塔中隆起北斜坡鹰山组沉积微相及有利储集层展布

韩剑发，任　凭，陈　军，林畅松，王锦生，李　浩（.中国石油塔里木油田分公司，新疆库尔勒84000；.中国地质大学海洋学院，北京00083）



塔中隆起北斜坡鹰山组沉积微相及有利储集层展布

韩剑发1，任凭1，陈军1，林畅松2，王锦生1，李浩2
（1.中国石油塔里木油田分公司，新疆库尔勒841000；2.中国地质大学海洋学院，北京100083）

摘要：通过岩心、岩石薄片、成像测井、野外露头等资料分析，在塔中隆起北斜坡中部下奥陶统鹰山组内部识别出9种沉积微相，组合成4种沉积微相序列。鹰山组内部发育4种储集空间类型，以裂缝-溶孔型储集空间为主，其次为小型溶孔型，裂缝型和溶洞型所占比例相对较少。高能沉积微相序列是有利储集层发育的基础，易发育小型溶孔型和裂缝-溶孔型储集层，几种类型的储集层相互叠加，形成鹰山组优质储集层。低能沉积微相序列多作为原状地层或隔层出现，但在局部也可以发育少量的裂缝和溶孔，形成小规模的裂缝型及裂缝-溶孔型有利储集层。

关键词：塔里木盆地；塔中隆起；北斜坡；鹰山组；碳酸盐岩；沉积微相；有利储集层

近年来，塔中地区奥陶系碳酸盐岩油气勘探不断取得重大突破，特别是探明了下奥陶统鹰山组千亿立方米级大气田，相继在塔中83井、中古5井、中古7井等多口井内获得了高产油气流[1-4]。然而，对鹰山组有利储集层的研究主要集中在沉积相分析、滩体分类、层间岩溶发育机制、热液溶蚀特征等方面[5-8]，鲜有针对其内部沉积微相的研究，特别是对沉积微相及其与有利储集层发育和分布关系的研究相对较薄弱。本文主要依据岩心描述、镜下薄片观察和成像测井解释，从碳酸盐岩沉积微相分析入手，试图阐明塔中地区鹰山组沉积微相类型、储集空间展布及有利储集层相带的分布。

1　区域地质背景与岩石地层特征

1.1区域地质背景

塔中隆起位于塔里木盆地中央隆起带中部，总体呈北西西走向，东窄西宽，长约300 km，宽80～100 km，地貌整体呈西高东低。塔中隆起北斜坡位于塔中隆起中央断垒带以北，东邻满加尔凹陷，西接中央断垒带（图1）[9-10]。

图1　塔中隆起构造位置

研究区经历一系列的构造运动，形成了现今复杂的地貌样式。在加里东运动早期，塔里木盆地始终处在持续拉张背景之下，形成一系列张性断裂，并持续到早奥陶世。下奥陶统鹰山组发育大套碳酸盐台地沉积。在加里东运动中期，塔中地区遭受隆升剥蚀，造成了鹰山组上部和吐木休克组的大面积缺失，发育大规模的角度不整合。至晚奥陶世早期，重新接受沉积，形成良里塔格组与下伏鹰山组的角度不整合[11-12]。

1　.2岩性特征

研究区鹰山组自下而上可分为4段：鹰四段、鹰三段、鹰二段和鹰一段，原始沉积厚度800～1 000 m，后期遭受强烈剥蚀，现存厚度200～800 m，在塔中地区不同部位残余厚度有较大差异[13-14]。

鹰山组碳酸盐岩从下至上方解石含量逐渐上升，呈灰质白云岩、白云质灰岩、灰岩至颗粒灰岩的转变过程。鹰四段主要发育白云质灰岩、白云岩、白云质泥晶灰岩和泥晶灰岩；鹰三段主要为白云质灰岩、灰质白云岩和泥晶灰岩；鹰二段可分为上、下2个亚段，下亚段以泥晶灰岩、粒泥灰岩、颗粒灰岩、白云质灰岩和灰质白云岩为主，上亚段以泥粒灰岩、颗粒灰岩和泥晶灰岩为主，顶部多发育相对致密的泥晶灰岩和含泥灰岩；鹰一段亦可分为上、下2个亚段，下亚段以粒泥灰岩和泥粒灰岩、泥晶灰岩为主，上亚段则主要发育颗粒灰岩、泥粒灰岩和粒泥灰岩。

2沉积微相及微相序列

基于20余口井近400个岩石薄片资料，在研究区内划分出9种沉积微相（表1，图2）和4种沉积微相序列。

（1）厚层高能滩型微相序列（MA1）主要发育在鹰一段的上亚段，厚20～50 m.底部为生屑粒泥灰岩，中部发育球粒泥粒灰岩或生屑内碎屑泥粒灰岩，向上发育生屑内碎屑颗粒灰岩或生屑颗粒灰岩，顶部为鲕粒颗粒灰岩（图2a）或分选相对均一的内碎屑颗粒灰岩（图2b），有时可见暴露构造。该沉积微相序列为一套向上水体变浅的沉积旋回，反映了开阔台地边缘浅滩环境，沉积厚度相对较大，横向延展性较好（图3a）。研究区内M3井、M203井等在不同井段内均钻遇该沉积微相序列。

表1　塔中隆起北斜坡中部鹰山组沉积微相类型

（2）薄层中高能滩型微相序列（MA2）在研究区广泛发育，M7井、M512井、M111井等均有钻遇，厚20～ 50 m.底部为泥晶灰岩，向上发育生屑内碎屑颗粒灰岩或球粒泥粒灰岩（图2d），顶部则主要发育内碎屑颗粒灰岩或生屑颗粒灰岩（图2c），中间夹薄层生屑粒泥灰岩。该沉积微相序列反映向上水体变浅的沉积旋回，在垂向上呈薄层滩体夹粒泥灰岩或泥粒灰岩的组合（图3b）。

（3）中低能潮坪型微相序列（MA3）在鹰二段有钻遇，厚度一般为20～40 m.底部发育泥晶灰岩，有时可见生屑粒泥灰岩（图2f），中部为球粒泥粒灰岩（图2e）或生屑粒泥灰岩，向上发育藻黏结灰岩（图2g），顶部为泥晶灰岩（图3c）。该沉积微相序列主要发育在台内潮坪环境。研究区内M111井、M512井等发育该沉积微相序列。

（4）低能白云质潮坪型微相序列（MA4）主要发育在鹰二段的下亚段、鹰三段和鹰四段，10～30 m.顶部主要发育微晶白云岩（图2i）与含白云质泥晶灰岩互层，中间有时可见泥晶灰岩（图2h，图3d）。该沉积微相序列主要发育在台地内部的潮坪潮上带、潟湖等低能沉积环境中。M32井、M42井、M512井及M7井均钻遇。

图2　塔中北斜坡中部鹰山组碳酸盐岩主要沉积微相类型

图3　塔中隆起北斜坡中部鹰山组沉积微相序列图4研究区鹰山组储集空间类型

3　鹰山组储集空间特征

根据镜下薄片观察、岩心描述和测井资料，将鹰山组的储集空间分为小型溶孔型、裂缝-溶孔型、裂缝型及大型溶洞型4种类型。

（1）小型溶孔型储集空间包含原生组构选择性孔隙，如粒间孔（图4a）、铸模孔、生物体腔孔（图4b）、鸟眼孔（图4c）等，鸟眼孔多被后期方解石胶结填充；后期由于埋藏岩溶作用而形成的小型溶孔（图4d）及白云岩晶间孔（图4e），其中对储集层孔隙贡献最大的为颗粒灰岩粒间孔及白云岩晶间孔，孔隙度可大于10%.小型溶孔在FMI成像测井上呈现大量明显的顺层状或蜂窝状暗斑，主要呈条带状或成群产出（图5a）。

a—M203井，6 581.72 m，粒间孔，单偏光，蓝色铸体；b—M7井，5 800.00 m，生物体腔孔，后被方解石填充，正交偏光，红色铸体；c—M7井，5 965.50 m，被方解石填充的鸟眼孔，单偏光；d—M203井岩心，6 567.38 m～6 573.38 m，粒间溶孔；e—M9井，6 265.01 m，白云岩晶间孔，单偏光，红色铸体；f—M41井，5 542.70 m，泥晶灰岩内含X状开启型裂缝，单偏光，红色铸体

图5 FMI成像测井典型储集空间类型

（2）裂缝-溶孔型储集空间由裂缝和小型溶孔组成，裂缝主要发育构造缝、溶蚀缝、成岩收缩缝等；溶孔类型和成因与小型溶孔型储集空间基本相同，由于裂缝和溶孔相互沟通，使得储集层的孔隙度和渗透率都有了较大提高，是鹰山组内最有利的储集空间。裂缝-溶孔型储集空间在成像测井上呈条带状或蜂窝状的暗色斑点，内部发育大量暗色高导缝，暗色溶孔常沿开启裂缝呈串珠状或脉状分布（图5b）。

（3）裂缝型储集空间鹰山组内部构造缝和溶蚀缝普遍发育，其中以高角度和中高角度的构造缝为主，这些裂缝相互切割连通，从而组成了裂缝型储集空间（图4f），沿裂缝附近发育少量溶蚀孔洞，常填充泥质或方解石。不同井段裂缝的发育程度和线密度都有明显差异，发育程度高的井段，裂缝呈现网状分布的特点，从而形成了裂缝型储集空间（图5c）。

（4）大型溶洞型储集空间鹰山组内部发育溶洞规模为数十厘米至数米不等，规模较大的可达十几米。较大的溶洞会引起泥浆漏失、钻井钻空等现象。通过成像测井可观察到其内部往往填充或半填充垮塌角砾岩、薄层泥岩等（图5d）。垮塌的巨砾岩大小混杂，粒径由几厘米至几米不等；泥质多呈纹层状发育在溶洞顶部，或呈块状堆积在溶洞内部。

对塔中地区钻遇各类型储集空间的20余口井进行统计得出：裂缝-溶孔型为最主要的储集空间，占56.90%，小型溶孔型储集空间占24.60%，裂缝型储集空间占10.10%，溶洞型储集空间占8.40%.

图6　塔中地区北斜坡中部M3井—M203井—M5井沉积微相-成像测井解释对比

4　沉积微相与有利储集层发育关系

研究区内多口井沉积微相精细研究表明，鹰山组各段内部发育多个沉积微相序列，沉积微相序列在横向上具有一定连续性，每个沉积微相序列底部沉积时水体能量相对较弱，向上逐渐变强。同时，通过对各井储集空间类型的识别可以看出，沉积微相的分布模式影响着后期有利储集层的发育（图6）。

厚层高能滩型微相序列和薄层中高能滩型微相序列的层序中，高能沉积微相往往易发育小型溶孔型储集空间和裂缝-溶孔型储集空间，尤其在鲕粒颗粒灰岩和内碎屑颗粒灰岩内以粒间孔、粒内孔及铸模孔的形态存在，而在生屑颗粒灰岩中主要发育粒间孔和粒内孔。同时，高能沉积微相序列受到构造及应力的作用容易产生构造裂缝，这些裂缝与不同时期多因素形成的孔洞沟通相连，进一步提高了储集层物性，形成鹰山组内部最有利的储集相带。同时，这些发育在层序顶端的高能沉积微相易受上部不整合面影响，形成大型溶洞型储集空间。而中低能潮坪型微相序列和低能白云质潮坪型微相序列，多作为不易被改造的原状地层或隔层形式出现；但在少数部位，由于构造作用及埋藏岩溶的叠加改造，会发育裂缝型储集空间或少量裂缝-溶孔型储集空间。

高能沉积微相在沉积时就倾向于形成相对更多的粒间孔、铸模孔等原生孔隙，同时由于受四级层序顶部的暴露界面控制，可形成大量准同生期的组构选择性孔隙，进一步增大了孔隙度。在经历后期不整合界面所控制的表生岩溶期后，往往更容易发生表生岩溶作用，进一步发育扩溶成为溶孔或者溶洞，而在原生孔隙较为发育的高能沉积微相的物质基础上，受到后期物理性质差异和化学作用的影响，往往更容易发育构造裂缝溶蚀孔洞，使孔隙度和渗透率进一步提高，从而成为鹰山组内部有利储集层的聚集区带。

5　结论

（1）塔中隆起北斜坡鹰山组内部可识别9种沉积微相，主要发育厚层高能滩型微相序列、薄层中高能滩型微相序列、中低能潮坪型微相序列和低能白云质潮坪型微相序列。

（2）鹰山组内部发育小型溶孔型、裂缝-溶孔型、裂缝型和大型溶洞型4种储集空间类型。裂缝-溶孔型储集空间是最主要的储集空间，其次为小型溶孔型，裂缝型和溶洞型所占比例相对较少。

（3）高能沉积微相序列更易于发育小型溶孔型储集空间和裂缝-溶孔型储集空间，该类沉积微相序列对应的沉积地层内部的溶孔与裂缝叠加，形成鹰山组优质的储集层，在层序高部位有时可以观察到内部杂乱角砾填充—半填充或泥质填充的大型溶洞。低能沉积微相序列组合多为非储集层，在少数部位由于构造作用及埋藏岩溶的叠加改造，会发育少量裂缝型或裂缝-溶孔型储集空间。

参考文献：

［1］高达，林畅松，杨海军，等.塔中地区良里塔格组沉积微相及其对有利储层的控制［J］.地球科学（中国地质大学学报），2013，38 （4）：819-831.

GAO Da，LIN Changsong，YANG Haijun，et al.Microfacies of Late Ordovician Lianglitage formation and their control on favorable res⁃ervoir in Tazhong area［J］.Earth Science（Journal of China Universi⁃ty of Geosciences），2013，38（4）：819-831.

［2］刘嘉庆，李忠，黄君凑，等.塔里木盆地良里塔格组沉积环境差异及其对碳酸盐储层发育的制约［J］.中国科学：地球科学，2012，42（12）：1 802-1 816.

LIU Jiaqing，LI Zhong，HUANG Juncou，et al.Distinct sediment en⁃vironments and their influences on carbonate reservoir evolution of Lianglitage formation in the Tarim basin，northwest China［J］.Sci⁃ence China：Earth Sciences，2012，42（12）：1 802-1 816.

［3］周新源，杨海军，邬光辉，等.塔中大油气田的勘探实践与勘探方向［J］.新疆石油地质，2009，30（2）：149-152.

ZHOU Xinyuan，YANG Haijun，WU Guanghui，et al.The experienc⁃es and targets for exploration of large oil⁃gas field in Tazhong area，Tarim basin［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2009，30（2）：149-152.

［4］王宇，于红枫，苏劲，等.塔中北斜坡流体复杂区油气富集规律——以中古51井区奥陶系鹰山组为例［J］.新疆石油地质，2012，33（6）：664-667.

WANG Yu，YU Hongfeng，SU Jin，et al.Hydrocarbon accumulation mechanism of fluid complicated zone in northern slope of Tazhong area，Tarim basin—an example from the Ordovician Yingshan forma⁃tion in Zhonggu⁃51 wellblock［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2012，33（6）：664-667.

［5］刘伟，张兴阳，顾家裕.塔里木盆地台盆区中西部中下奥陶统鹰山组沉积环境研究［J］.沉积学报，2009，27（3）：435-442.

LIU Wei，ZHANG Xingyang，GU Jiayu.Sedimentary environment of Lower⁃Middle Ordovician Yingshan formation in mid⁃western Tarim basin［J］.Acta Sedimentologica Sinica，2009，27（3）：435-442.

［6］胡晓兰，樊太亮，高志前，等.塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩颗粒滩沉积组合及展布特征［J］.沉积学报，2014，32（3）：418-428.

HU Xiaolan，FAN Tailiang，GAO Zhiqian，et al.The depositional combination characteristics and distribution of Ordovician carbonate shoals in the Tarim basin［J］.Acta Sedimentologica Sinica，2014，32 （3）：418-428.

［7］吕修祥，张艳萍，焦伟伟，等.断裂活动对塔中地区鹰山组碳酸盐岩储集层的影响［J］.新疆石油地质，2011，32（3）：244-249.

LV Xiuxiang，ZHANG Yanping，JIAO Weiwei，et al.Effect of fault activity on carbonate reservoir of Yingshan formation in Tazhong ar⁃ea，Tarim basin［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2011，32（3）：244-249.

［8］韩剑发，周锦明，敬兵，等.塔中北斜坡鹰山组碳酸盐岩缝洞储集层预测及成藏规律［J］.新疆石油地质，2011，32（3）：281-284.

HAN Jianfa，ZHOU Jinming，JING Bing，et al.Prediction of carbon⁃ate fractured⁃vuggy reservoir and hydrocarbon accumulation pattern of Yingshan formation of Lower Ordovician in north slope of Ta⁃zhong area，Tarim basin［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2011，32 （3）：281-284.

［9］林畅松，杨海军，刘景彦，等.塔里木盆地古生代中央隆起带古构造地貌及其对沉积相发育分布的制约［J］.中国科学：地球科学，2009，39（3）：306-316.

LIN Changsong，YANG Haijun，LIU Jingyan，et al.Tectonic geomor⁃phology of the Paleozoic central uplift belt and its constraint on the development of depositional facies in the Tarim basin［J］.China Sci⁃ence：Earth Sciences，2009，39（3）：306-316.

［10］林畅松，李思田，刘景彦，等.塔里木盆地古生代重要演化阶段的古构造格局与古地理演化［J］.岩石学报，2011，27（1）：210-218.

LIN Changsong，LI Sitian，LIU Jingyan，et al.Tectonic framework and paleo⁃geographic evolution of the Tarim basin during the Paleo⁃zoic major evolutionary stages［J］.Acta Petrologica Sinica，2011，27（1）：210-218.

［11］LIN Changsong，YANG Haijun，LIU Jingyan，et al.Distribution and erosion of the Paleozoic tectonic unconformities in the Tarim basin，northwest China：significance for the evolution of Paleo⁃up⁃lifts and tectonic geography during deformation［J］.Journal of Asian Earth Sciences，2012，46（2）：1-19.

［12］LIN Changsong，YANG Haijun，LIU Jingyan，et al.Sequence archi⁃tecture and depositional evolution of the Ordovician carbonate plat⁃form margins in the Tarim basin and its response to tectonism and sea⁃level change［J］.Basin Research，2012，24（5）：559-582.

［13］孙崇浩，杨海军，潘文庆，等.塔中地区奥陶系鹰山组精细划分［J］.新疆石油地质，2012，33（1）：46-48.

SUN Chonghao，YANG Haijun，PAN Wenqing，et al.Fine division of Yingshan formation of Ordovician in Tazhong area，Tarim basin ［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2012，33（1）：46-48.

［14］于红枫，白忠凯，邓力萍，等.塔中下奥陶统鹰山组不整合面的确定及其地质意义［J］.新疆石油地质，2011，32（3）：231-234.

YU Hongfeng，BAI Zhongkai，DENG Liping，et al.Determination and geologic significance of Yingshan unconformity of Lower Ordo⁃vician in Tazhong area，Tarim basin［J］.Xinjiang Petroleum Geolo⁃gy，2011，32（3）：231-234.

（编辑顾新元）

Sedimentary Microfacies and Favorable Reservoir Distribution of Yingshan Formation in North Slope of Tazhong Uplift, Tarim Basin

HAN Jianfa1, REN Ping1, CHEN Jun1, LIN Changsong2, WANG Jinsheng1, LI Hao2
(1.Tarim Oilfield Company, PetroChina, Korla, Xinjiang 841000, China; 2.School of Ocean Sciences, China University of Geosciences, Beijing 100083, China)

Abstract:According to analyses of cores, thin⁃sections, imaging logs and outcrops information, nine microfacies and classified as four mi⁃crofacies sequences within the Yingshan formation of Late Ordovician in central north slope of Tazhong uplift in Tarim basin were recog⁃nized.There existed four types of reservoir spaces in Yingshan formation, which are dominated by fracture⁃vugular pores, followed by small vugular pores, seldom fractured and vuggy spaces.The result shows that the high energy microfacies sequence is the primitive materials for the favorable reservoirs, easily forms small vugular pore and fracture⁃vugular types of reservoirs, and these several types of reservoirs over⁃lap followed by shaping the high quality reservoir.The low energy microfacies sequence occur as undisturbed formation or barriers, but it could produce local bits of fractures and vugular/dissolution pores, which may form relatively small⁃scale fractured and fracture⁃vugular pore types of reservoirs in this area.

Keywords:Tarim basin; Tazhong uplift; north slope; Yingshan formation; carbonate rock; sedimentary microfacies; favorable reservoir

作者简介：韩剑发（1965-），男，陕西长武人，高级工程师，博士，石油地质，（Tel）0996-2172589（E-mail）hanjf⁃tlm@petrochina.com.cn.

基金项目：国家973项目（2011CB201103）；国家油气重大专项（2011ZX05049）

收稿日期：2015-04-16

修订日期：2015-10-22

文章编号：1001-3873（2016）01-0018-06

DOI：10.7657/XJPG20160104

中图分类号：TE112.221

文献标识码：A