邓翔，李国蓉，罗韵，任钟立，刘文仅，黄棋棽

（1.成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610059；2.中国石油川庆钻探有限公司地球物理勘探公司，四川成都610213；3.中国石油西南油气田分公司重庆气矿，重庆400000）

油气地质

塔9区西部奥陶系岩溶储层特征及溶蚀作用期次

邓翔1，李国蓉1，罗韵1，任钟立2，刘文仅3，黄棋棽1

（1.成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610059；2.中国石油川庆钻探有限公司地球物理勘探公司，四川成都610213；3.中国石油西南油气田分公司重庆气矿，重庆400000）

有关钻井揭示塔河油田9区西部岩溶储层发育，通过对研究区内相关井段的岩心、薄片观察，结合对阴极发光、碳和氧稳定同位素、锶同位素、稀土元素、微量元素和物性等资料的分析结果，研究岩溶储层特征及溶蚀作用期次。结果表明：区内储集空间主要为溶蚀孔隙、岩溶缝孔洞、岩溶洞穴、构造裂缝4类；物性较差，属于低孔、低渗的强非均质岩溶储层；储层经历了同生期大气水溶蚀作用、加里东中期岩溶作用、海西早期岩溶作用以及海西晚期热液溶蚀作用等4期溶蚀作用。其中受海西早期构造运动影响，主要沿斜交和垂直层面的缝合线发育的海西早期岩溶作用及主要受海西晚期构造运动影响与断裂活动及二叠系玄武岩发育相关的海西晚期热液溶蚀作用是最主要的溶蚀作用期次。

溶蚀作用期次；奥陶系；塔河油田9区西部；海西早期岩溶；海西晚期热液

碳酸盐岩古岩溶储层一直是油气勘探研究的热点［1-7］。目前，塔河油田东南部是塔河油田外围的重点勘探区，钻井揭示该地区奥陶系发育有岩溶储层。本文基于9区西部12口相关井段的岩心、薄片、物性和地化等资料，分析了奥陶系岩溶储层的岩石类型、储集空间、储层类型，溶蚀作用发育期次。

1　地质背景

本次研究区（9区西部）处于塔河油田东南斜坡区。在消化前人研究成果的基础上［8］，结合研究区钻井资料的分析认识，认为在塔里木盆地整体构造演化背景下，阿克库勒地区主要经历了五次重要的构造运动：加里东中期运动；海西早期运动；海西晚期运动；印支～燕山运动；喜山运动。这些构造运动于不同时期对阿克库勒凸起（包括研究区在内）产生了不同程度的变形改造。

2　储层特征

2.1岩石学特征

根据前人研究成果［9］，结合区内钻井岩心及薄片观察，岩石类型主要包括颗粒灰岩类、微晶灰岩类、藻粘结灰岩类等多种类型。

2.2储集空间及储层类型

根据岩芯及薄片观察结果，储集空间划分为溶蚀孔隙、岩溶缝孔洞、岩溶洞穴、构造裂缝4类，储层类型划分为一间房组滩相溶蚀孔隙型储层、岩溶缝孔洞型储层、岩溶洞穴型储层、构造裂缝型储层4类。

2.2.1溶蚀孔隙型岩心薄片观察揭示：区内主要为粒内溶孔（见图1a、b），岩心上见细小的分布不均匀的孔隙。常规测井响应特征一般为：自然伽玛值较低，深侧向电阻率低，声波曲线变化不大，密度相对低。

2.2.2岩溶缝孔洞型岩芯薄片观察表明，区内主要表现为沿缝发育的溶蚀孔洞（见图1c、d）。常规测井响应特征一般为：自然伽玛值较低，声波时差增大，电阻率降低，深侧向电阻率低。

2.2.3岩溶洞穴型大的洞穴在钻井过程中出现放空，并常伴随有井漏。常规测井响应特征一般为：电阻率、中子孔隙度、声波时差、密度等参数与背景值相比均略有降低。

2.2.4构造裂缝型区内多为方解石未充填或部分充填（见图1e、f）的裂缝，常显原油或沥青进入特征。常规测井响应特征一般为：自然伽玛值偏低，密度值变化不明显，中子孔隙及声波时差较高，深侧向电阻率低且深、浅侧向电阻率具有正幅度差。

2.3储层物性特征

研究区86个小柱样品的孔隙度分布范围为0.2%～7.1%，平均为1.6%，主要分布区间为0.2%～0.7%；渗透率分布范围为（0.002～16.8）×10-3μm2，平均为0.229× 10-3μm2，主要分布区间为（0.002～0.005）×10-3μm2；21个全直径样品的孔隙度范围为0.2%～3.8%，平均为1.4%；水平渗透率MAX的分布范围为（0.017 6～18.1）×10-3μm2，平均为1.040 3×10-3μm2；水平渗透率90°的分布范围为（0.017 5～2.65）×10-3μm2，平均为0.217 6× 10-3μm2；垂直渗透率分布范围为（0.000 42～1.05）× 10-3μm2，平均为0.073 88×10-3μm2（见图2）。总体上，低孔低渗的样品较多，但也存在部分物性较好的样品，属于低孔低渗的强非均质岩溶储层。

图1　研究区奥陶系储集空间特征Fig.1 Spatial characteristics of Ordovician reservoir in study area

图2　研究区储层孔渗分布直方图Fig.2 Distribution histogram of porosity and permeability in study area

3　溶蚀（岩溶）作用期次

岩芯、薄片观察结合地化分析表明，存在同生期大气水溶蚀作用、加里东中期岩溶作用、海西早期岩溶作用以及海西晚期热液溶蚀作用四期溶蚀（岩溶）作用。

3.1同生期大气水溶蚀作用

沉积物沉积后尚未埋藏脱离沉积环境水体就遭受的大气水改造作用，也称之为沉积期的大气水改造作用，往往表现为组构选择性溶蚀孔隙（见图2a、b）的形成以及明显的层位控制性。主要表现为：在T913井的岩芯上可见不均匀分布、或孤立分布的细小溶蚀孔隙，具有原油进入特征；在T903井和S100井的岩石薄片中可见到少量未充填的粒内溶孔。

3.2加里东中期岩溶作用

研究区内发育的此期岩溶作用较其他几期岩溶作用微弱。加里东中期构造运动主要有三幕，研究区内发育的岩溶作用主要是指加里东中期第II幕，其他两幕的岩溶作用均非常弱，甚至缺乏［10］。在T114井的岩芯上可见到孤立孔洞，粒状亮晶方解石部分充填；镜下见缝洞边缘方解石被氧化等现象（见图3a、b）。

3.3海西早期岩溶作用

图3　区内奥陶系各期溶蚀作用特征Fig.3 Karst characteristics in study area

3.3.1岩石学标志受海西早期构造运动的影响，发生一期破裂作用及与挤压构造运动相关的压溶作用，形成斜交和垂直层面的缝合线，故区内海西早期溶蚀作用（岩溶作用）主要表现形式为：沿缝合线溶蚀孔洞（见图3c、d）、可切割裂缝方解石、缝合线（见图3f）及白云石斑块的不规则缝洞；缝合线裂开溶蚀孔洞等。

3.3.2地化特征分析阴极射线下，岩溶缝洞内化学沉淀方解石往往不发光，是碳酸盐矿物中锰、铁含量均低的反映，揭示可能是氧化或强氧化环境；机械填积的碳酸盐岩砂泥质发桔红色光，明显较围岩强，则可能是氧化条件下，Fe2+率先从碳酸盐矿物晶格中释放出来并转变为Fe3+，致碳酸盐矿物中Mn/Fe比值增加的反映。岩溶缝洞内化学沉淀方解石的δ13C值变化范围较宽，在0.577‰～-5.07‰PDB，与奥陶系正常海相灰岩有较大差异，与塔河油田主体区海西早期岩溶缝洞方解石的δ13C值相似［11］，可暗示发育于海西早期。部分δ13C值为负值，反映了有机质氧化产生的轻CO2的加入；δ18O值低，为-7.35‰～-17.42‰PDB（见图4），揭示了奥陶系地层被大气水改造的比较彻底。

3.4海西晚期热液溶蚀作用

3.4.1岩石学标志早石炭世之后至现今的成岩作用晚期，奥陶系碳酸盐岩受到海西晚期、印支-燕山、喜山等多期构造运动的影响，发生两期期破裂作用及热液溶蚀作用，主要以鲕粒内部自生石英生长交代（见图3e）；构造裂缝壁发生热液蚀变褪色现象（见图3f）等为特征。

图4　研究区内各种方解石碳、氧同位素特征Fig.4 C-O isotope characteristics of different calcite in study area

表1　海西晚期热液作用缝洞方解石微量元素特征Table1 Microelement characteristics of fracture cave calcite by Hydrothermal alteration in late Hercynian

图5　海西晚期缝洞方解石特征Fig.5 Calcite late hercynian seam hole features

3.4.2地化特征分析海西晚期热液作用缝洞方解石的δ13C值较高，与成岩缝洞方解石的δ13C值相似，缺乏有机质氧化产生的轻CO2的加入作用；而海西晚期热液作用缝洞方解石的δ18O值较低，与海西早期岩溶缝洞方解石的δ18O值相似，但揭示的不是大气水加入的作用，而可能是热液温度升高作用对缝洞方解石δ18O值的控制（见图4）。微量元素组成具有高Ba、Sr、Mn的特征（见表1），揭示热液成因矿物的混合作用存在，或者方解石是深部热液中形成的。海西晚期缝洞方解石具有明显的正Eu异常特征（见图5），与曾志刚等［12］（1999，2000）、蒋少涌等［13］（2006）揭示的大西洋中脊26.08°N的TAG热液区，曹振华等［14］（2008）揭示的印度洋中脊区热液成因矿物的稀土元素组成具有一定的相似性，可能表明研究区奥陶系是高温流体介入的热液作用，与拉张背景及其玄武岩喷发活动有关。

4　结论

（1）储集空间类型包括溶蚀孔隙、岩溶缝孔洞、岩溶洞穴、构造裂缝，其中岩溶缝孔洞类、岩溶洞穴是区内奥陶系最主要的储集空间。

（2）为低孔低渗的强非均质性储层，类型主要划分为：一间房组滩相溶蚀孔隙型储层、岩溶缝孔洞型储层、岩溶洞穴型储层、构造裂缝型储层。

（3）提出并深入研究了区内奥陶系共发生四期溶蚀或岩溶作用：同生期大气水溶蚀作用、加里东中期岩溶作用、海西早期岩溶作用、海西晚期热液溶蚀作用，其中后两种为区内主要的溶蚀（岩溶）作用期次，对储层的发育展布影响最大。

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Characteristics and karstification of the Ordovician reservoir in the west of block 9 of Tahe oilfield

DENG Xiang1，LI Guorong1，LUO Yun1，REN Zhongli2，LIU Wenjin3，HUANG Qichen1
（1.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu Sichuan 610059，China；2.Geophysical Exploration PetroChina Sichuan and Changqing Drilling Engineering Corporation，Chengdu Sichuan 610213，China；3.Chongqing Gas Field，Southwest Oil and Gas Field Branch of China Petroleum，Chongqing 400000，China）

The well drilling revealed that karst reservoirs were developed in the west of block 9 of Tahe oilfield，by studying the cores and thin sections of the strata of relating well instudy area，combined with Cathode luminescence，carbon and oxygen stable isotope，strontium isotope，Ree，microelement and physical analysis，study the Karst reservoir characteristics and diagenesis.The results indicate，the Ordovician reservoir space can be divided into karst porosity，karst fractured-vug，karst cave and structural fracture.Poor physical property，it belongs to the low porosity and low permeability and strong heterogeneity karst reservoir，the dissolution（karst）is one of the most important diagenesis for reservoir formation in study area，there are at least four period dissolution（karst），including contemporary water corrosion，middle Caledonian Paleokarst，early Hercynian karst and late Hercynian kars.Affected by the early Hercynian tectonic movement，the early Hercynian karst mainly along the diagonal and vertical dimension of the suture line developed and mainly affected by late Hercynian tectonic movement，the late Hercynian hydrothermal dissolution associated with fault activity and Permian basalt development are more important mechanism.

karst period；Ordovician；west of block 9 Tahe oilfield；early Hercynian；late Hercynian

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.06.019

TE122.23

A

1673-5285（2015）06-0069-05

2015－03-30

国家科技重大专项，项目编号：2011ZX05005。

邓翔，男（1988-），四川苍溪人，成都理工大学硕士研究生，专业：矿产普查与勘探，研究方向为含油气盆地地震地层学与层序地层学，邮箱：815751928@qq.com。