李德華
(1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東東營(yíng) 257061;2.中油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院,遼寧盤錦 124010)
準(zhǔn)噶爾盆地西北緣是一個(gè)油氣資源極為豐富的復(fù)式油氣聚集區(qū)。隨著勘探理念的轉(zhuǎn)變,勘探目標(biāo)由中深層逐漸向中淺層轉(zhuǎn)移,油氣藏類型也由構(gòu)造油氣藏向構(gòu)造-巖性或巖性油氣藏轉(zhuǎn)變,勘探難度逐漸增大。一些學(xué)者對(duì)中淺層下侏羅統(tǒng)八道灣組沉積儲(chǔ)層特征進(jìn)行了研究,本文梳理了這些文獻(xiàn)資料,以便對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地西北緣中淺層儲(chǔ)層特征及油氣成藏有更清晰的認(rèn)識(shí)。
準(zhǔn)噶爾盆地為一大型的疊合盆地,平面上南寬北窄,是在準(zhǔn)噶爾地塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的晚石炭世-第四紀(jì)沉積盆地。前寒武紀(jì)結(jié)晶基底和海西期褶皺基底共同組成了盆地基底。盆地南緣山前坳陷隨著燕山-喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期急劇上升而不斷加深,沉積巖厚度最高達(dá)14 000m。盆地其他地區(qū)構(gòu)造縱向上具有明顯的分層特征,上侏羅統(tǒng)以上的中新生界沉積巖,構(gòu)成單斜構(gòu)造層,侏羅統(tǒng)一三疊系為一起伏不大的過渡性構(gòu)造層,二疊系及下伏過渡性基底組成壘塹式構(gòu)造層。盆地內(nèi)構(gòu)造性質(zhì)與分布受過渡性基底及大型構(gòu)造共同控制。
早二疊世末,盆地西北緣為近海湖泊環(huán)境,沉積了以暗色泥巖、白云質(zhì)泥巖及凝灰質(zhì)白云巖為主的巖性組合。該暗色巖石層段成為西北緣最主要的烴源巖。位于西北緣瑪湖凹陷,暗色泥巖的厚度500~600m。有機(jī)質(zhì)豐度高,有機(jī)碳豐度平均為1.3%,最高可達(dá)3.7%,氯仿瀝青“A”平均達(dá)0.15%,總烴含量為819×10-6,生烴潛量(S1+S2)為7.3mg/g,烴源巖指標(biāo)較好。有機(jī)質(zhì)類型以Ⅰ、Ⅱ1型為主。在瑪湖凹陷沉積中心的艾參1井一帶,風(fēng)城組Ro 值高達(dá)1.51%~1.86%,已進(jìn)入生成濕氣-干氣的高成熟階段。
西北緣下侏羅統(tǒng)八道灣組經(jīng)歷了2次大的湖侵、湖退作用,為河湖過渡環(huán)境的辮狀河三角洲沉積體系,主要發(fā)育一套以辮狀河、辮狀河三角洲及湖泊為主的沉積類型。如表1所示。
表1 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣八區(qū)八道灣組沉積類型
晚三疊世末期,湖平面大幅度下降,八道灣組進(jìn)入早期廣泛的沼澤沉積環(huán)境,隨著泥沙的帶入,沼澤逐漸消失,而河流作用加強(qiáng),地層逐漸由東向西超覆,主要發(fā)育辮狀河沉積;至八道灣組一段晚時(shí),湖平面開始迅速上升,發(fā)育了大片的淺湖及辮狀河三角洲沉積環(huán)境;之后,湖平面又迅速下降,導(dǎo)致淺湖沉積后退;八道灣組二三段再次發(fā)生湖侵作用,以大面積的淺湖沉積為特征;而八道灣組三段伴隨著湖平面的再次下降,河流作用逐漸減弱,泥質(zhì)沉積日漸增多,在八道灣組末期重新又形成了大片的沼澤沉積環(huán)境。
西北緣侏羅系儲(chǔ)層膠結(jié)物含量低、成分成熟度低、結(jié)構(gòu)成熟度高,普遍含有塑性巖屑。砂巖碎屑組分中石英含量平均30.5%。巖屑組成主要以火山巖屑(凝灰?guī)r巖屑)為主,其次為淺變質(zhì)巖巖屑(千枚巖和板巖)。砂巖中泥質(zhì)含量較低,1.0%左右,分選中等-好,反映結(jié)構(gòu)成熟度較高。自生膠結(jié)物主要為陸源泥雜基(一般3%~6%),其次為高嶺石和硅質(zhì),方解石含量較少。黏土礦物以高嶺石為主,主要充填于砂巖孔隙中,呈斑狀塊狀,其次為散亂不規(guī)則狀。
西北緣侏羅系儲(chǔ)層砂巖儲(chǔ)層的孔隙類型多樣,主要儲(chǔ)集空間類型為溶蝕孔隙、原生粒間孔隙和殘余粒間。原生孔隙損失的主要成巖作用類型為壓實(shí)作用和膠結(jié)作用,中、粗砂巖雜基含量極低,原生孔隙性較好,易發(fā)生早期膠結(jié)作用和后期的溶蝕作用。巖石中的易溶顆粒在溶蝕作用下形成次生孔隙,大幅提高儲(chǔ)集性能。粒間泥質(zhì)雜基和灰泥含量高的粉、細(xì)砂巖和泥巖,不利于原生孔隙的形成。原生孔隙較低,不利于后期的溶蝕,因此次生孔隙不發(fā)育,儲(chǔ)集性較差。統(tǒng)計(jì)資料表明,細(xì)粒儲(chǔ)層有效孔隙度比粗粒儲(chǔ)層低22%~47%。
因此,西北緣下侏羅統(tǒng)儲(chǔ)層孔隙損失的主要因素是成巖壓實(shí)作用,壓實(shí)減孔量基本上大于15%,其次為膠結(jié)作用,膠結(jié)減孔量小于10%。從深度上看,2 500m 左右以深壓實(shí)減少趨勢(shì)明顯減緩。不同巖性的減孔量具有較大的差異,相同埋深條件下非煤系儲(chǔ)層的壓實(shí)減孔量低于煤系,表明非煤系儲(chǔ)層具有更好的抗壓實(shí)性能。
準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系儲(chǔ)層屬于剩余原生粒間孔隙型儲(chǔ)層,原生粒間孔保存程度主要取決于成巖壓實(shí)作用。位于相同深度的儲(chǔ)層,粒徑、塑性巖屑含量和是否屬煤系是影響成巖壓實(shí)減孔量的關(guān)鍵因素。相對(duì)于泥質(zhì)含量較高的細(xì)粒儲(chǔ)層,粗粒級(jí)儲(chǔ)層更加優(yōu)質(zhì)或相對(duì)優(yōu)質(zhì)。在限定粒徑和是否屬煤系的條件下,孔隙度與深度呈良好的線性關(guān)系。
在明確儲(chǔ)層性質(zhì)控制因素的基礎(chǔ)上,利用已建立的分地區(qū)、分層位和分巖性(粒徑)的孔-滲關(guān)系曲線,根據(jù)研究區(qū)不同滲透率下限值(≤1.0×10-3μm2,≤5.0×10-3μm2,≤10× 10-3μm2),確定出對(duì)應(yīng)的孔隙度下限,再根據(jù)已建立儲(chǔ)層的成因模式獲得各孔隙度下限的深度值。預(yù)測(cè)結(jié)果表明,對(duì)于滲透率下限值為5.0×10-3μm2的中-粗砂巖深度是:J1b 一般小于3 000~3 200m(平面上變化不大),在得出不同滲透率下限值對(duì)應(yīng)的最大埋深基礎(chǔ)上,進(jìn)一步評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)不同性質(zhì)儲(chǔ)層的平面分布,為勘探區(qū)選擇和評(píng)價(jià)提供更充分的依據(jù)。
1)除盆地南緣山前坳陷外,盆地其他地區(qū)構(gòu)造縱向上具有明顯的分層特征。盆地內(nèi)構(gòu)造性質(zhì)與分布受過渡性基底及大型構(gòu)造共同控制。
2)早二疊世晚期風(fēng)城組為碳酸鹽巖-暗色泥巖沉積組合,是西北緣最主要的烴源巖。暗色泥巖厚度較大,可達(dá)500~600m,有機(jī)質(zhì)豐度高,類型以Ⅰ、Ⅱ1型為主,風(fēng)城組Ro 值高達(dá)1.51%~1.86%,已進(jìn)入生成濕氣-干氣的高成熟階段。
3)下侏羅統(tǒng)八道灣組經(jīng)歷了2次大的湖侵、湖退作用,為河湖過渡環(huán)境的辮狀河三角洲沉積體系,主要發(fā)育一套以辮狀河、辮狀河三角洲及湖泊為主的沉積類型。
4)西北緣下侏羅統(tǒng)儲(chǔ)層孔隙損失的主要因素是成巖壓實(shí)作用,壓實(shí)減孔量基本上大于15%。相同埋深條件下非煤系儲(chǔ)層的壓實(shí)減孔量低于煤系。
5)將儲(chǔ)層分為三類,在得出不同滲透率下限值對(duì)應(yīng)的最大埋深基礎(chǔ)上,可以進(jìn)一步評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)不同性質(zhì)儲(chǔ)層的平面分布。