塔里木盆地哈拉哈塘地区超深碳酸盐岩缝洞型储集层特征与控制因素

・综　述・　矿物岩石地球化学通报　

Ｂｕｌｌｅｔｉｎ　ｏｆ　Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｙ，Ｐｅｔｒｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　

Ｖｏ１．３５　Ｎｏ．５，Ｓｅｐ．，２０１６　

塔里木盆地哈拉哈塘地区超深碳酸盐岩缝洞型　

储集层特征与控制因素　

孙崇浩　，朱光有　２，郑多明　，赵宽志　，胡方杰　

１．中国石油塔里木油田勘探开发研究院，新疆库尔勒８４１０００；２．中国石油勘探开发研究院，北京１０００８３　

摘　要：塔里木盆地哈拉哈塘地区大面积发育超深缝洞型碳酸盐岩储集层，埋深超过７０００　ｍ仍发育大量优质储集层。岩心、　

薄片、钻井及成像测井资料综合分析表明，储集层发育的层位集中在奥陶系一间房组和鹰山组，储集空间主要以洞穴、孔洞、　

裂缝为主，地震响应特征主要是规模大、强反射或串珠群等地震相组成的集合体。储集层纵向发育具有明显的层位性，集中　

在不整合面之下１００　ｍ的范围内，平面上具有明显的非均质性，主要沿断裂带分布。这套岩溶缝洞型储集层总体表现出受多　

种岩溶作用叠加改造的特征，最主要是受控于层间岩溶和中晚加里东期断裂两大因素，层间岩溶控制了储集层纵向发育的层　

位性，断裂裂缝作为岩溶通道控制了储集层横向展布规模及非均质性，之后晚加里东一海西期的油气充注、盆地的快速沉降，基　

本保持了早期储集层发育的形态。通过储集层主控因素的分析，建立了超深缝洞型碳酸盐岩的储集层发育模式，为该区井位　

部署和高效开发提供了指导。　

关键词：超深碳酸盐岩；缝洞型储集层；层间岩溶；断裂裂缝；哈拉哈塘　

中图分类号：Ｐ６１８．１３０．２　１　文章编号：１００７－２８０２（２０１６）０５—１０２８—０９　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．】００７—２８０２．２０１６．０５．０２４　

Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　Ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　Ｆｒａｃｔｕｒｅ－Ｃａｖｉｔｙ　Ｃａｒｂｏｎａｔｅ　

Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｈａｌａｈａｔａｎｇ　Ａｒｅａ，Ｔａｒｉｍ　Ｂａｓｉｎ　

ＳＵＮ　Ｃｈｏｎｇ．ｈａｏ　．ＺＨＵ　Ｇｕａｎｇ．ｙｏｕ　，　，ＺＨＥＮＧ　Ｄｕｏ—ｍｉｎｇ　，ＺＨＡＯ　Ｋｕａｎ－ｚｈｉ　，ＨＵ　Ｆａｎｇ—ｊｉｅ　

１．Ｔａｒｉｍ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ＆Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｋｏｒｌａ　Ｘｉｎｆｉａｎｇ　８４１０００；　

２．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ＆Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｆｉｎｇ　１０００８３　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｌｔｒａ．ｄｅｅｐ　ｆｒａｃｔｕｒｅ—ｃａｖｉｔｙ　ｃａｒｂｏｎａｔｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　ａｒｅ　ｗｉｄｅｌｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｈａｌａｈａｔａｎｇ　ａｒｅａ，Ｔａｒｉｍ　Ｏｉｌｄｉｅｌｄ．Ａ１一　

ｔｈｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｂｕｒｉａｌ　ｄｅｐｔｈ　ｉｓ　ｇｒｅａｔｅｒ　ｔｈａｎ　７０００　ｍｅｔｅｒｓ，ａ　ｌａｒｇｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｈｉｇｈ—ｑｕａｌｉｔｙ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　ａｒｅ　ｓｔｉｌｌ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｉｎｔｅｇｒａｔ・　

ｅｄ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｏｎ　ｃｏｒｅ，ｔｈｉｎ　ｓｅｃｔｉｏｎ，ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｍａｇｅ　ｌｏｇ　ｄａｔａ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｓｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　ａｒｅ　ｍａｉｎｌｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｙｉ—　

ｊｉａｎｆａｎｇ　ａｎｄ　Ｙｉｎｇｓｈａｎ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ｏｒｄｏｖｉｃｉａｎ．Ｉｎ　ｔｈｅｓｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ，ｓｐａｃｅ　ｍａｉｎｌｙ　ｏｃｃｕｒｓ　ａｓ　ｃａｖｅｒｎｓ，ｖｕｇｓ，ａｎｄ　ｆｒａｃｔｕｒｅｓ．　

Ｔｈｅ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｏｆ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　ｉｓ　ｔｈｅ　ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｆａｃｉｅｓ　ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｓｃａｌｅ　ｂｒｉｇｈｔ　ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｒ　ｇｒｏｕｐｓ　ｏｆ　

ｂｅａｄ—ｌｉｋｅ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　ｄｉｓｐｌａｙ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈｉｎ　１００　ｍｅｔｅｒｓ　ｂｅｌｏｗ　ｔｈｅ　ｕｎｃｏｎｆｏｒｍｉｔｙ，　

ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｐｌａｎａｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｉｓ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｏｕｓ，ｉ．ｅ．，ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｐａｔｔｅｒｎｓ　ｎｅａｒ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｂｅｌｔｓ．Ｔｈｅｓｅ　ｋａｒｓｔｉ＿　

ｆｉｅｄ　ｆｒａｃｔｕｒｅ．．ｃａｖｉｔｙ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　ｄｉｓｐｌａｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄ　ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ　ｂｙ　ｍｕｈｉｐｌｅ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｋａｒｓｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｔｗｏ　

ｍｏｓｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｃｅｎｔｒｅｌｌｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒｅｄ　ｋａｒｓｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｉｄｄｌｅ－ｌａｔｅ　Ｃａｌｅｄｏｎｉａｎ　ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ．Ｉｎｔｅｒ—　

ｌａｙｅｒｅｄ　ｋａｒｓｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｓ　ｔｈｅ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：ｆｒａｃｔｕｒｅｓ　ｏｃｃｕｒ　ａｓ　ｐａｓｓａｇｅｓ　ｏｆ　ｋａｒｓｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｌ　ｔｈｅ　ｓｃａｌｅ　

ａｎｄ　ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｖ　ｏｆ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ａｆｔｅｒｗａｒｄｓ．ｔｈｅ　ｏｉｌ　ａｎｄ　ｇａｓ　ｆｉｌｌｅｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｉｎ　ｌａｔｅ　Ｃａｌｅｄｏｎｉａｎ—　

Ｈｅｒｃｙｎｉａｎ．Ａｌｓｏ，ｔｈｅｒｅ　ｗａｓ　ａ　ｒａｐｉｄ　ｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂａｓｉｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ　ｅａｒｌｙ　ｓｔａｇｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｇｅｏｍｅｔｒｙ　ｉｓ　ｇｅｎｅｒａｌｌｙ　ｕｎ　

ｃｈａｎｇｅｄ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅｓｅ　ｅｖｅｎｔｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ，ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ　ｓｅｔ　ｕｐ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐ—　

ｍｅｎｔ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｏｆ　ｕｌｔｒａ．ｄｅｅｐ　ｆｒａｃｔｕｒｅ—ｃａｖｉｔｙ　ｃａｒｂｏｎａｔｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ，ｗｈｉｃｈ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｇｕｉｄａｎｃｅ　ｆｏｒ　ｗｅｌｌ　ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉ—　

ｃｉｅｎｃｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ａｒｅａ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｕｌｔｒａ—ｄｅｅｐ　ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ｆｒａｃｔｕｒｅ．ｃａｖｉｔｙ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ；ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ　ｋａｒｓｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｆｒａｃｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ；Ｈａｌａｈａｔａｎｇ　

收稿日期：２０１６．０７－０６收到，２０１６－０８—０３改回　基金项目：国家科技重大专项（２０１６ＺＸ０５００４）　第一作者简介：孙崇浩（１９８１一），男，博士，高级工程师，研究方向：碳酸盐岩储集层研究．Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｕｎｅｈ—ｔｌｍ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉ

ｎａ．ｅｏｍ－ａｎ　矿物岩石地球化学通报２０１６，３５（５）　

随着油气勘探工作的日益精细、勘探开发程度　

不断提高，中浅层油气发现难度日益加大，油气勘　

探向深层和超深层领域延伸已成为必然趋势（朱光　

有和张水昌，２００９），全球超深层油气新增储量呈明　

显增长趋势。至２０１２年底，全球在２１个盆地中发　

现了７５个埋深超过６０００　ｍ的工业油气藏，可采储　

量占１３．４％，美国墨西哥湾Ｋａｓｋｉｄａ油气田是全球　

已发现的最深海上砂岩油气田，目的层埋深　

７３５６　ｍ，可采储量（油当量）近１×１０　ｔ，已成为全球　

油气勘探重要的接替领域（朱光有和张水昌，２００９；　

王宇等，２０１２；白国平和曹斌风，２０１４；贾承造和庞　

雄奇，２０１５）。中国陆上油气勘探也不断向深层一超　

深层拓展，并取得了一系列重大突破，在塔里木、四　

川、鄂尔多斯、渤海湾与松辽盆地的碳酸盐岩、火山　

岩和碎屑岩领域获得重大发现，已成为中国陆上油　

气勘探重大接替领域（孙龙德等，２０１３）。由于中国　

古生界海相碳酸盐岩埋深大、储集层成岩演化复　

杂、受构造破坏和改造严重、储集层非均质性强，导　

致储集层预测难度大（李忠等，２００６；陈景山等，　

２００７；沈安江等，２０１０；Ｚｈｕ　ｅｔ　ａ１．，２０１２；邹才能和陶　

士振，２００７）。塔里木盆地哈拉哈塘地区大面积发　

育超深缝洞型碳酸盐岩储集层，其发育深度已超过　

７０００　ｍ（朱光有等，２０１３），油气性质复杂，相态多　

样，从北向南油气相态由未饱和油藏逐渐过渡到弱　

挥发性油藏（Ｚｈｕ　ｅｔ　ａ１．，２０１３ａ）。该类储集层的分布　１０２９　

具有纵向沿不整合面集中分布，平面上沿断裂大面　

积分布的特征，不同的学者从不同的角度对该类储　

集层的成因做了较为深人的研究，走滑断裂体系控　

制了岩溶储集层的集中分布（孙东等，２０１５），层序　

地层控制了储集层的纵向成层性和平面分带性（斯　

春松等，２０１２），一间房组沉积末期的准同生期岩溶　

和志留系沉积之前的表生期岩溶控制了储集层的　

发育规模（张学丰等，２０１２），不同时期岩溶古地貌　

控制了缝洞系统发育的差异性（张庆玉等，２０１４），　

多期岩溶作用是形成岩溶储集层的关键（胡明毅　

等，２０１４）。这些研究成果从不同方面解释了储集　

层的成因，但都未能很好的解释该类储集层的纵横　

向分布规律，系统开展这种岩溶缝洞型碳酸盐岩储　

集层的特征描述，明确储集层发育最主要的控制因　

素，将会对海相碳酸盐岩油气勘探提供重要参考。　

１　哈拉哈塘地区超深发育地质背景　

哈拉哈塘地区位于塔里木盆地塔北隆起轮南　

低凸起西斜坡（图１），历经多期构造运动，现今呈一　

向西倾的大型鼻状构造，整体构造平缓，平面展布　

复杂（贾承造，１９９７）。区内断裂发育，主要为北东、　

北西向走滑断裂，走滑断裂发育类型多样，具有多　

期活动及继承发育特征。塔北古隆起的发育演化　

继承了前寒武系基底的背景，经加里东早期，经历　

晚海西期、印支期、燕山期与喜马拉雅晚期等多期　

图１　哈拉哈塘地区区域构造位置图　

Ｆｉｇ．１　Ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｍａｐ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｈａｌａｈａｔ

ａｎｇ　ａｒｅａ