遼河盆地J16塊儲層物性特征控制因素分析

許曉宏，黃 葦，張君子，鄒 瑜

遼河盆地J16塊儲層物性特征控制因素分析

針對遼河盆地J16塊地區勘探開發前景，為尋找有利油氣儲層，在沉積相研究的基礎上，結合巖心觀察，利用鑄體薄片、掃描電鏡等對取心井資料進行分析。研究結果表明，J16塊于樓油層為扇三角洲沉積，儲層物性以扇三角洲前緣亞相水下分流河道砂體最好；儲層巖石類型以長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖為主，總體具有中高孔、高滲的特征；其儲集空間以原生粒間孔和次生溶蝕孔、晶間孔及裂縫為主；沉積作用對儲層的影響主要是通過巖石類型、沉積微相等方面來控制體現的；經過強烈的壓實、壓溶和膠結等成巖作用的改造，儲層物性明顯降低，而埋藏期長石顆粒的溶蝕使得儲集空間變好；構造活動中裂縫的發育有利于儲層物性的改善，對形成有利儲層起著一定的促進作用。

遼河盆地；J16塊地區；于樓油層；儲層特征；物性；控制因素

遼河油田西部凹陷是遼河盆地最大的含油氣凹陷，面積1330km2，是遼河油田的重點勘探區之一，具有十分優越的地質條件和較大的油氣勘探潛力。J16塊于樓油層位于遼河盆地西部凹陷西斜坡南段，該地區老第三系沙河街組一段于樓油層組為一套近物源淺水環境的扇三角洲沉積體系，砂體延伸主要受西北方向物源控制。儲集層主要為扇三角洲前緣的水下分流河道及河口壩砂體，儲集空間主要為原生粒間孔及次生晶間孔、溶蝕孔和裂縫。近年來隨著該區勘探的不斷深入，于樓油層已成為該地區稠油生產的主力儲層。前人對遼河盆地J16塊于樓油層的研究主要為構造演化、沉積相等方面[1]，在儲層特征控制因素方面的研究比較少。為此，筆者主要從巖石學特征、物性特征等方面對研究區儲層進行了描述，并結合沉積作用、成巖作用及構造活動對儲層的主控因素進行了分析，為今后研究區勘探、開發和評價工作提供依據。

1 基本地質特征

歡喜嶺油田J16塊于樓油層處于遼河坳陷西部凹陷南部，為一被南、北2條斷層夾持的背斜構造，軸向呈NE-SW的長條狀。下第三系沙河街組一段沉積時期，盆地基底斷裂活動相對較弱，主干斷裂活動降低，下降幅度較小，處于裂陷衰減的地質時期，主要發育沖積扇和扇三角洲沉積。沙河街組一段沉積末期湖盆收縮，全凹陷為更廣泛的扇三角洲沉積所覆蓋。據現有勘探成果表明，沙河街組為遼河盆地主要油氣富集層位。根據地質、測井和地震資料的綜合研究，采取以沉積旋回為基礎，對比標志層為控制原則，由大到小逐級控制，將研究區于樓油層劃分為2個油組，6個砂組，但主要研究目的層為于樓油層Ⅰ油組1砂組(Y-Ⅰ-1)、2砂組(Y-Ⅰ-2)、3砂組(Y-Ⅰ-3)。

1.1沉積特征

研究區內主要發育扇三角洲前緣亞相，與油氣儲集關系密切，為主要研究對象。扇三角洲前緣亞相可進一步劃分為水下分流河道、河口壩和分流間灣微相。水下分流河道和分流間灣占前緣亞相的絕大部分，前者是由含礫砂巖和砂巖組成的向上變細的正韻律，后者是由互層的灰色、淺灰色細砂巖、粉砂巖及灰綠色泥巖組成的；河口壩由砂巖夾灰色泥巖組成，由下而上粒度逐漸變粗，呈反韻律。

1.2物性特征

巖心分析是認識油氣層地質特征的必要手段。通過取心井巖心描述和粒度分析資料統計，J16塊于樓油層為細砂巖、含泥及含礫不等粒砂巖；巖礦分析資料統計表明，該區砂巖儲層的巖石類型以長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖為主，其次還有少量的巖屑砂巖。陸源碎屑組分占55%～98%，平均89%，碎屑組分中石英含量7%～58%，平均35%；長石4%～39%，平均27%；巖屑2%～36%，平均14.1%；填隙物組分2%～66%，平均9.5%，以泥質為主。

表1 J16塊不同砂組砂體孔滲物性統計表

儲層的儲集空間是油氣儲集的場所，也是儲層研究的主要對象[3]。孔隙度和滲透率是反映儲層儲集性能和滲透特征的基本參數。研究區于樓油層孔隙類型主要為原生粒間孔，其次為次生晶間孔、溶蝕孔及裂縫。據測井物性數據統計，于樓油層儲層孔隙度最大可達41.39%，平均23.55%；滲透率最大可達6316.9×10-3μm2，平均1192.2×10-3μm2，具有中高孔、高滲的儲層特征。

2 儲層物性的控制因素

大地構造背景和埋藏史分別從沉積物源、有機質演化等方面宏觀控制儲層的形成，微觀上沉積物的沉積作用、成巖作用控制了儲層的物性。盆地西部南段于樓油層砂巖屬于中高孔、高滲儲層，筆者主要從沉積、成巖作用及構造活動3方面來討論對儲層物性控制及影響。

2.1沉積作用對儲層物性的控制

不同的沉積環境，所形成巖石的成分和結構成熟度都有很大的差異，巖石原始孔隙大小、滲透率好壞、儲層空間展布形態以及后期成巖作用都有很大的影響，因此，沉積作用對儲層儲集性能起到決定性的控制作用。

1)巖石類型對儲層物性的控制 巖石的碎屑組分及雜基含量，直接影響儲層原始孔隙大小及后期成巖作用。總體上，儲層物性與雜基含量和膠結物含量成反比關系，雜基含量高，占據了大量原生孔隙度，并阻礙孔隙流體流動，抑制溶解成巖作用的進行；膠結物既可以充填原生孔隙，也可以充填次生孔隙，大大減少了儲層儲集空間。J16塊于樓油層物源主要來自西北部凸起，含有大量變質巖和中性、酸性巖漿巖，泥質雜基含量不高，有利于原生孔隙的發育和保存，不穩定礦物長石和巖屑含量較高，有利于次生孔隙的生成，如表2所示。

表2 J16塊于樓油層儲層物性統計表

2) 沉積微相對儲層物性的控制 沉積微相是影響儲層儲集性能的地質基礎，對儲集砂體類型、規模、空間展布形態、孔隙度及滲透率起著決定性影響。由于沉積條件不同，沉積區古地形、水盆深淺、離物源區的遠近、沉積物供應的差異，形成的巖石成分、粒度、分選、膠結類型、孔隙充填、砂體形態、側向連續性、橫向連通性、厚度等不同，造成了儲層巖性、物性和內部結構、層理構造在縱向上和橫向上都有一定的差異[2]。

根據J16塊于樓油層鉆井資料并結合區域上地質資料綜合分析認為，研究區儲集層主要為扇三角洲前緣亞相砂體。扇三角洲前緣是水流能量加強的沉積區，是砂巖分選較好、泥質含量較少、孔滲較好的儲集砂體形成的理想環境。水體能量強度是決定儲層滲透性能的主要因素，高能量的水體環境是產生良好物性的必要條件。不同沉積微相的取心井物性分析數據如圖1、圖2所示(圖中1、2、3砂組為于樓油層Ⅰ油組的3個砂組)。由圖1、圖2可知，能量較強的水下分流河道砂體孔隙度、滲透率均較好；能量稍弱的河口壩微相砂體次之；能量較低的分流間灣微相砂巖最差。

圖1 不同微相砂體孔隙度分布直方圖

圖2 不同微相砂體滲透率分布直方圖

縱向上同一口井，不同沉積微相儲層物性差別較大，如圖3所示。J16-19-411井段為扇三角洲前緣亞相的水下分流河道微相，儲層物性好，主要是其沉積時水動力條件較強，儲集砂巖的成分較純、粒度均一、分選好、雜基含量較低，砂體厚度較大；河口壩儲集物性次之，沉積于水下分流河道前方，并繼續順其方向向湖盆中央發展，水流速度相對較低，為粉砂巖、泥質粉砂巖，孔隙度、滲透率都較水下分流河道砂體差；分流間灣微相的儲集物性最差。

平面上同一層位不同相帶的儲層物性也存在著差異。如同處于于樓油層Ⅰ油組2砂組的5-005井的儲層砂體所屬微相類型為水下分流河道，而5-135井的儲層砂體為分流間灣微相，前者平均孔隙度為29.9%，平均滲透率1839.3×10-3μm2，而后者平均孔隙度只有14.37%，平均滲透率260.71×10-3μm2。可見不同沉積微相在平面上的孔滲差異也是很大的(見圖4)。

圖3 J16-19-411井不同微相儲層物性變化

圖4 同層位不同微相儲層物性特征

2.2成巖作用對儲層物性的控制

成巖作用是控制儲層孔隙演化的主要因素并決定其最終狀態，貫穿油氣運聚的始終,成為影響儲層物性的主要因素[4]。碎屑巖成巖作用類型主要包括壓實和壓溶作用、膠結作用、交代作用、重結晶作用、溶解作用、礦物的多形轉變作用等。它們都是互相聯系和互相影響的，其綜合效應影響和控制著碎屑巖沉積物的發育歷史。其中對碎屑巖儲層物性有重要影響的是壓實作用、膠結作用及溶解作用。

研究資料表明，成巖作用在破壞原生孔隙的同時，也可以形成次生孔隙。壓實壓溶作用和膠結作用是減小儲層原生孔隙、降低滲透率的主要因素。研究區內早、中期的膠結作用充填原始粒間孔，壓實作用使儲層變得更加致密，從而減少了原生孔隙，但為以后的溶解作用形成次生孔隙提供物質基礎；晚期的膠結和壓實作用則會重新堵塞次生孔隙，使得儲層變得更為致密。溶解作用有助于儲集性能的改善。碎屑巖中各種碎屑組分、膠結物及雜基，在地下孔隙水溶解作用下形成次生孔隙，構成良好的次生孔隙砂體[2]。該區砂巖儲層中長石、不穩定巖屑、雜基和碳酸鹽膠結物是易溶組分，經溶解作用形成粒間溶孔、特大溶蝕孔隙等次生孔隙，從而提供了新的儲集空間，補償了由于壓實和膠結作用所降低的次生孔隙，使該區儲層的物性得到明顯改善[4](見圖5)。

(a)石英次生加大邊生長，緊密膠結破壞原生孔隙，J201，1127m (b)部分長石溶蝕產生次生溶孔，改善儲層孔隙，J202,1083m

2.3構造活動對儲層物性的控制

構造運動的發展和演化對于樓油層油氣藏的形成和保存起到一定的控制作用[5]。在早第三紀早期，基底斷裂整體活動，強烈引張，盆底下沉，湖盆形成，接受沉積；晚期基底斷裂依然活動，但強度減弱，蓋層斷層活動強烈，斷距加大，顯現出同生斷層特征，同時產生了一些縱向和水平裂縫。這些構造破裂組成裂縫發育帶，可以改善儲層的滲透性，使一些致密層經改造后成為具有工業價值的高產層[6]。

3 結論與認識

1)J16塊于樓油層儲層砂巖具有成分和結構成熟度都較低的特征，砂體分布主要受西北部物源的控制。儲層巖性以巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖為主，儲集空間類型主要為原生粒間孔，其次為次生溶蝕孔、晶間孔及裂縫。

2)于樓油層孔隙度最大可達41.39%；滲透率最大可達6316.9×10-3μm2，屬于中高孔、高滲儲層。其物性主要受沉積微相和砂體類型控制，水下分流河道和河口壩砂體是研究區儲層物性最好的部位，也是油氣富集的最有利部位。

3)沉積作用對儲層物性的影響主要表現在巖石類型和沉積微相兩個方面；成巖作用主要通過壓溶、膠結和溶解作用對儲層的物性進行控制；構造活動中形成的裂縫可以大大改善儲層物性。

[1]李樂,牟中海,汪立群,等.柴達木盆地昆北油田切6區E1+2碎屑巖儲層特征及其控制因素[J].巖性油氣藏,2008,23(4):75-79.

[2]宋守德.碎屑巖儲層物性的主要控制因素[J].內蒙古石油化工,2008(13):61-63.

[3]毛俊莉, 鞠俊成,張鳳蓮,等.遼河盆地西部凹陷鴛雙地區沙二段儲層評價及有利儲層預測[J].古地理學報,2001,3(3):76-82.

[4]陳新軍,季東明,馬尚福.遼河盆地某地區沙一段-東營組碎屑巖儲層特征及綜合評價[J].工程地球物理學報,2009,6(3):378-382.

[5]陳效華,高明健,陳德華.普光地區須家河組儲層控制因素研究[J].斷塊油氣田,2011,18(2)：169-172.

[6]蔣裕強,郭貴安,陳輝,等.川中地區上三疊統須家河組二段和四段砂巖優質儲層成因探討[J].油氣地質與采收率,2007,14(1):18-21.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409.2012.01.007

P618.13

A

1673-1409(2012)01-N018-04