趙 晨，王付潔，劉 舒，鞏興會

（1. 成都理工大學能源學院，成都 610059；2. 中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司研究院，上海 200120；3. 同濟大學海洋地質國家重點實驗室，上海 200092）

西湖凹陷KX構造平湖組儲層特征及主控因素研究

趙 晨1，2，王付潔3，劉 舒2，鞏興會2

（1. 成都理工大學能源學院，成都 610059；2. 中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司研究院，上海 200120；3. 同濟大學海洋地質國家重點實驗室，上海 200092）

摘 要：西湖凹陷KX構造始新統(tǒng)平湖組是重要產氣層系。利用大量薄片、巖心和分析化驗資料，對該平湖組儲集層進行了詳細的巖石學特征、儲層物性分析以及影響儲層發(fā)育的主控因素的研究。結果表明，該套儲層的巖石類型以長石巖屑質石英砂巖主，填隙物豐富、分選中等—好、成分成熟度低、磨圓程度高；孔隙類型以次生孔隙為主；喉道類型以片狀、彎曲片狀喉道為主；孔喉組合類型為中孔小喉、小孔小喉組合；儲層物性較差，為低孔低滲儲層；平湖組儲層主要受潮汐改造的分流河道微相控制，壓實作用、膠結作用、溶蝕作用和破裂作用等成巖作用是研究區(qū)儲集層物性的主要控制因素。

關鍵詞：西湖凹陷；KX構造；平湖組；儲層特征；主控因素

西湖凹陷是東海陸架盆地內油氣資源最為豐富的凹陷[1]，隨著近年來勘探力度不斷加大，近兩年集中在KX構造上連續(xù)鉆探了多口探井，在平湖組均獲得油氣流，顯示了平湖組良好的勘探前景。但是，儲層物性差異大，產能大小不一，導致進一步勘探開發(fā)方向的不明確。因此，明確對儲層特征以及影響因素的認識，加強深部低孔滲儲層的再研究，為勘探開發(fā)提供依據(jù)和方向。

1　區(qū)域地質概況

西湖凹陷是處于東海陸架盆地東部坳陷中部的古近系含油氣盆地[2]。西湖凹陷新生界主要發(fā)育新近系上新統(tǒng)三潭組，中新統(tǒng)柳浪組、玉泉組、龍井組，古近系漸新統(tǒng)花港組、始新統(tǒng)平湖組和古新統(tǒng)（未鉆遇）。盆地經歷了斷陷、坳陷和區(qū)域沉降三個發(fā)展階段，平湖組為斷陷期沉積[3]，是西湖凹陷最重要的油氣勘探目的層之一[4-8]。

E-mail:：zc3260733@126.com。

KX構造平湖組為半封閉海灣—受潮汐影響三角洲沉積的海陸過渡環(huán)境，總體上是海退沉積背景。主要發(fā)育兩大類含油氣儲層，分別是平中下段潮道砂體和平上段三角洲前緣的水下分流河道和河口壩砂體。目前該構造已經鉆探多口探井，鉆井揭示平湖組埋藏較深（3 350～4 900 m），最深的氣層深度達4 800 m。

2　儲層特征

2.1儲層巖石學特征

研究區(qū)五口井距離較近，平湖組儲層的物源不具備明顯的差異性，從而表現(xiàn)為礦物成分的相似性。骨架含有較高的長石和巖屑。

該研究區(qū)鉆井主要儲層段（3 300～4 200 m）砂巖主要為細砂巖，粉細砂巖次之。根據(jù)平湖組75個薄片樣品中石英Q、長石F、巖屑R的含量統(tǒng)計結果表明，碎屑成分中石英50%～85%，平均值69.2%、長石4%～19%，平均12.05%、巖屑11%～40%，平均18.7%（表1）。根據(jù)Fork分類原則，平湖組砂巖段發(fā)育長石巖屑質石英砂巖占47%、巖屑質石英砂巖占21%和長石質巖屑砂巖占12%（圖1）。從Q-F-R三端元的含量與不穩(wěn)定組分F+R之比指數(shù)看出，該深度骨架組分成熟度高，以Q/（R+F）為指標衡量砂巖的成分成熟度，其成分成熟度較低。

表1　平湖組巖屑顆粒組成

圖1　平湖組砂巖成分三角圖

平湖組砂巖段碎屑巖顆粒的粒度以細粒（0.101～0.271 mm，占47.19%）、極細粒（0.036～0.097 mm，占38.94%）為主，粒度曲線多表現(xiàn)為兩段式，以懸浮和跳躍為主，Φ值介于1～4；砂巖以細—中砂巖為主，平均粒度區(qū)間值為0.1～0.338 mm。分選程度中等—好，分選中等的占樣品數(shù)58.4%，分選好的占樣品數(shù)的41.3%；磨圓程度多為次棱角狀、次棱角—次圓狀和次圓狀，其中次棱角狀占樣品總數(shù)的48.7%；碎屑顆粒接觸關系以線接觸—縫合線接觸為主，顆粒支撐為主要支撐方式占99.1%；膠結類型主要為孔隙—壓嵌式膠結。

平湖組砂巖段的填隙物包括雜基和膠結物。雜基是碎屑巖中細小的機械成因組分，大部分由粒度一般小于0.031 5 mm的泥質黏土組成。膠結物以泥質和碳酸鹽礦物（方解石、白云石）為主，其質量分數(shù)在10%～11%左右，主要有鱗片狀黏土礦物，次有泥、細晶方解石，以及高嶺石和石英次生加大等。

2.2儲層物性特征

根據(jù)平湖組的砂組實測物性資料，平湖組的主要取心段砂巖實測孔隙度在9.05%～22.23%之間，大部分樣點孔隙度在13%左右，滲透率區(qū)間值在0.63×10-3～190×10-3μm2，平均值為9.47× 10-3μm2。從巖心和壁心實測的孔隙度和滲透率與埋深關系圖（圖2）可以看出，大致以4 200 m為界，此深度以上，平均孔隙度大于12%，平均滲透率大于5×10-3μm2，屬于常規(guī)儲層的范疇；此深度以下的，儲層具有低孔隙和低滲透特征。

從平湖組巖心分析的孔隙度和滲透率數(shù)據(jù)建立的孔滲關系表明，整體上巖心孔隙度與滲透率相關性較好，孔滲相關系數(shù)為0.750 7，滲透率升降趨勢與孔隙度的升降趨勢相一致，說明儲層孔隙連通性較好，孔隙度越大，滲透率越大表明砂巖的儲、滲能力主要依賴于砂巖的基質孔隙與喉道。

2.3儲層孔隙結構特征

2.3.1孔隙類型、形態(tài)及大小

（1）儲層孔隙類型

根據(jù)孔隙的成因和分布，并結合形態(tài)和結構，研究區(qū)儲層孔隙類型以次生孔隙為主。其中，粒間溶孔和殘余粒間孔占總孔隙體積的80%以上，其次為長石溶孔、巖屑溶蝕孔隙、晶間孔和少量裂隙孔隙。

粒間溶孔：平湖組主要的孔隙為顆粒邊緣及粒間膠結物和雜基溶解所形成顆粒之間的溶蝕再生孔隙，往往是在原生粒間孔或其它孔隙的基礎上發(fā)展起來的，是原生和次生的混合孔隙。粒間溶孔中次生溶蝕部分大于原生孔隙部分的為次生粒間溶孔，孔徑主要集中在200～400 μm；粒間溶孔中原生部分大于次生部分的為混合粒間溶孔，是較大原生粒間孔基礎上顆粒邊緣溶解而成的粒間溶孔，孔徑主要集中在150～350 μm，在研究層中均有分布（圖2a）。

殘余粒間孔：此類孔隙是平湖組研究層位重要的孔隙類型，存在于骨架顆粒之間，由于壓實和膠結作用的改造，儲層中大部分原生粒間孔由未被陸源雜基和自生膠結物堵塞的原始粒間孔隙所代替?？讖街饕性?00～300 μm，形態(tài)較規(guī)則，多呈近三角形、四角形和不規(guī)則形狀。另外發(fā)現(xiàn)石英次生加大后的殘余粒間孔，此類孔隙孔徑小，連通性差（圖2b）。

長石溶孔與巖屑溶蝕孔隙：平湖組儲集層可見大量長石，沿不穩(wěn)定節(jié)理、雙晶縫發(fā)生溶蝕作用，溶孔呈不規(guī)則網格狀、蜂窩狀或者被全部溶蝕為鑄?？?。此類孔隙是平湖組僅次于殘余粒間孔的重要的孔隙類型，常見與溶蝕粒間孔隙伴生分布，但分布很不均勻（圖2c）。巖屑溶蝕孔隙在平湖組中極為常見，主要是巖漿巖屑中可溶性組分被選擇性溶蝕而成細孔狀溶孔，巖屑顆粒多為部分溶蝕。此類孔隙是平湖組又一重要的孔隙類型，具有肉眼可見的較大溶孔，但分布很不均勻（圖2d）。

晶間孔與裂縫孔隙：晶間孔多為孔隙析出高嶺石晶間孔隙，對儲層滲流能力有一定的貢獻，但其孔喉分選好，多無充填，對氣層的儲集能力貢獻不大（圖2e）。根據(jù)研究區(qū)地質背景，微裂隙在平湖組各層中均較發(fā)育，主要受區(qū)域應力作用、成巖收縮縫作用和溶蝕作用而形成的微裂縫，改善了儲層的連通性和滲透性（圖2f）。

（2）儲層孔隙形態(tài)及大小

影響儲層儲集空間和滲流能力的最重要微觀因素是孔隙結構特征，通過掃描電鏡檢測分析結果表明：平湖組砂巖的孔隙形態(tài)一般為弧三角形、多角形或者不規(guī)則形；主流孔隙半徑為30～400 μm，平均孔隙半徑90～110 μm。孔徑分布變化范圍較大，顯示孔隙結構的非均質性強，孔隙中等偏小、喉道中等偏細。由鑄體薄片分析可知，引起原生粒間孔隙變小的主要原因是孔隙中的泥質及膠結物充填和石英的次生加大。

2.3.2喉道形態(tài)類型和大小

研究區(qū)儲層喉道類型以片狀喉道和彎曲片狀喉道為主，縮頸型喉道也有較多分布，管束狀喉道相對較少。

片狀喉道與彎曲片狀喉道是研究區(qū)儲層主要的喉道類型。片狀喉道的平上段多為寬片狀喉道，儲層壓實作用相對較弱，顆粒之間以線接觸和點—線接觸為主；平中段和平下段多為窄片狀喉道，儲層壓實作用相對較強，顆粒之間以線接觸為主。彎曲片狀喉道在平下段中的含量明顯多于平上段，連通孔隙的能力相對較弱，層壓實作用和膠結作用均較強，顆粒之間以線接觸為主，常見凹凸接觸。

圖2　平湖組孔隙類型特征

縮頸型喉道在研究區(qū)儲層也有較多分布，此類喉道在平上段的含量明顯多于平中段，連通孔隙的能力強，儲層受壓實和膠結作用弱，顆粒之間以點接觸和點—線接觸為主，流體在巖石中較易滲流。管束狀喉道在研究區(qū)平中段和平下段都有發(fā)育，但分布較少。

2.3.3孔喉組合關系

鑄體薄片資料顯示，巖石的孔隙較發(fā)育，但孔隙間的連通性仍然較差。這是由于壓實作用很強，再加上顆粒間的硅質及泥質膠結的成巖背景，決定了平湖組氣藏砂體的孔隙結構普遍較差，即使很大程度上溶蝕作用加大了孔隙的空間，但也是局部改善了與喉道的連通性。所以整體上平湖組砂巖孔喉組合類型為中孔小喉、小孔小喉組合。

3　深層儲層物性主控因素分析

研究區(qū)沉積作用和成巖作用是控制油氣儲層物性的兩個基本因素[9]，儲層物性的好壞最終取決于這兩個因素之間的組合關系[10]。沉積物沉積之后，其孔隙空間的變化主要取決于沉積物所受成巖作用的類型和強度。

3.1沉積作用對儲層物性的控制

該研究區(qū)平湖組含氣砂巖段為半封閉海灣—受潮汐影響三角洲沉積的海陸過渡環(huán)境，砂巖儲層整體發(fā)育較好，砂地比在23%～30%之間，平均27%，單砂層砂體厚度在1～50.5 m之間，單層平均厚度10.9 m，主力砂體橫向上較連續(xù)，薄砂體橫向上變化較快。

通過物性與粒度統(tǒng)計表明，平湖組的深部儲層，兩者呈負相關性，也就是碎屑顆粒越粗，分選性也比較好，平均粒徑越小，儲層滲透率也就越高。從中看出受潮汐改造的分流河道微相是有力的沉積微相，對儲層物性具有較強的控制作用。

3.2成巖作用對儲層物性的影響

在相同沉積環(huán)境、相近埋藏深度、相似巖石成分和粒度條件下，成巖作用對儲層的改造直接導致了現(xiàn)今儲層微觀孔隙結構的格局，是控制儲層物性的重要因素[11]。通過對研究區(qū)平湖組資料的分析，認為主要成巖作用有壓實作用、膠結作用、溶蝕作用和破裂作用。

3.2.1壓實作用

圖3　平湖組砂巖物性與埋深關系圖（巖心、壁心數(shù)據(jù)）

壓實作用是平湖組砂巖原生孔隙減少致使低滲的主要原因之一。根據(jù)研究區(qū)5口井顯示，實測巖心和壁心的孔隙度與滲透率隨埋藏深度增加而逐漸下降（圖3），表明平湖組巖石的壓實作用較為強烈，砂巖呈較致密塊狀，膠結物中泥質及碳酸鹽含量較多，使巖石物性相對變差，下段原生粒間孔相對上段明顯下降，這是造成原生孔隙下降的主要原因，表明成巖壓實作用直接導致原生粒間孔隨埋藏深度的增加而降低。統(tǒng)計顯示，深層的壓實相樣品平均壓實率為79.3%，因壓實作用孔隙度平均減小了30.4%。

3.2.2膠結作用

平湖組的膠結作用主要有碳酸鹽膠結作用和綠泥石環(huán)邊膠結作用。一方面，碳酸鹽礦物占原生粒間孔隙，充填次生孔隙及裂縫，致使儲層孔隙降低，造成巖石致密化。統(tǒng)計顯示，深層儲層的樣品平均膠結率為35.1%，由此損失的孔隙度平均達10.7%，表明膠結作用是中深層儲集層物性變差的重要因素。

另一方面，沉淀自生礦物中綠泥石環(huán)邊膠結物，其本身作為膠結物占據(jù)部分原生粒間孔隙,但在本區(qū)對儲層的影響更多的表現(xiàn)為建設性成巖作用，早期形成的綠泥石環(huán)邊，可提高巖石的機械強度和抗壓實能力，阻止其次生加大現(xiàn)象的發(fā)生，起到一定的支撐作用，有利于保護孔隙。

3.2.3溶蝕作用

平湖組儲集層的次生孔隙主要是在成巖環(huán)境過程中，有機質成巖作用產生大量有機水溶液后對碎屑、基質組分和碳酸鹽組分的溶蝕而成，并且蒙脫石向伊蒙混層、伊利石等黏土礦物轉化產生的酸性水也是形成次生孔隙的主要因素之一。另外，礦物的溶解度會隨著壓力的增加而加大，促進溶解作用的進行，使儲層保持較高的異常儲集空間，這些溶孔在平湖組儲層下段普遍存在，是平湖組深層優(yōu)質儲集層發(fā)育的重要控制因素。

在平湖組深層儲層所取的巖樣中，巖石孔隙以溶蝕孔隙為主，占52.0%，得到的巖樣平均溶蝕率為41.2%，使平均孔隙度增加到22.7%，從而使次生溶孔對總面孔率的貢獻值大于原生孔隙，儲層物性在一定程度上得到了改善。

3.2.4破裂作用

研究認為破裂作用對平湖組儲集層物性有很大改觀，尤其是滲透率。隨埋藏深度的增加，上覆地層壓力的不斷增加，使巖石顆粒發(fā)生破裂和微裂縫。通過巖樣分析，裂縫面孔率約為1%～4%（圖2f）。由于微裂縫的形成，酸性流體沿著微裂縫侵入，發(fā)生溶蝕作用，這為流體運移提供通道，利于溶蝕后高濃度流體的遷出，促進溶蝕作用的進一步加強，若溶蝕嚴重甚至可形成鑄模孔。

4　結論

通過對平湖組儲集層進行了詳細的巖石學和物性特征研究，討論了深層儲層物性主控因素，得到如下結論：

（1）平湖組儲層砂巖為細砂巖為主，巖石類型以長石巖屑質石英砂巖主。具有分選中等—好、線接觸—縫合線接觸、孔隙—壓嵌式膠結、骨架組分成熟度高、成分成熟度低的巖石學特征；孔隙類型以次生孔隙為主；孔喉組合類型為中孔小喉、小孔小喉組合；填隙物中雜基主要為泥質黏土，膠結物以碳酸鹽為主。

（2）平湖組的砂組段為低孔低滲的儲層，巖心孔—滲相關性較好表明砂巖的儲、滲能力主要依賴于砂巖的基質孔隙與喉道。

（3）分流河道控制下的粗粒顆粒分布對儲層物性具有較強的控制作用，孔隙結構特征受控于儲集層巖石學特征。成巖過程中，儲層物性明顯受壓實、膠結、溶蝕和破裂等作用影響。壓實作用及成巖后期的碳酸鹽巖、黏土類、硅質礦物的膠結作用是孔隙度降低的主要因素，不利于儲層發(fā)育。溶蝕作用和因破裂作用所引起的促進溶蝕作用是儲層發(fā)育的主控因素，綠泥石環(huán)邊膠結物有利于保護剩余原生粒間空隙。

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石油前沿技術為世界加油

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摘編自《石油商報》2014年1月15日

中圖分類號：TE122.2

文獻標識碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2014.01.011

收稿日期：2013-11-12；改回日期：2013-11-26

第一作者簡介：趙晨，男，1988年生，助理工程師，碩士研究生，油氣田開發(fā)地質，主要從事開發(fā)地質研究。

文章編號：1008-2336（2014）01-0011-06

Reservoir Characteristics and Main Controlling Factors of the Pinghu Formation of KX Structure of Xihu Depression

ZHAO Chen1,2, WANG Fujie3, LIU Shu2, GONG Xinghui2
（1. College of Energy Resources, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China; 2. Institute of SINOPEC Shanghai Offshore Oil & Gas Company, Shanghai 200120, China; 3. State Key Laboratory of Marine Geology, Tongji University, Shanghai 200092, China）

Abstract:The study on KX structure in the Xihu depression is one of the key regions of the present offshore exploitation targets. The petrographical reservoir characteristics, the reservoir development characteristics and the main control factors on hydrocarbon accumulation have been studied by using large number of thin-sections and core data, and other analytical testing data. The study results indicate that the reservoir rocks are dominated by feldspar lithic quartzite sandstone, with rich pore-f i lling contents, being well-sorted, with low composition maturity, and high-rounded. The pore types are mainly secondary pores. The throat types are mainly laminated and curved lamellar throat. The pore structure feature is mainly mesoporous-small throats and small pores throats. The reservoirs are characterized by low porosity and permeability. The reservoir rocks were deposited under the control of distributary channel, and the main controlling factors on sandstone reservoirs in Pinghu formation are diagenetic compaction，cementation and dissolution．

Key words:Xihu depression; KX structure; Pinghu Formation; reservoir characteristics; main controls factor