許曉宏，黃 葦，張君子，鄒 瑜

遼河盆地J16塊儲層物性特征控制因素分析

針對遼河盆地J16塊地區(qū)勘探開發(fā)前景，為尋找有利油氣儲層，在沉積相研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合巖心觀察，利用鑄體薄片、掃描電鏡等對取心井資料進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明，J16塊于樓油層為扇三角洲沉積，儲層物性以扇三角洲前緣亞相水下分流河道砂體最好；儲層巖石類型以長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖為主，總體具有中高孔、高滲的特征；其儲集空間以原生粒間孔和次生溶蝕孔、晶間孔及裂縫為主；沉積作用對儲層的影響主要是通過巖石類型、沉積微相等方面來控制體現(xiàn)的；經(jīng)過強(qiáng)烈的壓實、壓溶和膠結(jié)等成巖作用的改造，儲層物性明顯降低，而埋藏期長石顆粒的溶蝕使得儲集空間變好；構(gòu)造活動中裂縫的發(fā)育有利于儲層物性的改善，對形成有利儲層起著一定的促進(jìn)作用。

遼河盆地；J16塊地區(qū)；于樓油層；儲層特征；物性；控制因素

遼河油田西部凹陷是遼河盆地最大的含油氣凹陷，面積1330km2，是遼河油田的重點勘探區(qū)之一，具有十分優(yōu)越的地質(zhì)條件和較大的油氣勘探潛力。J16塊于樓油層位于遼河盆地西部凹陷西斜坡南段，該地區(qū)老第三系沙河街組一段于樓油層組為一套近物源淺水環(huán)境的扇三角洲沉積體系，砂體延伸主要受西北方向物源控制。儲集層主要為扇三角洲前緣的水下分流河道及河口壩砂體，儲集空間主要為原生粒間孔及次生晶間孔、溶蝕孔和裂縫。近年來隨著該區(qū)勘探的不斷深入，于樓油層已成為該地區(qū)稠油生產(chǎn)的主力儲層。前人對遼河盆地J16塊于樓油層的研究主要為構(gòu)造演化、沉積相等方面[1]，在儲層特征控制因素方面的研究比較少。為此，筆者主要從巖石學(xué)特征、物性特征等方面對研究區(qū)儲層進(jìn)行了描述，并結(jié)合沉積作用、成巖作用及構(gòu)造活動對儲層的主控因素進(jìn)行了分析，為今后研究區(qū)勘探、開發(fā)和評價工作提供依據(jù)。

1 基本地質(zhì)特征

歡喜嶺油田J16塊于樓油層處于遼河坳陷西部凹陷南部，為一被南、北2條斷層夾持的背斜構(gòu)造，軸向呈NE-SW的長條狀。下第三系沙河街組一段沉積時期，盆地基底斷裂活動相對較弱，主干斷裂活動降低，下降幅度較小，處于裂陷衰減的地質(zhì)時期，主要發(fā)育沖積扇和扇三角洲沉積。沙河街組一段沉積末期湖盆收縮，全凹陷為更廣泛的扇三角洲沉積所覆蓋。據(jù)現(xiàn)有勘探成果表明，沙河街組為遼河盆地主要油氣富集層位。根據(jù)地質(zhì)、測井和地震資料的綜合研究，采取以沉積旋回為基礎(chǔ)，對比標(biāo)志層為控制原則，由大到小逐級控制，將研究區(qū)于樓油層劃分為2個油組，6個砂組，但主要研究目的層為于樓油層Ⅰ油組1砂組(Y-Ⅰ-1)、2砂組(Y-Ⅰ-2)、3砂組(Y-Ⅰ-3)。

1.1沉積特征

研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育扇三角洲前緣亞相，與油氣儲集關(guān)系密切，為主要研究對象。扇三角洲前緣亞相可進(jìn)一步劃分為水下分流河道、河口壩和分流間灣微相。水下分流河道和分流間灣占前緣亞相的絕大部分，前者是由含礫砂巖和砂巖組成的向上變細(xì)的正韻律，后者是由互層的灰色、淺灰色細(xì)砂巖、粉砂巖及灰綠色泥巖組成的；河口壩由砂巖夾灰色泥巖組成，由下而上粒度逐漸變粗，呈反韻律。

1.2物性特征

巖心分析是認(rèn)識油氣層地質(zhì)特征的必要手段。通過取心井巖心描述和粒度分析資料統(tǒng)計，J16塊于樓油層為細(xì)砂巖、含泥及含礫不等粒砂巖；巖礦分析資料統(tǒng)計表明，該區(qū)砂巖儲層的巖石類型以長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖為主，其次還有少量的巖屑砂巖。陸源碎屑組分占55%～98%，平均89%，碎屑組分中石英含量7%～58%，平均35%；長石4%～39%，平均27%；巖屑2%～36%，平均14.1%；填隙物組分2%～66%，平均9.5%，以泥質(zhì)為主。

表1 J16塊不同砂組砂體孔滲物性統(tǒng)計表

儲層的儲集空間是油氣儲集的場所，也是儲層研究的主要對象[3]?？紫抖群蜐B透率是反映儲層儲集性能和滲透特征的基本參數(shù)。研究區(qū)于樓油層孔隙類型主要為原生粒間孔，其次為次生晶間孔、溶蝕孔及裂縫。據(jù)測井物性數(shù)據(jù)統(tǒng)計，于樓油層儲層孔隙度最大可達(dá)41.39%，平均23.55%；滲透率最大可達(dá)6316.9×10-3μm2，平均1192.2×10-3μm2，具有中高孔、高滲的儲層特征。

2 儲層物性的控制因素

大地構(gòu)造背景和埋藏史分別從沉積物源、有機(jī)質(zhì)演化等方面宏觀控制儲層的形成，微觀上沉積物的沉積作用、成巖作用控制了儲層的物性。盆地西部南段于樓油層砂巖屬于中高孔、高滲儲層，筆者主要從沉積、成巖作用及構(gòu)造活動3方面來討論對儲層物性控制及影響。

2.1沉積作用對儲層物性的控制

不同的沉積環(huán)境，所形成巖石的成分和結(jié)構(gòu)成熟度都有很大的差異，巖石原始孔隙大小、滲透率好壞、儲層空間展布形態(tài)以及后期成巖作用都有很大的影響，因此，沉積作用對儲層儲集性能起到?jīng)Q定性的控制作用。

1)巖石類型對儲層物性的控制 巖石的碎屑組分及雜基含量，直接影響儲層原始孔隙大小及后期成巖作用?？傮w上，儲層物性與雜基含量和膠結(jié)物含量成反比關(guān)系，雜基含量高，占據(jù)了大量原生孔隙度，并阻礙孔隙流體流動，抑制溶解成巖作用的進(jìn)行；膠結(jié)物既可以充填原生孔隙，也可以充填次生孔隙，大大減少了儲層儲集空間。J16塊于樓油層物源主要來自西北部凸起，含有大量變質(zhì)巖和中性、酸性巖漿巖，泥質(zhì)雜基含量不高，有利于原生孔隙的發(fā)育和保存，不穩(wěn)定礦物長石和巖屑含量較高，有利于次生孔隙的生成，如表2所示。

表2 J16塊于樓油層儲層物性統(tǒng)計表

2) 沉積微相對儲層物性的控制 沉積微相是影響儲層儲集性能的地質(zhì)基礎(chǔ)，對儲集砂體類型、規(guī)模、空間展布形態(tài)、孔隙度及滲透率起著決定性影響。由于沉積條件不同，沉積區(qū)古地形、水盆深淺、離物源區(qū)的遠(yuǎn)近、沉積物供應(yīng)的差異，形成的巖石成分、粒度、分選、膠結(jié)類型、孔隙充填、砂體形態(tài)、側(cè)向連續(xù)性、橫向連通性、厚度等不同，造成了儲層巖性、物性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、層理構(gòu)造在縱向上和橫向上都有一定的差異[2]。

根據(jù)J16塊于樓油層鉆井資料并結(jié)合區(qū)域上地質(zhì)資料綜合分析認(rèn)為，研究區(qū)儲集層主要為扇三角洲前緣亞相砂體。扇三角洲前緣是水流能量加強(qiáng)的沉積區(qū)，是砂巖分選較好、泥質(zhì)含量較少、孔滲較好的儲集砂體形成的理想環(huán)境。水體能量強(qiáng)度是決定儲層滲透性能的主要因素，高能量的水體環(huán)境是產(chǎn)生良好物性的必要條件。不同沉積微相的取心井物性分析數(shù)據(jù)如圖1、圖2所示(圖中1、2、3砂組為于樓油層Ⅰ油組的3個砂組)。由圖1、圖2可知，能量較強(qiáng)的水下分流河道砂體孔隙度、滲透率均較好；能量稍弱的河口壩微相砂體次之；能量較低的分流間灣微相砂巖最差。

圖1 不同微相砂體孔隙度分布直方圖

圖2 不同微相砂體滲透率分布直方圖

縱向上同一口井，不同沉積微相儲層物性差別較大，如圖3所示。J16-19-411井段為扇三角洲前緣亞相的水下分流河道微相，儲層物性好，主要是其沉積時水動力條件較強(qiáng)，儲集砂巖的成分較純、粒度均一、分選好、雜基含量較低，砂體厚度較大；河口壩儲集物性次之，沉積于水下分流河道前方，并繼續(xù)順其方向向湖盆中央發(fā)展，水流速度相對較低，為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，孔隙度、滲透率都較水下分流河道砂體差；分流間灣微相的儲集物性最差。

平面上同一層位不同相帶的儲層物性也存在著差異。如同處于于樓油層Ⅰ油組2砂組的5-005井的儲層砂體所屬微相類型為水下分流河道，而5-135井的儲層砂體為分流間灣微相，前者平均孔隙度為29.9%，平均滲透率1839.3×10-3μm2，而后者平均孔隙度只有14.37%，平均滲透率260.71×10-3μm2?？梢姴煌练e微相在平面上的孔滲差異也是很大的(見圖4)。

圖3 J16-19-411井不同微相儲層物性變化

圖4 同層位不同微相儲層物性特征

2.2成巖作用對儲層物性的控制

成巖作用是控制儲層孔隙演化的主要因素并決定其最終狀態(tài)，貫穿油氣運聚的始終,成為影響儲層物性的主要因素[4]。碎屑巖成巖作用類型主要包括壓實和壓溶作用、膠結(jié)作用、交代作用、重結(jié)晶作用、溶解作用、礦物的多形轉(zhuǎn)變作用等。它們都是互相聯(lián)系和互相影響的，其綜合效應(yīng)影響和控制著碎屑巖沉積物的發(fā)育歷史。其中對碎屑巖儲層物性有重要影響的是壓實作用、膠結(jié)作用及溶解作用。

研究資料表明，成巖作用在破壞原生孔隙的同時，也可以形成次生孔隙。壓實壓溶作用和膠結(jié)作用是減小儲層原生孔隙、降低滲透率的主要因素。研究區(qū)內(nèi)早、中期的膠結(jié)作用充填原始粒間孔，壓實作用使儲層變得更加致密，從而減少了原生孔隙，但為以后的溶解作用形成次生孔隙提供物質(zhì)基礎(chǔ)；晚期的膠結(jié)和壓實作用則會重新堵塞次生孔隙，使得儲層變得更為致密。溶解作用有助于儲集性能的改善。碎屑巖中各種碎屑組分、膠結(jié)物及雜基，在地下孔隙水溶解作用下形成次生孔隙，構(gòu)成良好的次生孔隙砂體[2]。該區(qū)砂巖儲層中長石、不穩(wěn)定巖屑、雜基和碳酸鹽膠結(jié)物是易溶組分，經(jīng)溶解作用形成粒間溶孔、特大溶蝕孔隙等次生孔隙，從而提供了新的儲集空間，補(bǔ)償了由于壓實和膠結(jié)作用所降低的次生孔隙，使該區(qū)儲層的物性得到明顯改善[4](見圖5)。

(a)石英次生加大邊生長，緊密膠結(jié)破壞原生孔隙，J201，1127m (b)部分長石溶蝕產(chǎn)生次生溶孔，改善儲層孔隙，J202,1083m

2.3構(gòu)造活動對儲層物性的控制

構(gòu)造運動的發(fā)展和演化對于樓油層油氣藏的形成和保存起到一定的控制作用[5]。在早第三紀(jì)早期，基底斷裂整體活動，強(qiáng)烈引張，盆底下沉，湖盆形成，接受沉積；晚期基底斷裂依然活動，但強(qiáng)度減弱，蓋層斷層活動強(qiáng)烈，斷距加大，顯現(xiàn)出同生斷層特征，同時產(chǎn)生了一些縱向和水平裂縫。這些構(gòu)造破裂組成裂縫發(fā)育帶，可以改善儲層的滲透性，使一些致密層經(jīng)改造后成為具有工業(yè)價值的高產(chǎn)層[6]。

3 結(jié)論與認(rèn)識

1)J16塊于樓油層儲層砂巖具有成分和結(jié)構(gòu)成熟度都較低的特征，砂體分布主要受西北部物源的控制。儲層巖性以巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖為主，儲集空間類型主要為原生粒間孔，其次為次生溶蝕孔、晶間孔及裂縫。

2)于樓油層孔隙度最大可達(dá)41.39%；滲透率最大可達(dá)6316.9×10-3μm2，屬于中高孔、高滲儲層。其物性主要受沉積微相和砂體類型控制，水下分流河道和河口壩砂體是研究區(qū)儲層物性最好的部位，也是油氣富集的最有利部位。

3)沉積作用對儲層物性的影響主要表現(xiàn)在巖石類型和沉積微相兩個方面；成巖作用主要通過壓溶、膠結(jié)和溶解作用對儲層的物性進(jìn)行控制；構(gòu)造活動中形成的裂縫可以大大改善儲層物性。

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[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409.2012.01.007

P618.13

A

1673-1409(2012)01-N018-04