尤麗，李偉，李才，招湛杰

(中海石油(中國)有限公司，廣東湛江 524057）

瓊東南盆地寶島區(qū)深埋藏儲層物性主控因素

尤麗，李偉，李才，招湛杰

(中海石油(中國)有限公司，廣東湛江 524057）

瓊東南盆地寶島區(qū)陵水組儲層埋深為3 000～5 300 m，儲集砂巖以巖屑石英砂巖為主，其次為長石巖屑砂巖和長石巖屑石英砂巖。儲層物性為中孔、低孔、特低孔縱向演化，在3 700～4 000、4 200～4 500、5 000～5 200 m出現(xiàn)3個相對高孔隙帶，孔隙類型為原生孔與次生孔組合型。原生孔隙保存和次生孔隙形成是相對高孔隙帶發(fā)育的原因，強壓實作用及差異膠結作用是導致該區(qū)物性變差的主要原因。濱海沉積的臨濱砂壩與扇三角洲(三角洲)沉積的水下分流河道利于孔隙保存與次生孔隙形成，是深埋藏砂巖有利儲層發(fā)育的先決條件，局部粒度較粗砂巖段發(fā)育相對高孔隙帶，溶解作用的后期改善是寶島區(qū)深部儲層相對高孔隙帶形成的重要影響因素。

深埋藏儲層；物性主控因素；寶島區(qū)陵水組；瓊東南盆地

引言

一般認為埋深大于3 000 m的儲層為深埋藏儲層，由于縱向壓實的影響，深部儲層孔隙度隨埋深增加而減小，但深部相對高孔隙帶的存在是大家公認的事實，備受國、內外石油地質工作者關注。針對孔隙的成因、保存機理及相對高孔隙帶的預測一直是困擾勘探的難題［1］。國、內外研究成果表明，深部相對高孔隙帶的形成與保存，除受沉積環(huán)境與沉積相帶［2－3］先決條件的影響外，多與顆粒包殼［48］、異常高壓［23，5，9］、次生孔隙發(fā)育［212］、早期的或局部均勻分布的膠結物［5］、早期烴類充注［5，13－14］等有關。研究區(qū)是南海西部瓊東南盆地氣勘探的重要區(qū)帶，古近系陵水組是主要目的層之一。截至目前，鉆遇陵水組井5口，見有不同程度的油氣顯示。由于區(qū)帶與構造位置差異，陵水組埋深范圍變化較大，達3 000～5 300 m，當前埋深條件儲集物性是陵水組儲層勘探面臨的重要問題。為此，相對高孔隙帶發(fā)育情況及其形成的主控因素亟待明確。本文從沉積作用、成巖作用與其他因素綜合分析該區(qū)陵水組深埋藏儲層物性主控因素，指出相對高孔隙帶發(fā)育的有利控制因素，為下一步陵水組油氣勘探提供儲層的理論支撐。

1 儲層巖石學與物性特征

研究區(qū)3口、166個井壁取心、巖屑鑄體薄片資料統(tǒng)計分析認為，砂巖骨架顆粒組分為石英、長石、巖屑。石英平均含量為54%；長石平均含量為10.5%，包括鉀長石和斜長石，以鉀長石為主，平均占8.8%；巖屑平均含量為5.4%，主要由變質巖巖屑、花崗巖巖屑和噴出巖巖屑組成，平均含量分別為2.8%、1.1%、1.1%，以巖屑石英砂巖為主，其次為長石巖屑砂巖以及長石巖屑石英砂巖。填隙物以泥質雜基和碳酸鹽膠結為主，分別為5.1%和6.0%。鑄體薄片觀察結合粒度分析表明，寶島區(qū)陵水組儲層砂巖結構上顆粒磨圓度為次棱—次圓，點—線接觸為主，分選中等，砂巖粒級分布范圍廣，以粉砂巖、極細砂巖和細砂巖為主，其次為中、粗砂巖，總體上研究區(qū)陵水組砂巖結構成熟度中等偏低。

通過陵水組儲層井壁取心實測孔隙度、測井孔隙度與深度關系圖可以看出(圖1)，在縱向上隨著埋深增加壓實強度增強，孔隙度總體呈變低趨勢，在3 700～4 000 m、4 200～4 500 m和5 000～5 200 m間出現(xiàn)3個相對高孔隙發(fā)育帶，局部孔隙度回升至10%以上甚至更高，埋深3 000 m以上為中孔特征，3 000～3 200 m為中—低孔特征，3 200～4 000 m為特低—低孔特征，偶見中孔；4 000 m以下特低孔為主，發(fā)育低孔儲層。相近埋深3 600～4 000 m間，B9－3井較B2－1孔隙度偏高?？紫额愋捅憩F(xiàn)為長石粒內溶孔與粒間孔并存的孔隙組合(圖2a、b)。

圖1 寶島區(qū)陵水組孔隙演化與成巖參數(shù)對比圖

圖2 寶島區(qū)陵水組儲層典型孔隙類型與成巖作用顯微照片

2 沉積環(huán)境與沉積相帶對儲層物性的先決作用

沉積作用是儲層物性發(fā)育的先決條件，體現(xiàn)在相帶與沉積環(huán)境差異造成粒度、泥質雜基、分選性差異，進而影響儲層物性。不同沉積相類型由于其沉積水動力差異，造成儲集巖相差異，進而影響儲層物性，寶島區(qū)陵水組為濱淺海環(huán)境下三角洲—扇三角洲沉積體系，儲層發(fā)育在以水下分流河道和河口壩微相為主，部分見于臨濱砂壩、淺灘，臨濱砂壩物性好于淺灘，淺灘局部也發(fā)育較好物性儲層，水下分流河道物性好于河口壩(表1)，3 700～4 000 m相對高孔隙帶發(fā)育與臨濱砂壩儲層有關，5 000～5 200 m間相對高孔隙帶的出現(xiàn)受水下分流河道微相的影響。為此，濱海沉積以臨濱砂壩為有利儲層發(fā)育區(qū)，扇三角洲(三角洲)相水下分流河道利于深埋藏砂巖有利儲層發(fā)育。

表1 寶島區(qū)B9－3井陵水組不同沉積微相物性對比

泥質雜基對陵水組物性差異影響明顯，表現(xiàn)為面孔率與泥質雜基呈明顯負相關性(圖3)。砂巖粒級對陵水組儲層物性影響表現(xiàn)在當粒度中值小于1 000 μm，隨粒度中值增大，面孔率增大；當粒度中值大于1 000 μm，則正好相反，砂巖粒級對濱海相的陵水組二段影響尤為明顯；其次為陵水組三段，對陵水組一段近物源區(qū)(B9－2/3井區(qū))有一定影響，對遠物源區(qū)影響不大。通過粒度與埋深變化與孔隙度變化對比顯示，5 000 m以下相對高孔隙帶的出現(xiàn)，很大程度與該區(qū)域發(fā)育粒度粗砂巖有關。

圖3 寶島區(qū)陵水組面孔率與粒度中值、泥質雜基關系

3 成巖作用對物性的破壞與建設的影響

3.1 強壓實作用是物性變差的主要原因

研究區(qū)陵水組埋深2 300～5 300 m間，伊/蒙混層中蒙脫石的百分含量小于或等于35%，局部小于15%(4 200 m以下)，陵水組處于中成巖階段A2期—中成巖階段B期，顯微鏡下觀察(圖2c)，碎屑顆粒以線接觸為主，局部發(fā)育凹凸狀接觸，壓實程度較強。另外，隨埋深增加，陵水組儲層孔隙度總體呈降低趨勢，從2 300 m到5 000 m附近孔隙度較少約10%，說明壓實作用是寶島區(qū)陵水組儲層原生孔隙減少的主要原因。

3.2 差異膠結作用是物性差異的重要原因

膠結作用對寶島區(qū)陵水組儲層物性影響顯著，表現(xiàn)為以碳酸鹽膠結物為主，發(fā)育部分石英加大，碳酸鹽膠結物為(鐵)方解石和(鐵)白云石，顯微鏡下觀察(圖2d)，鐵方解石呈連晶式膠結，茜素紅染色后呈紫紅色，鐵白云石呈菱形或方形，茜素紅染色呈藍色，白云石不染色。綜合碳酸鹽膠結物相互交代關系和據(jù)碳、氧同位素計算的碳酸鹽膠結物形成的古溫度資料(表2)，認為方解石形成相對較早，其次為白云石，鐵白云石形成最晚，為早成巖階段—中成巖階段期產物，也存在有晚成巖階段期。顯微觀察，溶蝕孔隙中鐵方解石和(鐵)白云石膠結(圖2d)，說明二者均晚于溶解作用。面孔率與碳酸鹽膠結物呈明顯負相關性(圖4)，說明碳酸鹽膠結強度是儲層物性變差的重要原因。B2－1井陵水組三段水層與干層物性差異也主要是由于其碳酸鹽膠結物強度不同(圖5)，3 750 m附近水層碳酸鹽膠結物約為1.7%，干層碳酸鹽膠結物含量高達13.9%，由于碳酸鹽膠結強度差異，造成干層較水層電阻率明顯偏高，聲波時差明顯小，地震響應為強振幅特征明顯。

表2 B2－1井陵水組碳酸鹽膠結物碳、氧同位素

圖4 寶島區(qū)陵水組儲層面孔率與碳酸鹽膠結物關系圖圖5與B2－1井干層、水層膠結物對比

研究表明，碳酸鹽膠結物含量與含氣飽和度呈明顯負相關性，這與油氣充注導致碳酸鹽膠結物的沉淀作用受到抑制有關［13－15］，主要原因是油氣充注一方面抑制地層水流動，阻礙了礦物與離子間的質量傳遞；另一方面造成地層水pH值降低，不利于碳酸鹽膠結物的沉淀，尤其是(鐵)白云石。圖中明顯的2個分區(qū)(圖6)也說明了這一特征，右上部的為方解石和鐵方解石膠結為主儲層，左下方的為白云石與鐵白云石膠結儲層，也反映油氣充注對以(鐵)方解石膠結為主的儲層和(鐵)白云石膠結儲層影響程度不同，(鐵)白云石膠結儲層隨含氣飽和度增加，減小的速率大，且相同含氣飽和度鐵方解石膠結為主的儲層碳酸鹽膠結物含量明顯偏高，認為本區(qū)(鐵)方解石的形成一定程度上受其他因素影響。結合區(qū)域構造特征認為，B2－1井緊鄰六號斷裂深大斷裂，該區(qū)方解石的形成與沿深大斷裂活動的無機CO2參與的水－巖反應有關。根據(jù)碳酸鹽膠結物碳、氧同位素資料(表2)，δ13C介于－8‰～－2‰，其形成有幔源－巖漿型CO2參與，方解石δ13C為－3.404‰，說明其形成一定程度上與幔源－巖漿型CO2參與有關。綜合上述研究認為，往構造高部位，含氣飽和度增加，碳酸鹽膠結物含量偏低，但也存在(鐵)方解石膠結風險。

圖6 B2－1井陵水組碳酸鹽膠結物與含氣飽和度關系

3.3 溶解作用對物性的后期改善

溶解作用是深埋藏儲層孔隙形成的主要建設性作用，常表現(xiàn)為不穩(wěn)定鋁硅酸鹽的溶解，形成次生孔隙，改善儲層物性，次生孔隙是深埋藏儲層的主要儲集空間。隨著埋藏深度增加，有機質熱演化程度增強，熱演化過程中產生大量有機酸酸性流體，是次生孔隙形成的重要機制［16］。成巖作用過程中黏土礦物轉化過程中形成的酸性流體對次生孔隙的形成也起到一定輔助作用。巖石薄片資料顯示，寶島區(qū)陵水組溶蝕孔隙發(fā)育，表現(xiàn)為以長石等不穩(wěn)定組分的粒內溶孔為主，見有鑄?？装l(fā)育，相對高孔隙帶區(qū)顯微觀察，長石和巖屑顆粒溶蝕較強，部分長石溶解成部分殘骸(圖2a)，說明溶解作用是寶島區(qū)深部儲層相對高孔隙帶形成的重要影響因素。

4 結論

(1)陵水組儲層以巖屑石英砂巖為主，其次為長石巖屑砂巖和長石巖屑石英砂巖，儲層物性縱向為中孔、低孔、特低孔特征演化，在3 700～4 000、4 200～4 500、5 000～5 200 m出現(xiàn)3個相對高孔隙帶。

(2)濱海沉積的臨濱砂壩與扇三角洲(三角洲)沉積的水下分流河道是深埋藏砂巖有利儲層發(fā)育的先決條件。3 700～4 000、5 000～5 200 m間的相對高孔隙帶發(fā)育分別對應為臨濱砂壩、分流河道沉積。

(3)壓實作用是寶島區(qū)陵水組儲層原生孔隙減少的主要原因，以碳酸鹽膠結物為主的膠結作用對儲層物性影響明顯，尤對相近埋深，縱向有效儲層和干層差異發(fā)育影響顯著。溶解作用是寶島區(qū)深埋藏孔隙形成的主要建設性作用，是相對高孔隙帶發(fā)育的重要影響因素，局部粗粒級砂巖發(fā)育一定程度上保存孔隙，對相對高孔隙帶形成起到積極作用。

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編輯林樹龍

TE122.2

A

1006－6535(2014)03－0037－04

10.3969/j.issn.1006－6535.2014.03.008

20131123；改回日期：20140318

國家科技重大專項“鶯瓊盆地高溫高壓天然氣有利目標評價研究”(2011ZX05023－004－006)

尤麗(1983－)，女，工程師，2005年畢業(yè)于長春工程學院資源勘查工程專業(yè)，2007年畢業(yè)于吉林大學礦物學、巖石學、礦床學專業(yè)，獲碩士學位，現(xiàn)主要從事沉積儲層研究工作。