岩溶残丘精细刻画及控储特征分析——以塔里木盆地轮古地区奥陶系风化壳岩溶储集层为例

基于塔里木盆地轮古地区奥陶系鹰山组风化壳岩溶古地貌精细刻画,对岩溶残丘规模、数量及控储特征进行了量化研究。首先应用"印模法"及残丘体积计算公式,刻画了各级岩溶微地貌,对岩溶残丘的数量、相对幅度、面积、体积等参数进行定量评价,分析残丘不同部位储集层发育情况。轮古地区风化壳岩溶高差范围约140~160 m,厚度由岩溶高地向斜坡和阶地减小;共识别出各类残丘252个,Ⅰ、Ⅱ类残丘虽数量较少,但总体体积大,为有利的储集层发育区;残丘与现今构造高点重合率高(96.42%),后期构造运动基本未改变残丘形态,具备良好的成藏条件;岩溶残丘主体部位洞穴型、裂缝孔洞型、孔洞型和裂缝型储集层均有发育,且优质储集层发育厚度较大,各项储集层参数优于残丘翼部,残丘相对幅度与单井产量具正相关性,残丘规模和部位与产量关系密切。

轮古油田奥陶系潜山洞穴型储层发育特征及油气分布控制因素

塔里木盆地轮古油田奥陶系油藏属于典型的非均质碳酸盐岩潜山油藏。采用补偿厚度印模法和残留厚度法进行古地貌恢复，将轮古油田二级古地貌自西向东划分为岩溶缓坡、岩溶台地、岩溶高地、峰丛谷地和岩溶盆地共5种类型。研究区奥陶系岩溶储层以洞穴型储层为主，可细分为山高洞大型和暗河连通型2种；目前已勘探开发的洞穴型储层主要发育于奥陶系潜山面以下0～135 m，不同埋深、不同区块洞穴型储层的充填特征存在较大差异，洞穴充填相可划分为化学沉积相、搬运型岩相、垮塌型岩相和渗流充填相4种类型；洞穴充填模式可划分为峡谷区顺河潜流型洞道充填模式、峡谷区伏流型洞道洪水回泛及深潜型洞道垮塌充填模式、顺河潜流垮塌落水洞充填模式和深潜流型竖井未充填模式4种。油气主要富集于轮古油田奥陶系潜山残丘高部位，沟谷趋势面指示原始的油水界面，不同井区控制油水界面的沟谷存在差异。

轮古东奥陶系断裂特征及其对油气成藏的控制

断裂及与之伴生的裂缝系统是轮古东奥陶系油气成藏的主控因素。该区发育三级断裂,Ⅰ级断裂为轮南断裂、桑塔木组断裂和轮南63断裂3条深大断裂,形成于晚加里东—早海西期,具有封闭性;Ⅱ级断裂为南北向走滑断裂,形成于晚海西期,为张性断裂;Ⅲ级断裂为早期发育的北东、北西向共轭断裂,发育在南北向Ⅱ级走滑断裂的东、西两侧,形成于早海西期。奥陶系良里塔格组、一间房组和鹰山组油气成藏受Ⅱ、Ⅲ级断裂的控制。断裂控制了油气的运移和分布,油气藏具有多期充注的特征,充注期次与断裂活动一致,油气充注点通常位于断裂的转折点和交叉点,油气分布呈"准层状"且各层"整体含油气"。沿断裂布井是该区在奥陶系获高产的最有效方法。

塔里木盆地轮古西地区奥陶系断裂特征及其对油气富集的控制作用

针对塔里木盆地轮南古潜山轮古西地区奥陶系断裂解释存在的难点,利用最新的三维地震资料,结合区域构造背景,采用平面上参考相邻塔河地区的断裂发育规律,纵向上参考多层地震属性,对断裂进行了精细刻画和认识。结果表明:轮古西地区奥陶系断裂按形成时间分为中晚加里东期、海西期,按规模分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级;同时,断裂对潜山地貌、沟谷水系、岩溶储层具有重要的控制作用,进而影响油气的富集成藏;断裂对油气富集的控制作用主要表现在Ⅰ级及部分Ⅱ级断裂控制油气的垂向运移通道,并通过控制古地貌影响油气的平面优势运移方向,而Ⅲ级及另外部分Ⅱ级断裂通过影响岩溶作用进而控制着碳酸盐岩缝洞型储层的发育和分布。该认识对轮古西地区碳酸盐岩油气藏的勘探开发具有一定的指导意义。

塔里木盆地轮古西地区奥陶系古潜山岩溶作用机理与发育模式

轮古西地区奥陶系碳酸盐岩岩溶储集空间主要为溶蚀孔、洞、缝,岩溶储层类型可分为裂缝型、孔洞型、裂缝—孔洞型、洞穴型4种,具有极强的非均质性;不同地貌单元岩溶缝洞系统具有明显的垂向分带特征,应用薄片分析法对不同类型岩溶作用机理进行研究,在此基础上分析轮古西地区奥陶系碳酸盐岩岩溶储层发育模式。认为:东部轮古7井区区域位置最高,为轮南潜山区域补给区;轮古西地区岩溶台地为该区补给区,大气降水以下渗、径流为主,溶蚀孔洞及溶蚀裂缝发育,泥质、方解石充填;岩溶坡地为地下水径流区,地下水以水平径流为主,岩溶暗河管道系统发育,岩溶角砾岩、泥质充填;岩溶盆地为排泄区,其排泄基准面决定了岩溶发育规模。

轮古西地区前石炭纪古岩溶微地貌特征及刻画

应用印模法,以石炭系区域标志层双峰灰岩底至奥陶系潜山面填平补齐的沉积厚度为标识,恢复了轮古西地区前石炭纪古岩溶地貌。自东向西划分了岩溶台地、岩溶缓坡地和岩溶盆地3类二级地貌单元。应用现代岩溶分类方法,根据微地貌组合形态,对二级地貌作精细刻画,划分了9种三级地貌单元。认为不同的地貌位置,其水动力条件不同,不同类型岩溶地貌的发育特征、古水系排泄和储层充填特征存在着差异性。

轮古地区古岩溶成像测井响应特征及其对岩溶发育的指示作用

塔里木盆地轮古地区奥陶系碳酸盐岩储层受多期构造运动及古岩溶作用的叠加改造,该地区古岩溶作用形成的溶洞、裂缝等次生孔隙是主要的油气储集空间。因此古岩溶发育研究是碳酸盐储层评价极为重要的研究内容。文章在对轮古地区奥陶系碳酸盐岩储层大量成像测井资料处理基础上,主要通过对溶蚀裂缝、溶洞的成像测井响应特征进行分析,总结古岩溶标志的成像测井响应规律。高导缝在成像测井图像上表现为褐黑色正弦曲线,溶蚀缝表现为裂缝图像边缘不平直,未充填溶洞在图像上表现为暗色的团块分布,对于全充填洞,可在成像测井图中见到层理等沉积现象。溶蚀程度的差异可根据成像测井资料上解释的裂缝及溶洞中角砾的多寡来度量。轮古西井区,其大溶洞中角砾已溶蚀掉,部分溶洞充填泥砂,表明溶蚀程度很高;轮古中部各井溶洞中的角砾还比较大,单产状裂缝溶洞的规模比轮古西井区小,溶洞溶蚀程度较弱;轮古东井区未见单产状小溶洞,仅见大溶洞的雏形或只有交叉缝和溶蚀裂缝。对区域大量成像测井识别的洞穴数据统计结果表明轮古地区奥陶系洞穴型岩溶储层的分布主要受表层岩溶作用控制。

轮古西地区碳酸盐岩油藏特征与失利井研究

以塔里木盆地塔北地区轮南西部奥陶系碳酸盐岩潜山风化壳油藏为例,通过对工区20多口探井的地质、测井资料以及地球化学分析化验资料的系统分析,研究了轮南西部轮古西地区碳酸盐岩油藏特点、成藏特征以及勘探失利原因。认为轮古西地区奥陶系鹰山组为主要含油层系,油气分布在风化壳面以下180m范围内,以晶间孔、粒内溶蚀孔以及各种构造缝和溶蚀缝为主要储集空间;晚海西期油气充注成藏,之后经历构造抬升,油气遭受强烈生物降解,原油具有高密度、高黏度、高沥青质、高蜡、高含硫、低饱芳比的特征;钻探失利的主要原因可归结为碳酸盐岩储层强烈的非均质性、圈闭的落实程度差、岩溶缝洞体系内复杂的油水分布关系、地震资料解释精度低等。古地貌、岩溶储层、断层是油气富集的主控因素,在深大断裂带附近,古岩溶、裂缝与溶洞发育区,油气产能较高。

轮古东走滑断裂破碎带结构及与油气关系

利用最新处理完成的轮古东300 km2叠前深度偏移地震资料,多手段识别出轮古东气田发育3期4组断裂。断裂控制了裂缝走向与裂缝发育密度,裂缝主要为高角度（45°~75°）构造窄裂缝,沿裂缝存在溶蚀,走向主要为NESW。纵向上,一间房组裂缝发育密度最大（14条/100 m）,其次为鹰山组（6条/100 m）和良里塔格组（4条/100 m）;平面上,裂缝主要分布在主干断裂周边1 km范围内,随着距断裂距离增大,裂缝发育强度（裂缝线密度）呈指数降低。在此基础上,综合考虑主干断裂及伴生裂缝发育特征,将轮古东断裂破碎带平面上划分为“羽状破碎带、转换破碎带、斜列破碎带、复合破碎带”4种结构,羽状破碎带分布面积最广,是油气最富集的区域,是目前高效井的集中分布区,围绕羽状破碎带的钻探为走滑断裂控储控藏研究和寻找新的油气富集区域提供了新思路。

轮古西潜山岩溶储层发育特征与评价

为分析岩溶储层类型、发育特征及其与油气的关系,以塔里木盆地轮古西奥陶系潜山油藏为例,开展储层精细描述,从钻、录井显示、岩心、常规及成像测井、地震资料等方面描述岩溶储层特征,并运用生产动态测试资料进行评价.结果表明:该潜山岩溶储层主要发育洞穴型、裂缝孔洞型、孔洞型和裂缝型4类储层,其中洞穴型中的洞穴连通型储集空间组合地层能量供应充足,具有一定的上产稳产期,整体开发阶段产量递减缓慢,为最好的储层类型.岩溶储层的发育和油气富集程度与其距潜山面的距离密切相关,潜山面向下50m范围内储层最为发育,油气最为富集.

轮古地区碳酸盐岩洞穴型储层充填程度的测井评价

碳酸盐岩洞穴型储层是塔里木盆地轮古地区奥陶系油气稳产、增产的基础,对于洞穴型储层充填程度的判断是评价该类储层是否具有储集空间和有效性的关键。由于该类储层自身的复杂性,使得利用测井资料评价洞穴型储层充填程度仍然面临巨大的困难,目前的研究仍处于对其充填程度的定性评价阶段。笔者在利用交会图法和判别分析法建立洞穴型储层充填程度的定性评价图版基础上,结合数值模拟的成果,利用声波时差和自然伽马资料对洞穴型储层充填程度的定量计算进行了初步探索,提出了适合研究区储层洞穴充填程度计算的相关公式,提高了洞穴型储层充填程度的测井评价精度,对储层洞穴充填程度测井解释评价工作的开展起到了积极作用。

断裂系统对碳酸盐岩油气聚集的控制作用:以塔北隆起轮古东油气田为例

综合利用岩心、测井、试油及薄片等资料分析了轮古东奥陶系断裂对储层的改造作用,探讨了断裂与奥陶系碳酸盐岩油气富集程度的关系。研究表明,轮古东奥陶系碳酸盐岩基质孔隙不发育,孔洞缝及其组合为主要储集空间,断裂及伴生裂缝有效地改造了碳酸盐岩储集层,断裂发育形成的裂缝及断裂破碎带控制和促进了岩溶作用的发生,在断裂附近碳酸盐岩孔洞更发育,断裂带附近2 km内易形成高渗透带,高角度裂缝对碳酸盐岩孔洞的形成更为有效。EW向和SN向断裂是油气垂向运移的有效通道,控制着平面上和垂向上气油比、天然气产能及相态的变化。断裂控制着碳酸盐岩孔洞、洞穴、裂缝空间组合分布的多样性和差异性及油气富集的非均质性,断裂带附近高角度裂缝及孔洞较发育,油气产能较高,在远离断裂部位油气的聚集效率低,持续活动的走滑断层附近是油气最为富集的区域,因此,轮古东奥陶系具有纵向上多层系含油气、平面上分区分带的特征。

塔里木盆地轮古地区奥陶系碳酸盐岩储层特征及表征技术

在古岩溶标志识别和成因分析基础上,综合利用残厚法、印模法和趋势面法等技术手段,对轮古地区奥陶系古岩溶地貌进行了恢复,共划分出4个二级平面岩溶地貌单元和4个垂向岩溶分带,并对细分的古岩溶地貌分区内的岩溶地貌及储层发育特征进行了剖析。研究认为:不同岩溶带普遍发育裂缝、孔洞和洞穴,但在不同岩溶地貌分区内储集类型具有明显的差异性;表层岩溶带以裂缝孔洞型、裂缝型储层为主,横向叠合连片展布;垂直岩溶带以孔洞型、垂直洞穴型储层为主,纵向连通性较好;径流岩溶带以孔洞型、水平洞穴型储层为主,横向连通性好。

轮古西奥陶系潜山洞穴型岩溶储层发育特征与充填规律

洞穴型岩溶储层是塔里木盆地轮古油田缝洞型碳酸盐岩油藏的主要储集空间类型,多数高效井均钻遇大型洞穴型岩溶储层。依据轮古西奥陶系潜山大量单井资料分析,洞穴型岩溶储层可分为充填洞穴、半充填洞穴和未充填洞穴三种类型。结合古地貌精细刻画与岩溶垂向分带成果,认为古地貌位置由岩溶台地向岩溶缓坡和岩溶盆地逐渐降低,而洞穴发育和充填程度在逐渐增高。未充填与半充填洞穴主要发育在岩溶台地和岩溶缓坡的溶峰边坡、溶丘边坡及沟槽谷洼地边坡等地貌单元。表层岩溶带、径流溶蚀带洞穴型岩溶储层发育频率最高,其次为垂直渗滤带和潜流溶蚀带。未充填与半充填洞穴型岩溶储层主要发育在表层岩溶带。

塔里木轮古西奥陶系碳酸盐岩岩溶孔洞充填特征识别方法

塔里木盆地轮古西地区奥陶系大量溶洞作为存储油气的岩溶孔洞,对该区产能建设具有举足轻重的作用。钻井证实,该区油气主要分布于潜山顶面以下50m范围内,但这个领域也是岩溶孔洞充填较为严重的地方。在常规地震剖面上,充填洞穴及未充填洞穴均表现"串珠状"反射特征,仅靠单一的地球物理手段很难识别出有效储层。通过对工区内多口井的岩心观察,结合地球物理响应特征,通过模型正演,划分出不同盖层条件下的溶洞充填相,并利用频谱分析技术,识别出有效储层的反射特征,在实际生产中得到较好应用。

塔里木盆地轮古东地区奥陶系碳酸盐岩储集层发育控制因素及有利区带预测

为探讨塔里木盆地轮古东地区奥陶系碳酸盐岩储集层发育的控制因素和寻找有利储集层的分布规律,作者分析了近几年该区的油气勘探资料,恢复了研究区的构造演化历史。研究结果表明,构造活动所引起的地层抬升、变形以及断裂作用对于碳酸盐岩形成岩溶型储集层及改变储集层原有物性起着建设性作用;优势沉积相的平面展布控制研究区油气藏的分布;加里东期存在2套风化壳岩溶,这2套岩溶制约了与岩溶有关的储集层分布,主要分布在表层岩溶至水平潜流带区域。根据碳酸盐岩储集层发育的控制因素,预测了有利储集层的分布,认为有利区带主要分布在研究区内2条大的走滑断裂以及桑塔木断垒带附近。

古岩溶地貌及其对岩溶储层的控制——以塔里木盆地轮古西地区奥陶系为例

岩溶地貌是岩溶作用与各类地质作用综合作用的结果,不同地貌形态对岩溶储层发育又起着控制作用。以塔里木盆地轮古西地区为例,通过地震层拉平技术恢复了该区的古岩溶地貌,发现研究区岩溶地貌起伏变化很大,自东向西依次发育峰丛洼地、峰林谷地和峰林平原地貌组合。根据测井、钻井、录井等资料对不同地貌区垂向上的岩溶相带进行了划分,并在此基础上,探讨了不同古地貌区岩溶储层的发育特征,结果表明不同古岩溶地貌区、不同岩溶相带中不同类型岩溶储层发育状况存在较大差异,反映了古岩溶地貌明显控制岩溶相带的空间发育,并进一步控制了岩溶的发育。

轮古高硫渣油中类型硫的分布

对轮古渣油进行了系统的分离、分析,考察了硫在组分中的分布规律。针对轻、重组分不同的特点,分别采用选择性氧化结合色谱分离和溶剂抽提分离的方法,测定了亚组分中的硫醚硫和噻吩硫,从而完善了渣油体系类型硫的测定方法。在此基础上,进一步研究了渣油及组分中类型硫的分布。结果表明,轮古渣油中硫在各组分中的分布并非单调增加,而是呈双峰形分布,主要集中在芳香分和沥青质中。轮古渣油中的硫约有18.24%为可氧化的硫醚硫,约有81.76%为噻吩硫。随组分变重,轮古渣油组分中的总硫增加,硫醚硫在组分中所占比例变小,而噻吩硫的比率越来越大。硫醚硫主要分布在芳香分中,在重组分中分布相对均匀;噻吩硫分布规律同总硫一致,主要集中于芳香分和沥青质中。

塔里木盆地轮古西地区断裂对奥陶系古岩溶的控制作用

轮古西地区发育众多断裂,可分为一、二、三级,性质主要为逆断层,走向以北东-南西向为主。断裂对古岩溶地貌的形成和发育具有明显的控制作用,其中轮西断裂和轮古9断裂两条一级断裂主要控制了古岩溶宏观地貌:轮西断裂以东地区为古岩溶高地,以西为古岩溶斜坡;轮古9断裂以东至轮西断裂地区为峰丛洼地地貌:以西主要为峰林谷地地貌。二、三级断裂主要控制了古岩溶微地貌的发育,地表古水系和暗河常沿着这些断裂发育,呈近南-北向、北东-南西向展布。各级断裂带附近古岩溶储层尤为发育。轮古41北断裂群、轮古9西南断裂群、轮古40东断裂群以及轮古15井区断裂群是古岩溶储层的有利发育区。

频谱分解方法比较及其在轮古地区碳酸盐岩储层预测中的应用

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩具有非均质性强、各向异性特征显著和基质孔渗性低等特点,给储层的预测带来一定困难,为进一步提高储层预测精度,开展了频谱分解的储层预测技术研究。不同分频方法具有不同的优缺点和适用条件,其中基于S-变换的频谱分解技术采用的时窗随频率变化,适用于非平稳地震信号的处理,有较好的时频分辨率和多分辨率,具有局部性、时移性和无损可逆性等特点,低频段的成像效果好,特别适用于碳酸盐岩储层的预测研究。应用S-变换的频谱分解技术,对塔里木盆地轮古地区进行地震频谱成像分析,预测溶蚀孔洞的空间展布,和已有实钻井全部符合,证明该方法的适用性。