塔中中西部地区鹰山组“串珠状”反射地震地质特征及主控因素分析

陈智远，孙德彬，罗新生

（1.西南石油大学地球科学与技术学院，四川成都610500；2.中国石化西北油田分公司雅克拉采气厂；3.中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院）

“串珠状”反射是不同地质体在地震剖面上的地震响应特征，塔中中西部地区鹰山组是“串珠状”反射较为常见的层位。近年来，“串珠状”地震反射在深层及超深层海相碳酸盐岩储层中的研究也越来越频繁，有人认为，地下孔洞在叠后偏移地震剖面上的地震响应常呈现出“串珠状”反射特征［1］。也有人认为，不均匀地质体和溶洞都可以形成绕射波，在地层内部的溶洞和地层波阻抗界面的相互作用下可以形成多次绕射波，可在垂直方向上形成多个强能量团即“串珠状”反射［2］。以上均说明不同地质体及储集体都有形成“串珠状”反射的可能，最近塔中地区研究已证明，无论是否充填较大的岩溶洞穴，还是与围岩性质差异较大的高孔隙度层以及富集油气的储集层都可能形成“串珠状”反射［3］。在塔中地质储层研究中，又可以将“串珠状”反射分为强“串珠”反射和弱“串珠”反射，两者之间在于地震反射能量大小的区别。此外，在“串珠状”反射的研究方法技术上，也有了很大的突破，联合地震响应的瞬时振幅、均方根振幅、分频振幅及纵波阻抗体等四种属性可以进行“串珠状”缝洞体三维地震雕刻［4］，利用正演模拟分析及叠前时间成像技术，有利于精细地刻画溶洞地质体［5］。本文希望通过对塔中中西部地区鹰山组“串珠状”反射地质特征的描述，建立研究区鹰山组强“串珠”反射和弱“串珠””反射的单井地震－地质模型，并通过对“串珠状”反射储集体控制因素的分析，建立起“串珠状”反射的发育模式。

1 研究区地质概况

塔中地区属于塔里木盆地中央隆起中段的塔中低凸起，北部与满加尔凹陷紧邻，南部接塘古巴孜斯凹陷，西与巴楚断垄相接，东达塔东低隆起。塔中低凸起形成于早加里东时期，于晚海西期定型，后期的构造运动对塔中低凸起的影响较小。塔中中西部地区位于塔里木盆地塔中地区北部斜坡带中西部。研究区北起塔中Ⅰ号坡折带，南至中央断垒带，西达塔中45井区，东抵塔中83井区（图1）。

岩性、沉积特征：研究区鹰山组与下伏蓬莱坝组呈整合或假整合接触，与上覆良里塔格组呈不整合接触。岩性主要以浅灰、灰、深灰色薄～厚层状泥晶灰岩、藻粘结泥晶灰岩、细粉晶灰岩、泥粉晶砂屑灰岩和亮晶粒屑灰岩为主。鹰山组形成时期继承了晚震旦－寒武纪的拉张作用，在拉张和沉陷活动较中－晚寒武世进一步加剧的背景下，早－中奥陶世蓬莱坝－鹰山沉积期形成了分化的孤立台地沉积体系，形成了台－槽相间的沉积格局。

构造断裂特征：塔中中西部地区发育多期、多类型断裂，与塔里木盆地区域构造背景及应力环境密不可分。塔中隆起主要经历了4期关键的断裂发育期，即加里东早期的张性正断层、加里东中晚期扭压断裂体系、加里东末期－早海西期左行走滑断裂及二叠纪岩浆刺穿断裂等4个发育期。

图1 塔中中西部地区构造位置及井位

2 鹰山组“串珠状”反射地质特征

通过研究区鹰山组“串珠状”反射单井岩心、钻井、测井等基础地质资料及常规地震剖面的研究，强“串珠”反射和弱“串珠”反射两种地震反射类型在研究区都比较发育。两者在常规地震剖面上特征明显，都具有反射能量较强的特点（图2）。

2.1 强“串珠”反射地质特征

图2 常规地震剖面“串珠状”反射特征

研究区鹰山组强“串珠”反射主要发育于开阔台地，尤其以台内滩相最为发育，岩性以浅灰～灰色颗粒灰岩为主。储集空间类型主要以裂缝－孔洞型及洞穴型为主，孔洞型次之，洞穴一般被泥质、角砾半－全充填。其发育对古地貌具有一定的选择性，主要发育在岩溶上缓坡和岩溶次高地上。研究区内发育强“串珠”反射层位主要以钻遇Ⅰ、Ⅱ类储层为主，其钻遇率可达65%左右，Ⅲ类储层钻遇较少。根据24口单井岩心及测井资料分析，强“串珠”反射平均面洞率为2.59%，平均面缝率为0.37%，平均孔隙度达到了3.74%。在单井产能方面，钻遇强“串珠”反射的单井中，高产井达到86.3%以上，低产井所占比例很少。综上所述，可将强“串珠”反射综合解释为，大型半充填的优质缝洞体及其内部聚集的油气与外围的地层性质有较大差异，或者是横向延伸规模较大的优质厚层储集体，在地震剖面上形成了“强”串珠反射。

2.2 弱“串珠”反射地质特征

弱“串珠”反射主要发育于开阔台地的台内滩相，岩性主要为颗粒灰岩及泥晶灰岩。储集空间类型以裂缝－孔洞型为主，洞穴型次之，可见少量孔洞型储层，其洞穴、孔洞一般被泥质及角砾半－全充填，裂缝多被泥质、沥青等半充填。该反射类型主要发育在岩溶下缓坡，其次是岩溶高地和岩溶次高地。在弱“串珠”反射储层钻遇中，主要以Ⅱ、Ⅲ类储层为主，其中优质储层（Ⅰ、Ⅱ类储层）的钻遇率在49%左右。根据实际的钻井、岩心及测井资料可知，弱“串珠”反射平均面洞率为2.12%，平均面缝率为0.28%，平均孔隙度为2.56%。从单井产能上可以看出，钻遇弱“串珠”反射的单井中，高产井也达到了58.4%，中低产井比例有所上升。在地质上，弱“串珠”反射可以综合解释为，断裂附近的多套裂缝－孔洞型、洞穴型储层及非储层的组合，横向发育规模较小。

综上所述，无论是在优质储层钻遇率、物性参数，还是高产井钻遇比例上，研究区鹰山组强“串珠”反射都要好于弱“串珠”反射，但是两者的差异并不是很大。在地质上两者都可能是储层、非储层、油气层单独在常规地震剖面上的表现，也可能是三者之间任意组合形成的反射特征。所以在地震反射和地质特征上两者都具有一定的相似性，综合其地震及地质特征，可建立起两者的单井地震－地质模型（图3）。

图3 强“串珠””（左）和弱“串珠””（右）反射地震－地质模型

3 “串珠状”反射主控因素分析及发育模式

塔里木盆地构造活动是控制古岩溶发育的最重要的因素之一。区域构造背景是古岩溶发育的重要基础，构造格局控制了岩溶地貌的分区，断裂和裂缝的形成又与构造运动相关，它们是地下水运移的重要通道。奥陶纪至今，塔中地区经历了多次构造运动，形成多期构造裂缝，而在同一期的构造运动中又可产生不同的裂缝类型，并随其形成的先后顺序又可互相改造、切割。多期构造破裂作用所形成的裂缝是形成储集空间和渗滤通道的重要原因，并有效提高了储层的渗流能力，同时裂缝系统的产生有利于孔隙水和地下水的活动及溶蚀孔洞的发育，又促进了岩溶作用的进行，形成统一的孔洞缝系统，这些孔洞缝所形成的储集体都为研究区在地震剖面上形成“串珠状”反射提供了有利条件。

塔中中西部地区鹰山组不整合风化壳岩溶主要发育在鹰山组顶部，鹰山组沉积后受加里东运动影响整体抬升，鹰山组顶部附近遭受大面积暴露淋滤，缺失吐木休克组及一间房组，沿不整合面尤其是沿径流溶蚀带发育大、中型水平溶洞、孔洞层及扩溶缝，有利于碳酸盐岩储集体形成和保存，形成了层状分布的大规模缝洞型储集体，由于岩溶作用时间长，缝洞系统非常发育，形成了纵向厚度大，横向连续性好的优质储层，这也是形成“串珠状”反射的重要原因之一。

塔中中西部地区鹰山组不仅受到风化壳岩溶作用，还经历了埋藏岩溶的改造，塔中地区的埋藏岩溶表现为对流经鹰山组地层的交代、淋滤、溶蚀作用，并伴随物质的迁移及在上部层位形成新的矿物沉淀。该过程往往使得原岩物性大大改善，岩石孔隙度和渗透率增加，成为有利的储层发育部位，这就为形成“串珠状”反射提供了又一重要条件。

综合“串珠状”反射的地震、地质特征及其控制因素，建立起“串珠状”反射发育模式（图4）。

图4 塔中中西部地区“串珠状”反射发育模式

4 结论

（1）塔中中西部地区鹰山组“串珠状”反射较发育，根据其地震反射能量强弱的区别，可以将其分为强“串珠”反射和弱“串珠”反射。

（2）强“串珠”反射和弱“串珠”反射在地震剖面上仅表现为能量强弱的差别，在地质上也具有一定的相似性，但是，强“串珠”反射在储层钻遇率、物性参数以及高产井比例上都要高于弱“串珠”反射。

（3）通过塔中中西部地区研究发现，强“串珠”反射可以解释为大型半充填的优质缝洞体及其内部聚集的油气与外围的地层性质有较大差异，或者是横向延伸规模较大的优质厚层储集体；弱“串珠”反射可以解释为断裂附近的多套裂缝－孔洞型、洞穴型储层及非储层的组合，横向发育规模较小。但也可以是储层、非储层以及油气层三者之间的任意组合。

（4）塔中中西部地区鹰山组“串珠状”反射主要受构造断裂、风化壳岩溶及埋藏岩溶作用的控制，主要分布在岩溶高地及缓坡带上。

［1］ 王立华，魏建新，狄帮让.溶洞物理模型地震响应及其属性分析［J］.石油地球物理勘探，2008，43（3）：291－296.

［2］ 孙东，潘建国，雍学善，等.碳酸盐岩储层垂向长串珠形成机制［J］.石油地球物理勘探，2010，45（增1）：101－104.

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