沈安江，鄭劍鋒，陳永權(quán)，倪新鋒，黃理力（.中國石油杭州地質(zhì)研究院；2.中國石油集團碳酸鹽巖儲層重點實驗室；.中國石油塔里木油田公司）

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塔里木盆地中下寒武統(tǒng)白云巖儲集層特征、成因及分布

沈安江1, 2，鄭劍鋒1, 2，陳永權(quán)3，倪新鋒1, 2，黃理力1
（1.中國石油杭州地質(zhì)研究院；2.中國石油集團碳酸鹽巖儲層重點實驗室；3.中國石油塔里木油田公司）

摘要：基于盆地鉆遇中下寒武統(tǒng)18口井的巖心、薄片和單井資料及兩條露頭剖面，開展微區(qū)（指在不同成巖作用事件中形成的同類成巖礦物）地球化學分析和儲集層溶蝕模擬實驗，研究塔里木盆地中下寒武統(tǒng)白云巖儲集層類型、成因和分布。塔里木盆地中下寒武統(tǒng)發(fā)育臺緣礁灘、臺內(nèi)丘灘和臺內(nèi)膏云巖3類白云巖儲集層，其中，臺內(nèi)膏云巖儲集層又可分為潛山型和內(nèi)幕型兩個亞類；儲集層巖石類型有藻礁（丘）白云巖、砂屑白云巖和膏云巖，藻礁（丘）白云巖儲集層以藻格架（溶）孔為主，砂屑白云巖儲集層以粒間、粒內(nèi)（溶）孔及晶間（溶）孔為主，膏云巖儲集層以石膏鑄?？准拔⒖紫稙橹?。礁灘相和膏云坪沉積中的沉積原生孔是儲集層發(fā)育的關(guān)鍵，準同生期未白云石化的灰質(zhì)、膏質(zhì)為早表生溶蝕孔洞的發(fā)育奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，準同生白云石化作用形成的白云巖構(gòu)成堅固的巖石格架對孔隙起到保護作用。中下寒武統(tǒng)臺緣礁灘儲集層既有規(guī)模，儲集層物性又好，是非?，F(xiàn)實的勘探對象，而下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組臺內(nèi)礁灘儲集層和中下寒武統(tǒng)內(nèi)幕型膏云巖儲集層的潛力較好。圖9參12

關(guān)鍵詞：塔里木盆地；中下寒武統(tǒng)；白云巖；儲集層；臺緣礁灘；臺內(nèi)丘灘；膏云巖

0 引言

2012年以來，隨著塔里木盆地下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組烴源巖認識程度的提高[1]，相繼鉆探了中深1井及中深5井，其中中深1井中寒武統(tǒng)6 439～6 458 m井段3 mm油嘴放噴，折日產(chǎn)油5.10～15.40 m3，氣1 731～10 301 m3；下寒武統(tǒng)6 597.63～6 785.00 m井段5 mm油嘴放噴，折日產(chǎn)氣30 281 m3，日產(chǎn)水34.92 m3，該井試油結(jié)果揭開了寒武系鹽下油氣發(fā)現(xiàn)的序幕。隨后側(cè)鉆中深1C井，下寒武統(tǒng)6 861～6 944 m井段5 mm油嘴放噴，折日產(chǎn)氣158 545 m3，經(jīng)過側(cè)鉆井的實施，中深1井寒武系鹽下白云巖勘探獲得戰(zhàn)略性突破[2]。雖然盆地中下寒武統(tǒng)白云巖勘探取得了突破，但其儲集層類型、成因和分布規(guī)律不清依然是制約區(qū)帶和目標評價的瓶頸之一。本文基于鉆遇中、下寒武統(tǒng)18口井（牙哈5、牙哈10、牙哈7X-1、星火1、英買7、英買36、英探1、同1、方1、和4、和6、舒探1、巴探5、康2、瑪北1、中深1、中深5、塔參1井）的巖心、薄片和單井資料，開展微區(qū)（指在不同成巖作用事件中形成的同類成巖礦物）地球化學分析和儲集層溶蝕模擬實驗，對中下寒武統(tǒng)鹽間和鹽下白云巖儲集層類型、特征和成因開展系統(tǒng)研究，分析規(guī)模儲集層分布，為區(qū)帶和目標評價提供依據(jù)。

1 儲集層發(fā)育地質(zhì)背景

1.1 地層序列和特征

塔里木盆地中下寒武統(tǒng)可劃分為臺地相區(qū)、斜坡相區(qū)及盆地相區(qū)3個地層分區(qū)[3]，儲集層主要發(fā)育于臺地相區(qū)，寒武系自下而上地層序列和巖相特征為（見圖1）：玉爾吐斯組以灰綠、灰黑色泥巖為主，夾薄層灰?guī)r及硅藻巖，分布于中下緩坡及盆地相區(qū)，總有機碳含量為1.00%～9.43%，平均為5.5%，厚約28 m；肖爾布拉克組下部以灰黑色泥—粉晶白云巖為主，中上部以褐灰—灰白色藻格架、藻砂屑白云巖為主，少量泥晶白云巖，厚約204 m，儲集層分布于臺緣及臺內(nèi)礁灘相帶；吾松格爾組以深灰、灰黑色泥晶白云巖和膏質(zhì)云巖、云質(zhì)膏巖為主，夾少量砂屑白云巖，形成于干旱氣候背景，厚約103 m，儲集層主要見于膏云巖和砂屑云巖中；沙依里克組上部以褐灰、深灰色灰?guī)r為主，中下部以褐灰色膏鹽巖為主，夾紫紅色泥巖、泥質(zhì)白云巖及膏質(zhì)云巖和少量砂屑白云巖，形成于蒸發(fā)氣候背景，厚約237 m，儲集層主要見于膏云巖和砂屑云巖中；阿瓦塔格組上部以褐灰、深灰色泥質(zhì)白云巖、灰質(zhì)及膏質(zhì)白云巖為主，夾白云質(zhì)膏鹽巖和少量砂屑白云巖，中下部以灰白、淺褐灰色膏鹽巖為主，夾膏云巖及少量砂屑白云巖，形成于蒸發(fā)氣候背景，厚約326 m，儲集層主要見于膏云巖和砂屑白云巖中；丘里塔格組以灰、深灰色砂屑白云巖、結(jié)晶白云巖為主，夾灰質(zhì)白云巖，厚約722 m。

1.2 沉積相與古地理

基于碳酸鹽巖結(jié)構(gòu)組分測井定量識別和碳酸鹽巖巖相地震識別技術(shù)，對塔里木盆地早、中寒武世的巖相古地理進行了刻畫。塔里木盆地早寒武世整體為緩坡—弱鑲邊型臺地，塔西南古陸的發(fā)育對沉積相類型和相帶走向起重要的控制作用。臺地主要由混積潮坪、膏云坪、臺內(nèi)丘灘和臺內(nèi)洼地構(gòu)成，相帶主體呈北西—南東走向，在臺地的北部和東部發(fā)育緩坡—弱鑲邊臺緣（見圖2），藻礁（丘）和粒屑灘發(fā)育，主要形成于半干旱氣候環(huán)境。中寒武世整體為鑲邊型臺地，氣候比早寒武世更為干旱，以4個規(guī)模不等膏鹽湖為中心，依次發(fā)育膏云坪—（泥）云坪—臺緣相帶（見圖3），膏鹽湖與膏云坪構(gòu)成臺內(nèi)沉積主體，主要形成于干旱氣候背景。

圖1　塔里木盆地寒武系地層柱狀圖

2 白云巖儲集層類型和特征

塔里木盆地中下寒武統(tǒng)發(fā)育3類儲集層，分別為臺緣礁灘儲集層、臺內(nèi)丘灘儲集層及臺內(nèi)膏云巖儲集層，其中膏云巖儲集層又可以分為潛山型和內(nèi)幕型兩個亞類，儲集層受相控特征明顯。

2.1 臺緣礁灘儲集層

受鉆遇井巖心資料的局限，研究以柯坪地區(qū)蘇蓋特布拉克剖面肖爾布拉克組臺緣礁灘儲集層為例。根據(jù)地層巖性特征、實測自然伽馬特征（見圖4），蘇蓋特布拉克剖面肖爾布拉克組可劃分為上下兩段，其中上段又可分為肖上1段、肖上2段和肖上3段3個亞段。肖下段主要發(fā)育灰黑色薄層狀泥—粉晶白云巖和球粒粉晶白云巖，地層厚度相對穩(wěn)定，巖性相對致密。肖上1段主要發(fā)育灰—深灰色薄層狀（含）砂屑泥—粉晶白云巖、灰色藻紋層白云巖（夾藻砂屑白云巖透鏡體）和藻砂屑白云巖，地層厚度較穩(wěn)定，藻砂屑白云巖中發(fā)育少量孔隙。肖上2段下部以厚層狀砂屑白云巖為主，向上孔洞逐漸增多；中部以厚層狀的藻格架白云巖為主，溶蝕孔洞普遍發(fā)育；上部以中—厚層狀砂屑白云巖和疊層石白云巖為主，向上針孔狀溶孔逐漸增多。肖上3段主要發(fā)育薄—中層狀含砂屑泥—粉晶白云巖、中層狀粉晶白云巖，頂部孔隙發(fā)育。宋金民等詳細描述了該剖面肖上段構(gòu)成礁灘的生物結(jié)構(gòu)，認為這些礁灘是微生物成因的[4]，本次研究亦認為盆地下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組礁灘儲集層的發(fā)育與菌類、藻類相關(guān)。

圖2　塔里木盆地早寒武世巖相古地理圖

圖3　塔里木盆地中寒武世巖相古地理圖

肖上2段是肖爾布拉克組礁灘的主要發(fā)育段，也是最主要的儲集層發(fā)育段（見圖4），其厚約45.7 m?？傮w具有下部“大灘點礁”發(fā)育、中部“大礁”發(fā)育和上部“大灘”發(fā)育的特征?？紫对谥猩喜康脑迳靶紴?、藻格架礁和頂部的藻疊層石中最為發(fā)育?？紫额愋陀性甯窦芸?、溶蝕孔洞、粒間（溶）孔。藻格架孔主要分布于藻礁白云巖中，是典型的原生孔隙，部分被白云石膠結(jié)物充填（見圖5a）。溶蝕孔洞、粒間（溶）孔主要分布于粉—細晶白云巖（顆?；糜敖Y(jié)構(gòu)）、藻砂屑白云巖中，孔隙具組構(gòu)選擇性特征（見圖5b）。藻砂屑灘孔隙度為1.90%～9.39%，平均為5.50%，礁間低能灘的孔隙度為0.85%～4.10%，平均為1.76%，藻礁的孔隙為1.32%～10.55%，平均為4.81%。25 mm藻白云巖樣品CT定量分析顯示藻格架孔大小不均，孔隙與喉道的分異不明顯，連通體積占總體積的56.20%，孔喉連通性好（見圖6a、6b）。

圖4　蘇蓋特布拉克剖面肖爾布拉克組綜合柱狀圖

2.2 臺內(nèi)丘灘儲集層

以方1井下寒武統(tǒng)臺內(nèi)藻丘白云巖儲集層和牙哈7X-1井中寒武統(tǒng)臺內(nèi)砂屑灘白云巖儲集層為例闡述臺內(nèi)丘灘儲集層的特征。

方1井在下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組4 598.2～4 606.8 m井段發(fā)育藻丘白云巖儲集層，孔隙類型以藻格架殘余孔為主（見圖5c），少量石膏溶蝕孔洞。據(jù)27個樣品的物性分析，孔隙度為0.76%～3.57%，平均為1.55%，其中，孔隙度在2.50%～3.57%樣品數(shù)占15.38%，孔隙度在1.5%～2.5%樣品數(shù)占23.38%，孔隙度小于1.5%的樣品數(shù)占61.24%。對比蘇蓋特布拉克剖面肖爾布拉克組臺緣藻礁儲集層，臺內(nèi)藻丘儲集層總體較臺緣藻礁儲集層的物性差。

圖5　塔里木盆地中下寒武統(tǒng)白云巖儲集層類型和特征

圖6　塔里木盆地中下寒武統(tǒng)白云巖儲集層孔喉結(jié)構(gòu)特征

牙哈7X-1井中寒武統(tǒng)5 815～5 840 m井段阿瓦塔格組發(fā)育砂屑灘白云巖儲集層，孔隙類型以粒間孔和粒內(nèi)溶孔為主，少量溶蝕孔洞（見圖5d）?？紫抖葹?.85%～6.97%，平均為4.6%，其中，孔隙度在2.5%～4.5%的樣品數(shù)占21.43%，孔隙度大于4.5%的樣品數(shù)占64.29%。25 mm砂屑白云巖樣品CT掃描顯示平面上孔喉較均勻分布，垂向上具有旋回性，定量分析結(jié)果顯示孔喉分異不大，連通性較好（見圖6c、6d）。對比方1井可以發(fā)現(xiàn)，臺內(nèi)砂屑灘儲集層的物性要明顯好于臺內(nèi)藻丘儲集層。此外這類儲集層在臺內(nèi)肖爾布拉克組也較常見，如康2井（見圖5e）等。

2.3 臺內(nèi)膏云巖儲集層

臺內(nèi)膏云巖儲集層又可劃分為潛山和內(nèi)幕兩種類型，前者以牙哈10井為例，后者以中深5井為例，闡述臺內(nèi)膏云巖儲集層的特征。

牙哈10井中寒武統(tǒng)6 150～6 250 m井段阿瓦塔格組發(fā)育潛山型膏云巖儲集層，巖性為含膏結(jié)核泥—粉晶白云巖，孔隙類型以膏?？住⒏嗳芙堑[巖礫間孔為主（見圖5f、5g）?？紫抖葹?.50%～9.27%，平均為4.20%。25 mm泥—粉晶白云巖樣品CT掃描顯示孔隙孤立分布，孔隙與喉道的分異較好，連通體積占總體積的15.80%，孔喉連通性差（見圖6e、6f）。

中深5井在中寒武統(tǒng)的阿瓦塔格組和沙依里克組及下寒武統(tǒng)的吾松格爾組都發(fā)育內(nèi)幕型膏云巖儲集層，巖性為含膏或膏質(zhì)泥晶白云巖，孔隙類型以泥—粉晶白云石之間的微孔隙為主（見圖5h、5i），孔徑一般小于10 μm，是石膏或未云化灰質(zhì)溶蝕的產(chǎn)物。微孔面孔率1.5%～5.0%。3.5 mm泥粉晶白云巖樣品CT掃描顯示最大孔隙半徑4.68 μm，最小孔隙半徑0.38 μm，平均孔隙半徑1.86 μm；最大喉道半徑3.22 μm，最小喉道半徑0.38 μm，平均喉道半徑1.31 μm，孔隙與喉道的分異不明顯，但連通體積占總體積的78.80%，說明具有較好的孔喉連通性（見圖6g、6h）。

3 白云巖儲集層成因

3.1 物質(zhì)基礎(chǔ)

礁灘相和膏云巖沉積是儲集層發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)。不管臺緣礁灘還是臺內(nèi)丘灘，在相對高能環(huán)境下形成的多孔沉積物是儲集層形成的最原始的物質(zhì)基礎(chǔ)，這些孔隙既可以是顆粒灘的粒間孔，也可以是藻礁和藻丘的格架孔或體腔孔，它們本身不但是很好的儲集空間，還是后期流體運移的通道。此外，礁灘發(fā)育的地方會形成古地貌建隆，當海平面下降時，這些地貌高點容易受到大氣淡水淋濾作用的改造。

在蒸發(fā)潮坪環(huán)境的膏云巖過渡帶，石膏往往呈粒狀分布或呈薄層狀與泥晶白云巖互層發(fā)育。在大氣水環(huán)境下，石膏容易溶解，石膏顆粒被溶解形成膏?？?，石膏薄層被溶解導致上覆地層的垮塌形成溶塌角礫。因此在蒸發(fā)環(huán)境的潮間—潮上坪，石膏的沉淀不但導致了薩布哈白云石化作用的發(fā)生，并為后來的溶解作用奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.2 孔隙發(fā)育和保存

3.2.1 白云巖類型及成因

白云巖成因一直是多年來的研究熱點，前人提出了很多白云石化模式[5-6]，但白云石化作用均可分為兩個階段：①準同生—淺埋藏階段；②中—晚埋藏階段。準同生階段的薩布哈白云石化和淺埋藏階段滲透回流白云石化都與蒸發(fā)環(huán)境相關(guān)，白云石化作用速度快、時間短，形成的白云石晶粒細，并且往往保留原巖結(jié)構(gòu)；中—晚埋藏階段白云石化作用相對緩慢，形成的白云石晶粒較粗，往往為細晶級以上，局部殘留部分原巖結(jié)構(gòu)[7]。

無論露頭還是井下，塔里木盆地中下寒武統(tǒng)白云巖絕大多數(shù)為保留原巖結(jié)構(gòu)的（膏）泥粉晶白云巖、藻丘白云巖和顆粒白云巖，顆粒組分由泥晶、粉晶白云石構(gòu)成（見圖5a、5c、5d、5f、5h）；少量為細晶白云巖（見圖5e）。前者形成于準同生—淺埋藏階段，與塔里木盆地早中寒武世干旱的古氣候背景有關(guān)，相控明顯，規(guī)模分布；后者形成于中—晚埋藏階段，沿斷裂發(fā)育，分布局限。多參數(shù)地球化學特征進一步揭示塔里木盆地中下寒武統(tǒng)白云巖形成于準同生—淺埋藏期，主要為薩布哈和滲透回流白云石化作用的產(chǎn)物，只有少量細—中晶白云巖具有中晚期埋藏白云石化的特征。

圖7　塔里木盆地中下寒武統(tǒng)白云巖地球化學特征（d圖中不同顏色符號代表不同樣品）

根據(jù)CaO和MgO含量交會圖（見圖7a），泥晶白云巖和部分粉晶白云巖的CaO和MgO含量呈線性正相關(guān)，說明其巖性不純，含有泥質(zhì)，為典型的準同生薩布哈白云石化特征；部分粉晶白云巖的CaO和MgO呈線性負相關(guān)，說明白云石化作用時間短，方解石被白云石交代不徹底，表現(xiàn)為淺埋藏滲透回流白云石化特征。根據(jù)白云石有序度頻率統(tǒng)計（見圖7b），含膏地層中藻白云巖的有序度最低，指示在高鹽度海水中快速白云石化的過程，為典型臺內(nèi)滲透回流白云石化的特征；泥晶白云巖的有序度相對較低也反映了準同生—淺埋藏期快速白云石化的特征；而粉晶白云巖、砂屑白云巖和中—細晶白云巖的有序度相對較高則說明白云石化作用時間長，既具有淺埋藏也具有中深埋藏白云石化作用的特征。根據(jù)δ18O和δ13C交會圖（見圖7c），多數(shù)白云巖的δ18O值大于早—中寒武世全球海水δ18O值，說明這些白云巖主要形成于低溫環(huán)境并受到了大氣水的影響，因此可以推斷中—下寒武統(tǒng)的白云巖主要形成于準同生—淺埋藏環(huán)境。根據(jù)87Sr/86Sr特征（見圖7d）可以看出，泥晶白云巖的87Sr/86Sr值明顯高于寒武系海水的87Sr/86Sr平均值（約0.709 0），說明有殼源Sr的混入，為典型的薩布哈白云石化特征；而含膏地層中藻白云巖的87Sr/86Sr值也相對較高，反映了蒸發(fā)海水的特征；其他巖相的白云巖的87Sr/86Sr值略高于0.709 0說明其成巖過程中可能受到了大氣水的影響。根據(jù)微量元素Na、Sr交會圖（見圖7e）和Fe、Mn交會圖（見圖7f）可以看出，中—細晶白云巖具有低Na、Sr，高Fe、Mn含量的特征，反映為較明顯的中晚期埋藏特征；其他類型的白云巖總體具有中—高Na、Sr，中—低Fe、Mn含量的特征，反映白云石作用發(fā)生于準同生—淺埋藏期，白云石化流體主要為海水，并在成巖過程中受到了大氣水的影響；少數(shù)白云巖具有低Sr、Na和高Fe、Mn含量特征則說明了部分白云巖受到晚期埋藏流體改造。根據(jù)Th、U交會圖（見圖7g）和Al2O3、Fe2O3交會圖（見圖7h），泥晶白云巖具有較高的Th/U和Al2O3、Fe2O3含量，反映其形成于氧化環(huán)境；中—細晶白云巖具有較低的Th/U值和Al2O3、Fe2O3含量，反映其形成于還原埋藏環(huán)境；其他類型白云巖的形成環(huán)境總體介于氧化環(huán)境和還原環(huán)境之間，表現(xiàn)為淺埋藏特征。

3.2.2 孔隙類型及成因

碳酸鹽巖孔隙按形成階段主要可分為3類：①沉積原生孔隙；②早表生環(huán)境不穩(wěn)定礦物（文石、高鎂方解石等）溶解形成組構(gòu)選擇性溶孔；③晚表生環(huán)境碳酸鹽巖溶蝕形成的非組構(gòu)選擇性溶蝕孔洞，三者構(gòu)成了碳酸鹽巖儲集空間的主體[8-9]。塔里木盆地中下寒武統(tǒng)白云巖儲集層的孔隙以沉積原生孔和早表生組構(gòu)選擇性溶孔為主，在牙哈—英買力潛山區(qū)發(fā)育有晚表生溶蝕孔洞。

蘇蓋特布拉克剖面肖爾布拉克組臺緣礁灘儲集層的藻格架殘留孔是典型的沉積原生孔，周緣為白云石膠結(jié)物充填；溶蝕孔洞具有明顯的組構(gòu)選擇性，形成于早表生環(huán)境大氣淡水的溶蝕。以方1井為代表的臺內(nèi)丘灘儲集層以藻格架殘余孔為主，部分為石膏及白云石膠結(jié)物充填，屬沉積原生孔。以牙哈7X-1井中寒武統(tǒng)、康2井下寒武統(tǒng)為代表的臺內(nèi)灘儲集層以粒間孔和粒內(nèi)溶孔（孔洞）為主，前者為沉積原生孔，后者形成于早表生環(huán)境大氣淡水的組構(gòu)選擇性溶蝕。內(nèi)幕型臺內(nèi)膏云巖儲集層以微孔隙為主，可能是沉積原生孔，也可能形成于表生環(huán)境易溶的膏質(zhì)、灰質(zhì)的淡水溶蝕。潛山型臺內(nèi)膏云巖儲集層以膏?？?、膏溶角礫巖礫間孔為主，形成于晚表生環(huán)境大氣淡水的溶蝕。

塔里木盆地中下寒武統(tǒng)少量粉—細晶白云巖、細—中晶白云巖中發(fā)育的晶間孔和晶間溶孔也主要源于對埋藏前先存孔隙的繼承和調(diào)整[7,10]，部分形成于埋藏溶蝕作用。

3.2.3 白云石化作用對孔隙保存的貢獻

為討論白云石化作用對孔隙保存的貢獻，開展了礦物成分對溶蝕強度影響模擬實驗。選用泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、含生屑泥晶灰?guī)r和細—粉晶白云巖開展礦物成分對溶蝕強度影響模擬實驗，實驗在中國石油集團碳酸鹽巖儲層重點實驗室完成。模擬條件為2 mL/L乙酸溶液，開放-流動體系，表面溶蝕，流速3 mL/min，共開展13個溫壓點的模擬實驗，每個溫壓點的模擬實驗時間為30 min。

模擬實驗的結(jié)果表明，灰?guī)r的溶蝕速率大于白云巖，隨著埋藏深度增加，灰?guī)r和細粉晶白云巖在乙酸溶液中的溶解速率逐漸增加，并逐漸趨于一致（見圖8）。該模擬實驗說明：①在深層，無論是灰?guī)r還是白云巖，在有機酸、TSR及熱液等的作用下，可以通過溶蝕作用形成孔隙；②在表生環(huán)境，灰?guī)r通過溶蝕作用可以形成孔隙，而白云巖則很難被溶蝕。

圖8　礦物成分對溶蝕強度影響模擬實驗結(jié)果（灰?guī)r離子濃度采用Ca2+，云巖離子濃度采用Ca2++Mg2+）

根據(jù)白云巖成因、孔隙成因和模擬實驗結(jié)果，分析認為塔里木盆地中下寒武統(tǒng)白云巖儲集層形成經(jīng)歷3個關(guān)鍵過程（見圖9）：①礁灘相和膏云坪沉積中的沉積原生孔是儲集層發(fā)育的關(guān)鍵，并且由于氣候干旱，膠結(jié)物不發(fā)育，只在藻格架孔周緣見到少量的白云石膠結(jié)物，使沉積原生孔得到很好的保存；②準同生期未白云石化的灰質(zhì)、膏質(zhì)為早表生溶蝕孔洞的發(fā)育奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，準同生白云石化作用形成的白云巖構(gòu)成堅固的巖石格架對孔隙起到保護作用；③潛山區(qū)晚表生溶蝕作用形成的溶蝕縫洞改善了儲集層物性。由此可見，白云石化作用本身不一定形成孔隙，但對溶蝕孔洞的發(fā)育及保存具重要的控制作用[7]。

圖9　塔里木盆地中下寒武統(tǒng)白云巖儲集層形成過程模式圖

4 儲集層規(guī)模及分布

根據(jù)儲集層的成因，可以分析上述各類儲集層的發(fā)育規(guī)模。

臺緣礁灘儲集層規(guī)模較大，儲集層物性好，是塔里木盆地中下寒武統(tǒng)非常重要的勘探對象。這套儲集層在塔北西部臺緣帶廣泛發(fā)育，肖爾布拉克剖面、蘇蓋特布拉克剖面均有出露[4,11]，構(gòu)成弱鑲邊的臺緣，其潛力可觀。

以方1井下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組為代表的臺內(nèi)丘灘儲集層是礁灘儲集層由臺緣向臺內(nèi)的延伸，其中灘是主要的儲集層。一般而言，鑲邊臺地臺緣礁灘儲集層具“小礁大灘”的特征，而臺內(nèi)丘灘儲集層具“小丘小灘”的特征[12]，但塔里木盆地早寒武世屬緩坡—弱鑲邊臺地，由于臺地坡度緩，藻丘和伴生的砂屑灘帶寬度大，海平面輕微的升降就可導致丘灘體大范圍遷移，形成臺內(nèi)大面積層狀展布的丘灘儲集層，故方1井所揭示的臺內(nèi)丘灘儲集層潛力也很大。目前揭穿下寒武統(tǒng)的3口井中，有2口井鉆遇這套儲集層。

以牙哈7X-1井中寒武統(tǒng)為代表的臺內(nèi)灘儲集層由砂屑白云巖或粉—細晶白云巖組成，后者殘留砂屑結(jié)構(gòu)，粒間孔、粒內(nèi)溶孔和溶蝕孔洞發(fā)育。由于塔里木盆地中寒武世氣候更為干旱，而且屬鑲邊型臺地，膏鹽湖連片分布，故臺內(nèi)生物礁不發(fā)育，或以“小礁小灘”為特征[12]，這套儲集層的分布規(guī)模局限。目前揭穿中寒武統(tǒng)的9口井中，只有2口井鉆遇這套儲集層。

以中深5井中下寒武統(tǒng)為代表的內(nèi)幕型膏云巖儲集層，微孔隙形成于白云石晶體間膏質(zhì)或灰質(zhì)的溶解。膏云巖的發(fā)育受氣候和相帶控制，膏云巖過渡帶是有利相帶，塔里木盆地早中寒武世古地理和古氣候背景揭示這套儲集層可以呈片狀大面積分布，垂向上多套疊置，規(guī)模較好。以牙哈10井中寒武統(tǒng)為代表的潛山型白云巖儲集層膏?？?、礫間孔發(fā)育，原巖為含石膏結(jié)核的泥—粉晶白云巖，受不整合面控制，分布局限于潛山區(qū)。

5 結(jié)論

塔里木盆地中下寒武統(tǒng)白云巖儲集層發(fā)育臺緣礁灘、臺內(nèi)丘灘和臺內(nèi)膏云巖3類儲集層，其中，臺內(nèi)膏云巖儲集層又可分為潛山型和內(nèi)幕型兩個亞類；儲集層巖石類型有藻礁（丘）白云巖、砂屑白云巖（部分重結(jié)晶呈細—中晶白云巖）和膏云巖，藻礁（丘）白云巖儲集層以藻格架（溶）孔為主，砂屑白云巖儲集層以粒間、粒內(nèi)（溶）孔及晶間（溶）孔為主，膏云巖儲集層以石膏鑄模孔及微孔隙為主；礁灘相和膏云坪沉積中的沉積原生孔是儲集層發(fā)育的關(guān)鍵，準同生期未白云石化的灰質(zhì)、膏質(zhì)為早表生溶蝕孔洞的發(fā)育奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，準同生白云石化作用形成的白云巖構(gòu)成堅固的巖石格架對孔隙起到保護作用；中下寒武統(tǒng)臺緣礁灘儲集層既有規(guī)模，儲集層物性又好，是非?，F(xiàn)實的勘探對象，而下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組臺內(nèi)丘灘儲集層和中下寒武統(tǒng)內(nèi)幕型膏云巖儲集層的潛力較好。

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聯(lián)系作者：鄭劍鋒（1977-），男，浙江龍游人，碩士，中國石油杭州地質(zhì)研究院高級工程師，主要從事碳酸鹽巖沉積儲集層研究。地址：浙江省杭州市西湖區(qū)西溪路920號，杭州地質(zhì)研究院，郵政編碼：310023。E-mail：zhengjf_hz@petrochina.com.cn

（編輯 黃昌武）

Characteristics， origin and distribution of dolomite reservoirs in Lower-Middle Cambrian， Tarim Basin， NW China

SHEN Anjiang1, 2, ZHENG Jianfeng1, 2, CHEN Yongquan3, NI Xinfeng1, 2, HUANG Lili1
(1.PetroChina Hangzhou Research Institute of Geology, Hangzhou 310023, China; 2.Key Laboratory of Carbonate Reservoir, CNPC, Hangzhou 310023, China; 3.PetroChina Tarim Oilfield Company, Korla 841000, China)

Abstract：Based on cores, thin sections and drilling data of 18 wells and two outcrop profiles of the Lower-Middle Cambrian in the Tarim Basin, geochemical analysis of multi-parameters in micro-area (the same type of diagenetic minerals formed in different diagenetic events) and reservoir dissolution modeling were carried out to find out the types, origin and distribution of Lower-Middle Cambrian dolomite reservoirs.There develop three types of dolomite reservoirs, margin reef-shoal reservoir, platform interior mound-shoal reservoir and platform interior gypsodolomite reservoir.The rock types include algae dolomite, grain dolomite, and gypsodolomite; the pore types in them include algae framework pores in algae dolomite; intergranular pores, intra-granular dissolved pores, inter-crystalline dissolved pores in grain dolomite and gypsum-dissolved pore gypsodolomite.The primary pores in sediments of reef-shoal facies and gypsodolomite flat are the key to the development of the dolomite reservoirs, some aragonite and calcite are the material basis of dissolution in early supergene stage, and the dolomite formed in penecontemporaneous dolomitization acts as strong rock skeleton to protect the primary pores from destructive effect in burial stage.The margin reef-shoal reservoirs, large in scale and good in physical properties, are the most practical exploration targets; furthermore, the platform interior reef-shoal reservoirs in Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation and platform interior gypsodolomite reservoir in the Middle-Lower Cambrian have higher oil and gas potential.

Key w ords：Tarim Basin; Lower-Middle Cambrian; dolomite; reservoir; margin reef-shoal; platform interior mound-shoal; gypsodolomite

中圖分類號：TE122.2

文獻標識碼：A

文章編號：1000-0747(2016)03-0340-10

DOI:10.11698/PED.2016.03.03

基金項目：國家重大科技專項“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”（2011ZX05004-002）；中國石油天然氣股份有限公司重大科技專項“深層油氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究”（2014E-32-02）

第一作者簡介：沈安江（1965-），男，浙江蘭溪人，博士，中國石油杭州地質(zhì)研究院教授級高級工程師，主要從事碳酸鹽巖沉積儲集層研究。地址：浙江省杭州市西湖區(qū)西溪路920號，杭州地質(zhì)研究院，郵政編碼：310023。E-mail：shenaj_hz@petrochina.com.cn

收稿日期：2015-08-05 修回日期：2016-03-25