塔東英東區塊寒武系白云巖儲層特征

符浩，李國蓉，趙勇，郭俊陽，周吉羚

（1.成都理工大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室，四川成都610059；2.成都理工大學能源學院，四川成都610059；3.中石油華北油田勘探開發研究院，河北任丘062552；4.西南石油大學地球科學與技術學院，四川成都610500）

塔東英東區塊寒武系白云巖儲層特征

符浩1，2，李國蓉1，2，趙勇3，郭俊陽4，周吉羚1，2

（1.成都理工大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室，四川成都610059；2.成都理工大學能源學院，四川成都610059；3.中石油華北油田勘探開發研究院，河北任丘062552；4.西南石油大學地球科學與技術學院，四川成都610500）

在現有羅西1、米蘭1、英東1和英東2等探井的鉆井、巖芯、錄井、薄片和測井資料的基礎上，利用巖芯觀察、巖屑觀察、薄片鑒定和測井資料處理分析等技術手段，對英東區塊寒武系白云巖儲層特征進行研究。英東地區寒武系白云巖儲層儲集空間類型以次生孔隙占絕對優勢，以晶間孔、晶間溶孔和溶蝕孔洞為主，其次是裂縫空間。根據儲層的主要儲集空間的不同，將其歸納為溶蝕孔隙型和溶蝕縫孔洞型兩類儲層，區內寒武系白云巖溶蝕縫孔洞型為Ⅳ-Ⅱ類儲層，溶蝕孔隙型為Ⅳ-Ⅲ類儲層，主要集中發育在上寒武統突爾沙克塔格組。

寒武系；白云巖；儲集空間；儲層特征

白云巖（dolomite），自1791年法國地質學家Deodat Guy de Dolomieu（1750-1801）首次描述［1］以來，其成因問題一直是地學領域的“謎案”，也是眾多學者研究和爭論不休的熱點之一。全球油氣勘探實踐表明，世界油氣總儲量中有52%來自碳酸鹽巖儲層［2-4］，而白云巖儲層在碳酸鹽巖油氣勘探中占有重要地位。隨著國內外許多優質白云巖儲層的發現，包括美國密執安（Michigan）盆地志留紀尼亞加拉（Niagaran）礁的白云巖儲層、美國西部特拉華（Delaware）盆地西北陸棚的白云巖儲層、美國威利斯頓盆地奧陶紀紅河組（Red River Formation）的白云巖儲層［4］、加拿大西部沉積盆地的泥盆系和密西西比系白云巖儲層［5］以及我國川東二疊紀生物礁的白云巖儲層［6］、川中磨溪氣田龍王廟組白云巖儲層［7］，白云巖儲層得到了全球越來越多的勘探關注。

塔里木盆地是我國最大的內陸盆地，也是十分重要的含油氣盆地。盆地內下古生界發育規模巨大的碳酸鹽巖地層，其中不乏優質的儲集層。英東區塊寒武系發育大套碳酸鹽巖，根據已有鉆井揭示該區寒武系優質烴源巖和白云巖儲層發育，是富有潛力的油氣勘探層系和領域。全球油氣勘探實踐表明，世界油氣總儲量中有52%來自碳酸鹽巖儲層，而白云巖儲層在碳酸鹽巖油氣勘探中占有重要地位，因此深入研究該區寒武系白云巖儲層特征具有重要意義。英東區塊作為勘探新區，勘探程度較低，前人對寒武系白云巖儲層研究較少，本文在利用巖芯觀察、巖屑觀察、薄片鑒定和測井資料處理分析等技術手段，對英東區塊寒武系白云巖儲層特征進行系統深入的研究，為該區下一步油氣勘探部署提供技術支持。

1　地質背景

塔東英東區塊位于塔東低突起的東北部，西北與英吉蘇凹陷相鄰，東南受車爾臣斷裂控制，與塔南隆起相接，包括英東構造帶、米蘭構造帶和羅西坡折帶等三個次一級構造單元。早-中寒武世，東部的英東區塊臺盆模式初具雛形，發育不明顯，研究區的沉積相帶多為深水盆地相；晚寒武世，隨著進一步的隆升，英東地區的臺盆模式更加明顯，沉積相帶的變化更加多樣，呈南北向的條帶形展布［8］。羅西1井位于臺地邊緣相，米蘭1井、英東1井和英東2井則都位于臺緣斜坡相。研究區內發育多個下切至基底的斷裂系統［9］，為形成裂縫型儲層創造了有利條件。

通過對研究區四口井的數據分析以及其地層對比圖巖性剖面的呈現，該區寒武系共有三組地層，分別是上寒武統的突爾沙克塔格組、中寒武統的莫合爾山組、下寒武統的西大山組-西山布拉克組。從巖性分布上來講，在下寒武統，主要發育大套泥巖，少見碳酸鹽巖；在中寒武統，碳酸鹽巖開始增多，但還是以灰巖為主，僅在局部地區碳酸鹽巖占絕對優勢，可見白云巖層的發育在局部初具規模；在上寒武統，泥巖幾乎不發育，在整個研究區內碳酸鹽巖大量發育，且白云石化程度很高，白云巖是主要的巖石類型（見圖1）。

圖1　塔東英東區塊寒武系地層柱狀圖Fig.1 Cambrian stratigraphic column of Yingdong area of eastern Tarim basin

2　英東區塊寒武系白云巖儲層基本特征

2.1儲集巖巖石學特征

通過巖芯觀察、薄片分析，英東區塊寒武系儲集巖類型主要為晶粒白云巖，按其晶粒大小、晶形、晶體表面特征可以分為4種白云巖，分別為：（1）微-粉晶白云巖；（2）粉-細晶白云巖；（3）細-中晶白云巖；（4）中-粗晶白云巖。

微-粉晶白云巖主要由晶體大小小于0.062 5 mm的白云石組成，結構較均一，表面較臟，紋層結構發育，晶間含有泥質，可明顯被縫合線和多期裂縫切割改造，巖石致密不發育儲集空間。

粉-細晶白云巖主要由晶體大小為0.031 5 mm~ 0.25 mm的白云石組成，晶體表面較臟，晶形為它形，晶體間呈鑲嵌狀為其主要特征，偶見黃鐵礦斑點，巖石致密不發育儲集空間。

細-中晶白云巖主要由晶體大小為0.062 5 mm~ 0.5 mm的白云石組成，晶體表面較臟或較干凈，晶形為半自形-自形為其主要特征，晶間孔較發育，晶間孔內見灰質殘余、泥質、瀝青等，可構成儲層，并對早期烴類充注有重要意義。

中-粗晶白云巖主要由晶體大小0.25 mm~1 mm的白云石組成，晶體表面多數較干凈，晶形較差，晶間孔、晶間溶孔、溶蝕孔洞較發育，并且晶間（溶）孔內見瀝青完全充填或有瀝青殘余，為研究區寒武系主要的儲集巖。

2.2儲集空間類型特征

碳酸鹽巖儲集空間的形成是一個復雜而長期的過程，它貫穿于整個沉積過程及其以后的各個地質歷史時期。其儲集空間通常包括孔隙、溶洞和裂縫三類，一般來說，孔隙和溶洞是主要的儲集空間，裂縫是主要的滲濾通道，也是儲集空間。根據羅西1井、米蘭1井、英東1井和英東2井的巖芯和巖石薄片的觀察分析，英東地區寒武系白云巖儲層儲集空間類型以次生孔隙占絕對優勢，以晶間孔、晶間溶孔和溶蝕孔洞為主，其次是未充填裂縫空間。

2.2.1晶間孔和晶間溶孔晶間孔和晶間溶孔在研究區內寒武系白云巖中廣泛發育，是儲層的重要儲集空間。根據鏡下觀察統計發現，晶間孔和晶間溶孔更普遍的發育在晶粒較為粗大的中-粗晶白云巖和細晶白云巖中，呈不規則的幾何形狀，晶間孔邊緣平直（見圖2a），局部被溶蝕之后凹凸不平（見圖2b），孔徑大小多集中在0.2 mm~1.5 mm。鏡下見部分的晶間孔和晶間溶孔被瀝青全充填或半充填。

2.2.2溶蝕孔洞溶蝕孔洞是英東區塊寒武系白云巖儲層主要的儲集空間，且普遍發育。根據井下觀察，溶蝕孔洞邊緣凹凸不平，具有明顯的溶蝕痕跡（見圖2c，e），孔徑多超過2 mm，且大多被微裂縫相互溝通，儲集意義極好。

圖2　塔東英東地區寒武系白云巖儲層儲集空間特征Fig.2 Reservoir spaces characteristics of Cambrian dolomite reservoir in Yingdong area of eastern Tarim basin

2.2.3裂縫裂縫空間也是研究區寒武系白云巖中常見的儲集空間。這里所說的裂縫是指張開裂縫和被瀝青或白云石半充填的裂縫（見圖2d，f）。鏡下見裂縫多為邊緣平直的構造縫，也可見少量被溶蝕改造過的，邊緣不平直的裂縫。裂縫的寬度大小不一，較寬的未充填裂縫寬度可達0.4 mm，較窄的也可見大量寬度只有0.03 mm左右的微裂縫。鏡下還可見裂縫溝通其他儲集空間的現象明顯，這極大的改善了儲層的儲滲性能。

3　儲層類型

白云巖儲層類型的劃分主要是建立在儲層儲集空間基本類型之上，以孔隙、溶洞和裂縫這三類基本儲集空間類型在碳酸鹽巖儲層中的組合關系，特別是以儲層儲集性能貢獻大小為依據，對白云巖儲層進行分類和劃分。通過鉆井巖芯及薄片觀察的分析，認識到英東區塊寒武系白云巖中發育白云巖溶蝕孔隙型、白云巖溶蝕縫孔洞型等兩種類型的儲層。進一步，建立了這兩類儲層的測井響應特征，有效地開展了井剖面上儲層綜合解剖。

3.1白云巖溶蝕孔隙型儲層

白云巖溶蝕孔隙型儲層的儲集空間以晶間孔、晶間溶孔為主，孔隙發育相對比較均勻。孔隙為主要儲集空間，吼道為滲濾通道，裂縫的作用較小。英東地區的儲滲空間主要為晶間孔和晶間溶孔，并含有少量的溶蝕孔洞，多出現在細-中晶云巖和中-粗晶白云巖中。

根據已經取芯井段的巖芯資料和薄片資料觀察，識別出白云巖溶蝕孔隙型儲層，再結合地球物理測井數據，總結出白云巖溶蝕孔隙型儲層測井響應特征：（1）電阻率曲線與其上下層段測井曲線相比呈“U”字形降低，這與裂縫發育段的尖刺狀電阻率起伏形成強烈的反差，且雙側向電阻率測井值呈較小幅度的正差異；（2）自然伽馬測井值呈較低值，介于11 API～41 API；（3）聲波時差值增大，介于45.5 μs/ft～49.3 μs/ft；（4）中子孔隙度值增大，介于0.56～0.82；（5）巖石體積密度測井值降低，介于2.68 g/cm3～2.8 g/cm3。

經過井剖面的綜合解剖后分析發現白云巖溶蝕孔隙型儲層在層位上都發育于上寒武統突爾沙克塔格組中，在中寒武統莫合爾山組和下寒武統西大山組-西山布拉克組中均基本不發育。

3.2白云巖溶蝕縫孔洞型儲層

白云巖溶蝕縫孔洞型儲層在研究區是另一種重要的儲集類型，這類儲層不但溶蝕孔洞發育，而且裂縫也較為發育。溶蝕孔洞是其主要的儲集空間，裂縫既作為儲集空間，更為重要的是作為滲透通道。次生溶蝕孔洞和裂縫的存在大大提高了地層的儲集能力，改善了地層的滲流能力，是一種優質儲層，這類儲層的形成與溶蝕作用和構造運動有關。

根據已經取芯井段的巖芯資料和薄片資料觀察，識別出白云巖溶蝕縫孔洞型儲層，再結合地球物理測井數據，總結出白云巖溶蝕縫孔洞型儲層測井響應特征：（1）電阻率明顯降低，介于10 Ω·m～1 000 Ω·m（與溶蝕孔隙型儲層相比更低），而且呈尖刀狀降低，雙側向電阻率測井值比較接近，正負差異不定；（2）自然伽馬值較低，介于10 API～20 API（與溶蝕孔隙型儲層相比更低）；（3）聲波時差測井值增高，介于49.9 μs/ft～53.5 μs/ft；（4）鈾元素測井值明顯增高；（5）中子孔隙度顯著增大，介于0.8～2.9；（6）密度測井值則明顯降低，介于2.6 g/cm3～2.72 g/cm3。

經過井剖面的綜合解剖后分析發現白云巖溶蝕縫孔洞型儲層在層位上主要發育在上寒武統突爾沙克塔格組地層中，在中寒武統莫合爾山組中局部發育，在下寒武統西大山組-西山布拉克組中基本不發育。

4　英東區塊寒武系白云巖儲層物性特征

4.1白云巖儲層孔隙度、滲透率特征

對于碳酸鹽巖儲層的分類評價標準不一，本文采用中石油碳酸鹽巖儲層分類標準（見表1）。

表1　中石油碳酸鹽巖儲層分類標準表

通過對塔東英東區塊鉆井巖芯的常規物性分析顯示，從孔隙度角度來說，83.78%的樣品孔隙度≤2%，屬于Ⅳ類儲層標準；16.22%的樣品孔隙度為2%～6%屬于Ⅲ類儲層的標準；而沒有樣品孔隙度大于6%，說明Ⅱ類儲層和Ⅰ類儲層不發育（見圖3a）。

通過對塔東英東區塊鉆井巖芯的常規物性分析，從滲透率角度來說，50%的樣品滲透率位于0.001 mD～0.1 mD，屬于Ⅲ類儲層的標準；47.06%的樣品滲透率位于0.1 mD～10 mD，屬于Ⅱ類儲層的標準；2.94%的樣品滲透率≥10 mD，屬于Ⅰ類儲層的標準（見圖3b）。4.2白云巖儲層孔-滲關系特征

為了更進一步研究英東區塊寒武系白云巖儲層的物性特征，利用上述孔隙度和滲透率數據做出孔隙度-滲透率相關性圖（見圖3c）。據圖可知，區內白云巖儲層的孔隙度和滲透率的相關性極差，甚至基本不相關。經分析，這極可能是由于碳酸鹽巖儲層本身所具有的強非均質性所造成的。

圖3　塔東英東區塊寒武系白云巖儲層物性特征Fig.3 Physical characteristics of Cambrian dolomite reservoir in Yingdong area of eastern Tarim basin

5　結論

（1）從巖性分布上來講，在下寒武統，主要發育大套泥巖，少見碳酸鹽巖；在中寒武統，碳酸鹽巖開始增多，但還是以灰巖為主，僅在局部地區碳酸鹽巖占絕對優勢，可見白云巖層的發育在局部初具規模；在上寒武統，泥巖幾乎不發育，在整個研究區內碳酸鹽巖大量發育，且白云石化程度很高，白云巖是主要的巖石類型。

（2）根據羅西1井、米蘭1井、英東1井和英東2井的巖芯和巖石薄片的觀察分析，英東地區寒武系白云巖儲層儲集空間類型以次生孔隙占絕對優勢，以晶間孔、晶間溶孔和溶蝕孔洞為主，其次是裂縫空間。

（3）通過鉆井巖芯及薄片觀察以及測井資料的分析，認識到英東區塊寒武系白云巖中發育溶蝕孔隙型、溶蝕孔洞型等兩種類型的儲層。白云巖溶蝕孔隙型儲層測井響應特征有：①電阻率曲線與其上下層段測井曲線相比呈“U”字形降低，這與裂縫發育段的尖刺狀電阻率起伏形成強烈的反差；且雙側向電阻率測井值呈較小幅度的正差異；②自然伽馬測井值呈較低值，介于11 API～41 API；③聲波時差值增大，介于45.5 μs/ft～ 49.3 μs/ft；④中子孔隙度值增大，介于0.56～0.82；⑤巖石體積密度測井值降低，介于2.68 g/cm3～2.8 g/cm3。白云巖溶蝕孔洞型儲層測井響應特征有：①電阻率明顯降低，介于10 Ω·m～1 000 Ω·m（與溶蝕孔隙型儲層相比更低），而且呈尖刀狀降低，雙側向電阻率測井值比較接近，正負差異不定；②自然伽馬值較低，介于10 API～20 API（與溶蝕孔隙型儲層相比更低）；③聲波時差測井值增高，介于49.9 μs/ft～53.5 μs/ft；④鈾元素測井值明顯增高；⑤中子孔隙度顯著增大，介于0.8～2.9；⑥密度測井值則明顯降低，介于2.6 g/cm3～2.72 g/cm3。

（4）通過實測孔隙度、滲透率數據，結合“中石油碳酸鹽巖儲層分類標準”，認為區內寒武系白云巖儲層主要為Ⅳ-Ⅱ類儲層，主要集中發育在上寒武統突爾沙克塔格組，而在中寒武統莫合爾山組和下寒武統西大山組-西山布拉克組中幾乎不發育。

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Characteristics of Cambrian dolomite reservoir in Yingdong area of the east of Tarim basin

FU Hao1，2，LI Guorong1，2，ZHAO Yong3，GUO Junyang4，ZHOU Jiling1，2，
（1.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu Sichuan 610059，China；2.College of Energy Resources，Chengdu University of Technology，Chengdu Sichuan 610059，China；3.Research Institute of Exploration and Development，Huabei Oilfield，Renqiu Hebei 062552，China；4.College of Geoscience and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu Sichuan 610500，China）

Base on the drilling，drill core，geological logging，thin section and well logging data of Luoxi 1 well，Milan 1 well，Yingdong 1 well and Yingdong 2 well，the basic characteristics and diagenesises of the Cambrian dolomite reservoir are studied through core observation，thin section analysis and well logging data analysis.In the yingdong area，the main reservoir space types of the Cambrian dolomite reservoir.Secondary porosities，such as intercrystalline pore，intracrystalline solution pore，solution pore or cave，and unfilled crack.Depending on the difference of main reservoir space，solution crack-pore-cave reservoir and solution porereservoir were proposed.The Cambrian dolomite solution crack-pore-cave reservoir isⅣ-Ⅱtype reservoir，the dolomite solution pore reservoir isⅣ-Ⅲtype reservoir，it main distribution in the upper Cambrian series.

Cambrian；dolomite；reservoir space；basic reservoir characteristics

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.05.020

TE122.23

A

1673-5285（2015）05-0083-06

2015－03-12

國家自然科學基金項目，項目編號：41272150/D0207、國家重大專項專題“海相碳酸鹽巖沉積層序與儲層發育模式研究”，項目編號：2011ZX05005-002-009HX和地調項目，項目編號：1212011220757，聯合資助。

符浩，男（1991-），碩士研究生，研究方向為儲層地質學及儲層地球化學，郵箱：927688450@qq.com。