車西洼陷陡坡帶沙三下亞段近岸水下扇儲層成巖演化及其對儲層物性影響

曹　剛　王星星　朱筱敏　曲全工　吳陳冰潔　賀敬聰　戴博毅

(1.中國石化勝利油田地質科學研究院　山東東營　257015；2.油氣資源與探測國家重點實驗室　北京　102249；

3.中國石油大學(北京)地球科學學院　北京　102249)

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車西洼陷陡坡帶沙三下亞段近岸水下扇儲層成巖演化及其對儲層物性影響

曹剛1王星星2,3朱筱敏2,3曲全工1吳陳冰潔2,3賀敬聰2,3戴博毅2,3

(1.中國石化勝利油田地質科學研究院山東東營257015；2.油氣資源與探測國家重點實驗室北京102249；

3.中國石油大學(北京)地球科學學院北京102249)

摘要利用巖芯觀察、鑄體薄片、掃描電鏡、陰極發光及巖石物性測試等多種資料，本文對濟陽坳陷車西洼陷陡坡帶沙三下亞段近岸水下扇儲層進行了探討。結果表明，車西洼陷沙三下段近岸水下扇儲層巖石類型宏觀上主要表現為泥質雜基支撐礫巖、碎屑支撐礫巖、礫質砂巖等沉積，微觀上以巖屑砂巖和長石質巖屑砂巖為主，灰泥質雜基含量最高可達40%。車西洼陷沙三下段近岸水下扇儲層為典型的特低孔、特低滲儲層類型，其平均孔隙度和滲透率分別為3.42%、2.02×10-3μm2；但在3 500～4 000 m深度段發育異常高孔帶，孔隙度可達10.2%，儲集空間多為溶蝕孔和微裂縫。研究區儲層經歷了復雜的成巖演化過程，目前處于中成巖B期，其成巖演化序列為：壓實作用/碳酸鹽膠結→長石溶蝕/碳酸鹽膠結物溶蝕→石英溶蝕/碳酸鹽膠結/灰泥重結晶→石英加大/碳酸鹽膠結溶蝕→碳酸鹽膠結。不同亞相所經歷的成巖演化有所差異，其中中扇辮狀水道中遠端及中扇前緣經歷了多期溶蝕作用，儲層物性相對較好，平均孔隙度分別可達4.5%，7.25%，為研究區近岸水下扇砂礫巖儲層的“甜點區”。

關鍵詞車西洼陷近岸水下扇成巖演化儲層物性

0引言

近年來，隨著我國陸相斷陷湖盆油氣勘探程度的不斷深入，其陡坡帶的砂礫巖儲層目前正逐漸成為主要的油氣勘探陣地之一，并已取得了重大突破。由于斷陷湖盆陡坡帶砂礫巖體以重力流沉積為主，可形成近源粗粒的沖積扇、扇三角洲、近岸水下扇及滑塌扇沉積，這些不同沉積成因的砂礫巖儲層所經歷的成巖作用、成巖演化和物性發育特征均有所差異，總體形成了低孔低滲儲層[1]。但是在低孔低滲含油氣區中常常存在相對優質儲層的高產油藏[2]。對于近岸水下扇成因的砂礫巖儲層，中扇辮狀水道儲層物性較好[1,3-4]，為近岸水下扇沉積中主要的優質儲層發育相帶。但不同埋深的近岸水下扇砂礫巖儲層所經歷的成巖演化及其對儲層物性的影響有所差異，隨著我國陸上油氣勘探不斷向深層拓展，明確深層砂礫巖儲層成巖演化過程及其對儲層物性的影響具有重要意義。

車西洼陷陡坡帶沙三下亞段的砂礫巖體為近岸水下扇成因，其埋藏深度多大于3 500 m，最深達到4 521 m。根據我國2005年國土資源部發布的《石油天然氣儲量計算規范》，車西洼陷砂礫巖儲層為深層儲集層[5]。深層儲集層在埋藏過程中通常經歷了較長的地質歷史時期，多次成巖時間的疊加使儲集層發育控制因素更加復雜[6]。前人對車鎮凹陷儲層的研究多集中于大王北和郭局子洼陷以及車66扇體[7-8]，對車西洼陷陡坡帶沙三下亞段近岸水下扇儲層的研究較少，目前對車西洼陷儲層認識程度相對較低。研究區車57井、車古25井以及車15-1井等雖在初期獲得了一定產量，但產能遞減較快[7]；而車71井則穩產較高。顯然，沙三下亞段儲層質量明顯影響了油氣產量，因而明確車西洼陷陡坡帶深層砂礫巖儲層特征及其主控因素，將有助于優質儲層“甜點區”的預測和油氣產量的提高。

1地質背景

車鎮凹陷位于渤海灣盆地濟陽坳陷北部，北部以埕南斷裂為界，南部超覆于義和莊凸起之上，西接慶云凸起和無棣凸起，東臨沾化凹陷，面積約為2 390 km2[8]。盆地的形成和沉積格局受北部埕南斷裂活動的控制，是一個典型的北斷南超、北深南淺的箕狀斷陷湖盆[9]。車鎮凹陷東西分區、南北分帶，自西向東可依次劃分為車西、大王莊、郭局子3個洼陷；每個洼陷自北向南可依次劃分為北部陡坡帶、中央洼陷帶及南部緩坡帶(圖1)。

車鎮凹陷古近紀經歷了三個構造演化階段：沙四期初始斷陷階段，沙三—沙二下期強烈斷陷階段和沙二上—東營期斷陷萎縮階段。本文研究的古近系沙三下亞段時期處于強烈裂陷階段，其南北絕對伸展量達1 779 m，氣候潮濕多雨，湖平面不斷上升，沉積物供給量充足，沉積速率平均達335.6 m/Ma[10]。與此同時，車西洼陷邊界斷層樣式以板式和鏟式為主，利于發育近岸水下扇[9]，扇體沉積厚度變化較大，介于500～1 000 m，自內扇向外扇砂礫巖厚度迅速減薄。

本文研究區位于車西洼陷陡坡帶，其面積約為300 km2。由于目前研究區勘探程度相對較低，區內僅有4口取芯井，其中位于斷層根部的車58井巖相類型多為具塊狀層理的泥質雜基支撐礫巖，主要表現為內扇沉積特征；距離邊界斷層稍遠的車57井和車古25井中的砂礫巖巖相多為塊狀層理、反遞變層理的碎屑支撐礫巖，主要表現為中扇沉積特征；遠離邊界斷層的車63井則主要表現為外扇沉積特征，可見典型的具鮑馬序列的粉細砂巖沉積(圖1)。研究區沙三下亞段砂礫巖與油泥巖緊密相鄰，具有較好的生儲蓋配置關系而有利于成藏[11]。

筆者主要依據研究區4口取芯井共計149 m巖芯資料、57塊鑄體薄片、245塊樣品的常規物性分析資料以及24塊黏土礦物分析資料等儲層物性分析測試數據，采用宏觀、微觀相結合的研究手段對車西洼陷沙三下亞段近岸水下扇砂礫巖儲層特征進行綜合研究，探討了車西洼陷沙三下亞段近岸水下扇儲層成巖演化及其對儲層物性影響，以期指導車西洼陷深部砂礫巖儲層的勘探開發。

2儲層基本特征

2.1巖石學特征

車西洼陷陡坡帶沙三下亞段砂礫巖類型較為復雜，包括雜基支撐礫巖、碎屑支撐礫巖、礫質砂巖、含礫砂巖、砂巖及粉砂巖沉積。其中礫巖、礫質砂巖、含礫砂巖中碎屑顆粒粒度分選極差,礫石粒徑不等，以中礫石為主；成分以白云巖和石灰巖礫石為主，也可見少量的火山巖礫石和泥巖撕裂屑。其中碳酸鹽礫石磨圓度相對較好，為次棱—次圓，且多發生破碎，部分裂縫中充填方解石。研究區碎屑支撐礫巖和雜基支撐礫巖主要為內扇主水道及中扇辮狀水道近端沉積，其單層沉積厚度較大，多為3～5 m(車58井區)；含礫砂巖、中—粗砂巖主要為中扇辮狀水道中、遠端沉積，其單層平均厚度約為1～2 m(車57、車71井區)；粉、細砂巖多為中扇前緣及中扇辮狀水道間沉積，單層厚度相對較薄，多小于1 m(車161井區)。

圖1　車鎮凹陷構造單元及車西洼陷陡坡帶沙三下亞段沉積相平面圖Fig.1　The tectonic units of the Chezheng Sag and the sedimentary facies of in the steep slope zone of the western Chezhen sub-sag

圖2　車西洼陷陡坡帶沙三下亞段巖石組分三角圖Fig.2　Ternary diagram of sandstone of in the steep slope zone of the western Chezhen sub-sag

礫石之間的砂級碎屑顆粒對砂礫巖儲層物性與成巖特征具有重要影響。因而選取砂礫巖樣品中礫石之間部位以及砂巖樣品制備鑄體薄片。研究區車57、車58、車古25及車63等4口井57塊鑄體薄片觀察結果表明，砂級碎屑顆粒以巖屑砂巖和長石質巖屑砂巖為主(圖2)。石英平均相對含量為14%；長石平均相對含量為18%；巖屑平均相對含量為68%，巖屑成分主要為陸源碳酸鹽巖屑。結構成熟度較低，分選、磨圓較差。顆粒之間填隙物含量較高，雜基以灰泥質成分為主，其絕對含量最高可達40%，反映了近岸水下扇重力流沉積特征；膠結物成分包括方解石、白云石、鐵方解石，以鈣質膠結為主，絕對含量為1%～15%；此外，還發育少量的硅質和黏土礦物膠結，兩者絕對含量不超過5%。

2.2儲層物性特征

車西洼陷4口取芯井245塊樣品常規物性分析結果表明，沙三下亞段砂礫巖儲層孔隙度為0.5%～10.2%，平均為3.42%；滲透率為0.01×10-3～43.3×10-3μm2，平均為2.02×10-3μm2(圖3a)。根據中華人民共和國石油天然氣行業標準《油氣儲層評價方法》(SY/T6285—2011)，車西洼陷沙三下亞段砂礫巖儲層主要為特低孔特低滲儲層。其中，內扇車58井、中扇辮狀水道近端車古25井及外扇車63井的儲層平均孔隙度小于3%，而中扇辮狀水道中、遠端及中扇前緣儲層平均孔隙度較高，分別可達4.5%和7.25%。沙三下亞段砂礫巖儲層孔隙度與滲透率之間相關性較差，部分低孔對應相對較高的滲透率，這主要是由裂縫的溝通作用促使低孔儲層的滲透率增大(圖4f)；而相對高孔隙度對應相對較低的滲透率，則主要是因為儲層泥質雜基含量較高(圖4a)，使得孔隙之間的連通性變差。垂向上，隨著埋深增加，壓實作用增強，孔隙度逐漸減小。但是，在井深3 500～4 000 m發育異常高孔帶(圖3b)，其孔隙度最高可達10.2%，通過對該深度范圍內儲層微觀孔隙結構的觀察表明，該高孔帶中原生孔隙含量極少，而發育較多的呈港灣狀的次生溶蝕孔以及鑄模孔(圖4a,c,e)。

2.3儲集空間特征

圖3　車西洼陷陡坡帶沙三下亞段儲層孔滲關系和孔—深關系圖Fig.3　Core porosity versus core permeability cross-plot for in the steep slope zone of the western Chezhen sub-sag

圖4　車西洼陷陡坡帶沙三下亞段鏡下儲集空間類型a.長石溶蝕形成鑄模孔，泥質雜基含量較高，孔隙間連通性較差，車57井，3 558.2 m；b.碳酸鹽膠結溶蝕孔，車古25井，4 341.5 m；c石英邊緣溶蝕，車57井，3 654.1 m；d.白云巖巖屑溶蝕孔，石英邊緣也發生部分溶蝕，車古25井，4 341.5 m；e.礫緣縫，車58井，3 554 m；f.強烈壓實作用導致顆粒破裂形成微裂縫，裂縫寬度約為0.1 mm，車古25井，3 913 m。Fig.4　Microscopic reservoir spaces types of in the steep slope zone of the Western Chezhen sub-sag

車西洼陷沙三下亞段砂礫巖儲層的儲集空間類型以溶蝕孔和裂縫為主。溶蝕孔類型較為復雜，主要為長石溶蝕粒間孔(圖4a)，其相對含量可達80%以上；其次為碳酸鹽巖膠結物溶蝕(圖4b)，其相對含量約為12%；另還可見到少量的石英溶蝕、碳酸鹽巖屑溶蝕及礫緣縫(圖4c，d，e)，其相對含量約為8%。但是由于近岸水下扇系重力流沉積，其中泥質雜基含量較高，溶蝕孔間的連通性較差，溶蝕孔在位于中扇部位的車57井和車古25井相對更為發育(圖4a～d)。裂縫主要為地層超壓破裂所致，裂縫多切穿碳酸鹽巖礫石以及粒間膠結物，延伸距離變化較大，裂縫寬度主要為0.03～0.1 mm(圖4f)，少數可達0.5 mm，主要為早期裂縫在后期得到進一步地溶蝕擴大。次生孔隙與裂縫在成因上具有一定的相關性，兩者可以形成復合型儲集空間[12]。

3成巖作用特征

車西洼陷陡坡帶沙三下亞段砂礫巖埋藏深度加大，經歷了較為復雜的成巖作用，與此同時，由于近岸水下扇不同的亞相的砂礫巖沉積特征有所不同，從而導致了不同相帶成巖作用的差異[3]。巖芯觀察、鑄體薄片、陰極發光觀察以及X射線衍射分析表明，車西洼陷近岸水下扇沉積的砂礫巖儲層自沉積以來經歷了較強的壓實作用，多期膠結、多期溶蝕作用，灰泥雜基重結晶作用以及交代作用。其中灰泥雜基重結晶作用和交代作用對儲層質量的影響相對較小。研究區近岸水下扇砂礫巖儲層現今主要處于中成巖B期。

3.1成巖作用類型及其特征

3.1.1壓實作用

鑄體薄片鑒定表明，車西洼陷陡坡帶近岸水下扇在埋藏過程中經歷了強烈的機械壓實作用。其原因主要是由于近岸水下扇沉積為近源快速沉積，沉積物顆粒分選、磨圓較差且含有大量的泥質雜基，加之車西洼陷陡坡帶沙三下亞段埋深多為3 500 m以下，埋藏深度較大，從而使得其壓實作用較為強烈，顆粒之間多以線接觸為主，如車58井的3 256.5 m深度處(圖5a)，石英顆粒發生破裂形成微裂縫，如車古25井3 913 m及車58井4 052.8 m深度處(圖4f、圖5g)，并且可見石英顆粒的多晶消光，原生孔隙含量極少。

3.1.2膠結作用

研究區沙三下亞段近岸水下扇發育多種膠結類型，可見黏土礦物膠結、硅質膠結以及碳酸鹽膠結，其中以碳酸鹽膠結為主。

研究區黏土礦物主要包括高嶺石、伊利石、綠泥石及伊/蒙混層，其總含量范圍位于5%～20%之間，且隨著深度的增大黏土礦物含量整體呈增高趨勢(圖6)。其中伊/蒙混層(圖5b)含量最高，平均相對含量為40.7%，其次為伊利石(圖5c)，平均相對含量為36.6%，高嶺石(圖5d)、綠泥石的平均相對含量較低，分別為15.8%、6.9%。隨著埋深的加大，高嶺石、綠泥石含量逐漸減少，而伊/蒙混層、伊利石含量逐漸增高(圖6)。硅質膠結主要表現為石英的次生加大，如車58井4 051.4 m深度處(圖5e)，但其發育較少，主要是由于近岸水下扇沉積富含雜基，其生長自由空間受限，因而石英次生加大少見[13]。

由于車西洼陷陡坡帶沉積物中富含碳酸鹽巖母巖成分，碳酸鹽膠結是其最主要的膠結形式，包括方解石、鐵方解石、白云石以及鐵白云石膠結。研究區碳酸鹽膠結發育早晚兩期，早期以方解石和白云石為主，晚期碳酸鹽膠結主要為含鐵方解石，如車57井3 898.3 m深度處(圖5f)。研究區白云石與方解石、鐵方解石膠結相伴生，晶形較好，可見粗粉晶的白云石。白云石多沿碎屑顆粒邊緣分布，交代早期的方解石，如車58井4 052.8 m深度處(圖5g)，表明后期富含鎂離子的地層水沿著顆粒邊緣進入孔隙，發生白云石化作用。碳酸鹽膠結物主要填充在溶蝕孔和裂縫之間，如車58井4 052.8 m及車57井3 658.3 m深度處(圖5g，h)，表明晚期碳酸鹽膠結主要發育于溶蝕作用之后。

圖5　車西洼陷陡坡帶沙三下亞段微觀成巖作用特征a.碎屑顆粒分選較差，壓實作用強烈，孔隙基本不發育，車58井，3 256.5 m；b.孔隙中充填片狀伊蒙混層I/S，車57井，4 059.76 m，SEM，×10000；c.孔隙中充填細鱗片狀伊利石I，車63井，2 886.7 m，SEM，×10000；d.孔隙間充填六邊形狀自生高嶺石K，車57井，3 788.9 m，SEM，×20000；e.石英次生加大，加大邊寬度約為0.04 mm，車58井，4 051.4 m；f.孔隙中充填有靛藍色高嶺石膠結及多期方解石膠結，早期方解石膠結呈橘黃色，其外側發育晚期方解石膠結，呈暗棕色，陰極發光，車57井，3 898.3 m；g.巖屑顆粒間發育兩期碳酸鹽膠結，即呈紅色的方解石膠結及其邊緣未被染色的粗粉晶白云石膠結，后者為晚期交代成因，車58井，4 052.8 m；h.長石顆粒溶蝕后被方解石膠結，車57井，3 658.3 m；i.碎屑顆粒之間的灰泥質雜基發生灰泥重結晶作用，形成微亮晶白云石，車58井，3 857.3 m。Fig.5　Microscopic diagenetic features of in the steep slope zone of the western Chezhen sub-sag

圖6　車西洼陷陡坡帶沙三下亞段黏土礦物相對含量—深度關系圖Fig.6　The content of the clay minerals versus depth cross-plots for in the steep slope zone of the western Chezhen sub-sag

3.1.3溶蝕作用

溶蝕作用是近岸水下扇優質儲層形成的重要因素。通過鑄體薄片分析表明，研究區的溶蝕作用主要為長石溶蝕和碳酸鹽膠結溶蝕，其次為碳酸鹽巖巖屑溶蝕和少量的石英溶蝕。由于車鎮凹陷沙四段和沙三下亞段烴源巖較為發育[11]，研究區陡坡帶扇體與深洼區烴源巖緊密相鄰，因而有機質成熟釋放的有機酸促使了溶蝕作用的發生[14]，垂向上主要發育于3 500～4 000 m之間(圖3b)。根據化學自反應自由能大小，有機酸首先溶蝕長石，其次才是對碳酸鹽膠結物的溶蝕[1]，因而在有機酸作用下，長石顆粒溶蝕形成鑄模孔等次生孔隙，孔隙半徑可達500 μm，如車57井3 558.2 m深度處(圖4a)，對儲層孔隙度的提升具有重要作用，其次是碳酸鹽膠結物的溶蝕，如車古25井4 341.5 m深度處(圖4b)。由于研究區隨著有機質的成熟，有機酸發生脫羧作用并發生油氣充注，地層水pH增大，形成堿性流體環境，石英顆粒發生溶蝕作用[15]，溶蝕程度相對較低，多沿石英顆粒邊緣發生部分溶蝕，如車57井3 654.1 m深度處(圖4c)。

3.1.4灰泥重結晶作用

車西洼陷北部陡坡帶物源主要來自于埕寧隆起，埕寧隆起西段在沙三下亞段沉積時期主要出露的為寒武系、奧陶系的灰巖沉積[16]，在陡坡帶扇體沉積物中可見大量的陸源碳酸鹽巖礫石，因而內扇沉積中的泥質雜基主要為灰泥質成分。灰泥質雜基在50°C～75°C開始發生重結晶作用且一直可持續到4 000多米[17]，隨著埋深的增加，灰泥質雜基重結晶作用程度逐漸增強，如研究區車58井3 857.3 m深度處，重結晶作用形成的微亮晶白云石粒徑可達50～80 μm(圖5i)，其多與碳酸鹽膠結作用同期發生[3]。

3.2成巖階段及演化序列

根據伊/蒙間層中蒙脫石含量、黏土礦物含量隨深度的變化以及碳酸鹽膠結物類型等參數，并根據車鎮凹陷鏡煤反射率、古地溫梯度[18]等資料對車西洼陷車古25井的埋藏史—熱史進行恢復分析(圖7)，其結果表明車西洼陷陡坡帶沙三下亞段經歷了早成巖期、中成巖A1、A2期，現今處于中成巖B期。所經歷的成巖演化序列為：壓實作用/碳酸鹽膠結→長石溶蝕/碳酸鹽膠結物溶蝕→石英溶蝕/碳酸鹽膠結/灰泥重結晶→石英加大/碳酸鹽膠結溶蝕→碳酸鹽膠結。

距今40～25 Ma，沙三下亞段地溫為85℃～120℃，埋深為1 500～3 300 m，其成巖階段處于中成巖A1期(圖7)。有機酸排放的最佳溫度為80℃～120℃[19]，因而，該時期沙四段和沙三段兩套烴源巖先后進入最佳排酸期，長石顆粒及早期碳酸鹽膠結物發生溶蝕。碳酸鹽巖巖屑、礫石顆粒溶蝕程度較弱，主要在邊緣部位發生溶蝕(圖4d，e)。此外，長石溶蝕產物在酸性條件下易于形成石英加大和高嶺石膠結(圖5e，f)。

距今25～23 Ma，由于構造抬升作用，沙三下亞段地溫處于100℃～130℃之間，埋深約為3 150～3 300 m，主要處于中成巖A1期，下部地層進入中成巖A2期(圖7)。該時期車鎮北帶發生第一期油氣充注作用[12]，地層水變為堿性環境。但由于東營末期(距今23 Ma)的構造抬升，沙三段烴源巖又進入有機酸最佳排放溫度，地層水從堿性環境向酸性環境轉變。因而，油氣充注所造成的堿性環境時間相對較短，石英在該時期的溶蝕作用相對較弱，多數石英顆粒僅溶蝕其邊緣(圖4c)。同時，該堿性環境有助于碳酸鹽膠結物的形成和扇根灰泥重結晶的發生(圖5i)。

距今23～5 Ma，沙三下亞段地溫處于100℃～130℃，埋深為3 150～3 650 m，儲層進入中成巖A2期(圖7)。該時期沙三上、中亞段及沙三下亞段頂部處于85℃～120℃，為有機酸排放的最佳時期，儲層長期處于酸性地層水環境，長石和早期碳酸鹽膠結物、碳酸鹽巖礫石等發生溶蝕作用，形成有效儲集空間。由于近岸水下扇物性較差，成巖環境相對封閉。因此，長石溶蝕過程中形成的SiO2有利于自生高嶺石和石英次生加大邊的發育；碳酸鹽膠結物及碳酸鹽巖礫石溶蝕產物也難以排出，使得其在搬運至相對遠離烴源巖的部位，由于過飽和狀態而發生沉淀再次形成碳酸鹽膠結物。由于黏土礦物轉化、泥巖孔隙水排放等作用可以為晚期碳酸鹽膠結提供Fe2+[13]，因而晚期碳酸鹽多為含鐵碳酸鹽膠結物。

距今5 Ma至今，沙三下亞段地溫為120℃～160℃，埋深3 650～4 500 m，儲層進入中成巖B期(圖7)。在館陶末期—明化鎮早期(距今5 Ma)，構造活動強烈，發生快速深埋作用，有機酸發生熱脫羧作用，大量分解，車鎮北帶發生第二期油氣充注[12]，地層水呈堿性。該階段石英發生弱溶蝕，碳酸鹽膠結物沉淀，黏土礦物自生伊利石增多，含量最高可達81%(圖6)。

4成巖演化對物性的影響

車西洼陷陡坡帶沙三下亞段近岸水下扇儲層成巖作用復雜，不同相帶的成巖演化序列存在差異，從而造成了儲層物性的不同。

圖7　車西洼陷陡坡帶沙三下亞段成巖演化序列—埋藏史綜合圖(埋藏史曲線以車古25井為例)Fig.7　Reservoir diagenesis sequence and burial history of in the steep slope zone of the western Chezhen sub-sag(Taking Well Chegu 25 as an example of the burial history curve)

近岸水下扇內扇沉積多為泥質碎屑流成因砂礫巖，泥質雜基含量較高，分選極差，壓實作用強烈，泥質雜基多發生灰泥重結晶；與此同時，由于次級斷層較少，內扇成為一個封閉的成巖環境，壓實作用形成的微裂縫多被碳酸鹽膠結，后期有機酸難以進入內扇部位發生溶蝕作用。因而，內扇部位壓實作用持續增強，并伴隨有灰泥重結晶作用，產生的微裂縫多被膠結，但溶蝕作用幾乎不發育，最終導致內扇部位儲層物性較差，如位于內扇相帶的車58井3 553～3 558.7 m之間泥質粉砂巖支撐中礫巖儲層，其平均孔隙度約為2.15%(圖8)。

近岸水下扇中扇部位巖性逐漸向砂質碎屑流成因的砂礫巖過渡，泥質含量有所減少，泥巖夾層有所增多。其中中扇辮狀水道近物源端砂礫巖單層厚度相對較大(約為3 m)，碳酸鹽膠結多發育在砂礫巖層的頂底界面處，而其中部碳酸鹽膠結作用則相對較弱，后期有機酸進入儲層發生溶蝕作用。但是，由于中扇辮狀水道近物源端毗鄰內扇主水道，其泥質含量在整個中扇部位相對為最高，儲層流體活動性受到限制，使得后期溶蝕產物運移至此因難以釋放而再次發生沉淀，最終導致其溶蝕作用多為無效溶蝕，儲層物性較差，如車古25井4 336～4 338.8 m為中扇辮狀水道近端成因的砂質支撐中礫巖，其泥質雜基含量大于15%，平均孔隙度約為2.7%(圖8)；而中扇辮狀水道中、遠端以及中扇前緣單層砂礫巖厚度有所減薄，多小于3 m，泥質含量相對減少，成巖環境相對開放，溶蝕產物能夠得到排放而發育有效溶蝕作用，雖然目前地層處于堿性成巖環境，但由于地層厚度相對較大，因而碳酸鹽膠結多發生在砂泥巖界面附近，而中部膠結程度較弱[13]，溶蝕孔多被保留下來，如車57井4 049.36～4 053.86 m之間中扇辮狀水道中、遠端成因的砂質支撐中礫巖，單層厚度小于3 m，平均孔隙度約為4.5%；車57井3 650～3 654.2 m之間為中扇前緣成因的粉、細砂巖沉積，單層厚度小于1.6 m，平均孔隙度可達7.25%(圖8)。綜上所述，中扇部位的中扇辮狀水道中、遠端及中扇前緣為近岸水下扇主要的優質砂礫巖儲層發育相帶。

此外，由于車西北帶沙三下亞段發育有異常超壓作用[12]，超壓破裂形成的微裂縫可以有效地提高儲層滲透率，改善儲層物性。超壓破裂形成的微裂縫[20]的分布具有隨機性，車西北帶沙三下亞段近岸水下扇的各個亞相均有所發育，如車58井3 855.8 m為內扇成因的泥質支撐中礫巖，孔隙度僅為1.9%，而滲透率可達16.2×10-3μm2；車古25井4 397 m為中扇辮狀水道成因的砂質支撐中礫巖，孔隙度為2.7%，滲透率為38.8×10-3μm2。

5結論

(1) 車西洼陷陡坡帶沙三下亞段近岸水下扇砂礫巖類型在宏觀上主要表現為雜基支撐礫巖，碎屑支撐礫巖、礫質砂巖等沉積，來自埕寧隆起的古生界碳酸鹽巖礫石較為發育；微觀上，巖石類型以巖屑砂巖和長石質巖屑砂巖為主，巖屑多為碳酸鹽巖巖屑，灰泥質雜基絕對含量最高可達40%。

圖8　車西洼陷陡坡帶沙三下亞段近岸水下扇儲層發育模式Fig.8　The reservoir development model of the nearshore subaqueous fan for the in the steep slope zone of the western Chezhen sub-sag

(2) 車西洼陷陡坡帶沙三下亞段近岸水下扇砂礫巖儲層平均孔隙度和滲透率分別為3.42%、2.02×10-3μm2，具有典型特低孔特低滲特點，儲集空間以溶蝕孔和裂縫為主。其中溶蝕孔主要為長石溶蝕孔及碳酸鹽膠結物溶蝕孔；裂縫主要為超壓破裂所致。3 500～4 000 m井段發育異常高孔帶，孔隙度可達10.2%，主要為次生溶蝕孔與裂縫的復合型儲集空間。

(3) 車西洼陷近岸水下扇砂礫巖儲層目前處于中成巖B期，所經歷的成巖演化序列為：壓實作用/碳酸鹽膠結→長石溶蝕/碳酸鹽膠結物溶蝕→石英溶蝕/碳酸鹽膠結/灰泥重結晶→石英加大/碳酸鹽膠結溶蝕→碳酸鹽膠結。

(4) 車西洼陷近岸水下扇中扇辮狀水道中遠端以及中扇前緣經歷了多期溶蝕作用，目前其物性最好，孔隙度分別可達4.5%、7.25%(甜點儲層)；而內扇、中扇辮狀水道近端以及外扇經歷了持續強壓實及強烈膠結作用，物性相對較差，其平均孔隙度均小于3%。

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Influence on Property in the Steep Slope Zone of Western Chezhen Sub-sag

CAO Gang1WANG XingXing2,3ZHU XiaoMin2,3QU QuanGong1

WUCHEN BingJie2,3HE JingCong2,3DAI BoYi2,3

(1. Shengli Oilfield Company, SINPEC, Dongying, Shandong 257015, China;

2. State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting, Beijing 102247, China;

3. College of Geosciences, China University of Petroleum, Beijing 102249, China)

Key words:Western Chezhen sub-sag; nearshore subaqueous fan; diagenesis evolution; reservoir quality

中圖分類號P618.13

文獻標識碼A

通訊作者朱筱敏男教授E-mail: xmzhu@cup.edu.cn

作者簡介第一曹剛男1966年出生學士高級工程師油田開發地質E-mail: caogang@sinopec.com

基金項目:國家自然科學基金項目(41272133)；國家科技重大專項專題(2011ZX05001-002-01)[Foundation: National Natural Science Foundation of China, NO.41272133; National Science and Technology Major Project, NO.2012ZX05001-002-01]

收稿日期：2015-01-07； 收修改稿日期： 2015-04-15

doi:10.14027/j.cnki.cjxb.2016.01.015

文章編號：1000-0550(2016)01-0158-10