張 宙，丁 芳

（中海石油（中國(guó)）有限公司上海分公司，上海 200335）

隨著勘探程度的提高，我國(guó)油氣勘探逐步邁向中深層。在總體低孔低滲背景下，尋找相對(duì)優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)層是目前的勘探目標(biāo)。中深層儲(chǔ)層埋深大，非均質(zhì)性強(qiáng)，尋找相對(duì)靶點(diǎn)區(qū)域難度較大。因此明確中深層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的影響因素和分布規(guī)律，可以為中深層油氣勘探提供技術(shù)依據(jù)[1-4]。

東海陸架盆地西湖凹陷的油氣勘探已有40 多年，中淺層油氣勘探研究程度也相對(duì)較高，中深層成為下一步勘探的潛力區(qū)?；ǜ劢M和平湖組作為重要的儲(chǔ)層，先后發(fā)現(xiàn)了多個(gè)油氣田和含油氣構(gòu)造。近幾年，古近系取得了重大突破，相繼發(fā)現(xiàn)兩個(gè)大氣田，可見(jiàn)中深層有巨大的勘探潛力。本文分析西湖凹陷中深層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的影響因素，明確中深層有利儲(chǔ)層的主控因素，為東海陸架盆地中深層油氣勘探提供一定的理論指導(dǎo)。

1 地質(zhì)背景

西湖凹陷是東海盆地主要的油氣勘探區(qū)域，由西往東構(gòu)造依次劃分為：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（圖1）。鉆遇地層自上而下有：第四系東海群，新近系上新統(tǒng)三潭組，中新統(tǒng)的柳浪組、玉泉組、龍井組，古近系漸新統(tǒng)花港組和古新統(tǒng)平湖組、寶石組和八角亭組（表1）。平湖組和花港組是西湖凹陷儲(chǔ)層發(fā)育的重要層位[5-6]。平湖組總體以砂泥巖不等厚互層為主，形成于三角洲—海灣—潮坪環(huán)境的碎屑沉積，泥質(zhì)含量高，平均達(dá)到70%左右?；ǜ劢M總體以灰色、灰白色厚層中細(xì)砂巖夾薄層灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖不等厚互層為主，是一套三角洲沉積背景下的碎屑巖沉積。西湖凹陷中深層砂巖具有較高的成分成熟度，平湖組砂巖成分成熟度略高于花港組，巖屑成分較低，長(zhǎng)石含量略多于巖屑，其中以長(zhǎng)石砂巖為主。

圖1 西湖凹陷構(gòu)造區(qū)劃Fig.1 Structural zoning of Xihu Sag

鉆探發(fā)現(xiàn)西湖凹陷中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶南部、西次凹儲(chǔ)層物性在埋深3500m 左右有轉(zhuǎn)折現(xiàn)象，埋深3500m 之上，巖石壓實(shí)作用占主導(dǎo)地位，儲(chǔ)層物性隨埋深增加呈線性下降；埋深超過(guò)3500m，深度對(duì)儲(chǔ)層物性影響很小，儲(chǔ)層孔隙度基本保持在7%以上，平均孔隙度約為9.2%，滲透率大多在0.1～10mD 之間，平均滲透率約為0.77mD，表明中深層儲(chǔ)層仍保有中等—較好的儲(chǔ)集性能。同時(shí)西湖凹陷中深層中發(fā)育的一些中—粗砂巖，其物性條件相對(duì)較好，可以形成西湖凹陷中深部?jī)?chǔ)層中的“甜點(diǎn)”。

表1 西湖凹陷地層分層Table 1 Stratigraphic stratification of Xihu Sag

2 中深層有利儲(chǔ)集體發(fā)育的影響因素

2.1 異常壓力使中深層儲(chǔ)層保持較好的儲(chǔ)集物性

超壓的發(fā)育往往是中深部?jī)?yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的關(guān)鍵影響因素[7-9]。西湖凹陷目前的鉆井鉆探至中深層普遍發(fā)現(xiàn)異常高壓，壓力系數(shù)1.2～1.6，特別是在3800～4500m 井段中，超壓現(xiàn)象明顯。

西湖凹陷含油氣層位埋深一般大于2500m，從孔隙度與深度關(guān)系圖上看，儲(chǔ)層物性大約在埋深3500～4200m 有轉(zhuǎn)折現(xiàn)象，其上儲(chǔ)層壓實(shí)作用占主導(dǎo)地位，物性隨埋深下降；其下埋深對(duì)物性影響變小，尤其是進(jìn)入異常壓力地層后，儲(chǔ)層孔隙度、滲透率明顯偏離正常壓實(shí)趨勢(shì)線，巖心分析孔隙度基本保持在8%～12%左右，滲透率大多在0.1～1mD之間。表明西湖凹陷異常壓力對(duì)深部?jī)?chǔ)層物性具有明顯的改善作用（圖2）。

2.2 長(zhǎng)石等鋁硅酸鹽巖溶解作用產(chǎn)生次生孔隙

2.2.1 長(zhǎng)石等鋁硅酸鹽巖溶解作用方式

圖2 西湖凹陷物性與異常壓力關(guān)系Fig.2 Relationship between physical properties and abnormal pressure in Xihu Sag

西湖凹陷長(zhǎng)石等鋁硅酸鹽巖溶解作用明顯[10]，鋁硅酸鹽巖的溶解作用主要有三種方式：有機(jī)酸對(duì)骨架顆粒的溶解作用、大氣水作為長(zhǎng)石等鋁酸鹽巖的溶解介質(zhì)、CO2及碳酸對(duì)骨架顆粒的溶解作用，其中有機(jī)酸在西湖凹陷影響最大。在深埋藏地層中，次生孔隙形成與有機(jī)酸（羧酸）的溶解鋁硅酸鹽有關(guān)。自生高嶺石一般被認(rèn)為是溶蝕作用的標(biāo)志礦物，高嶺石和長(zhǎng)石含量隨深度變化的趨勢(shì)相反，自生高嶺石相對(duì)含量高值段往往對(duì)應(yīng)著較強(qiáng)的溶蝕作用[11-13]。西湖凹陷中深層地層中，鋁硅酸鹽巖的溶解介質(zhì)主要來(lái)自烴源層的有機(jī)酸。平面上，西湖凹陷南部區(qū)塊地層與北部地區(qū)相比較，長(zhǎng)石含量明顯偏低，這個(gè)結(jié)論與南部相應(yīng)層段有機(jī)質(zhì)熱演化程度高于北部規(guī)律相符。平湖組長(zhǎng)石含量分布規(guī)律與花港組一致，同樣支持溶解介質(zhì)為烴源層的有機(jī)酸推論。縱向上，它們的影響作用隨深度的增加而增強(qiáng)，對(duì)平湖組的影響大于花港組，平湖組下部地層次生孔隙可能更發(fā)育，也指示著溶解介質(zhì)來(lái)自平湖組烴源巖的有機(jī)酸。

2.2.2 長(zhǎng)石等鋁硅酸鹽巖的溶解孔隙特征及分布

（1）鋁硅酸鹽巖的溶解孔隙特征

在掃描電鏡下，西湖凹陷平湖組和花港組砂巖中可以觀察到大量長(zhǎng)石被溶蝕形成的次生孔隙（圖3），孔隙類型大致可分為粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔。溶解后產(chǎn)生的高嶺石經(jīng)常占據(jù)長(zhǎng)石溶解空間，在西部斜坡帶和中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶南部的平湖組和花港組廣泛分布，并常見(jiàn)自生石英礦物的沉淀作用與自生高嶺石伴生。

（2）次生孔隙分布

圖3 長(zhǎng)石礦物溶蝕的孔隙類型Fig.3 Pore types of feldspar mineral dissolution

通過(guò)高嶺石與長(zhǎng)石含量的相互關(guān)系，可以知道鋁硅酸鹽巖的溶解情況，在條件相似的情況下，可以推測(cè)次生孔隙的分布。按照構(gòu)造帶統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表2），西部斜坡帶的自生高嶺石和自生石英的含量都比較高，而長(zhǎng)石分布恰恰與自生石英、自生高嶺石的含量相反，說(shuō)明西湖凹陷西部斜坡帶是鋁硅酸鹽巖發(fā)生溶蝕作用最強(qiáng)烈地區(qū)[14]。

根據(jù)砂巖薄片的統(tǒng)計(jì)（表3），西部斜坡帶和東次凹次生孔隙所占總孔隙的比例最高。統(tǒng)計(jì)表明西湖凹陷次生孔隙所占的比例是較高的，這正是深部?jī)?chǔ)層仍然保存比較好的儲(chǔ)集物性的原因之一?？v向上，花港組上段至平湖組三段，孔隙度、滲透率呈減小趨勢(shì)，但平湖組四段—五段明顯出現(xiàn)了孔隙度和滲透率變好的趨勢(shì)（表4），平均埋深在3650～3928m，孔隙度依然保持15%～16%，滲透率59～114mD。

表2 西湖凹陷儲(chǔ)層砂巖中自生礦物構(gòu)成的總體特征Table 2 General characteristics of authigenic mineral composition in reservoir sandstones of Xihu Sag

表3 西湖凹陷平湖組、花港組和龍井組儲(chǔ)層砂巖孔隙的構(gòu)成Table 3 Formation of reservoir sandstone pores in Pinghu formation, Huagang formation and Longjing formation in Xihu Sag

表4 西湖凹陷花港組、 平湖組各地層段儲(chǔ)層巖石孔隙度和滲透率的總體特征Table 4 Overall characteristics of rock porosity and permeability in the Huagang formation and Pinghu formation of Xihu Sag

總之，鋁硅酸鹽巖的溶解作用在西湖凹陷是普遍存在的，在西部斜坡帶和東次凹尤為強(qiáng)烈，溶解作用產(chǎn)生了大量的次生孔隙，在埋深3600m 以下仍然可以保存比較好的儲(chǔ)集物性。

2.3 中深層儲(chǔ)層油氣充注早，抑制了儲(chǔ)層進(jìn)一步膠結(jié)作用

儲(chǔ)層的成巖作用過(guò)程復(fù)雜而又漫長(zhǎng)，最關(guān)鍵的是孔隙流體與礦物間的相互作用。油氣進(jìn)入孔隙之后，對(duì)孔隙的進(jìn)一步膠結(jié)具有抑制作用，這已經(jīng)形成了共識(shí)。烴類的極性分子和巖石礦物之間的吸引作用，在巖石表面形成了一層“烴膜”，阻止了礦物離子在巖石表面的吸附作用，抑制了膠結(jié)作用的產(chǎn)生[15]。

以西湖凹陷西部斜坡帶的兩口井為例，A 井在3954.2～3956.4m 是一層含油砂巖，該砂巖是潮道砂巖，電測(cè)解釋孔隙度為17.3%；另一層潮道砂巖埋深3741.7～3747.0m，厚度比前者大，但其孔隙度只有5%。層位相同，沉積環(huán)境一樣，但由于沒(méi)有油氣充注，其儲(chǔ)集物性明顯變差。B 井埋深3223.4～3253.5m 電測(cè)解釋為氣層，底部含油，孔隙度20.1%，與之相鄰的另一套厚度和沉積環(huán)境相似的砂巖，沒(méi)有油氣充注，孔隙度為16.5%，兩者孔隙度差別近5%。

多口井的電測(cè)數(shù)據(jù)均顯示儲(chǔ)層是否含油氣與其物性具明顯的關(guān)聯(lián)，這在平湖組中尤為顯著。造成這一現(xiàn)象的主要原因是平湖組儲(chǔ)層和烴源巖層相互疊置，油氣一經(jīng)生成，進(jìn)入相鄰儲(chǔ)層中，在表面形成一層保護(hù)膜，從而抑制了膠結(jié)作用。而花港組盡管儲(chǔ)層形成時(shí)間比較晚，但油氣充注的時(shí)間也比較晚，因此油氣抑制膠結(jié)作用并不明顯。

3 結(jié)論

（1）西湖凹陷中深層儲(chǔ)層超壓普遍發(fā)育，對(duì)原生孔隙具有一定的保護(hù)和改善作用，是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的關(guān)鍵因素；

（2）西湖凹陷長(zhǎng)石等鋁硅酸鹽巖溶解作用明顯，溶解介質(zhì)主要來(lái)自烴源巖的有機(jī)酸，高嶺石膠結(jié)物和鋁硅酸鹽巖的溶解作用對(duì)儲(chǔ)層物性有正向促進(jìn)作用，是中深層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的重要因素；

（3）油氣早期充注可在巖石顆粒表面形成一層保護(hù)膜，有效抑制了儲(chǔ)層的膠結(jié)作用，大大改善了儲(chǔ)層物性，是中深層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的重要因素。