許曉宏，姚意迅，郭增強(qiáng)，戴立飛

(長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

胡力海洼陷儲(chǔ)層特征及控制因素研究

許曉宏，姚意迅，郭增強(qiáng)，戴立飛

(長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

采用鉆井、測(cè)井、地震等技術(shù)，綜合化驗(yàn)分析等資料，對(duì)錢家店凹陷胡力海洼陷儲(chǔ)層的巖性、儲(chǔ)集物性及儲(chǔ)集空間特征等進(jìn)行了研究。胡力海洼陷儲(chǔ)層的巖性為一套結(jié)構(gòu)和成分成熟度均很低的陸源碎屑巖(主要為中酸性噴出巖、變質(zhì)巖巖屑和長(zhǎng)石)，主要儲(chǔ)集空間是粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔和微孔，儲(chǔ)集物性為低孔、低滲，儲(chǔ)層物性主要受巖性、埋藏深度、沉積相、縱向分布層位的影響，且以沉積作用和成巖作用為主。

胡力海洼陷；儲(chǔ)層巖性；儲(chǔ)層物性；儲(chǔ)集空間；控制因素

錢家店凹陷位于內(nèi)蒙古自治區(qū)科爾沁左翼后旗和通遼縣境內(nèi)，是開魯盆地一個(gè)次級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元，位于開魯盆地的東北部。凹陷的西側(cè)以木里圖凸起與龍灣筒凹陷相隔，其東北、南側(cè)被架瑪吐-寶力格隆起、哲東南隆起所圍，與寶格吐、安樂凹陷相望。凹陷由寶龍山、胡力海、西伯營(yíng)子、衙門營(yíng)子洼陷組成，面積1280km2，其中胡力海洼陷最為有利[1]。

胡力海洼陷是遼河油田錢家店凹陷中最大的一個(gè)次級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元，構(gòu)造走向NNE向，面積450km2。凹陷區(qū)域地理位置陷自下而上沉積了侏羅系上統(tǒng)義縣組、九佛堂組、沙海組、阜新組、白堊系泉頭組、姚家組、嫩江組、四方臺(tái)組、明水組及新生界，其中九佛堂組在該區(qū)分布廣泛[2]。前人研究認(rèn)為錢家店凹陷儲(chǔ)層由一套結(jié)構(gòu)、成分成熟度均較低的陸源碎屑巖所構(gòu)成，為低孔、低滲儲(chǔ)層[3-4]。綜合分析認(rèn)為，凹陷內(nèi)儲(chǔ)層分布影響著油氣富集。為此，筆者通過對(duì)工區(qū)儲(chǔ)層特征及控制因素的研究，為該區(qū)下一步勘探開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

1 儲(chǔ)層特征

1)儲(chǔ)層巖石學(xué)特征 碎屑巖的碎屑成分，反映了母巖的巖石類型，從不同成分的含量上，可反映沉積物來源區(qū)內(nèi)的巖石類型和儲(chǔ)集巖石的成分成熟度的高低，成熟的儲(chǔ)集巖石成分一定以最穩(wěn)定的石英砂巖為主，長(zhǎng)石次之。根據(jù)薄片鑒定資料，區(qū)內(nèi)儲(chǔ)集層中石英和長(zhǎng)石的含量較低，不穩(wěn)定主份巖屑含量較高，大約有50%以上，巖屑主要為凝灰?guī)r，廣泛分布于MSC1中。

通過對(duì)樣品粒度分析(見圖1)表明，大多數(shù)巖石都是幾種不同粒徑組成的混合體，僅有極少數(shù)巖石在某一粒徑范圍了超過了50%，且泥質(zhì)含量較高。某些碎屑巖幾乎包含了從礫到泥所有粒徑區(qū)間的組分，這表明沉積物沒有經(jīng)過長(zhǎng)距離搬運(yùn)與分選就堆積沉積下來了，從粒度分析圖件可以看出，分選性為差或者較差。碎屑巖以次圓-次棱為主，巖心觀察中，磨圓性差別較大，既有磨圓較好的礫石，也有幾乎沒有磨圓的次棱狀礫石。同時(shí)，不穩(wěn)定組分的含量較高，也反映了區(qū)內(nèi)巖石的結(jié)構(gòu)成熟度較低。

圖1 MSC2中期旋回砂巖C-M圖(錢2井、錢18井)及粒度概率累積曲線(錢2井)

2) 儲(chǔ)層成巖作用 成巖作用研究是儲(chǔ)層定性和定量評(píng)價(jià)的依據(jù)[5-7]。

碎屑物質(zhì)沉積下來并經(jīng)埋藏之后，其成分和結(jié)構(gòu)將發(fā)生一系列變化，這些變化將直接影響儲(chǔ)集巖的儲(chǔ)集性能。因此，探索成巖作用的特點(diǎn)和規(guī)律是尋找有利儲(chǔ)集巖的必要環(huán)節(jié)。研究區(qū)的成巖作用有機(jī)械壓實(shí)、化學(xué)壓實(shí)、溶蝕、膠結(jié)和交代5種。它們是影響儲(chǔ)層發(fā)育的“外因”。 其中，對(duì)儲(chǔ)層性能起破壞性的成巖作用主要有壓實(shí)作用和膠結(jié)作用，對(duì)儲(chǔ)層性能起建設(shè)性作用的主要是溶蝕作用[5]。其中以機(jī)械壓實(shí)作用最強(qiáng)烈，對(duì)儲(chǔ)層物性影響最大。

碎屑巖中不穩(wěn)定的巖屑組份含量高，尤其是來自洼陷西部變質(zhì)巖物源中的千枚巖、板巖、片巖，東邊的中酸性火山噴發(fā)物質(zhì)，在地下高溫、高壓條件下，都表現(xiàn)明顯的塑性特征，抗機(jī)械壓實(shí)作用很弱。隨埋藏深度加大，顆粒排列急趨緊密，由點(diǎn)接觸變成以線接觸為主，甚至成鑲嵌結(jié)構(gòu)，原生孔隙大量消失，滲透率大多小于1×10-3μm2,滲流能力弱，水動(dòng)力不活躍，制約了次生溶蝕孔大量生成。

因此，埋藏深度在1400～1700m處于早成巖B亞期，保留有較多原生孔隙，次生孔隙同時(shí)發(fā)育，屬混合孔隙帶，也具有良好儲(chǔ)集性能。埋深1700～2200m處于晚成巖A亞期，機(jī)械壓實(shí)作用強(qiáng)，原生孔隙基本消失殆盡，進(jìn)入次生溶蝕的粒間、粒內(nèi)孔隙大量發(fā)育階段，但巖石學(xué)類型和物性欠佳，影響了次生孔隙更好發(fā)育。推測(cè)埋深到2200m以下的九佛堂組中下部，己進(jìn)入晚成巖B亞期，即穩(wěn)定壓實(shí)階段，次生溶孔亦已消失，但存有少量微孔，物性很差，已喪失儲(chǔ)集能力，除非出現(xiàn)大量裂縫。

3)儲(chǔ)層物性特征 儲(chǔ)層的物性主要受沉積作用和成巖作用2個(gè)方面控制，而原始沉積物的成分、結(jié)構(gòu)對(duì)于埋藏成巖作用、孔隙的演化起著重要的控制作用，沉積條件對(duì)儲(chǔ)層物性的影響往往也是主要的控制因素。胡力海洼陷主要為一套結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度都很低的陸源碎屑巖，洼陷儲(chǔ)層實(shí)測(cè)孔隙度、滲透率統(tǒng)計(jì)表明，區(qū)內(nèi)主要以中低孔隙度、低-特低滲透率儲(chǔ)層為主?？紫抖纫话銥?0% ～16%，滲透率絕大多數(shù)小于1×10-3μm2。

2 控制因素

研究區(qū)內(nèi)影響儲(chǔ)層的控制因素主要包括巖性、埋藏深度、沉積相、縱向分布層位。

1)巖性對(duì)儲(chǔ)層物性的控制 從某種意義上來說，巖性控制著物性，巖性越粗物性越好。研究區(qū)砂礫巖、礫狀砂巖、粉砂巖較發(fā)育，孔隙度較好，平均值均在10%以上；泥巖、凝灰質(zhì)砂巖則偏差，可能是因?yàn)槭苣噘|(zhì)、凝灰?guī)r含量高的影響(見圖2)。從不同巖性砂體滲透率分布圖(見圖3)上也可以明顯看出，巖性粒度對(duì)滲透性也有很大的影響。滲透率的高低與主要參數(shù)孔隙度的大小有關(guān)，泥質(zhì)含量的變化也直接影響著滲透率的變化。

2)埋藏深度對(duì)儲(chǔ)層物性的控制 通過對(duì)胡力海洼陷錢參1井的巖石樣品的分析化驗(yàn)，在埋深小于1000m的底層，巖石孔隙度范圍20%～30%，隨著埋深的增加，孔隙度也變小，1000～2000m埋深之間，孔隙度范圍為3%～10%，到3000m埋深，由于其他因素的影響，孔隙度的變化發(fā)生異常，但總體變化趨勢(shì)正常；滲透率的變化也是隨著埋深的增加，滲透率由埋深500～700m處的大于1000×10-3μm2，到埋深為2000～3000m處的小于1×10-3μm2。研究結(jié)果表明，孔隙度和滲透率隨深度增加而變小，說明目的層埋藏越淺，儲(chǔ)集物性越好。

3)沉積環(huán)境對(duì)儲(chǔ)層物性的控制 沉積作用控制了碎屑巖儲(chǔ)層的成分、結(jié)構(gòu)、粒度、分選、厚度及原始孔隙結(jié)構(gòu)等特征，是深層有效儲(chǔ)層發(fā)育的內(nèi)因，是影響儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的地質(zhì)基礎(chǔ)，不同沉積微相砂巖儲(chǔ)集性能之間存在明顯的差異。胡力海洼陷西部主要為近岸水下扇相沉積，其中，辮狀溝道頻繁擺動(dòng)遷移，砂體多期復(fù)合疊置，發(fā)育規(guī)模大，橫向連片性較好。儲(chǔ)層物性具明顯相控規(guī)律，據(jù)不同沉積微相孔、滲統(tǒng)計(jì)結(jié)果(見表1)和孔、滲分布直方圖(見圖4)，儲(chǔ)集砂體中，扇根主溝道、扇中辮狀溝道儲(chǔ)集物性較好，其次為扇中辮狀溝道間。胡力海東部為扇三角洲相，其中前緣砂體孔隙度較好，但雜基含量較高。

圖2 不同巖性砂體滲透率分布圖 圖3 不同巖性砂體孔隙度分布圖

表1 胡力海洼陷不同沉積微相砂體儲(chǔ)層物性對(duì)比

圖4 不同微相孔、滲分布直方圖

4)縱向分布層位對(duì)儲(chǔ)層物性的控制 通過對(duì)多個(gè)砂層巖心、測(cè)井孔隙度的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)測(cè)井解釋與巖心樣品分析孔隙度基本吻合，少數(shù)砂層誤差也在±4%以內(nèi)，且多數(shù)砂層的測(cè)井解釋孔隙度低于巖心孔隙度(見圖5)。 基于上述分析，本次研究以目標(biāo)層段短期旋回為單元，對(duì)該區(qū)多口井的測(cè)井孔隙度分布進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。數(shù)據(jù)表明縱向上，越往上儲(chǔ)層物性越好，可能與凝灰質(zhì)含量降低有關(guān)(見圖6)。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1) 該區(qū)碎屑巖儲(chǔ)層是胡力海洼陷的主要儲(chǔ)集巖，其中以MSC1、MSC2中期旋回層序最為發(fā)育。通過巖心觀察、薄片鑒定和粒度分析，認(rèn)為工區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層巖石的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較低。

2) 胡力海洼陷主要為砂礫巖，滲透率和孔隙度隨著深度的增加而減小，目的層埋藏越淺，儲(chǔ)集物性越好。

3) 該區(qū)碎屑巖儲(chǔ)層物性主要受巖性、埋藏深度、沉積相、縱向分布層位的影響，且以沉積作用和成巖作用為主。

圖5 九佛堂各層位孔隙度特征 圖6 巖心-測(cè)井孔隙度對(duì)比圖

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[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.12.007

P618.13

A

1673-1409(2012)12-N020-03