王茂楨，吳 奎，郭 濤，惠冠洲，郝軼偉

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459）

0 引言

近年來，隨著能源需求的日益增長，巖性地層油氣藏成為我國陸上石油天然氣勘探的主戰(zhàn)場(chǎng)，油氣發(fā)現(xiàn)約占探明儲(chǔ)量的80%［1］。砂礫巖作為一類重要的巖性地層油氣藏儲(chǔ)層，具有較高的勘探價(jià)值。目前已在準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷［2］、渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷［3］、松遼盆地北部［4］等多個(gè)地區(qū)開展了針對(duì)砂礫巖儲(chǔ)層的研究，并在砂礫巖沉積環(huán)境及儲(chǔ)層非均質(zhì)性方面獲得了較多認(rèn)識(shí)。鄒妞妞等［5］、靳軍等［6］認(rèn)為砂礫巖多為近源快速沉積體系，具有巖石結(jié)構(gòu)復(fù)雜、構(gòu)造種類多樣、巖相變化迅速的特點(diǎn)；王劍等［7］、李維鋒等［8］指出扇三角洲成因的砂礫巖發(fā)育較為廣泛，主要包括牽引流及重力流兩大成因類型；龐德新［9］、支東明等［10］認(rèn)為巖石成熟度、泥質(zhì)雜基含量差異、孔隙結(jié)構(gòu)類型以及后期成巖改造作用等造成了儲(chǔ)集物性的差異；王劍等［11］在對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地瑪南地區(qū)砂礫巖的研究中指出，沉積控制、斷裂溝通、流體改造是優(yōu)質(zhì)砂礫巖儲(chǔ)層形成的三大要素。以往對(duì)砂礫巖儲(chǔ)層的研究多集中于陡坡帶及扇三角洲成因的砂礫巖儲(chǔ)集體，而對(duì)于在緩坡帶分布的砂礫巖儲(chǔ)層研究相對(duì)較少。

近幾年，渤海海域東營凹陷［12-14］、秦南凹陷［15］、渤中凹陷［16］等發(fā)現(xiàn)了多個(gè)大中型砂礫巖油氣田，尤其在遼東凹陷東南緣緩坡帶取得了一定成果［17］。遼東凹陷東南緣位于盆緣緩坡帶，具有物源多、沉積類型多樣、斷裂坡折復(fù)雜等特點(diǎn)。不同于已報(bào)道的砂礫巖儲(chǔ)層，該區(qū)砂礫巖發(fā)育有大量非構(gòu)造裂縫，且測(cè)試產(chǎn)能較高，但整體表現(xiàn)為物性差異大、非均質(zhì)性強(qiáng)的特征，尋找優(yōu)質(zhì)的砂礫巖儲(chǔ)集體成為該區(qū)下步勘探工作的重點(diǎn)。利用壁心、薄片、元素分析等相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)試資料，對(duì)遼東凹陷東南緣古近系沙二段砂礫巖儲(chǔ)層特征及其主控因素進(jìn)行研究，并探討優(yōu)質(zhì)砂礫巖儲(chǔ)層的成因機(jī)理及優(yōu)勢(shì)發(fā)育區(qū)帶，以期為緩坡帶砂礫巖油氣藏勘探提供理論依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

遼東灣坳陷是渤海灣盆地的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，屬于下遼河坳陷的海域延伸部分，北接遼河坳陷，東鄰膠遼隆起，南部與渤中坳陷相鄰，西側(cè)為燕山褶皺帶，整體受郯廬斷裂帶控制，呈北東走向［17］。遼東灣坳陷在經(jīng)歷了古近系和新近系2 個(gè)斷陷階段后，形成了“三凹夾三凸”的構(gòu)造格局，自西向東可劃分為遼西凹陷、遼西南凸起、遼西凸起、遼中凹陷、遼東凸起和遼東凹陷6 個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，均呈北東向近平行展布（圖1a）。遼東凹陷位于遼東灣坳陷東南部，西側(cè)與遼中凹陷相鄰，東部緊鄰膠遼隆起長興島凸起。

研究區(qū)位于遼東凹陷向長興島凸起過渡的緩坡帶上，構(gòu)造整體呈北東走向，經(jīng)歷了古新世—始新世中期（38.0～65.0 Ma）伸展裂陷階段、始新世晚期—漸新世早期（32.8～38.0 Ma）裂后熱沉降階段和漸新世東營期（24.6～32.8 Ma）走滑拉分裂陷階段3 個(gè)構(gòu)造演化階段［18］。研究區(qū)地層發(fā)育較全，自下而上依次發(fā)育元古界南華系變質(zhì)巖、中生界白堊系火山巖、新生界古近系及新近系碎屑巖等地層，其中古近系地層發(fā)育齊全，主要包括沙河街組和東營組，沙河街組由老到新依次為沙三段（E2s3）、沙二段（E2s2）和沙一段（E2s1），以半深湖—深湖和三角洲沉積為主，東營組由老到新依次為東三段（E3d3）、東二段（E3d2，分為東二下亞段和東二上亞段）和東一段（E3d1），發(fā)育湖泊和三角洲沉積（圖1b）［18］。本次研究目的層系為沙二段，研究區(qū)共有4 口探井鉆遇該層系。受長興島凸起物源的持續(xù)供給、緩坡帶水道繁多、砂體變化大等影響，研究區(qū)發(fā)育了多種類型的沉積相，其中緩坡帶北段邊界斷層高差較大，主要發(fā)育扇三角洲沉積，中南段主要發(fā)育辮狀河三角洲，局部發(fā)育混合沉積。

圖1 遼東凹陷東南緣構(gòu)造位置與沉積相分布（a）及巖性地層綜合柱狀圖（b）Fig.1 Structural location and sedimentary distribution（a）and stratigraphic column（b）of southeastern margin of Liaodong Sag

2 儲(chǔ)層特征

2.1 巖石組分特征

對(duì)遼東凹陷東南緣緩坡帶4 口井沙二段砂礫巖儲(chǔ)層31 個(gè)壁心樣品的薄片分析與統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表1）顯示，LD29-A 井碎屑成分中石英體積分?jǐn)?shù)小于10.0%，平均值為5.5%；長石體積分?jǐn)?shù)小于10.0%，平均值為6.0%；巖屑含量較高，體積分?jǐn)?shù)約為85.0%；巖屑成分以沉積巖巖屑為主，體積分?jǐn)?shù)大于85.0%，平均值為92.4%，其次為變質(zhì)巖巖屑。LD29-B 井碎屑成分以石英為主，體積分?jǐn)?shù)為35.0%～95.0%，平均值為71.7%；長石體積分?jǐn)?shù)約為10.0%；巖屑含量中等，平均值為22.8%；巖屑成分中變質(zhì)巖巖屑含量較高，體積分?jǐn)?shù)平均為75.0%。LD29-C 井碎屑成分中石英體積分?jǐn)?shù)為78.0%～95.0%；長石及巖屑含量較低，巖屑成分以變質(zhì)巖巖屑為主。LD29-D 井碎屑成分中石英體積分?jǐn)?shù)為10.0%～54.0%，平均值為35.4%；長石體積分?jǐn)?shù)為12.0%～38.0%，平均值為27.7%；巖屑體積分?jǐn)?shù)為8.0%～63.0%，平均值為36.9%；巖屑成分以火山巖及變質(zhì)巖巖屑為主。LD29-D 井沙二段晚期樣品中含少量生物屑，主要為介形蟲碎片。整體來看，研究區(qū)南段巖石成分以石英碎屑為主，巖屑含量較少，其中變質(zhì)巖巖屑含量較高；北段巖屑含量較高，表現(xiàn)為以碳酸鹽巖為主的沉積巖巖屑富集。

表1 遼東凹陷東南緣古近系沙二段巖石學(xué)特征Table 1 Petrological characteristics of E2s2 in southeastern margin of Liaodong Sag

2.2 物性特征

遼東凹陷東南緣沙二段砂礫巖儲(chǔ)層孔隙度為3.5%～19.0%，平均值為10.1%；滲透率為0.9～120.6 mD，平均值為39.8 mD，整體屬于低孔低滲儲(chǔ)層（圖2），且孔隙度與滲透率相關(guān)性較強(qiáng)，表明孔隙類型以原生（殘余）粒間孔為主。各井區(qū)物性差異較大，單井縱向變化顯著，其中LD29-D 井實(shí)測(cè)孔隙度為5.7%～19.0%，平均值為13.9%，測(cè)井滲透率為36.8～120.6 mD，平均值為72.5 mD；LD29-C 井測(cè)井孔隙度為13.2%～14.4%，平均值為13.8%，測(cè)井滲透率為52.0～76.9 mD，平均值為67.1 mD；LD29-B 井實(shí)測(cè)孔隙度為3.5%～16.6%，平均值為10.0%，測(cè)井滲透率為0.9～33.5 mD，平均值為17.6 mD；LD29-A 井實(shí)測(cè)孔隙度為0.9%～11.7%，平均值為7.6%，無測(cè)井滲透率數(shù)據(jù)。

圖2 遼東凹陷東南緣古近系沙二段儲(chǔ)層物性特征Fig.2 Reservoir physical properties of E2s2 in southeastern margin of Liaodong Sag

3 儲(chǔ)層主控因素

遼東凹陷東南緣位于盆緣緩坡帶，砂礫巖成因復(fù)雜，具有物源多、沉積類型多樣、斷裂坡折復(fù)雜等特征，非均質(zhì)性較強(qiáng)。結(jié)合壁心、薄片等分析化驗(yàn)資料，認(rèn)為研究區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層發(fā)育程度主要受母巖性質(zhì)、沉積環(huán)境和成巖作用的控制。

3.1 母巖性質(zhì)

母巖作為儲(chǔ)層的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)儲(chǔ)層具有重要的影響［19］。母巖性質(zhì)對(duì)遼東凹陷東南緣沙二段砂礫巖儲(chǔ)層的影響主要表現(xiàn)在母巖有效裂縫和母巖巖性2 個(gè)方面。

母巖有效裂縫的發(fā)育程度決定了儲(chǔ)集空間的類型。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)研究區(qū)各井區(qū)砂礫巖均發(fā)育不同程度的裂縫，但充填程度不同。以碳酸鹽巖為主要物源的LD29-A 井區(qū)，因碳酸鹽巖易溶的特點(diǎn)，早期裂縫在物源區(qū)就已經(jīng)被充填，經(jīng)歷后期搬運(yùn)沉積后，雖然能夠形成新的裂縫但多數(shù)被后期膠結(jié)作用所充填，原始的裂縫也沒有被重新開啟（圖3a）。以石英巖為主要物源的LD29-C 井區(qū)，其母巖在物源區(qū)也發(fā)育了一定程度的裂縫，由于石英巖能夠提供的易溶物質(zhì)較少，早期裂縫未被大量充填，且在長距離搬運(yùn)過程中礫石間會(huì)因相互碰撞、擠壓而形成新的裂縫，原有的裂縫也會(huì)在搬運(yùn)過程中發(fā)生延展、擴(kuò)大，有些裂縫發(fā)育的礫石甚至?xí)l(fā)生破裂，在后期緩坡帶緩慢埋藏的過程中，經(jīng)歷充分的淋濾和淘洗后形成了優(yōu)質(zhì)的裂縫型儲(chǔ)層（圖3b—3d）。

圖3 遼東凹陷東南緣古近系沙二段儲(chǔ)集空間類型及成巖作用圖版（a）灰?guī)r礫石，礫石內(nèi)裂縫充填方解石，LD29-A 井，2 472.5 m，壁心；（b）石英巖礫石，裂縫發(fā)育，LD29-B 井，2 825.0 m，壁心；（c）石英礫裂縫發(fā)育，部分充填泥質(zhì)，LD29-B 井，2 762.5 m；（d）礫內(nèi)縫，方向錯(cuò)亂，LD29-C 井，2 573.0 m；（e）脫水收縮縫沿粒緣分布，LD29-C 井，2 605.0 m；（f）碳酸鹽交代礦物，LD29-A 井，2 444.2 m；（g）生物碎屑處見熒光顯示，LD29-D 井，2 434.0 m，壁心；（h）長石顆粒內(nèi)局部發(fā)育溶蝕孔隙，LD29-B 井，2 696.0 m；（i）泥晶包殼包裹在顆粒邊緣，顆粒呈懸浮狀、點(diǎn)接觸，LD29-D 井，2 434.0 mFig.3 Reservoir space types and diagenesis of E2s2 in southeastern margin of Liaodong Sag

母巖的巖性決定了儲(chǔ)層填隙物的成分和后期孔縫的保存情況。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)研究區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層物性與長英質(zhì)礦物體積分?jǐn)?shù)呈明顯的正相關(guān)關(guān)系（圖4a），而與碳酸鹽礦物體積分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（圖4b）。以花崗巖、變質(zhì)巖為主要母巖的井區(qū)，其填隙物多為細(xì)小的石英顆?；蚰噘|(zhì)，具有一定的抗壓實(shí)能力，同時(shí)長石還為后期的溶蝕提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，有利于形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。以碳酸鹽巖作為母巖的井區(qū)，其粒間填隙物也多為碳酸鹽雜基，導(dǎo)致后期成巖過程中極易形成碳酸鹽膠結(jié)物，這也是導(dǎo)致LD29-A井區(qū)物性較差的主要原因之一。

圖4 遼東凹陷東南緣古近系沙二段礦物體積分?jǐn)?shù)與孔隙度的關(guān)系Fig.4 Relationship between reservoir mineral composition and porosity of E2s2 in southeastern margin of Liaodong Sag

3.2 沉積環(huán)境

3.2.1 沉積相帶遼東凹陷東南緣整體為緩坡帶，河道溝谷復(fù)雜，且受邊界斷層高差差異的影響，砂礫巖形成于多種沉積相帶中。不同沉積相帶由于其水動(dòng)力條件不同，沉積物在搬運(yùn)過程中會(huì)發(fā)生沉積分異作用，使得不同相帶儲(chǔ)層的粒度、成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均具有差異性，影響了儲(chǔ)層原生孔縫的保存及后期成巖過程中次生孔縫的形成。

（1）辮狀河三角洲

辮狀河三角洲是研究區(qū)主要的沉積相類型，主要分布在該區(qū)中段LD29-B 井區(qū)及南段LD29-C 井區(qū)。該類沉積相中的砂礫巖礫石成分以變余石英砂巖為主，砂礫巖成分單一，且礫石磨圓好，反映較長距離搬運(yùn)的特點(diǎn)，成分成熟度高，泥質(zhì)含量較低，為有河道及溝谷貫通的沉積相帶（圖3e）。

（2）扇三角洲

扇三角洲主要發(fā)育于研究區(qū)北段LD29-A 井區(qū)，為緩坡背景下受斷裂控制的陡坡沉積，物源區(qū)沉積物順斷溝等物源通道，經(jīng)斷距較大的垂向斷面向斷裂下降盤堆積，形成了近源扇三角洲甚至是滑塌沉積體系。該類相帶沉積物粒度粗，結(jié)構(gòu)與成分成熟度均較低，沉積物掩埋迅速，雜基含量高，不利于原生孔隙的保存，并且受到物源區(qū)碳酸鹽巖的持續(xù)供給，大量的堿性離子會(huì)加劇碳酸鹽膠結(jié)物的形成，致使井區(qū)局部儲(chǔ)集空間消失殆盡，有利儲(chǔ)層基本不發(fā)育（圖3f）。

（3）混積灘

沙二段沉積末期，研究區(qū)南段LD29-D 井區(qū)發(fā)育了一套厚度較薄的混積灘沉積，主要分布在沉積坡折帶之上、古地貌較為平緩的辮狀河三角洲側(cè)翼的位置。這種類型的混積灘主要受控于三角洲沉積體系，發(fā)育在水體較為動(dòng)蕩的濱淺湖地帶，為水下局部高點(diǎn)，受陸源碎屑間歇性供應(yīng)，生屑層與砂巖層呈互層狀產(chǎn)出，巖性以含礫的生屑細(xì)砂巖為主，礫石成分主要為石英，分選較好，結(jié)構(gòu)與成分成熟度均較高，生屑層中的螺等生物體腔孔較為發(fā)育（圖3g），有利于形成良好的儲(chǔ)集空間。該類沉積相帶發(fā)育有利的儲(chǔ)集層，但由于受局部古地貌的控制，其分布范圍局限，難以形成大規(guī)模的油氣聚集。

3.2.2 坡折樣式

沉積相帶與坡折樣式的耦合方式制約了優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的分布［20-21］。研究區(qū)緩坡帶具有河道多且流向復(fù)雜的特點(diǎn)，既發(fā)育遠(yuǎn)源辮狀河三角洲，也發(fā)育近源扇三角洲沉積，同時(shí)受邊界斷層的控制，形成多種坡折樣式，主要包括單斷式坡折帶、斷階式坡折帶和沉積撓曲式坡折帶（圖5）。

圖5 遼東凹陷東南緣古近系沙二段沉積坡折樣式Fig.5 Sedimentary slope break styles of E2s2in southeastern margin of Liaodong Sag

（1）單斷式坡折帶

研究區(qū)北段LD29-A 井區(qū)主要發(fā)育單斷式坡折帶，主要受控于邊界斷層。鄰近的物源區(qū)為古生界碳酸鹽巖，易發(fā)生風(fēng)化和溶蝕，進(jìn)而形成規(guī)模較大、下切較深但延伸較短的貫通型溝谷，使得物源區(qū)破碎的碳酸鹽巖礫石未經(jīng)歷長距離搬運(yùn)而通過下切溝谷進(jìn)入湖泊。同時(shí)，由于該井區(qū)邊界斷層斷距較大，沉積物快速堆積而形成扇三角洲，攜帶的雜基含量較高，致使該井區(qū)儲(chǔ)層物性整體較差，難以形成良好的儲(chǔ)層（圖5b）。

（2）斷階式坡折帶

研究區(qū)中段LD29-B 井區(qū)發(fā)育多條與邊界斷層平行的次級(jí)斷裂，將斜坡帶分割成多個(gè)斷階。該井區(qū)緊鄰變質(zhì)巖物源區(qū)，由于變質(zhì)巖難以被風(fēng)化和溶蝕，僅發(fā)育多條下切較淺但延伸距離較長的貫通型溝谷，能夠?qū)⑤^遠(yuǎn)物源區(qū)的碎屑物攜帶入湖，通過長距離的搬運(yùn)，碎屑物整體分選和磨圓均較好。以往研究表明，隨著搬運(yùn)距離的增加，碳酸鹽礦物因其易溶的特點(diǎn)所占的比重會(huì)越來越小［22-23］，因此難以形成碳酸鹽膠結(jié)。砂體入湖后經(jīng)歷多級(jí)斷階帶波浪淘洗，成分較為純凈，結(jié)構(gòu)和成分成熟度均較高，易于形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層（圖5c）。

（3）沉積撓曲式坡折帶

研究區(qū)南段的LD29-C 和LD29-D 井距離較近，但其儲(chǔ)層發(fā)育程度卻存在較大差異。LD29-C井區(qū)整體位于撓曲式坡折帶之下，礫石成分以變余石英巖為主，成分純凈，泥質(zhì)含量較低，表明物源來自距離較遠(yuǎn)的變質(zhì)巖物源區(qū)，經(jīng)過長距離搬運(yùn)入湖，通過湖水的不斷淘洗，形成了在辮狀河三角洲沉積的高成分成熟度的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。LD29-D 井區(qū)臨近邊界斷層，位于撓曲式坡折帶之上，沙二段沉積早期，同時(shí)受遠(yuǎn)源變質(zhì)巖源區(qū)和近源火山巖源區(qū)的影響，礫石成分混雜，既有遠(yuǎn)源的變余石英砂巖，也有近源的火山巖，由于該沉積時(shí)期水動(dòng)力較弱，波浪和沿岸流淘洗作用難以將泥質(zhì)成分完全淘洗殆盡，因此早期儲(chǔ)層中泥質(zhì)雜基含量較高，儲(chǔ)層物性較LD29-C 井區(qū)差；沙二段沉積晚期，古地貌位置較為平緩，物源供給能力下降，形成了有利于生物生長的近岸混積灘沉積，可形成較好的儲(chǔ)層類型，但厚度通常較小（圖5d）。

3.3 成巖作用

遼東凹陷東南緣砂礫巖儲(chǔ)層在埋藏過程中經(jīng)歷了不同程度的成巖作用，主要包括壓實(shí)作用、溶蝕作用及膠結(jié)作用，不同成巖作用對(duì)儲(chǔ)層的改造強(qiáng)弱直接影響了砂礫巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集能力。

3.3.1 壓實(shí)作用

壓實(shí)作用是儲(chǔ)層物性降低的主要因素之一。研究區(qū)北段砂礫巖礫石含量高，以碳酸鹽巖礫石為主，且扇三角洲沉積雜基含量高，抗壓實(shí)能力較弱；中南段砂礫巖結(jié)構(gòu)和成分成熟度均較高，雜基含量低，剛性的石英巖顆?？捎行У挚箟簩?shí)作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響。此外，泥質(zhì)雜基的含量也在一定程度上影響了壓實(shí)作用的強(qiáng)弱。通過研究認(rèn)為，泥質(zhì)雜基對(duì)物性的影響具有兩面性，當(dāng)泥質(zhì)雜基體積分?jǐn)?shù)小于20%時(shí)，其與孔隙度呈正相關(guān)關(guān)系；當(dāng)其體積分?jǐn)?shù)大于20%時(shí)，其影響效果則是相反的（圖6）。當(dāng)泥質(zhì)雜基含量較低時(shí)，一方面可以抵抗壓實(shí)作用對(duì)原生孔隙的破壞，保護(hù)原生孔隙，另一方面還可以抑制早期大面積碳酸鹽膠結(jié)對(duì)原生孔隙的破壞作用，并且在后期成巖過程中能夠脫水形成收縮縫，連通原生孔縫，形成優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)集空間；泥質(zhì)雜基含量高，則會(huì)增強(qiáng)壓實(shí)作用對(duì)儲(chǔ)層物性的破壞。沙二段沉積早期，LD29-D 井區(qū)砂礫巖結(jié)構(gòu)成熟度較低，大量的泥質(zhì)雜基使原生孔隙被完全充填，形成較強(qiáng)的泥質(zhì)膠結(jié)，導(dǎo)致儲(chǔ)層物性變差；沙二段沉積晚期，LD29-D 井區(qū)位于古地貌局部高點(diǎn)位置，物源供給相對(duì)較弱，生物生長活躍，在后期成巖過程中生物碎屑一定程度上抑制了壓實(shí)作用的影響，對(duì)原生孔隙的保存具有積極作用。

圖6 遼東凹陷東南緣古近系沙二段砂礫巖儲(chǔ)層泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)與孔隙度的關(guān)系Fig.6 Relationship between shale content and porosity of sandy conglomerate reservoirs of E2s2 in southeastern margin of Liaodong Sag

3.3.2 溶蝕作用

砂礫巖儲(chǔ)層由于成分復(fù)雜，其易溶組分也相對(duì)多樣，礫石、礦物顆粒、膠結(jié)物等均可發(fā)生一定程度的溶蝕，這也是研究區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層次生孔隙形成的主要原因。通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，溶蝕作用主要發(fā)育于研究區(qū)中南段的砂礫巖儲(chǔ)層中，主要原因在于：①LD29-B 井區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層中含有較多的易溶組分，主要是長石碎屑等顆粒、易溶雜基等。這些易溶組分不僅為次生孔隙提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，也為連通原生與次生孔縫、改善儲(chǔ)層物性提供了幫助（圖3h）。②研究區(qū)緊鄰遼東南洼生烴凹陷，油氣顯示非?；钴S，且隨著埋藏深度的增加，儲(chǔ)層附近暗色泥巖中的有機(jī)酸會(huì)隨著壓實(shí)作用的不斷增強(qiáng)與泥巖中的層間水一起注入砂礫巖孔隙，對(duì)易溶組分進(jìn)行溶蝕，進(jìn)而形成次生孔縫。③研究區(qū)位于順向斷階帶的下盤，走滑斷裂周圍的平行斷層及垂直于主斷裂的次級(jí)斷裂，為酸性流體的注入提供了良好的通道，有效的流體交換一方面可以抑制碳酸鹽膠結(jié)物的沉淀及自生黏土礦物的形成，保存了一定的原生孔隙，另一方面還可以帶出溶蝕產(chǎn)物，有利于溶蝕作用的進(jìn)一步發(fā)生。

3.3.3 膠結(jié)作用

研究區(qū)膠結(jié)作用對(duì)儲(chǔ)層孔隙度的影響明顯大于壓實(shí)作用，這是該區(qū)儲(chǔ)層總體呈現(xiàn)低孔的重要原因（圖7）。碳酸鹽膠結(jié)物是研究區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層中最主要的膠結(jié)物類型，LD29-B 井區(qū)的碳酸鹽膠結(jié)主要形成于埋藏成巖階段，即在砂礫巖儲(chǔ)層埋藏成巖過程中形成的，而LD29-A 井區(qū)既有早期的碳酸鹽膠結(jié)，又有晚期埋藏成巖階段形成的碳酸鹽膠結(jié)，其碳酸鹽膠結(jié)作用的形成是一個(gè)長時(shí)間且連續(xù)的過程（圖8），這是導(dǎo)致LD29-A 井區(qū)沙二段砂礫巖儲(chǔ)層物性較差的主要原因。

圖7 遼東凹陷東南緣古近系沙二段壓實(shí)作用與膠結(jié)作用評(píng)價(jià)Fig.7 Evaluation of compaction and cementation of E2s2 in southeastern margin of Liaodong Sag

圖8 遼東凹陷東南緣古近系沙二段同位素特征與成巖環(huán)境的關(guān)系Fig.8 Relationship between isotopic characteristics and diagenetic environment of E2s2 in southeastern margin of Liaodong Sag

LD29-A 井區(qū)沙二段儲(chǔ)層中的自生方解石多以連晶狀、顆粒點(diǎn)接觸形式存在，說明碳酸鹽膠結(jié)多形成于早成巖期。該時(shí)期沉積物埋藏較淺，壓實(shí)作用弱，儲(chǔ)層原生孔縫發(fā)育且連通性好。強(qiáng)氧化性的盆外流體交換頻繁，為碳酸鹽膠結(jié)的形成提供了有利環(huán)境；同時(shí)，物源區(qū)海相碳酸鹽巖的持續(xù)供給，為碳酸鹽膠結(jié)的形成提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。以往研究表明，碳酸鹽巖的巖屑含量與碳酸鹽膠結(jié)作用的強(qiáng)弱具有良好的正相關(guān)關(guān)系，主要是由于在后期成巖過程中，碳酸鹽巖巖屑易發(fā)生壓溶等水巖反應(yīng)，為碳酸鹽膠結(jié)物在孔隙中的沉淀提供了物質(zhì)來源，不利于原生孔隙的保存［24］。除了碳酸鹽巖巖屑提供的Ca2+和Mg2+外，隨著成巖演化程度的加深，泥巖中的蒙脫石向伊利石的轉(zhuǎn)化脫水也會(huì)為碳酸鹽膠結(jié)物提供大量的堿性離子，這也是處于中成巖B期的LD29-A井區(qū)碳酸鹽膠結(jié)程度高于南部井區(qū)的一個(gè)主要原因。一般來說，早期生成的碳酸鹽膠結(jié)物會(huì)由于后期埋藏過程中流體性質(zhì)的變化而發(fā)生一定程度的溶蝕作用，形成次生孔隙。從薄片觀察來看，研究區(qū)碳酸鹽膠結(jié)物后期的溶蝕作用并不明顯，使得碳酸鹽膠結(jié)物不僅在早期占據(jù)了相當(dāng)一部分骨架顆粒間的原生孔隙，而且在后期繼續(xù)生長，有的甚至發(fā)生了碳酸鹽交代長石等易溶骨架顆粒，再加上早成巖期沉淀的碳酸鹽膠結(jié)物對(duì)儲(chǔ)集層滲透率的影響，導(dǎo)致砂礫巖儲(chǔ)集層致密性加劇，這也是研究區(qū)儲(chǔ)層最終具有特低滲的重要原因。

4 優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層成因機(jī)理

通過對(duì)比遼東凹陷東南緣南段沙二段儲(chǔ)層物源母巖巖性、沉積相帶及成巖作用對(duì)砂礫巖儲(chǔ)集能力的影響，綜合認(rèn)為該區(qū)緩坡帶主要發(fā)育裂縫繼承型和近岸混積灘型2 種類型的優(yōu)質(zhì)砂礫巖。

4.1 裂縫繼承型儲(chǔ)層

研究區(qū)裂縫繼承型儲(chǔ)層以裂縫較為發(fā)育的變質(zhì)石英巖作為母巖，礫石從母巖剝離時(shí)不僅保存了在物源區(qū)形成的部分裂縫，而且在長距離的搬運(yùn)過程中發(fā)生碰撞甚至斷裂，使得礫內(nèi)縫進(jìn)一步形成。以研究區(qū)LD29-B 井區(qū)和LD29-C 井區(qū)為代表，該類儲(chǔ)層主要發(fā)育在沉積坡折帶的下部，巖石成分較為純凈，但含有少量的泥質(zhì)雜基。這些剛性的石英巖礫石及少量的泥質(zhì)雜基在早成巖階段早期有效地抑制了壓實(shí)作用，保存了一定量的原生孔隙和裂縫，有效保存了儲(chǔ)層的原始物性。隨著埋藏的不斷加深，砂礫巖儲(chǔ)層受到上覆地層壓力及構(gòu)造應(yīng)力的擠壓，儲(chǔ)層內(nèi)部的顆粒會(huì)優(yōu)先沿著礫石裂縫或者顆粒邊緣發(fā)生破碎，從而形成了大量的粒內(nèi)縫及粒緣縫，對(duì)儲(chǔ)層物性及裂縫連通性具有明顯的改善作用。在成巖階段后期，少量的泥質(zhì)雜基脫水收縮形成脫水收縮縫，可以有效連通原生與次生裂縫，形成良好的油氣運(yùn)移及儲(chǔ)集空間，有效地增強(qiáng)了砂礫巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集和滲流能力，形成優(yōu)質(zhì)的裂縫型儲(chǔ)層（圖9）。

圖9 遼東凹陷東南緣古近系沙二段裂縫繼承型儲(chǔ)層成因模式Fig.9 Genetic model of inmh a errgi tiend o ffr L ac ia tu od re o n re g s S er a vgo irs of E2s2 in southeastern

4.2 近岸混積灘型儲(chǔ)層

灘壩是發(fā)育于濱岸帶的一種非常重要的油氣儲(chǔ)集體，研究區(qū)發(fā)育的近岸混積灘型儲(chǔ)層也是一種優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的發(fā)育模式［25-27］?；旆e灘相帶受波浪和沿岸流的控制，即使在有碳酸鹽流體供應(yīng)的背景下也不會(huì)形成穩(wěn)定的早期碳酸鹽膠結(jié)，反而在礦物顆粒表面容易形成多期泥晶包殼（圖3i）。這些早期成巖階段形成的泥晶包殼在砂礫巖顆粒遭受強(qiáng)烈壓實(shí)作用前包裹在顆粒周圍，雖然占據(jù)了少量的孔隙空間，但這種包裹作用可以有效減輕顆粒間的壓實(shí)，降低了儲(chǔ)層的致密化程度。同時(shí)，早期泥晶包殼的存在占據(jù)了顆粒表面早期碳酸鹽膠結(jié)物的生長空間，而且在后期的成巖過程中，還能有效地避免碳酸鹽巖礫石發(fā)生壓溶等水化反應(yīng)，減少孔隙中堿性離子的注入，抑制碳酸鹽膠結(jié)的形成，保證酸性流體能夠順利進(jìn)入孔隙，進(jìn)而改善儲(chǔ)層物性。此外，混積灘環(huán)境也是腹足類、介形蟲等生物生存的水體環(huán)境，后期鮞粒、生物體腔孔等均可以作為油氣良好的儲(chǔ)存空間，形成油氣富集的有利區(qū)帶（圖10）。

圖10 遼東凹陷東南緣古近系沙二段近岸混積灘型儲(chǔ)層成因模式Fig.10 Genetic model of nearshore mixed beach reservoirs of E2s2 in southeastern margin of Liaodong Sag

5 砂礫巖油氣藏勘探潛力

目前砂礫巖油氣藏已成為陸上油田資源接替的新方向［28-30］。在渤海海域的油氣勘探中，砂礫巖油氣藏也已經(jīng)取得了一定發(fā)現(xiàn)，但仍處于初步探索階段，剩余資源潛力較大。巖性油氣藏的儲(chǔ)層條件主要受控于儲(chǔ)層砂體類型和儲(chǔ)層物性2 個(gè)方面。綜合上述砂礫巖油氣藏儲(chǔ)層主控因素及成因機(jī)理，將遼東凹陷東南緣劃分出2 個(gè)有利的巖性油氣藏勘探潛力區(qū)帶：研究區(qū)中段的同向斷階坡折帶和南段的近岸混積灘生屑發(fā)育帶，其有望成為下一步巖性油氣藏勘探的儲(chǔ)量接替區(qū)。

（1）同向斷階坡折帶

研究區(qū)中段發(fā)育同向斷階坡折帶，物源主要為遠(yuǎn)源的變余石英砂巖，長距離的搬運(yùn)使礫石分選和磨圓均較好，且礫石之間長期碰撞產(chǎn)生裂縫，入湖后在各級(jí)斷階處不斷接受湖浪和水流的淘洗作用，巖石成分變得較為純凈。此外，剛性的石英巖礫石及少量的泥質(zhì)雜基在早成巖階段早期有效抑制了壓實(shí)作用，保存了一定的原生孔縫，有利于形成優(yōu)質(zhì)的裂縫繼承型儲(chǔ)層。在各級(jí)斷階坡腳位置，該類儲(chǔ)層厚度最大，向坡下儲(chǔ)層呈楔形變薄。因此，研究區(qū)中段的同向斷階坡折帶是一類優(yōu)質(zhì)的巖性油氣藏勘探區(qū)帶（圖11）。

（2）近岸混積灘生屑發(fā)育帶

研究區(qū)南段近邊界斷裂一側(cè)的基底為中生界火山巖，風(fēng)化剝蝕相對(duì)困難，為古地貌高點(diǎn)，有利于生物富集，水體較為動(dòng)蕩，陸源碎屑間歇性供應(yīng)，具有生物碎屑與砂礫巖互層的特征，有利于形成近岸混積灘型優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。雖然這類儲(chǔ)層分布范圍局限，厚度不大，但由于生物殼體能夠提供豐富的儲(chǔ)集空間，儲(chǔ)層物性較好。因此，研究區(qū)南段的近岸混積灘生屑發(fā)育帶也可以作為一類優(yōu)質(zhì)的巖性勘探目標(biāo)（圖11）。

6 結(jié)論

（1）遼東凹陷東南緣古近系沙二段砂礫巖儲(chǔ)層物性特征與母巖類型密切相關(guān)，其中母巖裂縫的有效性直接決定了砂礫巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間類型，母巖巖性則決定了儲(chǔ)層填隙物的成分及孔隙后期的保存情況。

（2）研究區(qū)沉積相帶是控制砂礫巖儲(chǔ)層物性的關(guān)鍵因素，優(yōu)質(zhì)的砂礫巖儲(chǔ)層主要發(fā)育在辮狀河三角洲前緣及近岸混積灘沉積相帶，同時(shí)遠(yuǎn)源沉積坡折帶下部的沉積相帶也有利于發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。

（3）成巖作用對(duì)研究區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性具有重要影響，其中，碳酸鹽膠結(jié)是儲(chǔ)層物性最主要的破壞作用，導(dǎo)致研究區(qū)北段砂礫巖物性較差；泥質(zhì)雜基對(duì)儲(chǔ)層物性的影響具有兩面性，溶蝕作用有利于形成次生孔隙，增強(qiáng)孔隙連通性，是改善儲(chǔ)層物性的重要因素。

（4）研究區(qū)發(fā)育2 種優(yōu)質(zhì)砂礫巖儲(chǔ)層，一種是以遠(yuǎn)源變質(zhì)巖為母巖、礫石經(jīng)長距離搬運(yùn)使得裂縫發(fā)育而形成的裂縫繼承型儲(chǔ)層，另一種是泥晶包殼發(fā)育、生物碎屑較為富集的近岸混積灘型儲(chǔ)層。

（5）研究區(qū)中段母巖類型好，緩坡帶發(fā)育同向斷階帶坡折帶，是裂縫繼承型砂礫巖儲(chǔ)層有利發(fā)育區(qū)；南段臨近邊界斷裂的局部高點(diǎn)，陸源碎屑間歇性供應(yīng)，有利于生物生長，是近岸混積灘型優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層有利發(fā)育區(qū)。這2 個(gè)優(yōu)質(zhì)的巖性目標(biāo)具有較大勘探潛力。