王 亞,楊少春,路 研,馬寶全,趙永福,王永超

[1.中國石油大學(華東) 地球科學與技術學院,山東 青島 266580; 2.海洋國家實驗室 海洋礦產資源評價與探測技術功能實驗室,山東 青島 266071; 3.中國石化 勝利油田分公司 油氣勘探管理中心,山東 東營 257017]

渤海灣盆地東營凹陷高青地區(qū)的勘探工作始于20世紀60年代,經過近50年的不懈努力,在中生界至古近系均有儲量發(fā)現(xiàn),累計探明石油地質儲量2 764×104t,天然氣儲量41.42×108m3[1]。其中孔店組及其以上的沙(沙河街組)四段、沙三段、館陶組等勘探程度較高,中生界勘探程度較低。大量的勘探開發(fā)實踐表明,儲層的有效性是決定油氣成藏的關鍵因素[2-5],而現(xiàn)階段的研究多著重于研究區(qū)中生界構造特征演化[6]、圈閉評價[7]、油氣運移以及成藏規(guī)律[8-9],對有效儲層特征及發(fā)育控制因素鮮有涉及,且中生界儲層在埋藏后經歷了多期的埋藏與隆升,成巖流體性質也發(fā)生多次改變,儲層經歷強烈改造而呈現(xiàn)低孔低滲的物性特征,有效儲層發(fā)育的控制因素復雜,這些都嚴重制約了中生界的勘探部署,使油氣勘探難以取得突破。

本文以中生界白堊系西洼組及侏羅系蒙陰組為研究對象,利用巖石薄片分析、掃描電鏡和陰極發(fā)光觀察、物性統(tǒng)計、高壓壓汞以及流體包裹體分析測試等技術手段,對高青地區(qū)中生界碎屑巖有效儲層特征進行研究,并與非有效儲層進行對比分析,深入探討有效儲層發(fā)育的控制因素,預測有利的有效儲層勘探區(qū),以期為下一步的勘探工作提供指導。

1 區(qū)域地質概況

高青地區(qū)位于渤海灣盆地濟陽坳陷東營凹陷的西南部,高青大斷層的上升盤,北部為平方王凸起,東鄰博興洼陷,西接惠民凹陷,為南部凸起區(qū)和北部斜坡帶構成的南高北低的單斜構造[10],通過高青大斷層與東部博興洼陷烴源巖溝通,油氣成藏條件優(yōu)越(圖1)。白堊系西洼組和侏羅系蒙陰組是研究區(qū)中生界油氣主力儲層,自下而上發(fā)育一套辮狀河三角洲-辮狀河沉積,前緣水下分流河道和辮狀河道形成了主要的儲集砂體,包括細砂巖、粉砂巖及含礫砂巖儲層。

中生界現(xiàn)今構造格局經歷了多期次、多性質構造運動疊加。晚三疊世印支運動的擠壓抬升使三疊系整體剝蝕而缺失。侏羅紀—早白堊世為初次埋藏階段,地層穩(wěn)定沉降接受沉積。晚白堊世,受燕山運動的影響,地層隆升遭受剝蝕,進入抬升暴露階段,同時高青大斷層開始活動,發(fā)育褶皺和近南北向逆斷層。受斷層活動的影響,青城凸起開始形成并持續(xù)抬升[11],使得中生界呈現(xiàn)差異性剝蝕,自北向南剝蝕程度增大。進入新近紀之后,高青大斷層活動速率減弱[12],青城凸起逐漸停止抬升,中生代地層穩(wěn)定下沉進入二次埋藏階段,并接受來自博興生油洼陷的油氣充注。

2 有效儲層基本特征

有效儲層指達到一定儲量計算標準之上,能夠儲存和滲濾流體,且在現(xiàn)今工藝條件下能夠采出工業(yè)油流的儲集層[13]。采取正逆累積法,利用測試、試油數(shù)據(jù)結合現(xiàn)階段的采油工藝和開發(fā)技術水平,綜合厘定了中生界有效儲層的物性下限：孔隙度下限值9%,滲透率下限值為1×10-3μm2,儲層物性在此標準之上的都為有效儲層。

2.1 巖石學特征

研究區(qū)中生界碎屑巖有效儲層的巖石類型主要為長石石英砂巖和巖屑長石砂巖。有效儲層砂巖骨架顆粒中,石英所占相對體積百分含量為72.05%,長石為17.48%,以斜長石為主,巖屑為10.47%。有效儲層中不同粒級砂巖均有發(fā)育,顆粒粒度中值在0.1～0.5 mm,主要為中砂和細砂。碎屑顆粒磨圓中等,整體為次圓-次棱角,分選較差,以顆粒支撐為主,顆粒之間多呈點-線接觸。填隙物以膠結物為主,平均體積百分含量為5.24%,主要為碳酸鹽膠結物,雜基含量較低,平均體積百分含量為0.79%,主要為粘土雜基?？傮w上,高青地區(qū)中生界有效儲層具有中等成分成熟度和中等結構成熟度的巖石組構特征。

2.2 儲集空間特征

通過對研究區(qū)中生界100多張鑄體薄片觀察,結合掃描電鏡、碎屑巖成巖作用、粒間膠結物分析發(fā)現(xiàn),有效儲層儲集空間以次生孔隙為主,剩余粒間孔面孔率一般低于2%,多呈三角形或不規(guī)則多邊形,但連通性較好(圖2f,g)。

圖1 東營凹陷高青地區(qū)構造位置(a)、地震剖面(b)及地層柱狀圖(c)Fig.1 Structural location(a),seismic profile(b)and stratigraphic column(c)of Gaoqing Region,Dongying Depression,Bohai Bay Basin

次生孔隙作為有效儲層主要的儲集空間,又以長石、巖屑和碳酸鹽膠結物等酸不穩(wěn)定礦物溶蝕產生的次生溶孔為主,其次為微裂縫。次生溶孔是最重要的儲集空間類型,按照可溶物質差異及面孔率由大到小可分為長石溶蝕粒內孔隙、碳酸鹽膠結物溶蝕粒間孔隙以及巖屑溶蝕粒內孔隙。長石顆粒溶孔具有3種產出形式：沿解理面溶蝕呈蜂窩狀溶孔(圖2a)、沿顆粒邊緣溶蝕呈港灣狀溶孔(圖2a,b)以及顆粒完全溶蝕呈鑄膜孔(圖2a,c)。碳酸鹽膠結物通常呈不規(guī)則溶蝕,溶孔內可見膠結物的溶蝕殘余(圖2b,d,e)。巖屑顆粒溶蝕程度較低,往往沿著顆粒邊緣向內部溶蝕,與粒間孔隙組合形成擴大孔(圖2d)。微裂縫在石英等剛性顆粒含量較高的砂巖中較為發(fā)育,主要為構造裂縫,往往切穿碎屑顆粒并延伸較遠,鏡下觀察到的微裂縫寬度為10～200 μm,所能提供儲集空間有限,但微裂縫附近的顆粒和碳酸鹽膠結物發(fā)生強烈溶蝕(圖2h),能夠顯著改善儲層滲流性能。

2.3 物性和孔隙結構特征

根據(jù)G41、G56和G54三口井共計465塊巖樣實測物性數(shù)據(jù),中生界有效儲層孔隙度主要集中在9%～17%,主體為低孔有效儲層,占59.50%,中孔有效儲層占40.50%；滲透率主要集中在1×10-3～20×10-3μm2,主體為低滲有效儲層,占80.17%,中滲有效儲層占19.83%。

圖2 東營凹陷高青地區(qū)中生界有效儲層儲集空間類型Fig.2 Effective reservoir space types of the Mesozoic in Gaoqing Region,Dongying Depression,Bohai Bay Basina.長石顆粒沿邊緣溶蝕、沿解理面溶蝕以及鑄膜孔,G56井,埋深951.82 m,藍色鑄體薄片；b.長石溶蝕粒內孔隙和方解石膠結物溶蝕粒間孔隙,G41井,埋深1 240.16 m,藍色鑄體薄片；c.長石鑄膜孔,G56井,埋深941.7 m,掃描電鏡；d.方解石膠結物溶蝕粒間孔隙和巖屑粒內溶孔,G41井,埋深1 279.35 m,藍色鑄體薄片；e.碳酸鹽膠結物溶蝕殘余,G41井,埋深1 279.35 m,藍色鑄體薄片；f.剩余粒間孔,G54井,埋深2 103.5 m,掃描 電鏡；g.剩余粒間孔,G56井,埋深938.5 m,掃描電鏡；h.微裂縫,G41井,埋深1 264.74 m,藍色鑄體薄片Qtz.石英顆粒；Cc.方解石；Pl.斜長石；Bi.儲層瀝青；P.粒間孔隙；MP.鑄膜孔

高壓壓汞測試可以便捷、有效地表征巖石孔喉大小和分布[14]。對中生界39塊樣品進行了高壓壓汞測試分析,結果表明：有效儲層具有較低的排驅壓力(圖3a,b),分布在0.03～0.31 MPa,表明其具有較大的最大孔喉半徑,通常與連通的較大孔喉系統(tǒng)有關[15],同時其孔徑具有雙峰分布的特征,砂巖內中孔喉和小孔喉共存。其中連通性較好的中孔喉主要為次生溶孔和剩余粒間孔隙(圖2a,b,f,g),對滲透率的貢獻高達80%以上,是有效儲層形成的關鍵孔隙類型。非有效儲層的排驅壓力較高,孔徑呈單峰分布特征(圖3c,d),表明其孔喉大小集中分布,且主要為連通性差的小孔喉,剩余粒間孔隙基本全部損失,次生溶孔發(fā)育程度低,儲層物性較差。

2.4 成巖作用及演化特征

成巖作用及演化特征決定了儲層物性的演化[16]。高青地區(qū)中生界儲層成巖演化與埋藏過程具有密切的聯(lián)系,在不同的埋藏階段發(fā)育不同類型的成巖作用,其中壓實作用、膠結作用和溶蝕作用對儲層物性影響最為顯著。下面針對這3種成巖作用進行詳細闡述,并利用視壓實率、視膠結率、視溶蝕率定量表征其成巖強度[17]。

2.4.1 壓實作用

中生界儲層在白堊紀晚期的最大埋深達到2 700 m～3 200 m,強壓實作用使得粒間體積迅速衰減,體現(xiàn)為顆粒的定向排列、顆粒之間呈線接觸、云母及塑性巖屑的彎曲變形等(圖4a,b),大大破壞了儲層原始孔隙。中生界儲層平均視壓實率可達84.69%,而有效儲層中平均視壓實率約為73.22%,壓實作用強度明顯減弱,顆粒之間接觸強度減小,呈點-線接觸(圖2a,b)。

2.4.2 膠結作用

中生界儲層膠結作用強度中等,平均視膠結率為32.55%,而有效儲層中膠結作用強度較弱,平均視膠結率為17.83%。有效儲層中膠結物類型多樣,包括碳酸鹽膠結物、硅質膠結物、粘土礦物膠結物,其中硅質膠結物(平均體積百分含量0.86%)和粘土礦物膠結物(平均體積百分含量0.13%)對有效儲層發(fā)育影響較小,而碳酸鹽膠結物含量較高,且呈現(xiàn)多期次成因的特征,故重點進行分析闡述。根據(jù)膠結物與成巖礦物共生關系、成巖事件發(fā)生的先后順序,將碳酸鹽膠結物劃分為成因和產狀均存在差異的早、中、晚3期。

1) 早期基底式碳酸鹽膠結物

該類膠結物為過飽和的堿性湖水介質中直接析出的產物[18],形成于大規(guī)模壓實作用之前,主要呈基底式產出,包括方解石和白云石膠結物,通常圍繞碎屑顆粒生長,使得巖石骨架顆?！捌　逼渖?圖4c,d)。通過巖石薄片和陰極發(fā)光觀察發(fā)現(xiàn),早期碳酸鹽膠結物在有效儲層成巖演化過程中難以保存,多被完全溶蝕或交代,成巖恢復后的含量在3%～8%,顯著高于非有效儲層的0～6%,對埋藏早期的孔隙保存具有重要意義。

圖3 東營凹陷高青地區(qū)中生界有效儲層(a,b)和非有效儲層(c,d)的孔喉分布特征Fig.3 Distribution characteristics of pore throats in the Mesozoic effective(a,b)and non-effective(c,d)reservoirs in Gaoqing Region,Dongying Depression,Bohai Bay Basina.G41井，埋深1 255.68 m，孔隙度為16.2%，滲透率為13.6×10-3 μm2，排驅壓力為0.052 MPa，最大孔隙半徑為14.14 μm，平均孔隙半徑為3.75 μm；b.G54井，埋深2 104.5 m，孔隙度為11.8%，滲透率為6.9×10-3 μm2，排驅壓力為0.172 MPa，最大孔隙半徑為4.27 μm，平均孔隙半徑為0.82 μm；c.G59井，埋深1 510.1 m，孔隙度為10.0%，滲透率為0.033×10-3 μm2，排驅壓力為1.268 MPa，最大孔隙半徑為0.58 μm，平均孔隙半徑為0.14 μm； d.G56井，埋深942.5 m，孔隙度為7.3%，滲透率為0.004×10-3 μm2，排驅壓力為2.550 MPa，最大孔隙半徑為0.29 μm，平均孔隙半徑為0.07 μm

2) 中期孔隙式方解石膠結物

隨著埋深、地溫以及pH值增加,成巖孔隙流體中過飽和的Ca2+重新沉淀形成了中期的方解石膠結物。該類膠結物會充填孔隙,堵塞喉道,對儲層孔隙結構的破壞作用顯著。中期方解石膠結物總體含量較高,最高可達10%,在有效儲層中含量相對較低,平均為3.4%,多充填在次生溶孔中,形成時間晚于大規(guī)模溶蝕作用,同時部分被后期油氣充注所攜帶的有機酸溶蝕,形成具有瀝青黑邊的粒間溶孔,說明其形成時間又早于油氣充注事件(圖4d—f)。

3) 晚期點狀鐵方解石、鐵白云石膠結物

油氣充注的烴類流體會將粘土礦物轉化產生的Fe3+還原為Fe2+,在還原環(huán)境下進入CaCO3和MgCO3礦物晶格,形成晚期鐵方解石和鐵白云石膠結物[19]。晚期鐵方解石主要呈交代碳酸鹽膠結物或顆粒產出,對儲層物性影響較小(圖4c,f)。

2.4.3 溶蝕作用

受構造隆升控制的大氣淡水淋濾作用以及生油洼陷生排烴史控制的油氣充注事件產生的多期溶蝕作用使得儲層中砂巖骨架顆粒和膠結物的溶蝕現(xiàn)象普遍發(fā)育[20](圖4g,h)。中生界儲層中的平均視溶蝕率都達到90%以上,但溶蝕增孔率普遍較低,平均為1.46%。有效儲層中砂巖的溶蝕程度較高,溶蝕增孔率平均為4.82%。根據(jù)掃描電鏡觀察,部分次生溶孔充填大量的書頁狀高嶺石集合體以及自生微晶石英,是規(guī)模溶蝕作用進行的證據(jù)之一[21](圖4i,j)。

總體上,研究區(qū)中生界儲層具有強壓實、中等膠結和中等溶蝕的成巖作用背景,成巖演化序列如圖5所示,而有效儲層的成巖特征表現(xiàn)為中等壓實、弱膠結和強溶蝕作用。壓實作用與膠結作用在孔隙損失中的相對貢獻統(tǒng)計結果表明,壓實作用是中生界儲層孔隙損失的最主要因素(圖6)。不同成因和期次的碳酸鹽膠結作用對儲層影響不同,溶蝕作用是能夠改善儲層孔隙結構的關鍵成巖改造因素。

3 有效儲層發(fā)育控制因素

3.1 原始沉積條件是有效儲層形成的物質基礎

原始沉積條件是形成有效儲層的物質基礎,同時對后期構造壓實、成巖改造具有控制作用[22]。對不同沉積微相砂巖物性、巖石組構統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)(表1),砂巖物性與沉積水動力條件具有明顯的相關性。高能的水動力環(huán)境如辮狀河三角洲前緣水下分流河道、辮狀河道、辮狀河河床滯留沉積形成的砂巖物性要好于相對低能的水動力環(huán)境如沖積平原、辮狀河三角洲前緣水下分流河道間以及辮狀河河漫灘形成的砂巖。這主要是由于高能水動力條件沉積的砂巖中剛性組分如石英、長石含量高,儲層抗壓實能力強,埋藏過程中更有利于孔隙保存,而低能水動力條件形成的砂巖中塑性組分如軟巖屑、泥質雜基的含量相對較高,塑性巖屑在壓實過程中發(fā)生塑性變形,形成假雜基充填孔隙,砂巖壓實程度迅速增加,儲層物性較差。此外,高能的水動力環(huán)境沉積的砂巖粒度較粗,原始粒間孔隙更為發(fā)育,孔隙連通性更好,有利于成巖流體的運移、注入,為后期溶蝕作用提供有利條件[23]。

圖4 東營凹陷高青地區(qū)中生界儲層成巖作用特征Fig.4 Diagenetic characteristics of the Mesozoic reservoirs in Gaoqing Region,Dongying Depression,Bohai Bay Basina.巖屑彎曲變形,顆粒呈線接觸,G59井,埋深1 009.1 m；b.巖屑彎曲變形,白云母破裂,G41井,埋深1 321.68 m；c.早期方解石膠結物基底式膠結,部分被晚期鐵方解石交代,紅色染色為早期方解石膠結物,紫紅色染色為晚期鐵方解石膠結物,G41井,埋深1 060.0 m；d.中期方解石膠結物充填早期白云石膠結物溶蝕孔隙,部分被有機酸溶蝕,G41井,埋深1 325.64 m；e.中期方解石膠結物充填長石粒內溶孔和早期方解石溶孔,方解石發(fā)橙黃色光,G41井,埋深1 237.99 m,陰極發(fā)光；f.中期方解石被有機酸溶蝕,晚期鐵白云石交代中期方解石膠結物,晚期鐵白云石鑄體染色呈亮藍色,G41井,埋深1 240.16 m；g.長石顆粒沿解理面溶蝕,G56井,埋深940.3 m,掃描電鏡；h.長石顆粒溶蝕,G56井,埋深938.5 m,掃描電鏡；i.溶孔中充填的自生書頁狀高嶺石集合體,G41井,埋深1 280.45 m,掃描電鏡；j.溶孔中充填的自生石英微晶,G41井,埋深1 218.68 m,掃描電鏡; k.石英顆粒微裂 縫中的烴類(OL)和鹽水包裹體(SL),G41井,埋深1 551.0 m；l.石英顆粒微裂縫中的烴類(OL)和鹽水包裹體(SL),G56井,埋深955.82 mQtz.石英顆粒；Cc.方解石；Dol.白云石；Ank.鐵白云石；Ms.白云母；Kao.高嶺石；Mi.微斜長石；Pl.斜長石；Bi.儲層瀝青；I/S.伊蒙混層；Ill.伊利石；MQ.微晶石英

3.2 有效儲層發(fā)育過程中的?？鬃饔?/h3>

3.2.1 早期碳酸鹽膠結與差異壓實

早期碳酸鹽膠結物的分布與沉積水動力條件有關,在低能水動力條件沉積相帶,沉積期泥質含量高,砂巖呈雜基支撐,往往發(fā)育泥質充填作用,而高能的水動力條件下,地層水鹽度大,埋藏早期容易形成早期碳酸鹽膠結物。為探究早期碳酸鹽膠結物對儲層壓實作用的影響,引入壓實減孔率來定量表征砂巖儲層在壓實過程中的孔隙損失[24],計算公式如下：

(1)

式中：對于分選較好的細砂巖,一般默認其原始孔隙度為40%；粒間體積為鑄體薄片統(tǒng)計的粒間孔隙和填隙物之和。

圖5 東營凹陷高青地區(qū)中生界儲層成巖演化序列Fig.5 Diagenetic evolution sequence of the Mesozoic reservoirs in Gaoqing Region,Dongying Depression,Bohai Bay Basin

圖6 東營凹陷高青地區(qū)中生界儲層壓實作用和膠結作用在孔隙損失中的貢獻Fig.6 Contribution of compaction and cementation to pore loss of the Mesozoic reservoirs in Gaoqing Region,Dongying Depression,Bohai Bay Basin

基于鑄體薄片觀察對壓實減孔率和早期碳酸鹽膠結物含量統(tǒng)計結果表明：早期碳酸鹽膠結物含量與壓實減孔率具有良好的負相關關系,隨著早期碳酸鹽膠結物含量的升高,儲層壓實強度減小,壓實減孔率降低,更有利于有效儲層的發(fā)育(圖7a)。經計算,有效儲層中早期碳酸鹽膠結物的平均含量為4.96%,平均壓實減孔率為74.60%,而非有效儲層中早期碳酸鹽膠結物平均含量為2.46%,平均壓實減孔率為85.87%。因此早期碳酸鹽膠結物能夠“減壓?？住?削弱壓實作用對儲層孔隙的破壞,是中生界儲層產生差異壓實的主要原因。此外,早期碳酸鹽膠結物可以為后期溶蝕作用提供充足的易溶物質,是規(guī)模溶蝕作用進行的必要條件之一,其含量越高次生溶孔也越發(fā)育(圖7b)。

3.2.2 開放水-巖體系對中期方解石膠結的抑制作用

微觀面孔率的微小變化在儲層宏觀物性上會呈現(xiàn)出較大的差異,因此膠結物對面孔率的破壞作用會顯著的減少儲層物性。早期碳酸鹽膠結物在抬升暴露階段多被淋濾溶蝕,對現(xiàn)今孔隙結構以?？鬃饔脼橹?而破壞作用微弱；中期碳酸鹽膠結物含量高,且形成于大規(guī)模溶蝕作用之后,對儲層孔隙損失的貢獻僅次于壓實作用。

位于高能的沉積相帶以及不整合面附近的中生界儲層往往具有相對開放的水-巖體系,是有效儲層發(fā)育的有利區(qū)[25],這些儲層基本具有以下的共同點：① 原始孔隙條件好；② 埋藏過程中孔隙保存程度高；③ 大氣淡水淋濾溶蝕改造程度高；④ 孔隙結構以中孔喉為主。在相對開放的水-巖體系中,砂巖孔隙連通性好,孔隙成巖流體流動暢通,物質交換更加頻繁,因此溶蝕反應進行的更徹底,同時溶蝕產物能夠及時排出,不易形成中期方解石膠結物；而相對封閉的水-巖體系中,儲層溶蝕程度較低,溶蝕產物難以及時排出,同時也會接受來自儲層其他部位的高濃度Ca2+,從而原地沉淀形成大量的方解石膠結物,堵塞次生孔隙和喉道,形成致密的碳酸鹽膠結帶。鑄體薄片、陰極發(fā)光薄片分析結果也顯示：開放的水-巖體系中期方解石膠結較弱,儲層孔隙得到有效的保存(圖8)。由此可見,相對開放的水-巖體系一定程度上能夠抑制中期方解石膠結,從而保護儲層物性。

3.3 有效儲層發(fā)育過程中的增孔作用

3.3.1 淋濾溶蝕和有機酸溶蝕作用

中生界儲層溶蝕作用所需的酸性流體主要有兩大來源：大氣淡水和油氣充注。古近系沉積前,在合適的構造部位,中生代地層經歷了長期暴露和風化剝蝕作用[26],含CO2的大氣淡水在重力作用下進入碎屑巖孔隙系統(tǒng),形成無機酸-巖石反應,酸溶性組分發(fā)生溶蝕,產生淋濾溶蝕孔隙[27-28]。作為中生界有效儲層的重要儲集空間,淋濾溶蝕孔隙的面孔率與距中生界頂面不整合距離具有明顯的相關性：垂向上距離中生界頂面不整合越近,淋濾溶蝕孔隙越發(fā)育(圖9)。此外,流體包裹體的巖相學觀察以及測溫結果顯示(圖4k,l),中生界存在兩期成藏事件,分別位于東營組沉積末期以及明化鎮(zhèn)組沉積晚期,且以明化鎮(zhèn)組沉積晚期的油氣充注規(guī)模最大。油氣充注主導的有機酸成巖環(huán)境中會發(fā)生酸不穩(wěn)定礦物的溶蝕,形成有機酸溶蝕孔隙[29]。對兩種不同成因類型的溶孔在儲層中的相對比重進行了統(tǒng)計分析,結果表明：中生界儲層的溶孔類型以淋濾溶蝕孔隙為主(圖9),這主要是由于兩期油氣充注事件發(fā)生在主要的成巖改造事件之后,此時儲層孔隙結構基本定型,因而對儲層的溶蝕改造作用較小。

表1 東營凹陷高青地區(qū)中生界儲層不同沉積微相砂巖物性和巖石組構統(tǒng)計Table 1 Physical properties and rock fabric statistics of sandstones of different sedimentary microfacies of the Mesozoic reservoirs in Gaoqing Region,Dongying Depression,Bohai Bay Basin

圖7 東營凹陷高青地區(qū)中生界儲層早期碳酸鹽膠結物對壓實作用(a)和溶蝕作用(b)的影響Fig.7 Impact of early carbonate cementation of the Mesozoic reservoirs on compaction(a)and dissolution(b)in Gaoqing Region,Dongying Depression,Bohai Bay Basin

3.3.2 斷層活動

高青大斷層及其派生斷裂的活動使得斷層附近的儲層局部發(fā)育微裂縫,能夠改善儲層滲流能力,有效溝通酸性流體,促進溶蝕作用進行,增強孔隙結構的非均質性。同時高青大斷層作為油源斷層,其活動時間與大規(guī)模油氣充注時間相匹配,作為油氣的垂向運移通道,很大程度上控制了油氣的分布[30]。中生界的油氣顯示長度和油藏油柱高度均與距油源斷層距離呈現(xiàn)一種較好的負相關關系(圖10),可見距離高青大斷層越近的儲層油氣充注規(guī)模越大,易于富集油氣。

4 有利勘探區(qū)預測

綜合以上對于有效儲層發(fā)育過程中的?？缀驮隹鬃饔玫南嚓P分析,并基于有效儲層厚度的平面展布(圖11),對有效儲層進行分級綜合評價,并預測有利的勘探區(qū)帶(圖12)。Ⅰ類有效儲層位于凸起區(qū)緊鄰高青大斷層的區(qū)域,為強烈改造型有效儲層,其有效儲層厚度大,在埋藏過程中經受了長期的淋濾溶蝕作用,次生孔隙非常發(fā)育,儲層物性好,同時距離高青大斷層(油源斷層)近,裂縫發(fā)育,油氣疏導和儲集條件好,是最有利的勘探區(qū)帶。Ⅱ類有效儲層位于凸起區(qū)以及靠近凸起區(qū)的區(qū)域,距離高青大斷層較近,為有利沉積條件和中等溶蝕改造疊加形成,其原始沉積條件好,儲層抗壓實能力強,且水-巖體系較為開放,中期碳酸鹽膠結較弱,次生孔隙和裂縫較為發(fā)育,是比較有利的勘探區(qū)帶。Ⅲ類有效儲層發(fā)育在有利的沉積相帶,原生孔隙保存條件好,但儲層溶蝕改造程度相對較低,次生孔隙和裂縫發(fā)育程度低,勘探潛力中等。

圖8 東營凹陷高青地區(qū)中生界儲層中不同水-巖體系中期方解石膠結物典型發(fā)育特征Fig.8 Defining features of mid-stage calcite cement development from different water-rock systems of the Mesozoic reservoirs in Gaoqing Region,Dongying Depression,Bohai Bay Basina.G41井,埋深1 279.35 m,辮狀河三角洲前緣水下分流河道微相；b.G54井,埋深2 105.0 m,辮狀河道微相；c.G59井,埋深1 510.1 m,沖積平原微相；d.G41井,埋深1 424.34 m,辮狀河三角洲前緣水下分流河道間微相a—d.壓汞測試數(shù)據(jù)表;a1—d1.a—d對立鑄體薄片照片;a2—d2.a—d對應陰極發(fā)光照片

圖9 東營凹陷高青地區(qū)中生界儲層面孔率與距中生界頂面不整合距離關系Fig.9 Relationship between plane porosity and vertical distance from the top unconformity of the Mesozoic reservoirs in Gaoqing Region,Dongying Depression,Bohai Bay Basina.不同類型溶蝕孔隙面孔率與距中生界頂面不整合距離關系；b.次生溶孔總面孔率與距中生界頂面不整合距離關系

圖10 東營凹陷高青地區(qū)中生界油氣分布與距油源斷層距離關系Fig.10 Relationship between Mesozoic oil and gas distribution and distance from source-related faults in Gaoqing Region,Dongying Depression,Bohai Bay Basina.油氣顯示長度與距油源斷層距離關系; b.油柱高度與距油源斷層距離關系

圖11 東營凹陷高青地區(qū)中生界有效儲層厚度平面分布Fig.11 Plane distribution of Mesozoic effective reservoirs in Gaoqing Region,Dongying Depression,Bohai Bay Basin

圖12 東營凹陷高青地區(qū)中生界有效儲層綜合評價及預測Fig.12 Integrated evaluation and prediction of Mesozoic effective reservoirs in Gaoqing Region,Dongying Depression,Bohai Bay Basin

5 結論

1) 壓實作用是研究區(qū)中生界儲層孔隙損失的主要因素,高能水動力條件下形成的剛性顆粒含量高、分選好的砂巖能夠削弱壓實作用的減孔效應,是有效儲層形成的物質基礎,而早期成因的碳酸鹽膠結物能夠支撐砂巖骨架顆粒,具有“減壓?？住弊饔?。中期碳酸鹽膠結是次要的孔隙損失因素,有效儲層中相對開放的水-巖體系能夠抑制中期方解石膠結,從而保護儲層物性。大氣淡水的淋濾溶蝕和油氣充注伴隨的有機酸溶蝕作用產生的次生溶孔有效改善了砂巖孔隙結構,是有效儲層物性改善的關鍵成巖改造因素。高青大斷層的活動能夠產生微裂縫,改善儲層滲流能力,促進溶蝕作用進行,并控制著油氣的分布。

2) 中生界有效儲層勘探潛力由高到低可分為：Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類有效儲層。有利的勘探區(qū)帶主要位于凸起區(qū)附近、靠近高青大斷層、具有有利原始沉積組構的有效儲層分布區(qū),其有效儲層形成于有利沉積微相,儲層抗壓實能力強、水-巖體系開放、中期碳酸鹽膠結強度弱、溶蝕改造程度高、裂縫較為發(fā)育,油氣的疏導和儲集條件好,油氣易于富集。