劉沖

(中海油能源發(fā)展股份有限公司 工程技術(shù)分公司中海油實(shí)驗(yàn)中心，廣東 湛江 524057)

海中凹陷位于北部灣西部，與潿西南凹陷相隔于三號(hào)斷裂帶及潿西南低突起，南部、東部相鄰企西隆起[1]。目前海中凹陷正處于勘探初期階段,根據(jù)已鉆探井資料發(fā)現(xiàn)有油氣存在。海中凹陷勘探程度低、潛力大,是北部灣盆地油氣勘探主要的后備資源,對(duì)盆地勘探的可持續(xù)發(fā)展、新產(chǎn)能基地的建立具有重要意義[2,3]。本文通過(guò)對(duì)該區(qū)儲(chǔ)層的巖石學(xué)特征、孔隙類型及結(jié)構(gòu)特征、物性特征等方面的研究，分析其控制因素，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和預(yù)測(cè)該區(qū)儲(chǔ)層的發(fā)育規(guī)律。

1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

該區(qū)巖石類型主要為細(xì)粒的巖屑石英砂巖和石英砂巖，粒度均勻，分選中等偏好。石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)在78.1%～96.3%之間，平均84.9%；長(zhǎng)石質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2.3%～8.2%之間，平均5.7%；巖屑質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，在3.0%～12.2%之間，平均9.4%。長(zhǎng)石風(fēng)化較深，表面模糊不清，亦有附著細(xì)小水云母。巖屑以變質(zhì)巖和云母為主，變質(zhì)巖主要為云母片巖和云母石英片巖。受壓實(shí)作用影響，部分變質(zhì)巖被擠壓變形呈假雜基狀與泥質(zhì)雜基混雜堆積較難分辯。巖屑含量較高，成分成熟度中等。

膠結(jié)物主要為次生石英加大邊以及少量的粉晶鐵白云石和少量鐵方解石等，泥質(zhì)不發(fā)育處，石英加大邊較發(fā)育；鐵白云石不均勻充填孔隙，表明鐵白云石在壓實(shí)作用增強(qiáng)之前生成。 該區(qū)儲(chǔ)層雜基成分較高，基本為陸源黏土礦物，以填隙物不均勻包裹顆粒表面的形式存在。泥質(zhì)填隙物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于1.0%～13.0%，平均5.0%。根據(jù)黏土礦物X射線衍射分析數(shù)據(jù)，黏土礦物成分以伊利石、伊/蒙混層和高嶺石為主。黏土含量較高，沉積水動(dòng)力不強(qiáng)，結(jié)構(gòu)成熟度較低。

2 孔隙類型及結(jié)構(gòu)特征

2.1 孔隙類型

通過(guò)巖石鑄體薄片觀察，該區(qū)儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間的孔隙類型主要包括剩余的原生粒間孔隙(圖1a)和后期溶蝕形成的次生溶蝕孔隙。 原生孔隙的發(fā)育主要受巖石結(jié)構(gòu)和沉積構(gòu)造等因素控制。壓實(shí)作用和膠結(jié)作用損失大量原生粒間孔，另外，孔隙內(nèi)充填有少量填隙物，亦有少量石英加大邊的普遍延伸至孔隙占據(jù)原生粒間孔。

次生孔隙是孔隙類型的主要組成部分，主要包括鑄模孔和粒內(nèi)溶孔(圖1b)，以及少量填隙物溶蝕產(chǎn)生的粒間溶蝕孔隙。粒內(nèi)孔隙主要由長(zhǎng)石沿節(jié)理溶蝕形成的網(wǎng)狀、篩孔狀長(zhǎng)石溶孔。鑄模孔連通性差，圖1b中鑄模孔相鄰云母局部壓實(shí)較強(qiáng)，表面鑄?？仔纬捎谳^強(qiáng)壓實(shí)作用之后。

2.2 孔隙結(jié)構(gòu)

儲(chǔ)層孔隙形狀不規(guī)則，原生粒間孔孔徑細(xì)小，呈孤立的三角狀、不規(guī)則形狀，次生鑄?？走B通性差，孔隙孤立存在(圖1c)。面孔率介于0.5%～8.0%，平均3.5%?？紫吨睆酱笮〔灰?，基本在20～60 μm之間，孔隙分布不均，配位數(shù)分布在0～1之間。喉道不發(fā)育，少量喉道狹窄，呈窄片狀、彎片狀(圖1a)。連通性較差，孔隙配位數(shù)與喉道寬度影響巖石的滲透率。

a ①：原生粒間孔；②：窄片狀喉道為主，單偏光 b ①：鑄?？?； ②：網(wǎng)狀長(zhǎng)石溶孔，單偏光 c：顆粒排列緊密，鑄模孔較為孤立

3 儲(chǔ)集物性特征

通過(guò)對(duì)油氣富集的潿西南凹陷各井區(qū)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),潿洲組的主力儲(chǔ)層潿二段、潿三段屬于中高孔中高滲儲(chǔ)層，其物性在縱向上分布特征為隨埋深增加孔滲逐漸變小、物性呈變差的趨勢(shì)，當(dāng)埋深增加至流沙港組時(shí)儲(chǔ)層物性呈現(xiàn)為低孔低滲特征。 但是根據(jù)海中凹陷潿洲組的實(shí)驗(yàn)樣品分析，該區(qū)潿二段、潿三段實(shí)驗(yàn)測(cè)試的孔隙度分布范圍為5.0%～15.7%，孔隙度均值為9.7%，滲透率分布范圍為0.04～0.68 mD，滲透率均值為0.23 mD。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明海中凹陷潿洲組為低孔特低滲儲(chǔ)層，這將導(dǎo)致該區(qū)潿洲組儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間大幅度收縮，滲流能力急劇變差，不利于油氣儲(chǔ)集。

4 儲(chǔ)層控制因素

通過(guò)調(diào)研儲(chǔ)層物性影響因素等文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)楊曉萍(2007)等分析典型巖性油氣藏中低孔隙度低滲透率儲(chǔ)層的形成原因及優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的形成與分布規(guī)律，認(rèn)為儲(chǔ)層的發(fā)育受沉積作用、成巖作用、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等多種因素影響，沉積作用決定儲(chǔ)層組分與原始孔隙度特征，成巖作用對(duì)儲(chǔ)層后期改造有一定的影響[4-7]。本區(qū)儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫少見(jiàn)，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)儲(chǔ)層物性的影響較小，主要針對(duì)沉積作用和成巖作用進(jìn)行分析。

4.1 沉積作用

沉積環(huán)境的不同影響體現(xiàn)了不同的儲(chǔ)層物性，只有具有利沉積相帶的砂體才能發(fā)育較好的次生孔隙帶[8]。該區(qū)為湖相沉積環(huán)境，潿三段時(shí)期靠近海1號(hào)斷層的東洼消失，西洼水深變淺，沉積中心遷移至3號(hào)斷裂中、東段，發(fā)育濱淺湖相(見(jiàn)圖2)。砂體為濱淺湖灘壩砂，泥巖為淺湖泥[9]。沉積物主要是粉砂或粉、細(xì)砂與灰綠色粉砂質(zhì)泥巖互層，砂巖粒度均勻，分選較好。泥質(zhì)雜基含量高，反映水動(dòng)力較弱結(jié)構(gòu)成熟度低，儲(chǔ)集空間狹小且連通性較差。

圖2 海中凹陷潿二段、潿三段沉積相

4.2 成巖作用

沉積作用是影響儲(chǔ)層物性的前期因素，盡管沉積作用控制了儲(chǔ)集層的分布和儲(chǔ)集性能，但是成巖作用直接改變儲(chǔ)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即使是同一微相也會(huì)發(fā)生顯著變化，從而對(duì)儲(chǔ)層物性造成影響[10,11]。

成巖作用則是儲(chǔ)層物性改造的直接原因。壓實(shí)作用是該區(qū)主要的成巖作用，該區(qū)壓實(shí)作用較強(qiáng)，損失大量的原生粒間孔。在泥質(zhì)不發(fā)育處，孔隙呈鑲嵌接觸，泥質(zhì)豐富處由于壓實(shí)作用粒間泥質(zhì)扭曲變形。砂巖碎屑顆粒中巖屑含量較高，變質(zhì)巖、云母等一些軟性顆粒容易擠壓變形，且易于雜基混淆。壓實(shí)作用主要破壞孔隙的喉道，使?jié)B透率急劇下降。

膠結(jié)作用主要是鐵白云石膠結(jié)，使物性變差。粉、細(xì)晶鐵白云石主要集中在孔隙內(nèi)，膠結(jié)、交代顆粒，使巖石更加固結(jié)，因此主要是降低儲(chǔ)層孔隙度，少量鐵白云石堵塞孔喉，破壞滲透率。從圖3a、3b中可以看出，鐵白云石與孔隙度、滲透率均呈負(fù)相關(guān)性。

泥質(zhì)充填是另一個(gè)影響物性的主要原因，也是沉積作用影響的直接反應(yīng)形式。泥質(zhì)可以使壓實(shí)作用更容易進(jìn)行，由圖3c、3d可以看出，泥質(zhì)雜基與孔隙度、滲透率均呈負(fù)相關(guān)性，因此，較高的泥質(zhì)不利于儲(chǔ)層發(fā)育。但是，泥質(zhì)以雜基形式充填粒間或少量呈條帶產(chǎn)出，由于巖石壓實(shí)作用較強(qiáng)，泥質(zhì)的充填可以阻礙壓溶作用的進(jìn)行。

溶解作用主要表現(xiàn)在長(zhǎng)石、巖屑的溶蝕，鐵白云石等碳酸鹽的溶蝕，以及雜基溶蝕形成雜基微孔。長(zhǎng)石等顆粒的溶蝕形成少量的粒內(nèi)溶孔或鑄模孔，使儲(chǔ)層物性變化。碳酸鹽除起到黏結(jié)顆粒的作用外，溶蝕后也會(huì)釋放出一定的儲(chǔ)集空間。以上溶蝕作用形成次生孔隙是在壓實(shí)固結(jié)之后，受壓實(shí)作用影響較小，故可以保存下來(lái)。

a 鐵白云石與滲透率相關(guān)性 b 鐵白云石與孔隙度相關(guān)性

c 泥質(zhì)與滲透率相關(guān)性 d 泥質(zhì)與孔隙度相關(guān)性

5 結(jié)論

(1)儲(chǔ)集層巖石類型主要是石英砂巖和巖屑石英砂巖。巖屑含量較高，成分成熟度中等，粒度均勻以細(xì)粒為主，磨圓度介于次棱-次圓狀之間，顆?；境蕢呵妒侥z結(jié)。泥質(zhì)雜基充填粒間，擠壓彎曲變形。

(2)孔隙類型主要為原生粒間孔和次生溶蝕孔，以原生粒間孔為主。次生孔隙主要是長(zhǎng)石、巖屑以及碳酸鹽等溶蝕形成的孔隙，孔隙度9.72%，滲透率0.23 mD，屬于低孔特低滲儲(chǔ)層。

(3)儲(chǔ)層物性特征的控制因素主要是沉積作用和成巖作用。沉積作用為儲(chǔ)層提供物質(zhì)基礎(chǔ)，是儲(chǔ)層物性確立的前提因素；成巖作用在后期的物性變化中起主導(dǎo)作用，其中，以壓實(shí)作用最為重要。

(4)該區(qū)儲(chǔ)層沉積相為濱淺湖相，沉積物以粉、細(xì)砂為主，泥質(zhì)為淺湖泥，水動(dòng)力條件較弱。壓實(shí)作用降低大量原生孔隙并對(duì)孔喉減小產(chǎn)生嚴(yán)重影響。鹽酸鹽膠結(jié)占據(jù)部分儲(chǔ)集空間，同時(shí)，溶蝕作用也釋放出少量粒間溶孔。