哈拉哈塘油田走滑斷裂控藏研究——以RP8斷裂為例

中國石油集團東方地球物理有限責任公司研究院庫爾勒分院，新疆 庫爾勒 841000

碳酸鹽巖油藏儲量約占總儲量的50%，油氣產量約占總產量的60%[1]。隨著對海相碳酸鹽巖油氣勘探的重視和加強，陸續發現了一系列大型碳酸鹽巖縫洞型油氣藏[2,3]，特別是哈拉哈塘大型海相油田的發現，顯示出中國古老海相碳酸鹽巖的巨大勘探潛力[4]。

哈拉哈塘油田是油氣運移的有利指向區，蘊藏著豐富的油氣資源，目前已成為塔里木盆地石油的重點勘探區。哈拉哈塘油田在晚海西期接受原油的大量充注并聚集成藏，后經歷調整與改造，造成該地區海相碳酸鹽巖油氣藏的多樣性和復雜性[5]。在塔里木盆地北部塔河油田、哈拉哈塘油田及英買力地區奧陶系是主要油氣產出層位，眾多學者已對哈拉哈塘及鄰區奧陶系巖溶縫洞型油氣藏的古巖溶作用和儲層[6～8]、油氣成藏期次[9～12]、油氣富集規律[13]、斷裂[8, 14～19]等方面進行了深入研究。

隨著哈拉哈塘油田勘探逐漸向開發階段轉換，在斷裂和油藏研究等方面存在一些不足，導致鉆井成功率嚴重下降。因此塔里木油田近幾年引入斷溶體的研究思路，其重點是以斷裂為核心，在開展斷裂控藏研究的基礎上，最終優選有利開發目標。為此，筆者基于三維地震資料和斷溶體研究思路，在走滑斷裂斜裂分段模式指導下[14～17]，探討油藏類型及高效因素，以期為哈拉哈塘油田碳酸鹽巖油氣高效開發井位優選提供技術支撐。

1 地質背景

圖1 研究區構造位置圖

圖2 RP8斷裂平面圖

哈拉哈塘油田位于塔里木盆地塔北隆起中部，北接輪臺凸起，南靠滿加爾坳陷，西抵英買力低凸起，東鄰輪南低凸起(見圖1)。哈拉哈塘油田主要發育4期斷裂：早-中加里東期大型走滑斷裂、晚加里東-早海西期小型走滑斷裂、晚海西期火山巖斷裂和印支-燕山期斷裂。對哈拉哈塘油田油氣成藏起重要作用的主要為前3期斷裂，其中尤以早-中加里東期大型走滑斷裂為主，該期斷裂主要呈北西、北東走向，且平面上形成“X”型組合[4，8]，對油氣的分布有明顯的控制作用。

哈拉哈塘油田分為哈6、新墾、熱瓦普和齊滿4個區塊。根據奧陶系儲層的構造埋深、上覆蓋層的組合特征以及油氣性質，將哈拉哈塘油田自北向南分為北部潛山區、中部斜坡過渡區和南部深埋區3個區域：①北部潛山區地層剝蝕較多，上奧陶統缺失，在齊古井區志留系柯坪塔格組作為蓋層直接覆蓋在一間房組之上，儲層埋深在6500～6700m，油氣主要分布在一間房組和鷹山組一段；②中部斜坡過渡區往南，各層系地層較全，蓋層主要為上奧陶統吐木休克組、良里塔格組和桑塔木組的致密泥灰巖、泥巖地層，儲層為奧陶系一間房組和鷹山組一段上部，油氣分布在距一間房組頂0～100m范圍內，良里塔格組偶見油氣，儲層埋深范圍6600～7000m；③南部深埋區儲層埋深較大，多在7000m以下，油氣產出層位以一間房組和鷹山組一段上部為主。

哈拉哈塘油田奧陶系主要發育巖溶儲集體，分布在一間房組和鷹山組頂部，巖石類型以純灰巖為主，以大型碳酸鹽巖開闊臺地相沉積為主[19]。碳酸鹽巖儲層非均質性強，儲集體以縫洞型、裂縫型為主，局部發育洞穴型和孔洞型儲層[20]。

2 斷裂研究

近幾年，多位學者根據走滑斷裂的物理模擬[15]、里德爾剪切模型[16]及哈拉哈塘油田資料[17]，結合多種技術手段[18]對走滑斷裂進行了相關研究，在前人研究基礎上，筆者認為走滑斷裂斜列分段的模式更適用于研究區現階段的研究需求。

整個哈拉哈塘油田受控于相同的應力環境、構造運動及地質背景，因此該區斷裂類型和模式均類似。RP8斷裂為一條北西南東向大型走滑斷裂，位于哈拉哈塘油田東部(見圖1)，構造位置優越，已鉆井9口，其中投產6口，目前累計產油量已超過15×104t，整體開發效果較好。該斷裂目前鉆井密度相對較低，具有較大潛力。

由于近南北向的擠壓應力，哈拉哈塘北部地區在純剪切走滑機制的控制下發育NE、NW 向共軛走滑斷層，NE向斷裂為左旋走滑，NW向為右旋走滑[17]。按照該模式，RP8斷裂分段特征明顯(見圖2黑色加粗線)。該斷裂在南部表現為典型的斜列分段(見圖2綠色虛線框內)特征；中部由于活動較強，除斜列分段外，還伴生發育多條P剪切(壓剪性破裂面，圖2藍色虛線框中的綠色線條)和R′剪切(共軛里德爾剪切面，圖2藍色虛線框中的藍色線條)；北部馬尾特征明顯(見圖2紫色圈內)。

RP8斷裂從南到北可以劃分為3段構造樣式——線性段、斜列段和馬尾段。3段構造樣式的特征有明顯差異：①線性段在平面上表現為簡單的線性斷裂，在剖面上為自下而上發育的高角度斷層；②斜列段在平面上表現為多條斷層呈雁列式展布的特點，在剖面上表現為正花狀構造特征；③馬尾段在平面上表現為向南收斂向北發散的馬尾狀斷裂，在剖面上表現為半花狀構造特征(見圖3)。花狀構造是走滑斷裂中主干斷裂和分支斷裂在剖面上的特殊組合形態，是鑒別走滑斷裂的重要標志之一[14]。

圖3 RP8斷裂平面及剖面特征

3 斷溶體研究

斷裂及伴生裂縫雖然具有一定的儲集空間，但更重要的作用是為巖溶水提供滲流通道，因此對于斷裂及裂縫的研究是巖溶儲集層研究的基礎[8]。斷溶體可以定義為受控于同一條斷裂，具有相同成因的巖溶縫洞儲集體，一個斷溶體能夠成為一個相對獨立的油藏。由于受控于斷裂，不同的斷裂構造樣式控制不同的油藏類型，不同的油藏目標選擇存在差異。RP8斷裂整體分為3段構造樣式，發育3種油藏類型——線性斷溶體油藏、斜列狀斷溶體油藏、半花狀斷溶體油藏。

3.1 線性斷溶體油藏

線性斷溶體油藏(見圖4(a)中藍色虛線框)受控于線性斷裂，為碳酸鹽巖最基本的圈閉類型，主干和分支斷裂均可能發育。由于線性斷裂活動相對較弱，其控制的破碎和溶蝕范圍有限，導致縫洞儲集體相對不發育。從地震剖面(見圖4(a)中藍色虛線框內的串珠)和儲層空間雕刻(見圖4(c)中的紅黃色異常)來看，也體現了該規律，與地質認識相符(見圖4)。

圖4 線性狀斷溶體地震剖面、油藏示意剖面及儲層空間雕刻

3.2 斜列狀斷溶體油藏

斜列狀斷溶體油藏(見圖5(a)中藍色虛線框)受控于雁列排布斜列斷裂及其伴生斷裂。剖面上，各斜列斷層間巖性相對致密(見圖5(a)灰色覆蓋區)，可形成側向遮擋。當油氣沿斷裂向各分支斷層運移時，由于致密段的遮擋作用，在各斷溶體中得以保存，最終形成相對獨立的多個油氣藏(見圖5)。

圖5 斜列狀斷溶體地震剖面、油藏示意剖面及儲層空間雕刻

3.3 半花狀斷溶體油藏

半花狀斷溶體油藏(見圖6(a)中的藍色虛線框)受控于馬尾狀斷裂。由于馬尾狀斷裂多發育于走滑斷裂尾端，處于走滑斷裂演化的較成熟階段，為應力集中釋放區，因此地層十分破碎，縫洞儲集體也十分發育。地震剖面(見圖6(a)中藍色虛線框內的串珠)和儲層空間雕刻(見圖6(c)中的紅黃色異常)與地質認識一致。

圖6 半花狀斷溶體地震剖面、油藏示意剖面及儲層空間雕刻

4 不同類型油藏靶點優選

4.1 線性斷溶體油藏

圖7 過RP2井地震剖面

RP2井為鉆在線性斷裂附近的一口失利井，經分析認為，該井失利的原因可能有2個方面：一是鉆在線性斷裂主位移帶外，由于線性斷裂控制破碎范圍有限，油氣沿斷裂運移的范圍也有限，油氣充注相對不足；二是該井鉆在相對較低的部位，油氣可能向更高部位運聚。針對該類型油藏，后期靶點應在主位移帶上縫洞儲集體的高部位部署(見圖7)。

4.2 斜列狀斷溶體油藏

整個RP8斷裂投產井有6口，斜列段投產就有5口，其中4口獲得高產，主要產能為斜列段所貢獻，但是斜列段上也存在失利井。斜列狀斷溶體油藏高產井主要有3個特征：一是該類型油藏均具有較大的縫洞儲集體規模(見圖5(a))；二是均鉆在構造上傾高部位；三是均針對縫洞儲集體的高部位鉆探。失利井主要有2個原因：一是鉆探在構造低洼部位，不利于油氣聚集而失利；二是鉆揭地層過深，溝通深部地層水失利。針對該類型油藏，下步井點優選時要揚長避短，把握構造高、儲層規模大、斷溶體高部位、鉆揭淺等主要原則。

4.3 半花狀斷溶體油藏

結合已鉆井，半花狀斷溶體油藏主要有3個特點：①上部良里塔格組儲層發育，剖面上表現為強波谷異常反射特征，下部一間房組串珠狀儲層也十分發育，該類油藏為上下一體油藏(見圖6(a))；②油氣主要分布在一間房組上部至良里塔格組；RP2-3井鉆在油藏的低部位，試油時獲得少量油氣后高含水，分析認為在高部位油氣更富集(見圖6(a))，而鄰井RP2-1井鉆在油藏的高部位，盡管鉆揭過深，生產過程中油水同出，但還是獲得了過萬噸的產能；③實鉆證實，該類油藏具有強底水，這既是優點也是缺點，能量得到持續供給的同時生產過程中也易見水。針對上述3個特點，在后期井點優選時，要把握構造高、近油源、儲層規模大、斷溶體高部位、最優避水高度等主要原則。

5 結論

1)按照走滑斷裂斜列分段模式將RP8斷裂從南到北分為線性段、斜列段和馬尾段共3段樣式，控制發育3種類型油藏，不同類型油藏井位部署原則有所差異。

2)線性斷溶體油藏后期靶點應在主位移帶上縫洞儲集體的高部位部署；斜列狀斷溶體油藏后期目標選擇時應把握構造高、儲層規模大、斷溶體高部位、鉆揭淺等主要原則；半花狀斷溶體油藏井點優選時，要把握構造高、近油源、儲層規模大、斷溶體高部位、最優避水高度等主要原則。

3)哈拉哈塘油田相同地質背景、相同斷裂類型的油藏，其類型也基本相同。該次研究成果在哈拉哈塘油田進行了推廣，取得了較好的應用效果，多口井獲得了高產工業油氣流，對實際生產具有重要的指導意義。