吕艳萍，罗君兰，王 炯，张 娟，张振哲，马海陇，李 兴

(1.中国石化 西北油田分公司，新疆 乌鲁木齐 830011； 2.重庆科技学院 石油与天然气工程学院，重庆 401331)

引 言

断溶体指岩溶水沿断裂方向下渗或上涌对破碎带进行溶蚀改造所形成的复杂三维空间结构的岩溶缝洞系统。当油气沿断裂向溶蚀破碎带运移时，在上覆泥灰岩或侧向致密灰岩的封挡下，可在断溶体内聚集形成油气藏[1-3]。目前，国内外对断溶体进行刻画主要利用地震资料[4-6]，但由于地震资料分辨率较低，导致刻画结果无法精细体现断溶体的连续分布，由此建立的断溶体发育模式也具有不确定性和多解性[7-9]。

针对塔河油田断溶体研究的难点，本研究拟以纵向分辨率较高的测井资料为基础，开展断溶体储集空间测井识别、断溶体发育影响因素分析，建立断溶体发育模式，为断溶体理论的丰富和塔河油田的油气勘探开发提供参考。

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，东北方向距轮台县城约70 km，构造位置隶属塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起向西南部下倾的斜坡，西邻哈拉哈塘凹陷，东靠草湖凹陷，南接满加尔凹陷[10-11](图1)。沙雅隆起上奥陶系覆盖区断裂带经历多期次构造挤压与岩溶作用，将裂缝、断裂改造成溶蚀孔洞后又受上覆泥灰岩泥岩的封堵和侧向致密灰岩遮挡，形成了一种不规则状岩溶缝洞构成的断溶体圈闭。此类圈闭油气后期沿断裂垂向运移、充注成藏后在一间房组、鹰山组地层发育独特的断溶体油气藏[3]。

图1 研究区地质概况Fig.1 Geological map of the study area

塔河油田奥陶系一间房组、鹰山组是一套典型的沉积性岩溶碳酸盐岩地层。受加里东中期—海西早期多期构造运动和多期地层剥蚀的影响，塔河油田上奥陶系桑塔木组、良里塔格组和恰尔巴克组，以及中奥陶系一间房组和鹰山组上部向轮台断裂方向依次被完全剥蚀[11-12]，沿轮台断裂走向的西北向地区是加里东中期—海西早期多期不整合面叠加区域，地层剥蚀严重，一间房组和鹰山组是主要的含油层系[13-14]。

2 储集空间分类与测井识别

研究区奥陶系灰岩基质孔隙度低，基质渗透率差，其储集空间主要为次生的孔、洞、缝[12,15]，裂缝和溶蚀孔洞相当发育，储集空间分布纵横，非均质性强[16-19]。结合钻录井、测井、试油试采资料，按照储集空间组合方式，将塔河油田奥陶系断溶体油藏储集空间划分为裂缝型、裂缝-溶孔型、溶孔型、溶洞型4类(图2)。

(1)裂缝型储集空间：在成像测井上表现为一系列深色的正弦条带，随裂缝倾角的增加(水平缝、斜交缝、高角度缝)，正弦条带的幅度逐渐增加，常规测井表现为自然伽马低值、补偿密度小幅度减少、补偿声波和补偿中子轻微增大、电阻率高值，主要呈“尖刺状”降低，双侧向呈小幅度正差异或无差异。

(2)裂缝-溶孔型储集空间：成像测井表现为深色正弦条带与深色不规则孔洞的组合，常规测井表现为自然伽马低值、补偿声波和补偿中子呈“齿状”增大、补偿密度相对降低、电阻率中低值，主要呈“齿状”降低，双侧向正差异。

(3)溶孔型储集空间：成像测井表现为一系列尺寸较小的孔洞(2～10 mm)，无巨洞，成像测井可完整识别，常规测井表现为自然伽马低值、补偿密度减少、补偿声波和补偿中子大幅度增大，电阻率主要呈“包状”降低，双侧向呈小幅度正差异或无差异。

(4)溶洞型储集空间：指半径>100 mm的大型洞穴，其非均质性极强，成像测井探测深度较小，无法判断其延伸情况，常规测井表现为井径大幅扩大、自然伽马低值、补偿密度减少、补偿声波增大(大溶洞)或不变(溶洞出现在井壁某一侧)、补偿中子增大、电阻率中低值，主要呈“刺包状”降低，双侧向呈小幅度正差异，一般有放空、井漏等现象。

图2 储集空间分类与测井识别图版Fig.2 Reserving space classification and logging identification charts

3 断溶体发育影响因素分析

3.1 地层与断层间距的影响

地层与断裂之间的距离是断溶体发育模式研究中最为关键的一个因素。首先断层的构造样式主要有单只状、半花状、正花状和负花状4种(图3(a))。断层构造样式不同，所发育储层与断层的距离也有较大差异。一般而言，储层的发育总厚度随着离断层距离的增加而降低。距离断层150 m以内，单井平均储层厚度约60 m，部分重点井的储层厚度可高达160 m；距离断层350～450 m范围内，单井平均储层厚度约45 m；距离断层650～750 m，单井平均储层厚度约25 m，只有极少数井的平均储层发育厚度在50 m以上(图3(b))。

3.2 地层抬升暴露剥蚀程度的影响

地层抬升暴露剥蚀程度是断溶体发育的重要因素。由于地层的抬升作用，塔河油田一间房组地层由南向北暴露剥蚀程度逐渐加强。桑塔木组尖灭线以北地区为过渡区，该区域的一间房组地层发育不连续，整体地层被剥蚀厚度较大；桑塔木组尖灭线以南为覆盖区，该区域的一间房组基本无剥蚀(图4(a))。

图3 断层类型、离断层距离与储层发育厚度关系Fig.3 Fault types and relationship between distance from fault and reservoir thickness

位于过渡区与覆盖区的储层储集空间类型、储层厚度、储层分布特征大不相同。在过渡区，同一主断裂的溶蚀作用较强，溶蚀孔洞发育明显，溶洞型、溶孔型储层发育较多。在覆盖区，同一主断裂的溶蚀现象较弱，溶蚀孔洞发育不明显，主要发育裂缝溶孔、裂缝型储层(图4(b))。由于过渡区一间房组地层被剥蚀，地层总厚度较薄，单井储层发育厚度也较薄，以厚约1.5～4.2 m的储层为主，厚4.2～6.9 m的储层次之，极少发育20 m以上储层(图4(c))。覆盖区一间房组地层未被剥蚀，地层总厚度较大，单井储层发育厚度相对较大，以厚4.2～6.9 m的储层为主，厚1.5～4.2 m和6.9～9.6 m的储层次之，且发育部分20 m以上储层(图4(d))。

图4 断裂分布、地层剥蚀程度与储层发育厚度的关系Fig.4 Relationships between fracture distribution,formation denudation degree and reservoir thickness

3.3 地层泥质含量的影响

地层泥质含量的高低对于断溶体的溶蚀差异具有较大影响。高泥质层，自然伽马(GR)大幅度增加，孔隙度与渗透率都比较低，溶蚀现象不明显，储层发育较少，仅发育裂缝型储层(图5(a))。中泥质层，自然伽马(GR)相对较低，孔隙度与渗透率较高，溶蚀现象明显，储层发育较多，有溶孔型、裂缝溶孔型储层(图5(b))。低泥质层，自然伽马(GR)低值，孔隙度与渗透率高值，溶蚀明显，储层非常发育，发育有较厚溶孔型、裂缝溶孔型储层(图5(c))。

4 断溶体发育模式构建

断溶体的发育受地层与断层间距的影响最大、其次受地层抬升剥蚀程度以及泥质含量等因素的影响，纵横向分布和连通方式各异。在综合考虑断溶体发育各影响因素的基础上，将塔河油田奥陶系断溶体的发育模式划分为4类：单支状构造—V字型模式、倒V字型模式、条带型模式以及花状构造—复合型模式。

4.1 V字型模式

塔河地区V字型断溶体发育模式受控于区域内的大型主干断裂，断裂样式为“单支状”。主断裂在加里东期经历压扭活动、海西期继承压扭活动，其性质是右旋、压扭走滑。此模式中溶蚀孔洞主要发育在高孔隙层，中孔隙层次之。地孔隙层和泥质夹层中仅发育少量的溶蚀孔洞。走滑断裂溶蚀整体表现出紧靠主断裂发育，其次沿裂缝向溶蚀带内部进一步溶蚀，上下两盘溶蚀相对均匀，溶蚀约500 m(图6)。

图5 地层泥质含量、原生孔隙度与储层发育程度的关系Fig.5 Relationships between clay content,primary porosity and reservoir development

图6 V字型断溶体模式Fig.6 V-type fault-affected karst system mode

4.2 倒V字型模式

塔河地区倒V字型断溶体发育模式受控于区域内的大型主干断裂，断裂样式为“单支状”。主干断裂在加里东期经历压扭活动、海西期继承压扭活动，其性质是右旋、压扭、张扭走滑。此模式中溶蚀孔洞集中发育在高孔隙层和中孔隙层。低孔隙层中，靠近主断裂的部位发育溶蚀较少。泥质灰岩层中仅发育有裂缝和小溶孔。走滑断裂上盘溶蚀效果稍差，溶蚀宽约200 m，下盘溶蚀效果相对较好，溶蚀可达到230 m(图7)。

图7 倒V字型断溶体模式Fig.7 Inverted V-type fault-affected karst system mode

4.3 条带型模式

塔河地区V字型断溶体发育模式受控于区域内的大型主干断裂，断裂样式为“单支状”。主断裂在加里东期经历压扭活动、海西期继承压扭活动，其性质是右旋、张扭走滑。此模式中溶蚀孔洞呈条带状的集中发育在高孔隙层，中、低孔隙层中溶蚀现象不明显，仅沿裂缝进行溶蚀。泥质夹层中主要发育裂缝，溶蚀特别少。断裂上盘溶蚀现象更加明显，发育有较大的溶洞，下盘多发育孤立存在、体积较小的溶蚀孔洞，溶蚀宽约280 m(图8)。

图8 条带型断溶体模式Fig.8 Strip-type fault-affected karst system mode

4.4 复合型模式

塔河地区复合型断溶体发育模式受控于区域内的大型主干断裂和次级断裂组合。断裂样式以“半花状”或“花状”为主。主干断裂在加里东期经历压扭活动、海西期经历张扭活动，其性质是右旋、压扭、张扭走滑。此模式中溶蚀孔洞主要发育在高孔隙层，其次发育于中孔隙层。断裂构造根部的低孔隙层主要发育裂缝，溶蚀不明显。中、低泥质夹层脆性比高泥质夹层差，仅发育少量溶孔。走滑断裂上盘溶蚀效果好，在溶蚀带中出现宽约200 m的溶蚀孔洞；由于构造作用的进一步加深，下盘出现2条分支断裂，使得整个溶蚀孔洞发育体现出明显的断控影响，溶蚀宽约100 m(图9)。

图9 复合型断溶体模式Fig.9 Compound fault-affected karst system mode

5 结 论

(1)塔河油田奥陶系断溶体油藏的储集空间可分为裂缝型、裂缝-溶孔型、溶孔型、溶洞型4种类型，利用成像测井和常规测井可较好识别。

(2)地层距离断层越近，泥质含量越低，则断溶体越发育。地层抬升剥蚀过渡区域的断溶体多发育溶孔、溶洞型储层，储层总厚度较小。地层抬升剥蚀覆盖区域的断溶体多发育裂缝溶孔型、裂缝型储层，储层总厚度较大。

(3)单支状构造主要发育V字型、倒V字型、条带型断溶体，具有顺层溶蚀特征，多为尺寸较小的溶孔和溶洞。花状构造主要发育复合型断溶体，多为尺寸较大的溶孔和溶洞。花状构造的溶蚀程度强于单支状构造的溶蚀程度。溶蚀带在V字型、倒V字型、条带型和复合型模式中的横向展布距离分别为500 m、230 m、280 m、200 m左右。