潿西南凹陷斜陽斜坡帶流三段儲層特征與有利儲層分布

吳仕玖， 尤 麗， 招湛杰， 徐守立， 代 龍， 鐘 佳

( 中海石油(中國)有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057 )

潿西南凹陷斜陽斜坡帶流三段儲層特征與有利儲層分布

吳仕玖， 尤 麗， 招湛杰， 徐守立， 代 龍， 鐘 佳

( 中海石油(中國)有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057 )

利用巖(壁)心、測井解釋、鑄體薄片、掃描電鏡、陰極發光等資料，研究潿西南凹陷斜陽斜坡帶流三段儲層特征、物性影響因素及有利儲層分布。結果表明：流三段儲層巖石類型以巖屑砂巖為主，孔隙類型以原生粒間孔和長石溶孔為主，次為鑄模孔，物性為特低孔低滲、低孔低滲及低孔中滲特征，非均質性強。強壓實作用、局部強鈣質膠結作用和高泥質雜基體積分數是儲層物性變差的主要原因；粗粒級、強溶蝕作用及早期烴類充注是深層“甜點”儲層發育的關鍵因素。儲層粒度粗、厚度大且處于弱壓實區的B-X1、B-X2、B-X3、B-X4和A區，以及周緣早期烴類充注區發育有利儲層。該結果為斜陽斜坡帶流三段整體評價與目標優選提供地質依據。

儲層特征； 成巖作用； 早期烴類充注； 有利儲層分布； 斜陽斜坡； 潿西南凹陷

0 引言

潿西南凹陷是北部灣盆地已證實的富生烴凹陷之一[1-2]，其東北部斜陽斜坡帶流沙港組三段(簡稱流三段)中、深層(1 700～3 800 m)是主要勘探目的層系。鉆井資料顯示，流三段儲層物性變化大，非均質性強，物性差是制約該區勘探的關鍵因素之一[3]。人們研究流三段儲層特征及物性影響因素。根據巖心觀察、薄片分析等資料，樂錦鵬等研究蘇北盆地張家垛油田阜三段儲層特征及主控因素，認為儲層發育特征和控制因素對油氣聚集起重要作用[4]。魏巍等應用巖心、薄片及儲層分析資料，研究查干凹陷下白堊統儲層特征及其對儲層物性的影響，認為優勢沉積微相、強溶蝕帶及次生孔隙發育帶是有利儲層的主控因素[5]。林煜等研究川西坳陷豐谷構造上三疊統須家河組四段特低滲儲層，認為儲層孔隙的發育程度主要取決于巖石組分、孔隙壓實、自生礦物充填及多期溶蝕作用等因素，并與酸性流體的注入有緊密聯系[6]。單祥等利用巖心觀察、鑄體薄片鑒定及物性分析等資料，研究下白堊統碎屑巖儲層特征及主控因素，揭示儲層變化規律，認為次生孔隙帶的形成與有機質生烴和排酸有關[7]。根據常規物性分析、測井、碳氧同位素等資料，尤麗等研究文昌10區珠海組扇三角洲儲層特征，分析不同層段低滲透率成因及儲層厚度與物性影響因素，明確“甜點”儲層控制因素，指出有利儲層分布[8]。

人們對潿西南凹陷儲層及成巖相方面整體研究較多[3-8]，但對儲層特征、物性主控因素等方面研究較少[9]，難以滿足勘探需求。筆者利用潿西南凹陷斜陽斜坡帶流三段巖(壁)心、測井解釋、鑄體薄片、掃描電鏡、陰極發光等資料，進行儲層特征、物性影響因素及有利儲層分布研究，為該區勘探有利目標評價提供地質依據。

1 地質概況

斜陽斜坡帶位于北部灣盆地潿西南凹陷東北部(見圖1)，為企西隆起伸入潿西南凹陷B洼形成的大型鼻狀構造，是潿西南凹陷勘探程度最低的正向構造單元。潿西南凹陷古近系始新統流沙港組地層,為斷陷擴張時期在扇三角洲、濱淺湖、近岸水下扇、湖底扇、半深—深湖等沉積相環境下發育的砂、泥巖沉積，其上部流沙港組一段(簡稱流一段)和下部流沙港組三段(簡稱流三段)為主要儲層段，中部流沙港組二段(簡稱流二段)深湖相泥巖為主力烴源巖[10]。流三段主要發育來自北部物源的扇三角洲前緣和來自東部物源的辮狀河三角洲前緣沉積儲層，儲層砂巖發育，厚度大,粒度較粗，物性變化大,非均質性強。鉆井資料表明，斜陽斜坡帶主脊區油氣運移活躍，油氣顯示豐富，是油氣運移的優勢方向，已發現多個油藏或含油構造，潛在資源量約為5 000×104m3，具有很大的勘探潛力。

圖1 潿西南凹陷構造格架與研究區位置

2 儲層基本特征

2.1 巖石學特征

圖2 斜陽斜坡帶流三段儲集砂巖成分Fig.2 Sandstone composition of member three of Liushagang formation in Xieyang slope

分析5口已鉆井的巖(壁)心、巖屑與砂巖鑄體薄片資料，流三段儲層巖性以淺灰至褐灰色中砂巖和細砂巖為主，其次為極細、粗砂巖，含少量的極粗砂巖、砂礫巖和不等粒砂巖；巖石類型以巖屑砂巖為主，次為長石巖屑砂巖和巖屑石英砂巖(見圖2)；砂巖分選性以中等為主，磨圓度以次棱—次圓狀或次圓—次棱狀為主，碎屑顆粒接觸關系以點和點—線接觸式為主，膠結類型主要表現為孔隙和孔隙—壓嵌式；儲層成分成熟度和結構成熟度具有較低—中等特征，反映較近源的沉積環境。

2.2 孔隙類型與物性特征

研究區4口井砂巖鑄體薄片、掃描電鏡和陰極發光薄片資料表明，流三段砂巖孔隙類型主要包括原生粒間孔、粒間溶孔、長石溶孔、鑄模孔、高嶺石晶間孔及雜基微孔等，以原生粒間孔和長石溶孔為主，鑄模孔次之。

研究區3口井巖(壁)心資料表明，流三段砂巖孔隙度為3.5%～14.8%，滲透率為(0.03～209.00)×10-3μm2，儲層物性非均質性強(見表1)。根據儲層劃分標準，從特低孔特低滲到低孔中滲有流三段砂巖發育，物性總體水平低，但局部儲層物性發育良好，如B4井局部為低孔中滲儲層。

研究區測井解釋資料平面物性(見圖3)顯示，來自北部物源的扇三角洲前緣在流三段儲層的物性以A3井為最好，為中—低孔、中—低滲特征；來自東部物源的辮狀河三角洲前緣在流三段儲層的物性以B4井為最好，為低—中孔、低滲，偶見中滲特征。整體上，流三段儲層在扇三角洲前緣沉積的物性略低于它在辮狀河三角洲前緣的。

表1 斜陽斜坡帶流三段儲層物性參數

圖3 斜陽斜坡帶流三段儲層物性Fig.3 Collation of reservoir physical property of member three of Liushagang formation in Xieyang slope

3 儲層物性影響因素

影響碎屑巖儲層發育因素包括沉積作用、成巖作用、異常流體壓力、有機質演化、早期烴類充注、構造運動、埋藏方式、大氣淡水淋濾等[11-15]。研究潿西南凹陷斜陽斜坡帶流三段碎屑巖儲層特征，沉積環境、成巖作用及早期烴類充注是影響該區儲層物性的主要因素。

3.1 沉積環境

儲層平面展布主要受沉積環境控制，沉積環境形成不同成因砂體，砂體巖性差異對儲層物性起重要控制作用[16]。沉積環境不僅影響儲層原始孔隙度，而且影響成巖作用對儲層的次生改造程度，對研究區儲層物性的影響主要體現在儲層粒度、泥質雜基體積分數和分選性等方面。研究區辮狀河三角洲前緣儲層物性略好于扇三角洲前緣的，如位于后者且埋藏較深的A3井與位于前者且埋藏較淺的B4井的儲層物性相近，原因是研究區物源供給充足，沉積水動力較強，砂體粒度較粗，泥質雜基體積分數較少，儲層物性較好。研究區儲層物性與粒度中值、泥質雜基體積分數關系(見圖4)顯示，儲層物性與粒度中值呈較明顯的正相關關系，與泥質雜基體積分數呈負相關關系。此外，近物源環境下的快速沉積造成砂巖粒級粗，但分選性差、泥質雜基體積分數大(見圖5(a))，物性變差，如位于扇三角洲前緣的A1井。

圖4 斜陽斜坡帶流三段儲層物性與粒度中值、泥質雜基體積分數關系Fig.4 Correlations for reservoir physical property with median particle size and mud content of member three of Liushagang formation in Xieyang slope

3.2 成巖作用

成巖作用對儲層儲集性能影響很大[17]，對儲層孔隙結構具有破壞和建設雙重作用，影響儲層的孔隙演化和砂體物性[18]。根據潿西南凹陷斜陽斜坡帶流三段巖(壁)心及鑄體薄片觀察結果，結合掃描電鏡、陰極發光、流體包裹體和測井解釋資料，研究區儲層主要受壓實作用、膠結作用及溶解作用影響。其中壓實作用、膠結作用使原生粒間孔減少，儲層物性變差；溶解作用溶蝕儲層，形成次生孔隙，儲層物性得到改善。

3.2.1 壓實、膠結作用

壓實作用是研究區儲層原生孔隙減少、物性變差的主要影響因素，其作用強度體現在碎屑顆粒的接觸關系和成巖作用階段方面。隨埋深增加，流三段壓實作用逐漸增強，碎屑顆粒接觸關系由點、點—線向線、凹凸—線接觸變化。由成巖階段對比(見圖6)可見，由B3往A1井方向，流三段地層埋深逐漸增大，成巖階段由中成巖階段A1期向中成巖階段B期變化，壓實強度由中等壓實向強壓實變化。埋藏較淺的B3井處于中成巖階段A1期，為中等壓實強度，儲層物性較好；埋藏較深的A3與A4井處于中成巖階段A2期—中成巖階段B期，為近強—強壓實強度，碎屑顆粒呈點—線接觸(見圖5(b))，儲層物性稍差；埋藏深的A1井處于中成巖階段B期，為強壓實強度，碎屑顆粒呈凹凸—線接觸(見圖5(c))，原生粒間孔幾乎消失，儲層物性極差。

膠結作用是研究區儲層孔隙減少、物性變差的另一主要影響因素，主要體現在多數(鐵)方解石膠結，少量高嶺石膠結，極少量綠泥石、伊利石、石英加大膠結等方面，其中(鐵)方解石膠結對儲層物性影響最大。(鐵)方解石主要以大片連晶形式分布(見圖5(d))，充填大部分甚至全部原生粒間孔隙，并膠結交代長石、巖屑、石英等碎屑顆粒，使原生粒間孔隙大幅減少；高嶺石、綠泥石、伊利石等主要充填于粒間孔隙(見圖5(e))，為長石發生次生溶解并再次沉淀的產物，在一定程度上降低物性。A1井流三段下層局部方解石富集，且有少量高嶺石沉淀，儲層物性極差，測井孔隙度小于5%(見圖3)。

3.2.2 溶解作用

溶解作用是形成次生孔隙、改善儲層物性的主要因素[19-20]。研究區溶解作用主要表現為長石、巖屑、云母等碎屑顆粒及填隙物(方解石或黏土)的溶蝕。研究區碎屑顆粒中長石的溶蝕最為常見(見圖5(f-g))，形成長石溶孔和鑄模孔。研究區在埋深為3 040～3 170 m處孔隙度、地層水礦化度和有機酸濃度較高，有機質處于成熟階段。溶解作用的形成與有機酸濃度有關，進入生油窗前，有機質熱演化過程中產生的有機酸對長石、巖屑等不穩定組分進行溶解，形成次生孔隙，有機質處于低成熟—成熟階段[21]，對應中成巖階段A期。研究區流三段處于中成巖階段A—B期，有機質已成熟。A3井附近斷裂發育并溝通烴源巖和儲層，有利于酸性流體運移并形成溶解作用。鑄體薄片孔隙類型表明，A3井流三段原生孔面孔率為4.5%，次生孔面孔率為8.2%，次生孔占總孔隙的64.6%，反映強溶解作用顯著改善該井儲層物性。

圖5 斜陽斜坡帶流三段儲層典型微觀特征

3.3 早期烴類充注

烴類充注主要是指早期產生的油氣注入到砂巖儲層，以及油氣在后期埋藏過程中對儲層孔隙產生的影響，主要表現為早期烴類充注[22]。烴類充注在一定程度上抑制石英、伊利石等自生礦物膠結作用的進行，油氣形成產生的超壓能緩沖后期壓實作用，有利于深部原生孔隙的保存，同時油氣中的有機酸溶蝕改造原生孔隙而形成次生孔隙[23-24]。成藏研究[25]表明，潿西南凹陷存在兩期生油高峰期，即潿洲組沉積時期及下洋—現今沉積時期，對應古地溫為110～135 ℃和140～160 ℃。研究區砂巖儲層流體包裹體分析表明，在石英裂縫、石英顆粒表面及粒內碳酸鹽膠結物中發育豐富的油氣包裹體及其伴生的鹽水包裹體，其均一溫度主要分布在120～130 ℃(油氣包裹體和鹽水包裹體)和150～160 ℃(鹽水包裹體)之間，對應潿西南凹陷兩期生油高峰期。A3井流三段儲層砂巖石英裂縫中，油氣包裹體均一溫度為120～130 ℃，表明烴類充注發生于較早期成巖階段，儲層受早期烴類充注而保護原生孔隙，且有機酸溶解形成粒內溶孔，連通性好，進而改善儲層物性(見圖5(h、b))。由儲層物性與含油飽和度關系(見圖7)可見，流三段儲層物性與含油飽和度呈正相關關系，A3井含油飽和度總體高于A1井的，反映A3井物性較好與烴類充注有關。A1井的含油飽和度主要由后期重烴充注形成，粒間泥質被有機質浸染(見圖5(i))，孔隙呈孤立狀，連通性極差。A1井流三段下部未能成藏的原因在于原始沉積時期分選性差、泥質雜基體積分數高、物性差，早期油氣充注不足(該井偶見油氣包裹體)。因此，早期烴類充注對孔隙的保護程度是流三段儲層物性變化的重要原因。

圖6 斜陽斜坡帶古近系成巖階段Fig.6 Collation of diagenesis phase of Palaeogene in Xieyang slope

圖7 斜陽斜坡帶流三段測井物性與含油飽和度關系Fig.7 Correlations for logging physical property with oil saturation of member three of Liushagang formation in Xieyang slope

4 有利儲層分布

沉積相帶及其儲集巖粒度、泥質雜基和分選性，壓實作用、膠結作用和溶解作用，以及早期烴類充注是斜陽斜坡帶流三段儲層物性非均質性的主要控制因素。強壓實作用、局部強鈣質膠結作用和高泥質雜基體積分數，是儲層物性降低的主要原因；粗粒級、強溶蝕作用或早期烴類充注，形成研究區流三段深層“甜點”儲層。評價壓實強度及展布，斜陽斜坡帶流三段辮狀河三角洲沉積區從東往西由弱壓實→中等壓實→近強壓實變化，扇三角洲沉積區埋深較大，從北往南由近強壓實→強壓實→極強壓實展布。疊合優勢沉積相與成巖相(見圖8)，確定流三段辮狀河三角洲前緣沉積區儲層粒度粗、厚度大、泥質雜基體積分數小，且處于弱壓實區的B-X1、B-X2、B-X3、B-X4與A區，以及周緣扇三角洲沉積的早期烴類充注區發育有利儲層。

圖8 斜陽斜坡帶流三段沉積相—壓實相展布

5 結論

(1)斜陽斜坡帶流三段主要發育扇三角洲和辮狀河三角洲沉積儲層，巖石類型以巖屑砂巖為主，孔隙類型以原生粒間孔和長石溶孔為主，其次為鑄模孔，儲層物性為特低孔特低滲、低孔低滲、低孔中滲特征，具有強非均質性特征。

(2)沉積相帶及其儲集巖粒度、泥質雜基和分選性，壓實作用、膠結作用和溶解作用，以及早期烴類充注是斜陽斜坡帶流三段儲層物性非均質性的主控因素。強壓實作用、局部強鈣質膠結作用或高泥質雜基體積分數，是儲層物性降低的主要原因；粗粒級、強溶蝕作用或早期烴類充注是深層“甜點”儲層發育的控制因素。

(3)斜陽斜坡帶流三段(辮狀河)三角洲前緣沉積區儲層粒度粗、厚度大、泥質雜基少，且處于弱壓實區的B-X1、B-X2、B-X3、B-X4與A區，以及周緣扇三角洲前緣沉積的早期烴類充注區發育有利儲層。

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2016-12-28；編輯：張兆虹

國家科技重大專項(2016ZX05024-006)

吳仕玖(1986-)，男，碩士，工程師，主要從事沉積儲層方面的研究。

TE122.2

A

2095-4107(2017)04-0024-08

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2017.04.003