海中凹陷3號斷裂帶南緣儲層特征研究*

劉沖

(中海油能源發展股份有限公司 工程技術分公司中海油實驗中心，廣東 湛江 524057)

海中凹陷位于北部灣西部，與潿西南凹陷相隔于三號斷裂帶及潿西南低突起，南部、東部相鄰企西隆起[1]。目前海中凹陷正處于勘探初期階段,根據已鉆探井資料發現有油氣存在。海中凹陷勘探程度低、潛力大,是北部灣盆地油氣勘探主要的后備資源,對盆地勘探的可持續發展、新產能基地的建立具有重要意義[2,3]。本文通過對該區儲層的巖石學特征、孔隙類型及結構特征、物性特征等方面的研究，分析其控制因素，進一步認識和預測該區儲層的發育規律。

1 儲層巖石學特征

該區巖石類型主要為細粒的巖屑石英砂巖和石英砂巖，粒度均勻，分選中等偏好。石英質量分數在78.1%～96.3%之間，平均84.9%；長石質量分數在2.3%～8.2%之間，平均5.7%；巖屑質量分數較高，在3.0%～12.2%之間，平均9.4%。長石風化較深，表面模糊不清，亦有附著細小水云母。巖屑以變質巖和云母為主，變質巖主要為云母片巖和云母石英片巖。受壓實作用影響，部分變質巖被擠壓變形呈假雜基狀與泥質雜基混雜堆積較難分辯。巖屑含量較高，成分成熟度中等。

膠結物主要為次生石英加大邊以及少量的粉晶鐵白云石和少量鐵方解石等，泥質不發育處，石英加大邊較發育；鐵白云石不均勻充填孔隙，表明鐵白云石在壓實作用增強之前生成。 該區儲層雜基成分較高，基本為陸源黏土礦物，以填隙物不均勻包裹顆粒表面的形式存在。泥質填隙物的質量分數介于1.0%～13.0%，平均5.0%。根據黏土礦物X射線衍射分析數據，黏土礦物成分以伊利石、伊/蒙混層和高嶺石為主。黏土含量較高，沉積水動力不強，結構成熟度較低。

2 孔隙類型及結構特征

2.1 孔隙類型

通過巖石鑄體薄片觀察，該區儲層儲集空間的孔隙類型主要包括剩余的原生粒間孔隙(圖1a)和后期溶蝕形成的次生溶蝕孔隙。 原生孔隙的發育主要受巖石結構和沉積構造等因素控制。壓實作用和膠結作用損失大量原生粒間孔，另外，孔隙內充填有少量填隙物，亦有少量石英加大邊的普遍延伸至孔隙占據原生粒間孔。

次生孔隙是孔隙類型的主要組成部分，主要包括鑄模孔和粒內溶孔(圖1b)，以及少量填隙物溶蝕產生的粒間溶蝕孔隙。粒內孔隙主要由長石沿節理溶蝕形成的網狀、篩孔狀長石溶孔。鑄模孔連通性差，圖1b中鑄模孔相鄰云母局部壓實較強，表面鑄模孔形成于較強壓實作用之后。

2.2 孔隙結構

儲層孔隙形狀不規則，原生粒間孔孔徑細小，呈孤立的三角狀、不規則形狀，次生鑄模孔連通性差，孔隙孤立存在(圖1c)。面孔率介于0.5%～8.0%，平均3.5%。孔隙直徑大小不一，基本在20～60 μm之間，孔隙分布不均，配位數分布在0～1之間。喉道不發育，少量喉道狹窄，呈窄片狀、彎片狀(圖1a)。連通性較差，孔隙配位數與喉道寬度影響巖石的滲透率。

a ①：原生粒間孔；②：窄片狀喉道為主，單偏光 b ①：鑄模孔； ②：網狀長石溶孔，單偏光 c：顆粒排列緊密，鑄模孔較為孤立

3 儲集物性特征

通過對油氣富集的潿西南凹陷各井區統計分析發現,潿洲組的主力儲層潿二段、潿三段屬于中高孔中高滲儲層，其物性在縱向上分布特征為隨埋深增加孔滲逐漸變小、物性呈變差的趨勢，當埋深增加至流沙港組時儲層物性呈現為低孔低滲特征。 但是根據海中凹陷潿洲組的實驗樣品分析，該區潿二段、潿三段實驗測試的孔隙度分布范圍為5.0%～15.7%，孔隙度均值為9.7%，滲透率分布范圍為0.04～0.68 mD，滲透率均值為0.23 mD。實驗結果表明海中凹陷潿洲組為低孔特低滲儲層，這將導致該區潿洲組儲層的儲集空間大幅度收縮，滲流能力急劇變差，不利于油氣儲集。

4 儲層控制因素

通過調研儲層物性影響因素等文獻發現楊曉萍(2007)等分析典型巖性油氣藏中低孔隙度低滲透率儲層的形成原因及優質儲層的形成與分布規律，認為儲層的發育受沉積作用、成巖作用、構造運動等多種因素影響，沉積作用決定儲層組分與原始孔隙度特征，成巖作用對儲層后期改造有一定的影響[4-7]。本區儲層構造裂縫少見，構造運動對儲層物性的影響較小，主要針對沉積作用和成巖作用進行分析。

4.1 沉積作用

沉積環境的不同影響體現了不同的儲層物性，只有具有利沉積相帶的砂體才能發育較好的次生孔隙帶[8]。該區為湖相沉積環境，潿三段時期靠近海1號斷層的東洼消失，西洼水深變淺，沉積中心遷移至3號斷裂中、東段，發育濱淺湖相(見圖2)。砂體為濱淺湖灘壩砂，泥巖為淺湖泥[9]。沉積物主要是粉砂或粉、細砂與灰綠色粉砂質泥巖互層，砂巖粒度均勻，分選較好。泥質雜基含量高，反映水動力較弱結構成熟度低，儲集空間狹小且連通性較差。

圖2 海中凹陷潿二段、潿三段沉積相

4.2 成巖作用

沉積作用是影響儲層物性的前期因素，盡管沉積作用控制了儲集層的分布和儲集性能，但是成巖作用直接改變儲層內部結構，即使是同一微相也會發生顯著變化，從而對儲層物性造成影響[10,11]。

成巖作用則是儲層物性改造的直接原因。壓實作用是該區主要的成巖作用，該區壓實作用較強，損失大量的原生粒間孔。在泥質不發育處，孔隙呈鑲嵌接觸，泥質豐富處由于壓實作用粒間泥質扭曲變形。砂巖碎屑顆粒中巖屑含量較高，變質巖、云母等一些軟性顆粒容易擠壓變形，且易于雜基混淆。壓實作用主要破壞孔隙的喉道，使滲透率急劇下降。

膠結作用主要是鐵白云石膠結，使物性變差。粉、細晶鐵白云石主要集中在孔隙內，膠結、交代顆粒，使巖石更加固結，因此主要是降低儲層孔隙度，少量鐵白云石堵塞孔喉，破壞滲透率。從圖3a、3b中可以看出，鐵白云石與孔隙度、滲透率均呈負相關性。

泥質充填是另一個影響物性的主要原因，也是沉積作用影響的直接反應形式。泥質可以使壓實作用更容易進行，由圖3c、3d可以看出，泥質雜基與孔隙度、滲透率均呈負相關性，因此，較高的泥質不利于儲層發育。但是，泥質以雜基形式充填粒間或少量呈條帶產出，由于巖石壓實作用較強，泥質的充填可以阻礙壓溶作用的進行。

溶解作用主要表現在長石、巖屑的溶蝕，鐵白云石等碳酸鹽的溶蝕，以及雜基溶蝕形成雜基微孔。長石等顆粒的溶蝕形成少量的粒內溶孔或鑄模孔，使儲層物性變化。碳酸鹽除起到黏結顆粒的作用外，溶蝕后也會釋放出一定的儲集空間。以上溶蝕作用形成次生孔隙是在壓實固結之后，受壓實作用影響較小，故可以保存下來。

a 鐵白云石與滲透率相關性 b 鐵白云石與孔隙度相關性

c 泥質與滲透率相關性 d 泥質與孔隙度相關性

5 結論

(1)儲集層巖石類型主要是石英砂巖和巖屑石英砂巖。巖屑含量較高，成分成熟度中等，粒度均勻以細粒為主，磨圓度介于次棱-次圓狀之間，顆粒基本呈壓嵌式膠結。泥質雜基充填粒間，擠壓彎曲變形。

(2)孔隙類型主要為原生粒間孔和次生溶蝕孔，以原生粒間孔為主。次生孔隙主要是長石、巖屑以及碳酸鹽等溶蝕形成的孔隙，孔隙度9.72%，滲透率0.23 mD，屬于低孔特低滲儲層。

(3)儲層物性特征的控制因素主要是沉積作用和成巖作用。沉積作用為儲層提供物質基礎，是儲層物性確立的前提因素；成巖作用在后期的物性變化中起主導作用，其中，以壓實作用最為重要。

(4)該區儲層沉積相為濱淺湖相，沉積物以粉、細砂為主，泥質為淺湖泥，水動力條件較弱。壓實作用降低大量原生孔隙并對孔喉減小產生嚴重影響。鹽酸鹽膠結占據部分儲集空間，同時，溶蝕作用也釋放出少量粒間溶孔。