塔北隆起轮古7井区奥陶系岩溶地貌及岩溶储层特征研究

张庆玉;秦凤蕊;梁彬;曹建文;淡永;李景瑞

【摘 要】The Tabei uplift of the Tarim basin is one of the three largest ancient uplifts.Lungu7 well block is located in the northern uplift in Lunnan buried hill in the primary geomorphic unit karst highland,high area of Lunnan low raise.It is rich in oil and gas resources,and the Ordovician carbonates are one of the richest oil-bearing series,and one of the main formations for exploration and development.The different geomor-phic units control the ancient hydrodynamic conditions,and further determine the diversity of karst develop-ment.Therefore,the precise shape of the karst paleogeomorphology is of great significance for the reasona-ble arrangement of high production and efficient wells. n
This study uses the relative residual thickness method to characterize ancient karst landforms and ancient hydrodynamic conditions.Two types of secondary geomorphic unit are classified,karst highland and karst

slope.Furthermore,six types of tertiary geomorphic unit are classified after the precise description of the secondary geomorphic unit on the basis of combinations of micro-geomorphologic landforms. n
Through further research on the karst reservoir distribution pattern,this study considered that the res-ervoir volume is mainly comprised of secondary solution pores,corrosion cracks and cave systems,formed by later structure and karstification.According to the combined characteristics of the holes,caves and seams,as well as the relationship between fracture porosity and hole

porosity,the Ordovician Yingshan karst reser-voirs are divided into four types,fracture,hole,crack-hole,and cave. n
Compared to karst slopes,karst highlands more easily preserve karst reservoir space due to stronger de-nudation.The karst slope zone easily forms a large fracture-cave cube because of it strong hydrodynamic con-ditions,well-developed karst piping system and good connectivity.It can be treated as karst cave reservoir, which provides the basis for future exploration and

development.%轮古7井区地处轮南古潜山一级地貌单元岩溶高地上，该次研究利用残厚法对研究区岩溶古地貌特征及古水动力条件进行刻画，划分为岩溶高地、岩溶坡地两种二级地貌单元类型，并应用现代岩溶分类方法，根据微地貌组合形态对二级地貌做精细刻画，划分了六种三级地貌单元。通过对岩溶储层展布规律深入研究，认为其储集空间主要为后期构造及岩溶作用所形成的次生溶蚀孔洞、溶蚀裂缝和洞穴系统。根据孔、洞、缝组合特征，及裂缝孔隙度和孔洞孔隙度的物性关系，将奥陶系鹰山组岩溶储层类型划分为裂缝型、孔洞型、裂缝—孔洞型、洞穴型四类。岩溶高地由于剥蚀作用强烈，相对于岩溶坡地来讲后者更易于岩溶储集空间的保存；岩溶坡地地带水动力条件较强，水平径流带岩溶管道系统发育，连通性较好，为洞穴型岩溶储层发育带，易于形成大型缝洞体。 【期刊名称】《中国岩溶》 【年(卷),期】2014(000)003 【总页数】6页(P373-378)

【关键词】古地貌;岩溶储层;岩溶分带;塔北隆起 【作 者】张庆玉;秦凤蕊;梁彬;曹建文;淡永;李景瑞

【作者单位】中国地质大学环境学院，湖北 武汉 430074; 中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室，广西 桂林 1004;中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室，广西 桂林 1004;中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室，广西 桂林 1004;中国地质大学环境学院，湖北 武汉 430074; 中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室，广西 桂林 1004;中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室，广西 桂林 1004;中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室，广西 桂林 1004 【正文语种】中 文

【中图分类】P931.5;TE122.2 0 引 言

塔北隆起是塔里木盆地三大古隆起之一，蕴含着丰富的油气资源，包含多套含油气层系，具有多期岩溶叠加的特征[1-3]。其中奥陶系碳酸盐岩是油气最为富集的含油层系之一，也是勘探开发的主要层系之一。塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储层的有效储集空间以次生裂隙和裂缝为主，主要储集空间类型为晶间孔、晶间溶孔、溶缝、溶洞和构造裂缝[4-7]。其中，轮古7井区位于塔北隆起轮南低凸起的高部位，更易于长期遭受严重的风化剥蚀、淋滤作用，具有典型的岩溶地貌特征，其岩溶储层类型主要为裂缝型、孔洞型、裂缝-孔洞型和洞穴型储层四种类型。岩溶发育特征在垂向上具有明显的潜山岩溶垂向分带性，本区也是轮古地区井网比较密集的区块之一，是轮古地区的主要产油区之一。

1 地质概况

轮南古潜山是塔北隆起的一个次一级正向构造单元，位于塔里木盆地塔北隆起轮南低凸起的中部。轮南低凸起北靠轮台断隆带，东为草湖凹陷、西为哈拉哈塘凹陷，南与满加尔凹陷为过渡关系，三个凹陷具备生、排烃能力，是油气长期运移的指向区和聚集区，具备形成大型乃至特大型油气田的良好构造地质背景。

轮南奥陶系潜山受加里东期-早海西期-晚海西期-印支期等构造影响，具有多期次岩溶叠加特征[8-11]；由于海西早期的大幅度抬升，轮古7井区奥陶系剥蚀厚度较大，上奥陶统及中下奥陶统一间房组被剥蚀殆尽，鹰山组地层直接出露。 鹰山组在电性上表现为低伽玛和高电阻，自然伽玛曲线比较平直，无大的起伏，一般在10 API左右；电阻率曲线表现为山峰状，峰值也较上伏地层高，波动范围为30～500 Ω·m。鹰山组根据岩性及电性特征可以分为两个岩性段：褐灰色砂屑灰岩段(O1-2y1)，岩性以褐灰色、浅褐灰色泥晶砂屑灰岩为主；含云质砂屑灰岩段(O1-2y2)，岩性为泥晶、亮晶砂屑灰岩互层，中下部含白云质，局部含生物化石(图1、图2)。

TK48-10 ×80 5 8.60 m粒屑泥晶灰岩 鹰山组图1 鹰山组泥晶灰岩Fig.1 Micrite in the Yingshan group

TK11 ×25 5 283.09 m 古杯类化石、三叶虫化石 鹰山组图2 鹰山组生物化石Fig.2 Fossils in the Yingshan group 2 岩溶古地貌及古水系分布特征

由于海西期的大幅度隆起，轮古7井区在区域上位于一级地貌单元类型的岩溶高地上，上覆地层石炭系双峰灰岩标志层被剥蚀掉，因此印模法在该区已不再适用[12]。本次研究以区域分布较为连续的下伏地层下奥陶统蓬莱坝组底作为参照层，采用残厚法恢复轮古7井区岩溶古地貌，并结合地形地势、地貌形态将轮古7井区岩溶古地貌划分为岩溶高地、岩溶坡地两种二级地貌类型(图3)，其划分标准见

表1。

表1 轮古7井区前石炭纪古岩溶地貌类型划分指标Table 1 Karst landform classification index in pre-Carboniferous Lungu7注：He为奥陶系鹰山组顶部至蓬莱坝组底相对厚度。二级地貌类型类 别划分指标Ⅰ 岩溶高地He>130 mⅡ 岩溶坡地He≤130 m

He>130 m时，地势展布平缓，地势坡降较小，区域地形波状起伏，山体的夷平面高程相近，相对高差一般小于50 m，属轮南古潜山地势高部位，也是轮古7井区以东地区最高部位，称为岩溶高地；He≤130 m时，地形、地势起伏较大，具有明显地势坡降，相对高差较大，地势整体向东南倾斜，称为岩溶坡地地貌单元。 结合现代岩溶理论及南方现代岩溶地貌形态对比分析，将研究区划分为峰丛洼地、溶丘洼地、峰丛/丘丛垄脊沟谷、岩溶谷地、丘峰洼地六种三级地貌类型及若干种微地貌形态(表2、图4)。

表2 轮古7地区古岩溶地貌类型Table 2 The ancient karst landform types in Lungu7一级二级三级主要微地貌形态轮古岩溶高地岩溶高地岩溶坡地峰丛洼地溶峰、洼地、槽谷溶丘洼地溶丘、洼地峰丛垄脊沟谷溶峰、沟谷、洼地、垄脊丘丛垄脊沟谷溶丘、洼地、沟谷岩溶谷地洼地、沟谷丘峰洼地溶丘、溶峰、洼地

轮古7井区处于前石炭纪古岩溶流域区域分水岭地带，为整个轮南古隆起(轮古西、轮古东地区)的最高部位，该区直接接受大气淡水淋滤作用，剥蚀作用较强，中-上奥陶系地层均被剥蚀，发育厚层、质纯泥晶灰岩的鹰山组地层直接裸露地表，属强岩溶层组。由于地处区域岩溶补给区，以中小型水系发育为主，岩溶水一部分沿地表径流汇入岩溶斜坡径流地带，对轮古东地区形成地表补给，另一部分岩溶水沿着节理裂隙垂向入渗，该部分岩溶水控制着岩溶发育的深度及规模，局部发育暗河管道系统。在岩溶溶蚀及侵蚀共同作用下，奥陶系鹰山组碳酸盐岩形成了溶峰、溶丘、洼地、沟谷等典型的潜山岩溶地貌，古水系自分水岭地带向四周发育，分水岭以西，

岩溶水补给轮古西地区，分水岭以东古水系为轮古7井区以东地区重要的补给区(图3)。

3 岩溶储层特征研究

岩溶储层特征除了跟沉积成因所形成的岩石储渗性能有关外，主要受控于后期构造作用及溶蚀、侵蚀作用。溶蚀孔洞缝的发育规模、组合关系及充填特征决定着岩溶储层的有效性。一定规模的溶洞，其充填物的类型及充填程度均制约着油气聚集的有效储集空间[13—15]。 3.1 储集空间类型

轮古7井区奥陶系鹰山组碳酸盐岩孔、渗性能较差，储集空间主要为后期古岩溶作用及构造作用所形成的次生溶蚀孔洞、溶蚀裂缝和洞穴系统，具有极强的非均质性。洞穴孔洞在该区广泛发育，主要有粒内孔、粒间孔和溶蚀孔，裂缝包括构造缝和非构造缝，决定着岩溶储层的连通性。其中，半充填-未充填溶蚀裂缝与溶蚀孔洞、洞穴连通，常形成大型缝洞体[16-18]。

根据孔、洞、缝的组合特征，可将研究区奥陶系鹰山组岩溶储集空间组合类型划分为裂缝型、孔洞型、裂缝—孔洞型、洞穴型四类。裂缝型储层为裂缝发育，而孔洞不发育，物性标准为裂缝孔隙度φf大于0.04%，且φkd小于1.5%；孔洞型储层主要特征为孔洞发育，而裂缝不发育，物性标准为孔洞孔隙度φkd大于1.5%，且裂缝孔隙度φf小于0.04%；裂缝-孔洞型储层为裂缝发育，孔洞也发育，物性标准为裂缝孔隙度φf大于0.04%，且φkd大于1.5%；洞穴型储层为钻进过程中常具有的钻具放空和井漏现象，常规测井表现为井径扩大，及较低的电阻率值。 图3 轮古7井区前石炭纪二级地貌单元划分图Fig.3 Secondary landform unit classifications for pre-Carboniferous Lungu7

图4 轮古7井区前石炭纪三级地貌单元划分图Fig.4 Tertiary landform unit classifications for pre-Carboniferous Lungu7

3.2 岩溶储层空间展布规律

轮南奥陶系碳酸盐岩古潜山长期遭受大气淡水淋滤溶蚀，岩溶发育。而轮古7井区地处古潜山高部位，接受大气降水淋滤作用最强，且位于岩溶台地与岩溶洼地的过渡区域，水动力条件好，储层岩溶具有明显的垂向分带性，可分为表层岩溶带、垂向渗滤溶蚀带、径流溶蚀带、潜流溶蚀带。不同岩溶分带岩溶储层的发育具有明显的差异。岩溶缝洞系统的发育规模及充填程度制约着储集体的有效空间，进而决定了岩溶储层的类型。本次研究在岩溶分带的基础上对岩溶储层发育规律进行统计分析，不仅可以弥补钻井岩芯的不足，更有利于开展区域储集空间的预测研究工作。 不同地貌单元，水动力条件不同，决定了局部乃至整个区域以补给、径流、排泄系统为基础的岩溶作用条件不同，因此，岩溶缝洞系统发育存在差异性。通过对岩溶高地、岩溶坡地地貌下32口井岩溶储层统计分析，其空间展布规律如图5、图6所示。

图5 岩溶高地垂向岩溶储层厚度统计图Fig.5 Statistics for vertical karst reservoir thickness in the karst highland

岩溶高地地貌，由于表层岩溶带紧靠风化剥蚀带，裂缝-孔洞型岩溶储层较其它三带发育；垂向渗滤带由于地势较高，大气降水地表径流的同时一部分水沿地表下渗，裂缝型岩溶储层较为发育；由于该地貌类型处于补给区，下渗水有限，且水力坡度较大，径流溶蚀带以发育裂缝—孔洞型储层为主，洞穴型岩溶储层发育较弱；潜流溶蚀带仅见少量裂缝型岩溶储层，储层基本不发育。测井显示，表层岩溶带裂缝孔隙度平均为0.059 1%～0.090 3%(最大为0.28%)，孔洞孔隙度平均为1.46%～2.58%(最大为8.6%)；垂向渗滤溶蚀带裂缝孔隙度平均为0.015 3%～0.077 6%(最大为0.25%)，孔洞孔隙度平均为0.778%～1.65%(最大为14.0%)；径流溶蚀带裂缝孔隙度平均为0.001 9%～0.083%，孔洞孔隙度平均为2.5%～79.79%(最大为90.0%)。

图6 岩溶坡地垂向岩溶储层厚度统计图Fig.6 Statistics for vertical karst reservoir thickness in the karst slope

岩溶坡地地貌为大气降水区域径流带，同时也是轮古7井区以东区域补给区，发育暗河管道系统，因此，径流溶蚀带洞穴型岩溶储层最发育，水动力条件较好；垂向渗滤带由于表层地下水的下渗作用，裂缝型岩溶储层最发育。测井显示，表层岩溶带裂缝孔隙度平均为0.039 2%～0.10%(最大为0.312%)，孔洞孔隙度平均为0.65%～9.0%(最大为30.7%)；垂向渗滤溶蚀带裂缝孔隙度平均为0.023 8%～0.107 8%(最大为0.2%)，孔洞孔隙度平均为0.52%～5.75%(最大为30.7%)；径流溶蚀带裂缝孔隙度平均为0.062%～0.367 9%，孔洞孔隙度平均为0.52%～2.97%(最大为3.1%)，连通性较好；潜流溶蚀带岩溶较弱，储层基本不发育。 总之，岩溶高地地貌，由于剥蚀强度较大，岩溶发育强烈，同时改造破坏作用也较强。岩溶坡地相对于岩溶高地地貌，岩溶储层钻遇率较高，且易于保存，因此往往发育较好的岩溶储层。 4 结 论

(1)本次研究利用残厚法对轮古7井区古岩溶地貌特征及古水动力条件进行了刻画，认为研究区所处二级地貌为岩溶高地和岩溶坡地两种类型，三级地貌单元划分为：峰丛洼地、溶丘洼地、峰丛/丘丛垄脊沟谷、岩溶谷地、丘峰洼地六种及若干种微地貌形态。古水动力特征为自中部分水岭往四周运移，同时该区也是轮古7井区以东的补给、径流区。

(2)根据孔、洞、缝的组合特征，及裂缝孔隙度和孔洞孔隙度的物性关系，本次将研究区奥陶系鹰山组岩溶储层类型划分为裂缝型、孔洞型、裂缝—孔洞型、洞穴型四类。

(3)研究区岩溶高地由于剥蚀作用强烈，相对于岩溶坡地来讲后者更易于岩溶储层的保存；且岩溶坡地地带水动力条件较强，径流溶蚀带岩溶管道系统发育，连通性

好，发育洞穴型岩溶储层，为油气勘探的重点。 参考文献

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