張惠良，張榮虎，楊海軍，壽建峰，王俊鵬，劉春，陳戈

（1. 中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院；2. 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司碳酸鹽巖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3. 中國(guó)石油塔里木油田公司）

超深層裂縫-孔隙型致密砂巖儲(chǔ)集層表征與評(píng)價(jià)
——以庫(kù)車前陸盆地克拉蘇構(gòu)造帶白堊系巴什基奇克組為例

張惠良1,2，張榮虎1，楊海軍3，壽建峰1,2，王俊鵬1，劉春1，陳戈1

（1. 中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院；2. 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司碳酸鹽巖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3. 中國(guó)石油塔里木油田公司）

以庫(kù)車前陸盆地克拉蘇構(gòu)造帶深層白堊系巴什基奇克組砂巖儲(chǔ)集層為例，研究成巖壓實(shí)和構(gòu)造擠壓雙重作用下裂縫-孔隙型（裂縫-原生孔隙型和裂縫-溶蝕孔隙型兩類）超深層儲(chǔ)集層的表征和評(píng)價(jià)方法。巴什基奇克組砂巖儲(chǔ)集層埋深超過(guò)6 000 m，屬超深層儲(chǔ)集層，針對(duì)性構(gòu)建了集宏觀微相-巖相識(shí)別、厘米—微米級(jí)裂縫描述、微米級(jí)孔隙刻畫、納米級(jí)喉道表征為一體的超深層裂縫性致密砂巖儲(chǔ)集層表征與評(píng)價(jià)技術(shù)。研究認(rèn)為有效儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集空間由構(gòu)造裂縫及微米級(jí)孔隙、納米級(jí)孔喉組成，基質(zhì)孔隙半徑主要為2～100 μm，基質(zhì)喉道半徑主要為10～500 nm，裂縫開(kāi)啟度主值區(qū)為100～300 μm；有效儲(chǔ)集層發(fā)育主要受控于微相-巖相、構(gòu)造擠壓和溶蝕作用。相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集空間由裂縫、殘余粒間孔和溶蝕孔隙組成，發(fā)育于弱構(gòu)造擠壓帶與水下分流河道疊合區(qū)。7 000 m以深有利儲(chǔ)集層可成帶連片分布，8 000 m以深仍發(fā)育有效儲(chǔ)集層。圖13參28

庫(kù)車前陸盆地；巴什基奇克組；超深層；裂縫；溶蝕孔隙；原生孔隙；儲(chǔ)集層表征

0 引言

按照目前國(guó)內(nèi)外對(duì)深層儲(chǔ)集層的定義，中國(guó)東部地區(qū)埋深超過(guò)3 500 m、西部地區(qū)埋深超過(guò)4 000 m即為深層儲(chǔ)集層[1-2]。目前，世界上已有70多個(gè)國(guó)家開(kāi)展了深層油氣勘探，自美國(guó)1952年首次發(fā)現(xiàn)深層油氣田以來(lái)，許多國(guó)家亦掀起了深層油氣研究和勘探熱潮，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2005年，世界199個(gè)含油氣盆地中共發(fā)現(xiàn)深層油氣藏1 000多個(gè)[3]，全球深層油氣勘探取得了重大突破[4-8]。

庫(kù)車前陸沖斷帶克拉蘇南部白堊系巴什基奇克組（K1bs）儲(chǔ)集層埋深5 000～8 000 m，屬超深層儲(chǔ)集層。前人研究認(rèn)為這類儲(chǔ)集層早期長(zhǎng)期淺埋、晚期快速深埋是儲(chǔ)集層優(yōu)質(zhì)殘余粒間孔有效保存的主要原因[8]；成巖過(guò)程中地層流體成分的變化是形成不同類型溶蝕孔的重要因素[9-12]；高壓流體對(duì)儲(chǔ)集層孔隙有保護(hù)作用；擠壓形成的斷層對(duì)沖托舉與低密度鹽層加厚使砂巖保存了較高的原始孔隙；斷裂的發(fā)育為儲(chǔ)集層中裂縫發(fā)育提供了基礎(chǔ)，構(gòu)造擠壓作用下特定構(gòu)造樣式對(duì)儲(chǔ)集層有一定保護(hù)[13-16]。這些認(rèn)識(shí)為超深層有效儲(chǔ)集層的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)奠定了一定基礎(chǔ)，但針對(duì)成巖壓實(shí)和構(gòu)造擠壓雙重作用下裂縫-孔隙型（裂縫-原生孔隙型和裂縫-溶蝕孔隙型兩類）超深層儲(chǔ)集層的表征，目前還沒(méi)有較為系統(tǒng)的方法和技術(shù)，因此，開(kāi)展前陸盆地超深層裂縫-原生孔隙型及裂縫-溶蝕孔隙型儲(chǔ)集層表征和評(píng)價(jià)具有重要意義。

1 地質(zhì)概況

庫(kù)車前陸盆地構(gòu)造具有南北分帶、東西分段的特征，受南天山強(qiáng)烈隆升過(guò)程中產(chǎn)生的垂向剪切力與斜向擠壓雙重作用，盆地內(nèi)形成了一系列強(qiáng)烈變形沖斷帶，沖斷帶深層大型構(gòu)造成排展布[17]，以克拉蘇斷裂為界，可劃分為北部克拉蘇構(gòu)造帶與南部克拉蘇深層構(gòu)造帶兩個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元[18]。本文研究區(qū)位于克拉蘇斷裂以南、拜城斷裂以北，東至克拉2構(gòu)造，西至博孜構(gòu)造（見(jiàn)圖1）。依據(jù)露頭儲(chǔ)集層建模、錄井測(cè)試資料分析、成像測(cè)井儲(chǔ)集層裂縫-孔隙刻畫、微區(qū)微觀實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)深層—超深層致密砂巖微相和巖相進(jìn)行了系統(tǒng)研究，建立了超深層裂縫-孔隙型致密砂巖表征和評(píng)價(jià)技術(shù)方法。

圖1 庫(kù)車前陸盆地克拉蘇構(gòu)造帶勘探成果及研究區(qū)構(gòu)造區(qū)劃（據(jù)文獻(xiàn)[18]修改）

2 超深層砂巖儲(chǔ)集層特征

2.1 巖石學(xué)特征

研究區(qū)500余塊巖石薄片鑒定和研究表明：克深地區(qū)與大北地區(qū)白堊系巖礦特征基本相似（見(jiàn)圖2），克深地區(qū)白堊系巴什基奇克組巖石類型以巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，含少量長(zhǎng)石巖屑砂巖；石英（含硅質(zhì)碎屑）顆粒含量一般為45.0%～60.0%，長(zhǎng)石顆粒含量一般為20.0%～35.0%，以鉀長(zhǎng)石為主，巖屑含量一般為15.0%～30.0%，主要為火山巖巖屑，其次為變質(zhì)巖巖屑。大北地區(qū)巖石類型也以巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，其次為長(zhǎng)石巖屑砂巖，石英（含硅質(zhì)碎屑）顆粒含量為45.0%～65.0%，長(zhǎng)石顆粒含量為20.0%～28.0%，巖屑含量為14.0%～28.0%。

2.2 儲(chǔ)集空間特征及成因類型

超深層儲(chǔ)集層埋深大，熱動(dòng)力成巖作用相對(duì)較強(qiáng)，成巖流體的成巖反應(yīng)也較強(qiáng)，相應(yīng)形成的儲(chǔ)集空間類型復(fù)雜多樣，有裂縫、殘余原生粒間孔，也有各種類型的溶蝕孔[19-20]。

圖2 克拉蘇構(gòu)造帶白堊系巴什基奇克組超深層儲(chǔ)集層巖礦特征

圖3 克拉蘇構(gòu)造帶白堊系巴什基奇克組深層儲(chǔ)集層儲(chǔ)集空間特征

由于克拉蘇構(gòu)造帶所處前陸沖斷帶的特殊構(gòu)造位置，超深層儲(chǔ)集層受強(qiáng)烈構(gòu)造擠壓作用，早期淺埋后期快速深埋，形成了與其他地區(qū)不同的儲(chǔ)集空間。鉆井巖心、鑄體薄片、掃描電鏡及成像測(cè)井資料分析研究表明，克拉蘇構(gòu)造帶超深層儲(chǔ)集層發(fā)育5種類型儲(chǔ)集空間、2種成因類型儲(chǔ)集層。5種類型儲(chǔ)集空間為裂縫、殘余原生粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔和微孔隙（見(jiàn)圖3），其中以殘余原生粒間孔為主，占總孔隙的48%～83%，其次為粒內(nèi)溶孔和裂縫，占總孔隙的5%～36%。粒間及粒內(nèi)溶孔主要為鈉長(zhǎng)石及碳酸鹽膠結(jié)物被溶蝕而形成的粒間溶蝕擴(kuò)大孔、長(zhǎng)石及少量巖屑顆粒被溶蝕而形成的粒內(nèi)溶孔和鑄?？?。構(gòu)造裂縫在克深和大北地區(qū)表現(xiàn)不同，以克深2井為例，該區(qū)發(fā)育高角度縫和近水平縫；大北地區(qū)以大北202井為代表，發(fā)育3組網(wǎng)狀裂縫。2種儲(chǔ)集層成因類型為：構(gòu)造擠壓-埋藏壓實(shí)作用下形成的裂縫-殘余原生粒間孔隙型儲(chǔ)集層及構(gòu)造擠壓-埋藏成巖溶蝕作用下形成的裂縫-溶蝕孔隙型儲(chǔ)集層。

2.3 儲(chǔ)集層物性

深層白堊系巴什基奇克組儲(chǔ)集層基質(zhì)孔隙度一般為1.5%～5.5%，基質(zhì)滲透率一般為（0.01～0.10）×10-3μm2，其中，克深地區(qū)巖心實(shí)測(cè)基質(zhì)孔隙度為2%～7%，基質(zhì)滲透率為（0.05～0.50）×10-3μm2，裂縫滲透率為（1.00～10.00）×10-3μm2。大北地區(qū)實(shí)測(cè)物性略好于克深地區(qū)，基質(zhì)孔隙度為1.5%～7.5%，平均為4.3%，滲透率主要分布在（0.01～1.00）×10-3μm2，裂縫滲透率主要在（0.10～10.00）×10-3μm2（見(jiàn)圖4）。超深層儲(chǔ)集層為低孔超低滲致密砂巖儲(chǔ)集層。

圖4 克深—大北地區(qū)深層白堊系巴什基奇克組巖心實(shí)測(cè)物性直方圖

3 超深層儲(chǔ)集層多尺度與多參數(shù)表征

對(duì)超深層儲(chǔ)集層的表征前人已初步研究，如應(yīng)用成巖動(dòng)力學(xué)分析深部?jī)?chǔ)集層孔隙形成與演化[21]；應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究深部?jī)?chǔ)集層溶蝕空間的形成[22]。針對(duì)庫(kù)車前陸盆地山前沖斷帶裂縫-原生孔隙型和裂縫-溶蝕孔隙型儲(chǔ)集層沉積背景復(fù)雜、砂體巖相變化快、成巖作用復(fù)雜、構(gòu)造擠壓裂縫發(fā)育、儲(chǔ)集層非均質(zhì)等特點(diǎn)，本次研究中首次構(gòu)建了集宏觀微相-巖相預(yù)測(cè)、厘米—毫米級(jí)裂縫描述、微米級(jí)裂縫及基質(zhì)孔隙刻畫、納米級(jí)基質(zhì)孔隙喉道表征為一體的超深層裂縫-孔隙型致密砂巖儲(chǔ)集層多尺度、多參數(shù)表征和評(píng)價(jià)技術(shù)。

3.1 巖相古地理及砂體預(yù)測(cè)

3.1.1 物源及沉積相平面分布

通過(guò)重礦物、輕礦物、古水流及礫石排列等特征確定庫(kù)車前陸沖斷帶超深層白堊系巴什基奇克組物源區(qū)主要為南天山古庫(kù)車河、古克拉蘇河、古卡普沙良河和古阿瓦特河（見(jiàn)圖5）。

3.1.2 砂體構(gòu)型及展布

通過(guò)露頭（卡普沙良河索罕村）白堊系扇三角洲前緣水下分流河道砂體建模（見(jiàn)圖6），可以識(shí)別出4級(jí)界面：河道底界面、次級(jí)河道底界面、層理界面和層系組界面；垂向上砂體復(fù)合疊置，局部發(fā)育薄層分流間灣泥巖隔擋層，砂體疊置類型主要為拼合板式，砂體連通性好，單砂體厚1～5 m，復(fù)合砂體厚10～20 m，寬厚比大于27。露頭砂體構(gòu)型與鉆井的砂體構(gòu)型相似，可更有效指導(dǎo)盆地內(nèi)部砂體分布的預(yù)測(cè)和儲(chǔ)集層的表征。

3.1.3 巖相和砂體結(jié)構(gòu)

辮狀河（扇）三角洲前緣砂體類型主要是水下分流河道，自然伽馬曲線為寬指狀、鐘形、低幅度齒化箱形；巖相組合一般以含泥礫細(xì)砂巖、板狀交錯(cuò)層理細(xì)砂巖、槽狀交錯(cuò)層理細(xì)砂巖、含礫中砂巖為主；成像測(cè)井靜態(tài)圖像上主要呈棕、黃及亮色條帶交互出現(xiàn)特征，動(dòng)態(tài)圖像可見(jiàn)板狀交錯(cuò)層理、斜層理、沖刷面構(gòu)造、平行層理等沉積構(gòu)造發(fā)育特征；巖心上為大套細(xì)砂、中砂巖及薄層泥礫層。

圖5 克拉蘇構(gòu)造帶白堊系巴什基奇克組二段巖相古地理圖

圖6 卡普沙良河露頭剖面白堊系扇三角洲前緣水下分流河道砂體構(gòu)型

3.1.4 微相及巖相展布

通過(guò)區(qū)域6條逆沖構(gòu)造平衡剖面恢復(fù)，結(jié)合成像測(cè)井巖相及微相刻畫、古水流分析、露頭沉積微相觀察和描述、區(qū)域砂地比等值線、砂體地震屬性反演結(jié)果編制了研究區(qū)精細(xì)巖相古地理圖（見(jiàn)圖5）。白堊系巴什基奇克組古沉積背景為干旱氣候條件下的寬緩淺水湖盆，發(fā)育庫(kù)車、克拉蘇、卡普沙良河、博孜和阿瓦特河5個(gè)辮狀河三角洲朵體，物源主要來(lái)自南天山，古水流方向自北至南，儲(chǔ)集層砂體以辮狀河三角洲前緣水下分流河道為主，巖性為中砂巖—粉砂巖，平面上砂體連片分布（見(jiàn)圖5）；有利的巖相為辮狀河三角洲水下分流河道的中、細(xì)砂巖。

3.2 厘米—毫米級(jí)構(gòu)造裂縫描述

3.2.1 露頭建模分析

露頭建?？捎糜诜治隽芽p性質(zhì)及發(fā)育規(guī)律。應(yīng)用網(wǎng)格裂縫描述和古應(yīng)力分析等方法對(duì)庫(kù)車河露頭逆沖背斜構(gòu)造進(jìn)行裂縫建模（見(jiàn)圖7），在巖石原始沉積組構(gòu)基本一致的情況下，隨著至背斜核部距離的增大，古應(yīng)力、裂縫密度、裂縫分形分維值、裂縫期次、裂縫充填特征均呈規(guī)律性變化，表明逆沖推覆背斜在側(cè)向擠壓應(yīng)力作用下不同部位的受力變形程度不均，呈背斜核部較強(qiáng)、翼部強(qiáng)、遠(yuǎn)端弱特征，沿應(yīng)力傳遞方向背斜翼部裂縫密度高于核部，遠(yuǎn)端最低；背斜翼部沿應(yīng)力方向裂縫疏密相間，呈現(xiàn)縱波傳遞效應(yīng)；背斜核部和翼部裂縫密度相對(duì)較大，而遠(yuǎn)端裂縫密度相對(duì)較小。

3.2.2 井壁成像分析

利用井壁成像可分析裂縫規(guī)模。圖像定量分析表明，克深氣田構(gòu)造裂縫具有較強(qiáng)的縱向分段、平面分區(qū)特征，裂縫以高角度半充填縫為主，裂縫發(fā)育的相對(duì)線密度一般為1～4條/m。

圖7 逆沖推覆背斜構(gòu)造裂縫模型圖

3.2.3 多參數(shù)疊合分析

多參數(shù)疊合可分析不同構(gòu)造部位裂縫模型。依據(jù)裂縫精細(xì)描述（巖心）、裂縫刻畫（井壁成像）、裂縫定量描述（分形維數(shù)）、鉆井漏失量及現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力，建立典型構(gòu)造樣式下構(gòu)造裂縫發(fā)育模型：構(gòu)造高部位以高角度斜交縫為主，構(gòu)造低部位（或翼部）以網(wǎng)狀裂縫為主；構(gòu)造高部位裂縫開(kāi)度明顯大于構(gòu)造低部位（或翼部）；構(gòu)造高部位裂縫密度小于構(gòu)造低部位（或翼部）。

3.2.4 多因素約束分析

多因素約束可分析裂縫發(fā)育強(qiáng)度及展布。在巖心、鑄體薄片、成像測(cè)井及鉆井裂縫性漏失研究的基礎(chǔ)上，依據(jù)古應(yīng)力場(chǎng)、巖石破裂準(zhǔn)則進(jìn)行裂縫數(shù)值模擬，綜合預(yù)測(cè)裂縫發(fā)育強(qiáng)度和分布規(guī)模。

綜合克拉蘇構(gòu)造帶的擠壓古應(yīng)力、裂縫儲(chǔ)集層控制因素和上述裂縫儲(chǔ)集層描述和評(píng)價(jià)方法分析認(rèn)為，裂縫的平面分布也有南北分帶、東西分段特征：在克拉蘇斷裂以北的山前帶為垂向裂縫強(qiáng)發(fā)育帶，克拉蘇斷裂與克深斷裂之間為零星裂縫發(fā)育帶，克深斷裂與拜城斷裂之間為網(wǎng)狀裂縫和高角度裂縫強(qiáng)發(fā)育帶，拜城斷裂以南為零星裂縫發(fā)育帶。東西分段的特點(diǎn)表現(xiàn)為克深段以高角度垂向裂縫為主，大北—博孜段主要發(fā)育網(wǎng)狀裂縫（見(jiàn)圖8）。克深、大北和博孜構(gòu)造同處構(gòu)造古應(yīng)力相對(duì)強(qiáng)的部位，雖然構(gòu)造熱動(dòng)力加速成巖壓實(shí)減孔，但喜馬拉雅期產(chǎn)生的裂縫為半充填和未充填，且溝通天然氣儲(chǔ)集層的微孔隙，因此，裂縫對(duì)深層—超深層儲(chǔ)集層發(fā)育起重要作用。

圖8 克拉蘇構(gòu)造帶白堊系巴什基奇克組裂縫平面分布圖

3.3 微米級(jí)裂縫及基質(zhì)孔隙刻畫

3.3.1 微米級(jí)裂隙及孔隙特征

對(duì)超深層儲(chǔ)集層進(jìn)行微觀（長(zhǎng)25～120 mm，寬10～50 mm）CT掃描（分辨率8～37 μm），結(jié)果表明：巖心內(nèi)部裂縫為方解石半充填，裂縫的連通性好，連通系數(shù)一般為1.396～1.765，裂縫開(kāi)啟平均半徑為100～300 μm，最小半徑為12.55 μm，最大半徑為1 495 μm，一般呈狹長(zhǎng)狀、不規(guī)則狀。

3.3.2 微米級(jí)孔隙空間形態(tài)及特征

對(duì)超深層儲(chǔ)集層進(jìn)行微區(qū)（長(zhǎng)25 mm，寬14 mm）CT掃描（分辨率9 μm），結(jié)果表明：克深地區(qū)基質(zhì)孔隙半徑一般為2～100 μm，最大半徑為180 μm；大北地區(qū)一般為1～30 μm，最大半徑為49.8 μm?；|(zhì)孔隙形態(tài)一般呈扁平狀、不規(guī)則狀、狹長(zhǎng)狀，非均質(zhì)性強(qiáng)，連通性總體較差。

3.3.3 微米級(jí)基質(zhì)孔隙形態(tài)及連通特征

利用激光共聚焦掃描技術(shù)分析微米級(jí)基質(zhì)孔隙形態(tài)及連通特征，結(jié)果表明，基質(zhì)孔隙主要為粒間及粒內(nèi)溶孔、黏土礦物晶間孔，受強(qiáng)烈壓實(shí)作用影響，殘余孔隙平面連通性差，多呈孤立狀或微連通狀。

3.3.4 微米級(jí)基質(zhì)孔隙黏土礦物充填特征

利用掃描電鏡分析微米級(jí)基質(zhì)孔隙黏土礦物充填特征，發(fā)現(xiàn)基質(zhì)孔隙常常被伊蒙混層、伊利石、蒙皂石等黏土礦物呈襯邊型、廊橋型、薄膜型充填。

3.4 納米級(jí)基質(zhì)孔隙喉道表征

對(duì)于致密砂巖天然氣儲(chǔ)集層，喉道的大小、連通性非常關(guān)鍵[23-24]。對(duì)喉道的表征主要通過(guò)恒速壓汞、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、突破壓力測(cè)定和擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定等技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)。

3.4.1 高壓壓汞測(cè)定

利用高壓壓汞實(shí)驗(yàn)測(cè)定納米級(jí)孔喉半徑及其對(duì)滲透率貢獻(xiàn)量。超深層白堊系巴什基奇克組不同性質(zhì)儲(chǔ)集層（孔隙度0～2%，2%～4%，4%～6%，6%～8%）孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)比圖顯示：基質(zhì)孔喉半徑主要為10～500 nm，其中有效儲(chǔ)集層的孔喉半徑為30～200 nm。

3.4.2 恒速壓汞測(cè)定

恒速壓汞測(cè)試表明致密砂巖的孔喉半徑平均值主要為100～230 nm，與高壓壓汞分析孔喉半徑結(jié)果基本一致，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的總孔隙、孔喉體積比一般大于1。

3.4.3 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡測(cè)定

本次分析發(fā)現(xiàn)光學(xué)顯微鏡下無(wú)法觀察到的一種微孔隙，即石英溶孔（見(jiàn)圖9），該類型孔隙對(duì)天然氣儲(chǔ)集層有較大貢獻(xiàn)。儲(chǔ)集層的納米級(jí)孔喉半徑平均值主要為100～800 nm，孔喉形態(tài)呈圓孔狀、不規(guī)則長(zhǎng)條狀等。

3.4.4 擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定

擴(kuò)散系數(shù)分析表明：致密砂巖氣儲(chǔ)集層基質(zhì)孔喉儲(chǔ)滲性與CH4氣體擴(kuò)散系數(shù)（實(shí)驗(yàn)條件27 ℃/0.2 MPa）相關(guān)性良好，工業(yè)產(chǎn)氣層擴(kuò)散系數(shù)一般大于1×10-4cm2/s，孔隙度大于3%，滲透率大于0.01×10-3μm2。

圖9 超深層儲(chǔ)集層納米級(jí)基質(zhì)孔喉場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡顯微圖

綜合上述研究結(jié)果，結(jié)合鉆井巖心和測(cè)井物性編制了克拉蘇構(gòu)造帶巴什基奇克組主要儲(chǔ)集層段物性平面展布圖（見(jiàn)圖10），由圖可見(jiàn)儲(chǔ)集層物性分布具有分帶和分段性，克拉蘇斷裂帶以北水下分流河道砂巖儲(chǔ)集層孔隙度為10%～12%，克拉蘇斷裂與克深斷裂帶之間水下分流河道砂巖儲(chǔ)集層孔隙度為8%～12%，克深斷裂和拜城斷裂之間的砂巖儲(chǔ)集層孔隙度為3%～7%。

圖10 克拉蘇構(gòu)造帶白堊系巴什基奇克組二段儲(chǔ)集層物性分布預(yù)測(cè)

4 超深層有效儲(chǔ)集層多參數(shù)綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)庫(kù)車前陸沖斷帶超深層儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集空間特點(diǎn)和儲(chǔ)集層物性控制因素，應(yīng)用針對(duì)裂縫-原生粒間孔及裂縫-溶蝕孔致密砂巖氣儲(chǔ)集層特征的表征技術(shù)方法，綜合有利巖相帶、裂縫分布帶、儲(chǔ)集層分布帶等參數(shù)預(yù)測(cè)儲(chǔ)集層埋深，分析儲(chǔ)集層物性平面分布特征。

4.1 超深層有效儲(chǔ)集層埋深預(yù)測(cè)

白堊系巴什基奇克組砂巖埋深與孔隙度變化總體特征如下（見(jiàn)圖11）：儲(chǔ)集層（殘余原生粒間孔型+粒間溶蝕擴(kuò)大孔型）最大有效埋深受控于石英質(zhì)剛性顆粒含量、砂巖分選性、粒度及埋藏方式，剛性顆粒含量越高、粒度越粗、分選性越好，有效儲(chǔ)集層的埋深越大。白堊系巴什基奇克組屬于長(zhǎng)期淺埋短期深埋型儲(chǔ)集層，深層剛性顆粒含量一般為50%～65%。以相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層孔隙度下限6%、有效儲(chǔ)集層孔隙度下限3.5%來(lái)判斷，一定的泥質(zhì)和膠結(jié)物含量條件下，埋深、砂巖熱演化成熟度（TTI）與孔隙度相關(guān)性分析表明，極細(xì)—細(xì)砂巖和細(xì)—中砂巖有效儲(chǔ)集層最大埋深可達(dá)8 000 m。

4.2 烴源巖演化、油氣充注與超深層儲(chǔ)集層孔隙保存

目前烴源巖演化、油氣充注對(duì)超深層儲(chǔ)集層孔隙保存的影響備受關(guān)注[25-27]?？死K構(gòu)造帶白堊系巴什基奇克組超深層儲(chǔ)集空間的形成演化可分為以下幾個(gè)階段[28]（見(jiàn)圖12）：第1階段，白堊系埋藏成巖后，經(jīng)歷早期壓實(shí)減孔，受燕山運(yùn)動(dòng)的影響，地層抬升剝蝕，經(jīng)歷早期表生溶蝕，形成了殘余粒間孔和溶蝕孔，以殘余原生粒間孔為主，保存的孔隙度可達(dá)20%～25%。第2階段，古近紀(jì)沉積巨厚的膏鹽巖地層，白堊系繼續(xù)埋藏壓實(shí)，經(jīng)歷中期壓實(shí)，成巖環(huán)境由堿性轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝?，長(zhǎng)石巖屑和碳酸鹽發(fā)生溶蝕形成次生溶蝕孔，保存的孔隙度約10%～20%。第3階段，新近紀(jì)時(shí)白堊系快速深埋，所處的成巖環(huán)境表現(xiàn)為構(gòu)造擠壓產(chǎn)生的熱動(dòng)力加快減孔，高壓封閉系統(tǒng)下沿裂縫形成溶蝕擴(kuò)大邊和石英邊緣溶蝕，最終形成裂縫-殘余原生粒間孔和裂縫-溶蝕孔兩種儲(chǔ)集空間，在埋深達(dá)到6 000～8 000 m時(shí)，還可以保存4%～7%的孔隙度。

圖11 庫(kù)車坳陷白堊系不同類型砂巖儲(chǔ)集層實(shí)測(cè)孔隙度隨埋深、TTI變化曲線

圖12 庫(kù)車前陸盆地克深2井深部?jī)?chǔ)集層埋藏演化與成藏關(guān)系

4.3 超深層有效儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)

超深層儲(chǔ)集層總體為低孔—特低孔、低滲—特低滲，主要有構(gòu)造擠壓-成巖壓實(shí)、構(gòu)造擠壓-次生溶蝕兩種成因儲(chǔ)集層。儲(chǔ)集層性質(zhì)受控于沉積微相、古構(gòu)造擠壓應(yīng)力和溶蝕作用。利用砂體、巖相精細(xì)描述、裂縫建模、儲(chǔ)集層微區(qū)研究等一系列研究和測(cè)試分析方法，平面上通過(guò)多因素（微相-巖相、最大古構(gòu)造應(yīng)力、溶蝕作用、實(shí)測(cè)物性資料）疊加預(yù)測(cè)，根據(jù)物性將儲(chǔ)集層分為5類（見(jiàn)圖13），Ⅰ類儲(chǔ)集層孔隙度大于9%、滲透率大于0.100×10-3μm2；Ⅱ類儲(chǔ)集層孔隙度6%～9%、滲透率（0.050～0.100）×10-3μm2；Ⅲ類儲(chǔ)集層孔隙度4%～6%、滲透率(0.035～0.050)×10-3μm2；Ⅳ類儲(chǔ)集層孔隙度2%～4%、滲透率(0.010～0.035)×10-3μm2；Ⅴ類儲(chǔ)集層孔隙度小于2%、滲透率小于0.010×10-3μm2。克拉蘇斷裂以北以Ⅱ—Ⅲ類儲(chǔ)集層為主，克拉蘇斷裂與克深斷裂之間以Ⅰ—Ⅱ類儲(chǔ)集層為主，克深斷裂與拜城斷裂之間以Ⅲ—Ⅳ類儲(chǔ)集層為主。

圖13 克拉蘇構(gòu)造帶白堊系巴什基奇克組二段儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)圖

5 結(jié)論

針對(duì)成巖壓實(shí)和構(gòu)造擠壓雙重作用下裂縫-原生孔隙型和裂縫-溶蝕孔隙型兩類超深層儲(chǔ)集層建立了宏觀微相-巖相預(yù)測(cè)、厘米—微米級(jí)裂縫描述、微米級(jí)孔隙刻畫、納米級(jí)喉道等多尺度、多參數(shù)綜合表征和評(píng)價(jià)技術(shù)方法。認(rèn)為庫(kù)車前陸盆地克拉蘇構(gòu)造帶白堊系巴什基奇克組平面上發(fā)育5個(gè)辮狀河三角洲朵體，辮狀河三角洲水下分流河道中砂巖—細(xì)砂巖為最有利巖相；砂體平面上連片分布、縱向復(fù)合疊置是庫(kù)車山前連片含氣的重要基礎(chǔ)。儲(chǔ)集空間以裂縫、殘余原生粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔和微孔隙5種類型為主，有效儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集空間由構(gòu)造裂縫及微米級(jí)孔隙、納米級(jí)孔喉組成，基質(zhì)孔隙半徑主要為2～100 μm，基質(zhì)喉道半徑主要為10～500 nm，裂縫開(kāi)啟度主值區(qū)為100～300 μm；儲(chǔ)集層發(fā)育主要受控于微相-巖相、構(gòu)造擠壓和溶蝕作用?？蓜澐殖觫瘛躅悆?chǔ)集層，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層發(fā)育于弱構(gòu)造擠壓帶與水下分流河道疊合區(qū)，預(yù)測(cè)埋深8 000 m還發(fā)育有效儲(chǔ)集層。

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Characterization and evaluation of ultra-deep fracture-pore tight sandstone reservoirs: A case study of Cretaceous Bashijiqike Formation in Kelasu tectonic zone in Kuqa foreland basin, Tarim, NW China

Zhang Huiliang1,2, Zhang Ronghu1, Yang Haijun3, Shou Jianfeng1,2, Wang Junpeng1, Liu Chun1, Chen Ge1
(1. Hangzhou Institute of Geology, PetroChina, Hangzhou 310023, China; 2. Key Laboratory of Carbonates, CNPC, Hangzhou 310023, China; 3. Tarim Oilfield Company, PetroChina, Korla 841000, China)

Taking the Cretaceous Basijiqike Formation sandstone reservoirs in the Kuqa foreland basin as an example, this paper studies the characterization and evaluation methods of fracture-pore (fracture-primary pore and fracture-dissolution pore) ultra-deep reservoirs under the double effects of diagenetic compaction and tectonic compression. Buried over 6 000 m deep, the sandstone reservoirs of Basijiqike Formation are ultra-deep reservoirs, aimed at which, an ultra-deep fracture tight sandstone reservoir characterization technique is built, which integrates macroscopic microfacies-lithofacies identification, centimeter-micron scale fracture description, micron pore depiction and nano-throat characterization. The research indicates that the effective reservoir space consists of structural fractures, micron pores and nano-pore throats. The main radius of matrix pores is 2-100 μm, that of matrix throats is 10-500 nm and the main area of fracture opening degree is 100-300 μm. Effective reservoirs are mainly controlled by microfacies-lithofacies, tectonic compression and erosion. Relatively high-quality reservoir spaces consist of fractures, residual intergranular pores and dissolution pores, developed in the stacked area of weak compacted structure zone and underwater distributary channel zone. Favourable reservoirs over 7 000 m deep can be in continuous band distribution, there still could be effective reservoirs in formations over 8 000 m deep.

Kuqa foreland basin; Bashijiqike Formation; ultra-deep formation; fracture; dissolution pore; primary pore; reservoir characterization

TE122.1

A

張惠良（1965-），男，江西高安人，博士，中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事油氣沉積儲(chǔ)層方面研究。地址：杭州市西溪路920號(hào)，中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院海相油氣地質(zhì)研究所，郵政編碼：310023。E-mail: zhanghl_hz@petrochina.com.cn

2013-07-11

2014-01-20

（編輯 黃昌武 繪圖 劉方方）

1000-0747(2014)02-0158-10

10.11698/PED.2014.02.04

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973）項(xiàng)目（2011CB201106）；中國(guó)石油科技重大專項(xiàng)（2010E-2100）