塔里木盆地塔河油田TH12402井区中下奥陶统古岩溶洞穴发育模式

塔里木盆地塔河油田TH12402井区位于志留系覆盖区,发育典型的古岩溶缝洞型储集层,是塔河油田西北部奥陶系主要的产建阵地之一。基于三维地震数据、测井和钻井资料,并结合地震属性提取技术,对该区下奥陶统岩溶发育条件和储集层发育特征进行了研究,探讨了岩溶洞穴的控制因素和发育模式。结果表明:TH12402井区处于北西向次级鼻状构造的南翼,该区发育加里东中期Ⅲ幕古岩溶作用,岩溶地形以低幅度的溶丘和洼地为主,地表水系呈南北向汇流且分支水系相对欠发育;岩溶储集空间以大型迷宫状岩溶管道和分散的孤立状洞穴为主,主要分布在不整合面以下40～100 m,且以未充填为主;近东西向的走向断层、次级鼻状构造以及上奥陶统地层尖灭线联合控制了古岩溶洞穴的发育,形成了平缓岩溶地貌区走向断裂汇流型岩溶洞穴模式。上述成果为相似井区的古岩溶储集层预测和井位部署提供了理论依据。     

岩溶流域的水系变迁——以塔河油田6区西北部奥陶系古岩溶为例

在现代流水地貌中,由于构造运动、岩性差异以及水流侧蚀等因素,常常出现水系袭夺,并随之伴生一系列特殊的水文地貌现象,如袭夺肘、风峡、袭夺肘以下的深切河谷、断头河和倒淌河等.基于三维地震资料,本文应用地震属性分析及地震成图等相关技术,对塔河油田中一下奥陶统顶部海西早期的岩溶古地貌和古水系进行了恢复识别,发现海西早期也存在类似的水文地貌现象.依据现代水系变迁理论,证实了塔河油田6区岩溶流域早期为南向汇流结构,而后期由于西北部侵蚀基准面下降,本区流域不断被西北部流域袭夺,并大面积倒转为北西向汇流结构,再现了本区岩溶古水系及流域的阶段性演化过程,从而为揭示塔河油田奥陶系古岩溶发育规律提供了重要依据.      

塔河油田盐体覆盖区奥陶系储层发育特征及主控因素研究

塔河盐下地区储层分布特征为奥陶系裂缝发育程度较高，溶蚀孔洞和半-未充填的高角度构造缝、溶蚀缝是本区最主要的储集空间类型．大型洞穴发育程度低于土体区，最主要的储集层类型为孔洞。裂缝型或裂缝-孔洞型储层．该区西部储层发育程度优于东部，本区有利储层多呈近NS条带状（或指状）展布；中下奥陶统上部储层发育程度高于下部；中下奥陶统储层发育程度高于上奥陶统良里塔格纽．控制盐下奥陶系储层发育与展布的主要因素是构造变形作用、加里东中期岩溶和沉积相．     

塔河油田中下奥陶统顶面岩溶古水系对接现象及其意义

塔河油田中下奥陶统,从加里东中期到海西期,经历多期构造运动及其引起的多期岩溶作用的叠加改造,岩溶缝洞系统非常发育。岩溶作用的发生,除地层的可溶性,主要依赖于岩溶水补给-径流-排泄过程中对岩石的溶解作用和侵蚀作用。因此,判断岩溶水的运动轨迹是一种非常重要的研究方法。基于三维地震资料,利用第三代相干体技术,刻画中下奥陶统顶面的岩溶古水系,发现上奥陶统覆盖区下部依然有许多地表水系存在,并且大多与上奥陶统缺失区的古水系对接。根据现代岩溶理论,划分奥陶系岩溶层组,厘定水文地质条件,分析两种不同时期岩溶古水系的形成和消亡过程,这对恢复古岩溶发育环境,划分古岩溶发育阶段,揭示古岩溶的发育规律具有重要的意义。     

T27界面与塔中隆起上奥陶统碳酸盐岩古岩溶储层

T72界面为上奥陶统桑塔木组泥岩与良里塔格组灰岩地震反射界面,是塔里木盆地塔中、塔北隆起上奥陶统内部的一个重要构造-层序转换面,是早古生代碳酸盐台地型沉积向陆源碎屑充填沉积转换的标志.过去普遍认为两个组之间为连续沉积,界面性质系海侵上超并赋予"淹没台地"的涵义.但随着近年塔河油田南部地区的勘探和塔中隆起区北缘Ⅰ号断裂带油气富集规律性的深入研究,表明T72界面是一个区域性的古暴露界面和沉积间断界面.界面之下的上奥陶统良里塔格组顶面有明显的削蚀和截切现象,残存厚度在塔北、塔中之间存在极大的差异,反映塔北隆起T72界面的构造及风化壳岩溶作用明显强过塔中隆起.古暴露和风化壳岩溶作用导致T72界面之下的良里塔格组碳酸盐岩广泛发育岩溶,是塔中低凸起北缘Ⅰ号断裂构造带的主要油气藏聚集层位;在塔河南部,形成了一套厚度最大可达300m并贯穿良里塔格组与下伏恰尔巴克组、一间房组和鹰山组的古岩溶洞穴系统,造就了塔河油田今天以南部斜坡区上奥陶统良里塔格组灰岩古岩溶洞穴系统为主要油气储层的勘探大场面.     

利用FMI资料分析塔河油田南部中—下奥陶统储层构造应力场

钻探结果表明,塔河油田南部地区上奥陶统覆盖区中—下奥陶统碳酸盐岩储层发育与分布明显地受断裂和裂缝控制。裂缝主要为构造开启缝,其次为钻井诱导缝,裂缝走向具有明显方向性,其形成与古构造应力场关系密切。利用大量中—下奥陶统钻井FMI资料进行裂缝识别、成因分类和走向统计分析,认为钻井诱导缝受现今构造应力场控制,构造开启缝主要受古构造应力场控制,裂缝走向与最大主应力方向一致。塔河油田南部地区诱导缝优势走向为北东向,现今最大主应力方向为北东向;构造开启缝优势走向主要有北北东向和北东东向两组,北北东向裂缝中可见充填缝,反映北北东向裂缝形成时间早于北东东向,其分别与加里东中期和海西早期的古构造应力场最大主应力方向相一致。     

塔里木盆地塔河油田岩溶峡谷区海西早期洞穴系统发育模式

塔河油田岩溶峡谷区发育大型岩溶洞穴型储集层,勘探效果较好。基于三维地震资料、钻井资料,并结合地震属性提取技术,对地下岩溶洞穴系统、古地貌、古水文系统进行精细刻画,探讨洞穴形成机理,进而总结洞穴发育模式。研究结果表明:(1)峡谷上游段地表水垂向侵蚀作用强烈,峡谷失去了排水功能演变为干谷,下游段水动力条件减弱。(2)峡谷区岩溶洞穴类型划分为暗河洞穴、峡谷—断裂双控型洞穴。暗河洞穴主要发育在峡谷上游段,与峡谷呈"映射"关系。峡谷—断裂双控洞穴发育于峡谷两侧,垂向上具有多层性特征。(3)综上探讨峡谷区岩溶洞穴形成机理,认为较充足的水源补给条件以及水流强烈的垂向侵蚀溶蚀作用控制了暗河洞穴发育,多期次排泄基面下降以及断裂系统共同控制峡谷—断裂双控洞穴的发育。结合现代恩施地区洞穴系统特征,提出了峡谷地区洞穴发育模式,为下一步洞穴储集层预测和勘探实践提供理论借鉴。     

塔河油田四区奥陶系古岩溶流域的倒淌河及其成因研究

在现代岩溶区,由于构造运动、岩性差异以及地貌起伏等因素,常常出现水系袭夺现象,并随之伴生一系列反常的水文地貌现象,如分水岭迁移和破坏、袭夺肘、风峡、断头河和倒淌河等。基于三维地震资料,应用层拉平技术、精细相干分析技术及相关地震成图技术,对塔河油田四区中—下奥陶统顶部海西早期的岩溶古地貌和古水系进行了恢复识别,发现也存在类似的反常水文地貌现象。借鉴现代水系袭夺理论,证实了塔河油田四区东部岩溶流域早期为南向汇流结构,而后期由于构造运动引起西北部侵蚀基准面下降,并通过地下途径对邻近南向流域北缘进行逐步袭夺,形成了大型倒淌河,再现了本区岩溶古水系及流域的阶段性演化过程,从而为揭示塔河油田奥陶系古岩溶发育规律提供了重要的依据。     

T72界面与塔中隆起上奥陶统碳酸盐岩古岩溶储层

T7^2界面为上奥陶统桑塔木组泥岩与良里塔格组灰岩地震反射界面,是塔里木盆地塔中、塔北隆起上奥陶统内部的一个重要构造-层序转换面,是早古生代碳酸盐台地型沉积向陆源碎屑充填沉积转换的标志.过去普遍认为两个组之间为连续沉积,界面性质系海侵上超并赋予“淹没台地”的涵义.但随着近年塔河油田南部地区的勘探和塔中隆起区北缘Ⅰ号断裂带油气富集规律性的深入研究,表明T7^2界面是一个区域性的古暴露界面和沉积间断界面.界面之下的上奥陶统良里塔格组顶面有明显的削蚀和截切现象,残存厚度在塔北、塔中之间存在极大的差异,反映塔北隆起T7^2界面的构造及风化壳岩溶作用明显强过塔中隆起.古暴露和风化壳岩溶作用导致T7^2界面之下的良里塔格组碳酸盐岩广泛发育岩溶,是塔中低凸起北缘Ⅰ号断裂构造带的主要油气藏聚集层位;在塔河南部,形成了一套厚度最大可达300m并贯穿良里塔格组与下伏恰尔巴克组、一间房组和鹰山组的古岩溶洞穴系统,造就了塔河油田今天以南部斜坡区上奥陶统良里塔格组灰岩古岩溶洞穴系统为主要油气储层的勘探大场面.     

塔河油田加里东期岩溶储层特征及分布预测

岩溶储层是塔河油田奥陶系碳酸盐岩的主要储层，是海西早期与加里东期岩溶作用的结果。海西期岩溶储层主要发育在石炭系直接覆盖于中下奥陶统之上的地区，上奥陶统覆盖区的岩溶储层主要是加里东期岩溶作用形成的。地震剖面奥陶系反射波组底部上超、顶部削切特征，牙形剌化石带的缺失、志留系层序地层对比均证实奥陶系在加里东中期有过隆升剥蚀，说明塔河油田具备有加里东岩溶作用的地质条件，锶同位素特征证实了加里东期岩溶洞穴的存在。在上奥陶统覆盖区，岩溶储层主要发育于加里东不整合面(T47和T27)下300 m之内，岩溶储层中，岩溶洞穴高度主要为0～30 m之间，最大可达75 m，显然是加里东中期岩溶作用的产物。加里东期断裂控制了加里东岩溶储层的发育，由此预测了加里东期岩溶储层的发育区带。     

塔河油田奥陶系岩溶油藏溶洞储集体成因及演化

古岩溶作用形成的溶洞、溶孔、裂缝构成了塔河油田奥陶系缝洞型油藏的重要储集体,控制油气分布。塔河油田奥陶系古岩溶发育主要经历了加里东期和海西早期岩溶作用的改造,通过对塔河油田岩溶作用演化及发育期次的研究,认为O3s尖灭线以北为海西早期岩溶及加里东期岩溶共同作用的结果,以南区域主要为加里东期岩溶发育区。利用岩心、钻井、录井、测井、地震等资料相结合的方法,将塔河油田溶洞储集体从成因上划分为侵蚀型溶洞、异地沉积物充填型、原地沉积物充填型、塌陷型溶洞4种类型。结合塔河油田岩溶储层发育特征,建立了塔河油田奥陶系岩溶洞穴型储层的纵向分布模式和平面分布模式。     

塔河油田奥陶系岩溶洞穴发育特征及其与油气的关系

溶蚀孔、洞是塔河油田奥陶系油气的主要储集场所。为深入了解奥陶系的油气分布,研究了该区奥陶系岩溶洞穴的发育特征,介绍岩溶洞穴在钻井录井、岩心、测井、地震等资料上的识别标志,并识别了本区14口井的岩溶洞穴;恢复了本区海西早期的岩溶古地貌。研究发现：岩溶斜坡靠近岩溶高地和岩溶谷地一侧是岩溶洞穴发育且保存最好的所在地,岩溶洞穴主要分布在“双峰灰岩”顶面下40~80 m、110~130 m、150~190 m、230~260 m的深度范围内,多数井在岩溶洞穴发育段表现出了极好的油气生产能力。     

塔河油田下奥陶统碳酸盐岩储层对比及储层剖面模型

塔河油田奥陶系储层为岩溶缝洞型的碳酸盐岩储层，缝洞储层的形成与古岩溶作用密切相关，风化壳期岩溶作用对储集空间的发育程度有明显的控制作用。不同的储集空间类型受控于不同的岩溶古地貌单元。裂缝性储层主要分布于风化壳型岩溶不发育地区，或褶皱和断裂构造较发育的变化强烈部位；裂缝-孔洞型储层的分布与古岩溶发育带和岩溶斜坡地区密切相关；裂缝-溶洞型储层其分布与裂缝及古岩溶发育带密切相关，常常是在古岩溶高地边缘或部分岩溶斜坡区，多位于多组构造线的交汇处及褶皱的轴部等。为进一步探讨研究区缝洞型碳酸盐岩储层的空间展布规律，根据暴露区淡水岩溶作用发育特点，依据碳酸盐岩储层的波阻抗响应特征、测井曲线、测试成果及开发动态资料，在恢复古岩溶地貌的基础上，对塔河油田（6区）的岩溶值得层进行了划分与对比。研究结果显示高产井多位于古岩溶地貌相对较高部位，而产量较少或没有出油气的井，则位于岩溶地貌相对较低部位。表明早期的古地貌形态对奥陶系碳酸盐岩溶蚀孔洞的发育具有明显的控制作用。岩溶储层的垂向发育和分布主要受碳酸盐岩古岩溶风化壳垂向分带性的影响，纵向上由风化壳顶面向下储层发育逐渐变差。以奥陶系古风化壳顶面为界，向下每60m为单位，对深度0-60m、60-120m、120-180m、180-240m岩溶储层的纵横向分布特征进行了分析，并建立了相应的储层剖面结构模型。     

古岩溶流域内地表河与地下河成因联系与储层特征——以塔河油田奥陶系岩溶为例

在岩溶缝洞储层精细描述过程中,利用钻井校正地震的方法恢复岩溶末期的岩溶地貌,发现塔河油田奥陶系岩溶区内东西两侧发育由走滑断裂形成的地貌高带（分水岭）,其间为一向南开口的喇叭口状洼地,南接岩溶盆地;利用钻井、测井与地震综合解释方法,发现洼地北部较陡（坡度为2.9°左右）、南部较缓（坡度为1.5°）,发育由众多支流汇聚的2条岩溶水系,西侧一条在北部以地表河为主,在南部转入地下河,东面一条地表河与地下河交替发育,由3段地表河和2段地下河组成。由于强烈的侵蚀与溶蚀作用,形成了不同规模及充填物的5种地表河,但多数地表河内没有发现河流砂岩充填,只有岩溶湖泥灰岩沉积;而地下河溶洞内充填了大量的砂岩和泥岩,成为重要的油气储层。地表河原本是有砂泥沉积的,当下游发育地下河时,洪水把原有的砂泥岩冲入地下河,形成了溶洞砂泥岩沉积,除少数下游地表河残留砂泥岩外,塔河地区奥陶系岩溶地表河基本不存在砂质储层。      

塔河奥陶系油藏断裂对古岩溶的控制作用

通过对塔河地区奥陶系断裂特征的系统统计分析表明,塔河地区的大型溶洞或分布在T₇⁴界面以下较深的溶洞,多数明显受到中-大型断裂的控制作用。分析结果表明,这些断裂主要形成于海西早期,断裂带控制了海西早期溶洞的形成。根据断裂与溶洞发育之间关系,提出了"控洞断裂"、 "洞控断层"的概念,并指出塔河地区中-大断裂主要为"控洞断裂",控制了深部岩溶洞穴分布,而小型不协调"毛毛断裂"多数为"洞控断层"。根据岩溶期次及断裂分布及"控洞断裂"的认识,建立了塔河地区奥陶系古岩溶作用时期深部洞穴形成的"断裂环"岩溶的模式。研究成果为塔河及外围地区奥陶系溶洞型油藏的勘探提供了重要依据。     

塔河油田奥陶系岩溶塌陷体结构识别及成因分析

塔河油田奥陶系碳酸盐岩古溶洞塌陷是一种特殊的岩溶型储集体,塌陷作用导致早期洞穴的坍塌、围岩多类型的角砾岩化以及孔隙结构在一定范围上的改造等。通过钻井、岩心、常规测井、FMI 成像测井等技术手段来识别和再现了塌陷体裂纹角砾岩、镶嵌角砾岩、混杂角砾岩和溶洞及其沉积充填物等独特的响应特征。展示了岩溶塌陷体及其上覆地层地震同相轴“下凹”和伴随“串珠”状—杂乱反射的地震结构特征。依据塌陷几何结构的生长指数(EI)、垂向海拔变化(ΔZ)以及宽度(W)等参数定量评价,指出塌陷形成具有多期次性,在下巴楚泥岩段达到峰值。通过实例剖面分析,将塌陷体分为3种类型:(1)早期(表生岩溶期)溶蚀塌陷,常发育多层洞穴垮塌,塌陷带内角砾岩发育,构成了灰岩和混杂角砾与泥质支撑的混杂角砾复杂岩性组合,储集体上下整体连通,具有一定的储集性能;(2)中期(早石炭世)负载塌陷,属于埋藏后塌陷,储集体由缝隙、裂纹角砾岩、镶嵌杂乱角砾岩、富碎屑基质支撑的杂乱角砾岩和洞穴沉积的石英砂岩组成,存在未充填的残余洞穴储集空间;(3)晚期(海西晚期)断控塌陷,海西晚期构造导致的埋藏后的古溶洞塌陷,形成新的“缝隙、镶嵌角砾岩、杂乱角砾和原始溶洞”的塌陷结构,储集性能较好。原始洞穴层、塌陷时间和主控因素三者的相互组合导致了古洞穴塌陷的复杂储集体结构。分析认为负载塌陷和断控塌陷发育有效的储集空间,可作为油气开发有利的潜力目标区。     

塔河油田碳酸盐岩油藏古岩溶洞穴层状结构与形成机理

随着岩溶型碳酸盐岩油藏开发实践的不断深入,层状洞穴储层结构特征和流体同层连通特点逐渐被学者重视。层控岩溶结构、形成要素和过程等是本类油藏有效开发的关键。通过原始地层组构对比和野外溶洞特点,认为:塔河奥陶系岩溶层具较好的对比标志层和岩性差异,为层状岩溶洞穴发育奠定了物质基础;野外顺水平层理多层溶洞和受控于层理缝的管道型古暗河等地质现象,证实了层控岩溶普遍存在。在岩溶洞穴单井识别、连井测井对比、单井动态及地震波形特征的基础上,以典型溶洞带为例,识别出3个主要洞穴层,建立了全新的3层洞穴储集体地质结构剖面:第1层洞穴以砂砾岩充填为主要特点,第2层洞穴呈现洞穴规模大且泥质充填严重,第3层规模较小,主要发育于岩溶地貌高地。运用现代岩溶理论,探讨了层控岩溶的形成机制:碳酸盐岩原岩组构差异是岩溶作用的物质基础和主控因素之一;潜流带岩溶水(饱含CO₂)控制着岩溶洞穴的横向发育,岩溶古地貌控制同层洞穴的横向差异;平缓地层条件下的潜水面水位垂向带迁移控制洞穴的岩溶期次及层状结构。基于各岩溶要素认识,构建了层状岩溶储层发育模式。     

塔里木盆地北部塔河油田奥陶系加里东期岩溶作用及其油气地质意义

详细的钻井地质学、地球物理和地球化学研究表明,塔河油田南部奥陶系内部和顶部发育多幕次的加里东期岩溶作用,主要表现在奥陶系内部牙形石带缺失、钻井放空和泥浆漏失、地震剖面上奥陶统反射波组底部上超和顶部削截,以及溶洞充填方解石的Sr同位素特征等方面。加里东期岩溶储层主要受不整合面、断裂、岩性和古地貌等因素控制,表现出明显的断控和层控特征。由此预测该储层发育区位于古风化壳剥蚀区、加里东期断裂发育区和滩相储层发育区的叠合部位,主要位于阿克库勒凸起的轴部倾没端和塔河西南部、东南部的北东向、近南北向断裂发育区。     

塔里木盆地北部塔河油田奥陶系加里东期岩溶作用及其油气地质意义

详细的钻井地质学、地球物理和地球化学研究表明,塔河油田南部奥陶系内部和顶部发育多幕次的加里东期岩溶作用,主要表现在奥陶系内部牙形石带缺失、钻井放空和泥浆漏失、地震剖面上奥陶统反射波组底部上超和项部削截,以及溶洞充填方解石的Sr同位素特征等方面.加里东期岩溶储层主要受不整合面、断裂、岩性和古地貌等因素控制,表现出明显的断控和层控特征.由此预测该储层发育区位于古风化壳剥蚀区、加里东期断裂发育区和滩相储层发育区的叠合部位,主要位于阿克库勒凸起的轴部倾没端和塔河西南部、东南部的北东向、近南北向断裂发育区.