塔里木盆地巴楚-塔中地區(qū)寒武系鹽下白云巖儲層成巖作用及物性特征

程麗娟，李 忠，劉嘉慶，于靖波

(1.中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029； 2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.河北地質(zhì)大學(xué)，河北 石家莊 050031)

目前，鹽下碳酸鹽巖/白云巖是全球范圍內(nèi)油氣勘探的重要領(lǐng)域，在大西洋兩岸、西伯利亞和中東等地區(qū)已發(fā)現(xiàn)大型鹽下油氣田，巴西鹽下貝殼灰?guī)r儲層、濱里海盆地和阿姆河右岸鹽下礁灘相儲層等均有重大工業(yè)性油氣產(chǎn)出[1,2]。一般認(rèn)為，膏鹽層不僅具封閉性強(qiáng)的特點(diǎn),還具有熱導(dǎo)率高、生熱率低等特征，使膏鹽層之下地層成巖作用緩慢，利于原始組構(gòu)及先存儲集空間的保存。近年來，塔里木盆地在中深1、中深1C、中深5等鉆井的寒武系鹽下碳酸鹽巖層位相繼獲得油氣發(fā)現(xiàn)，但儲層賦存機(jī)制及空間展布規(guī)律不明確。究其原因，主要是由于塔里木盆地深層-超深層經(jīng)歷復(fù)雜埋藏演變，地震探測資料品質(zhì)較低，加之相關(guān)鉆井樣品稀缺，因此對多期成巖改造及其儲層時(shí)空效應(yīng)認(rèn)識有限。以巴楚、塔中地區(qū)下寒武統(tǒng)井下巖心樣品為主要分析對象，本文重點(diǎn)針對白云巖化等開展了巖石學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)及儲集物性測試，結(jié)合成像測井等地球物理資料，解析了鹽下白云巖類型與形成過程，綜合研究了原始沉積組構(gòu)-后期成巖改造對儲層的影響，進(jìn)而探討鹽下優(yōu)質(zhì)白云巖儲層成因機(jī)制及分布規(guī)律。

1 地質(zhì)背景

塔里木盆地是中國面積最大的含油氣內(nèi)陸盆地，是在前震旦結(jié)晶基底之上疊合不同地質(zhì)時(shí)期、不同屬性的原型盆地而長期發(fā)展形成的大型疊合盆地。經(jīng)過長期地質(zhì)演化,塔里木盆地分為“三隆四坳”七個(gè)一級構(gòu)造單元[3]，巴楚-塔中一帶在寒武系沉積之前即為東西走向的古隆起區(qū)[4]，因此具有優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的古地貌條件(圖1)。

塔里木盆地寒武系自下而上依次為下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組、肖爾布拉克組、吾松格爾組，中寒武統(tǒng)沙依里克組和阿瓦塔格組，上寒武統(tǒng)下丘里塔格組。蒸發(fā)鹽層主要賦存于中寒武統(tǒng)，以巴楚地區(qū)為沉積中心(圖1)，沿中央隆起帶中西段及鄰區(qū)展布[5]，分布面積在2×105km2[6,7]以上，約占全盆地的1/5，屬于區(qū)域性蓋層及良好的隔擋層、滑脫層；垂向上，巴楚地區(qū)膏鹽層的累積厚度為120～500 m，塔中地區(qū)膏巖層累積厚度在30～140 m，因此，鹽下白云巖儲層不僅具有十分可觀的范圍及規(guī)模，還具備優(yōu)質(zhì)儲集體發(fā)育條件而成為探勘重點(diǎn)。膏鹽層之下的肖爾布拉克組分為“下黑上白”兩段[8]，在巴楚地區(qū)上下段均發(fā)育，厚度可達(dá)200 m，其上段物性條件較好而發(fā)育有效儲集體；向東逐漸減薄，塔中地區(qū)僅發(fā)育上段顆粒灘沉積(圖2)。

碳酸鹽巖的熱流體改造作用，尤其是構(gòu)造—熱流體作用是目前碳酸鹽巖儲層研究的熱點(diǎn)[9-11]，塔北、塔河、塔中、塔東及柯坪等地區(qū)均發(fā)育熱流體溶蝕作用成因的儲層[12]，孔隙度隨埋深增加具有加大的現(xiàn)象，近年來眾多學(xué)者相繼提出深部熱流體溶蝕模式[13,14]。塔里木盆地內(nèi)熱流體活動(dòng)對后期成巖演化具有較強(qiáng)的影響[15-18]，熱流體白云石化及熱流體溶蝕作用是后期儲層形成及改善的關(guān)鍵[19]。但由于證據(jù)鏈等問題，對于這些認(rèn)識的爭論極大；此外，深層是否存在相關(guān)成因的規(guī)模儲層也莫衷一是。

圖1 塔里木盆地巴楚-塔中地區(qū)構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨皵嗔逊植糉ig.1 The tectonic unit division and fault distribution in Bachu-Tazhong areas,Tarim Basin

圖2 塔里木盆地巴楚-塔中地區(qū)肖爾布拉克組地層對比Fig.2 Stratigraphic correlation in the Xiaoerbulake Formation in Bachu-Tazhong areas,Tarim Basin

2 巖石學(xué)特征

2.1 白云巖類型

寒武紀(jì)時(shí)期，塔里木盆地位于赤道附近低緯度帶[20-22]，早-中寒武時(shí)期隨著蒸發(fā)作用逐漸加強(qiáng)，由局限臺地向蒸發(fā)臺地逐漸演化[23]。肖爾布拉克組白云巖原始組構(gòu)保留程度不同，臺內(nèi)灘環(huán)境下形成的顆粒白云巖、鮞粒白云巖和微生物礁環(huán)境下形成的泡沫綿層狀藻云巖、疊層石等微生物巖原始組構(gòu)保存較好，而受較強(qiáng)成巖改造形成的細(xì)晶白云巖中原始組構(gòu)幾乎消失殆盡[24](圖3)。整體來看，鹽下肖爾布拉克組白云巖主要分為4種巖石類型：泥粉晶白云巖、細(xì)晶白云巖、顆粒白云巖和微生物白云巖。鹽下白云巖基質(zhì)部分白云石晶體直徑一般在0.2 mm以下，為泥粉晶-粉細(xì)晶白云巖，早期白云石化作用較強(qiáng)。

1) 泥晶白云巖，包括泥晶云巖和含膏泥晶白云巖兩種(圖3a—c)，孔隙度普遍偏低，在裂縫發(fā)育段或溶蝕作用發(fā)育帶孔隙度可達(dá)1%。泥晶云巖主要分布在肖爾布拉克組下段，在潟湖相中普遍發(fā)育；含膏泥晶白云巖主要發(fā)育在膏巖湖環(huán)境，泥晶白云巖段局部可發(fā)生深埋溶蝕作用而具有一定的孔隙度。

2) 顆粒云巖為顆粒灘相沉積，粒間不完全/完全充填白云石、硬石膏、硅質(zhì)等膠結(jié)物而造成孔隙度一般在2%以下，局部可達(dá)5%(圖3e—f)。由圖1可見大部分鉆井分布在古地貌高點(diǎn)，古隆起部位發(fā)育顆粒灘、生物丘相沉積，對儲集體形成具有關(guān)鍵性控制作用[25]，研究區(qū)顆粒白云巖有效儲集體以舒探1井、楚探1井和中深1井肖爾布拉克組上段為典型代表。

3) 粉細(xì)晶白云巖原始沉積組構(gòu)幾乎消失殆盡，細(xì)晶云巖中晶體大小較均勻(主要為0.10～0.25 mm)，晶體呈半自形-自形，晶間孔發(fā)育，晶間孔大小在0.1 mm以上，前人推測其原巖為顆粒白云巖[26]，在巴楚地區(qū)舒探1井肖爾布拉克組上部最為典型，儲集物性良好，細(xì)晶白云巖受白云石化改造相對較強(qiáng)但未發(fā)生過白云石化作用，孔隙度最高可達(dá)12.7%。

圖3 塔里木盆地巴楚-塔中地區(qū)下寒武統(tǒng)鹽下白云巖類型與物性特征Fig.3 Rock types and physical properties of the Lower Cambrian subsalt dolomite in Bachu-Tazhong areas,Tarim Basina.泥晶白云巖裂縫被白云石、石英充填，舒探1井，埋深1 992.4 m，50×-；b.泥粉晶白云巖裂縫發(fā)育，康2井，埋深5 491.5 m，25×-；c.泥粉晶白云巖，中深1井，埋深6 721.97 m，50×-；d.角礫化白云巖，舒探1井，埋深1 888.6 m，50×-；e.硅化的鮞粒白云巖，康2井，埋深5 633.49 m，25×-；f.早期長柱狀硬石膏膠結(jié)的泥晶云巖，方1井，埋深4 369.5 m，25×-；g.細(xì)晶白云巖發(fā)育晶間孔和晶間溶孔，舒探1井，埋深1 917.7 m，50×-；h.細(xì)晶白云巖裂縫發(fā)育，舒探1井，埋深1 989.2 m，25×-；i.中細(xì)晶白云巖，方1井，埋深4 572.8 m，50×-；j.疊層石，粗晶鞍狀白云石順層分布，熱流體溶孔發(fā)育，舒探1井，埋深1 885.8 m，25×-；k.泡沫綿層藻云巖，方1井，埋深 4 599.7 m，50×-；l.層紋石，舒探1井，埋深1 883.6 m，50×-

4) 微生物白云巖，包括疊層石白云巖和泡沫綿層石白云巖，形成于肖爾布拉克組沉積期水下藻丘等環(huán)境，孔隙度不均勻分布在0～6%，但孔隙連通性較差，連通孔隙一般在3%以下。藍(lán)細(xì)菌是塔里木盆地寒武紀(jì)時(shí)期微生物的主要類型[8]，微生物巖建造多與藍(lán)細(xì)菌相關(guān)。疊層石主要由泥粉晶白云巖基質(zhì)和亮晶白云石膠結(jié)物組成，具有明暗相間的紋層結(jié)構(gòu)，類似粘結(jié)巖的特征。疊層石儲集物性差異較大，非均質(zhì)性較強(qiáng)，不規(guī)則溶蝕孔洞主體呈順層狀分布(圖3j)，在舒探1井肖爾布拉克組上部最典型。泡沫綿層狀藻云巖由泥晶基質(zhì)和多期膠結(jié)物構(gòu)成，儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，主要見于方1井肖爾布拉克組下部(圖3k)。

2.2 成巖作用特征

流體成因類型及活動(dòng)方式是深層流體-巖石作用研究的前沿問題[27]。塔里木盆地巴楚-塔中地區(qū)鹽下白云巖孔洞及裂縫中充填多期白云石、硬石膏、硅質(zhì)以及少量的方解石、螢石、重晶石等(圖4)。由早到晚成巖序列為：準(zhǔn)同生白云石化(D1)(巖溶作用)、淺埋藏白云石化(D2)、柱狀硬石膏(An)、油氣充注、深埋藏白云石化(D3)(埋藏溶蝕作用)、熱流體白云石化(D4)、熱流體方解石充填(C1)、硅質(zhì)流體(Q1)(熱流體溶蝕作用)、油氣充注。其中白云石化作用、構(gòu)造-熱流體改造作用和巖溶作用是研究區(qū)最主要的成巖作用，對鹽下白云巖儲層具有顯著建設(shè)性改造。

圖4 塔里木盆地塔中-巴楚地區(qū)鹽下白云巖膠結(jié)充填類型與特征Fig.4 Types and characteristics of the cementation and filling in subsalt dolomites in Tazhong-Bachu areas,Tarim Basina.泥晶白云巖內(nèi)充填長柱狀硬石膏，康2井，埋深5 490.56 m，25×-；b.同a，25×+；c.泥粉晶白云巖，康2井，埋深5 491.1 m，50×-；d.同c，50×+；e.泡沫綿層藻云巖充填多期白云石膠結(jié)物，方1井，埋深4 592.9 m，50×-；f.同e，陰極發(fā)光圖(CL)；g.泥晶白云巖裂縫被鐵白云石充填，舒探1井，埋深2 062.01 m，100×-；h.同g，CL圖；i.粉細(xì)晶白云巖，舒探1井，埋深1 992.5 m，25×-；j.同i，CL圖；k.泥粉晶云巖孔洞被 方解石充填，舒探1井，埋深1 883.6 m，25×-；l.同k，CL圖

2.2.1 基質(zhì)白云石化作用

白云石化作用對鹽下白云巖礦物成分的改造作用較強(qiáng)，基質(zhì)部分白云石晶體最大為細(xì)晶;白云石膠結(jié)物多為細(xì)晶白云石，僅部分樣品中見中粗晶白云石充填物，且孔洞充填物充填程度較低，證明盡管白云石化期次較多但對白云石晶體大小及形態(tài)的改造程度并不高，整體說明鹽下白云巖儲層未發(fā)生過強(qiáng)烈的基質(zhì)白云石化作用。此外，部分孔洞充填的白云石晶體受后期溶蝕作用改造，因此仍發(fā)育有可觀的儲集空間。

根據(jù)巖石學(xué)特征分析，對比4種類型的白云巖成巖作用特征(圖4)，泥晶白云巖主要成巖作用為膏質(zhì)膠結(jié)作用(圖4a,b)、準(zhǔn)同生白云石化作用(圖4c,d)和淺埋藏白云石化作用(圖4i,j)；顆粒云巖主要成巖作用為泥晶化作用、淺埋藏云化作用和亮晶膠結(jié)作用(圖3e,f)；粉細(xì)晶云巖原始組構(gòu)及早期成巖作用痕跡受晚期成巖作用覆蓋，呈現(xiàn)成巖改造后特征，受熱流體云化作用顯著(圖4g,h)；微生物云巖成巖作用最復(fù)雜，微生物云化作用、埋藏云化作用及熱流體云化作用均可見，微生物云巖成巖序列發(fā)育最完整(圖4e,f)。微生物云巖中藻格架白云石化快速，明顯受微生物云化作用較強(qiáng)；早期纖維狀膠結(jié)物僅發(fā)育在泡沫狀藻云巖中；藻云巖受藻格架空間形態(tài)影響，泡沫綿層狀藻云巖孔洞內(nèi)充填物顯示其成巖流體期次最多、孔隙空間充填相對完全。

2.2.2 構(gòu)造—熱流體作用

塔里木盆地寒武系發(fā)育熱流體白云巖儲層[12]，深部流體尤其是熱流體白云石化改造作用顯著。研究區(qū)見鐵白云石(圖4g,圖4h，圖5a)、重晶石(圖5a，b)、鞍狀白云石、螢石(圖5c，d)及石英、玉髓(圖5e，f)等熱流體成因礦物(圖5)。重晶石與鐵白云石共生，充填在裂縫內(nèi)(圖5a)；鞍狀白云石充填孔洞縫，在疊層石內(nèi)具有順層分布的特點(diǎn)(圖3j)，鞍狀白云石發(fā)育次生溶孔，揭示后期存在酸性流體的注入；螢石化作用一般認(rèn)為與深部熱流體活動(dòng)相關(guān)[28]，方1井泡沫綿層狀藻云巖中螢石與鞍狀白云石伴生(圖5c)。硅質(zhì)呈半自形粒狀石英或隱晶質(zhì)玉髓充填在中粗晶白云石或鞍狀白云石的剩余孔之間，顯示石英交代白云石的特征(圖5e，f)。熱流體白云石晶間孔及晶間溶孔內(nèi)見瀝青充填而非粘土礦物，進(jìn)一步說明其溶蝕孔洞是熱流體溶蝕作用的結(jié)果[13]。構(gòu)造控制的熱流體白云石化作用[10]是研究區(qū)晚成巖階段儲層改善的重要因素，但熱流體對儲層改善程度、影響規(guī)模以及熱流體影響的垂向地層學(xué)特征等關(guān)鍵細(xì)節(jié)目前研究尚不深入。

圖5 塔里木盆地塔中-巴楚地區(qū)鹽下白云巖熱流體成因礦物Fig.5 Minerals of hydrothermal fluid origin in the subsalt dolomites in Tazhong-Bachu areas,Tarim Basina.泥晶白云巖裂縫被鐵白云石、重晶石充填，舒探1井，埋深2 062.01 m，25×-；b.圖a中重晶石激光拉曼譜圖；c.方1井，埋深4 592.9 m，泡沫綿層藻云巖孔隙中充填白云石、螢石，背散射圖，600×；d.圖c中螢石能譜譜圖；e.粉細(xì)晶白云巖硅質(zhì)充填，舒探1井， 埋深1 992.6 m，50×-；f.同e，50×+

3 地球化學(xué)特征

3.1 碳氧同位素分布特征

白云石δ13C和δ18O受成巖流體性質(zhì)、溫度及鹽度的共同影響，因此可以通過δ13C和δ18O值分布特征分析白云石成因及其成巖流體性質(zhì)。本次研究針對各種類型的白云巖分別進(jìn)行了δ13C和δ18O測試，測試結(jié)果(圖6)顯示鹽下體系內(nèi)不同成因類型的白云石δ13C值存在明顯的差異。D1代表的泡沫綿層狀藻云巖格架部分δ13C、δ18O分別位于2.63‰～3.3‰和-4.48‰～3.3‰之間；D2代表的泥粉晶白云石δ13C、δ18O分別位于-3.76‰～1.94‰和-5.89‰～-3.2‰之間；D3代表的粉細(xì)晶白云石δ13C、δ18O分別位于-1.74‰～2.6‰和-8.95‰～-6.17‰之間；D4代表的中粗晶白云石δ13C、δ18O分別位于-1.2‰～2.1‰和-12.3‰～-9.7‰之間。

泡沫綿層狀藻云巖格架白云石(D1)碳氧同位素均具有明顯的正偏特征，形成于蒸發(fā)海水環(huán)境下，代表最早期快速的白云石化作用[23,29]；泥粉晶白云石(D2)δ13C值相對正偏，主要成巖流體為蒸發(fā)海水，屬于淺埋藏環(huán)境下滲透回流白云石化成因；粉細(xì)晶白云石(D3)δ13C值多具有負(fù)偏特征，早寒武世全球海水δ18O值大約在-7‰～-9‰之間[30]，粉細(xì)晶白云石δ18O值與寒武紀(jì)海水δ18O值范圍相當(dāng)，顯示受海源流體和溫度控制較強(qiáng)，代表其形成于中深埋藏階段；中粗晶白云石(D4)δ18O值在-10‰以下，具有顯著的負(fù)偏特征，受熱流體作用影響顯著；方解石充填物(C1)分布于中粗晶白云石晶間孔中，δ13C、δ18O值均具有明顯的負(fù)異常特征，屬于熱流體成因方解石，為成巖作用晚期Mg2+源不足的結(jié)果。整體來看，鹽下白云巖δ13C值具有明顯正偏的特征，最高可達(dá)+3.3‰，主要原因?yàn)辂}下白云巖早期形成于較高的鹽度環(huán)境，后期經(jīng)受較強(qiáng)的同位素分餾作用。

圖6 塔里木盆地巴楚-塔中地區(qū)寒武系鹽下白云巖 δ18O與δ13C交會圖Fig.6 The cross-plot of δ18O and δ13C for the Lower Cambrian subsalt dolomites in Tazhong-Bachu areas,Tarim Basin

3.2 鍶同位素

87Sr/86Sr不受溫壓條件、鹽度等因素影響，因此87Sr/86Sr仍能反映礦物形成時(shí)的流體同位素組成特征[31]，寒武紀(jì)時(shí)期海水87Sr/86Sr值分布在0.708 7～0.709 4[30]。研究區(qū)分別對白云石和硬石膏等膠結(jié)物進(jìn)行87Sr/86Sr測試，不同成因白云石的87Sr/86Sr值具有顯著的差異(圖7)。D2所代表的泥粉晶白云石87Sr/86Sr分布于0.709～0.711 6，D3代表的粉細(xì)晶白云石87Sr/86Sr分布于0.706 6～0.709 2，D4代表的中粗晶白云石87Sr/86Sr值在0.71以上。

泥粉晶白云石(D2)具有較高的87Sr/86Sr值，結(jié)合其部分樣品富含粘土礦物及陸源碎屑的巖石學(xué)特征，判斷其受殼源鍶影響較大，受大氣淡水作用較強(qiáng)；粉細(xì)晶白云巖(D3)87Sr/86Sr值與同時(shí)期海水的87Sr/86Sr一致，顯示海水成巖作用的顯著影響；其中發(fā)生硅化作用的粉細(xì)晶白云巖樣品具有明顯的87Sr/86Sr負(fù)異常，是幔源硅質(zhì)后期疊加改造的結(jié)果；中粗晶白云石(D4)87Sr/86Sr值存在顯著正異常，證實(shí)其為熱流體成因，由于熱流體一般含有較多的放射性鍶同位素，致使熱流體成因白云石鍶同位素一般具有正異常特征。此外，大部分硬石膏膠結(jié)物受熱流體改造而具有較高的87Sr/86Sr值。

圖7 塔里木盆地巴楚-塔中地區(qū)寒武系鹽下白云巖87Sr/86Sr分布特征Fig.7 Characteristics of 87Sr/86Sr distribution in the Cambrian subsalt dolomites in Tazhong-Bachu areas,Tarim Basin

3.3 流體包裹體特征

研究區(qū)流體包裹體普遍具有較高的溫度和鹽度特征(圖8)。孔洞內(nèi)白云石包裹體均一溫度分為兩個(gè)區(qū)間，其中粉細(xì)晶白云石(D2-3)包裹體主要集中在70～110 ℃；中粗晶白云石(D4)包裹體主要集中分布在120～180 ℃，顯示熱流體成因特征。膏質(zhì)膠結(jié)物內(nèi)流體包裹體均一溫度分布在60～100 ℃、110～200 ℃，由于膏質(zhì)組分易溶解的特征，受成巖流體影響較顯著，其高溫包裹體的存在再次證明熱流體作用的存在。石英包裹體均一溫度相對比較穩(wěn)地，研究區(qū)粒狀石英多分布在白云石晶間孔中，其包裹體均一溫度分布在130～170 ℃，具有較高的均一溫度特征。鹽下白云巖受晶體大小及形態(tài)等因素影響，深埋白云石化與熱流體云化成因白云石樣品較多，因而普遍顯示白云石形成溫度偏高。

4 鹽下白云巖優(yōu)質(zhì)儲集體類型

4.1 大氣淡水溶蝕型儲集體

由顆粒白云巖、鮞粒白云巖等構(gòu)成的顆粒灘相高能沉積和疊層石、藻云巖組成的微生物巖構(gòu)成的藻丘相是鹽下白云巖有效儲層發(fā)育的主要相類型，具有高能沉積的原始沉積組構(gòu)特征。藻格架及疊層石的紋層結(jié)構(gòu)等原始沉積組構(gòu)對儲集體發(fā)育起到?jīng)Q定性的作用，但藻格架將儲集空間分割為不規(guī)則的形態(tài)，孔隙流體的流通等受到一定的阻礙作用，該類儲集空間內(nèi)膠結(jié)物形成速率大于溶蝕作用速率，大量膠結(jié)物的形成(圖4f)對儲層物性具有顯著地破壞作用，其孔隙度多在2%以下；疊層石儲集空間呈順層狀分布，溶蝕作用與膠結(jié)作用共存，孔隙度約在5%上下，儲集物性相對較好。顆粒灘相白云巖儲層在研究區(qū)孔隙度最高可達(dá)10%以上，發(fā)育優(yōu)質(zhì)白云巖儲集體(圖9)。中深1井是塔中低凸起顆粒灘相沉積的典型代表，該井肖爾布拉克組與上覆吾松格爾組之間存在明顯的三級不整合界面，成像測井資料顯示肖爾布拉克組發(fā)育厚約50 m的孔洞縫復(fù)合型儲集體(圖9)，其上段物性最好，向下儲集空間逐漸減少。肖爾布拉克組顆粒灘體系原始物性較好，疊加早期大氣淡水溶蝕作用、上覆膏巖層的遮擋作用，其早期形成的儲層空間得到完美保存。

針對儲集體發(fā)育規(guī)模而言，研究區(qū)內(nèi)早期受同生巖溶作用改造與上覆致密遮擋層屏蔽的顆粒灘相沉積區(qū)是規(guī)模性有效儲層發(fā)育的最佳區(qū)域，顆粒灘相沉積是物質(zhì)基礎(chǔ)，同生準(zhǔn)同生期巖溶改造是儲集物性進(jìn)一步改善的重要條件，蒸發(fā)巖形成的隔擋層是儲層最終保存的重要因素，儲集空間主要為保存的原始粒間孔和溶蝕作用形成的孔洞。塔里木盆地前寒武紀(jì)基底頂面埋深顯示巴楚隆起與塔中隆起在寒武系沉積之前為埋深相對較淺的低凸起[4]，其中塔中隆起區(qū)在寒武系沉積之前相對巴楚隆起埋深更淺。整體來看，鹽下白云巖有效儲集體空間展布特征在橫向上受相控顯著，在垂向上受早期海平面變化及晚期構(gòu)造斷裂控制明顯；巖溶型儲層受海平面變化相關(guān)的層序地層特征控制較強(qiáng)，其中對顆粒灘等高能沉積相帶的改造最為顯著。

4.2 構(gòu)造-熱流體白云巖儲集體

前人對構(gòu)造-熱流體型白云巖儲層進(jìn)行了大量研究，以斷裂為中心橫向上逐漸由熱流體角礫巖化作用帶、溶蝕作用帶過渡到鞍狀白云石充填帶已基本成為共識[10]，但缺乏相關(guān)垂向成巖地層學(xué)研究。本次以舒探1井、方1井為重點(diǎn)研究對象，通過進(jìn)一步的礦物學(xué)、巖石學(xué)及微米CT等觀測分析，解剖構(gòu)造-熱流體型白云巖儲集體垂向成巖地層學(xué)演化特征。

圖8 塔里木盆地巴楚-塔中地區(qū)寒武系鹽下白云巖膠結(jié)物包裹體均一溫度(a)和鹽度分布(b)直方圖Fig.8 Histograms showing homogenization temperatures(a) and salinities(b) measured from cement inclusions in the Cambrian subsalt dolomites in Tazhong-Bachu areas,Tarim Basin

研究發(fā)現(xiàn)，構(gòu)造-熱流體白云巖儲集體從下往上依次發(fā)育熱流體礦物發(fā)育帶(A)、熱流體角礫化作用帶(B)、裂縫發(fā)育帶(C)、溶蝕作用帶(D)和熱流體白云石膠結(jié)帶(E)等5個(gè)成巖作用帶。熱流體礦物發(fā)育帶(圖10a)發(fā)育特征礦物充填組合，舒探1井在該帶內(nèi)呈現(xiàn)重晶石與熱流體成因鐵白云石的礦物組合(圖10a)，充填物富含F(xiàn)e、Ba等重金屬元素。熱流體角礫化作用帶(圖10b)多被致密膠結(jié)，物性條件較差。裂縫發(fā)育帶(圖10c)發(fā)育裂縫型儲集體，屬于構(gòu)造-熱流體型儲集體中較為重要的儲層類型，該帶內(nèi)白云石晶體已發(fā)生明顯的重結(jié)晶作用。溶蝕作用帶(圖10d)多由顆粒灘相等原始高孔滲相帶演化而來，熱流體改造形成的灰白色細(xì)晶白云巖中白云石晶體多呈自形；該帶內(nèi)褪色及溶蝕作用強(qiáng)，對儲層建設(shè)作用最強(qiáng)，溶蝕孔洞極為發(fā)育并伴有微裂縫，屬于構(gòu)造-熱流體型儲集體中最優(yōu)質(zhì)的儲層發(fā)育段。熱流體白云石膠結(jié)帶(圖10e)主要發(fā)育熱流體成因的膠結(jié)物，隨著熱流體的侵入，流體性質(zhì)逐漸發(fā)生變化且受上覆遮擋層的遮擋作用，熱流體成因的白云石等膠結(jié)物在該段發(fā)生沉淀，與熱流體礦物發(fā)育帶內(nèi)的白云石相比，該段的白云石鐵質(zhì)等重金屬含量低，陰極發(fā)光呈亮紅色特征。受限的熱流體活動(dòng)使得低滲透性的泥晶云巖段(A-B段)熱流體白云石化不發(fā)育；在受上覆遮擋層遮擋作用的相對高滲透性的疊層石段熱流體白云石膠結(jié)物發(fā)育，存在一定量的熱流體溶蝕孔；在高滲透性的細(xì)晶云巖段，地層發(fā)生強(qiáng)褪色溶蝕作用，D-E兩個(gè)作用帶發(fā)育規(guī)模受相帶橫向展布規(guī)模及熱流體改造強(qiáng)度的共同控制。

圖10 塔里木盆地巴楚-塔中地區(qū)構(gòu)造—熱流體改造型白云巖儲層垂向演化特征Fig.10 Vertical evolution of dolomite reservoirs modified by deformation and hydrothermal fluids in Tazhong-Bachu areas,Tarim Basina.泥晶白云巖裂縫被重晶石、鐵白云石充填，舒探1井，埋深2 062.01 m，25×-；b.角礫云巖，埋深1 992.64 m，25×-；c.灰色含泥白云巖，埋深1 989.26 m，25×-；d.細(xì)晶云巖，埋深1 918.71 m，25×-；e.疊層石白云巖，埋深1 885.78 m，50×-；f.細(xì)晶云巖CT成像特征，埋深1 916.97 m

構(gòu)造-熱流體改造型白云巖儲層一般發(fā)育在斷裂體系發(fā)育的背斜構(gòu)造單元內(nèi)，構(gòu)造-熱流體改造的證據(jù)不僅在圖10所展示的200 m垂向范圍內(nèi)，在厘米級尺度上也有較好的顯示特征(圖10f)，在實(shí)際研究中由于地層物性、展布規(guī)律及分布規(guī)模的復(fù)雜性，這五個(gè)成巖作用帶的發(fā)育各有其獨(dú)特的特征，這樣的實(shí)例是進(jìn)行垂向成巖地層學(xué)研究很好的選擇[32]。構(gòu)造-熱流體型白云巖儲層在垂向的展布規(guī)模主要受斷裂分布控制；在橫向的展布范圍和強(qiáng)度主要受原始沉積組構(gòu)控制，孔滲條件優(yōu)質(zhì)相帶為相對開放性體系，利于熱流體對巖石進(jìn)行溶蝕作用，使原始孔滲等物性進(jìn)一步改造而形成規(guī)模儲層。熱流體溶蝕作用發(fā)育部位不僅與斷裂分布緊密相關(guān)，還與高孔滲層段的分布有一定相關(guān)性。

5 結(jié)論

1) 下寒武統(tǒng)鹽下白云巖主要為泥粉晶白云巖、顆粒白云巖、微生物白云巖和細(xì)晶白云巖四類。優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育在細(xì)晶白云巖、顆粒白云巖中，微生物白云巖儲層中疊層石物性較好，泡沫綿層狀藻云巖儲層物性較差。

2) 鹽下白云巖優(yōu)質(zhì)儲層成巖成因類型主要為大氣淡水溶蝕型儲集體和構(gòu)造-熱流體改造型儲集體，前者是早期大氣淡水淋濾作用、后期膏巖層對顆粒灘相先存孔隙保存作用的疊加結(jié)果，后者則與適中白云石化、上覆膏巖層屏蔽和熱流體溶蝕的共同作用密切相關(guān)?？傮w上，優(yōu)質(zhì)儲層呈現(xiàn)早期經(jīng)歷大氣淡水改造作用，中期孔隙度保持，晚期儲集空間進(jìn)一步改善的演化趨勢。

3) 熱流體對儲層的改造具有明顯的垂向成巖改造特征，由下向上依次發(fā)育5個(gè)成巖作用帶：熱流體礦物發(fā)育帶(A)、熱流體角礫化作用帶(B)、裂縫發(fā)育帶(C)、溶蝕作用帶(D)和熱流體白云石膠結(jié)帶(E)，其中溶蝕作用帶對儲層建設(shè)作用最強(qiáng)，其次為裂縫發(fā)育帶。