王正來，姜洪福，關琳琳，潘中亮，許艷龍

（1.中國石油大慶油田有限責任公司海拉爾石油勘探開發(fā)指揮部，黑龍江大慶163712；2.中國石油大慶油田有限責任公司大慶職業(yè)學院，黑龍江大慶163055）

海拉爾盆地復雜斷塊油藏優(yōu)勢儲層形成機理探討

王正來1，姜洪福1，關琳琳2，潘中亮1，許艷龍1

（1.中國石油大慶油田有限責任公司海拉爾石油勘探開發(fā)指揮部，黑龍江大慶163712；2.中國石油大慶油田有限責任公司大慶職業(yè)學院，黑龍江大慶163055）

為加快海拉爾盆地已探明石油地質(zhì)儲量的有效動用，以復雜斷塊油藏儲層物性影響因素分析為指導，結(jié)合儲層參數(shù)測井精細解釋結(jié)果，對優(yōu)勢儲層形成機理進行分析。結(jié)果表明：海拉爾盆地南一段沉積相及沉積微相類型控制著儲層原始物性的變化，扇三角洲、辮狀河三角洲及濁積扇3種沉積相類型中，辮狀河三角洲的物性較好，其水下分流河道、扇三角洲水下分流河道和濁積水道為優(yōu)勢儲層發(fā)育相帶；壓實作用和膠結(jié)作用均是造成海拉爾盆地儲層物性變差，并導致現(xiàn)今儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)格局的重要原因；受多種因素控制，儲層隨埋深增加物性變差，但發(fā)育有多個孔滲異常高值區(qū)帶。該研究成果為未動用儲量區(qū)塊評價優(yōu)選指明了方向，也可為其他類似區(qū)塊的勘探潛力預測提供依據(jù)。

儲層物性；沉積相；沉積微相；成巖作用；海拉爾盆地

0　引言

截至目前，海拉爾盆地共提交石油探明地質(zhì)儲量0.228億t［1］。自2001年，蘇仁諾爾、呼和諾仁、蘇德爾特、烏爾遜、貝爾及霍多莫爾6個油田相繼投入開發(fā)以來，共動用石油地質(zhì)儲量0.144億t，建成產(chǎn)能183.9萬t，是大慶油田穩(wěn)產(chǎn)戰(zhàn)略的重要支撐［2］。由于該盆地斷塊窄小破碎，物源較多，巖性復雜，儲層非均質(zhì)強，物性差，特低滲儲層占62%，因此開發(fā)難度較大［3］。

以往對其研究多集中在斷陷盆地構(gòu)造系統(tǒng)、沉積相、成藏機制等方面，而對儲層物性分布特征及影響因素的研究相對較少［4-5］。付廣等［6-8］研究了海拉爾盆地斷裂系統(tǒng)及對油氣的控制作用，認為圍繞富烴洼陷發(fā)育受油源斷層控制的圈閉是油氣運移聚集成藏的有利目標區(qū)；呂延防等［9］研究了海拉爾盆地油氣生成與聚集規(guī)律，認為扭動構(gòu)造帶活動期與油氣大規(guī)模成藏期時間一致，受其間調(diào)節(jié)斷層遮擋，油氣多在大斷裂附近聚集成藏；王正來等［10］研究了海拉爾油田南一段儲層含油飽和度的主控因素，認為油源充足的自生自儲型油藏其圈閉幅度和儲層物性共同控制著儲層含油飽和度的變化。因此，筆者利用巖心、錄井及分析化驗等資料，結(jié)合儲層參數(shù)測井精細解釋結(jié)果，明確優(yōu)勢儲層發(fā)育的主控因素及分布規(guī)律，以期為該區(qū)已動用儲量綜合調(diào)整及未動用儲量評價優(yōu)選提供地質(zhì)依據(jù)。

1　儲層物性影響因素

隨著海拉爾盆地油氣勘探開發(fā)的不斷深入，低孔、低滲油氣藏所占比例逐年增多，有關儲層物性影響因素的分析也越來越受到重視。根據(jù)前人研究的成果［11-13］，碎屑巖儲層物性的主控因素可歸納為3種：①沉積作用在宏觀上控制著儲層砂體的空間展布及原始物性；②成巖作用在微觀上影響著儲層孔隙的后期演化，并隨埋藏深度的增加，儲層物性變差，同時膠結(jié)作用控制著有利儲集相帶的空間展布；③構(gòu)造作用對儲層具有控制作用，不整合面及斷裂、裂縫系統(tǒng)有利于改善儲層物性，可提供油氣運移通道與成藏空間。

上述3種因素均對該區(qū)儲層物性產(chǎn)生影響，但程度不一。同時就某一種成巖作用類型而言，對孔隙度和滲透率的影響也具有較為明顯的差異性。物源體系、沉積相、粒度、分選及雜基含量等都對沉積物的初始物性產(chǎn)生影響，是控制儲層儲集性能的內(nèi)因，而沉積作用結(jié)束后，成巖作用和構(gòu)造作用的后期改造是影響儲層物性的主要因素。

2　沉積作用

沉積相控制砂體的類型、形態(tài)、厚度、規(guī)模及空間分布，巖石原始物性［14］影響砂體的平面和縱向展布與層間、層內(nèi)的非均質(zhì)性，在微觀上決定著巖石碎屑顆粒的大小、填隙物的多少及巖石結(jié)構(gòu)。因此，沉積相是影響儲層物性的先天因素，其主要體現(xiàn)在3個方面：①扇三角洲、辮狀河三角洲、濁積扇等不同沉積相類型之間，其沉積特征差異對儲層物性的影響；②相同沉積體系，不同物源的母巖成分、雜基含量、填隙物及碎屑顆粒結(jié)構(gòu)等性質(zhì)不同對儲層物性的影響；③相同沉積體系，同一物源的儲層埋藏深度、沉積亞相、沉積微相變化及距離物源區(qū)遠近等因素對儲層物性的影響。

2.1不同沉積相類型對儲層物性的影響

海拉爾盆地發(fā)育扇三角洲、辮狀河三角洲與濁積扇3種沉積相類型，其類型的不同直接導致原始儲層物性的差異。結(jié)合海拉爾盆地已有沉積相研究成果，扇三角洲、辮狀河三角洲與濁積扇的沉積特征差異主要表現(xiàn)在以下3個方面。

（1）供源不同。扇三角洲是由沖積扇直接推進到湖盆中形成的沉積體系；辮狀河三角洲是由辮狀河入湖形成的三角洲；濁流沉積是由重力流攜帶大量碎屑物在深湖區(qū)快速堆積形成的扇狀砂體，不同的物源導致儲層物性原始狀態(tài)存在差異［15］。

（2）發(fā)育部位不同。扇三角洲往往形成于凹陷短軸坡度較陡的地區(qū)；辮狀河三角洲發(fā)育在有寬闊沖積平原的緩坡地帶；湖底扇發(fā)育在具有一定規(guī)模和較廣闊的深水沉積區(qū)，湖底具有足夠的坡角［16］。

（3）沉積特征不同。扇三角洲具有重力流與牽引流雙重成因性質(zhì)的沉積，粒度概率曲線以兩段式為主，顆粒混雜，分選差；辮狀河三角洲為牽引流性質(zhì)的沉積，粒度概率曲線為牽引流三段式，相對沉積物的粒度細小，分選也較好；湖底扇為重力流性質(zhì)的沉積，粒度概率曲線為圓滑無截點或截點不明顯的弧線型，反映在沉積過程中有半懸浮狀態(tài)呈跳躍式的碎屑顆粒加入，分選較差，粒度較?。?7］。

在相同沉積相類型條件下，考慮到壓實作用對儲層物性的影響，利用儲層物性參數(shù)與埋深進行回歸，將不同埋深、不同沉積相儲層折算到同一深度，消除埋深所帶來的物性差異，進而對不同沉積相類型孔隙度與儲層埋深進行回歸（表1）。

表1　不同沉積相類型沉積特征Table1　Sedimentary characteristics of different sedimentary facies types

扇三角洲［圖1（a）］孔隙度與深度回歸公式

辮狀河三角洲［圖1（b）］孔隙度與深度回歸公式

濁積扇［圖1（c）］孔隙度與深度回歸公式

式（1）～（3）中：Φ為孔隙度，%；h為儲層埋深，m。

由以上分析可知，在相同埋深條件下，辮狀河三角洲沉積體系儲層物性最好，濁流沉積儲層物性較好，扇三角洲沉積體系儲層物性最差。由于扇三角洲多處于湖岸地形高差較大、盆緣斜坡較陡、離物源較近的沉積環(huán)境，其物源供給充足，砂體厚度相對較大，分選和磨圓差，粒度較粗，多以砂礫巖、含礫砂巖及粗砂巖等巖石類型為主，因此，在相同埋深條件下，原始儲層物性受碎屑顆粒結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的影響，其孔隙度和滲透率較其他2類沉積類型要差；由于辮狀河三角洲通常形成于湖盆的短軸方向，當盆地長軸方向斜坡較窄、物源較近時也有發(fā)育，比扇三角洲沉積砂巖厚度稍薄，碎屑顆粒分選和磨圓優(yōu)于扇三角洲沉積，水下分流河道多為粗砂巖和中細砂巖，因此，在相同埋深條件下，其儲層物性好于其他2類沉積相類型；濁流沉積是遠岸的深水濁流沉積體，一般位于湖盆底部，距離物源較遠，多形成于與盆地陡坡的水下扇或扇三角洲前方低洼處，由于水體較深，懸浮組分較高，顆粒較細，分選和磨圓較好，距離物源較遠，致使砂體厚度較其他2類沉積相類型稍薄，因此，在相同埋深條件下，其儲層物性好于扇三角洲沉積體系儲層。

2.2物源差異對儲層物性的影響

物源差異對儲層物性具有較強的控制作用。海拉爾盆地具有多物源、近物源、巖性變化快及巖石成分復雜等特點。不同物源剛性和塑性礦物含量決定了儲層初始的物性特征。

圖2　貝爾油田南一段成巖礦物與孔隙度關系Fig.2　Relationship between diagenetic mineral and porosity of the first member of Nantun Formation in Beier Oilfield

母巖成分直接影響儲層的孔滲性。以貝爾油田南屯組扇三角洲為例，統(tǒng)計了南一段18口取心井161個巖心鑄體薄片分析數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，隨石英、長石礦物含量的增加，巖心分析孔隙度呈增大趨勢（圖2）。統(tǒng)計貝爾油田孔隙度、滲透率、石英含量、長石含量、碳酸鹽含量及巖屑含量隨深度變化情況（圖3），認為儲層埋深及壓實作用是影響儲層孔滲性的主控因素，在埋深2 370 m及2 530 m處存在2個孔滲異常高值區(qū)，這2個高值區(qū)所對應的石英與長石含量相比其他深度段明顯增大，而碳酸鹽及火山碎屑含量相比其他深度段顯著降低，表明母巖成分對儲層的孔滲性存在明顯的控制作用。部分井段存在孔滲異常低值區(qū)，在對應的深度段上，石英和長石含量減少，巖屑等塑性礦物含量明顯增加，在沉積物快速搬運和堆積的背景下，物源區(qū)塑性礦物含量高，成熟度低，更容易被壓實而喪失孔隙，使儲層物性明顯變差。

圖3　貝爾油田南一段儲層孔滲及成巖礦物隨深度變化情況Fig.3　Relationship between reservoir properties and diagenetic mineral depth of the first member of Nantun Formation in Beier Oilfield

2.3其他影響因素

2.3.1順物源方向儲層物性存在差異

以海拉爾盆地貝爾油田南一段扇三角洲沉積為例，其中X65-45井南一段儲層位于西部扇體的扇根部位，X58-52井位于扇中部位，X53-51井位于扇端部位。從X65-45井至X53-51井物性剖面圖（圖4）上可以看出，自扇三角洲扇根→扇中→扇端，優(yōu)勢儲層明顯增加。從斷陷盆地邊緣向中心，儲層有變好的趨勢，反映相同沉積類型及相同物源條件下，順物源方向，不同沉積部位儲層物性存在差異。

圖4　貝爾油田南一段順西部物源方向物性剖面Fig.4　Reservoir property profile along the western provenance of the first member of Nantun Formation in Beier Oilfield

2.3.2相同沉積相類型不同深度的儲層物性分布特征

由于儲層物性受壓實及埋深的影響，利用儲層孔滲參數(shù)解釋成果數(shù)據(jù)及海拉爾盆地油藏精細描述沉積研究成果，對各油田不同深度、同一沉積微相類型儲層的孔滲參數(shù)及地層系數(shù)進行了統(tǒng)計。結(jié)果表明，扇三角洲水下分流河道、辮狀河三角洲水下分流河道及濁積水道是優(yōu)勢儲層的沉積微相帶（圖5）。

圖5　各沉積相孔隙度、滲透率隨深度變化情況Fig.5　Porosity and permeability change with depth of each sedimentary microfacies

3　成巖作用

目的層砂巖成巖作用包括壓實作用、膠結(jié)作用、交代作用及溶蝕作用。其中，壓實作用和膠結(jié)作用均是造成海拉爾盆地儲層致密，物性變差，并導致現(xiàn)今儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)格局的重要原因。

3.1壓實作用

壓實作用是南一段儲層所經(jīng)歷的最顯著的成巖作用，其最直接的巖石學標志是碎屑顆粒間的接觸關系及塑性顆粒的擠壓變形。以貝爾油田南一段油層為例，碎屑巖由淺至深其顆粒間的接觸關系表現(xiàn)為點狀接觸、點—線狀接觸、線—點狀接觸和線狀接觸（圖版Ⅰ），表明隨埋深增加壓實作用逐漸增強，原生孔隙逐漸減小。強烈的壓實作用不但喪失了大部分的原生孔隙，也不利于次生孔隙的保存，是造成該區(qū)碎屑巖儲層低孔、低滲的重要原因。因此，隨著深度的增加，南一段儲層孔滲減小趨勢明顯，物性變差，其他各油田均符合這一規(guī)律。

3.2膠結(jié)作用對儲層物性的影響

海拉爾盆地南一段儲層膠結(jié)物主要為碳酸鹽類，其次為硅質(zhì)膠結(jié)物。膠結(jié)作用對儲層孔隙起破壞性作用。砂巖中的碳酸鹽類膠結(jié)物主要為方解石、鐵方解石、鐵白云石、菱鐵礦和片鈉鋁石等。

成巖早期形成的碳酸鹽（方解石和白云石）含鐵量較低，沉淀于砂巖結(jié)構(gòu)成熟度較高的相帶中，可形成油氣運移的遮擋層；成巖晚期形成的碳酸鹽含鐵量較高，多以粒狀充填或交代顆粒的形式出現(xiàn)，充填殘余原生孔隙和次生孔隙，導致儲層滲透率降低。硅質(zhì)膠結(jié)物有3種膠結(jié)形式［18-19］：①以細小石英晶粒充填于粒間孔隙；②以次生加大形式結(jié)晶；③以自形晶集合體沉淀于孔隙內(nèi)。硅質(zhì)石英膠結(jié)作用不僅減小了儲層的孔隙空間，而且改變了儲層的孔隙結(jié)構(gòu)，使得砂巖的粒間管狀喉道變?yōu)槠瑺罨蚩p狀，從而降低了儲層的滲透性。

以貝爾油田為例，巖心分析孔隙度及滲透率隨儲層埋藏深度的增加均明顯降低，但受膠結(jié)物含量變化的影響，出現(xiàn)明顯的異常條帶。在2350～2400m處，儲層膠結(jié)物含量明顯減少，巖屑體積分數(shù)僅為20%左右，儲層物性相對上、下部位均略好，反映出膠結(jié)物含量變化對儲層物性的影響較明顯。在2 500～2 550 m處，儲層孔滲又出現(xiàn)異常高值區(qū)，與膠結(jié)物含量變化對應較好（參見圖3）。

4　結(jié)束語

（1）海拉爾盆地目前已開發(fā)的老油田普遍具有“小、碎、貧、散、窄”的特點，優(yōu)勢儲層的分布直接控制著油氣充注及含油飽和度的分布，在沉積、成巖及構(gòu)造作用下對該區(qū)儲層物性產(chǎn)生影響，但程度不一。同時就某一種成巖作用而言，對孔隙度和滲透率的影響也具有明顯的差異。

（2）海拉爾盆地南一段儲層沉積相及沉積微相類型影響儲層的原始物性分布，3種沉積相類型中，辮狀河三角洲沉積儲層物性較其他沉積相類型稍好，而辮狀河三角洲水下分流河道、扇三角洲水下分流河道及濁積水道是最優(yōu)儲層發(fā)育的微相帶。

（3）壓實作用和膠結(jié)作用均是造成海拉爾盆地儲層物性變差，并導致現(xiàn)今儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)格局的重要原因。受多種因素的控制，該區(qū)隨埋深的增加，發(fā)育多個儲層孔滲異常高值區(qū)帶，為未動用儲量區(qū)塊的評價優(yōu)選指明了方向。

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圖版Ⅰ

（本文編輯：楊琦）

Formation mechanism of favorable reservoir of complex fault block reservoir in Hailaer Basin

WANG Zhenglai1，JIANG Hongfu1，GUAN Linlin2，PAN Zhongliang1，XU Yanlong1
（1.Hailaer Administration of Petroleum Exploration and Development，PetroChina Daqing Oilfield Company Ltd.，Daqing 163712，Heilongjiang，China；2.Daqing Vocational College，PetroChina Daqing Oilfield Company Ltd.，Daqing 163055，Heilongjiang，China）

In order to speed up the effective use of proved oil reserves in Hailaer Basin，under the guidance of influencing factors of complex fault block reservoir，combining with fine logging interpretation results of reservoir parameters，this paper analyzed the formation mechanism of favorable reservoir.The results show that sedimentary facies and sedimentary microfacies types control the original reservoir properties change of the first member of Nantun Formation in Hailaer Basin.Among three types of sedimentary facies，the reservoir properties of braided river delta are slightly better than that of fan delta and turbidite fan.The braided river delta underwater distributary channel，fan delta underwater distributary channel and turbidite channel are favorable sedimentary facies belts.Compaction and cementation are the main causes for reservoir tightness，which leads to reservoir microcosmic pore structure nowadays. Controlled by various factors，the reservoir properties are getting worse and worse with increasing burial depth，but there developed several reservoir property abnormal high value zones.This study points out the direction for the non producing reserves research，and provides a useful reference for other similar block potential prediction.

reservoir properties；sedimentaryfacies；sedimentarymicrofacies；diagenesis；Hailaer Basin

TEl22

A

1673-8926（2015）01-0026-06

2014-08-16；

2014-11-06

國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973）項目“火山巖油氣藏的形成機理與分布規(guī)律”（編號：2009CB219300）資助

王正來（1983-），男，碩士，工程師，主要從事油藏工程及儲層參數(shù)解釋方面的研究工作。地址：（163712）黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)昆侖大街甲27號。E-mail：hwangzhl@petrochina.com.cn。