复杂砂砾岩储集体岩相特征研究与识别
复杂砂砾岩储集体岩相特征研究与识别
【摘要】复杂砂砾岩储集体，具有成因类型多样、成分复杂、岩石结构差异大、储层非均质性强及不同砂砾岩体识别难度大等显著特点。
为准确识别砂砾岩储集体，利用岩心观察描述、分析化验，在深入分析砂砾岩岩相的基础上，采用多元分析技术识别出砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩等主要岩相；根据不同砾岩相之间物性和岩石结构的差异，将砾岩相进一步细分为颗粒支撑砾岩、杂基支撑砾岩和混合支撑砾岩相。
砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩岩相之间易于区别，但砾质砂岩和砂岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩有时难以有效区别，另外粗砾与中、细砾区分效果也较差，仅具一定参考性。
【关键词】砂砾岩体岩相特征岩心多元分析技术
复杂砂砾岩储集体具有4大特点：
（1）岩矿种类多、成分和结构复杂，成分为复成分，包括碳酸盐岩、石英砂岩、石英岩、泥岩及硅质岩，结构不一，有粗砾、中砾及细砾；
（2）岩石类型多，包括砾岩、砂质砾岩、砾质砂岩、含砾砂岩及砂岩；
（3）不同岩类储集空间差异大，以碳酸盐岩砾为主的砂砾岩储集空间发育砾内、砾间溶孔及微裂缝，以石英砂岩砾为主的砂砾岩储集空间发育砾内原生孔、砾内及砾间溶孔、裂缝及溶蚀孔洞；（4）砂砾岩体连片分布，且横向具可对比性，但由于总体孔隙欠发育，造成储层并非大面积连片分布，横向追踪困难，储层非均
质性极强。
针对砂砾岩储层的几大特点，经过野外踏勘，结合室内大量的岩心分析化验资料，以准确识别砂砾岩储层为切入点，深入分析砂砾岩岩相的基础上，采用多参数交会法和多元统计法划分不同的砂砾岩相，为下一步沉积相研究及储层参数模型的建立提供坚实的地质依据。
1.1 基本地质特征
根据野外勘察、岩心观察及薄片鉴定，岩石类型包括砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、煤及多种过渡岩类等。
有效储集层为砾岩、砂质砾岩、含砾砂岩、砾质砂岩、粗—细砂岩及泥质砂岩。
砂砾岩储层发育于辫状河道砂砾岩储集体，砾石成分有碳酸盐岩、泥岩及硅质岩，以碳酸盐岩为主，分选中等，呈次棱角—次圆状；储集空间包括砾内及砾间溶孔、微裂缝；储层物性具低孔、低渗、非均质性极强的特征。
1.2 岩相特征
岩相是以岩石结构特征为主来反映各微相砂体形成过程的古水
动力条件。
在复杂岩性储集层中，由于岩相的不同，可以导致孔隙度和渗透率存在较大差异，渗透率可达到2个数量级。
因此，对复杂岩性储集层的岩相划分显得十分重要。
根据岩石成分、结构、构造和颗粒间的接触关系，考虑岩石物性差异，将岩石分为砾岩相、砂岩相、粉砂岩相和泥岩相。
由于不同砾岩相中物性差异很大。
因此，进一步将砾岩相细分为颗粒支撑砾岩相、杂基支撑砾岩相及混合支撑砾岩相。
颗粒支撑砾岩相：由多级颗粒支撑，砾级为中—细
砾，砾岩具显著的“二元结构”，其一为砾石，按砾石成分可分为碳酸盐岩砾、石英砾、石英砂岩砾、燧石砾、泥岩砾、粉砂岩砾；其二为砾间充填物，有粗砂、中砂、细砂、粉砂及泥质。
当砾岩的砾石成分为石英砂岩或含生屑的硅质时，砾岩段发育的砾内溶蚀孔及砾内裂缝，构成区内主要储集空间；当砾岩的砾石成分为碳酸盐岩时，裂缝较为发育。
此外，砾间充填的砂部分发育长石高岭石化溶蚀孔，亦成为该岩类的有效储集空间。
杂基支撑砾岩相：砾石的分选性差，无定向排列，砾石杂乱地随机分布，呈漂浮状分布于泥质、粉砂质杂基中，多为泥质支撑，杂基含量较多，杂基堵塞孔隙，物性差。
混合支撑砾岩相：为颗粒支撑、杂基支撑砾岩相的过渡类型，发育砾内、砾间溶孔，物性较好，成为区内有效储集岩之一。
2 多元统计岩相识别技术
2.1 主成分分析法
主成分分析的基本原理是利用坐标变换或者降维处理，消除或减少无用分量，将多种变量复合成少数几个综合变量，也即通过主成分分析，起到降维分析的作用。
首先对关键井根据上述各岩石物理相的特点选择标准层；然后通过自动分层、归一化处理、主成分分析等方法，从中提取了前2个主成分，其累计贡献率达原信息量的9 0%以上，应用这2个互不相关的主成分建立岩相划分图版。
将未知井段数据进行标准化，然后再利用图1所示的划分区域，将每个数据点代入图中的3个直线方程中，然后进行判断数据点所
处位置，进而判断出各种岩石物理相。
2.2 聚类分析法
聚类分析是按照客体在性质上或成因上的亲疏关系，对客体进行定量分类的一种多元统计分析方法。
进行聚类分析的作用是判断所选样本间的相似程度，通过计算欧氏距离来确定。
选择包括各类岩性的层段作为标准样本层，然后建立相—岩相数据库，样本层经过最优分割、分层后，再按聚类分析算法进行聚类分析。
参考文献
[1] 吴元燕，等.油气储层地质[m].北京：石油工业出版社，1996
[2] 牟中海沉积环境与多元统计综合分析法[j].西南石油学院
学报，1996。
砂砾岩体沉积旋回划分及对比方法——以济阳坳陷盐家地区沙四段上亚段为例
砂砾岩体一般为事件性沉积 ， 具有沉积速率快、
厚度大 、 岩性 差异 不 明显 、 向分 布 不稳 定 、 横 内部 结
・
油气地 质 ・
砂 砾 岩体 沉 积 旋 回划 分 及对 比方法
— —
以济 阳坳 陷 盐 家地 胜利油 田分公司 地 质科 学研究 院， 山东 东 营 ２ ７ １ ） ５ ０ ５ 摘要： 针对砂砾岩体纵 向和横 向对 比难度大、 严重制约油气勘探 的实际问题， 系统 总结建 立 了一套砂砾 岩体 沉积旋
湖相 泥岩 。扇 缘 亚 相 主要 为 厚 层 泥 岩 夹 薄 层 粉 砂 岩 、 细砂岩 。 粉
洪水 携带 大量粗 碎 屑物 质 沿 古 冲 沟入 湖 ， 断 层下 在 降盘 广泛发 育近 岸水 下扇 砂 砾 岩体 Ｊ 。这 种 砂砾 岩体 与湖相 烃源 岩 呈指 状 接 触 ， 断 陷湖 盆 陡坡 带 是
层对比的砂 砾岩体旋 回划分对 比方 法。该方法成功应用于济阳坳陷盐家地 区沙 四段上亚段 ， 将其划分 为 ８个 中期 旋 回， 并通过井 间地层对比建立 了等时地 层格 架， 有利地指 导 了该 区的油 气勘探。 关键词 ： 砂砾岩体 ； 回划分模 式； 旋 时频分析 ； 曲线重构； 四段上亚段； 沙 盐家地 区； 济阳坳 陷
相 。通 过岩 心观察 分析 ， 岸水 下 扇扇 根 主要 近 发育 主水道 微相 ， 以大 套块状 杂基 支撑 砾岩 为特征 ， 沉积 物杂乱 堆积 ， 砾石 多呈棱 角状 ， 具有 重力 流近源 快速 堆积 的特点 ， 且多 期连续 叠置 ， 期次 间常 缺乏正 常湖 相泥岩 沉积 。扇 中主要 发育辫 状水 道 和水 道 间
砂砾岩体储层岩石物理特征研究
理 特 征 是 开展 有 效储 层 预 测 的 重要 基 础 资料 ，本 文 选取 了 东营 凹 陷四 口井 的４ ６ 块样 品 ，针 对 不 同岩 性 的岩 石 进行 了岩 石 物 理 参 数 的 测试 分析 。 分析 认 为在 特 定 的 双岩 石 分布 在 不 同的 区域 ，对 于碎 屑 岩 ，样 品 颗 粒越 细 ，速度 也 越 低 双参 数 空 间识 别 岩 性 的 效果 优 于 单一 参 数 ，传 统 使 用 的单 参 数ｖ ｐ ／ ｖ ｓ 或Ｐ Ｒ也 可 以作 为 岩 性识 ３ １ ｊ 标 准之 一 以上 测试 分析 结 果为 砂砾 岩体 有 效储 层预 测奠 定 了基 础 。
关 键 词 砂 砾 岩体 纵 波速 度 横 波速 度 流体 替换 岩 石物 理 参数
利 用地 震 资 料 进 行 储 层 预 测 和 流体 识 别 一 直 是地 球 物 理 勘
力也随 之 增加 ，即不 同的深 度 ， 目的层 声 波波 速 不 同 。根据 实验
探研究热点之一。地震技术识别有效储层的关键是因孔隙度变化
贯穿于有效储层预测和流体检测的各个环节。本文选取 了东营凹
陷的４ １ ２ １ 井 （ Ｆ Ｓ １ ，Ｆ Ｓ ２ ，Ｘ Ｌ Ｓ １ ，Ｙ ２ ２ ２），共 采集 了４ ６ 块 岩 心 样
的增加引起的孔隙闭合效应很微弱，因此岩石波速随压力增大变
化 的幅 度变 小 。
３ 不 同岩 性 岩石 物 理参 数特 征
资料 ，也是 近 年来 储层 研究 的 重要 领 域 。 储层岩石物理特征的分析研究是识别岩性和流体的基础 ，
从图２ 可以看出，声波速度 （ 包括纵波速度和横波速度 ）的
变 化 特 征是 从 低 压段 的非 线性 逐 步 过 渡到 高 压段 的 （ 近似） 线性 。 这 种现 象产 生的 原 因是 ，在 压 力值 相 对较 小 的压 力段 ，压 力增 加 引起 的孔 隙 闭合 效 应显 著 ，因此岩 石 的 波速 随压 力增 大 而增 加 较 怏 。而 在压 力相 对 高 的压 力段 ，由于 岩 石的 孔隙 基 本 闭合 ，压 力
长岭断陷深层火山岩储层特征描述
长岭断陷深层火山岩储层特征描述Ξ陈志良1,林小云1,2,刘 建1,2(1.长江大学地球科学学院;2.油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北荆州 434023) 摘 要:综合应用岩心、测井、地震资料,对长岭断陷火山岩储层特征进行了细致研究。
通过研究,基本查明该地区的火山岩岩石类型、岩相分布状况、储集空间特征,同时分析了影响储层物性的多种因素,为下一步火山岩油气勘探提供了依据。
关键词:长岭断陷;火山岩;岩相;储集层 长岭断陷位于松辽盆地南部中央坳陷区,总面积为8000k m 2(图1)。
其深层主要是指登娄库组(K1d )、营城组(K1yc )、沙河子组(K1sh )和火石岭组(K1h ),断陷层埋藏深度一般在2000～4000m 左右。
断陷次一级构造单元呈近南北向带状分布和断凹、低凸相间排列的构造格局。
断凹带的断陷层系地层一般发育较全,厚度较大,最厚可达6000m ,最薄也有近1000m ;断凸带的断陷层发育不全,登娄库组、营城组、沙河子组和火石岭组都有不同程度的缺失,并发育较厚的火山岩。
由于火山岩储层的研究起步较晚,对火山岩储层研究还没有形成统一的研究模式因此,在长岭断陷深层火山岩储层特征研究过程中,借鉴了沉积岩的储层研究方法,并将该方法和火山岩地质特征相结合,形成了一定的研究模式,并在此基础上取得了如下几方面的认识〔1〕。
图1 长岭断陷区域位置图1 火山岩发育特征及其分布规律1.1 岩石类型长岭断陷共有近10口井钻遇火山岩,从喷发岩到浅层侵入岩、从基性喷发岩到酸性喷发岩均有发育(表1)。
从钻探情况将研究区火山岩归结为表1中十一种类型,已钻遇的熔岩类火山岩有玄武岩、安山岩、流纹岩、英安岩,代表基性喷出岩的玄武岩最发育,其次为代表中性喷出岩的安山岩,流纹岩,英安岩次之,流纹岩和英安岩都属于酸性喷出岩;火山碎屑岩类主要有凝灰岩;侵入岩类有基性的辉绿岩,和酸性的斜长花岗岩和花岗碎斑岩;火山沉积岩类主要为沉凝灰岩、沉火山角砾岩、凝灰质泥岩〔2〕。
廊固凹陷沙四上亚段储层成岩相及其测井识别
廊固凹陷沙四上亚段储层成岩相及其测井识别操应长;葸克来;赵贤正;金凤鸣;周磊;苏芮;董雄英;李梦瑶;杨春宇【摘要】运用岩心观察、薄片鉴定、图像分析及流体包裹体分析等技术手段,对廊固凹陷沙四上亚段储层成岩作用类型进行研究,建立储层成岩作用演化序列.在此基础上重新探讨成岩相的分类命名方案,以成岩作用演化序列为约束,在廊固凹陷沙四上亚段储层中划分4类典型的成岩相组合类型.利用自然伽马、电阻率及声波时差测井曲线特征,采用Fisher典型判别分析确定各成岩相组合类型的定量判别函数,并建立测井参数交会图版.采用铸体薄片鉴定与测井识别相结合的手段,在对典型井段储层成岩体系进行精细分析的基础上,结合沉积相研究,分析廊固凹陷沙四上亚段储层沉积—成岩相组合平面分布规律.研究结果表明,Ⅰ类成岩相组合主要分布于旧州—固安构造带近岸水下扇扇根及部分扇中沉积环境,Ⅱ类成岩相组合主要分布在河西务构造带北部区块辫状河三角洲及旧州—固安构造带近岸水下扇扇缘沉积环境,Ⅲ类成岩相组合类型主要分布在河西务构造带中南部区块辫状河三角洲沉积环境中,Ⅳ类成岩相组合类型主要分布在河西务构造带南部以及柳泉—曹家务构造带南部辫状河三角洲沉积环境中.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(046)011【总页数】12页(P4183-4194)【关键词】成岩相;分类命名;测井识别;廊固凹陷【作者】操应长;葸克来;赵贤正;金凤鸣;周磊;苏芮;董雄英;李梦瑶;杨春宇【作者单位】中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛,266580;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛,266580;中国石油华北油田公司,河北任丘,062552;中国石油华北油田公司,河北任丘,062552;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛,266580;中国石油华北油田公司,河北任丘,062552;中国石油华北油田公司,河北任丘,062552;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛,266580;中国石油大庆油田有限公司,黑龙江大庆,163453【正文语种】中文【中图分类】TE122.2目前，廊固凹陷已经全面进入了中深层地层、岩性等隐蔽油气藏勘探阶段，并成了“增储上产”的主要勘探方向[1−2]。
致密砂岩储层成岩相特征分析及测井识别
致密砂岩储层成岩相特征分析及测井识别范宜仁;李菲;邓少贵;陈智雍;李格贤;李俊秋【摘要】分析铸体薄片、扫描电镜、X衍射等资料,根据主要成岩作用和成岩矿物,将镇泾区块长8储层成岩相划分为强溶蚀压实相、碳酸盐胶结相、高岭石胶结相和不稳定组分溶蚀相,并研究了这4种成岩相的物性、胶结物含量、面孔率、孔隙结构、测井响应等特征.在岩心归位的基础上建立胶结率、压实率、成岩综合系数与测井数据的对应关系,实现成岩相的定量表征.选取声波、密度、中子等对成岩相敏感的测井曲线,建立不同成岩相的判别标准,并通过最优化方法计算碳酸盐含量辅助识别,进一步提高成岩相测井识别的准确率.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2018(042)003【总页数】8页(P307-314)【关键词】测井解释;成岩相;胶结物含量;面孔率;孔隙结构;定量表征;镇泾区块【作者】范宜仁;李菲;邓少贵;陈智雍;李格贤;李俊秋【作者单位】中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)CNPC测井重点实验室,山东青岛266580;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)CNPC测井重点实验室,山东青岛266580;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)CNPC测井重点实验室,山东青岛266580;中国石油西南油气田分公司重庆气矿,重庆400021;中国石油集团测井有限公司,陕西西安710077;黑龙江省地震局,黑龙江哈尔滨150090【正文语种】中文【中图分类】P631.80 引言沉积岩是沉积物经过沉积和成岩作用形成,砂体的空间分布和储集层的初始物性由沉积作用决定,而储层经历的成岩演化控制物性的变化,因此成岩作用成为影响储集性能和导致储层非均质性的主控因素之一[1-3]。
相对于常规砂岩储层,致密砂岩储层往往经历的成岩过程更复杂,如压实、胶结等破坏性成岩作用和溶蚀等建设性成岩作用。
渤东中部地区新近系储集体控砂因素分析
渤东中部地区新近系储集体控砂因素分析作者：王蓓尹太举来源：《石油知识》 2014年第1期王蓓尹太举（长江大学地球科学学院湖北武汉 430100）摘要：渤东凹陷是渤海湾盆地重要的油气聚集区，本区油气集中富集在新近系的馆陶组、明下段和中生界花岗岩潜山。
渤东中部地区新近系地层埋藏较深，地质构造复杂，根据岩心分析、区域地质、地震、测井等资料，描述和分析了渤东凹陷储集砂体的控制因素，包括沉积相、构造沉降、古物源、古气候等，控制了和影响了砂体的岩石类型、组合，沉积方式，沉积体的外形等，对预测储集砂体的存在及进行下一步勘探具有重要意义。
关键词：渤东凹陷；砂体控制因素；沉积相1 研究区概况渤海湾盆地位于中国东部大陆边缘，盆地的东部和西部分别对应着胶辽隆起区和太行山隆起区，南部与鲁西隆起区相连，北部与燕山褶皱带相邻，在平面上呈反“S”型展布，包括渤海海域、华北平原和下辽河平原三个主要的地理单元，地表面积约20×104km2。
盆地在结晶基底上发育中上元古界-古生界稳定地台沉积，以及中-新生代陆内裂谷沉积，平均沉积的地层厚度约 5000m，最大厚度可达10000m，是中国东部继松辽盆地之后的又一个十分重要的产油盆地。
渤东中部地区位于渤东凹陷的中南部，北至渤东低凸起中南段，南界庙西南洼，西邻渤南低凸起北侧缓坡带，东至渤海湾盆地边界（图1）。
近年来的勘探实践证实渤东凹陷的中南部地区为油气富集区。
渤南低凸起北东侧蓬莱19-25油田群的发现与开发，庙西北凸起蓬莱9-1构造的钻探与评价、庙西南凸起蓬莱20-3构造的预探均证实，本区油气集中富集在新近系的馆陶组、明下段和中生界花岗岩潜山，面积约7000km2。
2 控砂因素分析探讨了研究区储集砂体发育控制因素，总结出沉积相、构造沉降、古物源、古气候等4个主要控砂要素。
2.1 沉积相沉积环境通过影响沉积动力过程直接控制了沉积岩石类型或组合，不同沉积环境中所形成的岩相特征存在较明显的差异。
用FMI测井研究砾岩_火山岩储层
用F M I测井研究砾岩、火山岩储层高秋涛 黄思赵 时新芹(新疆测井公司研究所)摘要高秋涛,黄思赵,时新芹.用FM I测井研究砾岩、火山岩储层.测井技术,1998,22(增刊):56～59准噶尔盆地砾岩和火山岩油藏多为孔隙、裂缝型双重介质储层,该类储层基质孔隙度低,渗透率极差,岩性复杂,常规测井资料识别岩性、裂缝和储层描述难度很大。
研究表明钻井岩心与FM I图像之间有良好的相关性,用不连续岩心的岩性、组分、粒径、裂缝、构造、结构,精细刻度FM I成像测井资料,提供了小拐油田砾岩储层和石西油田火山岩储层的单井连续岩性、裂缝柱状剖面图,划分了砾岩的相带和火山岩的岩相,提出了高产油气层的分布规律。
主题词:成像测井 岩性识别 岩相分析 火山岩储层 砾岩油气藏 裂缝孔隙 准噶尔盆地引 言近几年,准噶尔盆地储量增大,大部分来自砾岩、火山岩裂缝孔隙型储层,已发现的通常都是中、大型油田,油层厚,面积大,稳产长,投产快,效益高。
裂缝孔隙型砾岩、火山岩储集层,岩性繁多,组分复杂,结构多样,构造多变,分选很差,胶结致密,属低孔、低渗储层。
由于测井的声、电、磁、核、化为多解性的物理量,以钻井地质(岩心、岩屑、油气等)为依据,以FM I成像技术为主,采用多种资料“相互刻度,逐级标定”岩性孔隙度和浅、中、深径向电阻率及成像测井资料,可减少多解性,最大限度发挥各自的优势。
由于高产油气来自裂缝切割的储集空间,将单井精细描述成果扩展到整个区带,作火山岩岩相划分和评价,可掌握油气的储集空间(基质孔隙度)和渗滤通道(有效裂缝)纵横向变化规律。
砾岩及火山岩储层特征 砾岩油藏多为快速堆积的洪积扇储集层,储集体的岩性为砂砾岩。
砂砾岩由火山岩块、变质岩块、碎屑岩块组成;岩性由凝灰岩至棱角状巨砾岩,多达十几种;分选差,粒径变化大,非均质性严重,胶结致密;岩心孔隙度小(3%～10%),渗透率低(小于1×10-3Λm2)。
岩性对电阻率的响应远大于流体对电阻率的贡献,岩性、物性相同的储层,油、水层的电性相近。
致密油储集层岩性岩相测井识别方法_省略_盆地合水地区三叠系延长组7段为例_周正龙
虑了岩石的矿物成分特征，更重要的是考虑了岩石的 结构构造及其组合特征，提高了岩性、岩相研究的地 质预测能力 [5]。 本文在岩心观察的基础上，将岩石相与沉积微相 结合来命名岩性岩相 [1]， 利用测井资料对合水地区三叠 系延长组长 7 段致密油储集层岩性岩相特征进行精细 描述和归纳总结，建立岩性岩相类型的测井识别标准， 以期促进对该地区储集层成岩作用、成岩相的研究以 及储集层“甜点”分布的预测，为其他地区储集层岩 性岩相研究提供借鉴。
网络出版时间：2015-11-30 09:09:38 网络出版地址：/kcms/detail/11.2360.te.20151130.0909.006.html
石 2016 年 2 月 油 勘 探 与 开 发 Vol.43 No.1 1
PETROLEUM EXPLORATION AND DEVELOPMENT
other analytical tests and logging data, the characteristics of lithology and lithofacies of the Member Chang7 tight oil reservoir of the Triassic Yanchang Formation in Heshui area are described and summarized fully and the criteria for identification of lithology and lithofacies by logging are established. The lithofacies in the Chang 7 tight oil reservoir were classified into five types: fine sandstone deposited by sandy debris flow, turbidite fine siltstone, fine sandstone deposited by slump, semi-deep to deep lacustrine mudstone, and oil shale. The lithofacies in the Chang 7 tight oil reservoir were characterized, both qualitatively and quantitatively, with electric logging and imaging logging and several means and methods, the response characteristics of different lithofacies were summarized through analyzing the image log and conventional log data, and the parameters characterizing sandstone’s structures were used to quantitatively characterize the lithofacies, the criteria for identification of different lithofacies by logging were established. The vertical and horizontal identification and classification of lithofacies in a single well was then accomplished by processing the log data from each well, the results of lithofacies identification tally well with the results of formation testing. In-depth lithofacies analysis proves to be an important method of tight oil reservoir evaluation and “sweet spot” prediction.
多物源体系下砂砾岩储层差异性孔隙演化模式——以车镇凹陷沙三段、沙四段为例
[收稿日期]20220606[基金项目]中国博士后科学基金项目 中深层砂砾岩储层微观孔隙结构与差异性成岩成藏演化的响应机制研究 (2021M 700537);非常规油气省部共建协同创新中心(长江大学)开放基金项目 致密砂砾岩储层微观孔隙结构量化表征及其与差异性成岩演化㊁烃类充注的响应机制研究 (U O G 2022-11)㊂ [第一作者]康玉柱(1936),男,中国工程院院士,现主要从事石油地质与勘探研究工作,k a n g y z .s y k y @s i n o pe c .c o m ㊂ [通信作者]李阳(1990),男,博士(后),讲师,现主要从事石油地质勘探和油气地球化学方面的研究工作,l y u g l y@163.c o m ㊂康玉柱,张金亮,徐耀辉,等.多物源体系下砂砾岩储层差异性孔隙演化模式 以车镇凹陷沙三段㊁沙四段为例[J ].长江大学学报(自然科学版),2023,20(5):1-20.K A N G YZ ,Z H A N GJL ,X U Y H ,e t a l .D i f f e r e n t i a l e v o l u t i o nm o d e l o f p o r o s i t y i n g l u t e n i t e r e s e r v o i r s u n d e rm u l t i -p r o v e n a n c e s ys t e m s :T a k i n g a c a s e s t u d y o f E s 3a n dE s 4of C h e z h e nS ag [J ].J o u r n a l o fY a n g t z eU n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n ),2023,20(5):1-20.多物源体系下砂砾岩储层差异性孔隙演化模式以车镇凹陷沙三段㊁沙四段为例康玉柱1,张金亮2,徐耀辉3,李阳31.中国石化石油勘探开发研究院,北京1000832.北京师范大学地理科学学部,北京1008753.油气地球化学与环境湖北省重点实验室(长江大学),湖北武汉430100[摘要]随着勘探程度及勘探技术的不断提高,断陷盆地砂砾岩储层已成为隐蔽油气藏的重要勘探目标之一㊂位于渤海湾盆地济阳坳陷北部的车镇凹陷作为典型的陆相断陷凹陷,其砂砾岩储层的孔隙演化模式的研究对该区隐蔽油气藏勘探具有重要意义㊂基于岩心观察㊁薄片鉴定㊁扫描电镜分析,将车镇凹陷沙河街组三段㊁四段(以下简称沙三段㊁沙四段)砂砾岩储层分布区划分为碳酸盐岩物源区㊁碳酸盐岩变质岩混合物源区㊁变质岩物源区和不稳定物源区4种类型㊂孔隙演化历史和演化模式研究表明,物源类型控制了储层岩石的抗压实程度,决定了储层的初始孔隙度㊂整个凹陷内储层孔隙度的减少主要受压实作用控制,碳酸盐物源区的陡坡带压实作用最强㊂碳酸盐岩变质岩混合物源区的陡坡带和洼陷带少部分储层的胶结作用是孔隙度减少的主控因素,其缓坡带储层的压实作用和胶结作用均弱于陡坡带和洼陷带㊂碳酸盐岩物源区的陡坡带和洼陷带储层处于封闭体系下,溶蚀作用主要控制了储集空间类型的调整和重新分配,其净增孔隙度有限㊂碳酸盐岩变质岩混合物源区及变质岩物源区储层抗压实作用较强,溶蚀作用减缓了储层孔隙度的降低㊂不稳定物源区储层处于相对开放的成岩环境中,溶蚀作用可有效改善储层孔隙度,局部较强的溶蚀作用和超压导致的储层裂缝是异常孔渗带发育的重要控制因素㊂[关键词]多物源体系;砂砾岩储层;孔隙演化;车镇凹陷[中图分类号]T E 122.23[文献标志码]A [文章编号]16731409(2023)05000120D i f f e r e n t i a l e v o l u t i o nm o d e l o f p o r o s i t yi n g l u t e n i t e r e s e r v o i r s u n d e rm u l t i -p r o v e n a n c e s y s t e m s :T a k i n g a c a s e s t u d y o fE s 3a n dE s 4o fC h e z h e nS a gK A N G Y u z h u 1,Z HA N GJ i n l i a n g 2,X U Y a o h u i 3,L IY a n g31.R e s e a r c h I n s t i t u t e o f P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n &D e v e l o p m e n t ,S I N O P E C ,B e i j i n g 1000832.F a c u l t y o fG e o g r a p h i c a l S c i e n c e ,B e i j i n g N o r m a lU n i v e r s i t y ,B e i j i n g 1008753.H u b e iK e y L a b o r a t o r y o f P e t r o l e u m G e o c h e m i s t r y a n dE n v i r o n m e n t (Y a n g t z eU n i v e r s i t y),W u h a n430100,H u b e i A b s t r a c t :W i t h t h e c o n t i n u o u s i m p r o v e m e n t o f e x p l o r a t i o n d e g r e e a n d t e c h n o l o g y ,gl u t e n i t e r e s e r v o i r s i n f a u l t e d b a s i n h a v eb e c o m e o n e o f t h e i m p o r t a n t e x p l o r a t i o nt a r g e t s f o r s u b t l eo i l a n d g a s r e s e r v o i r s .T h eC h e z h e nS a g,l o c a t e d i n t h en o r t ho f J i y a n g D e p r e s s i o n i nB o h a i B a y B a s i n ,i s a t y p i c a l c o n t i n e n t a l f a u l t e d s a g ,a n d t h e s t u d y o n t h e p o r o s i t ye v o l u t i o nm o d e l of i t sg l u t e n i t e r e s e r v o i r s i s o f g r e a t s i g n i f i c a n c e t o th e e x pl o r a t i o n o f s u b t l e o i l a n d g a s r e s e r v o i r s .B a s e do n c o r eo b s e r v a t i o n ,t h i n s e c t i o n i d e n t i f i c a t i o n a n d s c a n n i n g e l e c t r o nm i c r o s c o p e a n a l ys i s ,t h e d i s t r i b u t i o n d i v i s i o n o f t h e t h i r da n d f o u r t hm e m b e r o f S h a h e j i e F o r m a t i o n (h e r e i n a f t e r r e f e r r e d t o a sE s 3a n dE s 4)i nC h e z h e nS a g c a n b e d i v i d e d i n t o f o u rt y p e s :c a r b o n a t e p r o v e n a n c e ,c a r b o n a t e -m e t a m o r p h i c m i x t u r e p r o v e n a n c e ,m e t a m o r ph i c p r o v e n a n c ea n d u n s t a b l e p r o v e n a n c e .T h e s t u d y o f t h e h i s t o r y a n dm o d e l o f p o r o s i t y e v o l u t i o n s h o w s t h a t t h e p r o v e n a n c e t y p e s c o n t r o l t h e c o m p a c t i o n r e s i s t a n c e d e g r e e o f r e s e r v o i r r o c k s a n dd e t e r m i n e t h e i n i t i a l p o r o s i t y of t h e r e s e r v o i r s .T h e r e d u c t i o n o f r e s e r v o i r p o r o s i t y i nt h ew h o l es ag i sm a i n l y c o n t r o l l e db y c o m p a c t i o n ,a n dth es t e e p s l o pez o n ew i t hc a r b o n a t e p r o v e n a n c eh a s t h e s t r o n g e s t c o m p a c t i o n .T h e c e m e n t a t i o n o f a f e wr e s e r v o i r s i n t h e s t e e p s l o p e z o n e a n d s u b -s a g z o n e w i t hc a r b o n a t e -m e t a m o r p h i cm i x t u r e p r o v e n a n c ed o m i n a t e s t h e r e d u c t i o no f p o r o s i t y .T h e c o m p a c t i o na n dc e m e n t a t i o no f r e s e r v o i r s i n g e n t l e s l o p ez o n ea r ew e a k e r t h a nt h o s e i ns t e e p s l o p ez o n ea n ds u b -s a g z o n e .T h er e s e r v o i r s i ns t e e p s l o p e z o n e a n d s u b -s a g z o n ew i t h c a r b o n a t e p r o v e n a n c e a r e i n a c l o s e d s y s t e m ,a n d t h e d i s s o l u t i o nm a i n l y co n t r o l s t h e a d j u s t m e n t a n d r e d i s t r i b u t i o no f t h e r e s e r v o i r s p a c e t y p e s ,w h i l e t h en e t p o r o s i t y i n c r e a s e db y di s s o l u t i o n i s l i m i t e d .T h e c o m p a c t i o nr e s i s t a n c eo f t h e r e s e r v o i r s i n t h em i x t u r e p r o v e n a n c e a n d m e t a m o r p h i c p r o v e n a n c e i s s t r o n ge r ,a n d t h e d i s s o l u t i o ns l o w s d o w n t h e r e d u c t i o n of r e s e r v o i r p o r o s i t y .T h e r e s e r v o i r s i n t h e u n s t a b l e p r o v e n a n c e a r e i n a r e l a t i v e l yo p e nd i a g e n e t i c e n v i r o n m e n t ,w h e r et h ed i s s o l u t i o nc a ne f f e c t i v e l y i m p r o v et h er e s e r v o i r p o r o s i t y .T h e l o c a l s t r o n gd i s s o l u t i o na n dre s e r v o i rf r a c t u r e sc a u s e db y o v e r p r e s s u r ea r e i m p o r t a n tc o n t r o l l i ng f a c t o r sf o r th ed e v e l o p m e n to f a b n o r m a l p o r o si t y a n d p e r m e a b i l i t yz o n e s .K e yw o r d s :m u l t i -p r o v e n a n c e s y s t e m ;g l u t e n i t e r e s e r v o i r s ;p o r o s i t y e v o l u t i o n ;C h e z h e nS a g ㊃1㊃长江大学学报(自然科学版) 2023年第20卷第5期J o u r n a l o fY a n g t z eU n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n ) 2023,V o l .20N o .5Copyright ©博看网. All Rights Reserved.㊃2㊃长江大学学报(自然科学版)2023年9月近20年来,我国断陷盆地中的隐蔽油气藏勘探实现了较大突破,特别是断陷盆地陡坡带的砂砾岩储层㊂济阳坳陷胜利油田的砂砾岩储层探明储量超过4600ˑ104t,可达总探明储量的12.5%[1]㊂随着勘探程度加深及勘探技术的提高,断陷盆地砂砾岩储层逐渐成为隐蔽油气藏的主要勘探目标之一[2]㊂陆相断陷盆地陡坡带因具有较陡的坡度㊁较近的物源㊁较大的地形起伏和强烈的构造活动而广泛分布不同类型的砂砾岩储层[3]㊂陡坡带发育的砂砾岩储层距离生烃中心较近,与烃源岩和盖层接触紧密,常发育不同种类的隐蔽油气藏[4-5]㊂车镇凹陷的北部陡坡带广泛发育砾岩㊁砂岩和砂砾岩储层㊂其中,砂砾岩储层主要发育在沙河街组三段(以下简称沙三段)[6-8]㊂2008年的油气储量评价结果显示,车镇凹陷的砂砾岩储层中石油的剩余资源量达2ˑ109t,是勘探开发的重点目标区[9-10]㊂在车镇凹陷隐蔽油气藏勘探开发过程中,车66区块在砂砾岩储层中获得单井日产100t以上的开发成果[11],标志着车镇凹陷的隐蔽油气藏勘探取得重大进展[12-14]㊂但是,由于车镇凹陷复杂的构造特征,较大的沉积速率和沉积厚度,其勘探开发进程也进入了瓶颈期[15]㊂因此,车镇凹陷的物源体系㊁储层物性分布㊁储层演化及储层分类等方面还有待深入研究㊂随着非常规油气勘探的兴起,近年来,针对致密砂砾岩储层成因机制的研究成为热点㊂然而,沉积作用㊁成岩作用㊁地温特征以及超压分布等因素常常作为独立的研究内容用于储层物性的表征和预测[16-17]㊂不同的储层发育和演化的控制因素之间是互相影响的,如沉积作用控制着储层的原始物质组成㊁储层的初始孔隙度及早期成岩作用类型和强度[18]㊂对于物源体系多样的砂砾岩储层来说,其储层演化历史更为复杂㊂不同的物源体系下,其成岩作用类型和强度存在较大差异,如溶蚀作用在不同的成岩条件下可对储层物性产生几乎相反的影响[19-23]㊂因此,针对物源体系复杂的储层,研究其孔隙演化历史要综合考虑其物源㊁深度㊁成岩环境㊁超压分布等条件,才能得到研究区储层的差异性演化模式㊂笔者以车镇凹陷沙三段㊁沙四段砂砾岩储层为研究对象,通过岩心观察㊁孔渗测试㊁薄片鉴定等手段,定量分析多物源体系下不同次级构造带内砂砾岩储层的孔隙演化历史,总结了碳酸盐岩物源区㊁碳酸盐岩变质岩混合物源区㊁变质岩物源区和不稳定物源区的孔隙演化模式㊂1区域地质背景车镇凹陷在构造位置上位于济阳坳陷的北部,平面上呈北东向展布,是一个典型的北断南超的斜 S 型的一个中㊁新生代次级凹陷(见图1(a))㊂其北部与埕子口凸起相接,东部以义东断层为界与沾化凹陷相邻,南部整体与义和庄凸起相连,面积约2390k m2[24-25]㊂车镇凹陷在东西方向上主要发育车西㊁大王北以及郭局子3个洼陷,南北方向上则分为陡坡带㊁中央洼陷带及缓坡带3个次级构造单元(见图1(b))[26]㊂车镇凹陷陡坡带目的层段主要发育杂基支撑砾岩㊁颗粒支撑砾岩㊁含砾砂岩㊁块状砂岩等岩石相㊂砾岩以细中砾岩为主,单个颗粒最大粒径达10c m,多数颗粒直径约为5~6mm㊂砾岩的杂基类型有砂质杂基(见图2(a)㊁(a'))和泥质杂基(见图2(b)㊁(b'))两种㊂由于搬运距离较长,洼陷带发育的砾岩储层杂基含量减少,颗粒磨圆度较好,主要为颗粒支撑砾岩岩石相(见图2(c)㊁(d)),颗粒支撑砾岩的粒径较大,平均粒径约为2c m㊂含砾砂岩中可见滑塌变形构造(见图2(e)㊁(e')),洼陷带和缓坡带还发育块状砂岩储层,可见灰绿色细砂岩(见图2(f))㊁灰色中砂岩(见图2(g))㊁灰色细砂岩岩石相(见图2(h))㊂砂岩中常见平行层理(见图2(g'))和交错层理(见图2(h'))㊂2样品与方法为了更加全面地解释车镇凹陷不同物源区和不同次级构造带砂砾岩储层的孔隙演化模式,本次研究在取样位置上实行全面覆盖原则㊂取样井位在南北方向上覆盖各个次级构造带,在东西方向上覆盖各个物源区,实现不同次级构造带以及不同物源区储层性质㊁成岩作用以及孔隙演化的对比研究,从而准确判断储层质量的控制因素和孔隙演化模式㊂在样品类型(岩石类型)上实行兼容并包的原则㊂陆相断陷Copyright©博看网. All Rights Reserved.注:N g 为新近系馆陶组;E d 为古近系东营组;E s 1为古近系沙河街组一段;E s 2为古近系沙河街组二段;E s u3为古近系沙河街组三段上亚段;E s m 3为古近系沙河街组三段中亚段;E s l 3为古近系沙河街组三段下亚段(以下简称沙三下亚段);E s 4为古近系沙河街组四段;M z 为中生界;C +P 为石炭系+二叠系;ɪ+O 为寒武系+奥陶系㊂图1 车镇凹陷地理位置与构造分布F i g .1G e o g r a p h i c a l l o c a t i o na n d s t r u c t u r a l d i s t r i b u t i o no fC h e z h e nS a g盆地储层具有岩石类型多样的特征,因此为了明确不同岩性储层的孔隙结构,取样时根据岩性差异分别㊃3㊃第20卷第5期 康玉柱等:多物源体系下砂砾岩储层差异性孔隙演化模式以车镇凹陷沙三段㊁沙四段为例 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.㊃4㊃长江大学学报(自然科学版)2023年9月选取同层位砂岩和砾岩进行对比研究,从而定量分析车镇凹陷砂岩和砾岩储层孔隙结构差异㊂为了明确车镇凹陷沙三段㊁沙河街组四段(以下简称沙四段)储层在纵向上的孔隙度和渗透率分布情况,从胜利油田勘探开发研究院收集储层孔隙度数据2133份,渗透率数据543份㊂注1:(a)车57井,沙三段,2184.9m,砂质杂基砾岩;(b)车57井,沙三段,3811.6m,泥质杂基砾岩;(c)车古201井,沙三段,2919.0m,颗粒支撑砾岩;(d)车660井,沙三段,4241.20m,颗粒支撑砾岩;(e)车57井,沙三段, 3895.9m,含砾砂岩中见滑塌变形构造;(f)车252井,沙四段,3586.14m,灰绿色细砂岩;(g)车252井,沙四段, 3627.07m,灰色中砂岩见平行层理;(h)车253井,沙四段,4116.35m,灰色细砂岩见交错层理㊂注2:(a')㊁(b')㊁(c')㊁(d')㊁(e')㊁(f')㊁(g')㊁(h')为对应岩心的刻画图㊂图2车镇凹陷沙三段、沙四段砂砾岩储层岩心照片及岩心刻画图F i g.2C o r e p h o t o s a n d c o r e c h a r a c t e r i z a t i o no f g l u t e n i t e r e s e r v o i r s i nE s3a n dE s4o fC h e z h e nS a gCopyright©博看网. All Rights Reserved.1)岩心孔渗测试㊂首先采用岩心钻样机钻取形状规则的岩心样品圆柱体(需要根据岩心样品的岩性特征合理选取钻样直径)㊂将规则的已知体积的岩心样品置于检漏完成的氦孔隙仪中测定岩心孔隙度㊂同一样品要多次测量,保证误差在0.5%以下㊂类似地,将规则的已知体积的岩心样品置于检漏完成的渗透率仪中测定岩心渗透率㊂研究涉及部分样品的孔渗测试在中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院分析测试中心完成㊂2)薄片鉴定㊂薄片鉴定包括普通薄片和铸体薄片两种类型㊂普通薄片鉴定主要用于粒度分析,铸体薄片鉴定主要包括识别矿物㊁确定砂岩类型㊁孔隙类型和计算面孔率等内容㊂岩心铸体薄片的制作经历洗油㊁磨片和染色等流程㊂薄片鉴定使用的是偏光显微镜,通过镜下矿物颗粒的晶型和消光特征判断矿物类型,镜下孔隙呈蓝色,其中溶蚀孔隙的溶蚀程度越高,其颜色越深㊂薄片鉴定用以明确储层样品的粒度㊁分选性㊁磨圆程度㊁颗粒接触关系㊁支撑类型和胶结类型,为确定储层基本性质提供最原始的统计资料㊂本次研究的薄片鉴定工作在北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室的沉积学实验室完成,所用设备为Z E I S SS C O P E A 1偏光显微镜㊂为了明确成岩作用㊁超压等因素对储层孔隙度的影响,利用A d o b e p h o t o s h o p 软件完成面孔率的统计㊂首先选择同一样品的显微照片,读取其照片总像素值;然后利用A d o b e p h o t o s h o p 软件的魔棒工具读取孔隙(粒内孔和粒间孔分别读取)的像素值,容差设置为20~50;孔隙像素值与照片总像素值的比值即为面孔率㊂为了保证计算精度,同一个样品统计3次,取平均值㊂3)场发射扫描电镜分析(S E M )㊂扫描电镜分析可明确储层黏土矿物类型和产状,确定孔后特征㊂其操作流程如下:首先处理样品,将储层样品沿着垂直其层理面的方向用地质锤敲出边长2c m 左右,厚度0.5c m 的规则形状,保证底面平滑;选取3~8块样品,使用导电胶粘在样品盘上,记录样品相对位置;然后将样品盘置于喷金设备中,抽真空喷金300s ,喷金完成后,将样品置于扫描电镜下进行观察㊂电压设置为10k V 或20k V ,工作距离为20mm ,使用E D S 分析矿物元素组成时,工作距离调至15mm ㊂本次研究的扫描电镜分析在北京师范大学的分析测试中心完成,扫描电镜设备型号为S -4800,配E MA X -350能谱仪㊂3 物源体系划分与分布通过岩心观察以及偏光显微镜下铸体薄片鉴定,重点分析了车镇凹陷沙河街组四段上亚段(以下简称沙四上亚段)南部缓坡带以及沙三下亚段北部陡坡带到南部缓坡带的物源体系类型与分布㊂车西洼陷的沙四上亚段南部缓坡带以石英㊁长石等刚性碎屑颗粒为主,母岩成分以片麻岩等变质岩为主(见图3(a))㊂位于郭局子洼陷带的南部缓坡带则以盆内碎屑夹杂盆外石英㊁长石等碎屑颗粒为主,显示了不稳定物源的特征(见图3(b ))㊂车西洼陷沙三下亚段北部陡坡带以碳酸盐岩碎屑为主(见图3(c)),车西洼陷东部以及大王北洼陷西部的陡坡带储层岩屑具有变质岩和碳酸盐岩碎屑含量相当且占主导地位(含量高于50%)的特征(见图3(d )),据此将其划分为碳酸盐岩变质岩混合型物源分布区㊂大王北洼陷东部碎屑颗粒以石英㊁长石为主,显示变质岩母岩特征(见图3(e))㊂郭局子洼陷沙三下亚段的缓坡带与沙四上亚段具有相同的镜下特征,即以盆内碎屑夹杂盆外石英㊁长石等碎屑颗粒为主(见图3(f))㊂由于该区碎屑颗粒既有来自于盆地本身的盆内碎屑(如生物有机碎片等),也有来自盆地之外的碳酸盐岩和变质岩岩屑颗粒,表明其母岩来源较为复杂,物源不恒定,故将具有上述母岩来源特征的储层分布区划分为不稳定物源区㊂从车镇凹陷的构造演化历史来看,在沙四段沉积时其断陷盆地的雏形已经具备,到沙三下亚段沉积期,凹陷北部的埕子口凸起是北部陡坡带的主要物源供给区[27]㊂埕子口凸起在地质演化过程中经历了多期构造应力变化,造成了向北东方向逐渐抬升的构造格局㊂从南西向到北东向地层的剥蚀程度逐渐增强,剥蚀程度的差异导致了母岩类型的不同㊂根据偏光显微镜下铸体薄片照片特征,分析了车镇凹陷沙四上亚段南部缓坡带不同类型碎屑颗粒组成情况,结果显示,车镇凹陷沙四上亚段南部缓坡带分布有变质岩物源区以及不稳定物源区(见图4(a))㊂㊃5㊃第20卷第5期 康玉柱等:多物源体系下砂砾岩储层差异性孔隙演化模式以车镇凹陷沙三段㊁沙四段为例 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.注1:(a )车276井,沙四段,2450.20m ,正交光,片麻岩母岩,石英㊁长石颗粒发育;(b )大603井,沙四段,2490.2m ,正交光,盆内碎屑夹杂石英㊁长石颗粒;(c)车63井,沙三段,2890.35m ,正交光,碳酸盐岩碎屑颗粒为主;(d )大斜722井,沙三段,4065.50m ,正交光,碳酸盐岩与变质岩矿物组成的混合型母岩;(e )大358井,沙三段,2465.34m ,正交光,片麻岩母岩,石英㊁长石颗粒发育;(f )大602井,沙三段,2508.76m ,正交光,盆内碎屑夹杂石英㊁长石颗粒㊂注2:Q 代表石英;F 代表长石;L 代表岩屑;内代表盆内碎屑,生物碎片㊂下同㊂图3 车镇凹陷沙四上亚段及沙三下亚段不同物源区储层岩样镜下照片F i g .3 M i c r o s c o p i c p h o t o s o f r e s e r v o i r r o c k s a m p l e s i n d i f f e r e n t p r o v e n a n c e s o f t h e u p pe r E s 4a n d l o w e r E s 3s u b m e m b e r s of C h e z h e n S ag 在沙三下亚段沉积时期,车镇凹陷埕子口凸起的中生界被严重剥蚀,导致其西部下古生界出露地表,东部则出露了太古界[28]㊂车西洼陷紧邻埕子口凸起的西部,其母岩主要来源于埕子口凸起出露的海相碳酸盐岩,碎屑颗粒以碳酸盐岩为主[28]㊂随着搬运距离的增加,从北向南,车西洼陷沙三下亚段储层的碳酸盐岩母岩成分有所减少㊂由西向东来看,埕子口凸起出露的地层发生变化,太古界的片麻岩开始遭受风化剥蚀,母岩供给的变化导致车西洼陷东部的碳酸盐岩碎屑颗粒含量减少,变质岩母岩含量逐渐增多㊂到大王北洼陷的西部,上述两类碎屑颗粒含量趋于相同,故将此类母岩分布区划分为碳酸盐岩变质岩混合型物源区㊂再往东到大王北洼陷东部和郭局子洼陷,物源区变为埕子口凸起东部的太古界花岗片麻岩,母岩以变质岩碎屑颗粒为主㊂综上所述,沙三下亚段储层母岩成分复杂,其物源体系从西向东依次划分为碳酸盐岩物源区㊁碳酸盐岩变质岩混合型物源区㊁变质岩物源区㊁不稳定物源区(见图4(b))㊂4 砂砾岩储层差异性孔隙演化模式4.1 储层孔渗分布特征统计车镇凹陷59口井的2591个孔隙度数据表明,车镇凹陷沙三段㊁沙四段储层的孔隙度分布区间为0.1%~29.2%,平均值为8.34%㊂依据13口井的803个渗透率数据分析,车镇凹陷沙三段㊁沙四段储层的渗透率分布区间为0.01~983m D ,平均值为11.49m D ㊂从孔隙度和渗透率的分布随埋深的变化趋势来看,随着埋藏深度的增加,储层孔隙度和渗透率都在降低,储层物性逐渐变差㊂需要注意的是,埋藏深度在3300~3600m 以及4050~4200m 范围内存在两个孔隙度高于正常压实条件下最高孔隙度的异常高孔带(见图5(a )黄色区带);在4200~4650m 埋藏深度范围内存在一个具有相对较㊃6㊃长江大学学报(自然科学版)2023年9月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.低孔隙度(<8%),较高渗透率(>10m D )的低孔高渗带(见图5粉色区带)㊂图4 车镇凹陷沙四上亚段及沙三下亚段不同物源区平面展布F i g .4 P l a n e d i s t r i b u t i o no f d i f f e r e n t p r o v e n a n c e s i n t h e u p pe r p a r t o fE s 4a n d l o w e r p a r t o fE s 3s u b m e m b e r s o fC h e z h e nS a g分析车镇凹陷沙三段㊁沙四段储层不同次级构造带孔渗数据(见表1)表明,车镇凹陷陡坡带储层物性较差,洼陷带和缓坡带储层物性相差不大,缓坡带储层物性略高于洼陷带储层物性,且远高于陡坡带的储层物性㊂其中,洼陷带和缓坡带的沙三段储层孔隙度略高于沙四段储层,渗透率则远高于沙四段储层,表明随着埋深增大,压实作用对渗透率的影响较大㊂需要指出的是,陡坡带储层的最大孔隙度和渗透率值与其平均值差别很大,可能是陡坡带裂缝发育导致局部优质储层分布㊂㊃7㊃第20卷第5期 康玉柱等:多物源体系下砂砾岩储层差异性孔隙演化模式以车镇凹陷沙三段㊁沙四段为例 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.图5车镇凹陷沙三段㊁沙四段储层孔隙度和渗透率纵向分布图F i g.5V e r t i c a l d i s t r i b u t i o no f p o r o s i t y a n d p e r m e a b i l i t y o f r e s e r v o i r s i nE s3a n dE s4o fC h e z h e nS a g表1车镇凹陷沙三段㊁沙四段各次级构造带储层物性统计表T a b l e1S t a t i s t i c s o f p h y s i c a l p r o p e r t i e s o f r e s e r v o i r s i n e a c h s e c o n d a r y s t r u c t u r e o f E s3a n dE s4o f C h e z h e n S a g层位次级构造最小孔隙度/%最大孔隙度/%平均孔隙度/%最小渗透率/m D最大渗透率/m D平均渗透率/m D沙三段陡坡带0.1024.822.970.00198.302.78洼陷带2.1021.8010.990.001199.0210.65缓坡带3.1025.7012.120.1298.6011.46沙四段陡坡带0.1011.492.680.0173.122.21洼陷带1.1016.208.450.0139.433.21缓坡带2.3021.809.030.01189.032.72为了进一步分析车镇凹陷不同次级构造带储层物性分布特征,对各次级构造带储层不同级别孔隙度和渗透率进行了统计分析㊂由于车镇凹陷洼陷带和缓坡带物性相似,因此将洼陷带和缓坡带合并统计㊂结果表明,车镇凹陷沙三段陡坡带81%的储层孔隙度低于5%,70%的储层渗透率低于1m D(见图6(a)㊁(b))㊂沙三段缓坡带+洼陷带储层孔隙度主要分布在10%~20%,占比63%,渗透率高于1m D的频率显著提高,达53%(见图6(c)㊁(d))㊂车镇凹陷陡坡带沙四段储层物性与沙三段储层具有相似的分布特征,沙四段陡坡带相对高孔隙度(>10%)频率略低于沙三段储层(见图6(e)㊁(f)),可见压实作用对陡坡带物性的影响较大㊂沙四段缓坡带+洼陷带储层孔隙度峰值集中在5%~ 10%,72%的储层渗透率低于1m D(见图6(g)㊁(h))㊂4.2孔隙类型与常规碎屑岩储层相同,车镇凹陷沙三段㊁沙四段储层孔隙类型按成因类型可划分为原生孔隙和次生孔隙㊂按孔隙与颗粒的接触关系以及孔隙在岩石中的分布位置可分为粒间孔隙㊁粒内孔隙和填隙物内孔隙(见图7)㊂其中粒间孔隙多为原生孔隙,存在少量次生溶蚀粒间孔,粒内孔则主要为次生溶蚀作用的产物㊂由于车镇凹陷物源类型和沉积体系复杂,不同次级构造带发育的孔隙类型存在较大差异㊂㊃8㊃长江大学学报(自然科学版)2023年9月Copyright©博看网. All Rights Reserved.图6车镇凹陷沙三段、沙四段不同次级构造带储层孔隙度和渗透率分布直方图F i g.6D i s t r i b u t i o nh i s t o g r a mo f r e s e r v o i r p o r o s i t y a n d p e r m e a b i l i t y o f d i f f e r e n t s e c o n d a r y s t r u c t u r a l z o n e si nE s3a n dE s4o fC h e z h e nS a g ㊃9㊃第20卷第5期康玉柱等:多物源体系下砂砾岩储层差异性孔隙演化模式 以车镇凹陷沙三段㊁沙四段为例Copyright©博看网. All Rights Reserved.㊃01㊃长江大学学报(自然科学版)2023年9月注:(a)车古20井,车西洼陷东部陡坡带,沙三段,2551.20m,砾岩,单偏光;(b)大72井,大王北洼陷西部陡坡带,沙三段,3098.71m,砾岩,单偏光;(c)大358井,大王北洼东次洼陡坡带,沙三段,2372m,砂岩,单偏光;(d)车古201井,车西洼陷东部陡坡带,沙三段,2564.50m,砂岩,单偏光;(e)车276井,车西洼陷西部缓坡带,沙四段,2447.30m,砂岩,单偏光;(f)大602井,郭局子洼陷东部缓坡带,沙三段,2486.30m,单偏光㊂图7车镇凹陷沙三段、沙四段储层孔隙类型F i g.7P o r e t y p e s o f r e s e r v o i r s i nE s3a n dE s4o fC h e z h e nS a g车镇凹陷陡坡带距离物源区较近,以砾岩储层为主,碎屑颗粒粒度较大,受压实作用影响,粒间孔含量较低㊂受溶蚀作用影响,碳酸盐岩物源区主要发育残余粒间孔㊁粒内溶蚀孔(见图7(a))㊂位于碳酸盐岩变质岩混合物源区的储层主要发育原生粒间孔(见图7(b))㊂变质岩物源区抗压实能力较强,原生粒间孔广泛发育(见图7(c))㊂随着搬运距离的增加,陡坡带南部储层碎屑颗粒粒度变小,成分成熟度升高,主要发育原生粒间孔,存在少量次生溶蚀孔(见图7(d))㊂缓坡带溶蚀作用较强,以次生溶蚀孔为主,溶蚀作用剧烈的区域,可见碎屑颗粒完全溶蚀形成的铸模孔(见图7(e))㊂位于不稳定物源区的Copyright©博看网. All Rights Reserved.注:(a )车271井,沙三段,2729.10m ,高岭石充填粒间孔,K 代表高岭石;(b)车274井,沙四段,2567.25m ,窄长型微孔隙;(c )车408井,沙四段,3339.5m ,窄长型孔隙;(d )车272井,沙四段,2604.50m ,不规则溶蚀微孔隙㊂图8 扫描电镜下沙三段、沙四段储层孔隙类型F i g .8 P o r e t y p e s o f E s 3a n dE s 4r e s e r v o i r s u n d e r s c a n n i n g e l e c t r o nm i c r o s c o pe 储层,灰质成分含量高,以次生溶蚀孔为主,具备较高的面孔率(见图7(f ))㊂场发射扫描电镜下最常见的是高岭石充填的残余粒间孔(见图8(a )),亦可见窄长型微孔隙(见图8(b )),其沿孔隙长轴直径可达40μm (见图8(c)),形状不规则的溶蚀微孔隙亦有分布(见图8(d))㊂4.3 定量计算不同物源区孔隙演化历史本次研究将车镇凹陷沙三段㊁沙四段储层孔隙演化大致分为初始孔隙度㊁机械压实后孔隙度㊁早期胶结后孔隙度㊁溶蚀后孔隙度和晚期压实胶结后孔隙度(现今孔隙度)5个阶段㊂针对车镇凹陷不同物源区各个阶段的孔隙度进行了定量计算,进而恢复出储层孔隙演化历史,并结合镜下铸体薄片照片特征确定了储层的孔隙演化模式㊂在大量铸体薄片照片分析基础上,运用A d o b eP h o t o s h o p 软件的选取功能,定量计算出压实作用㊁胶结作用㊁溶蚀作用对孔隙度的影响[29]㊂车镇凹陷目的层段储层孔隙演化历史定量计算过程如下:1)初始孔隙度(ϕ1)恢复㊂未固结砂岩原始孔隙度的恢复采用的是BE A R D 等于1973年提出的湿砂在地表条件下的分选系数与孔隙度的关系式[30]: ϕ1=20.91+22.90S 0(1) S 0=Q 1Q 3æèçöø÷12(2)式中:S 0为特拉斯克分选系数;Q 1和Q 3分别为粒度累计曲线上颗粒累积含量25%和75%处对应的颗粒直径㊂运用大量粒度数据计算可得碳酸盐岩物源区储层的ϕ1均值为36.52%,碳酸盐岩变质岩混合物源区储层的ϕ1均值为38.23%,变质岩物源区储层的ϕ1均值为39.25%,不稳定物源区储层的ϕ1均值为38.78%㊂2)机械压实后孔隙度(ϕ2): ϕ2=P 1+P 2P 3æèçöø÷ˑϕ3+C (3)式中:P 1为粒间孔面孔率;P 2为胶结物溶孔面孔率;P 3为总面孔率;ϕ3为物性分析孔隙度;C 为胶结物总量㊂3)胶结㊁交代后储层孔隙度(ϕ4): ϕ4=P 1P 3æèçöø÷ˑϕ3(4)4)溶蚀作用净增孔隙度(ϕ5):㊃11㊃第20卷第5期 康玉柱等:多物源体系下砂砾岩储层差异性孔隙演化模式 以车镇凹陷沙三段㊁沙四段为例 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.。
砂砾岩储层研究现状
从目前我国的情况来看，砂砾岩储层厚度大，分布范围 广，显示了良好的发展前景，因此砂砾岩油气藏的研究越来 越受到重视。但是砂砾岩储层内部的非均质性强，砂砾岩油 气藏成为勘探开发的一个难点，随着石油工业技术的发展， 利用微电阻率扫描成像、自然伽马能谱、核磁共振测井和地 震等新技术，对其砂砾岩储层的识别、油气水层的判别等方 面都有了进展，但是砂砾岩储层中还有许多问题亟需解决， 需要不断探索并总结经验,发扬创新的精神，充分利用新技 术、新方法取得砂砾岩油气藏勘探的更大突破。
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论著
砂砾岩储层研究现状
谈健康 1,2 张洪辉 2 熊 钊 1
（1.西南石油大学资源与环境学院，四川 成都 610500；2.中国石油西部钻探克拉玛依录井工程公司，新疆 克拉玛依 834000）
摘 要：砂砾岩油气藏是中国油气勘探领域之一，由于砂砾岩体近物源、厚度大、相变快的特点，表现出沉积类型多样，空 间展布复杂，非均质严重的储层特征，给砂砾岩储层预测，油气层识别带来极大的困难。本文通过国内外砂砾岩发育的沉积 环境、砂砾岩储层特征、储层识别和储层预测方法进行研究，以期对今后的砂砾岩储层研究提供一些借鉴。 关键词：砂砾岩；扇三角洲；浊积扇；储层预测 DOI：10.3969/j.issn.1671-6396.2013.01.005
图 1 陡坡带砂砾岩体发育模式[12]
冲积扇是指山区河流携带大量碎屑物质，流出山口因坡 度急剧变缓，流速骤减，碎屑物质大量沉积，形成锥状或扇 状堆积体[15]。以新疆克拉玛依油田三系为代表，砂砾岩主要 发育在三叠系的克拉玛依下亚组、克拉玛依上亚组，克拉玛 依下亚组是一套砂砾岩和泥岩互层沉积，克拉玛依上亚组是 一套砂砾岩和泥岩交替沉积。根据其沉积特征，认为克拉玛 依下亚组砂砾岩沉积环境为冲积扇，将冲积扇相进一步划分 为扇根、扇中、扇缘三个亚相[2]。