塔中北斜坡流体复杂区油气富集规律——以中古51井区奥陶系鹰山组为例

塔中北斜坡流体复杂区油气富集规律——以中古51井区奥陶
系鹰山组为例
王宇;于红枫;苏劲;吉云月;张保涛;赵杰
【摘要】In recent years, groat success for petroleum exploration of the Ordnvieian Yingshan formatinn in north slope in Tazhong area of Tarim basin has been achieved, and the quasi-layered and large-scale hydrocarbon accumulatinn province has begun to lake shape. The Yingshan karst reservoir is characterized by muhiple phases, complicated oil, gas and water distribution aud nn unique oil-water eontact. This paper presents fine studies of two subsidiary structural zones of Tazhong-I and Tazhong-10, the fluid distribution of Yingshan fnrma- lion and the mosl eomplicaled Zhonggu-51 Wellblnck. The biomarker correlation of the crude oil and the comprehensive analyses of the de- position, structure, drilling and formation testing of Zhonggu-51 Wellblock show that the hydrocarbon accumulation zone is fonnd in the karst reservoir deveelped in 30-180 m apart from the tnp of Yingshan formation, especially al the lower Ying-1 member and the Y ing-2 member, dominated by mixed hydrocarbons in origin; the early charged hydrocarbon and the late high mature gas charging occur along tw. major strike-slip fauhs, making the early oil pool turn into condensate pool, and far apart from the faults appear major oil pools with some gas pools: the Zhnnggu-51 Wellblock is surrounded by four strike-slip faults and two rows of overthrust fauhs (Tazhong-10 and Tazhnng-I faults) and divided into three fault blocks in
which water is located in the lower part and oil-gas in the higher part, and relatively sealing of oil and gas among them. Therefore, it is suggested that the next drilling or exploration in this area shouht focus on the higher paris in the fatlt blocks.%塔中北斜坡地区鹰山组油气藏具有油气相态多变、油气水分布复杂、无统一油水界面等特征。

对横跨塔中Ⅰ号和塔中10号2个次级构造带鹰山组流体分布和性质最为复杂的中古51井区进行了精细解剖。

通过原油生物标志化合物对比，以及对沉积、构造、钻井试油等综合研究表明，中古51井区油气富集于距鹰山组顶面30～180m层间岩溶储集层发育带中，以鹰一段下亚段和鹰二段最为有利；油气主要为混源成因，早期油气充注和晚期高成熟天然气沿2条主要走滑断裂气侵，改造早期油藏形成凝析气藏，远离走滑断裂以油藏为主，形成油藏与气藏相间的格局；4条走滑断裂和2排逆冲断裂（塔中10号断裂和塔中Ⅰ号断裂）将中古51井区包围分隔成3个“断块”，“断块”间油气相对封闭，内部呈现低部位含水、高部位富油气的规律。

据此，建议研究区下一步钻探以局部“断块”高部位为主。

【期刊名称】《新疆石油地质》
【年(卷),期】2012(033)006
【总页数】4页(P664-667)
【关键词】塔里木盆地;塔中北斜坡;断块;油气相态;层间岩溶;晚期气侵
【作者】王宇;于红枫;苏劲;吉云月;张保涛;赵杰
【作者单位】中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆库尔勒841000;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国
石油塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆库尔勒841000;中国地质大学地球科
学与资源学院,北京100083;成都理工大学沉积地质研究院,成都610059
【正文语种】中文
【中图分类】TE112.1
近年来，塔里木盆地塔中低凸起北部斜坡带奥陶系海相碳酸盐岩油气勘探，相继探明上奥陶统良里塔格组亿吨级整装大油气田和下奥陶统鹰山组多个千亿立方米的气田。

自2006年塔中83井在下奥陶统鹰山组层间岩溶储集层中获高产油气流以来，又相继在中古5井、中古7井和中古51井获得了高产油气流［1］。

前人研究认为，塔中油气主要来自于寒武系和中上奥陶统烃源岩，经历了至少3
期充注过程：第一期为晚加里东运动期来自寒武系的正常油气充注，多被构造活动破坏；第二期为晚海西运动期来自中上奥陶统的正常油气充注；第三期为喜马拉雅运动期高成熟油气的充注。

现今奥陶系可动原油多为后两种来源的混合油，运移通道以不整合面和断裂为主，油气水分布复杂［2，3］。

本文采用原油生物标志物对比、断裂精细研究和储集层演化历史恢复等方法，分析了流体分布最复杂的中古51井区油气的来源、充注期次和方向、油气水分布规律、多期成藏的主控因素等，以期对该井区进一步油气勘探有所裨益。

1 地质背景
中古51井区位于塔里木盆地塔中隆起北部斜坡带塔中Ⅰ号坡折带中东部，北为北部坳陷，西南为塔中中部凸起。

东西两侧为中古43和塔中83走滑断裂所夹持，
南北跨越塔中10号构造带和塔中Ⅰ号带（图1）。

整体表现为以塔中10号带为
高部位逐渐向北倾没，构造高差达1 300 m.
图1 塔里木盆地塔中北斜坡区域构造
研究区主要有2期断裂活动：第一期是在海西运动期停止活动的断裂，平面上以
北西—南东、南北向为主，剖面上表现为断距较大，主要断至上泥盆统或下石炭统，该期断裂除对碳酸盐岩储集层改造外，还与火山活动密切相关，为储集层热液改造提供了有利条件；第二期为燕山运动晚期至喜马拉雅运动早期停止活动的断裂，平面上以北东向走滑断裂为主，剖面上表现为断距较前一期小，主要断至二叠系或侏罗系。

塔中北斜坡鹰山组上部遭受大面积暴露淋滤，沿不整合面形成准层状分布的大规模缝洞型储集体，由于岩溶作用时间长，缝洞系统非常发育，形成了纵向厚度大，横向连续性好的优质储集层，有利储集层发育集中在距鹰山组顶界180 m范围内，
后期热液白云岩化对储集性能也起到建设性作用。

该井区鹰山组亮晶砂屑灰岩层是沿断裂来的热液汇聚的部位，发生强烈的白云石化作用，此过程中产生大量的晶间孔，提高了储集层的储渗性能［4］。

鹰山组岩溶储集空间可以分为洞穴型、裂缝型、孔洞型和裂缝-孔洞型等4种类型，根据测井解释，中古51井区下奥陶统鹰山组洞穴型储集层占11.06%，孔洞型储
集层占45.36%，裂缝-孔洞型储集层占33.95%，裂缝型储集层占9.63%.可见，
该井区储集层以孔洞型和裂缝-孔洞型储集层为主。

2 流体特征
（1）油气相态及物理性质高压物性分析表明，中古51井区油气相态复杂多样，共有凝析气井3口，油井4口，油藏和气藏相间出现，油气藏的性质包括挥发性
油藏、饱和凝析气藏、未饱和凝析气藏。

不同相态油气藏中油气性质有一定的差异。

凝析气藏中凝析油密度平均为0.796 1 g/cm3，50℃动力黏度平均1.288 1 mPa·s，凝固点-8～10℃，含硫量平均0.16%，含蜡量平均8.10%，胶质+沥青
质含量平均0.17%.总体上看，中古51井区凝析气藏地面原油为轻质、低黏度、
低凝固点、低含硫、中高含蜡、不含或微含胶质+沥青质的凝析油。

油藏地面原油
密度平均为0.800 3 g/cm3，50℃动力黏度平均1.742 9 mPa·s，凝固点-17～19℃，含硫量平均0.09%，含蜡量平均11.41%，胶质+沥青质含量平均1.22%.原油相对凝析油平均密度和动力黏度较大，胶质沥青质含量相对较高。

其中，中古51井凝析油密度达0.827 g/cm3，含蜡量高达19.6%，为塔中鹰山组目前发现含蜡量最高的凝析油，可能为水洗和气侵等次生改造作用所致。

据多口井天然气分析资料，凝析气藏中天然气相对密度平均为0.760 2，甲烷平均含量75.9%，乙烷以上平均含量5.41%，氮气平均含量5.23%，二氧化碳平均含量13.46%；油藏中天然气相对密度平均为0.727 8，甲烷平均含量81.01%，乙烷以上含量平均10.47%，氮气平均含量2.29%，二氧化碳平均含量6.23%，天然气均属于中含氮、中高含二氧化碳的湿气。

（2）油气地球化学特征中古51井区原油和凝析油的饱和烃组成中碳数为奇偶均势，奇偶优势比为1.02～1.09，姥植比多为0.89～1.2，显示姥鲛烷和植烷均势，原油母质为海相还原环境；m（Pr）/m（nC17）和m（Ph）/m（nC18）值都较低，分别为0.10～0.29和0.09～0.32，显示原油演化程度高、保存条件良好。

族组分中饱和烃多超过60%，饱芳比多大于4，表现出高饱和烃含量、低芳烃和低“非烃+沥青质”含量的特征，也反映出油气较高的成熟度，油藏受气侵改造形成的凝析油具有非烃和沥青质含量低的特征。

据前人研究，塔中地区油气主要来自中上奥陶统与寒武系2套烃源岩，从m/z191和m/z217生物标志物来看，中古51井区鹰山组原油具有较高伽马蜡烷和相对高C28规则甾烷的特征，寒武系来源特征明显，而芳烃中三芳甲藻甾烷含量却相对很少，以奥陶系特征为主，表明中古51井区鹰山组原油具有混源的特征。

通过原油单体烃同位素混源定量分析可有效地反映原油中不同来源的比例，中古5井和中古7井奥陶系比例分别达62%和57%，奥陶系特征明显，该井区塔中12井良里塔格组原油属典型的奥陶系原油，表明该地区至少有2期不同来源油气的充注
（图2）［5-7］。

图2 中古5井和中古6井原油生物标志物特征
（3）地层水化学性质中古51井区奥陶系鹰山组地层水矿化度普遍较高，平均可达163 g/L，地层水离子含量依次为Cl-＞Na++K+＞Ca2+＞HCO3-＞Mg2+＞SO42-，Cl-是主要阴离子，总矿化度受氯根含量的控制，地层水类型为CaCl2型，表明整体保存条件好，地下水后期活动相对较弱。

钠氯系数为0.500～0.638，脱
硫酸系数100×γ（SO42-）/γ（Cl-）多小于1，为0.028～0.870，平均为0.359，均说明鹰山组具有较好的烃类保存条件。

对于不同井来说，其矿化度和不同离子含量有一定的差别，反映缝洞型储集层中地层水来源虽然一致，但并不是连通的，各自的演化有一定程度的差别。

3 油气水分布规律
中古51井区奥陶系鹰山组油气藏具有准层状富含油气、油气藏相态多变、油藏和凝析气藏相间出现、出水井较多等特点。

对该井区油气藏精细解剖结果表明，有利储集层主要发育在不整合面180 m以内，受到地层展布的控制，多期次充注造成
了油气藏相态的差别，北东向走滑断裂与北西向逆冲断裂将该井区分隔成为多个相对独立的富油气单元。

（1）层间岩溶控制油气纵向分布塔中北斜坡地区鹰山组广泛发育层间岩溶储集
层的发育程度和深度受岩溶发育时期岩性、岩相、构造断裂、暴露时间和溶蚀程度的影响，加上后期埋藏期热液岩溶强烈改造，不同井区和不同层位岩溶储集层有较大的差异。

中古51井区横跨塔中10号带和塔中Ⅰ号带，垂向跨度达上千米，自南向北依次
出露鹰二段下亚段和上亚段、鹰一段下亚段和上亚段，各段均有储集层的发育，整体位于塔中北斜坡岩溶下斜坡带。

利用地震剖面“串珠状”反射、钻井中的钻时变化和漏失放空、FMI成像测井图像、自然伽马值升高和电阻率值降低等，能够有
效识别岩溶储集层的发育位置。

研究表明，该井区岩溶储集层主要发育在距离鹰山组顶界之下180 m范围内，在塔中10号带附近为鹰二段暴露区，距离顶面50 m 以内洞穴型储集层较为发育，储集层距离鹰山组顶面相对较近。

在靠近北部的塔中Ⅰ号礁滩体附近鹰一段出露区储集层主要发育在鹰一段下亚段顶部50 m范围内，上亚段储集层相对不发育，整体岩溶发育具有成层性。

鹰山组各段沉积期间发生短暂的准同生期暴露和沉积后整体隆升接受淋滤溶蚀，形成准层状发育的层间岩溶带，而鹰一段由于岩性多为较致密的泥晶灰岩，不利于岩溶的发育。

钻探结果表明，中古51井区产油气层位主要位于鹰一段下亚段和鹰二段，明显受控于有利储集层的发育。

在储集层最为发育的鹰一段下亚段中，发育1套在井区内相对连续的高阻层，岩
性为致密灰岩，厚度40～50 m，成像测井和岩性观察表明裂缝和孔洞均不甚发育，将储集层分隔为上、下2段。

对中古9井高阻层之下6 374—6 480段进行中途
测试后见油花，完井对鹰山组试油日产水达234.96 m3，而中古7井则相反，高
阻层之上油气层较好，高阻层之下油水同出，表明高阻层在区域上起到较好的分隔流体的作用。

（2）走滑断裂是晚期气侵的主要通道上述地球化学特征表明，中古51井区鹰山组储集层接受了多期混源油气的充注，早期保存的古油气藏被后期的高成熟天然气气侵，导致油气藏相态多变，油藏和凝析气藏相间甚至相伴出现。

针对该区域晚期气侵作用，前人已作过大量研究，主要集中在塔中83断裂东侧塔中83井区和上
奥陶统良里塔格组［8-11］。

已有充分证据表明，塔中83走滑断裂是重要的晚期气侵通道，研究区2口凝析气井古51井和中古7井靠近该走滑断裂分布，气油比均大于1 500 m3/t.而且中古51井和中古7井中含蜡量均较高，与东部塔中83
井区鹰山组原油含蜡量相近，反映早期原油受到过明显的气侵改造作用，而在该区域的油藏中则不具备这种特点。

中古5井是该井区一口凝析气井，气油比为2 705 m3/t，该井距离中古5走滑断裂1.2 km.中古5走滑断裂向北切过塔中Ⅰ号带，性质类似塔中83走滑断裂，具备作为气源断裂的条件，只是该断裂相对规模较小，沿断裂发生的气侵较弱，影响范围相对较小，在距离走滑断裂稍远的中古501井仍然保持油藏状态。

中古501井生物标志物成熟度指标Ts/Tm，C23TT/C30HOP均低于中古5井，单体烃碳同位素混源计算得到中古501井奥陶系来源占84%，中古5井和中古7井则以寒武系来源为主，表明中古501井受到后期高成熟气侵作用弱，气侵作用对距离走滑断裂较远部位影响较小。

统计表明，该井区油井均分布在距离走滑断裂较远的位置。

高阻层通过对晚期气侵的阻挡对该区域油气藏相态也起到重要的作用，例如，中古501井产油层段位于高阻层之上，而相邻的中古5井产凝析油气段位于高阻层之下。

在晚期高成熟油气沿走滑断裂自下向上充注的过程中，油气受到断裂和高阻层的共同阻挡，形成了2口相邻井油气藏相态巨大的差异。

（3）油气水分布受走滑断裂与台缘断裂组合控制中古51井区碳酸盐岩岩溶储集层中油气水分布具有强烈的非均质性，在优质储集层发育层段钻遇多口出水井，从产水层段海拔来看，并无区域连通的水体。

见水海拔自西向东依次升高，主要分布在3个位置：位于最西端的中古203井鹰山组测井解释含7套水层，出水海拔位于-5 388 m以下；中古9井、中古1井、中古601井鹰山组测井解释在靠近顶部的位置均为气水同层或含气水层，试油出水层位海拔-5 300～-5 200 m；中古701井和中古7井出水海拔均位于-4 780 m以下，表明在局部可能具有连通的水体和油水界面。

通过已有地层水性质分析表明，处于相同海拔位置的出水井地层水化学性质十分接近，其矿化度、地层水密度、钠氯系数、pH值和钠钙系数相似，间接证明了处于相同海拔位置的相邻出水井水体是相连通的，海拔位置不同水体不连通。

同时，该井区中古9井、中古1井和中古601井鹰山组储集层孔洞和裂缝
孔洞尤为发育，也为水体的连通提供了条件。

前人研究指出，走滑断裂侧向渗透率只有垂向渗透率的1/9，因此能够较好地阻隔两侧流体的相互流通。

中古51井区被4条大型北东向走滑断裂和两侧塔中10号
带和塔中Ⅰ号带分割成为3个局部断块，断块之间由于断裂的错断和分割，流体
相对封闭。

在不同断块内，地层水化学性质差异明显；在走滑断裂的两侧，位于相同海拔的储集层可以一侧为油气层，另一侧为出水层，以中古5井和中古9井为
代表；在同一断块内部，有相对的油气水分异，出水井都分布在同一断块的低部位，高部位富集油气（图3）。

图3 中古51井区“断块”油气藏模式
通过对中古51井区储集层发育有利段、断裂格架、油气井试油和油气水地球化学性质综合分析可知，中古51井区复杂的油气藏相态和油气水分布规律主要受控于早期油气充注和沿2条主要走滑断裂的晚期气侵、层间岩溶有利储集层发育层段
以及走滑断裂与逆冲断裂构成的3个局部断块。

4 结论
（1）塔中北斜坡鹰山组油气富集于距鹰山组上部180 m范围内的层间岩溶储集
层有利发育带中，以鹰一段下亚段和鹰二段最为有利。

（2）流体复杂区经历了早期油气充注和晚期高成熟天然气沿走滑断裂气侵，形成凝析气藏，远离走滑断裂以油藏为主，造成油藏和凝析气藏相间分布。

（3）塔中10号走滑断裂和塔中Ⅰ号逆冲断裂将流体复杂区划分为多个“断块”，“断块”间油气相对封闭，内部低部位含水、高部位富油气。

建议研究区下一步钻探以局部“断块”高部位为主要目标。

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