趙杰，李宏為，楊全鳳，朱敏，呂德勝，任曉麗，趙紫印，李翔

（中國(guó)石油華北油田公司地球物理勘探研究院，河北 任丘062552）

0 引言

內(nèi)蒙古二連盆地已經(jīng)經(jīng)歷多年深入的油氣勘探［1-4］，巴音都蘭凹陷作為二連盆地大三角地區(qū)重要的富油凹陷，也是二連盆地最早發(fā)現(xiàn)油氣顯示的凹陷之一。巴音都蘭凹陷位于二連盆地馬尼特坳陷的東北部，北部和東部與巴音寶力格隆起相鄰，西部與阿拉坦合力凹陷接壤，南部與阿北、阿南凹陷毗鄰，面積約1 200 km2。該凹陷早期為一個(gè)統(tǒng)一匯水湖盆，騰二段時(shí)期，整個(gè)凹陷由于受到構(gòu)造反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的影響被分割成南、中、北3 個(gè)洼槽，各個(gè)洼槽具有東南斷、西北超的單斷箕狀特征［5-11］。其主要油氣儲(chǔ)層發(fā)育段為阿爾善組K1ba4，K1ba3段。

由于二連盆地整體是由若干個(gè)斷陷式小湖盆群構(gòu)成，巴音都蘭凹陷作為其中之一，近年來(lái)勘探方向由構(gòu)造油藏轉(zhuǎn)向了洼槽區(qū)巖性油藏。洼槽區(qū)受東南斷、西北超單斷箕狀結(jié)構(gòu)控制，發(fā)育一系列近物源陸相沉積體系，從而發(fā)育大量低孔、低滲性儲(chǔ)層，制約著油藏的進(jìn)一步有效勘探和開(kāi)發(fā)。如何在低孔、低滲背景下尋找儲(chǔ)層物性相對(duì)較好的高產(chǎn)區(qū)塊，已是擺在油田井位綜合研究人員面前的主要任務(wù)，為此，從已鉆井資料出發(fā)，重點(diǎn)對(duì)其相對(duì)有利儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素進(jìn)行了分析。

1 儲(chǔ)層特征分析

1.1 儲(chǔ)層物性特征

實(shí)鉆井的測(cè)井物性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明： 阿爾善組儲(chǔ)層的有效孔隙度為0.60%～22.60%，主要分布在4.94%～14.27%，其中3.00%～9.00%的樣品累積頻率約為50%，9.00%～15.00%的樣品累積頻率為50%；滲透率為0.01×10-3～50.34×10-3μm2，其中0～2.00×10-3μm2的樣品累積頻率為77.15%，2.00×10-3～8.00×10-3μm2的樣品累積頻率為22.85%，反映了儲(chǔ)層連通性較差的特點(diǎn)。儲(chǔ)層總體上屬于低孔、特低滲儲(chǔ)層，但其中也存在相對(duì)有利的低孔、低滲儲(chǔ)層，孔隙度為9.37%～11.55%，滲透率為6.14×10-3～6.27×10-3μm2，物性相對(duì)較好。

1.2 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

1.2.1 巖心觀察

通過(guò)觀察分析巴音都蘭凹陷阿爾善組碎屑巖巖心，認(rèn)為該區(qū)發(fā)育的儲(chǔ)層主要有成熟度相對(duì)較高的砂巖和砂礫巖，以及成熟度相對(duì)較低的砂巖和砂礫巖類（見(jiàn)圖1），成熟度的差異反映出儲(chǔ)層發(fā)育受控于不同沉積相帶。

圖1 巴音都蘭凹陷阿爾善組儲(chǔ)層巖心特征

1.2.2 薄片鑒定

在觀察分析鉆井巖心的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過(guò)大量偏光顯微薄片鏡下觀察分析認(rèn)為，儲(chǔ)層巖石類型主要以長(zhǎng)石砂巖和砂礫巖為主，巖屑砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖次之（見(jiàn)圖2）。其中，顆粒主要由2 部分組成：1）礦物碎屑成分，以石英、堿性長(zhǎng)石為主，含少量斜長(zhǎng)石；2）巖石碎屑成分，以凝灰?guī)r巖屑為主，噴出巖巖屑次之，花崗巖巖屑和少量變質(zhì)巖。填隙物則由黏土雜基、白云石、方解石膠結(jié)物組成。儲(chǔ)集空間類型有粒間孔、粒內(nèi)溶孔和粒間溶孔以及少量裂縫，孔縫率0～7%。整體表現(xiàn)為明顯的近物源特征，受物源區(qū)母巖類型的影響，呈現(xiàn)出儲(chǔ)層的結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度均較低的特點(diǎn)。

圖2 巴音都蘭凹陷阿爾善組砂巖三角形分類

2 有利儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素分析

2.1 沉積相

2.1.1 巖心相特征

綜合鉆井、錄井、測(cè)井資料，觀察分析不同成熟度巖心所處的沉積相類型（見(jiàn)圖1），并統(tǒng)計(jì)不同沉積微相（見(jiàn)表1），發(fā)現(xiàn)油氣富集程度對(duì)儲(chǔ)集相帶具有選擇性，有利儲(chǔ)集相類型是油氣富集的決定條件之一［12］。其中：扇三角洲前緣分流河道和席狀砂是主要有利相帶，利于形成規(guī)模儲(chǔ)量的巖性油藏；而扇三角洲平原分流河道、水下扇三角洲平原分流河道、水下重力流濁積扇，則往往是致密儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)（見(jiàn)表1），難以形成巖性油藏。

表1 巴音都蘭凹陷阿爾善組K1ba儲(chǔ)層儲(chǔ)集相類型統(tǒng)計(jì)

2.1.2 單井相特征

從鉆井、錄井、測(cè)井綜合資料入手，分析研究區(qū)阿爾善組主要的沉積相類型。如圖3所示，以b1x井為例展開(kāi)分析。

圖3 b1x井單井沉積相柱狀分布

阿爾善組主要發(fā)育扇三角洲沉積相，其中有利儲(chǔ)集相帶為扇三角洲前緣。主要包括：1）分流河道砂相，SP，R2.5m，AC，GR曲線呈現(xiàn)明顯箱形狀，GR值相對(duì)較低（泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)較低）；2） 扇三角洲前緣席狀砂，AC，R2.5m曲線呈現(xiàn)薄尖齒狀，GR值相對(duì)較低（泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)較低）。這2 種亞相砂體錄井均見(jiàn)到油氣顯示，是下步尋找的主要沉積相類型。然而，扇三角洲平原分流河道相，SP，R2.5m，AC，GR曲線雖呈現(xiàn)明顯箱狀，但GR值相對(duì)較高（泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)較高）；扇三角洲前緣分流河道間灣相，AC，R2.5m曲線呈現(xiàn)弱齒狀，GR值高（泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)較高）：兩者則均為不利儲(chǔ)集相帶（見(jiàn)圖3）。

2.1.3 地震相特征

從實(shí)鉆資料入手，對(duì)過(guò)井地震剖面分析發(fā)現(xiàn)，工區(qū)以扇三角洲沉積體系地震相為主，其次是湖泊相、水下扇三角洲及濁積扇沉積體系地震相。

扇三角洲沉積亞相扇三角洲平原地震相為邊界大斷層的根部，低頻，強(qiáng)振幅，內(nèi)部呈亞平行—雜亂—前積反射特征，靠近物源；扇三角洲前緣地震相為低頻，強(qiáng)振幅，內(nèi)部呈前積反射特征明顯；前扇三角洲地震相為低頻，中—弱振幅，內(nèi)部反射特征不明顯。

水下扇三角洲沉積體系地震相沿?cái)鄬酉陆当P(pán)直接進(jìn)入深水區(qū)，低頻，強(qiáng)振幅，內(nèi)部呈亞平行—雜亂—前積反射特征，外部呈現(xiàn)楔狀特征，為重力流沉積體系。而湖泊相地震相上為內(nèi)部平行反射特征，為穩(wěn)定水體環(huán)境。滑塌濁積扇系地震相，可發(fā)育在扇三角洲前緣地形陡變處，呈透鏡體狀，為重力流沉積體系。

綜合上述分析，編制了阿爾善組沉積相平面圖（見(jiàn)圖4），確定扇三角洲前緣分流河道和席狀砂微相為有利儲(chǔ)層分布相帶，是下步有利勘探區(qū)帶。

2.2 成巖作用

2.2.1 壓實(shí)作用

在有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)，一些剛性骨架碎屑、高成熟度礦物，如石英，抗壓實(shí)能力強(qiáng)［11］，與不穩(wěn)定的長(zhǎng)石等礦物，彼此之間存在著差異壓實(shí)作用力，形成的機(jī)械壓實(shí)作用相對(duì)薄弱區(qū)，可以保留沉積過(guò)程中發(fā)育的相對(duì)較多的原生殘余粒間孔隙，且被原油充填。而強(qiáng)烈壓實(shí)作用區(qū)，由于顆粒排列緊密，局部呈現(xiàn)的定向排列性，均使得儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間被占據(jù)，孔隙不發(fā)育，易于形成遮擋型致密儲(chǔ)層區(qū)。

此外，孔隙度與埋藏深度關(guān)系表明（見(jiàn)圖5），隨著埋深增加，壓實(shí)作用持續(xù)增強(qiáng)，使得砂礫巖儲(chǔ)層孔隙度整體隨之減小。

2.2.2 溶蝕作用薄片鑒定資料表明工區(qū)為近物源的特點(diǎn)，長(zhǎng)石顆粒發(fā)育程度較高，又是不穩(wěn)定礦物，極易與地下酸性流體發(fā)生化學(xué)溶蝕反應(yīng)。長(zhǎng)石可順著解理或者在其顆粒內(nèi)部發(fā)生溶蝕作用，使得儲(chǔ)層次生粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔發(fā)育［13］，可有效改善孔喉道間連通性，對(duì)有利儲(chǔ)層發(fā)育具有建設(shè)性作用。統(tǒng)計(jì)研究區(qū)不同層段儲(chǔ)層的孔隙度（見(jiàn)圖5），結(jié)果表明，阿四段砂礫巖儲(chǔ)層由于溶蝕作用使得次生孔隙帶發(fā)育（紅色橢圓框區(qū)域）［14-15］，孔隙度最大可達(dá)到23%。

圖4 巴音都蘭凹陷北洼槽阿爾善組沉積平面展布

圖5 砂礫巖儲(chǔ)層孔隙度與深度關(guān)系

在強(qiáng)溶蝕作用下形成的有利儲(chǔ)層中，實(shí)測(cè)巖心物性也較好。如：b4x井，巖心孔隙度為12.40%，滲透率為4.60×10-3μm2（見(jiàn)圖1a）；b92x井，巖心孔隙度為9.13%，滲透率為2.34×10-3μm2（見(jiàn)圖1b）；b19井，巖心孔隙度高達(dá)22.40%，滲透率達(dá)86.20×10-3μm2（見(jiàn)圖1c，1d）。而致密儲(chǔ)層巖心孔隙度一般小于5%，滲透率小于1×10-3μm2，常為干層。

2.2.3 膠結(jié)作用

巖心和薄片鑒定資料表明，研究區(qū)儲(chǔ)層填隙物主要有黏土雜基、石英的次生加大膠結(jié)物、白云石、方解石膠結(jié)物。

雜基支撐型儲(chǔ)層（b76井，1 293.8 m，灰色砂礫巖；b79井，1 502.5 m，雜色砂礫巖）主要是由雜基構(gòu)成基底式膠結(jié)，礫石多呈現(xiàn)直立狀、漂浮狀，大小混雜，分選性、 磨圓度差，孔隙被雜基黏土礦物充填，發(fā)育致密儲(chǔ)層。

顆粒支撐型儲(chǔ)層的硅質(zhì)膠結(jié)： 石英的次生加大現(xiàn)象［14］明顯，自生加大的石英顆粒與加大前的顆粒間具有明顯的鑲嵌式接觸關(guān)系，占據(jù)著孔隙位，破壞了儲(chǔ)層喉道間的各類連通性［11］，有效降低了儲(chǔ)層孔滲性質(zhì)。但是，石英自身作為具有穩(wěn)定性和剛性的礦物顆粒，對(duì)上覆載荷的抗壓實(shí)能力強(qiáng)，一定程度上對(duì)儲(chǔ)層物性起到改善性作用。

顆粒支撐型儲(chǔ)層的碳酸鹽礦物膠結(jié)： 包括泥晶白云石膠結(jié)物、泥晶方解石膠結(jié)物、經(jīng)重結(jié)晶作用形成的連晶狀白云石膠結(jié)物和連晶狀方解石膠結(jié)物，以及亮晶方解石膠結(jié)物，這些膠結(jié)物堵塞孔隙，破壞儲(chǔ)層，造成物性變差。但若后期儲(chǔ)層中發(fā)生酸性流體作用，可使碳酸鹽礦物產(chǎn)生一定的溶蝕，也能提高儲(chǔ)層物性級(jí)別，形成有利儲(chǔ)層。

3 結(jié)論

1）阿爾善組碎屑巖儲(chǔ)層巖石類型以長(zhǎng)石砂巖和砂礫巖為主，巖屑砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖次之，具有近物源特征。儲(chǔ)層總體上屬于低孔、特低滲性儲(chǔ)層，但也存在著相對(duì)有利的低孔、低滲儲(chǔ)層，物性相對(duì)較好，有利于形成含油氣層。

2）儲(chǔ)層的發(fā)育受控于沉積相帶，研究區(qū)阿爾善組主要發(fā)育了沖積扇和扇三角洲相，其中扇三角洲前緣分流河道和席狀砂微相為有利儲(chǔ)層分布相帶。

3）成巖作用對(duì)儲(chǔ)層的改造具有重要控制作用。其中：差異壓實(shí)作用使得儲(chǔ)層原生殘余粒間孔發(fā)育，溶蝕作用和壓溶作用使得儲(chǔ)層粒間溶孔、 粒內(nèi)溶孔及微裂縫發(fā)育，這些作用都對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間的發(fā)育具有建設(shè)性作用，利于形成含油氣儲(chǔ)層；而強(qiáng)烈的壓實(shí)作用和膠結(jié)作用對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間的發(fā)育具有破壞性作用，使得儲(chǔ)層物性整體變差。

［1］杜金虎，易士威，張以明，等.二連盆地隱蔽油藏勘探［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2003：1-148.

［2］焦貴浩，王同和，郭緒杰，等.二連裂谷構(gòu)造演化與油氣［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2003：1-184.

［3］李德生.中國(guó)含油氣盆地構(gòu)造學(xué)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2002：1-675.

［4］費(fèi)寶生，祝玉衡，鄒偉宏，等.二連裂谷盆地群油氣地質(zhì)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2001：1-326.

［5］李正文，殷宏平，常亮，等.二連盆地巴音都蘭凹陷隱蔽油藏勘探［J］.中國(guó)石油勘探，2002，7（2）：14-30.

［6］任戰(zhàn)利，馮建輝，劉池洋，等.巴音都蘭凹陷烴源巖有機(jī)地球化學(xué)特征［J］.西北大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，30（4）：328-331.

［7］任戰(zhàn)利，劉池洋，馮建輝，等.二連盆地巴音都蘭凹陷熱演化史研究［J］.石油學(xué)報(bào)，2000，21（4）：42-45.

［8］李啟波.二連盆地巴音都蘭凹陷油氣成藏條件研究［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2009，31（3）：51-56.

［9］崔周旗，吳健平，李莉，等.二連盆地巴音都蘭凹陷早白堊世構(gòu)造巖相帶特征及含油性［J］.古地理學(xué)報(bào)，2001，3（1）：25-34.

［10］田福清.二連盆地巴音都蘭凹陷烴源巖評(píng)價(jià)及油源研究［J］.天然氣地球科學(xué)，2008，19（4）：541-544.

［11］琚惠姣，孫衛(wèi)，楊希濮，等.鄂爾多斯盆地延安地區(qū)山2段儲(chǔ)層特征及其主控因素［J］.斷塊油氣田，2011，18（2）：142-145.

［12］易士威.斷陷盆地巖性地層油藏分布特征［J］.石油學(xué)報(bào)，2005，26（4）：38-41.

［13］劉忠群，胡楊.大牛地氣田山西組山1 段儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征［J］.斷塊油氣田，2008，15（5）：37-39.

［14］顏其彬，陳培元，楊輝廷，等.普光氣田須家河組綠泥石成因及其與儲(chǔ)層關(guān)系［J］.特種油氣藏，2014，21（2）：16-20.

［15］趙追，趙全民，孫沖，等.陸相斷陷湖盆的成巖圈閉：以泌陽(yáng)凹陷下第三系核桃園組三段為例［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2001，22（2）：154-157.