期裂谷基本被填平，卡洛夫—牛津阶沉积前古地貌总体较平缓，西北部分布有查尔朱凸起及坚基兹库尔凸起，古地势高，中部别什肯特坳陷地势较低，东南部基萨尔褶皱隆起区相对较高，但较西北部低，整体上形成了西高东低的古地理格局。

2.2卡洛夫—牛津阶地层对比

阿姆河右岸区块卡洛夫—牛津阶分为东、西部2种岩性组合类型，西部地层总厚度为350～450 m，自上而下分为硬石膏和灰岩互层（XVac）、层状灰岩（XVp层）、块状灰岩层（XVm）、礁上层（XVhp）、礁层（XVa）、礁下层（XVI），主要分布在坚基兹库尔凸起和查尔朱凸起。东部地层总厚度200～250 m，自上而下分为礁上层（XVhp）、礁层（XVa）和礁下层（XVI），可以与西部剖面类型对比，主要分布在桑迪克雷凸起及其以东地区（图2）。东、西部地区礁下层—礁上层可以对比，厚度变化不大，说明沉积相对稳定，不同在于块状灰岩—硬石膏和灰岩互层，东、西部发生明显相变。

图2　研究区卡洛夫—牛津阶对比及礁滩体层位示意

3　礁滩体类型

根据岩性与地震相分析，结合地层发育特征，将阿姆河右岸区块的礁滩体分为台缘礁滩体和缓坡礁滩体2种类型。

3.1Sam-xx井礁滩体

Sam-xx井XVm层岩性以骨架礁灰岩和生屑灰岩为主，骨架礁灰岩由具有原地固着生长的生物骨架构成，具有坚固的抗浪构造，形成不同形状的骨架灰岩体，造礁生物包括厚壳蛤（图3a）、钙质海绵（图3b）、层孔虫（图3c）、苔藓虫（图3d）等，附礁生物包括双壳、有孔虫、海百合、棘皮动物等，以厚壳蛤礁灰岩最多，形成礁核微相。生屑灰岩主要为藻黏结生屑灰岩（图3e）和亮晶生屑灰岩（图3f），形成于高能台地边缘浅滩。

图3　研究区卡洛夫—牛津阶礁滩型储集层岩性与孔隙

在地震剖面上，礁滩型储集层顶面地震反射横向连续性差，反射能量弱，顶面呈丘形或透镜状，内部为杂乱或断续弱反射，底面为中弱振幅、中等-断续反射（图4a），底面较难识别。

图4　研究区中—上侏罗统台缘（a）和缓坡（b）礁滩体地震相特征（剖面位置见图1）

3.2Cha-xx井礁滩体

Cha-xx井位于桑迪克雷凸起，其XVa1—XVa2层岩性以黏结灰岩、障积灰岩为主，障积灰岩由海底生物阻挡灰泥及碳酸盐岩颗粒堆积而成，造礁生物主要为苔藓虫（图3d）；黏结灰岩是生物结壳黏结沉积物在原地形成的板状和纹层状灰岩，主要由蓝藻黏结生物碎屑、砂屑、球粒、灰泥等组成（图3e），为斜坡低能生物丘微相，滩体边缘、滩间等微相形成于水体能量较弱的沉积环境，由泥晶生屑灰岩组成。

在地震剖面上，礁滩体呈丘形，礁滩体内部见侧积现象，厚层礁滩体具有垂向上叠置、横向上较连续的特征，礁间为强反射、连续性好，生物礁、滩发育区地层厚度明显增加（图4b）。

3.32种类型礁滩体的对比

Sam-xx井礁滩体和Cha-xx井礁滩体造礁生物及沉积背景均不同，属于2种类型礁滩体。中侏罗世，阿姆河盆地早期的裂谷基本填平，卡洛夫期之前地貌总体较平缓，卡洛夫期初的海侵事件，在阿姆河右岸区块形成了一套厚度几十米的混积陆架相泥灰岩（XVI层），在海侵与平缓古地貌背景共同控制下沉积了礁层，厚度变化不大，自东向西变厚，一般为140～200 m，沉积物分异不明显（图2），沉积相带展布宽缓，在水体能量较强的缓坡外带，发育了大范围分布的缓坡礁滩体，形成了Cha-xx井XVa1—XVa2层黏结丘、障积丘微相，属于卡洛夫期缓坡型礁滩体。

牛津期初发生区域性海侵，阿姆河右岸区块中东部卡洛夫期碳酸盐缓坡整体被淹没，进入牛津期的镶边陆架型碳酸盐台地沉积阶段。不同相带的沉积厚度变化大，分异性增强，坚基兹库尔凸起及其以西地区，地层厚度大（图2），发育了XVm层，XVp层和XVac层，在古海底处于浅水台地与台地边缘斜坡之间的转折部位，水体能量强，生物繁盛，形成了Samxx井以骨架礁和生屑滩组合而成的台缘礁滩体。

4　形成礁滩型储集层的控制因素

（1）古地貌控制礁滩体的发育基底西高东低的古地貌特征，控制了侏罗系卡洛夫—牛津阶礁滩体的沉积。查尔朱凸起二叠—三叠系缺失，中—下侏罗统直接覆盖在基底之上，坚基兹库尔凸起发育了断块古凸起，具有二叠—三叠系向凸起顶部超覆现象，发育了XVac—XVa层，形成了Sam-xx井台缘礁滩体。桑迪克雷凸起及别什肯特坳陷，二叠—三叠系逐渐减薄，只发育了XVhp—XVa层，形成了Cha-xx井缓坡礁滩体。古地貌的变化，控制了卡洛夫—牛津阶的沉积相带展布，形成了2种不同类型的礁滩体。

（2）沉积环境是控制礁滩型储集层的主要因素Sam-xx高能环境下的台缘礁滩体岩性以礁灰岩、颗粒灰岩为主，沉积物中灰泥含量较少，一般具有骨架结构和颗粒结构，岩石原生孔隙、剩余原生孔隙发育（图3a，图3b和图3c），储集层孔隙度主要在8%～20%，渗透率主要在1～100 mD（图5），储集层物性好。Cha-xx井相对低能的缓坡型礁滩体岩石组分以黏结礁灰岩、颗粒礁灰岩为主，原生的骨架孔、粒间孔不发育（图3d，图3e），多为溶蚀孔隙，孔隙度主要在4%～12%，渗透率主要在0.1～10.0 mD，物性相对要差。不同沉积环境形成的缓坡礁滩体和台缘礁滩体在岩性、生物组分及岩石结构等均存在差别，是2类礁滩型储集层物性差别的根本原因。

图5　研究区中—上侏罗统礁滩型储集层岩心孔隙度和渗透率频率分布

（3）溶蚀作用是礁滩型储集层差异的关键阿姆河右岸区块卡洛夫—牛津阶经历了同生期、早成岩期和晚成岩早期等成岩阶段［24-26］，发生了同生期淡水淋滤作用、埋藏期组构选择性和非组构选择性溶蚀作用，生物组构被溶蚀，如Sam-xx井中的厚壳蛤礁灰岩发育大型孔洞以及在孔洞内壁的方解石晶体（图3f），由双壳类化石经过溶蚀作用形成的铸模孔洞，当双壳类化石被完全溶解之后，沿着铸模孔洞形成结壳状方解石，多期溶蚀作用形成了粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔等多种类型的溶蚀孔隙及孔洞（图6），粒内溶孔、超大溶孔发育，因此，台缘礁滩型储集层物性好。

缓坡礁滩体岩性以障积灰岩、黏结灰岩、颗粒泥晶灰岩为主，骨架礁灰岩与生屑颗粒含量相对较低，在同生期受淡水淋滤作用的影响小，原生孔隙发育程度较台缘礁滩体弱，因此在埋藏溶蚀阶段，虽有生烃酸性水和深部热液对岩石进行溶蚀改造，但是灰岩所含易溶生物骨屑相对少，形成的粒内溶孔和超大溶孔远不如台缘礁滩体发育（图3e，图3f），物性较台缘礁滩体差。溶蚀作用对礁滩型储集层发育有重要影响，尤其是生物组构选择性溶蚀作用。

图6　研究区中—上侏罗统礁滩型储集层孔隙类型频率分布

5　结论

阿姆河右岸区块卡洛夫—牛津阶为西高东低的古地貌沉积环境，发育了卡洛夫阶缓坡礁滩体和牛津阶台缘礁滩体2种类型礁滩体。古地貌控制了卡洛夫—牛津阶礁滩体发育，沉积环境是礁滩型储集层发育的主要因素，生物组构选择性溶蚀作用是形成2类礁滩型储集层差异的关键，高能台缘礁滩型储集层古生物组分含量大，碳酸盐岩原生孔隙较为发育，易溶组分高，溶蚀孔隙发育，而低能缓坡礁滩型储集层则相反。

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（编辑顾新元）

Characteristics of Reef-Flat Reservoirs of Callovian-Oxfordian Stage in Right Bank Area，Amu-Darya Basin

NIE Minglong1，2，ZHAO Xinglin1，CHENG Muwei3，CHEN Xiaoshuai1
（1.School of Mining Technology，Liaoning University of Technology and Engineering，Huludao，Liaoning 125105，China；2.School of Energy Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China；3.Asia-Pacific Institute，Research Institute of Petroleum Exploration and Development，PetroChina，Beijing 100083，China）

Reef-flat body is the dominant reservoir type in the Middle-Upper Jurassic Callovian-Oxfordian carbonate rocks in Amu-Darya basin.Based on seismic facies analysis，rock thin section identification and reservoir physical property test in Amu-Darya right bank，and combined with paleogeomorphology and stratigraphic correlation，the article demonstrates the types of reef-flat bodies in Callovian-Oxfordian carbonate rocks in Amu-Darya basin，and analyzes the genesis of the reef-flat reservoirs.2 types of reef-flat bodies such as platformmargin reef-flat body and gentle-slope reef-flat body are found in Callovian-Oxfordian strata in Amu-Darya basin.The development of the reef-flat bodies is controlled by paleogeomorphology and sedimentary environment is the main controlling factor of the development of the reef-flat reservoirs.Selective dissolution of biological components is the reason causing the differences of the 2 types of reef-flat reservoirs. All the characteristics of developed primary framework pores and intergranular pores in the platform-margin reef-flat body，high cotent of the easily dissolved components of reef-building organism and bioclastics，and easy to form diagenetic fluid infiltration and disolved pores indicate that the physical properties of the reservoirs are pretty good and the high positions of the paleogeomorphology are the favorable zones for reef-flat reservoir development.

Amu-Darya basin；Amu-Darya right bank；Callovian；Oxfordian；gentle-slope reef-flat；plat-margin reef-flat；carbonate reservoir

TE112.23

A

1001-3873（2016）05-0615-05DOI：10.7657/XJPG20160522

2015-10-23

2016-07-07

国家科技重大专项（2011ZX-05059）；国家青年基金（41402101，51304112）；辽宁省大学生创新创业计划项目（201610147038）

聂明龙（1976-），男，黑龙江双城人，讲师，博士后，油气地质，（Tel）0429-5310568（E-mail）nieminglong@sohu.com