塔北哈拉哈塘地区蓬莱坝组储层地震特征及勘探方向

2022-04-28安海亭苑恒超赫英福刘运宏

石油地质与工程 2022年1期

鲜强，安海亭，苑恒超，赫英福，刘运宏，张泉

（中国石油东方地球物理勘探有限责任公司，河北涿州 072750）

碳酸盐岩油气资源丰富，储量占世界总储量的52%，全球高达 90%的油气储量发现于海相地层[1]。国内塔里木、四川、鄂尔多斯等海相盆地均发现碳酸盐岩油气藏。塔里木盆地为国内最大的海相盆地，发育较厚的碳酸盐岩地层，其碳酸盐岩90%的油气发现集中在塔中、塔北地区中、上奥陶统的灰岩，油藏类型为礁滩型和潜山岩溶型。经过十几年的勘探开发，中、上奥陶统油气藏的勘探基本进入成熟阶段，需要寻找新的接替领域与勘探层系。奥陶系中深层蓬莱坝组的白云岩整体勘探程度相对较低。近年来对白云岩的勘探也获得了较大的突破，不断钻获高产油气流（如沙参2井、英买7井等）[2]，彰显了塔里木盆地白云岩的勘探潜力和重要性[3]。

多位学者[4–13]从构造和成岩等方面开展研究，早震旦世至早奥陶世，塔里木板块整体处于拉张环境，中奥陶世，塔里木板块南北两侧被动大陆边缘逐渐转变为主动大陆边缘，板块整体变为挤压环境[14]，形成了西台东盆的构造格局。下奥陶统蓬莱坝组白云岩成因较为复杂，归结为两个阶段：在早期成岩阶段，受控于地貌，产生蒸发台地及蒸发潮坪相的白云岩；后期埋藏阶段，在热液白云石化及埋藏白云石化作用下产生白云岩[15–23]。储层的储集空间以晶间孔、晶间溶孔为主，少量缝洞[24]。前期研究从微观角度对储层成因以及成岩作用进行了论述，从宏观角度对塔里木盆地蓬莱坝组的地震相以及沉积相带进行了分析。本文以哈拉哈塘地区的三维地震资料为基础，结合岩性等资料，利用地震属性分析以及储层预测等技术方法，划分蓬莱坝组不同相带，并在储、盖综合评价的基础上，明确蓬莱坝组下步勘探方向。

1 区域地质概况

哈拉哈塘地区位于塔北隆起的轮南低凸起与英买力低凸起之间，处于轮南低凸起在西南方向的倾末端，北部与轮台凸起相邻，勘探面积2×104km2（图1）。在多期构造运动的作用下形成了轮南低凸起的现今形态，其中影响较大的为加里东和海西期运动。

图1 哈拉哈塘地区构造位置

塔北地区奥陶系自下而上分别沉积了下奥陶统蓬莱坝组（O1p）、中–下奥陶统鹰山组（O1–2y）、中奥陶统一间房组（O2yj）、上奥陶统吐木休克组（O3t）、良里塔格组（O3l）与桑塔木组（O3s）。寒武系沉积后，奠定了西台东盆的沉积格局，蓬莱坝组沉积了厚度约400 m的白云岩。研究区内岩性以粉晶和细晶灰质云岩以及白云岩为主，仅在局部发育粗晶白云岩，通过联井岩性剖面可知白云岩的含量自西向东依次减少（图2）。鹰山组的沉积环境以开阔台地为主，鹰山组3、4段岩性以白云岩为主，整体储层欠发育，可与蓬莱坝组形成良好的储盖组合

借鉴英买地区白云岩的勘探经验，认为研究区蓬莱坝组储层是以孔隙型为主，较好的构造背景是蓬莱坝组油气成藏的关键，根据以上认识部署了YT1井。随着勘探的不断深入，在蓬莱坝组内发现了大规模的溶蚀洞穴，针对蓬莱坝组溶蚀洞穴部署的TS6井，在钻探过程中发生放空漏失，并未获得突破。

2 储层综合研究

通过前期研究可知，研究区蓬莱坝组储层有孔隙型和裂缝–洞穴型。针对研究区内不同类型的储层开展储层的综合研究以及勘探潜力区块的优选。由于研究区内蓬莱坝组埋藏深度较大，普遍大于7 000 m，由于压实作用，原始孔隙损失殆尽，后期储层改造下产生的次生溶蚀孔洞为有效储集空间。碳酸盐岩储层形成需要相对稳定的环境，分别从沉积背景、沉积环境以及后期溶蚀改造三个方面对储层进行分析。

2.1 沉积地貌恢复研究

真实准确地恢复沉积时期的古地貌，对于沉积环境的研究有重要的指导意义［25–28］。碳酸盐岩地层沉积环境相对稳定，地层沉积厚度相对变化小，地层厚度一般是在台地边缘及台地内部的滩体等产生增厚，根据地层厚度变化能够间接地反映沉积环境的变化。哈拉哈塘地区蓬莱坝组地层厚度整体为200～ 600 m，平均沉积厚度为400 m，在后期构造抬升的作用下，西北部地层被剥蚀，形成了塔北地区西北薄，东南厚的分布特征（图3）。

图3 哈拉哈塘蓬莱坝组古地貌

2.2 沉积相分析

在相同的环境下会沉积相似的岩性，在地震剖面上会有相近的反射，可以利用地震相技术来间接推测沉积相。利用地层厚度及地震属性等影响因素，确定不同的相边界。根据以上影响因素将研究区地震相分为蒸发台地相、局限台地相和开阔台地相。

蒸发台地相位于研究区北部，该相带受到后期构造抬升作用的地层被剥蚀，地层厚度较薄，厚度在200 m左右，地层顶部发育剥蚀面。在古地貌图上表现为黄色。其地震响应为一套中强、中等连续的反射，对应平面上的大面积黄色片状区域，为不整合面的响应（图4a）。由于盐度较高，产生了准同生期白云岩，白云岩含量在90%左右。

局限台地相带位于研究区中部，呈北东向条带状分布。该相带发育两种地震相：一种是中等强度、较连续的反射，在平面为浅蓝色的区域，在本区大面积发育；另一种为串珠状反射（图4b），在平面上为点状分布。地层厚度在400 m左右，厚度变化不大说明沉积地貌相对平缓。塔深6井以及塔深2井蓬莱坝组的白云岩含量在70%左右，是在混合水作用下形成的白云岩。

开阔台地相带位于研究区东南部，其地震响应为连续性较好的中强反射同相轴（图4b），在平面上呈浅蓝色区域（图4a）。该相带地层厚度向东南方向逐渐加厚，厚度变化为400～ 600 m，整体反映向东南方向水体逐渐变深。由台内滩变为台内洼地，沉积以灰岩和云质灰岩为主，白云化作用较弱，白云岩含量在50%左右。

2.3 岩溶改造作用

前期研究可知，研究区内发育多种类型的储层，根据储层发育的位置、成因、类型与地层厚度可分为潜山–断控岩溶区、混合水–断控岩溶区和断控岩溶区。

潜山–断控岩溶区分布于研究区西北部，受抬升作用的影响，蓬莱坝组与上覆鹰山组为角度不整合接触。地层遭受风化剥蚀，储层发育规模大且分布相对密集。蓬莱坝组潜山区规模较浅层中上奥陶统范围小，暴露时间短。研究认为，潜山区储层在暴露地表阶段容易被泥质充填，有效储层难以保存。该区也是塔北地区应力释放区，北东及北西向走滑断裂密集发育，断裂活动强度大，在断裂周围也伴随着大量溶蚀洞穴（图4）。

图4 哈拉哈塘蓬莱坝组平面分布(a)及地震反射剖面特征(b)

混合水–断控岩溶区位于研究区中部，主要发育两种储层，一种为串珠状储层，一种为片状储层。片状储层与LS2井钻遇储层一致，为孔隙型白云岩储层的响应。图中串珠为混合水溶蚀以及断裂相关溶蚀共同控制的结果。成岩早期，在混合水溶蚀的作用下形成了表层溶蚀洞穴，洞穴位于蓬莱坝组顶部（表1），平面上的溶洞分布规律性不强。后期改造阶段，在走滑断裂多期活动改造下，其两侧产生断裂破碎带，地表水以及地下热液分别从上、下两个方向产生溶蚀，形成断控岩溶体。平面上断溶体主要沿着断裂呈线性分布，剖面上表现为断溶体沿着走滑断裂发育，纵向贯穿蓬莱坝组地层，是后期流体沿着断裂扩容作用的结果。

断控岩溶区位于研究区东南部，沉积期整体以灰岩为主，白云岩化作用较弱，原生储层储集空间在深埋藏作用下消失殆尽，储层为沿着断裂溶蚀产生的断溶体。后期断裂活动较弱，在该相带整体储层欠发育（表1）。

3 勘探方向

在储层综合研究的基础上，结合奥陶系中浅层开发实践，对蓬莱坝组的有利区域进行了划分与评价。哈拉哈塘油田主力生产层系为一间房组和良里塔格组，在研究区断裂活动强度线以北，由于断裂活动强度大，地层水相对比较活跃，油气在构造高部位的储集体中聚集成藏。在研究区断裂活动强度线以南，由于断裂活动强度小，油水分异不明显，油气在高、低位置都能聚集成藏。研究区北部地层水通过断裂自下而上沟通了蓬莱坝组、鹰山组以及一间房组，在上部奥陶系中上统一间房组形成了油藏，但蓬莱坝组储层大概率被水充注。在研究区的南部，断裂活动减弱，自下而上地层连通性差，在蓬莱坝组顶部发育封盖能力较好的盖层，蓬莱坝组具备复式成藏的基础，可以形成多层系的油气系统。

在断裂活动分界线以北，整体储层较为发育，埋藏相对较浅（小于8 000 m）的都为有利的储层条件。后期构造抬升作用使得早期形成的储集空间易被充填，断裂活动强度较大区域，使得该区的保存条件变差，综上所述断层活动线以北整体评价为II类区（图5）。