塔河油田奥陶系一间房组与鹰山组断溶体发育模式解剖

吴丰，代槿，姚聪，习研平，梁晓宇，王炯，史彪，梁芸

（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采油二厂，新疆 乌鲁木齐 830011；3.中国石油青海油田分公司勘探开发研究院，甘肃 敦煌 736202；4.重庆科技学院石油与天然气工程学院，重庆 401331）

在碳酸盐岩地层中，发育一类主要受断裂及大气淡水淋滤溶蚀影响的复杂三维缝洞系统，断裂是重要的流体运移通道，在表生期和埋藏期流经断裂的流体会对地层进行溶蚀，形成新的或扩大的裂缝和孔洞，最终呈现出来的储集体与断裂关系密切，这类缝洞系统被称为断溶体[1-7]。断溶体油藏近年来在四川盆地震旦系灯影组与二叠系茅口组、塔里木盆地奥陶系一间房组与鹰山组等地层均有发现[8-17]，其中塔里木盆地奥陶系的断溶体规模大、产量高。断溶体的刻画依赖于地震成像技术，靠近断裂带的串珠状地震响应代表断溶体的发育区域[18-23]。随着勘探开发的进一步深入，地震资料分辨率低、断溶体刻画的不确定性和多解性极大地制约了油气生产[24-29]。本文基于常规测井及电成像测井资料，结合地震勘探、钻录井及其他地质资料对塔河油田奥陶系断溶体油藏展开研究，为断溶体理论的丰富和塔河油田断溶体油藏的后期勘探开发提供依据。

1 区域地质概况

塔河油田位于新疆维吾尔自治区库车县和轮台县境内，塔河油田阿克库勒凸起是塔里木盆地北缘塔北（沙雅）隆起上的一个二级构造单元，油藏构造位于塔里木盆地沙雅隆起中段阿克库勒凸起轴部的西北翼[30]（见图1）。在奥陶系一间房组与鹰山组沉积了一套厚度约500 m的碳酸盐地层，发育了一套断溶体油藏[3]。

图1 研究区地质构造

受多期构造运动、地层剥蚀的影响，一间房组和鹰山组地层层厚由西南向东北方向逐渐变薄，东北部为剥蚀区，中部为过渡区，南部为覆盖区，岩层的岩性也不尽相同。在主要断溶体发育层段，地层自下至上，泥质含量降低，地层孔隙度上升，在油藏顶底面有高泥质隔层，为断溶体油气藏提供了良好的发育环境。

2 储层测井响应特征

塔河油田奥陶系一间房组与鹰山组碳酸盐岩基质具有低孔低渗特征，储集空间非均质性较强，其发育具有明显的断裂控制特征。根据储集空间的组合特点，塔河油田奥陶系断溶体油藏储层可划分为溶洞型储层、裂缝-溶孔型储层和裂缝型储层3种类型，其测井识别与分类特征如下：

1）溶洞型储层。图2中溶洞型储层为B井6075.0～6 085.0 m段，井径（CAL）明显增大，大于15.24 cm；自然伽马（GR）较低，约10.0 API，在扩径段有小幅增加，最大25.0 API；密度（DEN）降低，小于 2.5 g/cm3；声波时差（AC）在溶洞段有明显增大，295 μs/m；中子测井（CNL）在溶洞段幅度变化较大，最大值超过15.0 PU；深浅双侧向电阻率（RD，RS）较低，小于 50.0 Ω·m，呈“刺包状”降低和小幅度正差异特征；成像测井图显示为深色大型洞穴（半径大于100mm）。

图2 储层测井响应特征

2）裂缝-溶孔型储层。图2中裂缝-溶孔型储层为C井6 080.0～6 090.0 m段，CAL无明显变化，约12.70 cm；GR无明显变化且较低，约10.0 API；DEN较低，在2.5～2.7 g/cm3；AC 有“齿状”增大特征，在 164～180 μs/m；CNL有“齿状”减小特征，在 0.5～3.5 PU；RD，RS呈中高值，在300.0～3 300.0 Ω·m，有“齿状”降低和正差异特征；成像测井图显示为深色正弦条带与不规则孔洞的组合。

3）裂缝型储层。图2中裂缝型储层为D井6 110.0～6 120.0 m段，CAL曲线无明显变化，约12.7 cm；GR无明显变化且较低，约10.0 API；DEN呈中低值无明显变化，约 2.7 g/cm3；AC 呈中高值，约 154 μs/m；CNL 呈低值，约 0.4 PU；RD，RS呈高值，在 500.0～3 500.0 Ω·m，并伴有“尖刺状”降低，有小幅度正差异特征；成像测井图显示为深色正弦条带，其幅度随裂缝倾角增加而增大。

3 断溶体发育影响因素

1）断层构造样式。研究区断层的构造样式多样，主要包括单支状和花状，其中花状又分半花状、正花状和负花状，花状构造的断溶体发育明显好于单支状构造。

2）与断层的距离。断层端部的地应力较大，越靠近断层，岩石越容易发生碎裂，在碳酸盐岩地层中更易形成溶孔、溶洞，储层厚度也会越大；反之，距断层越远，储层厚度越小。

3）地层剥蚀厚度。地层受多期构造运动影响，由南向北地层剥蚀厚度逐渐加强。北部地层剥蚀厚度较大，地层溶蚀作用加强，多发育溶洞、溶孔；南部地层剥蚀厚度较小，多发育裂缝。

4）碳酸盐矿物含量。地层碳酸盐矿物含量越低，地层孔隙度与渗透率越低，溶蚀作用越弱，多发育裂缝；反之，地层碳酸盐矿物含量越高，地层孔隙度与渗透率越高，溶蚀作用越强，溶孔、溶洞越发育。

4 断溶体发育模式

4.1 V字形断溶体

V字形断溶体的发育受控于加里东期和海西期发育的右旋、压扭走滑“单支状”主干断裂。在断溶体发育空间内，纵向上由深至浅，地层的基质孔隙度越来越高，与之对应的碳酸盐矿物含量和脆性越来越高，因此，裂缝和溶蚀的发育范围越来越大，发育程度也越来越高。纵向上，断溶体的展布就如同一个V字形的区域（见图3a—3d）。图3e，3f为托普台12号垂井斜井区（TP12CX）断裂上过 A1，A2，A3，A4 井和过 A5，A6，A7井的地震剖面，这2个地震剖面均发育典型的V字形断溶体。

图3 V字形断溶体模式

4.2 倒V字形断溶体

倒V字形断溶体的发育受控于加里东期和海西期发育的右旋、压扭、张扭走滑“单支状”主干断裂。纵向上，由深至浅地层的基质孔隙度越来越低，与之对应的碳酸盐矿物含量和脆性越来越低，因此，裂缝和溶蚀的发育范围越来越小，发育程度也越来越弱（见图4a—4d）。图4e为沙 99 区（S99）断裂上过 B1，B2，B3，B4 井的地震时间偏移剖面，该地震剖面发育典型的倒V字形断溶体，图中串珠状显示为储层。图4f为对应于图4e的地震张量属性剖面，图中黄色显示为溶蚀孔洞，少量红色与蓝色显示为裂缝，该剖面上断溶体具有典型的倒V字形特征。

图4 倒V字形断溶体模式

4.3 复合形断溶体

复合形断溶体属于大型主干断裂和次级断裂的组合，裂缝和溶蚀主要沿断裂分布（见图5a—5d）。图5e为S99断裂上过 D1，D2，D3，D4，D5 井的地震剖面，图中串珠状显示为储层。图5f中黄色显示为溶蚀孔洞，少量红色与蓝色显示为裂缝，该剖面上断溶体具有典型的复合型特征。

图5 复合形断溶体模式

4.4 条带形断溶体

条带形断溶体的发育受控于加里东期和海西期发育的右旋、张扭走滑“单支状”主干断裂。裂缝和溶蚀主要发育于高基质孔隙的地层 （见图6a—6d）。图6e为艾丁区（AD）断裂上过 C1，C2，C3井的地震剖面，图中串珠状为储层。图6f中黄色为溶蚀孔洞，红色与蓝色显示为裂缝。

图6 条带形断溶体模式

5 裂缝带、破碎带和溶蚀带平面展布

溶蚀带为靠近断裂核心的区域，溶孔溶洞大量发育，储层物性最好；破碎带为离断裂带相对较近的区域，溶孔溶洞发育、储层物性都较溶蚀带较差；裂缝带为离断裂相对较远的区域，发育交错裂缝网格，储层物性为3种构造带中最差。

5.1 裂缝带、破碎带和溶蚀带测井识别

根据测井资料，可以识别断溶体中的裂缝带、破碎带和溶蚀带，穿过断裂的水平井对这3带的识别上较直井更具有优势（见图7）。断熔体在常规测井上的表现为：溶蚀带GR低值，CAL明显增大，AC幅度较大，RD，RS大幅度降低且呈大幅度正差异；破碎带多发育裂缝-溶孔型储层，表现为GR低值，CAL轻微增大，AC增大，RD，RS中低值且呈小幅度正差异或无差异；裂缝带多发育裂缝型储层，表现为RD，RS呈低值，CAL无明显增大现象，AC小幅度增大，RD，RS小幅度降低。基于测井资料的溶蚀带、破碎带和裂缝带识别结果与地震资料对比可进一步提高准确度 （见图7b），一般溶蚀带靠近断裂核部，往外依次为破碎带和裂缝带（见图7c）。

图7 裂缝带、破碎带和溶蚀带测井识别

5.2 裂缝带、破碎带和溶蚀带平面分布

基于塔河油田TP12CX，S99，AD断裂附近86口单井（包括水平井和直井）的裂缝带、破碎带和溶蚀带测井识别结果，并结合钻井、生产动态资料等，绘制了该区域裂缝带、破碎带和溶蚀带的平面分布（见图8）。以3口典型井为例。

图8 TP12CX和S99断裂裂缝带、破碎带和溶蚀带平面分布

1）T32井。在6 103.6～6 103.9 m钻井放空，共计漏失钻井液110.0 m3，测井解释6 103.5～6 110.0，6 118.0～6 121.0，6 177.0～6 178.0 m为溶洞型储层，射孔后产油61.50 t/d，产气 1 728.60 m3/d，产水 37.40 t/d，综合判断该井钻遇溶蚀带。

2）T25井。钻井过程中存在钻井液浆渗漏现象，测井解释 5 825.0～5 830.0，5 942.0～5 944.0，5 981.0～6 060.0 m为裂缝-溶孔型储层，射孔后产油22.25 t/d，产气186.07 m3/d，产水20.35 t/d，综合判断该井钻遇破碎带。

3）T61X 井。 测井解释 6 282.0～6 291.0，6 296.0～6 302.0，6 318.0～6 331.0，6 388.0～6 391.0 m 为裂缝型储层，射孔后产油7.52 t/d，产气3.33 m3/d，产水0.30 t/d，综合判断该井钻遇裂缝带。

裂缝带、破碎带和溶蚀带的平面分布结果表明：裂缝带的发育范围较宽，破碎带其次，溶蚀带的发育范围较小。裂缝带、破碎带和溶蚀带在TP12CX和S99断裂上不同分段的横向展布特征差异很大，裂缝带的宽度为0.75～3.00 km，破碎带的宽度为0.50～1.40 km，溶蚀带的宽度为0～0.65 km。

6 结论

1）塔河油田奥陶系一间房组与鹰山组断溶体油藏储集空间主要为构造运动及溶蚀改造所形成的溶孔、溶洞、裂缝，储层分为溶洞类（扩径，低AC，高CNL，低电阻，电成像有孔洞）、裂缝-溶孔类（AC，CNL，DEN 呈“齿状”特征、中高电阻率值，电成像有孔洞和正弦条带）、裂缝类（高AC，低CNL，电阻率呈“尖刺状”特征，电成像有正弦条带）3种类型。

2）断层构造样式以及与断层距离为塔河油田奥陶系一间房组与鹰山组断溶体发育的主要影响因素，地层剥蚀厚度、碳酸盐矿物含量为次要影响因素，根据影响因素可将断溶体划分为V字形、倒V字形、复合形和条带形断溶体。

3）断溶体中裂缝带、破碎带、溶蚀带的平面分布范围差异较大：裂缝带的发育范围较宽（0.75～3.00 km），破碎带的发育范围次之（0.50～1.40 km），溶蚀带的发育范围最小（0～0.65 km）。