阿姆河右岸基爾桑地區(qū)牛津階生物礁儲層特征及控制因素

劉 勇 楊洪志 劉義成 朱文旭 別 沁

1.中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院 2.中國石油西南油氣田公司輸氣處工藝研究所

1 區(qū)域地質(zhì)概況

土庫曼斯坦阿姆河右岸地區(qū)是中亞天然氣重要氣源和中國—中亞天然氣管道的源頭，位于土庫曼斯坦東部阿姆河與烏茲別克斯坦邊界之間的狹長區(qū)域[1－2]。盆地發(fā)育經(jīng)歷了二疊紀—三疊紀裂陷期、侏羅紀—古近紀始新世裂后熱沉降期和漸新世—新近紀抬升改造3個階段[3－6]，構(gòu)造類型多樣。晚白堊世賽諾曼期處于整體沉降初期，海盆邊緣的碳酸鹽巖臺地形成邊緣生物礁（丘）沉積（A區(qū)）與深水斜坡堡礁（丘）沉積（B區(qū)）[7]。B區(qū)絕大部分礁丘巖性圈閉均較有規(guī)律地分布在各隆起構(gòu)造帶上，形成典型的構(gòu)造—巖性圈閉氣藏，含氣性較好，礁丘基爾桑氣田即在此類復(fù)合圈閉發(fā)育區(qū)。

基爾桑氣田自上而下鉆遇新近系、古近系、白堊系、侏羅系[8]；中下侏羅統(tǒng)濱海相碎屑巖為該區(qū)主力烴源巖，上侏羅統(tǒng)牛津階碳酸鹽巖為優(yōu)質(zhì)儲集巖，上侏羅統(tǒng)提塘階巨厚鹽膏層為區(qū)域性蓋層。

中侏羅統(tǒng)卡洛夫階致密層狀石灰?guī)r（XVI）與下伏碎屑巖呈不整合接觸，其上的牛津階主要發(fā)育石灰?guī)r夾少量白云巖和石膏，牛津階上部為基末利階高伽馬泥灰?guī)r（GAP）。其中，牛津階自下而上可分為4層：含生屑塊狀石灰?guī)r層（XVa2）、致密巖層（XVZ）、含生屑塊狀石灰?guī)r層（XVa1）、含生屑厚層狀致密灰?guī)r層（XVhp）（表1）。

表1 B區(qū)塊中部卡洛夫—牛津階地層特征表

2 牛津階生物礁儲層特征

2.1 儲集巖巖性以生物礁灰?guī)r為主

基爾桑地區(qū)儲層主要為礁灰?guī)r及礁灘灰?guī)r。從鄰區(qū)Cha－21井及工區(qū)Gir－22井的取心資料顯示，該區(qū)儲集巖以前緣斜坡礁灘相灰色生物灰?guī)r、生屑灰?guī)r、粒屑灰?guī)r為主（圖1），未發(fā)生白云化。

圖1 取心井巖心描述照片

在礁體發(fā)育層段XVhp—XVa1層頂部巖心發(fā)育針狀溶孔、溶洞，未充填，反映伴隨礁體縱向生長，頂部間歇性暴露，溶蝕作用強烈。

2.2 儲集物性以中孔低滲為特征

通過取心井巖心物性分析結(jié)果，Gir－22井孔隙度大于3.5%的儲層占30.32%，儲層段平均孔隙度為5.5%，滲透率為0.95mD，中孔低滲。對比 Cha－21、Gir－22、Sdash－21井 XVhp段儲層物性，以 Sdash－21井最好（圖2）。結(jié)合區(qū)域資料，該區(qū)主要儲集層類型包括：孔隙型、裂縫—孔隙型和裂縫型3類，以裂縫—孔隙型為主，局部發(fā)育裂縫—孔洞型。

2.3 儲集空間以次生溶蝕孔洞和裂縫為主

溶孔與溶洞集中發(fā)育于XVhp層中部至XVa1層上部，受埋藏溶蝕、充填作用的改造，溶蝕孔洞大小不一（以大、中洞為主），成蜂窩狀，面孔率較高。溶洞內(nèi)見半透明自形晶方解石晶粒，半充填至全充填。裂縫可見構(gòu)造縫與成巖縫，并主要為構(gòu)造縫。構(gòu)造縫多以高角度垂直縫出現(xiàn)；成巖縫主要為壓溶縫、溶蝕縫和晶間縫。沿裂縫發(fā)育溶蝕擴溶現(xiàn)象顯著，縫內(nèi)亮晶方解石全充填或半充填[9]（圖1、圖3）。溶蝕作用發(fā)育層段巖心較破碎。裂縫不發(fā)育層段其溶蝕孔洞也不發(fā)育（圖3）。

圖2 基爾桑地區(qū)取心井巖心物性分析統(tǒng)計圖

圖3 Gir－22井XRMI裂縫孔洞分析圖

儲層段集中發(fā)育于牛津階中上部XVhp－XVa1層（圖3），儲層段縫洞成像測井響應(yīng)明顯，Gir－22井成像測井解釋的有效縫洞段經(jīng)取心證實有3m左右。非儲層段巖性致密。

儲層孔隙喉道以孔隙孔道與晶間孔道為主。其中孔隙孔道以管狀為主，喉道較寬（0.5～5.0μm），多分布于顆粒巖中，是最主要的滲濾通道；晶間孔道以片狀為主，較狹窄（0.02～0.5μm），是次要的滲濾通道。

2.4 儲層縱橫向分布特征

縱向上基爾桑氣田牛津階儲層發(fā)育在XVhp、XVa1、XVz及XVa2層，除了XVhp和XVa1儲層連續(xù)性較好外，其他層段儲層連續(xù)性差；橫向上儲層分布不連續(xù)，呈團塊狀、條帶狀分布（圖4）。

地震儲層預(yù)測結(jié)果表明：XVhp及XVa1層主要分布在基爾桑地區(qū)東北部，Gir22—Gir2井一帶厚度最大，介于30～50m，儲層平均孔隙度介于4.0%～6.0%，向南厚度減??；向西儲層主要發(fā)育在Ila－21、Shi－21井和Gir－4井區(qū)，儲層厚度介于30～40m，平均孔隙度介于4.0%～6.0%。XVz—XVa2層的分布與XVhp—XVa1層類似，整體厚度較薄，一般小于20m（圖5）。

圖4 Sdash－21—Gir－21—Gir－6—Gir－21井儲層對比剖面圖

圖5 基爾桑地區(qū)儲層預(yù)測平面分布圖

3 礁儲層發(fā)育的控制因素

3.1 沉積相控制礁體分布，確定了儲層整體格局

中上侏羅統(tǒng)沉積時期，沉積環(huán)境為淺水陸棚區(qū)，卡洛夫—牛津階為碳酸鹽巖臺地沉積。受古地貌和海平面升降的控制，發(fā)生了多期海侵事件。海平面相對變化和造礁生物生長沉積速率之間的平衡促進了生物礁體的縱向建隆生長[10－12]。

受海平面的不斷上升和古地貌的控制，先期形成的礁體一部分被海水淹沒消亡，一部分位于古構(gòu)造較高部位的礁體隨著海平面的上升不斷向岸追補、繼續(xù)生長；海平面相對變化率與碳酸鹽巖臺地造礁生物沉積速率之間的平衡不斷打破，沉積物可容空間震蕩式變化，在生物礁縱向建隆構(gòu)造頂部發(fā)育的疊置生屑灘遭受周期性暴露溶蝕，形成了礁灘復(fù)合體儲層。

3.2 溶蝕作用改善了儲層品質(zhì)，進而控制了優(yōu)質(zhì)儲層分布

受周期性海平面升降變化及區(qū)域構(gòu)造抬升的影響，造成大氣淡水淋濾、溶蝕改造，表生期礁灘體頂部發(fā)育溶蝕孔洞，形成的針狀溶孔清晰可見。

侏羅紀之后地層逐層沉積覆蓋，埋藏期隨著地層烴類的充注，酸性流體沿區(qū)域斷裂系統(tǒng)向礁灘復(fù)合體產(chǎn)生進一步的擴溶，表現(xiàn)為沿裂縫發(fā)育不規(guī)則溶孔、溶洞，少量被亮晶方解石充填，未充填部分見殘余瀝青質(zhì)（圖3）。溶蝕作用改善了儲集巖的儲、滲性能，進一步提高了儲層品質(zhì)。

3.3 構(gòu)造裂縫的發(fā)育程度是儲集體高產(chǎn)富集的重要因素

礁型油氣藏通常為典型的巖性圈閉氣藏，構(gòu)造裂縫發(fā)育程度對于改善儲集性能非常顯著。近斷裂、近主裂縫帶的礁體含氣概率高，氣藏規(guī)模大。在中新生代穩(wěn)定沉陷后期，基爾桑地區(qū)構(gòu)造活動在靠近斜坡—臺地邊緣外帶表現(xiàn)較為強烈，發(fā)育大量的高角度縫、斜交縫或網(wǎng)狀縫。

該區(qū)發(fā)育近東西向走滑斷層與近南北向逆掩斷層（圖5），斷距局部地區(qū)大于100m。在北東向構(gòu)造較高部位及斷層交匯處更易形成斷裂，在該區(qū)域鉆井獲油氣井成功率較高，如Gir－21井及Gir－22井均鉆遇儲層并獲高產(chǎn)油氣流，日產(chǎn)氣均超過百萬立方米，取心資料看也反映出該區(qū)域裂縫相對較發(fā)育（圖3）。Gir－21井鉆遇牛津階頂部儲層即發(fā)生井漏、井噴，測試折算無阻流量日產(chǎn)天然氣超過480×104m3，說明構(gòu)造裂縫不僅溝通了縱向發(fā)育的多套儲層，而且增加了儲層儲滲能力，是儲集體高產(chǎn)富集的重要因素。

4 結(jié)論

1）土庫曼斯坦基爾桑地區(qū)牛津階主要為礁灰?guī)r儲層，儲集空間為溶孔、溶洞和裂縫；儲層段平均孔隙度為5.5%，滲透率為0.95mD，屬中孔、低滲?？v向上儲層主要發(fā)育在XVhp、XVa1層；平面上儲層主要分布在東北部Gir22—Gir2井一帶。

2）沉積相控制礁體分布，確定了儲層整體格局；溶蝕作用改善了儲層品質(zhì)，進而控制了優(yōu)質(zhì)儲層分布；構(gòu)造裂縫是儲集體高產(chǎn)富集的重要因素。

3）礁型油氣藏通常為典型的巖性圈閉氣藏，構(gòu)造裂縫發(fā)育程度對于改善儲集性能非常顯著，近斷裂、近主裂縫帶的礁體含氣概率高，氣藏規(guī)模相對較大；因此，建議下一步加強基爾桑地區(qū)裂縫預(yù)測研究。

4）深水斜坡上也可能具有有利的礁丘儲層發(fā)育，并且可能儲集豐富的油氣資源，這已由阿姆河基爾桑氣田所證實，這個認識對于國內(nèi)優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖礁灘儲層基本發(fā)育于臺地邊緣的觀點有較大突破，給我們提供了一個方向：對于以前未認識到的深水區(qū)域，是否也有類似儲層？

[1]徐文世，劉秀聯(lián)，余志清，等.中亞阿姆河含油氣盆地構(gòu)造特征[J].天然氣地球科學(xué)，2009，20（5）：744－748.XU Wenshi，LIU Xiulian，YU Zhiqing，et al.Geological structure of Amu Darya Basin in central Asia[J].Natural Gas Geoscience，2009，20（5）：744－748.

[2]徐文禮，鄭榮才，費懷義，等.土庫曼斯坦阿姆河右岸卡洛夫—牛津階裂縫特征及形成期次[J].天然氣工業(yè)，2012，32（4）：33－38.XU Wenli，ZHENG Rongcai，F(xiàn)EI Huaiyi，et al.Characteristics and timing of fractures in the Callovian－Oxfordian boundary of the right bank of the Amu Darya River，Turkmenistan[J].Natural Gas Industry，2012，32（4）：33－38.

[3]ULMISHEK G F.Petroleum geology and resources of the Amu－Darya Basin，Turkmenistan，Uzbekistan，Afghanistan，and Iran[R].Virginia：USGS，2004：1－38.

[4]郭永強，劉洛夫，朱勝利，等.阿姆達林盆地油氣地質(zhì)特征與有利區(qū)帶預(yù)測[J].新疆石油地質(zhì)，2006，27（2）：260－264.GUO Yongqiang，LIU Luofu，ZHU Shengli，et al.Hydrocarbon geology in Amu－Daria Basin and prediction of its favorable areas[J].Xinjiang Petroleum Geology，2006，27（2）：260－264.

[5]徐明華，李瑞，張世榮，等.阿姆河右岸區(qū)塊碳酸鹽巖巖性氣藏勘探實踐——以麥捷讓構(gòu)造區(qū)為例[J].天然氣工業(yè)，2011，31（4）：24－27.XU Minghua，LI Rui，ZHANG Shirong，et al.An exploration practice of lithologic carbonate gas reservoirs：The Metajan Structure in the Right Bank Block of the Amu Darya River[J].Natural Gas Industry，2011，31（4）：24－27.

[6]鄧燕，王強，程緒彬，等.阿姆河右岸區(qū)塊碳酸鹽巖氣藏H2S成因與分布規(guī)律[J].天然氣工業(yè)，2011，31（4）：21－23.DENG Yan，WANG Qiang，CHENG Xubin，et al.Origin and distribution laws of H2S in carbonate gas reservoirs in the Right Bank Block of the Amu Darya River[J].Natural Gas Industry，2011，31（4）：21－23.

[7]徐劍良，程緒彬，吳蕾，等.阿姆河右岸區(qū)塊構(gòu)造演化與成藏條件[J].天然氣工業(yè)，2010，30（5）：18－20.XU Jianliang，CHENG Xubin，WU Lei，et al.Structural evolution and hydrocarbon pooling conditions in the Amu Darya Right Bank Block，Turkmenistan[J].Natural Gas Industry，2010，30（5）：18－20.

[8]徐樹寶.中俄土天然氣地質(zhì)研究新進展[M].北京：石油工業(yè)出版社，1995.XU Shubao.The recent progress of natural gas geological study of China，Russia and Turkmenistan[M].Beijing：Petroleum Industry Press，1995.

[9]費懷義，徐剛，王強，等.阿姆河右岸區(qū)塊氣藏特征[J].天然氣工業(yè)，2010，30（5）：13－17.FEI Huaiyi，XU Gang，Wang Qiang，et al.Characteristics of gas reservoirs in the Amu Darya Right Bank Block，Turkmenistan[J].Natural Gas Industry，2010，30（5）：13－17.

[10]王玲，張研，吳蕾，等.阿姆河右岸區(qū)塊生物礁特征與識別方法[J].天然氣工業(yè)，2010，30（5）：30－33.WANG Ling，ZHANG Yan，WU Lei，et al.Characteristics and identification of bioherms in the Amu Darya Right Bank Block，Turkmenistan[J].Natural Gas Industry，2010，30（5）：30－33.

[11]曹均，徐敏，賀振華，等.礁灰?guī)r儲層孔隙流體敏感性參數(shù)分析——以阿姆河右岸區(qū)塊生物礁儲層為例[J].天然氣工業(yè)，2010，30（5）：37－40.CAO Jun，XU Min，HE Zhenhua，et al.An analysis of pore fluid sensitivity parameters in reef limestone reservoirs：An example from Callovian－Oxfordian carbonate reef reservoirs in the Amu Darya Right Bank Block，Turkmenistan[J].Natural Gas Industry，2010，30（5）：37－40.

[12]齊寶權(quán)，冉志兵，王學(xué)琴，等.阿姆河右岸區(qū)塊石灰?guī)r儲層識別及流體性質(zhì)判斷[J].天然氣工業(yè)，2010，30（5）：21－25.QI Baoquan，RAN Zhibing，WANG Xueqin，et al.Identification of limestone reservoirs and prediction of their fluid properties in the Amu Darya Right Bank Block，Turkmenistan[J].Natural Gas Industry，2010，30（5）：21－25.