塔里木盆地古城台缘带寒武系丘滩体沉积构型特征及储层分布规律

2021-06-29 03:11张君龙胡明毅汪爱云何香香
石油与天然气地质 2021年3期
关键词:寒武白云岩孔洞

张君龙,胡明毅,汪爱云,张 斌,闫 博,何香香

(1.长江大学 地球科学学院,湖北 武汉 430100;2.中国石油 大庆油田有限责任公司 勘探开发研究院,黑龙江 大庆 163712;3.中国石油集团测井有限公司 大庆分公司 ,黑龙江 大庆 163412)

塔里木盆地下古生界寒武系-奥陶系广泛分布的碳酸盐岩沉积层是其最为重要的油气资源载体之一,继塔中、塔北等一批中、上奥陶统大中型油气田发现后[1-4],近年来,塔中和轮南地区中深1井、轮探1井也在8 000 m以深超深层的寒武系盐下丘滩相白云岩中获得重大突破,展示出寒武系巨大的勘探潜力,同时也助推了进一步探索寒武系古老深层碳酸盐岩的勘探进程。古城台缘带是油气运聚富集的有利区带,奥陶系白云岩多口井已获得工业气流,寒武系台缘丘滩体具有良好的成藏条件[5-6],城探1井和城探2井陆续在丘滩体白云岩储层见到了好的含气显示,使其成为塔里木盆地持续探索并力争新突破的重要勘探领域。以往古城台缘带寒武系的研究主要是从台缘结构演化等探讨生储盖配置条件,从成岩流体性质分析储层成因,而针对台缘丘滩体内幕沉积微相类型、沉积序列特征以及其储层分布规律的研究甚少,很大程度上制约了有利勘探区带的优选。理论研究及勘探实践均表明古老深层碳酸盐岩是物性较好、规模大、不受埋深控制的有效储集层,但漫长的成岩历史造成储集层成因类型复杂多样,礁(丘)滩相原始沉积建造为表生岩溶作用、埋藏溶蚀作用等各种建设性成岩改造作用提供了约束条件,储层发育受沉积相带控制显著[7-11]。因此,笔者基于岩心观察、薄片鉴定、储层岩相学和地球化学特征分析、地震相识别及储层预测等技术方法,结合前人相关的研究成果,解析了古城台缘带多期丘滩体的沉积结构类型特征及储层控制因素,构建出沉积构型约束下建设性成岩作用改造的储层分布模型,为勘探部署中预测有利储集区带提供地质依据。

1 地质概况

塔里木盆地是中国西部一个大型叠合盆地,寒武纪-奥陶纪广泛发育海相碳酸盐岩沉积。寒武纪经历了早寒武世缓坡型台地向晚寒武世镶边型台地的演化过程,在沿塔深1井-塔中32井-城探1井一线形成了满西寒武系台缘带,贯穿塔北隆起、北部坳陷的阿满过渡带和古城低凸起3个二级构造单元,以满西台缘带为界,呈现出寒武纪“西台东盆”的主体古地理沉积格局。古城台缘带属于满西台缘带南段[12-14],处于古城低凸起东侧,塔东隆起西侧,面积近3 000 km2(图1a);寒武系-奥陶系连续沉积了大套碳酸盐岩地层,无大型不整合,下寒武统底部发育盆地相烃源岩,中上寒武统主要发育菌藻类颗粒白云岩,自下而上发育4期台缘丘滩体。第1、2期属于中寒武统,第3、4期属于上寒武统,早-中奥陶世由半局限台地向开阔台地演化,晚奥陶世海平面快速上升及陆源碎屑注入,由淹没碳酸盐岩台地泥灰岩向混积陆棚海相碎屑岩沉积转化。

图1 塔里木盆地古城台缘带构造位置(a—b)及寒武系4期丘滩体沉积层厚度(c—f)Fig.1 Structural location (a-b),and thickness map of the four-stage Cambrian mound-shoal complexes (c-f) at the Gucheng platform margin,Tarim Basin

古城低凸起为塔中隆起向东延伸的倾末端,是一长期继承性古隆起,古城台缘带寒武系向海进积发育的4期大型的台缘丘滩体[5-6],建隆特征显著,呈现出镶边碳酸盐岩台地沉积结构样式,近SN向展布,紧邻满加尔凹陷生烃洼槽,是油气勘探的有利目标。古城三维区内4期丘滩体叠合面积约1 600 km2,勘探程度低,仅城探1、城探2井两口风险探井揭示了上寒武统第3、4期台缘丘滩体,溶蚀孔洞优质储层发育,两口井分别见到气层35.4 m/5层、75.8 m/3层,展示出良好的勘探潜力,继中下奥陶统缓坡台地滩相白云岩发现气藏后[15-16];寒武系台缘丘滩体已成为该区最为重要的勘探接替新领域。

2 丘滩体沉积构型

2.1 岩石组构特征

城探1井、2井21.68 m岩心、16颗井壁取心和基本每隔5 m岩屑系统取样的岩石薄片鉴定结果表明,古城台缘带寒武系丘滩体岩石组份较为单一,主要发育准同生期粉-细晶白云岩[6,11],局部被硅质交代形成硅化岩,缝洞内充填石英、方解石及中粗晶鞍状白云石;粉-细晶白云岩或隐晶质硅化岩中保存了多种具有指相意义的原始沉积结构类型,主要包括球粒结构、层纹结构、凝块结构、颗粒结构、枝状结构。

球粒结构:城探1井揭示第3期丘滩体底部发育暗色泥晶成分的球形或椭球形颗粒,粒径较小,一般小于0.2 mm,分选较好,颗粒边界比较模糊,呈分散状分布,多与细粒砂屑伴生(图2a),是与微生物凝集作用有关的微生物结构类型[8],反映较弱的水动力环境特征。

层纹结构:由含球粒粉屑藻粘结层、藻粘结-亮晶胶结球粒层及亮晶胶结粉屑层构成的层纹结构。城探1井中下部局部有少量发育,镜下可见含球粒粉屑藻粘结层主要发育在粉晶白云岩中,泥晶含量较高,主要依赖微生物粘结捕获作用形成;藻粘结-亮晶胶结球粒层球粒密集呈层分布,球粒边界不明显,为藻粘结为主,局部亮晶胶结(图2b),也是较为典型的微生物捕获作用特征;亮晶胶结粉屑层是由分选较差的粉屑亮晶胶结而成的细晶白云岩。层纹结构反映由弱到强的动荡的水体环境,总体为较弱的水体能量特征[17]。

凝块结构:是常见的微生物结构,与蓝细菌对碎屑等颗粒的捕获、黏结作用有关[8]。露头及古城钻井揭示丘滩体的凝块结构主要表现为凝块内部颗粒颜色较暗,分选、磨圆较差,外形不规则,边界参差不齐、不清晰,有明显的蓝细菌微生物的黏结特征;凝块一般大于1 mm,形态不一,凝块间多为亮晶胶结(图2c,d)。凝块结构与丘滩体沉积建造具有密切联系的微生物结构类型,主要发育于较深水体动荡的浅潮下带。

颗粒结构:主要与波浪破碎淘洗作用有关。城探1、2井揭示的颗粒结构具有两种类型特征:Ⅰ型颗粒结构主要包括砾屑、生屑、砂屑和鲕粒结构,砾屑内包含表附菌枝状石等微生物碎屑(图2e),生屑主要为具有体腔孔的似泡沫绵层结构的蓝细菌微生物颗粒,砂屑、鲕粒粒径一般为1 mm,分选磨圆一般-较好(图2f);Ⅱ型颗粒结构主要是砂屑、砾屑结构,多与微生物球粒、凝块石共生,分选磨圆一般-较差,碎屑内部色暗,可见蓝细菌藻微生物粘黏活动迹象(图2g,h)。颗粒结构整体表现为波浪作用较强的水动力环境,Ⅰ型结构颗粒反映的水体能量明显强于Ⅱ型。

图2 塔里木盆地古城台缘带寒武系台缘丘滩体岩石组构特征Fig.2 Rock fabric features of the mound-shoal complexes at the Cambrian platform margin,Tarim Basina. CT1井,埋深7 257 m,砂屑球粒结构白云岩;b. CT1井,埋深7 142.7 m,层纹结构白云岩;c.苏盖特布拉露头,蓝细菌凝块结构白云岩[18];d. CT1井,埋深7 125.6 m,砂砾屑凝块结构白云岩;e. CT1井,埋深6 887 m,砂屑鲕粒含表附菌砾屑Ⅰ型颗粒结构白云岩;f. CT2井,埋深6 729.9 m,砂屑生屑Ⅰ型颗粒结构白云岩;g. CT1井,埋深7 006 m,砂屑Ⅱ型颗粒结构白云岩;h. CT1井,埋深7 125.6 m,砂砾屑Ⅱ型颗粒结构白云岩;i. CT2井,埋深 6 662.63 m,含表附菌枝状结构砾屑硅化岩

枝状结构:主要为表附菌枝状石微生物结构特征,枝状石主要是表附菌自身的骨架生长而成[8]。野外露头观察到的一般都是灌木状丛生或密成呈团的微观形态[8,17-18],而城探1、2井丘滩体顶部发育的枝状结构镜下往往呈分叉的叶状体单体或簇球状碎片,以砾屑形态与鲕粒等高能碎屑共生(图2e,i),反映了其形成于强波浪作用下的高能水动力环境。

2.2 微相类型划分

在岩心和岩屑系统取样进行岩石结构类型识别,建立单井岩相组合特征的基础上(图3),结合井震标定地震相差异特征以及露头剖面特征(图4),古城台缘带寒武系丘滩体可划分为丘基、丘核、丘翼和丘坪4种微相类型。

图3 塔里木盆地古城台缘带城探1井-城探2井寒武系丘滩体连井剖面Fig.3 Well-tie cross section of the Cambrian mound-shoal complexes in Wells CT1 and CT2 at the Gucheng platform margin,Tarim Basin

丘基发育于丘滩体底部(图4)。塔西北露头区丘滩体底部丘基一般为准层状沉积(图4a,b),主要发育与球粒结构凝块石共生的粉屑云岩,储层孔隙欠发育[17-19];城探1井底揭示了丘滩体底部的丘基相(图3),主要发育含砂屑、球粒结构粉细晶白云岩,砂屑粒度一般为粉屑,与分散球粒泥晶-亮晶胶结。露头及钻井揭示均表明丘基相主要发育Ⅱ型颗粒结构和球粒结构粉细晶云岩组构组合特征,指示了为中低能、微生物欠发育的较深水环境。类比露头剖面特征,井震标定,地震剖面上丘基为强振幅、较连续的席状反射特征(图4c)。

丘核发育于丘滩体中部核心部位(图4)。古城台缘带未钻遇丘核相,塔西北苏格盖特布拉克、于提希等地区出露的丘滩体中,丘核主要发育亮晶胶结枝状结构、凝块结构等多种微生物白云岩组构组合特征,其中枝状结构主要表现为原地生长的表附菌集团化丛生特征[17-18],指示浅水抗浪的高能环境,发育微生物结构储集空间基质孔及溶蚀孔洞[18-19]。苏格盖特布拉克露头剖面堆积在层状丘基上的丘核,微生物生长和黏结作用使其不显层理构造,但向前呈现出多个帚状收敛的前积层,成层性特征较明显,顶部削截,与于提希露头比较顶部相带缺失(图4a,b),类比古城地区城探1、2井所揭示丘滩体的地震剖面反射特征,与苏格盖特布拉克露头剖面结构特征相似(图4a,b,c),在地震剖面对应丘核发育部位为弱振幅、杂乱-断续丘状反射特征(图4c)。

图4 塔里木盆地寒武系丘滩体露头剖面结构特征(a,b)及古城地区4期寒武系台缘丘滩体地震剖面结构特征(c)Fig.4 Section structural features of the Cambrian mound-shoal outcrops(a,b),and the seismic section characteristics of the four-stage mound-shoal complexes at the Gucheng platform margin(c),Tarim Basina.苏盖特布拉克露头;b.于提希露头;c.寒武系台缘丘滩体地震剖面

丘翼位于丘核前翼或后翼(图4)。上述的苏格盖特布拉克露头丘核前端成层性特征较明显的多个帚状收敛的前积层,为丘前翼(图4a),主要为凝块结构、Ⅱ型颗粒结构白云岩,远端发育球粒结构白云岩[17-18],于提希剖面处于丘核后部的亚平行层状沉积为丘后翼,主体为薄层状层纹结构白云岩、Ⅱ型颗粒结构白云岩[17],露头丘翼储集空间主要为凝块间孔隙及部分溶蚀孔洞,溶蚀作用较丘核弱[17-18];城探1井、城探2井均钻遇丘前翼前积层(图3),井壁取心及岩屑薄片镜下鉴定表明,发育比较典型的砾屑、砂屑等Ⅱ型颗粒结构、凝块结构白云岩及层纹结构粉细晶白云岩。露头及钻井揭示了丘翼相主要由凝块结构、层纹结构、Ⅱ型颗粒结构及少量球粒结构粉细晶云岩组构组合而成,其中凝块结构主要发育在丘前翼,层纹结构以丘后翼发育为主,总体上丘翼的岩石结构特征指示了中高能中-强的动荡水体环境,丘前水体较深,能量较强。同样类比与钻井所揭示的丘滩体结构相似的苏格盖特布拉克丘滩体露头剖面,丘翼在地震剖面上为中强振幅、较连续的帚状反射特征(图4c)。

丘坪发育于丘滩体顶部(图b,c)。丘滩体露头顶部丘坪相发育大量Ⅰ型颗粒结构白云岩,粒间孔、粒内孔、凝块间孔及溶蚀孔洞大量发育[17-19];城探1井、城探2井均钻遇顶部丘坪相(图3),主要发育鲕粒、含枝状石砾屑、生屑、砂屑等Ⅰ型颗粒结构细晶白云岩,亮晶胶结,表现出浪击面附近强烈的水动力,破碎未固结成岩的丘核等微生物岩后再沉积而成。露头及钻井揭示的丘坪组构主要为Ⅰ型颗粒结构、单体或簇球状碎片枝状结构白云岩。地震剖面上为披覆在丘滩体顶部的中强振幅、较连续的穹状反射特征(图4c)。

2.3 丘滩体结构类型

类比露头各种微相类型不同的展布方式,基于研究区丘滩体内幕三维地震反射特征分异性较为明显,井震标定划分出各期丘滩体地震相,按照丘滩体内幕相带的叠置关系,确定了古城台缘带寒武系发育“加积型”和“前积型”两种台缘丘滩体沉积构型(图4)。

“加积型”丘滩体:相带垂向加积叠置。于提希露头剖面丘滩体沉积结构呈现出自下而上丘基-丘核/丘翼-丘坪沉积能量增强的加积沉积序列(图4b),露头顶部丘坪相部分削截缺失,前端断失丘前翼;目前,钻井尚未揭示该类型丘滩体,但早期中寒武统第1、2期丘滩体在地震剖面上自下而上呈现出由强振幅、较连续的席状反射-弱振幅、杂乱-断续丘状反射-中强振幅较连续地震反射的变化特征,侧翼为中强振幅、较连续的帚状反射特征,地震相展布分异特征与露头相带展布特征具有较好的对应关系,具有加积结构特征。

“前积型”丘滩体:相带侧向前积错叠。钻井揭示的晚期上寒武统第3、4期丘滩体内幕地震剖面上呈现出一系列前积反射层,顶部具有削截特征,与苏盖特丘滩体露头结构特征极其相似(图4a,c),反映出相带侧向前积错叠结构特征,露头顶部削截缺失丘坪相,城探1井、城探2井自下而上分别揭示了第3期3个和第4期2个前积层(图3,4c)。受后期成岩作用影响较小相对稳定的δ13C数值可表征海平面的相对升降变化[20-24],其中城探1井δ13C数值向上逐渐由正偏向负偏变小,放射性能谱测井去铀GR(KTH)峰值及基值逐渐减小(图3),反映了水体向上变浅海平面下降的过程,具有底部丘基-丘翼、中部丘翼和顶部丘翼-丘坪3套海平面下降沉积旋回,对应地震剖面上的3个前积层,可见,丘滩体呈现前积结构特征,与海平面下降具有一定的对应关系;另外,城探2井放射性能谱测井去铀GR(KTH)峰值及基值同样自下而上逐渐减小,向上沉积能量增强,但δ13C数值向上逐渐增大指示海平面上升过程(图3),说明丘滩体结构特征不仅受控于海平面升降变化,与丘滩体生长速度及古地貌特征等因素也密切相关。

3 丘滩体储层特征

3.1 储层类型

古城台缘带寒武系丘滩体储层主要发育具有颗粒结构、凝块结构、枝状结构等原岩结构特征的粉-细晶白云岩,也有部分原始沉积结构无法识别的晶粒白云岩。通过岩心观察及120余件铸体薄片、扫描电镜分析,厘定出研究区丘滩体主要发育溶蚀孔洞,砾间孔、生物铸膜孔、生物体腔孔、晶间(溶)孔、粒内溶孔、裂缝等储集空间类型。其中溶蚀孔洞、晶间(溶)孔是主要的储集空间类型。总体上古城寒武系台缘丘滩体储集空间类型与微相类型具有较好耦合关系,主要表现为孔洞型储层、孔隙型储层特征。

孔洞型储层主要发育于丘坪相,主要储集空间为较大的孔洞,孔洞边缘凸凹不齐、一般为厘米级,取心段上部较大孔洞集中发育,最大可在3 cm以上,下部孔洞离散分布,一般小于0.5 cm,孔洞内或被鞍状白云石、硅质等部分或完全充填,可见高角度裂缝和近水平裂缝,被鞍状粗晶白云石部分或完全充填(图5a,b);孔洞发育段镜下可见残余颗粒结构组构选择性溶蚀晶间溶孔、晶间孔(图5c),微生物体腔孔、粒间溶孔被多期硅质世代充填,具示底构造(图5d,e,f),电镜下微孔内石英、白云石部分充填(图5g,h)。

孔隙型储层主要发育于丘翼及丘基相,以晶间(溶)孔为主,孔隙边缘多为港湾状,孔隙均匀弥散分布,具有组构选择性溶蚀特征,与生物铸膜孔共生,少数被方解石充填(图5i),凝块间溶蚀孔缝被中-粗晶鞍状白云石部分充填,鞍形白云石边缘具有溶蚀特征(图5j),白云石晶(粒)间有沥青充填,孔隙边缘不规则,具扩溶特征(图5k)。

3.2 储层物性特征

古城台缘带寒武系丘滩体属Ⅰ、Ⅱ类储层(图3;表1)。整体看岩心分析物性值较低,一方面受测试样品规格的影响,小柱塞样品的物性分析不能完全反应厘米级孔洞的真实孔渗特性,另一方面,如城探2井丘坪相岩心缝洞、孔隙内硅质充填严重,也是造成储层物性变差的原因,城探2井下部丘翼储层大规模酸压为干层。但物性试验测试和测井解释孔隙度相对值反映出丘坪相孔洞型储层物性好于丘翼、丘基相孔隙型储层。

4 储层主控因素及分布规律

4.1 沉积作用

古城台缘带钻井揭示,寒武系丘滩体向上能量增强的沉积序列控制下,自下而上储层类型由孔隙型向孔洞型转化,物性也随之变好,由Ⅱ类、Ⅲ类储层向上演变为Ⅰ类、Ⅱ类储层,表现出高能环境下的沉积微相储集性能更优的相控特征;另外,受沉积旋回控制,丘滩体内部多套储层呈旋回分布,每个旋回顶部储集性能相对较好(图3)。

丘滩体储层的相控特性及旋回分布特征与微生物岩成储机制有关。丘滩体总体上是由微生物岩构建的碳酸盐岩建隆[8,25-27],大量的研究表明[10-11,17-19,27-29],具有微生物结构的微生物岩发育多种类型的原生孔隙,诸如枝状结构、凝块结构微生物格架孔、微生物体腔孔等,由于微生物抗浪生长习性,微生物活动最为活跃的丘核相、波浪改造未固结成岩丘核形成的丘坪相等浅水高能环境,微生物岩最为发育,奠定了丘滩体发育大量原生孔隙型储层的物质基础,同时为准同生期大气水等建设性成岩流体改造形成优质孔洞型储层提供了良好的渗流条件;丘翼以微生物结构和凝块结构为主,原生孔隙较丘核相与丘坪相欠发育[18-19]。

4.2 溶蚀作用

除了原始沉积作用提供了良好的基础,溶蚀改造是古城台缘带寒武系丘滩体形成优质储层的必要条件,有关的溶蚀作用主要包括表生溶蚀的大气水溶蚀作用、埋藏溶蚀的热液溶蚀作用和有机酸溶蚀作用[9-10]。

表生溶蚀:丘滩体储层岩相表征中,组构选择性溶蚀特征、生物铸模孔以及大量的示底构造,提供了丘滩体储层经历了大气水溶蚀的直接证据[10-11,18-19,28](图5c、d、e、f、i);另外,丘滩体顶部放射性能谱测井钍铀比(Th/U)值大于7的风化残积层特征[23-24]、地震剖面前积视削截特征以及碳同位素向上负偏值增大的现象,均反映出水体逐渐变浅的丘滩体沉积过程及顶部浅水暴露氧化环境,进一步佐证了丘滩体具备准同生期大气淡水淋滤的条件;再者,溶蚀孔洞型储层主要集中在丘滩体顶部,且储层分布具有旋回性,旋回顶部储层较好,储层分布规律与大气水自上而下的作用方式相匹配。综合分析表明,古城台缘带寒武系丘滩体优质储层主要为大气水溶蚀作用结果,具有相控特征。

埋藏溶蚀:储层地球化学数据指示了古城台缘带寒武系丘滩体经历了强烈充分的外源流体的水岩反应(表2),具体表现为基质白云石与缝洞充填鞍形白云石氧同位素并无太大分异,且较同期海相白云石氧同位素特征值(δ18O值-6.9‰~-4.8‰)偏负,锶同位素大部分样品87Sr/86Sr都大于同期海水值(0.708 7~0.709 4)[30]。孔洞、孔隙中充填的鞍形白云石、隐晶质硅质、晶粒状硅质以及石英晶粒等大量热液矿物岩相特征,配合包裹体均一温度高等因素、氧同位素负偏及87Sr/86Sr增大等地球化学特征,说明了丘滩体成储过程中经历了多期热液流体的水岩反应[30-31]。硅质、鞍形白云石等多以充填形式赋存在孔洞中,说明先有孔洞,后发生充填胶结,示底构造很好地指示出先存孔洞多期充填的世代关系,且热液流体往往是通过断裂自下而上输导,因而储层的溶蚀改造往往还受断裂或裂缝的分布影响,导致储层韵律性不好[10-11]。丘滩体储层旋回性特征,进一步表明热液作用并不是溶蚀改造储层的关键因素,孔洞内充填的鞍形白云石部分被溶蚀的现象(图5j),也说明热液流体一方面会使先存孔隙被充填,而另一方面也会使储层发生溶蚀改造[31]。城探1井丘滩体中下部岩屑录井中长井段富存大量沥青[6],反映丘滩体经历过油气运移和充注,充填沥青的晶(粒)间扩溶孔隙(图5k),是发生有机酸溶蚀作用的重要表现[17-18]。热液或有机酸溶蚀储层的规模远不及大气水溶蚀储层[10-11]。

表2 塔里木盆地古城地区城探1丘滩体储层地球化学特征Table 2 Geochemical characteristics of the mound-shoal complexes in Well CT1 in Gucheng area,Tarim Basin

因为经历了多期多介质外源流体强烈充分的水岩反应,现存储层原岩和胶结充填物的地球化学特征更多记录的是最晚期强烈的外源流体的作用。古城地区对应的就是强烈的多期热液作用,而先前成岩流体,譬如准同生期大气淡水参与水岩反应的地球化学记录,经晚期成岩流体强烈的改造,很难得以保留,会造成片面地夸大热液溶蚀对储层的改造作用[30-31]。虽然热液作用及大气水作用均会造成氧同位素δ18O值负偏及87Sr/86Sr增大,但众多数据中,只有一个样品测定的Sr/Ba 值小于1(图5f),且发育示底构造,恰恰反应出了早期大气水作用的过程[10,32]。据此推测,氧同位素δ18O值负偏及87Sr/86Sr增大有可能部分是早期淡水溶蚀过程的记录,尤其是δ18O值偏移量较小的样点,热液作用δ18O值偏移量往往大于3‰[34-36]。通过地球物理测井、地震资料的表征、储层岩相的世代关系、储层分布样式、规模等综合分析,准同生期大气水溶蚀是丘滩体形成孔洞型优质储层的最主要的建设性成岩改造作用,而有机酸溶蚀作用是增加丘滩体储集空间的补充,古城地区强烈的热液作用有溶蚀增储特征,但对丘滩体储层以充填破坏为主。

4.3 丘滩体储层分布模型

高能相带是储层发育的基础,大气淡水溶蚀是古城台缘带寒武系丘滩体形成优质储层的关键因素。向上变浅、能量增强的沉积序列使丘滩体储层总体上具有储层物性顶部好于下部、内部旋回性分布且旋回顶部物性较好的特征。靠近建隆核心部位的相带水体较浅,沉积能量较高,更易接受充分的淡水溶蚀,厚度较大,溶蚀优质储层较翼部更发育。不同丘滩体沉积构型的相带组合样式差异,塑造了相控的储层分布模式(图6)。

加积型丘滩体生长速率快,同步于可容空间的增长速率,易于频繁暴露于大气淡水环境[29]。相控下,淡水溶蚀储层呈“三明治”式垂向叠置分布,核心部位丘基与丘核、丘坪改造的储层垂向重叠,优质储层较厚,横向延展连续,规模大(图6a)。前积型丘滩体因相对海平面持续下降,限制丘核的持续生长,丘核规模往往较小,但具有更充分的暴露机会,相带呈侧向错叠。相控下,淡水溶蚀储层呈“倒牙刷”式侧向错叠分布,丘基或丘翼为牙刷柄,丘核和丘坪为牙刷头,物性较好。核心部位丘基、丘翼与丘坪储层叠置,优质储层发育相对加积型丘滩体要逊色一筹(图6b),但持续的暴露接受淡水溶蚀,会使其储层物性更优。古城台缘带寒武系丘滩体埋深往往超过7 000 m,为了实现深层碳酸盐岩勘探效益最大化,加积型丘滩体显然是探索的首要主攻方向。

图6 塔里木盆地古城地区丘滩体相控储层分布模型Fig.6 Distribution of facies-controlled reservoirs in the mound-shoal complexes in Gucheng area,Tarim Basina.加积型丘滩体;b.前积型丘滩体

5 结论

1) 古城地区4期寒武系台缘丘滩体内幕发育丘基、丘核、丘翼、丘坪4种微相类型,向上沉积水体变浅,沉积能量增强,按照相带叠置结构特征可划分为“加积型”和“前积型”2种沉积构型,第1—2期为加积型丘滩体,第3—4期为前积型丘滩体。

2) 丘滩体储层相控特征显著,丘核和丘坪高能相带有利于基质孔隙发育,大气淡水溶蚀作用是改造于基质孔隙形成孔洞型优质储层的关键因素。高能相带为基础,淡水岩溶作用控制下,丘滩体顶部浅水高能相带发育孔洞型储层,储层物性好,主要为Ⅰ类、Ⅱ类储层,下部较深水低能相带淡水溶蚀作用弱,以Ⅱ类、Ⅲ类孔隙型储层为主;另外靠近丘滩体建隆核心部位的浅水高能相带淡水溶蚀作用较强,溶蚀储层更发育。总体上,丘滩体储层顶部好于下部、核部优于翼部,内幕发育多套储层,呈旋回分布,每个旋回顶部储层物性较好。有机酸溶蚀作用在增加丘滩体储集空间方面起到了补充作用,古城地区强烈的热液作用对丘滩体储层以充填破坏为主。

3) 差异沉积构型约束下的大气水溶蚀改造作用塑造了加积型丘滩体“三明治”式和前积型丘滩体“倒牙刷”式2种丘滩体相控储层分布模型。古城地区第1—2期加积型丘滩体核心部位丘核、丘坪改造的优质储层垂向重叠,横向延展连续,储层规模大;第3—4期丘滩体相带呈侧向错叠,核心部位溶蚀优质储层横向分布有限,厚度也较加积型小,但长期持续的淡水溶蚀作用使其储层物性会更好。因此,古城地区第1—2期加积型丘滩体是发现大规模、高产油气藏的有利目标。

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