陳廣，劉遠汀，程博文

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沖積扇儲層中的礫緣縫——一種特殊儲集空間的類型

陳廣，劉遠汀，程博文

（長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，武漢 430100）

礫緣縫是一種脫水縮合的建設(shè)性成巖裂縫，絕大多數(shù)發(fā)育在礫巖中，其次是砂礫巖，多分布在沖積扇主河道、主槽和辮狀線等微相中。主河道礫緣縫發(fā)育的礫巖為泥質(zhì)膠結(jié)，巖性疏松，孔隙度大，滲透高，表現(xiàn)為SP值負偏、AC值較低、RT為塊狀高阻，具有良好的物性儲集特征，但易受壓實和膠結(jié)等非建設(shè)性成巖作用使物性變差。與其他裂縫相比，在溶蝕等建設(shè)性新成巖作用下，主河道內(nèi)礫緣縫發(fā)育的礫巖的物性變好現(xiàn)象更加明顯，巖石孔隙度峰值可達121.13。礫緣縫主要裂縫開度區(qū)間為0.05～2mm，是一種特殊的儲集空間類型。

礫緣縫；沖積扇；儲集空間；準噶爾西北緣

隨著行業(yè)的發(fā)展，石油勘探正在向復(fù)雜化發(fā)展，在此背景下裂縫性油氣藏的研究開發(fā)成為一種研究開發(fā)趨勢。近幾十年來，在沖積扇礫巖裂縫性儲層中找到的油氣儲量日益增加，但裂縫性儲層的孔隙度變化區(qū)間大，且規(guī)律性差、非均質(zhì)性強且裂縫分布復(fù)雜，使得沖積扇中裂縫性油氣藏的開發(fā)成為一個難題。上個世紀中期以來，隨著世界上裂縫性油氣藏的不斷發(fā)現(xiàn)，有關(guān)裂縫的研究內(nèi)容逐漸豐富起來。

位于準噶爾盆地上烏爾禾組的研究區(qū)內(nèi)發(fā)育沖積扇礫巖、砂礫巖，儲集孔隙包括剩余礫間孔、礫間溶孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔，還廣泛發(fā)育礫緣縫。優(yōu)勢儲層位于主河道、主槽或辮狀線等微相中。優(yōu)勢儲層區(qū)覆蓋在礫緣縫發(fā)育區(qū)域，可以認為礫緣縫在一定程度上對儲層有所貢獻，或者說，礫緣縫是一種優(yōu)質(zhì)儲層區(qū)的標志。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)準噶爾盆地五區(qū)二疊系上烏爾禾組，面積約126km2，為東南傾的單斜構(gòu)造，根據(jù)多種地震屬性進行的綜合研究，認為檢101斷裂是區(qū)內(nèi)主要斷裂，其兩側(cè)發(fā)育多條次級斷裂。檢101斷裂將研究區(qū)分為上下兩盤。下盤發(fā)育3個坡折帶。斷層、披折帶具有控砂、控油作用[1-4]。

觀察3口井巖芯，巖石類型共3類7種，包括：中礫巖、小礫巖、砂礫巖、砂質(zhì)礫巖、不等粒砂巖、泥質(zhì)砂巖、泥巖。顏色為灰色、褐灰色、淺灰色。其中扇根主河道微相主要發(fā)育淺灰色油斑砂礫巖、小礫巖。圖1為研究區(qū)內(nèi)的巖石照片，可以看出，主河道沉積物巖性疏松。發(fā)育沖刷構(gòu)造和洪積層理。而槽灘、辮流砂島泥質(zhì)含量比主槽辮流線要高，漫洪帶、漫流帶微相為含礫泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖互層，泥質(zhì)巖相對較發(fā)育。

圖1 研究區(qū)內(nèi)巖石照片

由于地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)認識不斷變化，經(jīng)歷了一個漫長的過程?？傮w來看，因豐度低、埋藏深、單井產(chǎn)量低，為難采儲量。但經(jīng)過40多年的連續(xù)勘探，獲取了大量地質(zhì)資料鉆井資料，油藏具有擴邊潛力，為本項目研究奠定良好基礎(chǔ)。

砂巖顆粒以次圓為主，成分雜，分選差，表明沉積物具有河流搬運的特點，推測沉積速率較快。最常見的沉積構(gòu)造是洪積層理、粒序?qū)永怼_刷面和斜層理，最常見的巖性多為礫巖、砂礫巖，雜基含量高，多發(fā)育次生孔隙。

2 儲集空間類型

儲集空間作為油氣富集場所及運移通道，是正確把握油氣富集規(guī)律和圈定有利油氣富集單元的關(guān)鍵。研究區(qū)儲集空間類型多樣，其較高的發(fā)育程度是形成優(yōu)質(zhì)儲層的基礎(chǔ)，不同的儲集空間，其形成的影響因素眾多，且不同的區(qū)域存在較大的差異[5]。

通過對巖心觀察，薄片鑒定和測井資料的分析發(fā)現(xiàn)研究區(qū)上烏爾禾組的儲集空間類型主要為原生孔隙、次生孔隙、裂縫。

2.1 原生孔隙

原生孔隙是下烏爾禾組主要的儲集空間類型之一，包括原生粒間孔和剩余粒間孔。原生粒間孔隙受巖性以及沉積環(huán)境等因素的影響難以保存；在上層覆蓋地層的壓實作用和交接作用的填充條件，孔隙直徑縮小，原生孔隙度降低，原生孔隙發(fā)展為剩余原生孔隙。

2.2 次生孔隙

碎屑顆粒、填隙物隨埋藏環(huán)境變化而被溶蝕、交代或原生孔隙被改后形成的孔隙。研究區(qū)上烏爾組儲層次生孔隙包括粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔等[10]。

1）次生孔隙：由于顆粒或填隙物中可溶組分在一定條件下發(fā)生選擇性的溶蝕而形成的一種孔隙類型，此類孔隙連通性較好，孔隙形狀不規(guī)則，常呈港灣狀、鋸齒狀。下烏爾禾組地層一般以小孔隙（0.04～015mm）為主，其次是中孔（0.15～0.25mm），局部有大孔（0.25～0.50mm）。

2）粒內(nèi)孔隙，碎屑顆粒內(nèi)部含有的可溶性礦物組分在一定條件下發(fā)生溶蝕形成的一類孔隙，常與粒間孔隙伴生，且互相連通，但分布很不均勻。下烏爾禾組粒內(nèi)溶孔主要以方解石和沸石粒內(nèi)溶孔為主，占孔隙總體積的比例較小，對儲層貢獻不大。

圖2 礫緣縫實例圖

2.3 裂縫

不同巖性及不同構(gòu)造部位的裂縫有較大差異，表示其發(fā)育受局部巖性和局部構(gòu)造作用影響十分明顯，在裂縫成因上，可分為構(gòu)造裂縫、原巖裂縫，和成巖裂縫，其中的礫緣縫為本研究區(qū)主要的儲集空間的類型。

1）構(gòu)造裂縫，同一類型構(gòu)造裂縫常成組出現(xiàn)，方向性較為明顯，產(chǎn)狀穩(wěn)定，分布規(guī)律，裂縫面平整光滑，裂縫面常具有擦痕和階步。

2）原巖裂縫，原巖裂縫是指母巖在下烏爾禾組礫巖沉積以前就已形成的裂縫。這種裂縫形成時期早于成巖裂縫和構(gòu)造裂縫，常被石英填充，發(fā)育較少。且由于被石英填充，對儲層空間貢獻較小，只有當后期填充物被溶蝕時才會有所貢獻。

3）成巖裂縫，成巖裂縫主要是指成巖過程中形成的礫內(nèi)擠壓破碎縫和礫緣縫。前者是成巖壓實過程中礫石之間相互擠壓破碎的結(jié)果，在本研究區(qū)中數(shù)量較少，研究價值不大。礫緣縫是一類次生孔隙，當?shù)[石和礫石顆粒間的填隙物為泥石流形成的泥質(zhì)成分時，沉積時泥質(zhì)含大量水，在成巖作用時期，粒間泥質(zhì)脫水收縮，礫石周緣形成“礫緣縫”。成巖作用后期，方解石膠結(jié)物常膠結(jié)充填于部分礫緣縫中，在一定條件下方解石溶解，形成溶孔，儲層物性提高。礫緣縫大量儲油，因此是研究區(qū)主要的儲集空間類型，也是沖積扇扇根亞相河道微相或主槽微相特有的孔隙類型[15]。

3 礫緣縫研究特征

3.1巖性特征

巖礦薄片統(tǒng)計結(jié)果表明，五區(qū)上烏爾禾組砂礫巖儲層的碎屑成分較為復(fù)雜，以砂質(zhì)成分為主的約占樣品總數(shù)的29%，以礫質(zhì)成分為主的約占71%。絕大多數(shù)發(fā)育在礫巖中，其次是砂礫巖，大多分布在沖積扇主河道、主槽和辮狀線等微相中。

礫緣縫（如圖2）位于沉積期的扇根主河道微相中的礫巖顆粒之間，磨圓度較好，礫石堅硬，扛壓實作用能力強，成巖收縮時表現(xiàn)為一種建設(shè)性的成巖作用。據(jù)樣品巖心觀察，在發(fā)育礫緣縫的巖心中共隨機統(tǒng)計570條礫緣縫，其中發(fā)育在中礫巖中的礫緣縫共計229條，發(fā)育在細礫巖中的礫緣縫共計341條，發(fā)育在細礫巖中的礫緣縫占總數(shù)的59.8%。細礫巖中發(fā)育的礫緣縫開度主要區(qū)間1~2mm，中礫巖中發(fā)育的礫緣縫開度區(qū)間主要為0.05~1mm。部分礫緣縫發(fā)育在被細小顆粒（泥）覆蓋填充的負韻律的的上層，該負韻律的上層主要為細礫或中礫巖，大部分發(fā)育在塊狀的礫巖中。

3.2 物性特征

物性特征十分重要，直接控制著儲集性能，物性特征受巖性特征影響顯著，不同粒度的砂礫巖對應(yīng)的孔隙度和滲透率不同，隨著粒徑的增大，孔隙度和滲透率總體呈變大的趨勢。具有礫緣縫發(fā)育的巖石的顆粒主要是礫巖、砂礫巖等大徑顆粒，孔隙度和滲透率整體較高。礫巖孔隙度為102.05，滲透率為23.15%，礫緣縫發(fā)育較多的區(qū)域的礫巖孔隙度峰值高達121.13，滲透率峰值為28.34%。砂礫巖次之，其孔隙度為80.56，滲透率均值為18.45%，由于砂礫巖發(fā)育的礫緣縫孔徑較小、數(shù)量較少，砂礫巖孔隙度和滲透率受巖性特征影響較小，其孔隙度峰值為92.43，滲透率峰值為21.35%。

1）電性特征，電性特征是巖性、物性和含油性的綜合反應(yīng)。儲集性能在電測曲線的反映上主要表現(xiàn)為聲波時差（AC）及自然電位（SP）的不同。在電性上物性較好的儲層表現(xiàn)為呈箱形或鐘形的自然伽馬（GR）低值；呈鐘狀的自然電位（SP）的負異常；低的聲波時差值(AC)等特征。位于主河道內(nèi)的礫緣縫表現(xiàn)為SP值負偏、AC值較低、RT為塊狀高阻，具有良好的物性儲集特征，開發(fā)潛力巨大[17]。

2）含油性，礫緣縫油氣顯示普遍較高，油跡、油斑和油侵等含油級別均有顯示。不同巖性對應(yīng)的油氣顯示有所不同，通常儲層的巖性越粗，物性越好，含油性級別隨之升高。而礫巖中泥質(zhì)含量低，物性好，對應(yīng)的巖性粒度粗，含油性好[16]。

4 結(jié)論

1）研究區(qū)沖積扇砂礫巖廣泛發(fā)育“礫緣縫”儲層，優(yōu)勢儲層位于主河道、主槽或辮狀線等微相中。

2）主河道內(nèi)的礫緣縫發(fā)育的礫巖為泥質(zhì)膠結(jié)，巖性疏松，孔隙度大，滲透高，表現(xiàn)為SP值負偏、AC值較低、RT為塊狀高阻，具有良好的物性儲集特征，為一類儲層。

3）通過對礫緣縫發(fā)育的礫巖和砂礫巖的四性研究，可知礫緣縫是一種優(yōu)質(zhì)儲層的標志。

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Grain Boundary Fracture in Alluvial Fan Reservoir——A Special Reservoir Space

CHEN Guang LIU Yuan-ting CHENG Bo-wen

(College of Earth Sciences, Yangtze University, Wuhan 430100)

Grain boundary fracture is a constructive diagenetic fracture developed mainly in conglomerate or glutenite. The grain boundary fracture-developed conglomerate is a good reservoir characterized by politic cement, loose, high porosity, good permeability with lower SP and AC values, and higher RT mass impedance. Thanks to constructive diagenesis such as dissolution, grain boundary fracture-developed conglomerate in main channel has better physical property with the largest porosity of 121.13. The grain boundary fracture is a special reservoir space.

grain boundary fracture; alluvial fan; reservoir space; northwest margin of Junggar

P618.63

A

1006-0995（2017）02-0179-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.02.001

2016-10-08

陳廣（1995-），男，湖南益陽人，本科在讀，研究方向：地質(zhì)學(xué)