柴西北區中深層混積巖儲層特征

劉裕惟

摘 要：柴達木盆地西北區中深層混積巖儲層主要由（泥質）泥晶灰巖、鈣質含量較高的砂巖和粉砂巖及其混積巖組成，其礦物成分包括石英、長石等陸源碎屑，也有較多碳酸鹽礦物和黏土礦物，且粒度偏細；次生溶蝕孔洞和裂縫是該儲集層中最主要的儲集空間類型。儲集空間以溶蝕改造的裂縫和粒間溶蝕孔隙為特征，物性總體表現為低孔-特低孔、超低滲-非滲透；受壓實作用和膠結充填作用以及沉積環境的影響，剩余原生粒間孔隙不甚發育，而次生溶蝕孔洞和構造裂縫發育。

關鍵詞：柴西北區；中深層；混積巖儲層

1.中、深層儲層具有鹽湖相混合沉積的特征

混合沉積是指陸源碎屑與碳酸鹽（包括異化粒等）在沉積上的混合，陸源碎屑與碳酸鹽混合沉積的定義可分為狹義的和廣義的，狹義混合沉積是指陸源碎屑與碳酸鹽組分的混合（在同一巖層內），即混合沉積的典型產物—混積巖，而廣義的混合沉積則包括了狹義的和陸源碎屑與碳酸鹽交互沉積，二者可以交替互層、夾層及橫向相變。

柴西北區中、深層儲層多數位于路樂河組（E1+2）到上干柴溝組（N1），其中獅子溝地區在該階段沉積時期為深湖—較深湖相沉積，且在下干柴溝組（E3）至上干柴溝組（N1）為湖盆的沉積中心，阿爾金山前帶為山麓洪積相、扇三角洲、近岸水下扇和濱湖相，而油泉子-開特米里克、南翼山-大風山和尖頂山-堿山構造帶為河道-泛濫平原相向濱湖、淺湖相沉積過渡。古新世—漸新世早期為湖盆的發生、發展初期[9]，由于印度板塊向歐亞板塊俯沖，在中生代邊緣斷陷的基礎上，周邊老山繼續隆升，盆地開始下沉，沉積了一套洪積、河流相紅色碎屑巖，漸新世晚期—中新世早期為湖盆發展擴大時期，湖盆在左行剪切作用下具有以逆沖斷層為邊界的斷陷湖盆性質，湖盆穩定沉降，深湖亞相沉積直接超覆于濱、淺湖亞相之上，濱、淺湖亞相超覆于河道-泛濫平原亞相之上，同時由于昆侖山隆起及印度板塊向北俯沖，湖盆由西向東、由南向北遷移。因此該階段的沉積儲層在垂向上和橫向上均具有沉積相復雜多變的特點，再加之干旱、半干旱的氣候條件，柴西北區中、深層儲層廣泛發育在湖盆水體咸化階段，由化學成因和機械成因交替作用形成的一種以陸源砂及粉砂、粘土泥和碳酸鹽形成的混合沉積體系，具有混積巖的結構特點。

此外，通過對99塊普通巖石薄片的觀察和對54塊光片的電子探針分析，柴西北區中深層儲層巖石的膠結充填物具有鹽湖相堿性成巖環境的特征。格構造帶的膠結物比較相似，主要為方解石、含鐵方解石、硬石膏和石膏，少量白云石和鐵白云石；方解石和含鐵方解石膠結物一般圍繞顆粒形成薄膜，或呈粒狀充填粒間孔隙，孔隙式膠結或基底式膠結；硬石膏和石膏膠結物一般呈粒狀充填粒間孔隙，晶體一般較粗大，呈粗晶或巨晶。含鐵方解石和硬石膏常充填裂縫形成脈體。

2. 儲層物性特征

實際分析了53件樣品的孔滲數據，孔隙度主要分布于0～15%之間，其中多數分布于0～5%之間，可能說明孔隙度5%是本區儲層劃分的一個重要界限。相比而言，滲透率值大都較低，多數小于0.02 μm2，僅有2個數據高于1μm2，最高值為2.88μm2，這可能說明在柴西北區的中深層，要形成有利的儲層，需要依靠裂縫的作用。

2.1不同構造帶的巖石物性分布

在柴西北區的不同構造帶中，若主要從孔隙度考察，平均值超過5%的有紅溝子、開特米里克、南翼山、堿山地區，大風山地區也接近5%，較之已經在中深層發現油氣的獅子溝地區的平均值高，可能說明本區中深層依然存在有利儲層。

2.2不同層位的巖石物性分布

從不同層位的物性分布特征來看，總體顯著表現出隨層位變新，儲層物性越來越好的趨勢，可能表明壓實作用對儲層物性的控制。若從平均值考察，以5%為標準，則古近紀的儲層質量總體較差。

2.3不同深度的巖石物性分布

從不同深度的物性分布特征來看，大致總體表現出隨深度越大，物性越差的趨勢，特別是一旦井深超過3000 m，儲層質量大為降低，由此也可能表明壓實作用對儲層物性的控制。而2000～3000 m之間儲層物性較之<2000 m儲層物性要稍好，可能說明此段儲層存在有利的成巖作用（溶蝕）。

2.4不同沉積相（巖石類型）的巖石物性分布

不同的巖石類型大致反映了不同的沉積相類型，根據不同巖石類型的物性數據，可以發現隨顆粒粒度的降低，儲層物性逐漸降低，表明儲層的發育具有顯著的相控特征，因此在尋找有利儲層時，需要進行精細的沉積相分析，由此在沉積相格架內進行儲層研究。

2.5不同成巖相（儲集空間類型）的巖石物性分布

從不同成巖相的巖石物性分布特征來看，表現為剩余原生孔隙>裂縫+次生孔隙>次生孔隙>裂縫>裂縫+剩余原生孔隙，若以孔隙度5%為界，則有利的儲層儲集空間類型是剩余原生孔隙和裂縫+次生孔隙這兩種，因此，較弱的壓實/膠結充填+較強的構造裂縫/溶蝕，這是有利的儲層成巖相。

3.儲層儲集空間特征

根據區內實際取心的分析結果，將本區中深層儲層的儲集空間劃分為原生孔隙、次生孔隙及裂縫等三大類；殘余粒間孔、微孔隙、粒間溶孔、粒內溶孔、雜基內溶孔、膠結物溶孔及裂縫七大亞類；沉積作用、溶蝕作用、構造作用三大形成機理；其孔隙基本形狀大多不規則、形態多樣；發育成熟度低，多為少發育或次發育。

3.1 原生孔隙

原生粒間孔隙主要分布于分選較好的長石石英砂巖中，其泥質含量較少，經壓實作用后仍殘留較多粒間孔，這些孔隙普遍呈多邊形狀，孔徑10～50 μm，并且在后期成巖過程中，會有一些鈣質膠結，使得原生粒間孔減少。

3.2 次生孔隙

次生溶蝕孔隙在碎屑巖和碳酸鹽巖中皆有分布，主要遭受溶蝕的組分是鈣質和膏質等易溶膠結物。其中，灰巖溶孔一般較大，孔徑約在200 μm左右，最大可達5 mm。膏鹽溶蝕以石膏為主，主要是充填于粒間孔隙、灰巖溶蝕孔和裂縫中膏質的溶蝕。比如，充填于礫巖粒間孔隙中石膏的溶蝕，以及充填于砂質灰巖孔隙中石膏的溶蝕。此外，裂縫充填膏質普遍存在于碎屑巖和碳酸鹽巖中，以石膏（包括石膏和硬石膏）充填為主，溶蝕強度不一，可見有溶孔與殘留石膏共存的現象。

3.3 裂縫

裂縫在碎屑巖和碳酸鹽巖中皆有分布，存在高角度和低角度裂縫，且多期裂縫發育，這說明構造裂縫的多期次復雜作用。總體而言，裂縫以構造縫為主，構造縫寬度不一，20～100 μm不等，貫穿整個樣品。此外，還有一些溶蝕縫和礦物成巖壓裂縫。

需要注意的是，雖然本區裂縫比較發育，但普遍有膏鹽質的礦物充填，因而具有潛在油氣儲集性能的裂縫是未充填或半充填的裂縫，此外，對于已經有石膏充填的裂縫，仍可以因遭受溶蝕而產生一些溶蝕孔縫，從而形成新的油氣儲集空間。

參考文獻：

[1]鐘大康， 朱筱敏， 王紅軍.中國深層優質碎屑巖儲層特征與形成機理分析[J].中國科學：D輯， 2008， 38： 11-18.

[2] 馮進來， 曹劍， 胡凱， 等 柴達木盆地中深層混積巖儲層形成機制. 巖石學報， 2011， 27（8）： 2461-2472