高夢天，陸永潮，杜學(xué)斌，馬義權(quán)，張靖宇，，鄧 空，

(1.中海石油(中國)有限公司 海南分公司，?？?570312； 2.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 構(gòu)造與油氣資源教育部重點實驗室，武漢 430074； 3.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 海洋學(xué)院，武漢 430074； 4.成都理工大學(xué) 沉積地質(zhì)研究院，成都 610059)

東海盆地西湖凹陷漸新統(tǒng)花港組發(fā)育大量河道砂體儲層，迄今探明儲量近1×1012m3油當(dāng)量，具有良好的油氣勘探開發(fā)前景。但是，花港組主要發(fā)育低孔滲特征的致密砂巖儲層，且非均質(zhì)性較強(qiáng)[1]，前人已經(jīng)對該儲層發(fā)育機(jī)制展開過大量研究[2-5]，總結(jié)認(rèn)為這種致密砂巖儲層主要受強(qiáng)壓實壓溶和膠結(jié)作用影響，造成儲層孔隙結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞，從而限制了該地區(qū)的油氣采收率。如何有效結(jié)合宏觀與微觀地質(zhì)要素展開綜合分析、進(jìn)而建立產(chǎn)能與儲層的關(guān)系、尋找油氣高產(chǎn)帶分布區(qū)顯得至關(guān)重要。

致密砂巖儲層分級評價是一個由宏觀到微觀、由定性到定量的過程。近年來已經(jīng)有大量專家與學(xué)者對不同地區(qū)的致密砂巖儲層展開過研究，并在優(yōu)質(zhì)儲層分類評價及預(yù)測等方面取得了一定的成果。目前已受到廣泛認(rèn)可的儲層分級評價方法可總結(jié)為4類：(1)將油氣產(chǎn)能與儲層物性參數(shù)統(tǒng)計相結(jié)合進(jìn)行分級評價[6-7]；(2)利用壓汞法測定的孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)與聚類分析相結(jié)合進(jìn)行分級評價[8-11]；(3)依據(jù)不同級別孔隙的相對含量進(jìn)行分級評價[8-9]；(4)通過研究粒間孔對儲層滲透率的貢獻(xiàn)量進(jìn)行分類評價[14]。但是，上述方法均是針對儲層的微觀特性展開研究，卻忽視了構(gòu)造、沉積等宏觀地質(zhì)因素對儲層質(zhì)量的控制，存在很大的局限性。

本文基于測井、物性測試等資料，在西湖凹陷西次凹NB-1構(gòu)造花港組上段H3砂組構(gòu)造和沉積微相等宏觀因素的基礎(chǔ)上，對沉積和物性特征進(jìn)行定性分析與定量刻畫，厘清了構(gòu)造因素、微相類型、砂巖厚度和孔滲條件與含氣飽和度的關(guān)系，提出了一套受產(chǎn)能約束的四因子儲層精細(xì)分級評價方法，并對“甜點”儲層分布進(jìn)行了預(yù)測。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

西湖凹陷位于東海陸架盆地東部坳陷帶[15]，是一個在被動大陸邊緣發(fā)育的新生代弧后含油氣盆地[16-20]，其南、北分別與釣北凹陷和福江凹陷相接，西鄰虎皮礁隆起、海礁隆起和漁山東低隆起，東以釣魚島褶皺帶為界[21-25](圖1a)。

1.1 構(gòu)造發(fā)育情況

西湖凹陷構(gòu)造格局總體為“兩凹夾一隆”，并呈現(xiàn)“東西分帶，南北分塊”的構(gòu)造特征[26-27]，自西向東分為五個二級構(gòu)造單元：西部斜坡帶、西次凹、中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶、東次凹和東部斷階帶[28-31]。

研究區(qū)NB-1構(gòu)造位于西次凹，斷裂走向整體呈NE向，受后期斷裂作用加劇影響，發(fā)育大量NEE向次級斷裂。目的層花港組上段H3砂組沉積主要受NE向東部邊界斷層和中部斷裂帶兩條主斷層控制，向西斷層整體不發(fā)育，僅在局部發(fā)育有少量次級斷層(圖1b)。

1.2 沉積地層概況

西湖凹陷花港組為辮狀河—三角洲—淺水湖泊體系沉積，存在3個主物源區(qū)(圖1a)：(1)北部虎皮礁隆起，為主物源，以長距離搬運河道砂體為主，輸砂量巨大且砂體寬而厚，單砂體最厚可超過100 m；(2)西部海礁隆起，為點物源，砂體以近源河道和三角洲的形式聚集；(3)東部釣魚島褶皺帶，為點物源，砂體在4個斷層轉(zhuǎn)換帶中輸入，對軸向物源砂體數(shù)量起到強(qiáng)化作用[32-33]。

根據(jù)鉆井資料，花港組共被劃分為12個砂組(圖1c)，目的層H3砂組砂體厚度較大，是花港組優(yōu)質(zhì)儲集單元和重點研究層段。H3砂組自下向上由5個單砂層組成，其中H3-1小層巖性為灰色、灰白色含礫粗砂巖、細(xì)砂巖和深灰色、灰黑色泥質(zhì)粉砂巖，砂體累厚約7～34 m；H3-2小層巖性由灰色、灰白色含礫中砂巖、含礫細(xì)砂巖，深灰色、灰黑色粉砂巖和灰黑色泥巖組成，砂體累厚約5～35 m；H3-3小層巖性主要為深灰色粉砂巖和灰黑色泥巖，砂體累厚約12～30 m；H3-4小層巖性包括深灰色和灰黑色粉砂巖，砂體累厚約32～45 m；H3-5小層巖性為灰色、深灰色和灰黑色粉砂巖，砂體累厚約13～37 m。

2 沉積特征

西湖凹陷西次凹NB-1構(gòu)造花港組上段H3砂組主要發(fā)育于虎皮礁隆起軸向主物源與東部釣魚島褶皺帶點物源交會處的辮狀河道(圖1a，b)。巖心和測井曲線響應(yīng)特征分析表明，花港組上段H3砂組的沉積相類型包括辮狀河相和湖泊相，辮狀河相主要發(fā)育辮狀河道亞相，湖泊相主要發(fā)育濱淺湖亞相。其中，辮狀河道亞相包含河道滯留沉積微相、心灘微相和湖泛改造的心灘微相，濱淺湖相包含濱淺湖砂質(zhì)灘壩微相和濱淺湖泥微相(圖2)。

2.1 河道滯留沉積微相

河道滯留沉積微相由灰色、灰白色中—厚層狀砂礫巖、含礫粗砂巖組成，可見大量滯留礫石呈定向排列(圖2a)，磨圓一般，分選較差，礫徑介于0.5～1 cm之間，發(fā)育沖刷充填構(gòu)造(圖2b)，GR曲線測井響應(yīng)為中幅齒化漏斗形+箱形。

圖1 東海盆地西湖凹陷花港組構(gòu)造區(qū)劃(a)、古地理圖(a，b)與地層柱狀圖(c)[32]

2.2 心灘微相

心灘微相由灰色、灰白色中—厚層狀中砂巖、細(xì)砂巖和灰黑色中—薄層狀細(xì)砂巖組成，發(fā)育平行層理(圖2c)、低角度交錯層理(圖2c)和板狀交錯層理(圖2d)，GR曲線測井響應(yīng)為低幅齒化箱形+鐘形。

2.3 湖泛改造的心灘微相

湖泛改造的心灘微相由灰色、灰黑色中—厚層狀細(xì)砂巖、薄層狀粉砂巖組成，可見大量泥質(zhì)紋層，發(fā)育波紋交錯層理(圖2e)和平行層理(圖2f)，GR曲線測井響應(yīng)為鐘形+漏斗形，該微相與一般的辮狀河道心灘砂體相比連續(xù)性較強(qiáng)。

2.4 濱淺湖砂質(zhì)灘壩微相

濱淺湖砂質(zhì)灘壩由淺灰色、灰色薄層狀細(xì)砂巖、粉砂巖組成，發(fā)育波紋層理(圖2g)和平行層理，可見大量植物碎屑(圖2h)，GR曲線測井響應(yīng)為指形。

2.5 濱淺湖泥微相

濱淺湖泥微相由灰黑色、黑色薄層狀泥巖組成，泥巖層發(fā)育水平層理(圖2i)，可見大量植物碎屑(圖2j)，局部可見黃鐵礦，GR曲線測井響應(yīng)為高幅齒形。

圖2 東海盆地西湖凹陷西次凹NB-1構(gòu)造花港組上段H3砂組典型沉積特征

3 儲層物性特征

通過5口鉆井的16個樣品物性測試分析發(fā)現(xiàn)(圖3a)，西湖凹陷西次凹NB-1構(gòu)造花港組上段H3砂組儲層孔隙度范圍在5.80%～9.05%，平均值為7.28%；滲透率范圍在(0.125～3.72)×10-3μm2，平均值為1.02×10-3μm2。該儲層為低孔—低滲透儲層，且孔滲呈正相關(guān)關(guān)系。

花港組上段H3砂組不同沉積微相儲層的物性特征存在差異(圖3b)。河道滯留沉積微相和心灘微相儲層物性較好。其中，河道滯留沉積微相儲層的孔隙度為7.06%～9.05%，平均為7.59%；滲透率為(0.29～3.72)×10-3μm2，平均為1.66×10-3μm2。心灘微相儲層的孔隙度為7.21%～8.24%，平均為7.52%；滲透率為(0.6～2.32 )×10-3μm2，平均為1.07×10-3μm2。因此，河道滯留沉積微相、心灘微相儲層為低孔低滲儲層。

湖泛改造的心灘微相和濱淺湖砂質(zhì)灘壩微相的儲層物性相對較差。其中，湖泛改造的心灘微相儲層的孔隙度為5.97%～8.52%，平均為7.08%；滲透率為(0.16～0.91)×10-3μm2，平均為0.53×10-3μm2。濱淺湖砂質(zhì)灘壩微相儲層的孔隙度為5.8%～7.3%，平均為6.52%；滲透率為(0.125～0.66)×10-3μm2，平均為0.127×10-3μm2。所以，湖泛改造的心灘微相和濱淺湖砂質(zhì)灘壩微相儲層為低孔特低滲儲層。

圖3 東海盆地西湖凹陷NB-1構(gòu)造花港組上段H3砂組儲層物性特征

4 儲層精細(xì)分級評價參數(shù)

“甜點”儲層的分布受多重參數(shù)共同制約。根據(jù)測井及物性測試資料，結(jié)合研究區(qū)構(gòu)造、沉積微相發(fā)育特征，對西湖凹陷NB-1構(gòu)造花港組上段H3砂組的構(gòu)造展布、沉積微相、砂體厚度、孔滲特征與含氣飽和度的相關(guān)性分別展開分析，以此來確定NB-1構(gòu)造花港組上段H3砂組受產(chǎn)能約束的儲層分級評價的參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)。

儲層精細(xì)分級評價主要參考的指標(biāo)因子包括構(gòu)造特征、沉積微相、砂體厚度與孔滲條件4個影響因素，其中構(gòu)造特征和沉積微相屬于宏觀因素，砂體厚度和孔滲條件為微觀因素。在含氣飽和度的約束下確定各參數(shù)邊界，為建立研究區(qū)儲層分級評價標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。

4.1 構(gòu)造特征

構(gòu)造特征是儲層分級中最為基礎(chǔ)的宏觀參數(shù)，其對儲層的影響主要表現(xiàn)為構(gòu)造裂縫對儲層的改造作用。通過斷層發(fā)育情況與產(chǎn)能關(guān)系的連井對比(圖4)可知，靠近邊界斷層下降盤處于構(gòu)造高部位，斷層和構(gòu)造隆升引起的張性微裂縫為油氣充注提供了重要的運移通道。A區(qū)位于東部邊界斷層與中部斷裂帶之間，也是研究區(qū)構(gòu)造的高部位，構(gòu)造裂縫發(fā)育，區(qū)內(nèi)NB-A、NB-B和NB-C井均為高產(chǎn)井。B區(qū)局部發(fā)育次級斷層，區(qū)內(nèi)構(gòu)造裂縫欠發(fā)育，NB-D井產(chǎn)能較低，以水層或干層為主。C區(qū)位于構(gòu)造低部位，構(gòu)造解釋表明區(qū)內(nèi)幾乎無斷層發(fā)育，NB-E井測井解釋全部為干層?？傮w上，A區(qū)儲層優(yōu)于B區(qū)，C區(qū)最差。

4.2 沉積微相

沉積微相類型是勘探評價中儲層分級的重要宏觀指示參數(shù)，制約了砂體發(fā)育的規(guī)模和物性，決定了儲層的孔滲條件，具有可預(yù)測性。圖3a顯示，河道滯留沉積與心灘微相的孔滲性最好，孔隙度介于7.06%～9.05%之間，滲透率均值大于1×10-3μm2，屬于低孔低滲儲層；湖泛改造的心灘微相孔滲性次之，濱淺湖砂質(zhì)灘壩微相最差，為低孔特低滲儲層。沉積微相展布特征與產(chǎn)能關(guān)系連井對比分析(圖5)表明，從主河道部位向濱淺湖油氣產(chǎn)能逐漸降低。其中，河道滯留沉積微相與心灘微相為最優(yōu)沉積相帶，地層主要充注油氣和水，是高產(chǎn)井主要分布的相帶，NB-B井和NB-A井分布于該相帶，具有最高的含氣飽和度，介于46%～68%之間。湖泛改造的心灘微相以水層和干層為主，含氣飽和度次之，NB-B井位于該沉積相帶，含氣飽和度較低，主要為48%。濱淺湖砂質(zhì)灘壩微相含氣飽和度最低，主要為干層。綜上所述，河道滯留沉積微相和心灘微相儲層優(yōu)于湖泛改造的心灘微相，濱淺湖砂質(zhì)灘壩微相儲層較差。

圖4 東海盆地西湖凹陷NB-1構(gòu)造花港組上段H3砂組斷層發(fā)育情況與產(chǎn)能關(guān)系連井對比

圖5 東海盆地西湖凹陷NB-1構(gòu)造花港組上段H3砂組沉積微相展布特征與產(chǎn)能關(guān)系連井對比

4.3 砂體厚度

砂巖厚度是儲層分級的又一重要因子，與沉積微相之間具有一定的關(guān)系(圖6)。通過定量統(tǒng)計西湖凹陷花港組上段H3砂組單井砂巖厚度，發(fā)現(xiàn)心灘與河道滯留沉積微相的累計厚度介于15～20 m之間，單層厚度一般大于2 m；濱淺湖砂質(zhì)灘壩微相砂巖累計厚度小于15 m，單層厚度小于1 m；湖泛改造的心灘微相砂巖累計厚度可達(dá)28 m，但單層厚度介于1～2m。因此，厚度與沉積相的關(guān)系既要考慮砂巖累計厚度，更要考慮單層厚度。從單層砂巖厚度及累計砂巖厚度與油氣充注度的關(guān)系來看，砂巖單層厚度大于2 m，累計厚度范圍在15～20 m，含少量泥巖夾層(洪泛層)，含氣飽和度最高，范圍在54%～68%。砂巖單層厚度小于1 m，累計厚度小于15 m，含大量泥巖夾層(洪泛層)，幾乎無油氣充注。砂巖累計厚度雖然可達(dá)28 m，但單層厚度小于2 m，且含大量泥巖夾層(洪泛層)，含氣飽和度范圍在46%～48%。上述結(jié)果表明，砂巖單層厚度對含氣飽和度影響最大，同時砂巖累計厚度也會對含氣飽和度產(chǎn)生較大影響，且泥巖夾層的含量尤為重要，所以儲層分級過程中應(yīng)綜合考慮到砂巖累計厚度、單層厚度及泥巖夾層的作用。

圖6 東海盆地西湖凹陷NB-1構(gòu)造花港組上段H3砂組砂體厚度與油氣產(chǎn)能關(guān)系

4.4 孔滲條件

孔滲條件是控制儲層分級的定量指標(biāo)，受沉積微相影響較大，在開發(fā)產(chǎn)能預(yù)測中是制約產(chǎn)能的主要因素。通過對H3砂組的平均孔隙度、滲透率與含氣飽和度綜合分析發(fā)現(xiàn)，平均孔隙度和平均滲透率與含氣飽和度均呈正相關(guān)，即孔隙度、滲透率越大，對應(yīng)的含氣飽和度越高。根據(jù)儲層物性特征可把研究層段分為3類：低孔低滲型、低孔特低滲型和非儲層(表1)。物性的差異導(dǎo)致含氣飽和度存在較大不同，低孔低滲型儲層孔隙度范圍在6.5%～12%，滲透率范圍在(1～10)×10-3μm2，油氣充注度最高，介于46%～68%。低孔特低滲型儲層孔隙度范圍在6.5%～12%，滲透率為范圍在(0.5～1)×10-3μm2，油氣充注度為48%。物性低于以上兩類的儲層為非儲層[34]，油氣難以充注。

5 儲層精細(xì)分級評價方法

本文的儲層精細(xì)分級評價在開發(fā)產(chǎn)能預(yù)測上綜合考慮了構(gòu)造特征、沉積微相類型、砂體厚度及孔滲條件4個方面的因子參數(shù)，并以各參數(shù)與含氣飽和度關(guān)系為基礎(chǔ)，對井網(wǎng)較為密集的西次凹NB-1構(gòu)造建立了受產(chǎn)能約束的四因子儲層分級評價標(biāo)準(zhǔn)，把儲層分為3個級別：Ⅰ級、Ⅱ級和Ⅲ級(表2)。其中，孔滲條件對產(chǎn)能影響最大，在分級評價中作為最重要的參數(shù)，其次是砂體厚度，沉積微相與構(gòu)造特征所占權(quán)重相對較低，四因子參考權(quán)重比例約為5∶3∶1∶1。Ⅰ級儲層為“甜點”儲層，以該類儲層為目標(biāo)編制了H3砂組5個單砂層的“甜點”儲層預(yù)測平面圖(圖7)。

Ⅰ級儲層是研究區(qū)的“甜點”儲層，構(gòu)造位置處于A區(qū)，沉積微相為河道滯留沉積和心灘，砂體累計厚度為15～20 m，單層砂體厚度大于2 m，含少量泥質(zhì)夾層，整體為低孔低滲儲層，孔隙度范圍在6.5%～12%，滲透率范圍在(1～10)×10-3μm2，油氣充注度較高，以油氣層和水層為主，是研究區(qū)的優(yōu)質(zhì)儲層。

Ⅱ級儲層屬于中等儲層，構(gòu)造上位于B區(qū)，主要發(fā)育湖泛改造的心灘微相，砂體累計厚度大于20 m，單層砂體厚度大于1 m，具多個泥巖夾層(洪泛層)，為低孔特低滲儲層，孔隙度范圍在5.5%～13%，滲透率范圍在(0.5～1)×10-3μm2，油氣充注低于A區(qū)。

Ⅲ級儲層為無效儲層，處于C區(qū)，主要為濱淺湖砂質(zhì)灘壩沉積，砂層累計厚度小于15 m，單層砂體厚度小于1 m，夾大量泥巖層(洪泛層)，孔滲性均較差，無油氣充注，以干層為主。

西湖凹陷西次凹NB-1構(gòu)造花港組H3砂組“甜點”儲層分布如圖7所示。H3-1小層“甜點”儲層主要沿東部邊界斷層整體呈南北向帶狀展布，向北可延伸至北部隆起剝蝕區(qū)，南抵研究區(qū)邊界，西至NB-A井附近，總面積約75.2 km2；H3-2小層與H3-1小層“甜點”儲層分布面積接近，約58.6 km2；H3-3小層“甜點”分布面積最大，沿斷層西部圍繞NB-A、NB-B和NB-C井呈不規(guī)則狀分布，總面積約125km2；H3-4小層有利儲層主要分布在東邊邊界斷層中北部，形狀不規(guī)則，總面積約98.7km2；H3-5小層有利儲層分布較為局限、面積最小，僅在A區(qū)中部NB-B井附近分布，面積約12.3 km2。綜合上述，H3-3小層為最具勘探潛力的層段，H3-1、H3-2和H3-4小層次之，而H3-5小層分布范圍較小，勘探價值較低。

表1 東海盆地西湖凹陷NB-1構(gòu)造花港組上段H3砂組儲層孔滲條件與產(chǎn)能關(guān)系分類

表2 儲層精細(xì)分級評價標(biāo)準(zhǔn)

圖7 東海盆地西湖凹陷NB-1構(gòu)造花港組上段H3砂組“甜點”儲層預(yù)測

6 結(jié)論

(1)西湖凹陷西次凹NB-1構(gòu)造花港組上段H3砂組發(fā)育5種典型沉積微相，即河道滯留沉積、心灘、湖泛改造的心灘、濱岸砂質(zhì)灘壩和濱淺湖泥。其中，河道滯留沉積和心灘為低孔低滲儲層，湖泛改造的心灘和濱岸砂質(zhì)灘壩為低孔特低滲儲層。

(2)根據(jù)構(gòu)造特征、沉積微相、砂體厚度、孔滲條件與含氣飽和度的關(guān)系，建立了受產(chǎn)能約束的四因子儲層精細(xì)分級評價方法，將西湖凹陷NB-1構(gòu)造花港組上段H3砂組儲層分為3類，即Ⅰ類(甜點儲層)，Ⅱ類(中等儲層)，Ⅲ類(無效儲層)。其中，孔滲特征是儲層分級評價中最關(guān)鍵的參數(shù)，砂體厚度是儲層分級的主要指標(biāo)，沉積微相與構(gòu)造特征為儲層分級提供了宏觀基礎(chǔ)。對研究區(qū)各單砂層展開“甜點”儲層分布預(yù)測認(rèn)為，H3-3小層“甜點”儲層面積最大，最具勘探潛力；H3-1、H3-2和H3-4小層優(yōu)質(zhì)儲層面積次之，具有較高的勘探意義；H3-5小層“甜點”儲層面積最小，勘探價值較低。