塔北哈拉哈塘地區(qū)蓬萊壩組儲層地震特征及勘探方向

鮮 強，安海亭，苑恒超，赫英福，劉運宏，張 泉

（中國石油東方地球物理勘探有限責任公司，河北涿州 072750）

碳酸鹽巖油氣資源豐富，儲量占世界總儲量的52%，全球高達 90%的油氣儲量發(fā)現(xiàn)于海相地層[1]。國內塔里木、四川、鄂爾多斯等海相盆地均發(fā)現(xiàn)碳酸鹽巖油氣藏。塔里木盆地為國內最大的海相盆地，發(fā)育較厚的碳酸鹽巖地層，其碳酸鹽巖90%的油氣發(fā)現(xiàn)集中在塔中、塔北地區(qū)中、上奧陶統(tǒng)的灰?guī)r，油藏類型為礁灘型和潛山巖溶型。經(jīng)過十幾年的勘探開發(fā)，中、上奧陶統(tǒng)油氣藏的勘探基本進入成熟階段，需要尋找新的接替領域與勘探層系。奧陶系中深層蓬萊壩組的白云巖整體勘探程度相對較低。近年來對白云巖的勘探也獲得了較大的突破，不斷鉆獲高產(chǎn)油氣流（如沙參2井、英買7井等）[2]，彰顯了塔里木盆地白云巖的勘探潛力和重要性[3]。

多位學者[4–13]從構造和成巖等方面開展研究，早震旦世至早奧陶世，塔里木板塊整體處于拉張環(huán)境，中奧陶世，塔里木板塊南北兩側被動大陸邊緣逐漸轉變?yōu)橹鲃哟箨戇吘?，板塊整體變?yōu)閿D壓環(huán)境[14]，形成了西臺東盆的構造格局。下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組白云巖成因較為復雜，歸結為兩個階段：在早期成巖階段，受控于地貌，產(chǎn)生蒸發(fā)臺地及蒸發(fā)潮坪相的白云巖；后期埋藏階段，在熱液白云石化及埋藏白云石化作用下產(chǎn)生白云巖[15–23]。儲層的儲集空間以晶間孔、晶間溶孔為主，少量縫洞[24]。前期研究從微觀角度對儲層成因以及成巖作用進行了論述，從宏觀角度對塔里木盆地蓬萊壩組的地震相以及沉積相帶進行了分析。本文以哈拉哈塘地區(qū)的三維地震資料為基礎，結合巖性等資料，利用地震屬性分析以及儲層預測等技術方法，劃分蓬萊壩組不同相帶，并在儲、蓋綜合評價的基礎上，明確蓬萊壩組下步勘探方向。

1 區(qū)域地質概況

哈拉哈塘地區(qū)位于塔北隆起的輪南低凸起與英買力低凸起之間，處于輪南低凸起在西南方向的傾末端，北部與輪臺凸起相鄰，勘探面積2×104km2（圖1）。在多期構造運動的作用下形成了輪南低凸起的現(xiàn)今形態(tài)，其中影響較大的為加里東和海西期運動。

圖1 哈拉哈塘地區(qū)構造位置

塔北地區(qū)奧陶系自下而上分別沉積了下奧陶統(tǒng)蓬萊壩組（O1p）、中–下奧陶統(tǒng)鷹山組（O1–2y）、中奧陶統(tǒng)一間房組（O2yj）、上奧陶統(tǒng)吐木休克組（O3t）、良里塔格組（O3l）與桑塔木組（O3s）。寒武系沉積后，奠定了西臺東盆的沉積格局，蓬萊壩組沉積了厚度約400 m的白云巖。研究區(qū)內巖性以粉晶和細晶灰質云巖以及白云巖為主，僅在局部發(fā)育粗晶白云巖，通過聯(lián)井巖性剖面可知白云巖的含量自西向東依次減少（圖2）。鷹山組的沉積環(huán)境以開闊臺地為主，鷹山組3、4段巖性以白云巖為主，整體儲層欠發(fā)育，可與蓬萊壩組形成良好的儲蓋組合

借鑒英買地區(qū)白云巖的勘探經(jīng)驗，認為研究區(qū)蓬萊壩組儲層是以孔隙型為主，較好的構造背景是蓬萊壩組油氣成藏的關鍵，根據(jù)以上認識部署了YT1井。隨著勘探的不斷深入，在蓬萊壩組內發(fā)現(xiàn)了大規(guī)模的溶蝕洞穴，針對蓬萊壩組溶蝕洞穴部署的TS6井，在鉆探過程中發(fā)生放空漏失，并未獲得突破。

2 儲層綜合研究

通過前期研究可知，研究區(qū)蓬萊壩組儲層有孔隙型和裂縫–洞穴型。針對研究區(qū)內不同類型的儲層開展儲層的綜合研究以及勘探潛力區(qū)塊的優(yōu)選。由于研究區(qū)內蓬萊壩組埋藏深度較大，普遍大于7 000 m，由于壓實作用，原始孔隙損失殆盡，后期儲層改造下產(chǎn)生的次生溶蝕孔洞為有效儲集空間。碳酸鹽巖儲層形成需要相對穩(wěn)定的環(huán)境，分別從沉積背景、沉積環(huán)境以及后期溶蝕改造三個方面對儲層進行分析。

2.1 沉積地貌恢復研究

真實準確地恢復沉積時期的古地貌，對于沉積環(huán)境的研究有重要的指導意義［25–28］。碳酸鹽巖地層沉積環(huán)境相對穩(wěn)定，地層沉積厚度相對變化小，地層厚度一般是在臺地邊緣及臺地內部的灘體等產(chǎn)生增厚，根據(jù)地層厚度變化能夠間接地反映沉積環(huán)境的變化。哈拉哈塘地區(qū)蓬萊壩組地層厚度整體為200～ 600 m，平均沉積厚度為400 m，在后期構造抬升的作用下，西北部地層被剝蝕，形成了塔北地區(qū)西北薄，東南厚的分布特征（圖3）。

圖3 哈拉哈塘蓬萊壩組古地貌

2.2 沉積相分析

在相同的環(huán)境下會沉積相似的巖性，在地震剖面上會有相近的反射，可以利用地震相技術來間接推測沉積相。利用地層厚度及地震屬性等影響因素，確定不同的相邊界。根據(jù)以上影響因素將研究區(qū)地震相分為蒸發(fā)臺地相、局限臺地相和開闊臺地相。

蒸發(fā)臺地相位于研究區(qū)北部，該相帶受到后期構造抬升作用的地層被剝蝕，地層厚度較薄，厚度在200 m左右，地層頂部發(fā)育剝蝕面。在古地貌圖上表現(xiàn)為黃色。其地震響應為一套中強、中等連續(xù)的反射，對應平面上的大面積黃色片狀區(qū)域，為不整合面的響應（圖4a）。由于鹽度較高，產(chǎn)生了準同生期白云巖，白云巖含量在90%左右。

局限臺地相帶位于研究區(qū)中部，呈北東向條帶狀分布。該相帶發(fā)育兩種地震相：一種是中等強度、較連續(xù)的反射，在平面為淺藍色的區(qū)域，在本區(qū)大面積發(fā)育；另一種為串珠狀反射（圖4b），在平面上為點狀分布。地層厚度在400 m左右，厚度變化不大說明沉積地貌相對平緩。塔深6井以及塔深2井蓬萊壩組的白云巖含量在70%左右，是在混合水作用下形成的白云巖。

開闊臺地相帶位于研究區(qū)東南部，其地震響應為連續(xù)性較好的中強反射同相軸（圖4b），在平面上呈淺藍色區(qū)域（圖4a）。該相帶地層厚度向東南方向逐漸加厚，厚度變化為400～ 600 m，整體反映向東南方向水體逐漸變深。由臺內灘變?yōu)榕_內洼地，沉積以灰?guī)r和云質灰?guī)r為主，白云化作用較弱，白云巖含量在50%左右。

2.3 巖溶改造作用

前期研究可知，研究區(qū)內發(fā)育多種類型的儲層，根據(jù)儲層發(fā)育的位置、成因、類型與地層厚度可分為潛山–斷控巖溶區(qū)、混合水–斷控巖溶區(qū)和斷控巖溶區(qū)。

潛山–斷控巖溶區(qū)分布于研究區(qū)西北部，受抬升作用的影響，蓬萊壩組與上覆鷹山組為角度不整合接觸。地層遭受風化剝蝕，儲層發(fā)育規(guī)模大且分布相對密集。蓬萊壩組潛山區(qū)規(guī)模較淺層中上奧陶統(tǒng)范圍小，暴露時間短。研究認為，潛山區(qū)儲層在暴露地表階段容易被泥質充填，有效儲層難以保存。該區(qū)也是塔北地區(qū)應力釋放區(qū)，北東及北西向走滑斷裂密集發(fā)育，斷裂活動強度大，在斷裂周圍也伴隨著大量溶蝕洞穴（圖4）。

圖4 哈拉哈塘蓬萊壩組平面分布(a)及地震反射剖面特征(b)

混合水–斷控巖溶區(qū)位于研究區(qū)中部，主要發(fā)育兩種儲層，一種為串珠狀儲層，一種為片狀儲層。片狀儲層與LS2井鉆遇儲層一致，為孔隙型白云巖儲層的響應。圖中串珠為混合水溶蝕以及斷裂相關溶蝕共同控制的結果。成巖早期，在混合水溶蝕的作用下形成了表層溶蝕洞穴，洞穴位于蓬萊壩組頂部（表1），平面上的溶洞分布規(guī)律性不強。后期改造階段，在走滑斷裂多期活動改造下，其兩側產(chǎn)生斷裂破碎帶，地表水以及地下熱液分別從上、下兩個方向產(chǎn)生溶蝕，形成斷控巖溶體。平面上斷溶體主要沿著斷裂呈線性分布，剖面上表現(xiàn)為斷溶體沿著走滑斷裂發(fā)育，縱向貫穿蓬萊壩組地層，是后期流體沿著斷裂擴容作用的結果。

斷控巖溶區(qū)位于研究區(qū)東南部，沉積期整體以灰?guī)r為主，白云巖化作用較弱，原生儲層儲集空間在深埋藏作用下消失殆盡，儲層為沿著斷裂溶蝕產(chǎn)生的斷溶體。后期斷裂活動較弱，在該相帶整體儲層欠發(fā)育（表1）。

3 勘探方向

在儲層綜合研究的基礎上，結合奧陶系中淺層開發(fā)實踐，對蓬萊壩組的有利區(qū)域進行了劃分與評價。哈拉哈塘油田主力生產(chǎn)層系為一間房組和良里塔格組，在研究區(qū)斷裂活動強度線以北，由于斷裂活動強度大，地層水相對比較活躍，油氣在構造高部位的儲集體中聚集成藏。在研究區(qū)斷裂活動強度線以南，由于斷裂活動強度小，油水分異不明顯，油氣在高、低位置都能聚集成藏。研究區(qū)北部地層水通過斷裂自下而上溝通了蓬萊壩組、鷹山組以及一間房組，在上部奧陶系中上統(tǒng)一間房組形成了油藏，但蓬萊壩組儲層大概率被水充注。在研究區(qū)的南部，斷裂活動減弱，自下而上地層連通性差，在蓬萊壩組頂部發(fā)育封蓋能力較好的蓋層，蓬萊壩組具備復式成藏的基礎，可以形成多層系的油氣系統(tǒng)。

在斷裂活動分界線以北，整體儲層較為發(fā)育，埋藏相對較淺（小于8 000 m）的都為有利的儲層條件。后期構造抬升作用使得早期形成的儲集空間易被充填，斷裂活動強度較大區(qū)域，使得該區(qū)的保存條件變差，綜上所述斷層活動線以北整體評價為II類區(qū)（圖5）。

圖5 哈拉哈塘蓬萊壩組綜合評價

在相變線以南，蓋層較為發(fā)育，但由于儲層欠發(fā)育以及埋藏較深，將其評價為II類區(qū)。在相變線以北以及斷裂活動性分界線以南，儲層較發(fā)育，蓋層封蓋能力好，埋藏深度適中，將這個區(qū)域評價為Ⅰ類區(qū)，具備良好的儲蓋組合，發(fā)育大規(guī)模的有效儲層，油氣資源豐富，可作為下步勘探的接替領域。

4 結論與認識

（1）哈拉哈塘地區(qū)蓬萊壩組主要發(fā)育孔隙型和溶蝕洞穴型兩種儲層。由于埋深較大，原生孔隙基本消失殆盡，次生溶蝕孔洞為有效儲集空間。

（2）在地震相和沉積相分析的基礎上，結合巖性資料，將研究區(qū)劃分出蒸發(fā)臺地、局限臺地以及開闊臺地三種相帶。根據(jù)巖溶類型以及地貌特征將研究區(qū)分為潛山–斷控巖溶帶、混合水–斷控巖溶帶和斷控巖溶帶。

（3）在儲層與蓋層綜合評價的基礎上，認為混合水–斷控巖溶帶，斷裂活動強度適中，較另外兩個相帶具有更好的儲蓋組合，且埋藏深度適中（＜8 000 m）。最終選定該相帶具備規(guī)模勘探的潛力，可作為研究區(qū)勘探的接替領域。