顺北地区流体活动对储层形成的控制作用_王玉伟.pdf

断块油气田2023年1月0引言塔里木盆地是我国油气资源丰富的大型叠合盆地，其油气成藏较为复杂，发育多套烃源岩，且经历多期成藏与改造，显示出较大的勘探潜力13。顺北地区勘探面积约1.99104km2，近年来在油气勘探方面不断取得新突破，近期相继试获2口日产千吨油气井，充分展现出顺北地区奥陶系油气勘探开发的潜力。断溶体是受断层构造活动影响形成的碳酸盐岩储顺北地区流体活动对储层形成的控制作用王玉伟1，2，陈红汉3，曹自成4，云露4（1.胜利石油管理局博士后科研工作站，山东 东营257000；2.中国石化胜利油田分公司现河采油厂，山东 东营257068；3.中国地质大学（武汉）资源学院，湖北 武汉430074；4.中国石化西北油田分公司，新疆 乌鲁木齐830011）基金项目：中国石化西北油田分公司勘探开发研究院协作项目“顺北地区奥陶系微区烃类地球化学与成藏期次研究”（KY2016S034）；胜利石油管理局博士后科研课题“东营凹陷南斜坡东段孔店组油气来源及成藏过程研究”（YKB2011）摘要近年来顺北地区油气勘探取得重大突破。根据岩心观察、成像测井等资料，顺北地区奥陶系储层主要发育断溶体，储集空间以构造裂缝为主，并伴有溶蚀孔洞的发育。其中，裂缝以单一高角度斜交裂缝和平行裂缝为主，裂缝宽度和孔隙度都不高，主要发育微细裂缝。利用流体包裹体测试、碳氧同位素分析对流体性质进行研究，结果表明，作用于顺北地区奥陶系储层的流体主要有5幕，存在3种流体端元，分别是大气淡水、上升热液流体以及同生海水与2种热液流体的混合流体。结合地震资料分析，5幕流体主要经历了2种流体岩石相互作用体制：大气淡水同生海水重力流演化和深部上升热液作用，而断溶体的形成正是在走滑断裂构造活动的基础上，早成岩岩溶作用叠加深成岩岩溶作用的结果。关键词断溶体；储层形成机制；流体来源；奥陶系；顺北地区中图分类号：TE122文献标志码：A收稿日期：20220708；改回日期：20221026。第一作者：王玉伟，男，1987年生，在读博士后，主要从事油气成藏过程及储层形成机制方面的研究。E-mail：。引用格式：王玉伟，陈红汉，曹自成，等.顺北地区流体活动对储层形成的控制作用J.断块油气田，2023，30（1）：4451.WANG Yuwei，CHEN Honghan，CAO Zicheng，et al.Controlling effects of fluid activity on reservoir formation in Shunbei areaJ.Fault-BlockOil&Gas Field，2023，30（1）：4451.Controlling effects of fluid activity on reservoir formation in Shunbei areaWANG Yuwei1，2,CHEN Honghan3,CAO Zicheng4,YUN Lu4(1.Post-doctoral Research Station,Shengli Petroleum Administration Bureau,Dongying 257000,China;2.Xianhe Oil ProductionPlant,Shengli Oilfield Company,SINOPEC,Dongying 257068,China;3.School of Earth Resources,China University ofGeosceiences,Wuhan 430074,China;4.Northwest Oilfield Company,SINOPEC,Urumqi 830011,China)Abstract:In recent years,great breakthoughs has been made in oil and gas exploration in Shunbei area.Based on the analysis ofcore observation and imaging logging,it is believed that the Ordovician reservoirs in Shunbei area are mainly developed fault-karstreservoirs,and the reservoir space is dominated by structural fractures,accompanied by the development of dissolved pores andcaves.Among them,the fractures are mainly single high-angle oblique fractures and parallel fractures,the width and porosity of thefractures are not high,and the micro-fractures are mainly developed.Using fluid inclusion system testing and carbon and oxygenisotopes to analyze the fluid property,the results show that there are five episodes of fluids acting on Ordovician reservoirs in theShunbei area,and there are three types of fluid,namely meteoric water,upwelling hydrothermal fluids and mixed fluids ofsyngenetic seawater and these two hydrothermal fluids.Combined with seismic data analysis,five episodes of fluids mainlyexperienced two fluid-rock interaction systems:the evolution system of meteoric water-syngenetic seawater gravity flow and the deepupwelling hydrotherm activities.The formation of fault-karst reservoirs is the result of eogenetic karstification superimposed onplutonic karstification,based on the tectonic activities of strike-slip faults.Key words:fault-karst reservoir;formation mechanism of reservoir;fluid source;Ordovician;Shunbei areadoi:10.6056/dkyqt202301007断块油气田FAULT-BLOCK OIL GAS FIELD第30卷第1期第30卷第1期集体46。目前关于顺北地区奥陶系储层的认识较为充分，不同学者分别采用不同方法从不同角度进行了细致研究。吕海涛等7通过分析走滑断裂对断溶体发育的控制作用，结合流体活动分析结果，探讨了断溶体的形成机制；焦方正8通过对储层特征的描述及储层成因的探讨，明确了顺北地区奥陶系特深断溶体油气藏的勘探潜力；李映涛等9通过对断裂活动及成岩流体来源的分析，讨论了断裂活动对储层流体的影响，进而研究了储层发育模式。目前，有关顺北地区奥陶系断溶体的研究成果在静态刻画上相对较多，动态分析上相对较少，且在动态分析研究中偏重于断裂活动对储层发育的控制作用。笔者基于前人关于断溶体特征的研究，通过流体包裹体的系统分析，结合碳氧同位素，重点从流体性质及活动的角度进行分析，明确断溶体形成机制，为塔里木盆地超深层油气勘探提供参考依据。1区域地质概况顺北地区位于塔里木盆地顺托果勒低隆起西部，位于满加尔坳陷与阿瓦提坳陷、沙雅隆起与卡塔克隆起之间的鞍部10。顺北地区经历了多期构造运动，发育的断裂系统不仅丰富了储集空间，也为后期流体活动创造了运移通道。在加里东早期，顺北地区发育碳酸盐岩台地；加里东早期构造运动使得卡塔克隆起及沙雅隆起强烈抬升，盆地内部发生较强构造变形，顺托果勒低隆起形成；加里东中期海西早期，顺托果勒构造运动减弱，卡塔克隆起及沙雅隆起继续发生抬升；海西中晚期燕山期，顺托果勒地区整体隆升沉降，构造较为稳定；进入喜马拉雅期，顺托果勒低隆起的高点位置向东移动，满加尔地区则相对稳定，阿瓦提坳陷加速沉降11（见图1）。顺北地区奥陶系发育齐全12，从下往上依次为下统蓬莱坝组，中下统鹰山组，中统一间房组（O2yj），上统恰尔巴克组、良里塔格组和桑塔木组。目前，顺北地区主要的勘探开发层系为一间房组及鹰山组碳酸盐岩。鹰山组分为上、下两段，下段主要发育浅灰色、灰色细晶白云岩、白云质泥晶灰岩等，上段主要发育灰色泥晶灰岩及含白云泥晶微晶灰岩。一间房组主要发育浅灰黄色灰质泥岩、砂屑泥晶灰岩、褐灰色砂屑泥晶灰岩等。2储层特征通过观察顺北地区奥陶系储层岩心样品，发现奥陶系一间房组及鹰山组发育较多的肺泡状溶蚀孔洞，局部有溶洞垮塌的现象，而且孔隙大部分被方解石胶结物充填，仅有少量的小型溶洞半充填方解石胶结物（见图2）。图1塔里木盆地顺北地区T74界面断裂和钻井分布Fig.1The fault and well distribution on the T74interface in Shunbei area，Tarim BasinaSHB2井，7 3607 420 m，成像测井；bSHB2井，7 4207 470 m，成像测井；cSHB2井，7 4807 550 m，成像测井；dSHB2井，7 6007 660 m，成像测井；eSHB13井，肺泡状溶蚀孔洞；fSHBP3井，溶洞被方解石胶结物全充填图2顺北地区奥陶系储层溶蚀孔洞成像测井及岩心观察Fig.2Image logging and core observation of dissolved pores and caves inOrdovician reservoirs in Shunbei area利用成像测井资料，对顺北地区奥陶系储层溶蚀孔洞及裂缝进行观察。以SHB2井为例，7 3607 420 m为相对低阻地层，局部发育顺层溶蚀孔隙；7 4207 470m为低阻地层，发育零星溶蚀孔洞及顺层溶蚀孔隙；王玉伟，等.顺北地区流体活动对储层形成的控制作用45断块油气田2023年1月7 4807 550 m为高阻夹低阻地层，发育零星溶蚀孔洞，局部可见顺层溶蚀孔隙；7 6007 660 m为高阻地层，发育微弱溶蚀现象。总体来看，SHB2井奥陶系一间房组以零星溶蚀孔洞及顺层溶蚀孔隙为主，但高阻地层的溶蚀孔隙识别较差。顺北地区裂缝较为发育，且以构造裂缝为主。SHB2井位于1号断裂带的次级断裂，该断裂带呈NEE向展布。受走滑断裂的影响，奥陶系裂缝系统在成像测井资料中表现出以高角度裂缝为主、局部发育平行裂缝的特征。通过统计SHB2井31条裂缝参数，发现裂缝角度普遍在6090，以单一高角度斜交裂缝及平行裂缝为主，局部裂缝开口性较好。根据SHB2井奥陶系一间房组裂缝参数统计（见表1），SHB2井裂缝宽度在0.010 012.446 41 cm，平均宽度为0.412 cm，中子孔隙度在0.000 210.003 80 pu，平均中子孔隙度为0.001 pu。因此，可以断定SHB2井发育的裂缝宽度和孔隙度都不高，以微细裂缝为主。3流体性质3.1流体包裹体测试本文选用顺北地区不同断裂带奥陶系一间房组岩心样品，包括1号断裂带的SHB13井、