塔河油田奥陶系油藏储集体发育控制因素分析——10区东高精三维区.

文 欢，邓光校，王 震

(中国石油化工股份有限公司西北油田分公司勘探开发研究院，新疆乌鲁木齐 830011)

塔河油田奥陶系油藏储集体发育控制因素分析
——10区东高精三维区.

文 欢，邓光校，王 震

(中国石油化工股份有限公司西北油田分公司勘探开发研究院，新疆乌鲁木齐 830011)

本文以10区东高精三维区为基础，开展不同序次断裂及古河道系统的精细解释与识别，结合断裂和古河道空间配置，根据不同地质背景岩溶成因模式，分析研究区奥陶系储集体形成的控制因素。研究结果表明，本区断裂发育受“X”剪切应力控制，区内发育有两大古河道体系，区内岩溶储集体在覆盖区和剥蚀区的发育主控因素受断裂和古河道体系的空间配置关系影响，前者以断控岩溶为主，后者则为多因素复合控制。

岩溶；断裂；古河道；储集体

塔河油田位于塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起的南部斜坡区，主要勘探开发层系为奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏[1]，该油藏以大型溶洞、溶洞通道和裂缝带为储集空间和流动空间[2]，古构造(断裂及其伴生裂缝)和古水系等对这些空间的发育形态、规模及发育程度等有着较强的控制作用。断裂及其伴生裂缝是岩溶作用的先期通道，增加了水与碳酸盐岩的接触面积，增大了地表水及地下水的溶蚀范围，改善了碳酸盐岩的渗流作用，使溶蚀作用增强、溶蚀速度加快[3]；水流作用是碳酸盐岩风化壳岩溶储层形成的重要因素，岩溶暴露时期的长短、古地貌发育的差异( 岩溶台地、缓坡及洼地) 与岩溶水动力条件的强弱，控制着岩溶发育的强度[4]。

塔河油田10区东高精度三维地震工区位于阿克库勒凸起的中西部，工区奥陶系提交探明原油地质储量14126×104t。从近年研究区投产情况来看，新井建产率及平均单井能力整体呈逐年下降趋势，后期未动用储量开发难度较大，急需深化油藏认识。断裂和古水系是岩溶发育的基本要素，也是储集体控制因素分析的重点考虑对象，因此本文基于塔河油田10区东高精度三维地震资料，开展不同序次断裂及古河道系统的精细解释与识别，在此基础上结合断裂和古河道的空间配置关系，根据不同地质背景岩溶的成因模式，重点分析研究区奥陶系储集体形成的控制因素，为后期油藏和地质认识的深化提供支持。

1 断裂发育特征及识别方法

1.1 区域应力特征分析

阿克库勒凸起在发育过程中经历区域性伸展、挤压、压扭和弱走滑等应力的共同影响，区域上清晰可见NE-NNE向、NW-NNW向、近EW向和近SN向等四组断裂体系，平面上分区分带成排展布，具明显的方向性。

通过区域宏观断裂系统平面特征分析可以发现，NNE向断裂与NNW向断裂总体具有棋盘格的组合特征，局部呈“入”字形特征，即“X”共轭剪破裂其中一支不发育，主断裂迹线明显，但并不是完全连成一条线，且没有找到明显的平面滑动痕迹和位移量，仅在剖面上看到局部的似花状特征和丝带效应(断面倾向变化异常)，因此认为该区并不是典型走滑断裂系统，而是在早期张性正断层约束下，受北部边界轮台断裂控制，派生剪应力弱、边界剪应力强，在加里东中期南北向挤压扭动作用下沿先存构造的破裂界面反转逆冲，同时发育平面共轭“X”剪切破裂体系，由于西北部临近轮台—沙雅断裂，因此早期压扭作用力较大，优先活动，特征明显，并受后期叠加改造发展起来的共轭NNE向和NNW向两支断裂体系中局部一支不发育。由于受力差异，平面“X”剪切节理形成早，力要求足够大，但是作用时间短；而剖面“X”剪切破裂发育晚，需要作用时间长，但力强度弱。图1为区域共轭平面“X”形弱走滑断裂体系简图。

1.2 低序级断裂识别

断裂及裂缝的地震预测基本思路是检测相邻地震道之间属性的不连续性，这种不连续性表现在地震振幅、相位、频率、波形等的相似程度上，可以通过不同算法实现。本次针对低序级断裂解释主要采用了结构体分析、本征值相干分析、相似性分析、蚂蚁体断裂追踪技术等技术，结合区域应力分析结果，采用地震平面和剖面解释相结合的思路进行。

受区域应力影响，在“X”形弱剪切走滑断裂附近，断裂作用较强，断层在地震剖面上表现为花状特征；而在主断裂附近形成的中小断裂即低序级断裂，根据里德尔共轭剪切破裂模式及共轭平移断层的次序模式可知，该类断裂为派生分支断裂的可能性极低，应是主断裂同期或活动期形成的共生断裂，具有产状陡、错开层位弱、地震资料难以识别等特点。图2为10区东奥陶系鹰山组云质灰岩顶面蚂蚁体断裂检测结果，宏观断裂两侧发育的低序级断裂与主断裂走向特征相似或与主断裂成小角度斜交。

图1 区域共轭平面“X”形弱走滑断裂体系简图Fig.1 Schematic diagram of regional conjugate plane “X”-shape weak strike-slip fault system

图2 蚂蚁体检测断裂以下0～30ms)Fig.2 Ant body detection of fracture

2 古河道识别及描述

在岩溶演化阶段，岩溶水始终起到较为重要的作用，溶岩和水是岩溶作用得以进行的必要条件，水的循环交替是决定其溶蚀能力的决定因素；同时水动力条件也决定了水流侵蚀能力，因此水流作用是碳酸盐岩风化壳岩溶储层形成的重要因素，岩溶暴露时期的长短、古地貌发育的差异(岩溶台地、缓坡及洼地)与岩溶水动力条件的强弱，控制着岩溶发育的强度。研究区受多期古岩溶作用控制，古河道系统发育，根据古河道与风化壳表层相互关系，岩溶古河道划分两类，即暗河和明河[6]。

对于明、暗河道的识别目前主要依赖于物探技术，其核心思想是在地震精细标定基础上，结合古地貌分析和地震剖面反射特征分析，寻求古河道与围岩的反射特征差异，进而从纵向和横向对其进行精细刻画。对于地表明河河道，目前主要是以T74古今地貌、沿层相干及相干切片、图像检测等地球物理手段为主，结合地质和测井信息进行识别刻画。对于暗河河道，主要是以点(井点)、线(连井剖面)、面(各类振幅属性、能量属性、瞬时频率、混相分频)、体(三维立体可视化雕刻)方法进行识别及刻画，即利用钻、录、测井资料确定单井的暗河发育井段，通过精细标定明确地震上古河道发育部位，以多种属性识别平面分布并刻画古河道发育平面特征，最终确定古河道纵向及横向发育特征，应用的识别技术和方法主要包括精细标定、反射特征统计、各类属性识别及三维可视化雕刻等。

图3为单井古暗河精细标定结果及垂直暗河发育方向的地震反射剖面。从目前钻遇暗河井的地震反射特征统计来看，垂直暗河走向(图3a)时暗河反射特征以串珠为主，局部暗河交汇处可出现杂乱反射，个别井钻遇暗河串珠反射特征不明显，能量较弱；沿暗河河道走向，地震反射特征主要以连续稳定强波谷及波峰为主，横向连续性较好，能量强弱有变化，存在相对能量稍弱区域。根据精细标定和剖面特征识别，结合实钻结果，认为多属性融合中具有一定延伸长度的强能量条带可较好地反映古暗河的发育形态(图3b)。

明河在地震上具有明显的反射同相轴“下拉”特征(图4a)，较易识别与解释；以T74古今地貌、沿层相干及相干切片、结构体分析(图4b)、图像边缘检测(图4c)等为手段，对研究区内地表水系进行识别及刻画。

图3 垂直暗河地震剖面(a)和古河道混相分频技术雕刻成果图(b)Fig.3 Vertical underground river seismic section(a) and the ancient river miscible frequency division carving results(b)

参考实钻资料，利用地球物理手段，对工区内暗河及明河进行了系统的识别、刻画及主要特征参数统计(表1)，平面分布上可区分为S94-1、S94CH两大古河道系统(图5)，二者之间相互独立，无沟通。S94-1、S94CH两大古河道系统大的结构上均表现为上游暗河发育、下游明河发育，其中S94-1古河道系统规模较小，结构相对简单，为树枝状结构；S94CH古河道系统表现为复杂的网状结构特征，工区内规模最大的暗河及明河均发育在该系统内。

图4 垂直明河地震剖面(a)、结构体平面图(b)和图像边缘检测平面图(c)Fig.4 Vertical river seismic profile(a), structural plane(b) and image edge detection plane(c)

古河道系统名称类型子系统名称走向干流长度/km视宽度/m支流发育情况/条S94⁃1暗河地表河TH12233南北6．3132～2001TH12353南北11．810～5005S94CH暗河地表河S94CH南北11．9100～235无TH12138北北东>11．4130～340多条S93东西>5．994～1804TH10106东西3．450～932TH12180北西2．435～652TH10205北北东2．835～86无TH12148北北东21．310～5206

图5 S94-1、S94CH两大古河道系统Fig.5 S94-1、S94CH ancient river system

3 岩溶储集体发育控制因素分析

塔河地区构造演化过程经历3期古岩溶作用：加里东中期岩溶、海西早期岩溶和海西晚期岩溶。研究认为塔河地区奥陶系古岩溶发育主要受岩性、断裂和岩溶地貌的控制[7-9]。平面应力分布决定了断裂及裂缝的发育区域，古构造形态决定了古河道的发育走向，而断裂与古河道的空间配置关系对储集体的发育具有较强的控制或影响作用。

实践表明，断裂和古河道空间匹配区往往是岩溶发育的最有利部位，研究区上奥陶统碳酸盐岩受古构造控制，在北部为剥蚀区，南部为覆盖区，二者地质背景存在差异，岩溶控制因素不尽相同，以下分覆盖区及剥蚀区两大类型对研究区储层发育进行分析。本文主要分析断裂与古河道对储层发育的影响，其他因素不再赘述。

3.1 覆盖区岩溶储集体发育控制因素

图6 覆盖区岩溶发育模式图Fig.6 The model of karst development in the coverage area

“纯断控型”为覆盖区储集体发育主导因素，断裂发育程度控制了储集体发育规模。Ⅰ类主控断裂整体控储作用强。依据主控断裂带组合样式、横向发育的连续性，将“Ⅰ类主控断裂控储”模式分为3种类型：同源多条断裂发散型、单条断裂延伸型及段间弱溶蚀破碎型三类。“同源多条断裂发散型”控储断裂样式为“正花状”或“Y”字形，构造特征为断隆带，横向破碎溶蚀范围大，形成“V”字形断溶体油藏，储集体纵横向均发育；“单条断裂延伸型” 控储断裂样式为“单支型”， 横向破碎溶蚀范围大，形成“板状”断溶体油藏，仅断裂面储集体发育；“段间弱溶蚀破碎型”断裂由于破碎程度低，岩溶作用弱，储集体发育程度低，缝洞体规模小。实钻井统计表明，Ⅱ类伴生次级断裂控储作用较强，Ⅲ类T74内幕断裂对储集体控制作用较弱。

“Ⅱ类断裂+上覆水系复合控制型”对储层发育具有一定的强化作用。根据断裂与水系、断裂与I类主控断裂关系，将“Ⅱ类断裂+上覆水系复合控制型”模式分为3种类型：断裂+上覆水系复合型、主控断裂共轭剪切分支型、相对孤立型。“断裂+上覆水系复合型”在加里东期I幕暴露岩溶基础上，加里东期Ⅱ幕形成的上覆水系沿T74-T72继承性断裂下渗对奥陶系目的层存在进一步溶蚀改造作用，储集体发育程度高，局部发育中深部溶洞。“主控断裂共轭剪切分支型” 控储断裂I类主控断裂形成的“正花状”或“Y”字形断裂分支，与主岩溶水通道的I类主控断裂沟通好，岩溶水排泄通道畅通，储集体较发育。“相对孤立型”控储断裂与水系、I类主控断裂无直接关系，储集体欠发育，储层类型以裂缝型为主[10]。

3.2 剥蚀区岩溶储集体发育控制因素

剥蚀区岩溶在早期覆盖区断控岩溶基础上，受构造抬升进一步剥蚀、改造及溶蚀，储集体发育受控因素为多因素复合，其发育模式如图7所示。依据岩溶地质背景将岩溶模式初步分为4类：断控区多因素复合控储模式、暗河区多因素复合控储模式、明河区多因素复合控储模式及残丘区多因素复合控储模式。第一类模式区主要指上奥陶统尖灭线附近S94-T707断裂交汇TH12158X井区，储集体控制因素为“断裂+残丘”，岩溶机理与覆盖区相似。第二类模式包括北部TH12250、S94井区及东部TH12238-S93井区，其岩溶机理为地表岩溶水沿节理和裂缝下渗溶蚀，在水平径流带顺断裂走向及层理面侧向溶蚀，形成地下管道，古构造低部位明河区常为岩溶水排泄口，暗河管道岩溶程度受构造抬升及供水量(枯水期、洪水期)影响大，其储集空间保存程度受后期活动断裂、入口的开放性及空间展布特征控制，储集体整体较发育，具沿河道走向条带展布、充填几率大特征。第三类模式包括北部S94-1井区、东部TH12148井区，研究表明明河河道起源于断裂，其岩溶机理为断裂挤压形成“残丘-洼地”交互地貌，挤压残丘顶部及翼部纵张节理及剪节理均较发育，提供岩溶水下渗通道，但水流以分散、垂直渗流为特点，岩溶改造弱，洞穴欠发育，翼部以水流汇聚、水平或近水平方向运动为特征，水流稳定、水动力强，岩溶改造强烈，是岩溶洞穴层发育的有利相带，底部断裂及明河为岩溶地下水的泄水区或岩溶地下水的沉淀作用发生区，岩溶作用较弱，该类模式明河边部残丘缝洞体较发育。第四类模式主要指水系、断裂欠发育的北部AD23、TH12119、TH12197井区及东部S92井区，其岩溶机理与第三类模式相似，但构造挤压作用弱，残丘及断裂规模小，整体储集体欠发育。

图7 剥蚀区岩溶发育模式图Fig.7 Pattern of karst development in denuded area

实钻井分析表明，断裂规模大小控制了古暗河河道储集体发育规模。“暗河区多因素复合控储” 模式下整体溶洞钻遇率高，其中“暗河+主控断裂控制型复合”缝洞体规模大，“暗河+Ⅲ类断裂复合控制型”缝洞体规模有所减小。断裂对孤立残丘的溶蚀改造决定储层的发育程度。依据残丘部位断裂发育特征，将“残丘区多因素复合控储” 模式分为“残丘+断裂复合控制型”及“孤立残丘控制型”两类。“残丘+断裂复合控制型”残丘幅度小，但具有一定程度挤压作用，地震剖面显示残丘内部存在断裂，岩溶作用相对较强，发育一定规模缝洞体，目前投产井11口，8口井钻遇溶洞，钻遇率为73%，平均洞高4.1 m；“孤立残丘控制型” 残丘幅度小且挤压作用弱，地震剖面显示相位较连续，岩溶作用弱，储集体欠发育，目前投产井20口，9口井钻遇溶洞，钻遇率为45%，平均洞高2.4 m。

4 结论

(1)SN向挤压的正应力与从轮台-沙雅断裂带断层面“斜交”并传递至研究区，造成研究区内呈现“X”形弱走滑，决定了研究区宏观断裂和低序级断裂的发育。蚂蚁体断裂检测结果显示，宏观断裂两侧发育的低序级断裂具有与主断裂相似的走向特征或与主断裂成小角度斜交。

(2)10区东三维区存在S94-1、S94CH两大古河道系统，且相对独立；古河道结构上均表现为上游暗河发育、下游地表河发育，其中S94-1古河道系统规模较小，结构相对简单，为树枝状结构；S94CH古河道系统表现为复杂的网状结构特征，工区内规模最大的暗河及明河均发育在该系统内。

(3)不同地质背景下的岩溶储层发育控制因素不尽相同，覆盖区岩溶以断控岩溶为主；剥蚀区岩溶在早期覆盖区断控岩溶基础上，受构造抬升进一步剥蚀、改造及溶蚀，储集体发育受多因素复合控制。

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Analysis of Controlling Factors of Reservoir Development in Ordovician Reservoirs in Tahe Oilfield —3D High-precision Seismic Area in Eastern 10 Area

Wen Huan， Deng Guangxiao, Wang Zhen

(ResearchInstituteofPetroleumExplorationandDevelopment，SINOPECNorthwestCompany，Urumqi830011,China)

Based on the 3D high-precision seismic area in Eastern 10 area, the different fault sequence interpretation and the recognition of ancient river system is launched, the analysis of reservoir development controlling factors is completed. The results show that the fault development of this area is controlled by the “X” shear stress, and there are two ancient river system in this area. The main controlling factors of karst reservoir development in the area of coverage and erosion are influenced by the spatial configuration of the fault and the ancient river system, the former is mainly controlled by fault karst, and the latter is mainly controlled by multiple factors.

karst; fault; ancient river; reservoir

国家“十三五”示范工程课题“缝洞系统结构刻画及描述应用与完善”(2016ZX05053001)资助。

文欢(1987—)，女，工程师，从事塔河油田碳酸盐岩缝洞型储层预测及方法研究工作。邮箱：wenhuan127@126.com.

TE122

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