東海陸架盆地西湖凹陷中深層有利儲集體發育影響因素分析

張 宙，丁 芳

（中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海 200335）

隨著勘探程度的提高，我國油氣勘探逐步邁向中深層。在總體低孔低滲背景下，尋找相對優質的儲層是目前的勘探目標。中深層儲層埋深大，非均質性強，尋找相對靶點區域難度較大。因此明確中深層優質儲層的影響因素和分布規律，可以為中深層油氣勘探提供技術依據[1-4]。

東海陸架盆地西湖凹陷的油氣勘探已有40 多年，中淺層油氣勘探研究程度也相對較高，中深層成為下一步勘探的潛力區。花港組和平湖組作為重要的儲層，先后發現了多個油氣田和含油氣構造。近幾年，古近系取得了重大突破，相繼發現兩個大氣田，可見中深層有巨大的勘探潛力。本文分析西湖凹陷中深層優質儲層發育的影響因素，明確中深層有利儲層的主控因素，為東海陸架盆地中深層油氣勘探提供一定的理論指導。

1 地質背景

西湖凹陷是東海盆地主要的油氣勘探區域，由西往東構造依次劃分為：西部斜坡帶、西次凹、中央反轉構造帶、東次凹和東部斷階帶（圖1）。鉆遇地層自上而下有：第四系東海群，新近系上新統三潭組，中新統的柳浪組、玉泉組、龍井組，古近系漸新統花港組和古新統平湖組、寶石組和八角亭組（表1）。平湖組和花港組是西湖凹陷儲層發育的重要層位[5-6]。平湖組總體以砂泥巖不等厚互層為主，形成于三角洲—海灣—潮坪環境的碎屑沉積，泥質含量高，平均達到70%左右?；ǜ劢M總體以灰色、灰白色厚層中細砂巖夾薄層灰色泥巖、粉砂質泥巖不等厚互層為主，是一套三角洲沉積背景下的碎屑巖沉積。西湖凹陷中深層砂巖具有較高的成分成熟度，平湖組砂巖成分成熟度略高于花港組，巖屑成分較低，長石含量略多于巖屑，其中以長石砂巖為主。

圖1 西湖凹陷構造區劃Fig.1 Structural zoning of Xihu Sag

鉆探發現西湖凹陷中央反轉構造帶南部、西次凹儲層物性在埋深3500m 左右有轉折現象，埋深3500m 之上，巖石壓實作用占主導地位，儲層物性隨埋深增加呈線性下降；埋深超過3500m，深度對儲層物性影響很小，儲層孔隙度基本保持在7%以上，平均孔隙度約為9.2%，滲透率大多在0.1～10mD 之間，平均滲透率約為0.77mD，表明中深層儲層仍保有中等—較好的儲集性能。同時西湖凹陷中深層中發育的一些中—粗砂巖，其物性條件相對較好，可以形成西湖凹陷中深部儲層中的“甜點”。

表1 西湖凹陷地層分層Table 1 Stratigraphic stratification of Xihu Sag

2 中深層有利儲集體發育的影響因素

2.1 異常壓力使中深層儲層保持較好的儲集物性

超壓的發育往往是中深部優質儲層發育的關鍵影響因素[7-9]。西湖凹陷目前的鉆井鉆探至中深層普遍發現異常高壓，壓力系數1.2～1.6，特別是在3800～4500m 井段中，超壓現象明顯。

西湖凹陷含油氣層位埋深一般大于2500m，從孔隙度與深度關系圖上看，儲層物性大約在埋深3500～4200m 有轉折現象，其上儲層壓實作用占主導地位，物性隨埋深下降；其下埋深對物性影響變小，尤其是進入異常壓力地層后，儲層孔隙度、滲透率明顯偏離正常壓實趨勢線，巖心分析孔隙度基本保持在8%～12%左右，滲透率大多在0.1～1mD之間。表明西湖凹陷異常壓力對深部儲層物性具有明顯的改善作用（圖2）。

2.2 長石等鋁硅酸鹽巖溶解作用產生次生孔隙

2.2.1 長石等鋁硅酸鹽巖溶解作用方式

圖2 西湖凹陷物性與異常壓力關系Fig.2 Relationship between physical properties and abnormal pressure in Xihu Sag

西湖凹陷長石等鋁硅酸鹽巖溶解作用明顯[10]，鋁硅酸鹽巖的溶解作用主要有三種方式：有機酸對骨架顆粒的溶解作用、大氣水作為長石等鋁酸鹽巖的溶解介質、CO2及碳酸對骨架顆粒的溶解作用，其中有機酸在西湖凹陷影響最大。在深埋藏地層中，次生孔隙形成與有機酸（羧酸）的溶解鋁硅酸鹽有關。自生高嶺石一般被認為是溶蝕作用的標志礦物，高嶺石和長石含量隨深度變化的趨勢相反，自生高嶺石相對含量高值段往往對應著較強的溶蝕作用[11-13]。西湖凹陷中深層地層中，鋁硅酸鹽巖的溶解介質主要來自烴源層的有機酸。平面上，西湖凹陷南部區塊地層與北部地區相比較，長石含量明顯偏低，這個結論與南部相應層段有機質熱演化程度高于北部規律相符。平湖組長石含量分布規律與花港組一致，同樣支持溶解介質為烴源層的有機酸推論?？v向上，它們的影響作用隨深度的增加而增強，對平湖組的影響大于花港組，平湖組下部地層次生孔隙可能更發育，也指示著溶解介質來自平湖組烴源巖的有機酸。

2.2.2 長石等鋁硅酸鹽巖的溶解孔隙特征及分布

（1）鋁硅酸鹽巖的溶解孔隙特征

在掃描電鏡下，西湖凹陷平湖組和花港組砂巖中可以觀察到大量長石被溶蝕形成的次生孔隙（圖3），孔隙類型大致可分為粒間溶孔和粒內溶孔。溶解后產生的高嶺石經常占據長石溶解空間，在西部斜坡帶和中央反轉構造帶南部的平湖組和花港組廣泛分布，并常見自生石英礦物的沉淀作用與自生高嶺石伴生。

（2）次生孔隙分布

圖3 長石礦物溶蝕的孔隙類型Fig.3 Pore types of feldspar mineral dissolution

通過高嶺石與長石含量的相互關系，可以知道鋁硅酸鹽巖的溶解情況，在條件相似的情況下，可以推測次生孔隙的分布。按照構造帶統計結果（表2），西部斜坡帶的自生高嶺石和自生石英的含量都比較高，而長石分布恰恰與自生石英、自生高嶺石的含量相反，說明西湖凹陷西部斜坡帶是鋁硅酸鹽巖發生溶蝕作用最強烈地區[14]。

根據砂巖薄片的統計（表3），西部斜坡帶和東次凹次生孔隙所占總孔隙的比例最高。統計表明西湖凹陷次生孔隙所占的比例是較高的，這正是深部儲層仍然保存比較好的儲集物性的原因之一?？v向上，花港組上段至平湖組三段，孔隙度、滲透率呈減小趨勢，但平湖組四段—五段明顯出現了孔隙度和滲透率變好的趨勢（表4），平均埋深在3650～3928m，孔隙度依然保持15%～16%，滲透率59～114mD。

表2 西湖凹陷儲層砂巖中自生礦物構成的總體特征Table 2 General characteristics of authigenic mineral composition in reservoir sandstones of Xihu Sag

表3 西湖凹陷平湖組、花港組和龍井組儲層砂巖孔隙的構成Table 3 Formation of reservoir sandstone pores in Pinghu formation, Huagang formation and Longjing formation in Xihu Sag

表4 西湖凹陷花港組、 平湖組各地層段儲層巖石孔隙度和滲透率的總體特征Table 4 Overall characteristics of rock porosity and permeability in the Huagang formation and Pinghu formation of Xihu Sag

總之，鋁硅酸鹽巖的溶解作用在西湖凹陷是普遍存在的，在西部斜坡帶和東次凹尤為強烈，溶解作用產生了大量的次生孔隙，在埋深3600m 以下仍然可以保存比較好的儲集物性。

2.3 中深層儲層油氣充注早，抑制了儲層進一步膠結作用

儲層的成巖作用過程復雜而又漫長，最關鍵的是孔隙流體與礦物間的相互作用。油氣進入孔隙之后，對孔隙的進一步膠結具有抑制作用，這已經形成了共識。烴類的極性分子和巖石礦物之間的吸引作用，在巖石表面形成了一層“烴膜”，阻止了礦物離子在巖石表面的吸附作用，抑制了膠結作用的產生[15]。

以西湖凹陷西部斜坡帶的兩口井為例，A 井在3954.2～3956.4m 是一層含油砂巖，該砂巖是潮道砂巖，電測解釋孔隙度為17.3%；另一層潮道砂巖埋深3741.7～3747.0m，厚度比前者大，但其孔隙度只有5%。層位相同，沉積環境一樣，但由于沒有油氣充注，其儲集物性明顯變差。B 井埋深3223.4～3253.5m 電測解釋為氣層，底部含油，孔隙度20.1%，與之相鄰的另一套厚度和沉積環境相似的砂巖，沒有油氣充注，孔隙度為16.5%，兩者孔隙度差別近5%。

多口井的電測數據均顯示儲層是否含油氣與其物性具明顯的關聯，這在平湖組中尤為顯著。造成這一現象的主要原因是平湖組儲層和烴源巖層相互疊置，油氣一經生成，進入相鄰儲層中，在表面形成一層保護膜，從而抑制了膠結作用。而花港組盡管儲層形成時間比較晚，但油氣充注的時間也比較晚，因此油氣抑制膠結作用并不明顯。

3 結論

（1）西湖凹陷中深層儲層超壓普遍發育，對原生孔隙具有一定的保護和改善作用，是優質儲層形成的關鍵因素；

（2）西湖凹陷長石等鋁硅酸鹽巖溶解作用明顯，溶解介質主要來自烴源巖的有機酸，高嶺石膠結物和鋁硅酸鹽巖的溶解作用對儲層物性有正向促進作用，是中深層優質儲層形成的重要因素；

（3）油氣早期充注可在巖石顆粒表面形成一層保護膜，有效抑制了儲層的膠結作用，大大改善了儲層物性，是中深層優質儲層形成的重要因素。