西湖凹陷平北區平湖組儲層主控因素分析

秦蘭芝，謝晶晶，張武

(中海石油(中國)有限公司上海分公司，上海 200030)

西湖凹陷平北區平湖組儲層主控因素分析

秦蘭芝，謝晶晶，張武

(中海石油(中國)有限公司上海分公司，上海 200030)

針對西湖凹陷平北區平湖組儲層主控因素不明的現狀，采取物性測試、鑄體薄片、掃描電鏡觀察與地質統計等手段開展了儲層特征研究。鏡下鑒定表明平北斜坡帶(圖1)平湖組(E2p)儲層巖石類型以長石巖屑質石英砂巖為主，顆粒分選和磨圓度較好；孔隙主要以粒間溶孔為主，并保存一定量的原生孔隙；儲層物性在中深層以中孔中滲儲層為主，在深層、超深層以低孔低滲儲層為主，但仍發育大量的優質儲層。儲層發育主控因素研究表明，沉積微相決定了儲層的原始儲集條件，厚層潮道和河口壩物性較好，薄層砂坪和混合坪物性較差；溶蝕作用有助于形成次生孔隙，是最重要的建設性成巖作用；超壓與烴類充注降低壓實作用及膠結作用對原生孔隙的破壞，是研究區深層仍然保存有優質儲層的主要原因。

平北區；平湖組；儲層特征；超壓；溶蝕作用

圖1 西湖凹陷區域圖

圖2 西湖凹陷平北區巖石類型三角圖

西湖凹陷平北區是東海油氣勘探的主戰場，研究發現該區儲層埋深跨度大、非均質性強、物性變化較快。前人針對研究區始新統平湖組(E2p)儲層的巖石學特征、物性特征、成巖作用等方面開展了相關研究[1,2]，但前人大多單一地從儲層方面進行研究，未綜合考慮沉積作用、超壓作用等影響，且受限于前期井資料較少，因此對平北斜坡帶E2p優質儲層的主控因素存在較大的爭議，亟需對E2p的儲層特征及主控制因素開展研究，以指導西湖凹陷勘探工作的進行。

筆者在認識研究區巖石學特征的基礎之上，利用鑄體薄片、掃描電鏡等多種分析化驗手段對平北斜坡帶E2p儲層特征進行有效研究。繼而從沉積作用、成巖作用、異常高壓等方面進行分析，查明平北斜坡帶E2p儲層的主控因素，為下一步油氣勘探提供理論依據。

1 地質概況

西湖凹陷位于東海陸架盆地東部坳陷帶，北起虎皮礁凸起，南至釣北凹陷，西鄰海礁隆起和漁山東低隆起，東以釣魚島隆褶帶為界，整體呈北東-南西走向分布。西湖凹陷由西向東依次劃分為西部斜坡帶、西次凹、中央反轉構造帶、東次凹和東部斷階帶5個構造單元[3,4](圖1)。研究區平北區位于西部斜坡帶中部，由團結亭、寶云亭、武云亭、孔雀亭及來鶴亭5個構造組成，是西湖凹陷主要油氣聚集帶之一。該次研究的目的層段E2p為斷陷期所沉積，地層自下而上可分為平一到平四段4個明顯的巖性段，又進一步細分為P1～P12共12個砂層組[5～8]。

2 儲層特征

2.1巖石學特征

根據西湖凹陷平北區E2p儲層鑒定表明，其以灰白色細-中砂巖為主，含少量粉砂巖及含礫砂巖，巖石類型以長石巖屑質石英砂巖為主，次為巖屑質石英砂巖及長石質石英砂巖，其他類型相對較少(圖2)。剛性石英顆粒含量較高，平均體積分數均在65%以上，長石體積分數為14.72%～16.19%，巖屑體積分數為18.35%～19.16%。分選以好為主，其次為中-好及中等分選；磨圓度則以次圓-次棱、次棱-次圓為主。儲層中填隙物由膠結物和泥質雜基構成，膠結物以碳酸鹽膠結為主，其次為高嶺石膠結，少量硅質膠結，其體積分數為3.27%～6.3%。E2p沉積時期水動力條件強，受潮汐作用砂巖反復淘洗，泥質雜基少，平均體積分數為1.53%～3.23%(表1)。

表1 西湖凹陷平北區E2p儲層巖礦組分特征表

2.2孔隙類型

西湖凹陷平北區E2p儲層孔隙類型以次生孔隙為主，保存有一定量的原生孔，局部發育鑄模孔。次生孔隙主要為長石及部分易溶巖屑溶蝕形成的粒間溶孔及粒內孔，粒間擴大溶孔占孔隙比重大，次生孔隙占比70%以上，部分層位高達90%，微裂縫不常見(圖3)。

2.3儲層物性特征

根據平北區10口探井取心資料分析表明，平北區E2p儲層孔隙度在6%～25%之間均有分布，滲透率主要分布在10～100mD，其次為0.1～10mD及100～500mD，常規儲層和低孔、低滲儲層共同發育(圖4)。

平北區儲層在埋深2000～3500m的中深層以常規儲層為主，埋深3500～4500m的深層以低孔、低滲儲層為主，但同樣保存大量常規儲層；埋深超過4500m的超深層，平北區E2p仍保存大量低滲-特低滲儲層。優質儲層在平北區E2p廣泛分布，隨著埋深增加物性有所變差，但在4000m以下深度仍然發育大量的優質儲層。

圖4 平北區E2p儲層物性分布直方圖

3 儲層物性控制因素分析

西湖凹陷平北區E2p儲層埋深跨度大、物性變化較快，物性隨著埋深的加大逐漸變差且具有強非均質性特征。筆者通過沉積微相、成巖過程中的溶蝕作用及超壓與烴類充注等方面對其物性控制因素進行分析。

3.1沉積微相對物性的控制

河流相砂巖由于水動力較強，發育有較多的含礫砂巖、中粗砂巖等粗巖相帶，這些粗巖相帶相較于細巖相帶具有更好的物性條件，是優質儲層發育的有利部位。

針對不同沉積相帶、不同厚度砂巖物性條件進行對比可知，E2p在深度相近的情況下厚層潮道和河口壩物性較好，薄層砂坪和混合坪由于沉積時水動力較弱，物性較差。如平北區AX1井3885～3892m厚7m的河口壩砂巖，孔隙度主要范圍是15.6%～18.8%，滲透率范圍是4.8～102mD，屬于中孔、中低滲儲層；3910～3925m厚15m的潮道砂巖，孔隙度主要范圍是9.5%～15.1%，滲透率范圍是2.7～145mD，屬于低孔、中低滲儲層；3961～3964m厚3m的砂坪砂巖，孔隙度主要范圍是9.1%～13.4%，滲透率范圍1.7～10.2mD，屬于低孔、低滲儲層；4050～4054m厚4m的混合坪砂巖，孔隙度主要范圍是4.3%～10.4%，滲透率范圍是0.03～0.07mD，屬于特低孔特超低滲儲層(表2)。

表2 AX1井E2p不同沉積微相儲集物性統計表

針對平北區不同深度井的泥質含量與物性對比表明，隨著埋深與成巖演化程度的增強，物性對泥質含量的變化尤為敏感(圖5)。在同一個地區，在相似埋深和相同沉積相帶的條件下孔隙度相近，滲透率受泥質含量影響明顯，泥質含量變高則滲透率明顯降低。粗巖相帶沉積時水動力強，泥質雜基沉積較少，是平北區深層形成優質儲層的有利相帶。泥質雜基含量高低對后期成巖作用影響十分明顯，成巖演化過程中隨著溫度升高，泥質雜基會轉化形成伊-蒙混層，當埋深及地溫到達一定深度，會產生大量絲縷狀和搭橋狀成巖伊利石，對儲層造成較大破壞。

圖5 平北區AX2井P10取心段四性關系圖

3.2溶蝕作用

針對研究區孔隙類型進行統計分析表明，次生孔隙占比70%以上，部分層位高達90%，在掃描電鏡及鑄體薄片下可以觀察到大量長石被溶蝕形成的次生孔隙(圖3)，溶蝕作用是研究區最重要的建設性成巖作用。

平北區E2p 3500～4500m均處于有利于溶蝕的中成巖A期，從儲層演化的角度來說，產生的自生高嶺石通常是長石溶解和次生孔隙發育的指示礦物[9～11]。研究區砂巖孔隙度、滲透率與自生高嶺石體積分數之間均表現為正相關關系(圖6)。研究認為，長石等硅鋁酸鹽溶蝕反應，耗氫離子的同時，鋁、硅離子逐漸富集，在運移速率低部位結晶析出而造成高嶺石發育，研究區自生高嶺石晶體較大而相對分散，對于儲層物性的影響作用有限，因此溶蝕作用強且滲流好的砂體更易形成優質儲層。

圖6 平北區E2p高嶺石體積分數與物性關系圖

3.3超壓與烴類充注

目前平北區在3800～4500m深層普遍發育異常高壓，壓力系數1.2～1.6之間。近年來的勘探研究認為該區異常壓力主要由欠壓實及生烴造成，而生烴增壓是形成異常高壓的最主要因素。

異常壓力對成巖作用的影響主要體現在抑制壓實作用從而保護孔隙，烴類的充注能抑制自生礦物特別是伊利石的形成[12]。超壓與烴類充注能夠降低壓實作用及膠結作用對原生孔隙的破壞，使較深的儲層中依然保持相對較好的儲集物性[13～15]。多口井資料統計，深層E2p砂巖儲層的孔隙度、滲透率與壓力系數具有明顯的正相關關系，進入超壓地層后，隨深度增加孔隙度和滲透率減小趨勢明顯變緩且具有增大的特征(圖7)。異常壓力條件下平北區深部儲層依然保持相對較好的儲集性能。

圖7 平北AX3井地層壓力、物性與深度變化關系

通過研究表明E2p深層儲層致密化一方面主要受沉積作用先天控制，即由于沉積時水動力弱，初始沉積顆粒粒度細，泥質雜基含量高，顆粒分選差，成巖過程中易導致儲層致密；另一方面受成巖作用控制，可細分為壓實成因型和膠結成因型，前者主要是由于砂巖中軟顆粒含量較高，抗壓實能力減弱，達到一定埋深后壓實減孔造成儲層致密；后者則是成巖演化到中成巖B期以后，自生礦物膠結固結砂巖造成儲層致密。綜合分析認為，影響平北區E2p深層低孔低滲儲層物性的因素主要為沉積微相、溶蝕作用、超壓和烴類早期充注。

4 結論

1)西湖凹陷平北區E2p儲層巖石類型以長石巖屑質石英砂巖為主，剛性顆粒石英含量較高；巖石顆粒分選好，磨圓以次圓-次棱、次棱-次圓為主；填隙物中膠結物以碳酸鹽膠結為主，泥質雜基相對較少。孔隙類型以次生孔隙為主，保存有一定量的原生孔。

2)研究區E2p在深度相近的情況下厚層潮道和河口壩物性較好，薄層砂坪和混合坪由于沉積時水動力較弱而導致物性較差；粗相帶沉積時水動力強，泥質雜基沉積較少，是平北區深層形成優質儲層的有利相帶。

3)成巖作用中溶蝕作用是研究區最重要的建設性成巖作用，形成各種類型的次生孔隙，大大改善了儲層的物性，溶蝕作用強且滲流好的砂體更易形成優質儲層。

4)平北構造帶E2p的異常壓力對成巖作用的影響主要體現在抑制壓實作用而保護孔隙，烴類的充注能抑制自生礦物特別是伊利石的形成，使較深的儲層中依然可以保持相對較好的儲集物性。

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[編輯] 宋換新

TE122.2

A

1673-1409(2017)19-0013-06

2017-07-10

國家科技重大專項(2016ZX05027001)。

秦蘭芝(1983-)，女，工程師，現主要從事沉積儲層研究,qinlzh2@cnooc.com.cn。

[引著格式]秦蘭芝，謝晶晶，張武.西湖凹陷平北區平湖組儲層主控因素分析[J].長江大學學報(自科版), 2017,14(19):13～18.