李德華
(1.中國石油大學(華東)地球科學與技術學院,山東東營 257061;2.中油遼河油田分公司勘探開發研究院,遼寧盤錦 124010)
準噶爾盆地西北緣是一個油氣資源極為豐富的復式油氣聚集區。隨著勘探理念的轉變,勘探目標由中深層逐漸向中淺層轉移,油氣藏類型也由構造油氣藏向構造-巖性或巖性油氣藏轉變,勘探難度逐漸增大。一些學者對中淺層下侏羅統八道灣組沉積儲層特征進行了研究,本文梳理了這些文獻資料,以便對準噶爾盆地西北緣中淺層儲層特征及油氣成藏有更清晰的認識。
準噶爾盆地為一大型的疊合盆地,平面上南寬北窄,是在準噶爾地塊基礎上發展起來的晚石炭世-第四紀沉積盆地。前寒武紀結晶基底和海西期褶皺基底共同組成了盆地基底。盆地南緣山前坳陷隨著燕山-喜山期構造運動期急劇上升而不斷加深,沉積巖厚度最高達14 000m。盆地其他地區構造縱向上具有明顯的分層特征,上侏羅統以上的中新生界沉積巖,構成單斜構造層,侏羅統一三疊系為一起伏不大的過渡性構造層,二疊系及下伏過渡性基底組成壘塹式構造層。盆地內構造性質與分布受過渡性基底及大型構造共同控制。
早二疊世末,盆地西北緣為近海湖泊環境,沉積了以暗色泥巖、白云質泥巖及凝灰質白云巖為主的巖性組合。該暗色巖石層段成為西北緣最主要的烴源巖。位于西北緣瑪湖凹陷,暗色泥巖的厚度500~600m。有機質豐度高,有機碳豐度平均為1.3%,最高可達3.7%,氯仿瀝青“A”平均達0.15%,總烴含量為819×10-6,生烴潛量(S1+S2)為7.3mg/g,烴源巖指標較好。有機質類型以Ⅰ、Ⅱ1型為主。在瑪湖凹陷沉積中心的艾參1井一帶,風城組Ro 值高達1.51%~1.86%,已進入生成濕氣-干氣的高成熟階段。
西北緣下侏羅統八道灣組經歷了2次大的湖侵、湖退作用,為河湖過渡環境的辮狀河三角洲沉積體系,主要發育一套以辮狀河、辮狀河三角洲及湖泊為主的沉積類型。如表1所示。

表1 準噶爾盆地西北緣八區八道灣組沉積類型
晚三疊世末期,湖平面大幅度下降,八道灣組進入早期廣泛的沼澤沉積環境,隨著泥沙的帶入,沼澤逐漸消失,而河流作用加強,地層逐漸由東向西超覆,主要發育辮狀河沉積;至八道灣組一段晚時,湖平面開始迅速上升,發育了大片的淺湖及辮狀河三角洲沉積環境;之后,湖平面又迅速下降,導致淺湖沉積后退;八道灣組二三段再次發生湖侵作用,以大面積的淺湖沉積為特征;而八道灣組三段伴隨著湖平面的再次下降,河流作用逐漸減弱,泥質沉積日漸增多,在八道灣組末期重新又形成了大片的沼澤沉積環境。
西北緣侏羅系儲層膠結物含量低、成分成熟度低、結構成熟度高,普遍含有塑性巖屑。砂巖碎屑組分中石英含量平均30.5%。巖屑組成主要以火山巖屑(凝灰巖巖屑)為主,其次為淺變質巖巖屑(千枚巖和板巖)。砂巖中泥質含量較低,1.0%左右,分選中等-好,反映結構成熟度較高。自生膠結物主要為陸源泥雜基(一般3%~6%),其次為高嶺石和硅質,方解石含量較少。黏土礦物以高嶺石為主,主要充填于砂巖孔隙中,呈斑狀塊狀,其次為散亂不規則狀。
西北緣侏羅系儲層砂巖儲層的孔隙類型多樣,主要儲集空間類型為溶蝕孔隙、原生粒間孔隙和殘余粒間。原生孔隙損失的主要成巖作用類型為壓實作用和膠結作用,中、粗砂巖雜基含量極低,原生孔隙性較好,易發生早期膠結作用和后期的溶蝕作用。巖石中的易溶顆粒在溶蝕作用下形成次生孔隙,大幅提高儲集性能。粒間泥質雜基和灰泥含量高的粉、細砂巖和泥巖,不利于原生孔隙的形成。原生孔隙較低,不利于后期的溶蝕,因此次生孔隙不發育,儲集性較差。統計資料表明,細粒儲層有效孔隙度比粗粒儲層低22%~47%。
因此,西北緣下侏羅統儲層孔隙損失的主要因素是成巖壓實作用,壓實減孔量基本上大于15%,其次為膠結作用,膠結減孔量小于10%。從深度上看,2 500m 左右以深壓實減少趨勢明顯減緩。不同巖性的減孔量具有較大的差異,相同埋深條件下非煤系儲層的壓實減孔量低于煤系,表明非煤系儲層具有更好的抗壓實性能。
準噶爾盆地侏羅系儲層屬于剩余原生粒間孔隙型儲層,原生粒間孔保存程度主要取決于成巖壓實作用。位于相同深度的儲層,粒徑、塑性巖屑含量和是否屬煤系是影響成巖壓實減孔量的關鍵因素。相對于泥質含量較高的細粒儲層,粗粒級儲層更加優質或相對優質。在限定粒徑和是否屬煤系的條件下,孔隙度與深度呈良好的線性關系。
在明確儲層性質控制因素的基礎上,利用已建立的分地區、分層位和分巖性(粒徑)的孔-滲關系曲線,根據研究區不同滲透率下限值(≤1.0×10-3μm2,≤5.0×10-3μm2,≤10× 10-3μm2),確定出對應的孔隙度下限,再根據已建立儲層的成因模式獲得各孔隙度下限的深度值。預測結果表明,對于滲透率下限值為5.0×10-3μm2的中-粗砂巖深度是:J1b 一般小于3 000~3 200m(平面上變化不大),在得出不同滲透率下限值對應的最大埋深基礎上,進一步評價預測不同性質儲層的平面分布,為勘探區選擇和評價提供更充分的依據。
1)除盆地南緣山前坳陷外,盆地其他地區構造縱向上具有明顯的分層特征。盆地內構造性質與分布受過渡性基底及大型構造共同控制。
2)早二疊世晚期風城組為碳酸鹽巖-暗色泥巖沉積組合,是西北緣最主要的烴源巖。暗色泥巖厚度較大,可達500~600m,有機質豐度高,類型以Ⅰ、Ⅱ1型為主,風城組Ro 值高達1.51%~1.86%,已進入生成濕氣-干氣的高成熟階段。
3)下侏羅統八道灣組經歷了2次大的湖侵、湖退作用,為河湖過渡環境的辮狀河三角洲沉積體系,主要發育一套以辮狀河、辮狀河三角洲及湖泊為主的沉積類型。
4)西北緣下侏羅統儲層孔隙損失的主要因素是成巖壓實作用,壓實減孔量基本上大于15%。相同埋深條件下非煤系儲層的壓實減孔量低于煤系。
5)將儲層分為三類,在得出不同滲透率下限值對應的最大埋深基礎上,可以進一步評價預測不同性質儲層的平面分布。