塔里木盆地古城地區(qū)奧陶系灘相白云巖氣藏特征及主控因素

馮軍 ，張亞金，張振偉，付曉飛, ，王海學，王雅春，劉洋，張君龍，李強，馮子輝

（1. 東北石油大學地球科學學院，黑龍江大慶 163318；2. 東北石油大學“陸相頁巖油氣成藏及高效開發(fā)”教育部重點實驗室，黑龍江大慶163318；3. 大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶 163712；4. 黑龍江工程學院，哈爾濱150050）

0 引言

塔里木盆地下古生界奧陶系碳酸鹽巖油氣資源豐富，目前已在塔北、塔中、順南、順北等地區(qū)發(fā)現(xiàn)一系列油氣藏，這些油氣藏一般以灰?guī)r潛山油氣藏、巖溶縫洞型油氣藏或走滑斷裂控制的斷溶體型油氣藏為主。關于油氣藏的儲集層特征、形成條件與分布規(guī)律已有大量文獻報道[1-12]，但相對而言，塔里木盆地灘相白云巖氣藏發(fā)現(xiàn)相對較少[4]，對灘相白云巖儲集層特征、氣藏類型及形成主控因素等還有待深入研究。

塔里木盆地古城地區(qū)GC6井奧陶系白云巖氣藏的發(fā)現(xiàn)揭開了灘相白云巖氣藏勘探的序幕[13]，為不斷發(fā)現(xiàn)油氣資源拓展了新領域。本文以近年來古城地區(qū)連片三維地震解釋結果為基礎，結合鉆井、測井和地質實驗分析，對古城地區(qū)灘相白云巖氣藏類型及其形成主控因素進行探討，揭示其氣藏分布規(guī)律，對塔里木盆地下古生界白云巖油氣藏勘探，尤其是塔西東部臺緣帶油氣勘探起到理論和實踐指導意義。

1 區(qū)域地質概況

古城地區(qū)位于塔里木盆地北部坳陷區(qū)中南部，面積約6 100 km2，東部與塔東隆起相鄰，西部與塔中隆起相接，是一個北西傾的下古生界寬緩鼻狀隆起，被北東向斷裂切割成塹壘相間的斷塊構造格局（見圖 1）。古城低凸起構造演化與塔中隆起相似，主要經(jīng)歷了加里東、海西、印支、燕山、喜馬拉雅期等多期構造運動[14-15]，基本構造面貌在海西期—印支期基本定型，在以后的構造運動中僅有輕微調整，具有形成早、定型早、后期穩(wěn)定的特點。古城地區(qū)自下而上主要發(fā)育寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系、白堊系、第三系及第四系，缺失志留系、泥盆系和侏羅系。寒武紀—奧陶紀為海相沉積，石炭紀以后為陸相沉積。寒武系、奧陶系在全區(qū)分布，累計厚度一般超過5 000 m，海相碳酸鹽巖地層是油氣勘探的主要目的層，目前發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)氣層即位于奧陶系鷹山組三段（以下簡稱鷹三段）[4,14]。

圖1 古城地區(qū)構造位置及地層綜合柱狀圖

古城地區(qū)寒武紀—奧陶紀主要發(fā)育碳酸鹽臺地—臺地邊緣—斜坡—陸棚—盆地的沉積體系[16-17]。寒武系下統(tǒng)為斜坡—陸棚—盆地相，中上統(tǒng)為鑲邊型臺地—臺緣帶，地層巖性以泥巖和白云巖為主，沉積了有利烴源巖層和儲集層；早中奧陶世發(fā)育的蓬萊壩組、鷹山組、一間房組、吐木休克組沉積于局限臺地相、開闊臺地相和盆地相，發(fā)育大面積的臺緣顆粒灘相，巖性以白云巖、云質灰?guī)r、顆?；?guī)r、微晶灰?guī)r為主，構成了有利的儲集層和直接蓋層。晚奧陶世沉積了一套巨厚的卻爾卻克組碎屑巖，以泥巖為主，夾薄層粉細砂巖，厚度巨大，后期遭受剝蝕，殘余厚度仍超過2 000 m，可作為油氣成藏的區(qū)域蓋層。

區(qū)域地層展布及烴源巖發(fā)育特征分析表明[4,18-21]，古城地區(qū)主要發(fā)育下寒武統(tǒng)盆地相玉爾吐斯組、中寒武統(tǒng)陸棚—盆地過渡相莫合爾山組（相當于沙依里克組）兩套烴源巖。根據(jù)鄰區(qū)TD1、TD2、DT1、YD2、YL1等井的鉆探結果，下寒武統(tǒng)烴源巖厚度分別為39，33，43，57，61 m，巖性為黑色含硅泥巖，TOC值為0.50%～3.26%，平均值為 2.67%，Ro值為 1.73%～2.91%，為一套高—過成熟優(yōu)質烴源巖。鄰區(qū)TD2、TD1、DT1、YD2等井鉆遇的中寒武統(tǒng)盆地相烴源巖，厚度分別為35，31，33，60 m，巖性為鈣質泥巖，TOC值為0.51%～2.58%，平均值為1.60%，Ro值為2.54%，屬于中等—較好烴源巖。古城地區(qū)碳酸鹽巖儲集層包裹體分析證實，油氣經(jīng)歷了兩期成藏，第 1期以油氣藏為主，時間在中—晚奧陶世；第 2期成藏以天然氣為主，時間在第四紀[22]。

2 氣藏特征

2.1 氣藏溫度、壓力

古城鷹三段氣藏 6口井的原始地層壓力、溫度資料測定結果見表1，地層壓力為66.83～73.80 MPa，壓力系數(shù)為 1.07～1.19，溫度為 164.1～177.1 ℃，地溫梯度為2.73～2.86 ℃/100 m，屬于常溫常壓氣藏。各氣層總體上具有相近的壓力系數(shù)和氣藏溫度，反映成藏背景條件相似，局部有略微差異。

表1 古城地區(qū)鷹三段氣藏實測地層壓力統(tǒng)計表

2.2 氣藏流體性質

古城氣藏天然氣甲烷含量為65.62%～98.30%，平均值為85.25%，干燥系數(shù)為0.995，為干氣特征。非烴類氣體含量為 7.12%，以二氧化碳為主。GC6井地層流體溫度壓力分析表明，天然氣在地層條件下呈單一氣相，在相圖上地層溫度遠離相包絡線右側。地面分離條件點處于兩相區(qū)外，表現(xiàn)出干氣藏的相態(tài)特征。天然氣組成分析顯示，C1+N2含量為 94.066%，C2—C6+CO2含量為5.926%，C7+含量為0.008%，在氣藏類型分類三角相圖上，屬干氣藏的范圍。

據(jù)GC18、GC6井樣品分析，古城地區(qū)鷹三段氣藏地層水密度為1.11～1.14 g/cm3，pH值6.00～7.04，Cl-含量為 10 900～117 832 mg/L，Ca2+含量為 1 111～1 151 mg/L，Mg2+含量為 569～595 mg/L，SO42-含量為160～255 mg/L，總礦化度為177.0～178.6 g/L，地層水為CaCl2水型，高礦化度、偏酸性、含多種微量元素，具深層封閉環(huán)境特征。

2.3 氣藏氣水關系

古城地區(qū)奧陶系鷹三段頂部白云巖儲集層普遍見含氣顯示，主要發(fā)育在白云巖頂面，但總體具有相對統(tǒng)一氣水界面，氣層底界海拔位于-5 120 m附近，氣柱高度最大為222 m。在該海拔以上范圍內，氣測顯示比較活躍，基本反映了氣層分布的特征。壓裂酸化后短期試油結果以工業(yè)氣流或低產(chǎn)氣流為主，日產(chǎn)量（0.09～107.89）×104m3。在海拔-5 230 m以深，測井和試油結果以產(chǎn)水為主，如GC7井累計產(chǎn)水24 m3，GC18井累計產(chǎn)水213 m3。在海拔-5 230～-5 120 m，以氣水同層為主，測井解釋為氣水層或氣水間互層。

2.4 氣藏類型

氣層縱向分布主要受鷹三段頂部灘相白云巖儲集層控制，油氣富集程度與儲集層物性和海拔高度相關，單井多套氣層之間不連通，但各氣層具有相對統(tǒng)一的氣水界面；平面上氣藏分布受灘相儲集層沉積相帶控制，氣藏范圍與灘體分布面積及灘體上傾尖滅或構造圈閉有關，灘與灘之間不連通，一灘一藏。氣藏總體表現(xiàn)為構造背景下受灘體控制的巖性氣藏（見圖2）。

圖2 古城地區(qū)GC9井—GC601井—GC6井—GC7井—GC8井鷹三段氣藏剖面圖（剖面位置見圖1）

3 氣藏形成主控因素

3.1 氣源條件

古城地區(qū)氣藏中天然氣以烴類氣體為主，其中甲烷體積分數(shù)主要為80.8%～97.9%，重烴（C2+）體積分數(shù)低，主要為0.11%～5.72%，反映天然氣成熟度較高。天然氣烴類組分碳同位素組成分布范圍較寬，δ13C1值為-39.1‰～-30.2‰，δ13C2值為-38.7‰～-32.9‰，δ13C3值為-35.0‰～-31.3‰。δ13C2與δ13C1差值小，一般為3‰～6‰，反映海相腐泥型母質生氣的特征[23]。根據(jù)戴金星等建立的海相天然氣甲烷碳同位素組成與相應烴源巖成熟度Ro的經(jīng)驗公式[24]，古城地區(qū)天然氣對應的Ro值為2.40%～3.32%，顯示天然氣主體進入過成熟階段。由于古城地區(qū)天然氣甲烷和乙烷碳同位素組成具有部分倒轉現(xiàn)象，揭示這些天然氣不僅來自于寒武系烴源巖[25]，而是由不同成因天然氣混合的結果。根據(jù)古城地區(qū)寒武系儲集層瀝青等效鏡質體反射率約2.0%和寒武系烴源巖鏡質體反射率大于2.5%的實際，計算古城地區(qū)天然氣古油藏裂解氣和深部烴源巖分散有機質裂解氣的貢獻分別為 10%～50%和 50%～90%[26]。古城地區(qū)寒武系玉爾吐斯組烴源巖及CHT1、CHT2井揭示的寒武系古油藏均發(fā)育在鷹三段白云巖氣藏下部。

3.2 儲集層條件

晚寒武世—早奧陶世中期，塔里木盆地相對海平面持續(xù)上升，可容納空間持續(xù)增大，碳酸鹽巖保持較高的沉積速率[27]。古城地區(qū)由東向西，沉積環(huán)境依次由半深水盆地—外緩坡—中緩坡—內緩坡過渡。奧陶紀鷹山組沉積時期，古城地區(qū)總體為西高東低的緩坡背景，在50 km的橫向距離上高差約50～100 m，從西向東依次發(fā)育內緩坡、中緩坡、外緩坡等沉積相帶（見圖3）。臺內西部GC10井主要沉積了潮坪—潟湖相泥粉晶白云巖，對應淺水低能的內緩坡沉積環(huán)境；向東GC8井—GC14井區(qū)一帶，沉積了中緩坡云化灘（殘余顆粒結構）、灘間云坪等中—細晶白云巖及灘間洼地、中高能灘相灰?guī)r，進一步可細化為中緩坡內帶和中緩坡外帶；東部 CHT1井區(qū)主要發(fā)育外緩坡風暴巖和較深水泥晶灰?guī)r。緩坡沉積背景決定灘相白云巖儲集層的有利發(fā)育區(qū)在中緩坡相帶，這個相帶沉積于平均海平面與平均浪基面之間，灘相顆?；?guī)r易遭受大氣淡水淋濾改造和滲透回流白云石化作用，為大規(guī)模白云巖儲集層形成提供了物質基礎。比較而言，中緩坡內帶由于水體較淺，易發(fā)生云化作用，云化灘相對發(fā)育。中緩坡外帶水體相對較深，水體能量較強，中—高能顆粒灘發(fā)育。

圖3 古城地區(qū)奧陶系鷹山組碳酸鹽緩坡臺地沉積模式圖（GR—自然伽馬；φ—孔隙度）

以古城地區(qū)GC601井鷹三段106 m連續(xù)取心分析為基礎，結合測井電性特征、巖石碳氧同位素組成分析表明，巖性以向上水體變深的云化灘沉積演變?yōu)橹小湍転?、灘間海相沉積為主，碳同位素組成表現(xiàn)為正偏移特征。鷹三段沉積期在海平面總體上升的背景下，縱向上大致可劃分出3個沉積旋回（見圖4），每個旋回灘體沉積環(huán)境略有差異。第 1旋回灘體發(fā)育于內緩坡和中緩坡，以泥云坪、灘間云坪和云化灘沉積為主；第2旋回灘體發(fā)育于中緩坡，發(fā)育灘間云坪和中—高能云化灘沉積；第3旋回灘體發(fā)育于外緩坡和中緩坡，以灘間海和中—高能云化灘沉積為主。3個沉積旋回的共同之處是中—高能云化灘沉積一般發(fā)育在旋回的中上部，累計厚度30～60 m。巖心觀察揭示，鷹三段灘體由多個米級沉積旋回組成，單旋回厚度0.10～4.27 m。旋回頂部發(fā)育細—中晶云巖、粗晶云巖，見溶蝕孔洞和滲流粉砂充填結構；旋回中部以細—中晶云巖為主，見顆?；糜敖Y構；旋回底部發(fā)育亮晶砂屑灰?guī)r。單旋回灘體較薄，一般小于2 m，但累計厚度大，灘地比一般大于75%。

圖4 古城地區(qū)GC7井奧陶系鷹三段高頻層序與沉積相綜合柱狀圖（RLLD—深側向電阻率；RLLS—淺側向電阻率；Pe—光電吸收截面指數(shù)）

地震正演表明，鷹三段中—細晶白云巖灘體在地震剖面上具有“厚度加大、低幅度凸起、弱反射、側積結構”等反射特征，而湖/灘間洼地相泥粉晶白云巖為連續(xù)性較強反射（見圖5）。根據(jù)上述地震反射特征，對古城三維地震工區(qū)白云巖灘體刻畫識別，結果表明，隨著海平面的逐漸上升，灘體在縱向上相互疊置，平面上逐漸向臺內發(fā)生遷移，形成了平行于臺緣呈南北向展布的3條灘帶（見圖6）。東部的第1灘帶主要發(fā)育第 1旋回中—高能顆粒灘，受鷹四段古地貌控制，云化程度較低，背靠海一側灘體云化程度較高，灘體厚度較薄，如GC8井灘相白云巖厚度僅13.6 m；中部的第2灘帶發(fā)育第2、3旋回灘體，灘體分布受鷹三段沉積早期古地貌控制，表現(xiàn)為多個厚度較大的“丘狀”灘體的垂向疊置、側向遷移組合，以 GC6、GC9井為代表，云化灘累計厚度大于 100 m；西部的第 3灘帶也是第2、3旋回灘體疊加而成，灘體分布受鷹三段中期古地貌控制，GC18井鉆遇灘體核部，灘相白云巖累計厚度達80.8 m。這些大面積疊置發(fā)育的白云巖灘體為儲集體形成提供了物質基礎。

圖5 古城地區(qū)鷹三段白云巖灘體地震反射特征圖

圖6 古城地區(qū)奧陶系鷹三段白云巖灘體地震屬性（李氏混沌）預測圖

3.3 儲集層形成的關鍵因素

碳酸鹽巖儲集層大型化發(fā)育的地質條件包括沉積相帶、層間及層內溶蝕-溶濾作用、埋藏白云石化與熱液聯(lián)合作用等[28]，古城地區(qū)白云巖儲集層的形成機制目前還在研究中，但已認識到白云石化作用和熱液溶蝕作用對儲集層形成的意義[29]。本次研究通過大量樣品分析發(fā)現(xiàn)，鷹三段白云巖儲集層主要為細晶云巖、中—粗晶云巖，少量粗晶云巖，孔隙度一般為1.8%～5.0%，滲透率一般小于0.1×10-3μm2。孔隙類型包括孔隙型、孔洞型、裂縫孔洞型、裂縫型等，儲集空間是多種因素疊加改造的結果（見圖7）。①鷹三段緩坡沉積的顆粒灰?guī)r灘，在沉積期或成巖前經(jīng)歷多期小規(guī)模的暴露淋濾，表生巖溶作用進一步改善了顆粒灘的物性條件。在單個灘體頂部可見溶蝕孔洞中滲流粉砂充填，以及垮塌形成的角礫沉積（見圖7a）。②顆?；?guī)r準同生期—淺埋藏期白云石化作用，白云巖晶體中可見顆?；糜啊Ｏ绕趲r溶作用形成的孔洞為灘相白云石化提供有利離子交換空間，促進白云石化作用，并在原有孔隙基礎上繼承發(fā)育晶間孔（見圖7b），這類儲集層一般在單個灘體的中上部。③云化后灘相白云巖儲集層疊加斷裂和熱液溶蝕改造以后，在斷裂附近局部形成裂縫-溶蝕孔洞型優(yōu)質儲集層（見圖 7c）。白云巖的熱液溶蝕作用一般是斷穿基底的走滑斷裂提供熱液活動的通道[11,30-31]，斷裂對溶蝕范圍起控制作用，古城地區(qū)走滑斷裂及其與其他基底斷裂交會部位是熱液溶蝕作用的有利發(fā)育區(qū)。由于孔隙成因與改造程度不同，不同類型儲集層物性差異較大，裂縫-孔洞型儲集層物性較好，孔隙度為 1.0%～20.3%，滲透率為（0.061～19.000）×10-3μm2；孔洞型儲集層物性一般，孔隙度為 0.4%～3.2%，滲透率為（0.024～16.700）×10-3μm2；孔隙型儲集層物性較差，孔隙度為0.1%～2.8%，滲透率為（0.066～3.741）×10-3μm2。

圖7 古城地區(qū)鷹三段白云巖儲集層孔隙特征圖

古城地區(qū)鷹三段白云巖氣層試氣結果證實，灘相白云巖儲集層裂縫、溶蝕縫發(fā)育程度與氣層的產(chǎn)能正相關。GC6、GC8、GC9井白云巖儲集層儲集空間類型為裂縫孔洞型或裂縫型，裂縫和溶蝕縫發(fā)育程度為18～52條/m，試氣后獲工業(yè)氣流或高產(chǎn)工業(yè)氣流。GC601、GC17、GC12井儲集空間類型以孔洞型、孔隙型為主，氣層裂縫和溶蝕縫發(fā)育程度一般小于10條/m，試氣結果一般為低產(chǎn)或干層。裂縫及溶蝕縫發(fā)育程度和氣層產(chǎn)量的關系表明，斷裂改造及其熱液溶蝕作用對灘相白云巖儲集層高產(chǎn)起控制作用。

3.4 蓋層條件

古城地區(qū)鉆井資料揭示，鷹三段白云巖氣藏上覆的鷹一段、鷹二段，以及一間房組和吐木休克組均為致密灰?guī)r，累計厚度一般為350～500 m，可以作為氣藏的直接蓋層，鷹三段白云巖儲集層發(fā)現(xiàn)的氣層或含氣顯示均在這套灰?guī)r蓋層之下。這套直接蓋層與上奧陶統(tǒng)巨厚的卻爾卻克組泥巖區(qū)域蓋層（厚 2 300～2 500 m）構成復式蓋層，為氣藏的形成提供了遮擋條件。古城地區(qū)泥晶灰?guī)r和粉晶云巖的突破壓力分布表明，泥晶灰?guī)r突破壓力一般超過8.0 MPa，最高達38.6 MPa；粉晶云巖突破壓力大部分小于4.0 MPa，最低僅0.2 MPa，證實泥晶灰?guī)r和灘相白云巖儲集層可以構成良好的儲蓋組合[32]。古城地區(qū)8口井（GC16、GC13、GC14、GC8、GC9、GC10、GC12和 CHT1井）樣品奧陶系灰?guī)r和白云巖擴散系數(shù)實驗分析證實，鷹山組上部灰?guī)r地層封蓋能力較強，主要以Ⅱ類為主，可以為下奧陶統(tǒng)白云巖儲集層提供有效的封蓋條件。

3.5 優(yōu)勢氣源通道

溝通烴源巖和氣層的斷裂為氣藏的形成提供了氣源通道。鷹三段頂面地層曲率分析表明，古城三維工區(qū)內主要發(fā)育北東、北北東、北西走向的 3組斷層（見圖8），地震剖面上主要表現(xiàn)為張性、張扭走滑、壓扭走滑3種性質，斷裂演化主要經(jīng)歷4個時期。第1期伸展斷層，發(fā)育于寒武紀—早奧陶世，以張性正斷層為主，數(shù)量多，規(guī)模?。坏?2期張扭斷層，活動時期為中奧陶世，斷層呈北東向，以張扭性走滑斷裂為主，主要發(fā)育5組，由東向西減弱；第3期壓扭走滑斷層，活動時期為上奧陶世—泥盆紀，發(fā)育北北東、北西向斷層，持續(xù)時間長，其中北北東向斷裂發(fā)育 7組，由西向東減弱；第 4期擠壓、壓扭斷層，活動時期為石炭紀—第四紀，北北東向和北西向斷層進一步發(fā)育，以擠壓、壓扭性走滑斷裂為主，工區(qū)內東強西弱。

斷裂演化史與古城地區(qū)中—晚奧陶世和第四紀 2期成藏時間匹配表明，第 2期張扭斷裂形成以后的各期斷裂，對油氣運移成藏或調整都可能起到通道作用。由于現(xiàn)今地層主應力方向、開啟裂縫發(fā)育方向大部分為北北東或北北西方向（見圖8），與第3、4期持續(xù)活動的北北東向斷裂方向一致，結合第四紀為天然氣的主要成藏期，因此推測古城地區(qū)北北東向走滑斷裂是天然氣成藏的優(yōu)勢氣源通道。

3.6 天然氣聚集有利指向區(qū)

塔里木盆地區(qū)域構造演化特征對巖相古地理格局和油氣成藏過程均有重要控制作用[14,33-34]。依據(jù)地層原始沉積厚度恢復，對古城地區(qū)鷹三段頂面構造發(fā)育史研究表明，古城低凸起形成演化可分為以下幾個階段。①形成期（加里東中期—晚期）：奧陶紀末受西昆侖方向構造擠壓作用的影響，塔里木盆地南部整體由伸展環(huán)境轉變?yōu)閿D壓環(huán)境，塔中地區(qū)開始擠壓抬升，古城低凸起形成雛形。②定型期（加里東晚期—海西期—印支期）：泥盆紀末西昆侖及阿爾金方向構造作用聯(lián)合對古城地區(qū)產(chǎn)生影響，并且阿爾金方向的構造擠壓作用逐漸增強；石炭紀末古城地區(qū)受來自東南阿爾金方向的擠壓作用強烈抬升，由原來的西北高、東南低轉變?yōu)闁|南高、西北低的構造格局；三疊紀末阿爾金方向的構造作用在塔東隆起帶上作用最強，古城地區(qū)同樣受到較強構造作用的影響，古城低凸起在海西期構造作用的基礎上繼續(xù)發(fā)育并定型。③穩(wěn)定期（燕山期—喜馬拉雅期）：侏羅紀以后古城地區(qū)受構造作用影響較弱，主要在南部車爾臣斷裂帶附近，后期作用較強，而車爾臣斷裂帶以南的地區(qū)整體進入穩(wěn)定沉降階段。因此，古城低凸起具有形成早、定型早、后期穩(wěn)定的特點，是油氣運移聚集的有利指向區(qū)，可以富集不同成藏階段形成的油氣。

4 氣藏富集特征

4.1 氣藏成因

古城地區(qū)目前有鉆探井18口，其中針對奧陶系白云巖儲集層探井15口，獲得工業(yè)氣流井4口（GC6、GC8、GC9、GC17井），低產(chǎn)氣流井 4口（GC12、GC14、GC16、GC11井）。這8口井有以下特點：①均位于海拔－5 120 m構造圈閉內的灘體里，且8口井均在白云巖儲集層頂部綜合解釋有氣層、差氣層；②8口井白云巖儲集層厚度為11.2～67.8 m，平均值為25.5 m，儲集層發(fā)育厚度與灘體厚度呈正相關關系；③灘相白云巖儲集層與北北東向走滑斷裂交叉部位，氣層產(chǎn)量高，已發(fā)現(xiàn) 4口工業(yè)氣流井，距離北北東向走滑斷裂的垂直距離一般小于0.5 km。另外，在-5 120 m構造圈閉內的探井，如走滑斷裂上灘相儲集層不發(fā)育或有灘相儲集層但縫裂不發(fā)育，也不能獲得好的勘探效果，如GC7井（灘相不發(fā)育）、GC601井（有灘相但裂縫不發(fā)育），僅見到氣顯示。在海拔-5 120 m構造圈閉外的探井有白云巖儲集層，如GC18、GC15、GC13井，但未見到氣顯示；在白云巖儲集層發(fā)育區(qū)之外，如 GC4、CHT1、CHT2、CHT3等井，位于灰?guī)r發(fā)育區(qū)，也未見到好顯示。因此，奧陶系鷹三段白云巖氣藏表現(xiàn)為構造背景下受“灘-斷雙控”的巖性氣藏特征，其形成和富集受區(qū)域構造背景、有效的儲蓋配置及晚期走滑斷層作用等多種因素共同控制（見圖9）。

圖9 古城地區(qū)奧陶系鷹三段有利區(qū)分布圖

4.2 氣藏分布控制因素

白云巖氣藏在空間分布上主要與兩方面因素有關。①平面分布上受沉積相帶控制，氣層或氣顯示主要分布在鷹三段中緩坡內發(fā)育云化灘的區(qū)域，鷹三段發(fā)育的 3個灘帶是天然氣分布的有利地區(qū)；②縱向上受鷹三段 3期旋回影響，每期旋回頂部發(fā)育的白云巖儲集層均是天然氣聚集的有利層段，并有自臺緣向臺內由東向西逐漸抬升的趨勢。

4.3 氣藏富集因素

氣藏中油氣富集部位或實現(xiàn)高產(chǎn)主要受 2個條件控制。①油氣富集與北北東向走滑斷裂和灘體有關。在地質歷史時期，北北東向斷裂由于持續(xù)活動，熱液流體沿走滑斷裂向上運移，遇蓋層遮擋后橫向遷移，其中灘相白云巖相對高孔滲儲集層是次生熱液流體橫向優(yōu)先改造的有利層位，因此走滑斷裂帶及其與灘體的疊加部位儲集層條件更好，易于油氣富集。另外在油氣成藏期，尤其是喜馬拉雅期成藏期，天然氣通過北北東向走滑斷裂向上運移輸導至奧陶系鷹山組儲集層，斷裂附近優(yōu)先獲得氣源，成藏條件更優(yōu)越。目前在古城地區(qū)確認的 7個北北東向斷裂帶均是天然氣富集的有利區(qū)帶。②構造高部位更有利于天然氣富集。GC6、GC8、GC9等獲得工業(yè)氣流井均位于研究區(qū)構造高部位。目前發(fā)現(xiàn)的天然氣顯示或氣層均位于海拔-5 230 m以淺區(qū)域。因此，實現(xiàn)灘相白云巖儲集層天然氣的高產(chǎn)，構造高部位和斷裂發(fā)育帶是優(yōu)先考慮的有利因素。

5 結論

古城地區(qū)奧陶系鷹三段白云巖氣藏為構造背景下發(fā)育的“灘-斷雙控”的巖性氣藏。古城地區(qū)是繼承性發(fā)育的低凸起，構造高部位是天然氣運移成藏的有利指向區(qū)，目前發(fā)現(xiàn)的天然氣顯示或氣層均位于海拔-5 230 m以淺區(qū)域，但能否成藏還要綜合考慮油氣源是否充足、儲集層是否發(fā)育、圈閉是否有效等因素。

古城地區(qū)臺緣緩坡沉積背景為大面積顆粒灘相沉積創(chuàng)造了條件。中—高能顆粒灘沉積一般發(fā)育在旋回頂部，隨海平面上升，顆粒灘在橫向上有從臺緣向臺地內遷移的趨勢，目前在古城地區(qū)鷹三段識別出的 3個灘帶是天然氣分布的有利地區(qū)。

顆粒灘相灰?guī)r經(jīng)過淋濾作用、早期云化作用，發(fā)育大量晶間或粒間孔隙，疊加走滑斷裂改造和熱液溶蝕作用，可以形成優(yōu)質儲集層，古城地區(qū)長期發(fā)育的7條北北東向斷裂對優(yōu)質儲集層的形成有控制作用。

古城地區(qū)天然氣來源于古油藏裂解和烴源巖分散有機質裂解，油氣成藏具有“下生上儲”的特征，長期活動并開啟性好的北北東向斷裂是天然氣成藏的優(yōu)勢運移通道，古城地區(qū)識別出的 7條北北東向斷裂帶是天然氣優(yōu)先成藏的有利區(qū)。

古城地區(qū)鷹三段白云巖氣藏上覆鷹一段、鷹二段，一間房組和吐木休克組致密灰?guī)r，由臺緣向臺內逐漸減薄，總厚度約500 m，可以作為氣藏的直接蓋層，這套蓋層突破壓力高、擴散系數(shù)低，封閉性好，目前發(fā)現(xiàn)的氣層或含氣顯示均在這套灰?guī)r蓋層之下。