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.      

塔河油田海西早期岩溶古水系识别方法及其特征

塔河油田海西早期形成了复杂的碳酸盐岩岩溶缝洞系统,其发育规模在东部地区和西部地区表现出显著的差异性。岩溶水作为岩溶发育的关键因素,在不同地质背景下表现出的水文学特征及水动力作用与岩溶缝洞系统的发育密切相关。为了深入认识和阐述岩溶储层发育机制,基于三维地震资料,通过地震属性技术结合现代岩溶理论成果恢复了塔河油田埋深5 000m以下的古水文网络,精细描述了水系发育特征。研究结果表明:东部地区地表水系统具有较大汇水量,水系以强烈的垂向侵蚀作用为主,发育了完整的地表-地下双重水系型水文网络系统;西部地区地表水以水平溶蚀作用为主,地貌较为平缓,尚未产生大型地下水系网络系统,属于地表水系型水文网络系统。东、西部地区地表、地下水文系统动力学机制的不同,为这2个地区岩溶储层发育的差异性提供了合理解释。     

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。     

四川盆地高石梯地区灯影组四段顶岩溶古地貌、古水系特征与刻画

四川盆地灯影组白云岩岩溶孔洞储层发育，在四川盆地威远、资阳及高石梯-磨溪地区发现了大型气田。但是该套储层非均质强，储层预测困难，需要进一步从岩溶地质理论出发，恢复岩溶古地貌、古水系，从而掌握该套储层发育分布规律，指导进一步勘探开发。本文选用印模法恢复了高石梯地区灯四顶岩溶古地貌，并结合现代岩溶学和岩溶动力学理论，划分了岩溶台地、岩溶缓坡地和岩溶盆地3类二级地貌单元。应用现代岩溶分类方法，根据微地貌组合形态，对二级地貌作精细刻画，划分了6种三级地貌单元，最后根据岩溶动力学、岩溶水文地质学在高石梯地区刻画出北部、西部和东南部三大水系。认为岩溶缓坡，位于径流区，水动力条件最强，孔洞最发育，是储层勘探方向。精细的古地貌、古水系的刻画对促进高石梯地区灯影组油气勘探开发具有重要实际意义。      

塔河油田浅覆盖区中—下奥陶统承压岩溶缝洞结构特征——以T738井区为例

塔河油田浅覆盖区中—下奥陶统岩溶缝洞体发育,油气开发效果较好。受上奥陶统良里塔格组和隔水层的围限,浅覆盖区中—下奥陶统缝洞体的岩溶发育特征不同于受排泄基准面控制的裸露型岩溶和岩溶水深循环的埋藏型岩溶。为了明确塔河油田浅覆盖区T738井区中—下奥陶统的洞穴成因机理和岩溶缝洞结构,利用“残厚趋势组合法”恢复了海西早期浅覆盖区的古地貌、古水系,综合测井、地震等手段识别了隔水层、岩溶洞穴层,结合油藏动态生产特征构建了浅覆盖区承压岩溶条件下的缝洞结构模式。结果表明：(1)海西早期古地貌总体北东高、南西低,发育北东—南西走向浅切割型树枝状地表水系,北部裸露区提供高水力梯度、高流量的岩溶水补给;(2)T738井区处于半开放式承压岩溶环境,中—下奥陶统发育3套隔水层围限下的2套迷宫型岩溶缝洞系统;(3)受隔水层、水动力梯度、走滑断裂等因素影响,一间房组、鹰山组上段洞穴层具有纵向水动力联系,发育侧向-上升型、孤立型、侧向型和盲端型等4类承压岩溶缝洞结构。研究成果对塔河油田浅覆盖区T738井区的缝洞型油藏开发有重要地质指导意义。     

鄂西清江流域岩溶地貌特征及演化

在分析鄂西清江流域地质北景的基础上，分析了该区岩溶地貌的特点，并着重根据该区构造运动发展史和古水文网的发育演变情况分析了岩地貌演化过程，划分了岩溶发育期。     

塔河油田4区奥陶系风化壳古岩溶作用标志及控制因素分析

奥陶系碳酸盐岩是塔河油田的重要勘探领域之一,其储层类型主要为风化壳古岩溶作用下形成的岩溶缝洞系统。通过对塔河油田4区岩心、钻井、录井、测井以及地震等资料进行系统分析,发现研究区内风化壳古岩溶发育,作用标志明显:岩心中具有与原岩岩性不一致的沉积充填物;钻进中常有放空、井漏、井涌等现象发生;测井曲线上各物性参数大幅度变化;地震反射剖面见杂乱反射、弱反射、串珠状反射等特征。研究区风化壳古岩溶发育主要受可溶性岩石、不整合面、风化壳古地貌及古气候等因素控制,其中可溶性岩石和不整合面控制了古岩溶的空间分布,古地貌决定了风化壳古岩溶的深度、范围及强度,古气候决定了古岩溶的总体发育程度,在各因素共同作用下,形成了一系列岩溶缝洞系统。      

现代岩溶地下河成因研究对塔北奥陶系大型岩溶缝洞体储层勘探的启示——以桂林寨底岩溶地下河系统的剖析为例

研究现代岩溶地下河内大型缝洞空间的形成机理,可成为揭示古岩溶缝洞体储层发育的"钥匙",并指导油气勘探。根据对桂林寨底地下河系统的野外地质调查、示踪试验、物探及钻孔资料研究,基本确定了寨底地下河系统内大型岩溶缝洞发育的展布特征。认为地貌、水系、岩性、断裂等是寨底地下河管道发育的主控因素。结合三维地震技术,对塔里木盆地北部哈拉哈塘某井区晚奥陶世岩溶期岩溶进行了地质背景、古地貌、古水系及古水动力条件分析,刻画了哈拉哈塘晚奥陶世岩溶期的一条古岩溶地下河及其大型缝洞储集空间的分布。勘探结果表明在地下河管道上的钻井均获得高产。     

川北元坝地区茅口组顶面古地貌恢复与岩溶发育特征

川北元坝地区茅口组碳酸盐岩岩溶储层发育,但该套储层非均质性强,储层预测有较大困难,需要进一步恢复岩溶古地貌、古水系,从而掌握储层分布规律,指导下一步油气勘探开发。文章选用残厚法恢复了元坝地区茅口组顶面岩溶古地貌,并结合现代岩溶学和岩溶动力学理论,划分了岩溶台地、岩溶缓坡地、岩溶平原和岩溶盆地4类二级地貌单元。应用现代岩溶分类方法,根据微地貌组合形态,划分了6类三级地貌单元,并对古水系进行了刻画。分析认为元坝地区茅口组顶面岩溶古地貌属岩溶地貌形成演化的初期阶段,不同地貌位置岩溶发育有较大差异,岩溶缓坡地属地下水径流区,水动力条件最强,孔洞最发育,是下一步储层勘探方向。      

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40~100m,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。     

塔里木盆地塔河油田主体区海西早期岩溶台面划分及洞穴层对比*

在现代岩溶地质考察中,岩溶区因多期次幕式构造抬升运动而形成多级岩溶台面,每级岩溶台面的排泄基准面(潜水面)控制一期洞穴发育。塔河油田海西早期形成了复杂的碳酸盐岩岩溶洞穴系统,纵向上呈现多层性特征,是油气勘探的重点。因此,为了深入认识和阐述洞穴层发育机制,以现代岩溶理论为指导,基于三维地震资料,采用水系汇流点法、侵蚀阶地法、上超终止法并结合地貌特征,对塔河油田主体区海西早期岩溶台面进行划分,并在岩溶台面约束下进行洞穴层对比。研究结果表明:(1)塔河油田主体区发育4级岩溶台面。岩溶台面1形成时代最早,台面3面积最大。(2)主要发育3套洞穴层,具有明显的层状分布特征,台面3的洞穴层规模最大。3套洞穴层在垂向上并不构成大范围重叠,仅台面3控制的洞穴溯源侵蚀穿越台面向上游发育,说明洞穴层形成时的构造稳定期长。其他台面洞穴层并未穿跨台面发育,说明洞穴层形成时的构造稳定期短,潜水面控制下洞穴溯源侵蚀范围比较有限。     

Characterization of Architectural Elements of Ordovician Fractured-cavernous Carbonate Reservoirs,Tahe Oilfield,China

A new method for characterizing architectural elements of fractured-cavernous carbonate reservoirs was proposed, with application to an Ordovician reservoir in the Tahe Oilfield, Tarim basin. The new method integrates observations from outcrop analogs and concepts from modern karst theory for the mapping and modeling of fractured-cavernous reservoirs. In this paper, fractured-cavernous reservoirs were divided into 4 architectural element types—underground river caverns, sinkholes, discrete internal caverns, and faults. Architectural elements of the Ordovician reservoir in Tahe oilfield were identified and characterized by integrating well logs and seismic data. A new method constrained by faults, karst zones, and seismic acoustic impedance data, was introduced to build a 3D model of architectural elements of fractured-cavernous reservoir in the S48 unit of Tahe Oilfield. A porosity model was then derived from the architectural element model using facies-constrained method. The research provides a work-flow for the characterization of fracturedcavernous reservoirs and determining optimal methods for maximizing oil recovery in the study area or in similar areas.     

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。      

塔河岩溶型碳酸盐岩缝洞系统流体动态连通性研究

塔里木盆地塔河油田下奥陶统碳酸盐岩储集体属于表生岩溶作用形成的喀斯特缝洞系统。其储集体孔隙空间类型主要为与原始组构无关的连通孔洞,其孔隙系统由岩溶洞穴、溶蚀裂缝和溶蚀孔三大类型的储集空间复合而成。油田开发实践证实,油藏呈现出多压力系统、差异连通的特征。文中针对缝洞型碳酸盐岩连通缝洞孔隙系统的特征,分析了区别于分散型碳酸盐岩储集体的特征。基于油藏的孔洞系统复杂的特点,说明利用各类动态资料对油藏储层缝洞体研究十分重要。通过动态研究方法,推测喀斯特缝洞系统中的连通体--“缝洞单元”。笔者提出了利用动态信息分析油藏之间缝洞连通性的研究思路和方法:（1）同一缝洞单元内,单井地层压力趋势下降相似;（2）井间干扰系统测试是较直接的连通确定方法;（3）开发井生产异常,导致同一缝洞单元相邻井出现相应动态变化;（4）注水井的示踪剂注入,检测邻近井检测示踪剂的含量、受效时间等,判断井间的连通级别;（5）不通缝洞单元的流体组分、密度和粘度等存在差异。结合塔河油田实际资料,共划分了42个缝洞单元,认为缝洞储集体的分布与岩溶古地貌、古水系和断裂带有一定的吻合性。     

塔河油田奥陶系岩溶型碳酸盐岩油藏储集空间发育特征及地质模式探讨

碳酸盐岩表生岩溶作用控制着塔河油田奥陶系油藏缝洞系统的发育及分布。塔河油田奥陶系油藏经历了加里东期和海西早期两次岩溶作用,造成了储层极强的非均质性。通过塔河油田岩溶作用演化及发育期次的研究,将塔河油田奥陶系垂向岩溶带划分为地表岩溶带、纵向渗滤岩溶带和水平潜流岩溶带,平面上发育岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶洼地3个地貌单元。通过对野外露头、岩心、钻井、测井、地震及生产动态资料的综合研究,认为溶洞、溶蚀裂缝及蜂窝状孔洞等连续孔隙是该区有效储集空间,基质作为不渗透（低渗）层对缝洞系统有一定的隔挡作用。结合表生岩溶洞穴的原理及对孔隙状态的控制作用,将塔河油田溶洞储集体根据不同成因分为落水洞、潜流洞和小溶洞,按溶洞充填物类型分为垮塌充填洞、机械充填洞和化学充填洞,同时建立了不同类型孔洞系统的识别特征及地质模式。结合塔河油田洞穴储层发育特征及生产实际,最终建立了塔河油田岩溶储集空间展布模式。     

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。     

古今湿热气候条件下典型碳酸盐岩缝洞系统结构模式及发育特征

碳酸盐岩地层在湿热气候条件下可形成典型的裂缝-溶洞系统。塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩存在3大构造隆起,与上覆志留系、石炭系地层存在沉积间断,具备了岩溶缝洞形成的基础条件;在泥盆纪、志留纪时塔里木古陆位于低纬度地区,具有与现代中国南方相似的热带、亚热带湿热海洋性气候条件,岩溶作用强烈,为大型岩溶缝洞储层的形成提供了水热条件。为了更好地揭示塔河油田岩溶缝洞储层的发育和分布规律,文章基于对塔北露头区古岩溶的调查分析,结合地震、岩心、测井等资料,并与我国西南岩溶区现代岩溶研究成果相比较,总结了古今湿热气候条件下典型碳酸盐岩缝洞系统的空间结构和发育特征,将其划分为地下河、岩溶洞穴、溶蚀孔洞、溶蚀缝等4种缝洞类型,地下河又细分为单支管道、多支管道、廊道型管道3个亚类,洞穴细分为厅堂型、溶洞型和竖井型洞穴3个亚类,分别建立了这些缝洞类型的地质结构模式,并对其发育特征和地球物理响应特征进行了归纳,为深入认识岩溶缝洞储层油气富集规律和油田地质建模提供科学依据。      

新疆塔里木盆地塔河油田奥陶系古洞穴型碳酸盐岩储层特征及其受控因素

塔河油田是近年来在新疆塔里木盆地发现的超亿吨级的碳酸盐岩大型油气田,古洞穴型碳酸盐岩储层是其非常重要的储层类型之一,但它的识别技术和发育规律仍是目前待攻关的难题。通过对古洞穴在钻井、录井、测井、试井及地震等方面的识别标志的研究,并与巴楚五道班古洞穴型碳酸盐岩储层野外露头剖面进行类比,详细描述了塔河油田奥陶系古洞穴的大小、结构及充填特征,探讨了洞穴发育程度与深度间的关系,同时研究了其储集性能及主要受控因素。在阿克库勒凸起围斜处呈裙边状分布的志留系—泥盆系及上奥陶统隔水层的分布控制了洞穴发育的范围与深度,洞穴发育的数量基本上是随深度递减。性能较好的储层有未充填洞穴储层和大型洞穴充填物孔隙型砂岩(溶积砂岩)。古洞穴型储层发育的主要受控因素有碳酸盐岩的岩组类型、岩石结构、构造线、断裂的走向、水文系统和岩溶地貌,其中以岩溶地貌最为突出。     

塔河油田奥陶系古岩溶洞穴识别及预测

在塔河油田奥陶系中蕴藏着丰富的石油资源，碳酸盐岩储层的主要储集空间为裂缝和溶蚀孔、洞，其中岩溶洞穴是最主要的储集空间，研究岩溶洞穴的展布具重要意义．应用钻井、测井、地震等资料分析了岩溶洞穴的识别标志，并利用地震反射结构和振幅变化率技术预测了岩溶洞穴在塔河油田某区的展布．