鐘 韜, 曹 冰, 劉金水, 高紅艷, 劉創(chuàng)新

(中海石油(中國(guó))有限公司上海分公司,上海 200335)

西湖凹陷花港組低孔低滲砂巖儲(chǔ)層中綠泥石環(huán)邊的成因及其意義

鐘 韜, 曹 冰, 劉金水, 高紅艷, 劉創(chuàng)新

(中海石油(中國(guó))有限公司上海分公司,上海 200335)

西湖凹陷中北部漸新統(tǒng)花港組深層砂巖儲(chǔ)層物性整體為低孔低滲，物性較好、測(cè)試產(chǎn)能高的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層以發(fā)育綠泥石環(huán)邊為特征。根據(jù)鑄體薄片、掃描電鏡、X射線衍射、能譜等分析綠泥石環(huán)邊成因及形成時(shí)間并探討其意義。結(jié)果表明：環(huán)邊里層是沉積時(shí)包裹碎屑顆粒的黏土微粒在成巖過(guò)程中鐵離子的影響下綠泥石化而成；外層是由于鐵離子的持續(xù)供給，圍繞里層環(huán)邊生長(zhǎng)而成。綠泥石環(huán)邊形成于溶蝕作用發(fā)生以前，并且早于石英加大邊形成，既能緩解壓實(shí)作用，又能抑制其他膠結(jié)物的形成，利于在深埋條件下保存原生孔隙；同時(shí)還能在保存原生孔隙的基礎(chǔ)上促進(jìn)后期溶蝕作用；另外，綠泥石環(huán)邊利于形成較好的孔喉結(jié)構(gòu)，并能提高成藏時(shí)油氣充注程度。綠泥石環(huán)邊是花港組深層形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的重要因素，對(duì)尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層和指導(dǎo)油氣勘探具有重要意義。

西湖凹陷；花港組；低孔低滲儲(chǔ)層；綠泥石環(huán)邊；優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層

圖1 西湖凹陷構(gòu)造區(qū)劃簡(jiǎn)圖Fig.1 Simplified map showing tectonic units of Xihu sag

西湖凹陷位于東海陸架盆地東部拗陷帶，東鄰釣魚島隆褶帶，西鄰海礁隆起和漁山東隆起，凹陷內(nèi)部總體呈“兩洼夾一隆”的構(gòu)造格局，且具有“東西分帶、南北分塊”的特征(圖1)。漸新統(tǒng)花港組是西湖凹陷油氣勘探的主要目的層段，與下伏始新統(tǒng)平湖組呈不整合接觸，是在始新世斷陷作用之后向拗陷轉(zhuǎn)變階段沉積充填的地層，為陸相淺水湖泊-三角洲沉積體系。始新世末期，由于太平洋板塊的俯沖，東海陸架盆地由強(qiáng)烈斷陷逐步向拗陷轉(zhuǎn)變，海水退去，陸架外緣隆起，進(jìn)入了典型的沿海陸相盆地沉積階段。東側(cè)早期形成的邊界斷裂依然在活動(dòng)，形成了比較陡峭的古地貌，盆地外緣大片隆起區(qū)為凹陷提供了充足的物源。西湖凹陷中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶東北部靠近東側(cè)陡坡帶，大量沉積物由隆起區(qū)直接進(jìn)入湖泊，形成了花港組巨厚的粗碎屑建造。西湖凹陷中北部花港組發(fā)現(xiàn)的氣田均分布在埋深gt;3.5 km的深層，儲(chǔ)層沉積微相為三角洲平原分流河道和三角洲前緣水下分流河道；儲(chǔ)層巖石類型主要為長(zhǎng)石巖屑質(zhì)石英砂巖，少量長(zhǎng)石質(zhì)石英砂巖和巖屑質(zhì)石英砂巖，碎屑的分選性為中等-較好，磨圓度以次棱-次圓狀為主。儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，物性總體為低孔低滲，孔隙度(q)為6%～18%，滲透率(K)為0.1×10-3～10×10-3μm2。

大量薄片及掃描電鏡分析發(fā)現(xiàn)，花港組低孔低滲儲(chǔ)層中物性較好、測(cè)試產(chǎn)能高的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層常以發(fā)育綠泥石環(huán)邊為特征，這使得研究綠泥石環(huán)邊的成因及其對(duì)儲(chǔ)層的影響很有意義。國(guó)內(nèi)外關(guān)于自生綠泥石對(duì)儲(chǔ)層的影響已有大量的研究，20 世紀(jì)60 年代就有學(xué)者關(guān)注綠泥石環(huán)邊對(duì)儲(chǔ)層的影響，E.D.Pittman[1]認(rèn)為等厚連續(xù)的綠泥石黏土包殼可以抑制碎屑石英的成核作用，從而抑制石英次生加大；S.N.Ehrenberg[2]將挪威陸棚砂巖深埋藏條件下異常高孔的保存機(jī)理歸因于包膜綠泥石；朱平等[3]研究了綠泥石在碎屑巖中的各種賦存狀態(tài)并探討了綠泥石在儲(chǔ)集巖孔隙保護(hù)和演化中所起的積極作用；黃思靜等[4]通過(guò)對(duì)中國(guó)三疊系陸相砂巖中綠泥石的形成機(jī)制及其與孔隙保存關(guān)系的研究，也充分肯定了綠泥石環(huán)邊對(duì)儲(chǔ)層孔隙的保護(hù)作用。前人尚無(wú)針對(duì)西湖凹陷花港組砂巖儲(chǔ)層中綠泥石環(huán)邊的研究，其成因及意義尚不明確，本文試圖論證花港組綠泥石環(huán)邊的成因及演化，并探討其對(duì)花港組低孔低滲儲(chǔ)層的意義，為尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層和油氣勘探提供依據(jù)。

1 綠泥石環(huán)邊的成因

1.1 沉積條件

國(guó)外研究認(rèn)為自生綠泥石多形成于海相砂巖中[2,4]，而黃思靜等[5]研究認(rèn)為中國(guó)中新生代湖泊可能不是真正的淡水湖泊，或多或少具有一定的鹽度，湖泊三角洲砂巖中的自生綠泥石與海相砂巖具有類似的成因，其大量存在指示陸相三角洲前緣的推進(jìn)。另外，公繁浩等[6]研究認(rèn)為中國(guó)內(nèi)陸湖盆陸相砂巖發(fā)育綠泥石膠結(jié)的時(shí)期均經(jīng)歷過(guò)不同程度的咸化，導(dǎo)致后期沉積物處于堿性的成巖環(huán)境，能為綠泥石膠結(jié)物的形成提供有利環(huán)境?；ǜ劢M沉積時(shí)期，西湖凹陷為陸相湖盆環(huán)境，發(fā)育綠泥石膠結(jié)說(shuō)明此階段西湖凹陷可能也經(jīng)歷過(guò)一定程度的咸化，導(dǎo)致砂巖埋藏后處于堿性成巖環(huán)境，為綠泥石環(huán)邊形成提供了條件。

花港組儲(chǔ)層中的綠泥石環(huán)邊都發(fā)育在三角洲前緣水下分流河道砂巖中。由于水下分流河道砂巖沉積時(shí)水動(dòng)力較強(qiáng)，沉積下來(lái)的砂巖粒度較粗，粒間原始孔隙發(fā)育，強(qiáng)水動(dòng)力攪動(dòng)下極細(xì)的黏土無(wú)法沉淀，在碎屑顆粒表面吸附，逐漸形成等厚環(huán)邊。如果水動(dòng)力較弱，黏土?xí)苯映恋碓诳紫吨行纬呻s基。另外，三角洲水下分流河道處于河水和湖水交匯處，兩種水介質(zhì)中的電解質(zhì)、膠體性質(zhì)的差異，容易使得陸源黏土以吸附方式附著于碎屑顆粒表面形成黏土膜[6]。因此，從沉積條件分析，三角洲前緣水下分流河道較強(qiáng)的水動(dòng)力條件和河湖過(guò)渡咸化環(huán)境是西湖凹陷花港組儲(chǔ)層形成綠泥石環(huán)邊的重要條件。

1.2 形成時(shí)間

掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，花港組綠泥石環(huán)邊垂直于顆粒表面生長(zhǎng)且近于等厚，并具有雙層結(jié)構(gòu)(圖2-A,B)，里層包裹碎屑顆粒的綠泥石自形程度低且致密，外層靠近孔隙的綠泥石自形程度高，呈針葉狀。里層綠泥石是在強(qiáng)水動(dòng)力環(huán)境下極細(xì)的黏土無(wú)法沉淀而吸附在顆粒表面，后期在富鐵離子流體作用下綠泥石化而成，因此是同沉積階段形成的黏土在埋藏后轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物。而外層綠泥石晶形好，呈針葉狀圍繞里層綠泥石向孔隙生長(zhǎng)，是埋藏成巖階段的產(chǎn)物。

被綠泥石環(huán)邊包裹的巖石顆粒接觸強(qiáng)度較低，多為點(diǎn)-線接觸，原生孔隙保存較好(圖2-B,C;圖3)，表明綠泥石環(huán)邊在成巖較早階段已經(jīng)形成；同時(shí)，掃描電鏡還可以觀察到綠泥石環(huán)邊包裹的顆粒溶蝕形成粒內(nèi)溶孔(圖2-D,E,F)，甚至顆粒溶蝕殆盡，只剩下綠泥石外殼，充分說(shuō)明綠泥石環(huán)邊形成時(shí)間早于溶蝕作用。另外，綠泥石環(huán)邊與巖石顆粒之間無(wú)其他先期膠結(jié)物(圖2-A,B,C)，而在相鄰不發(fā)育綠泥石環(huán)邊的儲(chǔ)層中，石英次生加大邊最早發(fā)育，綠泥石環(huán)邊形成時(shí)間早于石英次生加大邊。流體包裹體均一溫度測(cè)定結(jié)果表明，石英次生加大邊形成的溫度最早為110 ℃左右(表1)。綜合上述分析，綠泥石環(huán)邊在中成巖階段A期早期或之前的早成巖階段就已形成，這對(duì)于保存原生孔和促進(jìn)溶蝕作用至關(guān)重要。

表1 西湖凹陷花港組石英加大邊鹽水包裹體均一溫度Table 1 Homogeneous temperature of fluid inclusions in secondary concrescence of quartz edges, Huagang Formation, Xihu sag

1.3 鐵離子來(lái)源

自生綠泥石的形成需要富鐵環(huán)境[7-9]，從表2可以看出，花港組綠泥石環(huán)邊富鐵，F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w)多在10%以上。一般認(rèn)為鐵離子的來(lái)源可能有以下幾種[10-11]：①鄰層泥巖中的鐵離子隨壓實(shí)水灌入儲(chǔ)層；②河流中的溶解鐵；③黑云母水解產(chǎn)生的鐵離子；④同期沉積的富鐵沉積物，以火山碎屑或火山凝灰質(zhì)沉淀為主。

如果是鄰層泥巖中的含鐵物質(zhì)沉積后向儲(chǔ)層擠入，在隨后的成巖演化中形成綠泥石包裹砂巖顆粒，必然富集在儲(chǔ)層段上下靠近泥巖層段；而花港組儲(chǔ)層中的綠泥石并不遵循這一分布特征，故可排除這一可能?；ǜ劢M沉積時(shí)期西湖凹陷為陸相湖盆，三角洲進(jìn)入湖泊后水體鹽度改變不大，河流中的溶解鐵不可能產(chǎn)生大量絮凝沉淀，為形成綠泥石提供鐵離子，這一來(lái)源也不可能。巖礦分析結(jié)果顯示，花港組砂巖中基本不含黑云母礦物，也就不存在黑云母水解提供鐵離子。而花港組砂巖中含有大量火山巖碎屑，其在溶蝕過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量鐵離子；同時(shí)薄片觀察發(fā)現(xiàn)綠泥石發(fā)育的孔隙中可見(jiàn)殘余凝灰質(zhì)填隙物(圖3-C,D)，火山碎屑和火山凝灰質(zhì)物質(zhì)為綠泥石環(huán)邊的形成提供了豐富的鐵離子。由此推斷，西湖凹陷花港組綠泥石環(huán)邊鐵離子來(lái)源于沉積的火山巖屑和火山凝灰質(zhì)蝕變。

圖2 發(fā)育綠泥石環(huán)邊砂巖的掃描電鏡照片F(xiàn)ig.2 SEM images showing sandstones with chlorite rims(A)B-2井，深度3 742 m，綠泥石環(huán)邊分布在顆粒表面，近于等厚且具有雙層結(jié)構(gòu)，黃色箭頭所指為里層，自形程度低且較致密，紅色箭頭所指為外層，自形程度高，呈針葉狀，保存原生孔隙; (B)A-1井，深度3 464.3 m，綠泥石環(huán)邊分布在顆粒表面，近于等厚且具有雙層結(jié)構(gòu)，黃色箭頭所指為里層，紅色箭頭所指為外層，保存原生孔隙; (C)B-1井，深度3 755 m，綠泥石環(huán)邊發(fā)育，原生孔隙保存較好; (D)D-1井，深度4 324.8 m，被綠泥石環(huán)邊包裹的長(zhǎng)石顆粒被溶蝕，形成粒內(nèi)孔，上部見(jiàn)三角形原生孔; (E)B-1井，深度3 798 m，被綠泥石環(huán)邊包裹的長(zhǎng)石顆粒被溶蝕，形成粒內(nèi)孔; (F)B-2井，深度3 778 m， 被綠泥石環(huán)邊包裹的長(zhǎng)石顆粒被溶蝕，包裹長(zhǎng)石的綠泥石環(huán)邊仍保持其顆粒外形。Chl.自生綠泥石; Q.碎屑石英; F.碎屑長(zhǎng)石

井號(hào)樣品深度/mw/%MgOAl2O3SiO2K2OFe2O3A-13824.910.5613.2063.781.1411.31A-13825.319.2314.0254.000.0012.75B-23771.214.8216.0653.361.7913.97B-23775.212.4414.9150.491.3720.79D-14332.133.4717.2328.381.7019.22D-14338.46.588.5172.390.0012.51

2 綠泥石環(huán)邊形成模式

通過(guò)對(duì)綠泥石環(huán)邊的成因分析，提出了西湖凹陷花港組儲(chǔ)層綠泥石環(huán)邊的形成模式(圖4)，可劃分為4個(gè)階段。

階段Ⅰ為同沉積黏土微粒在顆粒表面吸附階段。在強(qiáng)水動(dòng)力條件下形成的水下分流河道砂巖中，極細(xì)的黏土由于無(wú)法沉淀而在碎屑顆粒表面吸附，逐漸形成等厚黏土環(huán)邊。

階段Ⅱ?yàn)轲ね镰h(huán)邊的綠泥石化階段。碎屑顆粒沉積埋藏之后，受壓實(shí)作用影響，顆粒之間相互以點(diǎn)接觸，在后期富鐵孔隙流體的作用下，顆粒表面的黏土環(huán)邊發(fā)生綠泥石化，形成里層的綠泥石環(huán)邊。

階段Ⅲ為外層綠泥石環(huán)邊生長(zhǎng)階段。成巖過(guò)程中鐵離子持續(xù)供給，后期形成的綠泥石會(huì)在里層環(huán)邊表面吸附，形成晶形較好的針葉狀晶體，也就是外層綠泥石環(huán)邊。由于外層綠泥石環(huán)邊占據(jù)的粒間孔隙有限，對(duì)孔隙破壞并不大；但由于隔斷了碎屑石英顆粒與孔隙流體的接觸，反而抑制了石英加大邊的形成。

階段Ⅳ為綠泥石環(huán)邊形成后改造階段。隨著成巖演化的深入，成巖環(huán)境變?yōu)槿鯄A性，鉀長(zhǎng)石也可以通過(guò)水-巖反應(yīng)溶蝕形成絨球狀綠泥石集合體和石英晶體充填在孔隙中，鉀長(zhǎng)石溶蝕后，常見(jiàn)包裹鉀長(zhǎng)石顆粒的綠泥石環(huán)邊依然被保留。

3 綠泥石環(huán)邊對(duì)儲(chǔ)層的意義

關(guān)于綠泥石環(huán)邊對(duì)儲(chǔ)層的影響一直以來(lái)爭(zhēng)議頗多，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為綠泥石環(huán)邊能夠有效保護(hù)砂巖孔隙[1-5]，也有部分學(xué)者認(rèn)為綠泥石環(huán)邊對(duì)砂巖孔隙的保護(hù)有限[12]。筆者選取只發(fā)育環(huán)邊狀綠泥石的X射線衍射分析樣品，分析綠泥石含量與鑄體薄片在顯微鏡下面孔率的關(guān)系，得出西湖凹陷花港組綠泥石含量與原生孔和次生孔含量均有明顯的正相關(guān)關(guān)系(圖5)，認(rèn)為綠泥石環(huán)邊不僅對(duì)西湖凹陷花港組儲(chǔ)層的儲(chǔ)集物性有積極的改善作用，而且對(duì)改善儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)和促進(jìn)油氣成藏也有重要貢獻(xiàn)。

3.1 綠泥石環(huán)邊能緩解壓實(shí)作用

發(fā)育綠泥石環(huán)邊的砂巖具有較低的顆粒接觸強(qiáng)度，多數(shù)為點(diǎn)-線接觸，而相近埋深下不發(fā)育綠泥石環(huán)邊的砂巖多為線-凹凸接觸，綠泥石環(huán)邊可以很好的緩解后期的壓實(shí)作用。砂巖能保持點(diǎn)-線接觸關(guān)系，說(shuō)明綠泥石環(huán)邊在成巖較早階段就能抑制壓實(shí)作用。原因在于綠泥石包裹固結(jié)在碎屑顆粒表面以后，阻礙了顆粒受壓實(shí)作用而發(fā)生位移和塑性變形，使得顆粒間的原生孔隙能夠得到有效的保存，再加上發(fā)育綠泥石環(huán)邊的砂巖形成時(shí)水動(dòng)力強(qiáng)，初始孔隙含量較高，因此，與不發(fā)育綠泥石環(huán)邊的砂巖相比具有更高的剩余原生孔隙度(表3)。

圖5 綠泥石環(huán)邊含量與孔隙的關(guān)系Fig.5 Relation between contents of chlorite rims and pores

3.2 綠泥石環(huán)邊能抑制膠結(jié)物充填孔隙

綠泥石環(huán)邊對(duì)膠結(jié)物的抑制，最主要體現(xiàn)在對(duì)石英次生加大的抑制，原理是其包裹碎屑石英顆粒，阻止了富含SiO2的孔隙流體在碎屑石英顆粒表面成核，進(jìn)而阻止形成次生加大邊[11]。同時(shí)綠泥石環(huán)邊極大地降低了石英顆粒間的接觸面積，能有效抑制壓溶作用的發(fā)生，壓溶的石英會(huì)以某種方式沉淀在孔隙中，綠泥石環(huán)邊因此減少了自生石英晶體沉淀的物質(zhì)供給，自生石英晶體僅在綠泥石環(huán)邊薄弱處少量發(fā)育(圖3-B)。在這種既抑制了石英次生加大邊又減少了自生石英充填的雙重保護(hù)下，使得孔隙得以保存。

表3 西湖凹陷花港組儲(chǔ)層鑄體薄片圖像分析面孔率Table 3 Area porosities obtained from microscopy image analysis of casting thin sections for Huagang Formation reservoir in Xihu sag

薄片及掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，早期綠泥石環(huán)邊包裹的孔隙中后期形成的其他膠結(jié)物含量也很少(圖2-A,B,C;圖3-A,B)，基本不發(fā)育碳酸鹽膠結(jié)物。從X射線衍射黏土礦物含量分析可以看出，綠泥石與伊利石含量呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖6)。自生伊利石的大量存在會(huì)嚴(yán)重降低儲(chǔ)層滲透性，綠泥石能有效地抑制自生伊利石在孔隙中的沉淀，這對(duì)改善儲(chǔ)層滲透性也有積極意義。

圖6 綠泥石含量與伊利石含量相關(guān)性Fig.6 Relation between chlorite and illite contents

3.3 綠泥石環(huán)邊能促進(jìn)后期溶蝕作用

酸性流體進(jìn)入儲(chǔ)層需要滲流通道，如果原生孔隙未受保存，儲(chǔ)層缺少滲流通道而難以被酸性流體溶蝕改造形成次生孔隙。但在原生孔發(fā)育的綠泥石環(huán)邊儲(chǔ)層中，酸性流體可以順利通過(guò)原生粒間孔及綠泥石晶間孔進(jìn)入儲(chǔ)層，對(duì)長(zhǎng)石等碎屑顆粒進(jìn)行溶蝕并形成次生孔隙。鑄體薄片顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，受綠泥石環(huán)邊保護(hù)的儲(chǔ)層，溶蝕強(qiáng)度大，次生孔隙發(fā)育，常見(jiàn)長(zhǎng)石被完全溶蝕只殘留綠泥石外殼的現(xiàn)象(圖2-D,E,F)。面孔率統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明不僅原生孔面孔率高，也具有較高的次生孔面孔率(表3)。圖5也充分說(shuō)明了綠泥石含量與次生溶孔發(fā)育的正相關(guān)關(guān)系。

3.4 綠泥石環(huán)邊能形成好的孔喉結(jié)構(gòu)

圖7 花港組儲(chǔ)層典型孔喉半徑分布及壓汞曲線特征對(duì)比Fig.7 Typical pore throat distribution and mercury injection curve of Huagang Formation紅色曲線為發(fā)育綠泥石環(huán)邊砂巖樣品,藍(lán)色曲線為不發(fā)育綠泥石環(huán)邊砂巖樣品

劉金庫(kù)等[13]通過(guò)對(duì)川中-川南過(guò)渡帶包界地區(qū)須家河組儲(chǔ)層的研究，認(rèn)為發(fā)育綠泥石環(huán)邊膠結(jié)物的砂巖儲(chǔ)層保存了大量的剩余粒間孔，喉道類型以縮頸型喉道為主，該孔喉組合可形成大孔粗喉型孔喉結(jié)構(gòu)。同樣，西湖凹陷花港組發(fā)育綠泥石環(huán)邊的砂巖，其孔喉結(jié)構(gòu)明顯好于不發(fā)育綠泥石環(huán)邊的砂巖。選取埋深相近的2種類型砂巖孔喉半徑分布曲線和壓汞曲線進(jìn)行對(duì)比(圖7)，可以看出發(fā)育綠泥石環(huán)邊的砂巖孔喉分選好，分布呈“單峰態(tài)”，歪度粗，孔喉連通性好，因此排驅(qū)壓力和中值壓力均低，壓汞曲線表現(xiàn)出具有明顯低緩的平臺(tái)；而不發(fā)育綠泥石環(huán)邊的砂巖孔喉分選差且細(xì)喉道多，排驅(qū)壓力和中值壓力均較高。綠泥石環(huán)邊對(duì)儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)的改善，原因在于其有效緩解了儲(chǔ)層在深埋藏條件下的壓實(shí)強(qiáng)度，巖石顆粒能保持點(diǎn)-線或者線接觸類型且后期不發(fā)育石英加大邊及伊利石等膠結(jié)物。雖然綠泥石本身作為膠結(jié)物會(huì)占據(jù)部分孔喉，但相對(duì)于相同埋深條件下壓實(shí)作用以及石英加大邊和伊利石對(duì)孔喉的破壞而言，綠泥石對(duì)孔喉的負(fù)面影響明顯較小，并且保存下來(lái)的原生孔隙大多形成縮頸型喉道，喉道寬度大且迂曲度低，有利于油氣滲流。而無(wú)綠泥石環(huán)邊的儲(chǔ)層，巖石顆粒多為凹凸接觸，同時(shí)存在石英加大邊及伊利石占據(jù)喉道，喉道類型多為彎片狀和管束狀，喉道寬度窄且迂曲度高，不利于油氣滲流。

3.5 綠泥石環(huán)邊能提高油氣充注程度

巖石骨架顆粒中石英、長(zhǎng)石都是親水礦物，在油氣充注的過(guò)程中會(huì)阻礙油氣進(jìn)入孔隙；而自生綠泥石具有相對(duì)高鐵低鎂的特點(diǎn)，有很強(qiáng)的表面能，是一種親油的黏土礦物，巖石顆粒表面被綠泥石包裹，砂巖由親水性變?yōu)橛H油性，這對(duì)油氣的充注過(guò)程起到積極作用[6,14]。油氣成藏分析表明，花港組儲(chǔ)層油氣主充注期發(fā)生在中成巖階段A期后期，充注時(shí)間晚于綠泥石環(huán)邊形成時(shí)間。綠泥石環(huán)邊對(duì)油氣充注起到雙重的積極作用，一方面，保存的原生孔隙為油氣進(jìn)入儲(chǔ)層提供滲流通道，另一方面，儲(chǔ)層變?yōu)橛H油性，降低油氣充注的阻力。因此，綠泥石環(huán)邊膠結(jié)是促進(jìn)花港組儲(chǔ)層油氣成藏的重要因素之一。

4 實(shí)例分析

西湖凹陷B氣田花港組主要含氣層段埋深gt;3.5 km，儲(chǔ)層沉積微相為水下分流河道，儲(chǔ)層總體低孔低滲，發(fā)育綠泥石環(huán)邊的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層段不僅物性和孔喉結(jié)構(gòu)好而且含氣飽和度高，測(cè)試產(chǎn)能高；而不發(fā)育綠泥石環(huán)邊的儲(chǔ)層，物性和孔喉結(jié)構(gòu)差且含氣飽和度較低，測(cè)試產(chǎn)能低(表4)。B-1井H3-1和H3-2測(cè)試層發(fā)育綠泥石環(huán)邊，平均孔隙度分別為11.8%和13.1%，平均滲透率分別為4.07×10-3μm2和8.16×10-3μm2，含氣飽和度均為gt;70%，測(cè)試日產(chǎn)天然氣39×104m3和54×104m3。B-3井H2-1測(cè)試層不發(fā)育綠泥石環(huán)邊，平均孔隙度為9.3%，滲透率為0.40×10-3μm2，含氣飽和度為48.4%，測(cè)試日產(chǎn)天然氣僅有0.65×104m3。B-2井H5-1測(cè)試層也不發(fā)育綠泥石環(huán)邊，平均孔隙度為7.3%，滲透率為0.25×10-3μm2，含氣飽和度為56.8%，測(cè)試日產(chǎn)天然氣也僅為5×104m3(表4、圖8)。

表4 西湖凹陷B氣田含氣飽和度與綠泥石發(fā)育的關(guān)系Table 4 Relation of gas saturation, tested productivities and chlorite rims, for gas field B in Xihu sag

圖8 西湖凹陷B氣田綠泥石環(huán)邊發(fā)育情況與測(cè)試產(chǎn)能的關(guān)系Fig.8 Relation between tested hydrocarbon productivities and chlorite rims for gas field B in Xihu sag

5 結(jié) 論

a.西湖凹陷花港組綠泥石環(huán)邊發(fā)育在代表高能環(huán)境的三角洲前緣水下分流河道，由同沉積的黏土包裹于碎屑顆粒表面，在后期富鐵流體的影響下綠泥石化而成。

b.綠泥石環(huán)邊形成于溶蝕作用和石英次生加大發(fā)生之前的成巖階段，維持了顆粒間的點(diǎn)-線接觸關(guān)系，緩解壓實(shí)作用對(duì)粒間原生孔隙的破壞，為后期酸性流體對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行溶蝕改造提供滲流通道，促進(jìn)次生孔隙的發(fā)育，也抑制了石英次生加大邊和自生伊利石等破壞性膠結(jié)物的形成，有效保護(hù)了原生孔和次生溶孔。

c.綠泥石環(huán)邊能使儲(chǔ)層形成較好的孔喉結(jié)構(gòu)，具有較低的排驅(qū)壓力和中值壓力，并能通過(guò)改變顆粒表面的潤(rùn)濕性使儲(chǔ)層變?yōu)橛H油，利于油氣成藏。

d.綠泥石環(huán)邊是西湖凹陷花港組深層形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的重要因素，對(duì)尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層和指導(dǎo)油氣勘探具有重要意義。

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GenesisofchloriterimsanditssignificancetolowporosityandlowpermeabilitysandstonereservoirofHuagangFormationinnorthcentralXihusag,EastSeaofChina

ZHONG Tao, CAO Bing, LIU Jinshui, GAO Hongyan, LIU Chuangxin

ShanghaiBranchofCNOOCCo.Ltd.,Shanghai200335,China

Sandstone reservoir of Oligocene Huagang Formation in north central Xihu sag is characterized by low porosity and low permeability with good physical property and its high-quality reservoir with high tested productivities attributes to the development of chlorite rims in the sandstones. Based on the study of casting thin sections, SEM, X-ray diffraction and quartz fluid inclusion, the genesis of chlorite rims is determined and its significance to the reservoir is discussed. It reveals that the innermost layer of chlorite rims is formed by clay particles unable to precipitate surrounding clastic grains, influenced by ferric ions in later digenesis，and the outer layer of the rims surrounded the inner layer and resulted from continuous supply of ferric ion from volcanic debris and volcanic tuff. Chlorite rims are formed before dissolution and quartz overgrowth, so the rims can not only relieve subsequent compaction and restrain cementation, but also protect primary pores and promote later dissolution. In addition, chlorite rims plays a role in the formation of favorable pore throat structure and in the improvement of oil and gas saturation. Therefore, the occurrence of chlorite rims is an important factor for the development of high quality reservoirs. The study of chlorite rims in sandstones can promote the exploration of oil and gas.

Xihu sag; Huagang Formation; low porosity and low permeability reservoir; chlorite rims; high-quality reservoir

TE122.24; P588.212.3

A

10.3969/j.issn.1671-9727.2017.06.08

1671-9727(2017)06-0708-09

2017-03-29。

“十三五”國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2016ZX05027-003)。

鐘韜(1983-)，男，碩士，工程師，從事石油天然氣地質(zhì)綜合研究, E-mail:zhongtao@cnooc.com.cn。