吉木薩爾凹陷梧桐溝組儲層特征及評價

李 璐，田繼軍，李 鑫，惠一凡，李萬安，李正強

（新疆大學地質與礦業工程學院，新疆烏魯木齊 830047）

自20世紀50年代起，國內地質學者相繼開展了吉木薩爾凹陷二疊系地層的勘探研究工作[1-3]，其中蘆草溝組作為凹陷最主要的烴源巖發育層段具有良好的油氣資源潛力[4-6]，隨勘探工作的深入，梧桐溝組預測石油地質儲量超千萬噸[7]，預示該組地層具有較好的勘探前景。已有學者對區內儲層從層序地層、成藏主控因素、沉積及儲層特征等方面展開不同維度研究[8-13]。但前人對該區關注點主要集中在二疊系蘆草溝組，對梧桐溝組的研究相對薄弱，現有的儲層研究存在一定爭議，對梧桐溝組儲層分級評價尚不明確。本文通過對吉木薩爾凹陷梧桐溝組儲層特征的研究，確定了儲層巖石學特征和物性特征，建立儲層評價標準，明確儲層分級評價，以期為該區梧桐溝組勘探開發提供理論基礎。

1 地質概況

吉木薩爾凹陷位于準噶爾盆地東南緣[8]，北部為沙奇凸起，以吉木薩爾斷裂為界，南部以三臺斷裂為界與三臺凸起相鄰，西接北三臺凸起，以西地斷裂和老莊灣斷裂為界[14]，東臨古西凸起[12][圖1(a)]，凹陷西深東淺、西斷東超，整體呈箕狀展布[15]，區內構造發育平緩、地層發育完整且遍布全區，全區總面積約占1300km2[11]。可根據測井曲線和巖性組合特征可將梧桐溝組分為梧一段和梧二段[圖1(b)]。

2 儲層特征

2.1 巖石學特征

通過巖芯描述及鏡下觀察發現區內儲層巖石種類包括砂礫巖、細砂巖、粉砂巖及泥巖。砂巖以灰色和灰白色居多，泥巖主要表現為灰色、褐色和灰綠色。碎屑巖在研究區梧桐溝組儲層中分布較廣，從凹陷邊緣到中心選取吉8、吉22、吉17、吉174 井的樣品總計100塊，經薄片鑒定，碎屑粒度較細，以巖屑為主，石英、長石次之，巖屑占比約83.62%，石英為9.33%，長石7.05%（圖2），且凹陷邊緣巖屑砂巖含量較高，靠近凹陷中心石英和長石含量增加，巖屑含量減少。

圖2 吉木薩爾凹陷梧桐溝組砂巖碎屑成分三角投點圖

2.2 物性特征

吉木薩爾凹陷梧桐溝組儲層物性受沉積環境影響，區內東南部、東北部物源區附近存在較多砂礫巖、粗砂巖和礫巖等粗粒巖石。對全區250 組樣品物性測試統計，儲層孔隙度為3.82%～27.40%，平均15.28%[圖3（a）]，大多集中于12%～16%；滲透率介于（0.005～473.48）×10-3μm2，平均28.41×10-3μm2[圖3（b）]。根據《SY/T6285-2011 油氣儲層評價方法》劃分儲層總體屬于中孔隙度，低滲透率。不同井段儲層物性變化較大，選取吉26、吉8、吉18、吉22、吉17 和吉174 井的150 組物性測試數據分析[圖3（c）-（d）]，結果表明凹陷邊緣比中心樣品表現出更好的孔隙度和滲透率，是由于凹陷邊緣粗粒巖石保留更為完整的原生孔隙。

圖3 吉木薩爾凹陷梧桐溝組儲層孔滲特征

2.3 儲集空間類型

研究區儲層儲集空間類型整體劃分為三類：原生孔隙、次生孔隙和其他。原生孔隙以粒間孔[圖4(a)-(b)]為主，約占總孔隙52.34%；次生孔隙約占44.56%，表現為粒內溶孔和粒間溶孔[圖4(c)-(d)]；其他孔隙類型主要指鑄模孔[圖4(e)]、裂縫[圖4(f)-(g)]、界面裂縫和混合孔[圖4(h)-(i)]，占約總孔隙的3.10%。

2.4 儲層孔隙結構特征

儲層孔隙結構特征是影響儲層流體儲集能力的重要因素之一[17]。對區內取芯巖樣壓汞實驗測試，結果顯示排驅壓力為0.01～49.41MPa，平均1.41MPa，中值壓力0.08～67.26MPa，平均9.42MPa，表明巖石滲透率較低，中值喉道半徑介于0.01～9.21μm，平均為0.63μm，表明喉道半徑整體較小，喉道均質系數0.05～59.83μm，平均2.09μm，孔喉分布較不均勻，喉道歪度-4.15～5.35，平均-0.65，最大進汞飽和度32.35%～95.73%，平均72.96%，表明巖樣孔隙度中等。對吉26、吉8、吉18、吉22、吉17、吉174 井壓汞數據分析對比，結果表明排驅壓力和中值壓力依次變大、中值喉道半徑呈現逐漸變小趨勢[圖5(a)]，代表靠近凹陷中心，儲層孔隙度和滲透率變小。

基于前人研究成果[7]，以《SY/T6285-2011油氣儲層評價方法》為標準，結合毛管壓力曲線參數和形態分布，將研究區梧桐溝組儲層壓汞曲線分為以下4類[圖5(b)-(e)]。

第①類壓汞曲線排驅壓力小于0.1MPa，中值壓力較低，飽和度中值前曲線長而緩，后半部分陡而短，孔喉組合以中孔中細喉為主，孔喉連通性較好，粗歪度，喉道半徑較大，孔隙度一般大于20%，滲透率大于100×10-3μm2，分布較少[圖5(b)]。第②類壓汞曲線排驅壓力介于0.1～0.5MPa，中值壓力有所增加，但仍較低，孔喉組合以中孔細喉為主，歪度偏粗，喉道半徑中等，孔隙度介于15%～20%，滲透率在(10～100)×10-3μm2之間[圖5(c)]。第③類壓汞曲線排驅壓力介于0.5～1MPa，中值壓力中等，曲線中間較緩，孔喉組合以中小孔細喉為主，孔喉連通性中等，歪度中等，喉道半徑中等，孔隙度介于10%～15%，滲透率在(1～10)×10-3μm2之間[圖5(d)]。第④類壓汞曲線排驅壓力大于1MPa，中值壓力較高，曲線整體表現為陡而短，孔喉組合以小孔細喉為主，孔喉連通性較差，歪度偏細，喉道半徑較小，孔隙度小于10%，滲透率小于1×10-3m2[圖5(e)]。

根據以上四種分類，結合區內梧桐溝組儲層實際孔隙結構特征發現：①～④類壓汞曲線類型主要從凹陷邊緣向中心逐漸分布。凹陷邊緣由于發育較多粗粒巖石，比細粒砂巖保留更多原生孔隙，表現出較好的孔滲結構和孔喉連通性，①類和②類壓汞曲線較多。隨沉積物沉積，靠近凹陷中心，物源供給變少，儲層巖石粒度變小，泥質含量增加，同時巖屑砂巖由于軟顆粒組分存在易發生蝕變和溶解，受上覆壓力極易被壓實，使顆粒間接觸方式發生變化，孔隙和喉道變小且分布減少，破壞孔隙體積及孔喉連通性，儲層特征較多體現為③類和④壓汞曲線。

3 儲層評價

3.1 評價體系

參考吉木薩爾凹陷相關巖樣各儲層參數分布區間及前人對有利儲層評價依據[7，13]，結合凹陷內梧桐溝組碎屑巖儲層實測孔隙度、滲透率、儲集空間類型及孔喉組合4 項評價參數，對研究區儲層建立定量評價體系（表1）。其中，Ⅰ類儲層滿足孔隙度大于20%，滲透率大于100×10-3μm2，以粒間孔為主，發育中孔中細喉，對應①類壓汞曲線；Ⅱ類儲層滿足孔隙度在15%～20%，滲透率在(10～100)×10-3μm2，以溶孔和粒間孔為主，發育中孔細喉，對應②類壓汞曲線；Ⅲ類儲層滿足孔隙度在10%～15%，滲透率在(1～10)×10-3μm2，多發育粒內溶孔、粒間溶孔、裂縫，孔喉組合主要為中小孔細喉，對應③類壓汞曲線；Ⅳ類儲層滿足孔隙度小于10%，滲透率小于1×10-3μm2，以粒內溶孔、粒間溶孔、裂縫、微孔隙為主，孔喉組合主要為小孔細喉，對應④類壓汞曲線。

表1 準噶爾盆地吉木薩爾凹陷梧桐溝組碎屑巖儲層評價表

3.2 有利儲層優選

據數據統計，區內梧桐溝組儲層孔隙度集中于3.82%～27.40%之間，平均為15.28%，滲透率介于(0.005～473.48)×10-3μm2，平均為28.41×10-3μm2，總體屬于中孔低滲。其中各井具體參數見表2。區內儲層總體特征表現為從凹陷邊緣向中心，巖屑含量減少。石英和長石含量增加，儲層物性變小，靠近凹陷中心，溶孔和裂縫數量增加，喉道半徑減小，細喉數量增加。

表2 準噶爾盆地吉木薩爾凹陷梧桐溝組儲層參數

對吉木薩爾凹陷梧桐溝組儲層進行分段綜合評價，梧桐溝組一段和二段主要以Ⅳ類儲層和Ⅲ類儲層為主，其次是Ⅰ類、Ⅱ類儲層。

其中，區內梧桐溝組一段有利儲層分布情況見圖6(a)。Ⅰ類儲層主要分布在凹陷東南緣的吉7、吉8和吉26 在內的井區；Ⅱ類儲層分布在包括吉37、吉22 井在內的吉木薩爾凹陷東南部；Ⅲ類儲層由邊緣向凹陷中心延伸，位于研究區東部。

圖6 準噶爾盆地吉木薩爾凹陷梧桐溝組一段（a）及二段（b）有利儲層預測圖

梧桐溝組二段的Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類儲層與梧一段時期儲層分布位置大致相同，但范圍相對較小[圖6(b)]。Ⅰ類儲層位于吉8井和吉26井區，吉7井南緣；Ⅱ類儲層分布于吉22 井、吉31 井東南端；Ⅲ類儲層呈兩片大型朵體狀分布于凹陷內東北及東南部。

結合上述分析，吉木薩爾凹陷梧桐溝組表現為儲層綜合性能由西向東逐漸增強的趨勢，最優儲層位于區內東南緣的吉8、吉26井附近，是油氣資源蘊藏和地質勘探的有利區域。

4 結論

（1）吉木薩爾凹陷二疊系梧桐溝組儲層物性表現為中孔隙度、低滲透率。從凹陷邊緣向中心儲層巖屑砂巖含量減少，石英和長石含量增加，孔隙度和滲透率變小，喉道變細，孔喉連通性變差，顆粒間由點線接觸向線接觸和凹凸接觸模式過渡，磨圓度由棱角—次棱角向次棱角—次圓狀轉變。區內儲層空間類型以原生孔隙為主，主要為粒間孔，次生孔隙以溶孔為主。

（2）根據研究區儲層孔滲、儲集空間類型、孔喉組合等參數，將梧桐溝組儲層分為Ⅰ-Ⅳ四類，Ⅰ類儲層主要集中在吉木薩爾凹陷東南部，分布在吉8 井和吉26井附近，儲層砂礫巖發育較多且物性較好，雜基含量少，發育較多原生粒間孔和剩余粒間孔，孔喉組合多表現為中孔中細喉，可作為有利儲集區。