衣健，李慧勇，單玄龍，郝國(guó)麗，楊海風(fēng)，王清斌，許鵬，任淑悅

（1. 吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061；2. 中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300452）

0 引言

太古宇變質(zhì)巖潛山是渤海灣盆地海域油區(qū)深層油氣勘探的重要領(lǐng)域[1-3]。2007年和2012年分別發(fā)現(xiàn)了錦州25-1南和蓬萊9-1等大型太古宇潛山油田[4]；2019年發(fā)現(xiàn)的渤中19-6太古宇變質(zhì)巖潛山大型凝析氣田，標(biāo)志著渤海灣盆地又一個(gè)千億立方米大氣田的誕生，打開(kāi)了渤海灣富油型盆地潛山天然氣勘探的新局面[3]；2021年，又在其相鄰構(gòu)造發(fā)現(xiàn)了渤中13-2億噸級(jí)太古宇潛山油氣田，進(jìn)一步展現(xiàn)了渤海灣盆地海域油區(qū)深層太古宇變質(zhì)巖潛山廣闊的勘探前景[1,5]。然而，在勘探過(guò)程中也存在如秦皇島 428潛山等未獲得工業(yè)油氣發(fā)現(xiàn)的太古宇潛山[1,5]。研究表明，儲(chǔ)集層條件是決定渤中凹陷太古宇變質(zhì)巖能否形成大型潛山油氣藏的關(guān)鍵[6]。

變質(zhì)巖本身較為致密，不發(fā)育原生孔隙[7-9]。國(guó)內(nèi)外典型基巖潛山油氣藏研究表明，變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)集層由風(fēng)化淋濾、構(gòu)造破裂、熱液溶蝕等后期改造作用形成，構(gòu)造裂縫和溶蝕孔隙是主要的儲(chǔ)集空間[7-9]。精細(xì)刻畫這些溶蝕孔隙和裂縫在潛山中的分布是探索渤海灣盆地海域油區(qū)變質(zhì)巖潛山有利儲(chǔ)集層形成條件和發(fā)育規(guī)律的基礎(chǔ)。徐長(zhǎng)貴等[3]對(duì)渤中 19-6變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)集層垂向結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行了劃分，將風(fēng)化殼劃分為黏土帶、風(fēng)化砂礫巖帶和風(fēng)化裂縫帶，將潛山內(nèi)幕劃分為內(nèi)幕裂縫帶、致密帶和基巖帶，并闡明了不同儲(chǔ)集層帶儲(chǔ)集空間類型和物性特征。然而，由于尚未建立相應(yīng)的變質(zhì)巖儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元地質(zhì)-測(cè)井識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，造成井間儲(chǔ)集層橫向?qū)Ρ热狈σ恢滦裕萍s了該區(qū)太古宇變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)集層的精細(xì)刻畫和對(duì)儲(chǔ)集層空間分布規(guī)律的深入認(rèn)識(shí)。另外，根據(jù)直接上覆地層是否存在新生界，太古宇潛山可分為暴露型和覆蓋型兩種類型[1,5]，暴露型潛山指與新生界沉積地層直接接觸的太古宇潛山，而覆蓋型潛山則指被中生界或古生界等較致密的前新生界覆蓋，不與新生界沉積地層直接接觸的太古宇變質(zhì)巖潛山。勘探實(shí)踐表明，這兩種潛山均可形成大型潛山油氣藏，但成儲(chǔ)效率具有一定差異[1-5,10]，需要對(duì)這兩類潛山儲(chǔ)集層垂向發(fā)育特征的共性和差異性進(jìn)行對(duì)比分析，為進(jìn)一步探索不同類型潛山優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層發(fā)育的主控因素提供地質(zhì)依據(jù)。

本研究以渤海灣盆地渤中凹陷渤中 19-6（暴露型潛山）、渤中13-2和秦皇島428（覆蓋型潛山）等太古宇變質(zhì)巖潛山為主要研究對(duì)象，充分利用研究區(qū)27口鉆遇太古宇變質(zhì)巖潛山鉆井的巖心、鑄體薄片、儲(chǔ)集層物性、常規(guī)測(cè)井和成像測(cè)井等資料，通過(guò)對(duì)潛山巖石結(jié)構(gòu)和孔隙、裂縫的垂向發(fā)育特征進(jìn)行精細(xì)刻畫，建立該區(qū)太古宇變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元?jiǎng)澐址桨?，明確不同儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元的地質(zhì)特征，建立常規(guī)測(cè)井和成像測(cè)井識(shí)別標(biāo)志，并在此基礎(chǔ)上探討兩類潛山有利儲(chǔ)集層的發(fā)育部位，以期為該類型潛山儲(chǔ)集層精細(xì)刻畫和儲(chǔ)集層分布規(guī)律的深入研究提供地質(zhì)依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

渤海灣盆地位于華北克拉通東部，面積20×104km2，是典型的中新生代陸內(nèi)裂谷盆地。其中海域油區(qū)面積4.4×104km2，主要由渤中凹陷、秦南凹陷、遼中凹陷以及沙壘田凸起、渤南低凸起、秦南凸起等多個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元構(gòu)成（見(jiàn)圖1a）。渤中凹陷是渤海灣盆地海域油區(qū)最大的富烴凹陷，基底由太古宇、下古生界、上古生界和中生界等多套地層構(gòu)成（見(jiàn)圖1b）[11]，太古宇潛山巖性復(fù)雜，包含混合花崗巖、混合片麻巖、片麻巖、TTG（奧長(zhǎng)花崗巖、英云閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖系列）等多種巖性[3]。渤中凹陷經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化過(guò)程：印支期之前，盆地基底主要以垂直升降運(yùn)動(dòng)為主，沉積了厚度穩(wěn)定的古生界，受加里東運(yùn)動(dòng)影響，上奧陶統(tǒng)—下石炭統(tǒng)缺失（見(jiàn)圖1b）[12-13]；印支早期（早三疊世—晚三疊世早期），受揚(yáng)子板塊和華北克拉通碰撞影響，環(huán)渤中一帶處于近南北向擠壓應(yīng)力場(chǎng)，發(fā)育一系列北西西向逆沖斷層，如沙壘田凸起、渤南低凸起、埕北凸起等凸起帶邊界斷層，逆沖和褶皺作用導(dǎo)致北西西向的隆凹格局，形成了研究區(qū)太古宇潛山的基本輪廓[13]（見(jiàn)圖1a）。

本研究所選的渤中19-6和渤中13-2潛山即位于渤中凹陷南部沙壘田凸起和渤南低凸起之間的背斜構(gòu)造區(qū)[3]，秦皇島428潛山則位于渤中凹陷北部石臼坨凸起東南傾末端[12]（見(jiàn)圖1a）。印支早期，渤中19-6和渤中13-2潛山的北邊界形成高角度逆沖斷層（見(jiàn)圖1a），導(dǎo)致太古宇基底沖出成山，渤中19-6和渤中13-2潛山頂部古生界被完全剝蝕[13-14]，如圖2a渤中19-6和渤中13-2潛山完全無(wú)古生界覆蓋；而同時(shí)期的秦皇島 428潛山太古宇基底并未沖出，僅形成一系列擠壓褶皺構(gòu)造，剝蝕作用較弱導(dǎo)致秦皇島 428潛山頂部保留古生界[12]（見(jiàn)圖2b）。燕山中期（晚侏羅世—早白堊世），受區(qū)域伸展背景影響，該區(qū)形成了一系列斷陷盆地，導(dǎo)致渤中13-2和秦皇島428潛山均沉積了中生界，如圖2a中渤中13-2潛山頂部和圖2b中秦皇島428潛山南北兩側(cè)斷層上盤均存在中生界。燕山晚期（晚白堊世），該區(qū)再次發(fā)生強(qiáng)烈的區(qū)域性的擠壓事件，渤中19-6潛山再次抬升遭受剝蝕，形成暴露型潛山[3,13]（見(jiàn)圖2a）；渤中13-2潛山上覆中生界在靠近渤中19-6構(gòu)造一側(cè)剝蝕減薄，但并未被完全剝蝕，保留了頂部中生界[1,5,13]，形成上覆中生界的覆蓋型潛山（見(jiàn)圖2a），秦皇島428潛山頂部中生界被剝蝕殆盡，但仍保留古生界覆蓋[12]，形成上覆古生界的覆蓋型潛山（見(jiàn)圖2b）。

圖1 渤海灣盆地海域油區(qū)構(gòu)造綱要和潛山地層綜合柱狀圖

圖2 渤海灣盆地渤中凹陷渤中19-6、渤中13-2和秦皇島428構(gòu)造區(qū)剖面圖（剖面位置見(jiàn)圖1；Ar—太古宇；Pz—古生界；Mz—中生界；E2s—沙河街組；E3d—東營(yíng)組；N1g—館陶組）

2 風(fēng)化殼和潛山內(nèi)幕劃分

研究區(qū)無(wú)論是暴露型潛山還是覆蓋型潛山都經(jīng)歷了一定程度的風(fēng)化改造作用[1,3,5]，潛山頂面均發(fā)育風(fēng)化殼，區(qū)別是風(fēng)化殼厚度不同。統(tǒng)計(jì)表明，BZ19-6暴露型潛山風(fēng)化殼厚度最大，平均厚度約為 215 m；BZ13-2上覆中生界覆蓋型潛山風(fēng)化殼厚度中等，平均厚度約為93 m；秦皇島428潛山上覆古生界覆蓋型潛山風(fēng)化殼厚度最薄，平均厚度只有23 m左右（見(jiàn)圖3）。隨著與頂面距離的增加，潛山受到的風(fēng)化改造作用逐漸減弱消失，向下進(jìn)入基本不受表層風(fēng)化作用影響的基巖部分，即潛山內(nèi)幕（見(jiàn)圖 3）。因此，依據(jù)垂向上受風(fēng)化作用的影響程度，可將研究區(qū)太古宇變質(zhì)巖潛山垂向上分為風(fēng)化殼和潛山內(nèi)幕兩個(gè)一級(jí)儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元（見(jiàn)圖3）。

圖3 渤海灣盆地渤中凹陷太古宇變質(zhì)巖潛山垂向分帶模式

風(fēng)化裂縫和溶蝕孔隙是風(fēng)化殼的典型識(shí)別標(biāo)志[15]。但是，針對(duì)研究區(qū)太古宇潛山儲(chǔ)集層的研究表明，潛山內(nèi)幕中也存在大量裂縫和溶蝕孔隙[16]，給依據(jù)裂縫和溶蝕孔隙的發(fā)育情況進(jìn)行風(fēng)化殼和潛山內(nèi)幕識(shí)別劃分造成了較大的干擾和困難。野外露頭和鉆井研究均表明，由于風(fēng)化作用對(duì)潛山的影響從表層向下逐漸減弱，因此風(fēng)化殼內(nèi)部的風(fēng)化裂縫和溶蝕孔隙表現(xiàn)為從上到下連續(xù)發(fā)育，向風(fēng)化殼深部逐漸減少[15]；而潛山內(nèi)幕中內(nèi)幕裂縫帶和伴生的溶蝕孔隙多由以斷裂為通道的流體溶蝕形成，未受斷裂影響的部位巖石較為致密，導(dǎo)致潛山內(nèi)幕中裂縫帶和溶蝕孔隙在垂向上不連續(xù)發(fā)育[3]。典型實(shí)例如BZ13-2-D井（見(jiàn)圖4），通過(guò)成像測(cè)井對(duì)裂縫密度和產(chǎn)狀的定量刻畫發(fā)現(xiàn)，該井上部裂縫密度較高，裂縫段自潛山頂面向下連續(xù)發(fā)育135 m，蝌蚪圖中裂縫產(chǎn)狀復(fù)雜多變，提示裂縫為風(fēng)化成因；溶蝕孔隙面孔率分析表明，該裂縫連續(xù)發(fā)育段內(nèi)所有壁心樣品均發(fā)育有 2%～4%的溶蝕孔，該段巖心的孔隙度均大于3%，最大值為11%，說(shuō)明該井從潛山頂面向下，溶蝕孔隙亦連續(xù)發(fā)育。從距潛山頂面以深135 m開(kāi)始，成像測(cè)井識(shí)別出的裂縫數(shù)量大大減少，溶蝕孔隙不發(fā)育，孔隙度較低，進(jìn)入潛山內(nèi)幕（見(jiàn)圖4）。該井潛山內(nèi)幕中發(fā)育多個(gè)局部裂縫發(fā)育段，表現(xiàn)為致密變質(zhì)巖中裂縫密度的突然增高，但是與風(fēng)化殼中裂縫段不同的是，蝌蚪圖中裂縫產(chǎn)狀多數(shù)較為一致，提示裂縫可能為構(gòu)造成因；另外壁心面孔率和孔隙度分析均表明，該井潛山內(nèi)幕中溶蝕孔隙發(fā)育部位與局部裂縫發(fā)育段高度一致，如4 810～4 850 m段，形成垂向上多個(gè)不連續(xù)分布的溶蝕孔隙發(fā)育帶（見(jiàn)圖 4）。根據(jù)裂縫和溶蝕孔隙垂向上發(fā)育連續(xù)程度的這種差異性，可以依據(jù)測(cè)井資料進(jìn)行風(fēng)化殼和潛山內(nèi)幕識(shí)別。

圖4 渤海灣盆地渤中凹陷BZ13-2-D井綜合柱狀圖（GR—自然伽馬；RLLD—深側(cè)向電阻率；RLLS—淺側(cè)向電阻率；Δt—聲波時(shí)差）

①成像測(cè)井：通過(guò)成像測(cè)井對(duì)裂縫密度和產(chǎn)狀進(jìn)行定量刻畫，可以對(duì)變質(zhì)巖潛山頂部連續(xù)發(fā)育的裂縫段進(jìn)行識(shí)別（見(jiàn)圖 4），并將這種裂縫連續(xù)發(fā)育段結(jié)束的部位作為劃分風(fēng)化殼和潛山內(nèi)幕界線的關(guān)鍵依據(jù)之一；②電阻率曲線：統(tǒng)計(jì)表明，變質(zhì)巖潛山風(fēng)化殼電阻率的最大值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于潛山內(nèi)幕（見(jiàn)表1），本次研究選取變質(zhì)巖潛山中電阻率曲線達(dá)到或接近最高值的幾個(gè)極值點(diǎn)，并根據(jù)這些電阻率極值點(diǎn)制作一條垂線，這條垂線筆者將其命名為“內(nèi)幕電阻率基線”，該基線代表了變質(zhì)巖潛山中，基本未受風(fēng)化和斷裂改造作用影響而保持了變質(zhì)巖原始致密特征的電阻率值（見(jiàn)圖4）。潛山風(fēng)化殼由于經(jīng)歷過(guò)風(fēng)化改造，其最大電阻率值明顯小于“內(nèi)幕電阻率基線”，因此，由潛山頂面開(kāi)始，電阻率值首次接近或達(dá)到內(nèi)幕電阻率基線的部位，可以認(rèn)為是風(fēng)化殼和潛山內(nèi)幕界線所在位置（見(jiàn)圖4）；③聲波時(shí)差曲線：與電阻率曲線不同，風(fēng)化殼和潛山內(nèi)幕的聲波時(shí)差值差別并不明顯（見(jiàn)表1），但在曲線形態(tài)上卻具有較為明顯的差異（見(jiàn)圖 4）。雖然聲波時(shí)差曲線在風(fēng)化殼和潛山內(nèi)幕中受斷層疊加的影響，都存在相似的高幅度齒化箱型或指狀圖案，但是，在未受斷層影響的部位，風(fēng)化殼的聲波時(shí)差曲線表現(xiàn)為多個(gè)中等—小幅度齒化箱型和指形組合，而潛山內(nèi)幕的聲波時(shí)差曲線則表現(xiàn)為“平直的低幅度微齒狀”曲線形態(tài)，曲線波動(dòng)的頻率極高，振幅較?。ㄒ?jiàn)圖4），可以將“平直的低幅度微齒狀”曲線形態(tài)首次出現(xiàn)的位置，確定為風(fēng)化殼和內(nèi)幕分界線。

表1 渤海灣盆地渤中凹陷各儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元電性參數(shù)

3 風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)特征及識(shí)別

根據(jù)巖石風(fēng)化程度由強(qiáng)到弱，可進(jìn)一步將太古宇變質(zhì)巖潛山風(fēng)化殼從上到下分為黏土帶、風(fēng)化砂礫巖帶、淋蝕帶和崩解帶 4個(gè)次級(jí)儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元（見(jiàn)圖3）。不同儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元儲(chǔ)集空間特征見(jiàn)表2。綜合利用地質(zhì)、常規(guī)測(cè)井和成像測(cè)井，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)化殼 4個(gè)次級(jí)儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元的有效識(shí)別。

表2 渤海灣盆地渤中凹陷各儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元儲(chǔ)集空間類型及特征

3.1 風(fēng)化殼儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元地質(zhì)特征

黏土帶發(fā)育在變質(zhì)巖潛山風(fēng)化殼最頂層（見(jiàn)圖3），由強(qiáng)烈風(fēng)化水解作用導(dǎo)致變質(zhì)巖破碎并黏土化所致[3]。其平均厚度為1～2 m，在覆蓋型潛山和暴露型潛山中差別不大（見(jiàn)圖 3）。黏土帶由細(xì)碎屑和大量黏土礦物等構(gòu)成，薄片中可見(jiàn)黏土礦物、碳酸鹽礦物（如方解石）和石英、長(zhǎng)石砂粒等（見(jiàn)圖5a）。由于黏土帶細(xì)粒黏土礦物含量較高，鑄體薄片觀察表明黏土帶溶蝕孔隙和裂縫均不發(fā)育（見(jiàn)圖5a）。

風(fēng)化砂礫巖帶發(fā)育在黏土帶下部（見(jiàn)圖3），由強(qiáng)烈的風(fēng)化淋濾作用導(dǎo)致潛山巖石破碎形成[3]。厚度稍大于黏土帶，平均厚度為6～10 m，厚度在覆蓋型潛山和暴露型潛山中也沒(méi)有較大差別（見(jiàn)圖3）。風(fēng)化砂礫巖帶主要由變質(zhì)巖風(fēng)化破碎形成的砂和礫石等構(gòu)成，碎屑顆粒的分選、磨圓均較差，大部分砂、礫為次棱角狀（見(jiàn)圖 5b、圖 5c）。暴露型潛山風(fēng)化砂礫巖帶發(fā)育粒間孔和具有明顯溶蝕擴(kuò)大現(xiàn)象的風(fēng)化裂縫（見(jiàn)圖5b），覆蓋型潛山風(fēng)化砂礫巖帶粒間孔多被鐵白云石、方解石等碳酸鹽礦物充填，基本不發(fā)育有效孔隙（見(jiàn)圖 5c）。

圖5 渤海灣盆地渤中凹陷太古宇變質(zhì)巖潛山風(fēng)化殼地質(zhì)特征

淋蝕帶由風(fēng)化作用導(dǎo)致變質(zhì)巖破裂產(chǎn)生大量裂縫，并受大氣降水的強(qiáng)烈淋濾形成[15]，主要發(fā)育在風(fēng)化砂礫巖帶下部，也可因?yàn)轱L(fēng)化砂礫巖帶被剝蝕掉而直接暴露在潛山頂部（見(jiàn)圖 3、圖 4）。淋蝕帶在暴露型和覆蓋型潛山中厚度差異較大，在渤中19-6暴露型潛山中平均厚度為75 m左右（見(jiàn)圖3a），在渤中13-2上覆中生界覆蓋型潛山中平均厚度為35 m左右（見(jiàn)圖3b），在秦皇島428上覆古生界覆蓋潛山中厚度最小，通常小于15 m，與崩解帶難于區(qū)分（見(jiàn)圖3c）。淋蝕帶巖石蝕變較為嚴(yán)重，礦物多方解石化、綠泥石化和高嶺土化（見(jiàn)圖5d—圖5f）。暴露型潛山淋蝕帶巖石半破碎狀，網(wǎng)狀風(fēng)化裂縫發(fā)育，風(fēng)化裂縫有溶蝕擴(kuò)大現(xiàn)象（見(jiàn)圖5d），鑄體薄片觀察晶內(nèi)溶蝕孔隙十分發(fā)育（見(jiàn)圖5e），而覆蓋型潛山也發(fā)育晶內(nèi)溶蝕孔隙和網(wǎng)狀風(fēng)化裂縫，但是風(fēng)化裂縫溶蝕擴(kuò)大現(xiàn)象不明顯（見(jiàn)圖5f）。

崩解帶。隨著與潛山頂面距離的增加，大氣水淋濾作用減弱，淋蝕帶逐漸過(guò)渡為崩解帶[15]（見(jiàn)圖3）。崩解帶厚度通常大于淋蝕帶，在渤中19-6暴露型潛山中平均厚度可達(dá)130 m（見(jiàn)圖3a），在渤中13-2上覆中生界覆蓋型潛山中平均厚度約為46 m（見(jiàn)圖3b），在秦皇島 428上覆古生界覆蓋型潛山中厚度最?。ㄒ?jiàn)圖3c）。由于位于風(fēng)化殼下部，崩解帶溶蝕擴(kuò)大的裂縫不發(fā)育，以發(fā)育無(wú)溶蝕擴(kuò)大現(xiàn)象的未充填-半充填風(fēng)化裂縫為主，裂縫一般成網(wǎng)狀，形態(tài)不規(guī)則，彎曲、弧形裂縫較多，產(chǎn)狀多變，發(fā)育少量溶蝕孔隙（見(jiàn)圖 5g、圖 5h）。

風(fēng)化殼疊加碎裂段。風(fēng)化殼中斷層發(fā)育部位會(huì)在局部形成碎裂段（見(jiàn)圖 3a、圖 3b），秦皇島 428上覆古生界覆蓋型潛山風(fēng)化殼較薄，內(nèi)部基本不疊加碎裂段（見(jiàn)圖3c）。風(fēng)化殼疊加碎裂段的部位表現(xiàn)為巖石碎裂化和溶蝕程度加強(qiáng)[3]。如在 BZ19-6-J井 4 595.5～4 595.7 m深度段，淋蝕帶巖心中可識(shí)別出小型斷裂和斷裂兩側(cè)碎裂段（見(jiàn)圖5i），薄片也證實(shí)該處巖石具有碎裂化現(xiàn)象（見(jiàn)圖5j）。除了淋蝕帶，崩解帶通常也疊加有碎裂段（見(jiàn)圖3），如BZ13-2-C井4 676.0 m和BZ13-2-D井4 742.0 m深度段處于風(fēng)化殼崩解帶，壁心薄片中可均見(jiàn)碎裂的巖石角礫（見(jiàn)圖5k、圖5l）。受斷裂長(zhǎng)期活動(dòng)和以斷裂為通道的流體溶蝕作用影響[3]，風(fēng)化殼疊加碎裂段發(fā)育角礫間溶孔、晶內(nèi)溶孔、風(fēng)化裂縫和構(gòu)造裂縫等多種類型儲(chǔ)集空間（見(jiàn)圖5j、圖5k、圖 5l）。

3.2 風(fēng)化殼儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元測(cè)井識(shí)別

本次研究選取聲波時(shí)差和電阻率兩個(gè)測(cè)井參數(shù)，根據(jù)數(shù)值及曲線形態(tài)特征識(shí)別二級(jí)儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元。風(fēng)化殼中不同儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元的聲波和電阻率值見(jiàn)表1，其曲線形態(tài)特征如下。

黏土帶：電阻率和聲波曲線均為高幅度指形（見(jiàn)圖6a）。風(fēng)化砂礫巖帶：電阻率和聲波曲線均為中—高幅度齒狀（見(jiàn)圖6b），成像測(cè)井可見(jiàn)低阻暗色背景下的高阻亮色團(tuán)塊和角礫狀亮斑（見(jiàn)圖6f-①、②）。

淋蝕帶：電阻率曲線為多個(gè)中高幅度箱形、漏斗形和鐘形組合，聲波曲線為不同幅度齒化箱型和指形組合（見(jiàn)圖6c）。通過(guò)巖心、井壁心觀察發(fā)現(xiàn)，淋蝕帶的中高幅度箱形、漏斗形和指形的電阻率和聲波時(shí)差曲線形態(tài)，是巖石局部破碎、溶蝕孔隙發(fā)育的反映，例如圖6c中BZ13-2-D井4 653 m段，該段電阻率為中高幅度箱型，聲波時(shí)差為中—高幅度指形，薄片觀察巖石溶蝕孔隙發(fā)育（見(jiàn)圖5f）。成像測(cè)井中淋蝕帶電阻率圖像總體較暗，可見(jiàn)較寬的不規(guī)則網(wǎng)狀暗色低阻縫和低阻孔洞（見(jiàn)圖 6f-③）。崩解帶：崩解帶電阻率曲線形態(tài)與淋蝕帶類似，均為多個(gè)中高幅度箱形、漏斗形和鐘形組合，聲波時(shí)差曲線則表現(xiàn)為多個(gè)中—低幅度齒化箱型和指形組合（見(jiàn)圖6c）。區(qū)別是崩解帶電阻率曲線值較淋蝕帶整體升高（見(jiàn)表 1），風(fēng)化殼中幾個(gè)電阻率最大值點(diǎn)的連線構(gòu)成崩解帶基線（見(jiàn)圖6c），淋蝕帶電阻率整體小于崩解帶基線，而崩解帶電阻率值整體大于崩解帶基線；崩解帶聲波時(shí)差曲線為多個(gè)小到中幅度指形組合，較淋蝕帶曲線波動(dòng)幅度?。ㄒ?jiàn)圖6c）。成像測(cè)井上，崩解帶電阻率圖像較淋蝕帶稍亮，可見(jiàn)寬窄不一的不規(guī)則網(wǎng)狀暗色低阻縫和低阻孔洞，但裂縫和溶蝕孔洞較崩解帶少（見(jiàn)圖 6f-④）。風(fēng)化殼疊加碎裂段：淋蝕帶和崩解帶中疊加碎裂段部位，電阻率值降低，聲波時(shí)差值升高（見(jiàn)表 1），電阻率曲線中高幅度箱型，聲波時(shí)差曲線為高幅度箱型和指形（見(jiàn)圖6d）；成像測(cè)井可見(jiàn)清晰的碎裂化圖案（見(jiàn)圖6f-⑤），與相鄰的無(wú)碎裂段疊加段較為明亮均一的圖像形成較為鮮明的對(duì)比（見(jiàn)圖6f-⑥）。

圖6 渤海灣盆地渤中凹陷太古宇變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元測(cè)井響應(yīng)特征

4 潛山內(nèi)幕結(jié)構(gòu)及特征

4.1 潛山內(nèi)幕儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元地質(zhì)特征

根據(jù)潛山內(nèi)幕裂縫密集程度的差異，潛山內(nèi)幕可劃分為內(nèi)幕裂縫帶和致密帶兩個(gè)二級(jí)儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元（見(jiàn)圖3）。

內(nèi)幕裂縫帶：內(nèi)幕裂縫帶由斷裂作用引起，斷層面附近發(fā)育碎裂巖，斷層兩側(cè)一定距離內(nèi)裂縫較為密集，形成內(nèi)幕裂縫帶[17-19]。根據(jù)碎裂巖和裂縫密度的空間組合特征，可將內(nèi)幕裂縫帶進(jìn)一步細(xì)分為斷層面附近的碎裂段和斷層兩側(cè)的裂縫密集段兩個(gè)部分[17]（見(jiàn)圖 3、圖 4）。其中碎裂段巖石破碎狀，由角礫和礦物碎屑構(gòu)成（見(jiàn)圖 7a—圖 7c），部分薄片中可見(jiàn)斷層泥（見(jiàn)圖7c）；受流體影響，長(zhǎng)石等礦物高嶺土化、方解石化和綠泥石化現(xiàn)象較為普遍（見(jiàn)圖7a—圖7c）。在碎裂段，破碎的構(gòu)造角礫易于在流體作用下發(fā)生溶蝕，形成角礫間溶蝕孔、晶內(nèi)溶孔和基質(zhì)溶孔（見(jiàn)圖7a—圖7c），成像測(cè)井識(shí)別的裂縫密度也相對(duì)較高，如BZ13-2-D井4 815～4 850 m段，成像測(cè)井識(shí)別的裂縫密度約為2～3條/m，高于相鄰的致密帶（見(jiàn)圖4）；碎裂帶兩側(cè)的裂縫密集段中，構(gòu)造裂縫較發(fā)育，薄片中構(gòu)造裂縫表現(xiàn)為多組共軛剪切縫和沿前期共軛剪節(jié)理形成的階梯狀追蹤張裂縫（見(jiàn)圖 7d、圖 7e），裂縫密集段受后期流體溶蝕可沿裂縫形成溶蝕孔隙（見(jiàn)圖7d、圖 7f）。

致密帶：潛山內(nèi)幕中，與斷裂距離相對(duì)較遠(yuǎn)的部位，既不受風(fēng)化作用影響，也不受斷裂改造，巖性相對(duì)較為致密均一，形成致密帶[17]。如圖 3、圖 4中，遠(yuǎn)離內(nèi)幕裂縫帶的部位，孔隙度和裂縫密度均大大降低，為致密帶。致密帶溶蝕孔隙不發(fā)育（見(jiàn)圖7g、圖7h），受區(qū)域應(yīng)力作用，致密帶通常發(fā)育幾組構(gòu)造裂縫，但構(gòu)造裂縫充填嚴(yán)重，多數(shù)被方解石、鐵白云石等次生礦物完全充填（見(jiàn)圖7g、圖7h）。

圖7 渤海灣盆地渤中凹陷潛山內(nèi)幕地質(zhì)特征

不同構(gòu)造部位的潛山，具有不同的內(nèi)幕裂縫帶發(fā)育特征[1,3]。渤中19-6暴露型潛山和渤中13-2覆蓋型潛山，由于所處的構(gòu)造部位印支期太古宇沖起強(qiáng)烈，導(dǎo)致內(nèi)幕裂縫帶十分發(fā)育[1,3,13]，表現(xiàn)為內(nèi)幕裂縫帶單層厚度大，平均厚43 m，最厚達(dá)130 m；占比大，內(nèi)幕裂縫帶厚度約占潛山內(nèi)幕總厚度的 40%～60%左右（見(jiàn)圖 3a、圖 3b）。而秦皇島 428覆蓋型潛山，由于所處構(gòu)造部位印支期沖起較弱[12]，導(dǎo)致內(nèi)幕裂縫帶發(fā)育程度相對(duì)較差，內(nèi)幕裂縫帶單層厚度小，平均厚度12 m，最厚不超過(guò)23 m，且占比小，內(nèi)幕裂縫帶約占潛山內(nèi)幕總厚度的15%～20%左右（見(jiàn)圖3c）。

4.2 潛山內(nèi)幕儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元測(cè)井識(shí)別

內(nèi)幕裂縫帶：內(nèi)幕裂縫帶相較致密帶電阻率值較低，聲波時(shí)差值較高（見(jiàn)表1）。曲線表現(xiàn)為高幅度齒化箱型、漏斗形或鐘形（見(jiàn)圖6e），而在聲波時(shí)差曲線上表現(xiàn)為平直微齒化背景下的高幅度鋸齒化箱形或多個(gè)指形組合。聲波時(shí)差曲線箱形和指形組合的中心部位通常聲波時(shí)差齒化幅度最大，為碎裂段，向兩側(cè)齒化幅度減小，為裂縫密集段（見(jiàn)圖6e）。成像測(cè)井上，碎裂段可見(jiàn)密集裂縫和巖石破碎圖案（見(jiàn)圖 6f-⑦）；裂縫密集段雖然圖像中暗色低阻裂縫發(fā)育，但不見(jiàn)碎裂狀圖案（見(jiàn)圖6f-⑧）。

致密帶：致密帶電阻率值較內(nèi)幕裂縫帶高（見(jiàn)表1），電阻率曲線低程度齒化，聲波測(cè)井曲線表現(xiàn)為“平直的低幅度微齒狀”曲線形態(tài)（見(jiàn)圖4、圖6e），成像測(cè)井為裂縫不發(fā)育的高阻亮色圖案（見(jiàn)圖6f-⑨、⑩）。

5 儲(chǔ)集層物性特征

研究區(qū)存在暴露型和覆蓋型潛山，這 2類潛山在垂向上均發(fā)育風(fēng)化殼和潛山內(nèi)幕儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元，由于所經(jīng)歷的風(fēng)化和構(gòu)造改造程度不同，不同儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元的儲(chǔ)集層物性特征具有一定差異，發(fā)育的儲(chǔ)集層類型也不完全相同。根據(jù)孔隙度和滲透率的不同，太古宇變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)集層可分為Ⅰ—Ⅲ共 3類[20]（見(jiàn)圖 8）。其中Ⅰ類儲(chǔ)集層孔隙度大于 8%或滲透率大于1×10-3μm2，生產(chǎn)測(cè)試為高產(chǎn)；Ⅱ類儲(chǔ)集層孔隙度為5%～8%或滲透率為（0.1～1.0）×10-3μm2，生產(chǎn)測(cè)試產(chǎn)量中等；Ⅲ類儲(chǔ)集層孔隙度小于 5%，滲透率小于0.1×10-3μm2，生產(chǎn)測(cè)試為低產(chǎn)或無(wú)產(chǎn)能。

5.1 暴露型潛山

風(fēng)化砂礫巖帶、淋蝕帶和風(fēng)化殼疊加碎裂段是研究區(qū)暴露型潛山風(fēng)化殼中物性較好的 3個(gè)儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元。其中風(fēng)化砂礫巖帶孔隙度為 5.1%～12.3%，滲透率為（0.260～7.860）×10-3μm2，儲(chǔ)集層類型均為Ⅰ類（見(jiàn)圖8a）；淋蝕帶孔隙度為1.8%～12.5%，滲透率為（0.011～3.910）×10-3μm2，成像測(cè)井識(shí)別的有效裂縫平均密度為2.7條/m，儲(chǔ)集層類型主要為Ⅰ類和Ⅱ類（見(jiàn)圖 8a）；風(fēng)化殼疊加碎裂段孔隙度為 2.3%～13.8%，滲透率為（0.032～4.196）×10-3μm2，成像測(cè)井識(shí)別的有效裂縫平均密度為2.9條/m，儲(chǔ)集層類型也以Ⅰ類和Ⅱ類為主（見(jiàn)圖8a）。由于風(fēng)化砂礫巖帶、淋蝕帶儲(chǔ)集層物性良好，因此暴露型潛山頂部通常發(fā)育一層厚度大，并且較為連續(xù)的有利儲(chǔ)集層發(fā)育帶，孔隙度在風(fēng)化砂礫巖帶或淋蝕帶頂部最大，向下部逐漸減??；裂縫密度整體較高，局部具有幅度不大的波動(dòng)（見(jiàn)圖3a）。向下進(jìn)入崩解帶后，由于崩解帶儲(chǔ)集層物性相對(duì)較差，孔隙度為 1.8%～6.9%，滲透率為（0.005～0.301）×10-3μm2，成像測(cè)井識(shí)別的有效裂縫平均密度為1.9條/m，儲(chǔ)集層類型以Ⅲ類為主，有利儲(chǔ)集層多發(fā)育在疊加碎裂段的部位（見(jiàn)圖8a），因此暴露型潛山風(fēng)化殼下部有利儲(chǔ)集層逐漸變?yōu)閿嗬m(xù)發(fā)育，通常存在數(shù)個(gè)不連續(xù)的孔隙度和裂縫密度異常高值部位（見(jiàn)圖3a）。

圖8 渤海灣盆地渤中凹陷太古宇變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)集層類型及物性特征（儲(chǔ)集層分類據(jù)文獻(xiàn)[20]）

除了風(fēng)化殼，暴露型潛山有利儲(chǔ)集層還發(fā)育在內(nèi)幕裂縫帶碎裂段中。圖8a中碎裂段主要落入Ⅰ類和Ⅱ類儲(chǔ)集層區(qū)域，孔隙度為 2.8%～10.9%，滲透率為（0.021～1.461）×10-3μm2，成像測(cè)井識(shí)別的有效裂縫平均密度為3.6條/m，表明暴露型潛山內(nèi)幕裂縫帶碎裂段溶蝕孔隙和裂縫發(fā)育情況較好。致密帶孔隙度為1.5%～3.0%，滲透率為（0.003～0.086）×10-3μm2，成像測(cè)井識(shí)別的有效裂縫平均密度小于0.5條/m，儲(chǔ)集層類型全部為Ⅲ類。內(nèi)幕裂縫帶被致密帶所分割，導(dǎo)致潛山內(nèi)幕中存在數(shù)個(gè)垂向相間分布的有利儲(chǔ)集層發(fā)育帶，表現(xiàn)為孔隙度和裂縫密度曲線在潛山內(nèi)幕中存在數(shù)個(gè)不連續(xù)的峰值，內(nèi)幕裂縫帶較厚的部位，有利儲(chǔ)集層厚度也相對(duì)較大（見(jiàn)圖3a）。由此可見(jiàn)，暴露型潛山有利儲(chǔ)集層受風(fēng)化作用和構(gòu)造改造作用的控制均較明顯，為風(fēng)化和構(gòu)造雙控儲(chǔ)集層。

5.2 覆蓋型潛山

研究區(qū)覆蓋型潛山風(fēng)化殼厚度較暴露型潛山?。ㄒ?jiàn)圖3b、圖3c），儲(chǔ)集層物性也相對(duì)較差（見(jiàn)圖8b）。風(fēng)化殼疊加碎裂段和內(nèi)幕裂縫帶碎裂段是研究區(qū)覆蓋型潛山中儲(chǔ)集層條件最有利的兩個(gè)儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元，其中風(fēng)化殼疊加碎裂段孔隙度為 2.8%～10.2%，滲透率為（0.002～0.459）×10-3μm2，成像測(cè)井識(shí)別的有效裂縫平均密度 3.5條/m；內(nèi)幕裂縫帶碎裂段孔隙度為2.1%～10.1%，滲透率為（0.002～0.134）×10-3μm2，成像測(cè)井識(shí)別的有效裂縫平均密度 2.1條/m（見(jiàn)圖8b），兩個(gè)儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元均以發(fā)育Ⅰ類和Ⅱ類儲(chǔ)集層為主。這兩個(gè)有利儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元的形成均與構(gòu)造改造密切相關(guān)，說(shuō)明構(gòu)造改造對(duì)覆蓋型潛山有利儲(chǔ)集層的形成較風(fēng)化作用更為重要。

6 結(jié)論

渤海灣盆地渤中凹陷太古宇變質(zhì)巖潛山垂向上可分為風(fēng)化殼和潛山內(nèi)幕兩個(gè)一級(jí)儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元，其中風(fēng)化殼可分為黏土帶、風(fēng)化砂礫巖帶、淋蝕帶和崩解帶 4個(gè)二級(jí)儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元；潛山內(nèi)幕可分為內(nèi)幕裂縫帶和致密帶 2個(gè)二級(jí)儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元，內(nèi)幕裂縫帶還可進(jìn)一步劃分為碎裂段和裂縫密集段。

成像測(cè)井中，從潛山頂面開(kāi)始發(fā)育的連續(xù)裂縫發(fā)育段的結(jié)束部位；電阻率測(cè)井中，電阻率值首次接近或達(dá)到“內(nèi)幕電阻率基線”的部位；聲波時(shí)差測(cè)井中，“平直低幅度微齒狀”曲線形態(tài)首次出現(xiàn)的部位，是劃分覆蓋型潛山風(fēng)化殼和潛山內(nèi)幕二者之間界線的可靠部位。在風(fēng)化殼和潛山內(nèi)幕劃分基礎(chǔ)上，綜合電阻率曲線、聲波時(shí)差曲線數(shù)值和形態(tài)，結(jié)合成像測(cè)井等資料，可識(shí)別黏土帶，風(fēng)化砂礫巖帶、淋蝕帶、崩解帶，內(nèi)幕裂縫帶和致密帶等二級(jí)儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)單元。

暴露型潛山有利儲(chǔ)集層主要發(fā)育在風(fēng)化砂礫巖帶、淋蝕帶、風(fēng)化殼疊加碎裂段和內(nèi)幕裂縫帶碎裂段等 4個(gè)部位，為風(fēng)化和構(gòu)造雙控儲(chǔ)集層；覆蓋型潛山所受的風(fēng)化改造作用較暴露型潛山弱，儲(chǔ)集層主要發(fā)育在風(fēng)化殼疊加碎裂段部位和內(nèi)幕裂縫帶碎裂段中。