于景維 高立新 盧炳雄 張金龍祁利祺 高 尚 李 軼

（1.中國(guó)石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)石油學(xué)院 新疆克拉瑪依 834000；2.新疆油田勘探事業(yè)部新疆克拉瑪依 834000；3.南寧師范大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院 南寧 530001；4.新疆油田公司勘探開發(fā)研究院 新疆克拉瑪依 834000）

準(zhǔn)噶爾盆地為我國(guó)重要的含油氣盆地之一，在60 余年的勘探歷程中已發(fā)現(xiàn)將近30多個(gè)油氣田（何文軍等，2019），為我國(guó)重大戰(zhàn)略能源儲(chǔ)備提供巨大幫助。前期多數(shù)油氣資源多集中于盆地內(nèi)凹陷周緣正向構(gòu)造帶上，近年來(lái)阜康凹陷東部斜坡區(qū)（柳妮等，2019；于景維等，2020）、沙灣凹陷（杜金虎等，2019；余海濤等，2020）以及瑪湖凹陷的東西斜坡區(qū)（胡瀟等，2020；蔣慶平等，2020）取得重大突破，因此現(xiàn)階段的勘探方向逐漸轉(zhuǎn)向富烴凹陷斜坡區(qū)。阜康凹陷位于準(zhǔn)噶爾盆地中央坳陷東部，凹陷內(nèi)部沉積包括石炭系、二疊系等多套優(yōu)質(zhì)烴源巖，為周緣斜坡區(qū)大面積油氣聚集提供有效幫助（艾熱提·吾甫爾，2017；石好果，2017；石軍等，2018）。近些年在阜康凹陷東部斜坡區(qū)（簡(jiǎn)稱阜東斜坡區(qū)）部署的阜32 井在頭屯河組未壓裂日獲167 m3高產(chǎn)工業(yè)油氣流，反映出巖性油氣藏高效勘探的良好前景（于景維，2015，2018a，2019）。

前人近十幾年的工作對(duì)研究區(qū)頭屯河組儲(chǔ)集層成巖特征（匡立春等，2005；商琳等，2011；常秋生等，2013）、物性特征以及非均質(zhì)性（于景維等，2014a，2014c）、沉積特征（于景維等，2014b，2015，2018）、高分辨層序地層特征（柳妮等，2014，2017，2018）以及成藏規(guī)律（石好果，2017）等方面進(jìn)行較為細(xì)致的研究，但儲(chǔ)層質(zhì)量控制因素仍處于描述階段（胡平櫻等，2014），結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)層質(zhì)量同產(chǎn)能之間關(guān)系較為緊密，因此明確不同地質(zhì)背景下儲(chǔ)層質(zhì)量主要控制因素，對(duì)于提升區(qū)塊產(chǎn)能建設(shè)有重要的應(yīng)用價(jià)值。由于地層的旋回受控于自生旋回和他生旋回作用，使得較長(zhǎng)期地層旋回（往往指中期及長(zhǎng)期旋回）能夠在時(shí)間和空間上進(jìn)行等時(shí)對(duì)比（鄧宏文，2009），大大提高儲(chǔ)集層砂體分布預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，為儲(chǔ)集層質(zhì)量評(píng)價(jià)提供客觀合理的地質(zhì)模型；較短期地層旋回（往往短期及超短期旋回）僅受控于自生旋回，不能保證在大范圍區(qū)域內(nèi)進(jìn)行等時(shí)對(duì)比（黃彥慶等，2006），僅能在小范圍內(nèi)應(yīng)用。因此結(jié)合研究區(qū)背景，本文擬針對(duì)頭屯河組重點(diǎn)產(chǎn)層——頭屯河組二段（簡(jiǎn)稱頭二段，相當(dāng)于中期旋回）的儲(chǔ)集層質(zhì)量進(jìn)行合理評(píng)價(jià)，明確儲(chǔ)層質(zhì)量的控制因素以及儲(chǔ)層產(chǎn)能的差異性原因，提升頭屯河組油氣勘探開發(fā)效果。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地內(nèi)富烴凹陷——阜康凹陷東部斜坡區(qū)，外觀呈鼻凸（圖1），地勢(shì)西低東高，東臨北三臺(tái)凸起（于景維等，2015），面積約600 km2。區(qū)內(nèi)鉆遇侏羅系地層，由底至頂包括八道灣組、三工河組、西山窯組、頭屯河組以及齊古組。區(qū)內(nèi)40 余口鉆井鉆遇頭屯河組，包含24 口取心井。準(zhǔn)噶爾盆地在侏羅紀(jì)處于陸內(nèi)坳陷的演化階段（鄧宏文，2009），研究區(qū)在早-中侏羅世氣候逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槌睗駵嘏?，合適的氣候有利于植物的廣泛發(fā)育，巖心中大量植物碎屑可以印證（于景維等，2014b），同時(shí)在地層中發(fā)現(xiàn)較多煤線，該時(shí)期以河流—濱淺湖沉積為主。燕山運(yùn)動(dòng)造成研究區(qū)及周邊發(fā)生大規(guī)模抬升，西山窯組遭受嚴(yán)重剝蝕。頭屯河組時(shí)期，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)造成博格達(dá)山的強(qiáng)烈隆升，輸入的大量沉積物同北部克拉美麗山供給的沉積物在研究區(qū)充分堆積，同時(shí)湖盆繼續(xù)萎縮，研究區(qū)及周邊發(fā)育大范圍的辮狀河三角洲沉積，整體厚度為南厚北?。r軍，1993；張滿郎等，2000）。

圖1 研究區(qū)地理位置圖及單井層序柱狀圖Fig.1 Location of study area and sequence columnar section of single well

頭屯河組自下而上分為3 個(gè)段，受燕山運(yùn)動(dòng)影響，頭屯河組一段和三段厚度相對(duì)較?。ㄓ诰熬S，2015），頭二段保存相對(duì)完整，該段平均厚度為120 m。頭一段巖性以灰色細(xì)砂巖、粉砂巖及泥巖為主，頭二段巖性相對(duì)較粗，以灰色細(xì)砂巖、中砂巖為主，部分鉆井巖心顯示有含礫砂巖，頭三段巖性同頭一段相似，以灰色粉砂巖和細(xì)砂巖為主，靠近剝蝕線附近鉆井巖心顯示為紅色。前人根據(jù)巖心、鉆測(cè)井以及地震等多種資料對(duì)研究區(qū)頭屯河組進(jìn)行高分辨層序地層學(xué)分析，將頭屯河組劃分為1 個(gè)長(zhǎng)期旋回（LSC），3 個(gè)中期旋回（MSC）以及10 個(gè)短期旋回（SSC）（于景維等，2014d）。頭二段主要對(duì)應(yīng)MSC2中期旋回，結(jié)構(gòu)包括以上升半旋回為主的不完全對(duì)稱型和上下半旋回厚度基本相同的完全對(duì)稱型（圖2）（于景維，2015）。同時(shí)前人結(jié)合試油資料，發(fā)現(xiàn)油層在上升半旋回和下降半旋回都有分布，認(rèn)為下降半旋回內(nèi)油層砂體質(zhì)量相對(duì)較好（于景維等，2014d）。

圖2 研究區(qū)北43—阜東6—北27—阜東052 井MSC2 連井剖面圖Fig.2 MSC2 seismic connecting-well section of Bei 43-Fudong6-Bei 27-Fudong 052 in study area

2 上升半旋回儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)

2.1 上升半旋回儲(chǔ)集層特征

研究區(qū)頭屯河組MSC2 上升半旋回內(nèi)，儲(chǔ)集砂體主要為水下分流河道砂體。對(duì)區(qū)內(nèi)44 口鉆井上升半旋回內(nèi)砂體厚度及砂地比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)上升半旋回厚度分布范圍為8～138 m，砂地比17%～96%。在基準(zhǔn)面旋回上升初期，主要受北部克拉美麗山方向物源影響（靳軍等，2014），辮狀河道不斷沖刷遷移，縱向上表現(xiàn)為多個(gè)河道砂體疊置，整體厚度較大，砂體連續(xù)性較好，呈現(xiàn)明顯進(jìn)積特征。隨著基準(zhǔn)面繼續(xù)上升，有效可容納空間向物源方向遷移，相對(duì)較粗粒沉積物逐漸過(guò)渡為粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖以及泥巖等較為細(xì)粒沉積物，以加積的形式置于河道之上。由于物源供給較為充分，因此在垂向上表現(xiàn)為多期進(jìn)積—加積沉積序列。

上升半旋回中，根據(jù)117 個(gè)巖心的薄片鑒定資料，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)集砂體巖性主要為巖屑砂巖，顆粒成分中石英相對(duì)體積分?jǐn)?shù)為7%～40%，平均為24.4%；長(zhǎng)石相對(duì)體積分?jǐn)?shù)為8%～35%，平均為21.6%；巖屑的相對(duì)體積分?jǐn)?shù)為38%～82%，平均為54%；雜基的成分主要為泥質(zhì)，體積分?jǐn)?shù)最高為29%，平均為4.3%；膠結(jié)物的成分多樣，包括方解石、硅質(zhì)以及以伊蒙混層為主的多種黏土礦物，體積分?jǐn)?shù)最高為26%，平均為4.2%。依據(jù)263 個(gè)巖心樣品粒度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，認(rèn)為儲(chǔ)集砂體粒度以細(xì)粒為主，其次為細(xì)—中粒、粉粒以及粉—細(xì)粒；66%的顆粒分選為好，30%的顆粒分選為中等；72%的顆粒磨圓為次棱角狀，20%的顆粒磨圓為次圓—次棱角狀。

根據(jù)139 個(gè)巖心高壓壓汞實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)上升半旋回內(nèi)儲(chǔ)集砂體最大孔喉半徑分布于0.16～23.48 μm，平均為5.1 μm；分選系數(shù)分布于0.7～3.76，平均為2.35；排驅(qū)壓力分布于0.03～4.66 MPa，平均為0.47 MPa。根據(jù)263 個(gè)巖心物性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)孔隙度分布范圍在2.2%～25.3%，平均為15.2%；滲透率分布范圍在0.003 9×10-3μm2～790×10-3μm2，平均為33×10-3μm2，根據(jù)《中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——油氣儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)方法》（石油地質(zhì)勘探專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，2011），上升半旋回內(nèi)砂巖儲(chǔ)集層整體為中低孔中低滲儲(chǔ)集層。

2.2 上升半旋回儲(chǔ)集層質(zhì)量評(píng)價(jià)

引言中已提到，對(duì)于旋回內(nèi)儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的方法采用灰色關(guān)聯(lián)分析法（鄧聚龍，1983；蔡忠等，1993；方輝煌等，2016；吳育平等，2018），該方法采用多個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)對(duì)儲(chǔ)集層質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定評(píng)價(jià)參數(shù)對(duì)于儲(chǔ)集層質(zhì)量的權(quán)重關(guān)系，排除人為主觀對(duì)于權(quán)重系數(shù)的取值，因此評(píng)價(jià)結(jié)果較為客觀。在具體研究過(guò)程中，該方法的基礎(chǔ)以及關(guān)鍵步驟在于評(píng)價(jià)參數(shù)的選擇，儲(chǔ)集層質(zhì)量的評(píng)價(jià)參數(shù)等同于儲(chǔ)集層質(zhì)量控制因素的定量化參數(shù)，而定量化參數(shù)是選擇前人通過(guò)交會(huì)圖分析發(fā)現(xiàn)對(duì)頭屯河組儲(chǔ)層物性有較大影響的因子（涂乙等，2012；于景維等，2018a，2019）。前人對(duì)研究區(qū)頭二段儲(chǔ)集層控制因素進(jìn)行過(guò)相關(guān)研究，認(rèn)為物源（于景維等，2014a）、沉積相（于景維等，2014b）、物性（于景維等，2014a）、異常高壓（于景維等，2014a）、黏土礦物類型及相對(duì)體積分?jǐn)?shù)（于景維等，2014c）、孔隙結(jié)構(gòu)（文華國(guó)等，2014）、成巖作用（常秋生等，2013）對(duì)于頭二段儲(chǔ)集層質(zhì)量都具有一定控制作用。在前人的研究基礎(chǔ)之上，選取儲(chǔ)集層品質(zhì)參數(shù)RQI（張程恩等，2012）、巖屑相對(duì)體積分?jǐn)?shù)（代表物源）、砂地比（代表沉積相）、砂體厚度（代表沉積相）、壓力系數(shù)（代表異常壓力）、綠泥石及伊蒙混層相對(duì)體積分?jǐn)?shù)（代表黏土礦物類型及相對(duì)體積分?jǐn)?shù)）、石英相對(duì)體積分?jǐn)?shù)（代表物源）、最大孔喉半徑（代表孔隙結(jié)構(gòu)）、分選系數(shù)（代表孔隙結(jié)構(gòu)）、排驅(qū)壓力（代表孔隙結(jié)構(gòu)）、埋藏深度（代表壓實(shí)作用）以及膠結(jié)物絕對(duì)體積分?jǐn)?shù)（代表膠結(jié)作用）等13 個(gè)參數(shù)作為儲(chǔ)集層質(zhì)量的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)（表1），越多的評(píng)價(jià)指標(biāo)會(huì)增加評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度（方輝煌等，2016）。由于儲(chǔ)集層品質(zhì)參數(shù)對(duì)于儲(chǔ)集層質(zhì)量的好壞有著直接的反映（張程恩等，2012），因此將儲(chǔ)集層品質(zhì)參數(shù)定為主影響因子，其它參數(shù)定為次影響因子。

表1 研究區(qū)重點(diǎn)井MSC2 上升半旋回儲(chǔ)集層質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)Table 1 Evaluation parameters on reservoir quality in rising periods of MSC2 of important wells in study area

確定主、次影響因子后，需明確主、次影響因子的關(guān)聯(lián)性（涂乙等，2012）。首先應(yīng)將主、次因子進(jìn)行極大值標(biāo)準(zhǔn)化處理（涂乙等，2012）。針對(duì)不同指標(biāo)對(duì)于儲(chǔ)集層質(zhì)量影響趨勢(shì)的不同，將標(biāo)準(zhǔn)化處理類型分為正向指標(biāo)、中值指標(biāo)以及負(fù)向指標(biāo)（茍啟洋等，2019）。正向指標(biāo)（指標(biāo)數(shù)值越大，儲(chǔ)集層質(zhì)量越好）包括RQI、砂地比、砂體厚度以及最大孔喉半徑；中值指標(biāo)（指標(biāo)數(shù)值越靠近中間值，儲(chǔ)集層質(zhì)量越好）包括巖屑相對(duì)體積分?jǐn)?shù)、壓力系數(shù)、綠泥石及伊蒙混層相對(duì)體積分?jǐn)?shù)、石英相對(duì)體積分?jǐn)?shù)、埋藏深度以及膠結(jié)物絕對(duì)體積分?jǐn)?shù)；負(fù)向指標(biāo)（指標(biāo)數(shù)值越大，儲(chǔ)集層質(zhì)量越好）包括分選系數(shù)以及排驅(qū)壓力。將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，計(jì)算評(píng)價(jià)參數(shù)關(guān)聯(lián)系數(shù)。上述過(guò)程所得上升半旋回儲(chǔ)集層質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)關(guān)聯(lián)系數(shù)見(jiàn)表2。

在表2 的基礎(chǔ)上，計(jì)算次影響因子同主影響因子的關(guān)聯(lián)程度，數(shù)值越大，次因子對(duì)主因子的影響越大（茍啟洋等，2019）。最終所有指標(biāo)對(duì)于儲(chǔ)集層質(zhì)量影響程度由大到小為：RQI＞最大孔喉半徑＞排驅(qū)壓力＞伊蒙混層相對(duì)體積分?jǐn)?shù)＞砂地比＞綠泥石相對(duì)體積分?jǐn)?shù)＞埋藏深度＞巖屑相對(duì)體積分?jǐn)?shù)＞膠結(jié)物絕對(duì)體積分?jǐn)?shù)＞壓力系數(shù)＞砂體厚度＞石英相對(duì)體積分?jǐn)?shù)＞分選系數(shù)。從控制因素的角度來(lái)看，物性對(duì)于儲(chǔ)集層質(zhì)量影響本就最大，孔隙結(jié)構(gòu)、黏土礦物相對(duì)體積分?jǐn)?shù)、沉積相、成巖作用、物源以及異常壓力對(duì)于上升半旋回內(nèi)儲(chǔ)集層質(zhì)量影響逐漸減小。利用所有單項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化處理后數(shù)據(jù)相乘，得到單項(xiàng)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，再將每口井內(nèi)單項(xiàng)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)相加，可得到該井儲(chǔ)集層質(zhì)量的綜合權(quán)衡評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)（Q），最終根據(jù)綜合權(quán)衡評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)對(duì)不同井儲(chǔ)集層進(jìn)行分類（表3）（茍啟洋等，2019）。

表2 研究區(qū)重點(diǎn)井MSC2 上升半旋回儲(chǔ)集層質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)關(guān)聯(lián)系數(shù)數(shù)據(jù)Table 2 Correlation coefficient of evaluation parameters on reservoir quality in rising periods of MSC2 of important wells in study area

表3 研究區(qū)重點(diǎn)井MSC2 上升半旋回儲(chǔ)集層質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分類Table 3 Comprehensive evaluation and classification on reservoir quality in rising periods of MSC2 of important wells in study area

根據(jù)Q值差異以及產(chǎn)液量，對(duì)研究區(qū)重點(diǎn)井MSC2 上升半旋回儲(chǔ)集層質(zhì)量進(jìn)行綜合分類，認(rèn)為儲(chǔ)集層質(zhì)量主要?jiǎng)澐譃? 類：Ⅰ類儲(chǔ)集層質(zhì)量最好，Q值范圍為0.7～1，占重點(diǎn)井的10%，上升半旋回儲(chǔ)集層砂地比以及最大孔喉半徑較大，巖屑相對(duì)體積分?jǐn)?shù)、壓力系數(shù)、綠泥石及伊蒙混層相對(duì)體積分?jǐn)?shù)、埋藏深度以及膠結(jié)物絕對(duì)體積分?jǐn)?shù)距平均值較近，產(chǎn)液量在20 t 以上；Ⅱ類儲(chǔ)集層質(zhì)量較好，Q值范圍為0.5～0.7，占重點(diǎn)井的60%，產(chǎn)液量在10～20 t；Ⅲ類儲(chǔ)集層質(zhì)量較差，Q值范圍為0.4～0.5，占重點(diǎn)井的20%，產(chǎn)液量在1～10 t；Ⅳ類儲(chǔ)集層質(zhì)量最差，Q值范圍為0～0.4，占重點(diǎn)井的10%，產(chǎn)液量極低。以產(chǎn)液量為基礎(chǔ)，結(jié)合前人針對(duì)MSC2 沉積微相、砂體分布、巖石物理相等多方面研究成果（于景維等，2014a，2015，2018b），對(duì)MSC2 上升半旋回不同類型儲(chǔ)層平面分布進(jìn)行標(biāo)定和預(yù)測(cè)（圖3a），認(rèn)為上升半旋回Ⅰ類和Ⅳ類儲(chǔ)集層分布較少，分別分布于研究區(qū)中部以及北部區(qū)域；Ⅱ類儲(chǔ)集層分布廣泛，主要發(fā)育在辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體中；其次為Ⅲ類儲(chǔ)集層。主要為辮狀河三角洲平原以及靠近平原的少部分前緣區(qū)域。

圖3 研究區(qū)頭屯河組MSC2 上升（a）和下降（b）半旋回不同類型儲(chǔ)層平面分布（據(jù)于景維，2018a 修改）Fig.3 Distribution of different reservoir types in rising（a）and falling（b）periods of MSC2 of Toutunhe Formation in study area（modified after Yu et al.，2018a）

值得說(shuō)明的是，MSC2 上升半旋回儲(chǔ)集層質(zhì)量最好以及產(chǎn)液量最高的阜東051 井，試油結(jié)果卻為水層。儲(chǔ)集層質(zhì)量好以及產(chǎn)液量高并不表明其一定為油層，儲(chǔ)集層質(zhì)量主要代表儲(chǔ)集性能的高低，可以充注油氣，但是否成藏，還需由其它成藏條件的配合。Ⅱ類儲(chǔ)集層試油結(jié)果往往為油層，為勘探開發(fā)的重點(diǎn)。

3 下降半旋回儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)

3.1 下降半旋回儲(chǔ)集層特征

研究區(qū)頭屯河組MSC2 下降半旋回內(nèi)，儲(chǔ)集砂體主要為水下分流河道砂體。對(duì)區(qū)內(nèi)44 口鉆井下降半旋回厚度及砂地比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)下降半旋回厚度分布范圍20～85 m，砂地比7%～100%。在基準(zhǔn)面旋回下降初期，受南部博格達(dá)山以及北部克拉美麗山供源的持續(xù)影響（靳軍等，2014），砂體分布存在差異，靠近剝蝕區(qū)附近砂體以薄層粉砂巖以及泥質(zhì)粉砂巖為主，縱向上同泥巖互層明顯，其外部?jī)?chǔ)集砂體粒度逐漸過(guò)渡為細(xì)砂巖，整體表現(xiàn)為加積沉積序列；隨著基準(zhǔn)面的逐漸下降，有效可容空間向盆地方向遷移，儲(chǔ)集砂體厚度逐漸增加，連續(xù)性較差，泥巖厚度逐漸減薄，呈現(xiàn)加積—弱進(jìn)積沉積序列。

下降半旋回中，根據(jù)39 個(gè)巖心的薄片鑒定資料，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)集砂體巖性主要為巖屑砂巖，顆粒成分中石英相對(duì)體積分?jǐn)?shù)為8%～40%，平均為22%；長(zhǎng)石相對(duì)體積分?jǐn)?shù)為15%～30%，平均為22.2%；巖屑的相對(duì)體積分?jǐn)?shù)為23%～74%，平均為55.8%；雜基的成分主要為泥質(zhì)，體積分?jǐn)?shù)最高為15%，平均為4.5%；膠結(jié)物的成分多樣，包括方解石、硅質(zhì)以及以伊蒙混層為主的多種黏土礦物，體積分?jǐn)?shù)最高為23%，平均為3.9%。依據(jù)105 個(gè)巖心樣品粒度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，認(rèn)為儲(chǔ)集砂體粒度以細(xì)粒為主，其次為細(xì)—中粒。顆粒分選以好為主，其次為中等；36%的顆粒分選為好，64%的顆粒分選為中等；46%的顆粒磨圓為次棱角狀，36%的顆粒磨圓為次圓—次棱角狀，18%的顆粒磨圓為棱角狀。

根據(jù)42 個(gè)巖心高壓壓汞實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)下降半旋回內(nèi)儲(chǔ)集砂體最大孔喉半徑分布于0.33～21.29 μm，平均為7.4 μm；分選系數(shù)分布于1.06～3.56，平均為2.59；排驅(qū)壓力分布于0.03～2.21 MPa，平均為0.29 MPa。根據(jù)90 個(gè)巖心物性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)孔隙度分布范圍在4.1%～35.7%，平均為14.2%；滲透率分布范圍在0.024×10-3μm2～239×10-3μm2，平均為29.5×10-3μm2，根據(jù)《中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——油氣儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)方法》（石油地質(zhì)勘探專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，2011），下降半旋回內(nèi)砂巖儲(chǔ)集層整體為低孔中低滲儲(chǔ)集層，差于上升半旋回。

3.2 下降半旋回儲(chǔ)集層質(zhì)量評(píng)價(jià)

同上升半旋回儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)過(guò)程一致，在前人的研究基礎(chǔ)上，利用灰色關(guān)聯(lián)分析方法，對(duì)MSC2 下降半旋回儲(chǔ)集層質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)參數(shù)的選擇同上升半旋回一致（表4），主影響因子為RQI。

表4 研究區(qū)重點(diǎn)井MSC2 下降半旋回儲(chǔ)集層質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)Table 4 Evaluation parameters on reservoir quality in falling periods of MSC2 of important wells in study area

最終，所有指標(biāo)對(duì)于儲(chǔ)集層質(zhì)量影響程度由大到小為：RQI＞最大孔喉半徑＞膠結(jié)物絕對(duì)體積分?jǐn)?shù)＞排驅(qū)壓力＞埋藏深度＞砂體厚度＞壓力系數(shù)＞綠泥石相對(duì)體積分?jǐn)?shù)＞伊蒙混層相對(duì)體積分?jǐn)?shù)＞砂地比＞分選系數(shù)＞石英相對(duì)體積分?jǐn)?shù)＞巖屑相對(duì)體積分?jǐn)?shù)。從控制因素的角度來(lái)看，物性對(duì)于儲(chǔ)集層質(zhì)量影響本就最大，孔隙結(jié)構(gòu)、成巖作用、沉積相、異常壓力、黏土礦物類型及相對(duì)體積分?jǐn)?shù)以及物源對(duì)于下降半旋回內(nèi)儲(chǔ)集層質(zhì)量影響逐漸減小。需要說(shuō)明的是，在MSC2 下降半旋回內(nèi)，研究區(qū)存在“動(dòng)態(tài)物源”（于景維，2015）——東部北三臺(tái)凸起，對(duì)區(qū)內(nèi)儲(chǔ)集層砂巖碎屑成分以及結(jié)構(gòu)有一定影響，增強(qiáng)孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，但由于數(shù)值差異總體不大，因此導(dǎo)致石英以及巖屑相對(duì)體積分?jǐn)?shù)在儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)中的比重相對(duì)較小。

在權(quán)重系數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)研究區(qū)重點(diǎn)井MSC2 下降半旋回儲(chǔ)集層質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分類（表5）。Ⅰ類儲(chǔ)集層質(zhì)量最好，Q值范圍為0.7～1，占重點(diǎn)井的16.7%，產(chǎn)液量在20 t 以上；Ⅱ類儲(chǔ)集層質(zhì)量較好，Q值范圍為0.5～0.7，占重點(diǎn)井的16.7%，產(chǎn)液量在10～20 t；Ⅲ類儲(chǔ)集層質(zhì)量較差，Q值范圍為0.4～0.5，占重點(diǎn)井的33.3%，產(chǎn)液量在1～10 t；Ⅳ類儲(chǔ)集層質(zhì)量最差，Q值范圍為0～0.4，占重點(diǎn)井的33.3%，產(chǎn)液量極低。Ⅰ類儲(chǔ)集層和Ⅱ類儲(chǔ)集層試油結(jié)果為中高產(chǎn)油層，為勘探開發(fā)重點(diǎn)。以產(chǎn)液量為基礎(chǔ)，結(jié)合前人針對(duì)MSC2 沉積微相、砂體分布、巖石物理相等多方面研究成果（于景維等，2014a，2015，2018a），對(duì)MSC2 下降半旋回不同類型儲(chǔ)層平面分布進(jìn)行標(biāo)定和預(yù)測(cè)（圖3b），認(rèn)為下降半旋回Ⅰ類分布最少，集中于阜東5 井區(qū)域；Ⅱ類儲(chǔ)集層分布范圍較上升半旋回有大幅度減少，集中于研究區(qū)中部辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體；Ⅲ類儲(chǔ)集層分布最為廣泛，主要在辮狀河三角洲平原分流河道砂體以及靠近湖泊的前緣水下分流河道砂體中，Ⅳ類儲(chǔ)集層分布范圍相對(duì)擴(kuò)大，主要集中于研究區(qū)北部。

表5 研究區(qū)重點(diǎn)井MSC2 下降半旋回儲(chǔ)集層質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分類Table 5 Comprehensive evaluation and classification on reservoir quality in falling periods of MSC2 of important wells in study area

4 儲(chǔ)集層質(zhì)量差異性分析

通過(guò)儲(chǔ)集層特征描述，從碎屑組分和結(jié)構(gòu)上看，發(fā)現(xiàn)上升半旋回和下降半旋回內(nèi)儲(chǔ)集巖石的碎屑體積分?jǐn)?shù)基本一致，無(wú)太大差別；砂巖以細(xì)粒為主，分選中-好，上升半旋回內(nèi)儲(chǔ)集巖石顆粒磨圓要好。填隙物中雜基平均體積分?jǐn)?shù)較為一致，但上升半旋回內(nèi)儲(chǔ)集巖石內(nèi)膠結(jié)物平均體積分?jǐn)?shù)要高，膠結(jié)物以黏土礦物為主，黏土礦物中伊蒙混層的相對(duì)體積分?jǐn)?shù)都是最高。

上升半旋回和下降半旋回內(nèi)儲(chǔ)集巖石中孔隙類型以剩余粒間孔為主，部分存在次生溶孔（于景維等，2014a）。從孔隙結(jié)構(gòu)上看，下降半旋回內(nèi)儲(chǔ)集砂體平均最大孔喉半徑要高于上升半旋回內(nèi)儲(chǔ)集砂體，雖然通過(guò)分選系數(shù)發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)集層整體孔隙分布較為復(fù)雜，但下降半旋回內(nèi)儲(chǔ)集砂體排驅(qū)壓力要小于上升半旋回內(nèi)儲(chǔ)集砂體，在相同條件下更容易被油氣充注。雖然根據(jù)物性反映出上升半旋回內(nèi)砂巖儲(chǔ)集層類型整體要好于下降半旋回，結(jié)合試油資料，發(fā)現(xiàn)下降半旋回內(nèi)部分儲(chǔ)集層質(zhì)量要優(yōu)于上升半旋回內(nèi)儲(chǔ)集層質(zhì)量（于景維，2015）。

造成上升和下降半旋回內(nèi)儲(chǔ)集層質(zhì)量差異的原因主要是隨著基準(zhǔn)面的變化，儲(chǔ)集層控制因素也發(fā)生著改變。在基準(zhǔn)面上升初期，物源供給較為充分，辮狀河三角洲前緣水下分流河道不斷遷移及切割，河道砂體由于相互疊置厚度較大，儲(chǔ)集砂體的粒度相對(duì)較粗（細(xì)-中砂巖）、分選較好以及泥質(zhì)含量較低，在一定程度上能降低壓實(shí)作用對(duì)于砂體物性的破壞影響，薄片顯示出經(jīng)過(guò)壓實(shí)和膠結(jié)作用之后砂體的原生粒間孔隙分布較為均勻（圖2），孔隙結(jié)構(gòu)好，為流體廣泛流動(dòng)以及易溶物質(zhì)（凝灰質(zhì)、長(zhǎng)石類礦物）的溶蝕提供必要條件。雖然膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)較高，膠結(jié)作用對(duì)于孔隙結(jié)構(gòu)破壞影響不大，儲(chǔ)集層質(zhì)量較好，常發(fā)育Ⅰ類和Ⅱ類儲(chǔ)集層。但由于砂體過(guò)于通透，需要有利的儲(chǔ)蓋組合才能將充注的油氣進(jìn)行保存；隨著基準(zhǔn)面的繼續(xù)上升，砂體厚度逐漸減薄且連續(xù)性變差，縱向上砂、泥互層，儲(chǔ)集砂體粒度相對(duì)變細(xì)（粉-細(xì)砂巖）、分選逐漸變差以及泥質(zhì)含量增高，孔隙結(jié)構(gòu)逐漸復(fù)雜，易受壓實(shí)作用影響?？紫吨辛黧w流動(dòng)受到一定限制，膠結(jié)作用仍然較強(qiáng)，膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)普遍較高，尤其是伊蒙混層相對(duì)體積分?jǐn)?shù)普遍大于75%，以包膜的形式將顆粒包裹（圖2），增強(qiáng)孔隙結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性，對(duì)于儲(chǔ)集層物性有極大的破壞影響（于景維等，2018b）。此階段多發(fā)育Ⅲ類和Ⅳ類儲(chǔ)集層，較少發(fā)育Ⅱ類儲(chǔ)集層；至基準(zhǔn)面上升晚期，大套泥巖夾薄細(xì)砂以及粉砂巖層在縱向上呈現(xiàn)加積現(xiàn)象，砂層中孔隙結(jié)構(gòu)極差，此階段薄層砂巖大部分不具有儲(chǔ)集性能，少部分透鏡狀儲(chǔ)集砂層屬于Ⅳ類儲(chǔ)集層（圖2）。

在基準(zhǔn)面下降初期，可容納空間仍然較大， 儲(chǔ)集砂體厚度較薄，泥質(zhì)含量較高，具有儲(chǔ)集性能的砂體往往發(fā)育在砂體上部，儲(chǔ)集層類型屬于Ⅲ類和Ⅳ類；伴隨著基準(zhǔn)面持續(xù)下降，受南北物源以及“動(dòng)態(tài)物源”的影響，河流逐漸回春，儲(chǔ)集砂體平面連續(xù)性和縱向上厚度逐漸增加，但沉積物堆積速度較快，碎屑成分中巖屑含量較高，泥質(zhì)雜基含量較大，結(jié)構(gòu)成熟度較上升半旋回內(nèi)儲(chǔ)集砂體較差，壓實(shí)作用對(duì)細(xì)粒砂體孔隙結(jié)構(gòu)破壞性程度較大。在砂體內(nèi)部，即使膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)不高（圖2），對(duì)原本復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)影響更大。此階段儲(chǔ)集砂體的厚度對(duì)于砂體儲(chǔ)集性能的影響較大，較薄層細(xì)粒砂體內(nèi)受壓實(shí)及膠結(jié)作用破壞性較大（常秋生等，2013），孔隙結(jié)構(gòu)較差導(dǎo)致砂體儲(chǔ)集性能不高，較厚砂體若能保存下來(lái)，砂體中上部以及頂部由于水流的改造作用，砂體分選較好、泥質(zhì)含量較低，異常高壓的存在對(duì)于孔隙結(jié)構(gòu)較好導(dǎo)致砂體儲(chǔ)集質(zhì)量較高（于景維，2015），在有利蓋層條件下易成藏。此階段多發(fā)育Ⅱ類和Ⅲ類儲(chǔ)集層，較少發(fā)育Ⅰ類儲(chǔ)集層（圖2）；隨著基準(zhǔn)面下降晚期，河道砂體平面上趨于連片，縱向上砂體厚度受燕山運(yùn)動(dòng)抬升剝蝕影響導(dǎo)致整體不大，砂體受下切水道改造作用強(qiáng)烈而使原始孔隙結(jié)構(gòu)較好，但壓實(shí)作用以及較強(qiáng)的鈣質(zhì)膠結(jié)作用對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)的破壞性較大（常秋生等，2013），此階段儲(chǔ)集層類型多屬于Ⅱ類，較厚砂體發(fā)育Ⅰ類儲(chǔ)集層（圖4）。

從頭屯河組MSC2 上升以及下降半旋回內(nèi)儲(chǔ)集層質(zhì)量的控制因素來(lái)看，儲(chǔ)集層質(zhì)量受控于物性因素，微觀孔隙結(jié)構(gòu)直接決定儲(chǔ)集層物性好壞，而孔隙結(jié)構(gòu)是由沉積相、成巖作用、異常壓力、黏土礦物類型及體積分?jǐn)?shù)和物源共同決定的。不同半旋回內(nèi)，孔隙結(jié)構(gòu)主控因素的影響程度會(huì)存在差異。MSC2 上升半旋回內(nèi)儲(chǔ)集砂體孔隙結(jié)構(gòu)的控制因素中，伊蒙混層為代表的黏土礦物對(duì)于孔隙結(jié)構(gòu)影響較大。在上升半旋回早中期，巖石顆粒分選及磨圓較好，原始孔隙結(jié)構(gòu)較優(yōu)質(zhì)。在巖屑和膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)都較高的條件下，透過(guò)薄片可看出巖屑和長(zhǎng)石顆粒外表往往都附著伊蒙混層（圖4），雖然很難確定該礦物是形成于自生還是巖屑，該礦物的出現(xiàn)影響巖石抗壓實(shí)能力（于景維等，2019），有利于原生粒間孔的保存。壓實(shí)和膠結(jié)作用、沉積相、異常壓力以及物源對(duì)于孔隙結(jié)構(gòu)影響程度相對(duì)較低；MSC2 下降半旋回中晚期，顆粒的結(jié)構(gòu)同上升半旋回有一定差異，造成原始孔隙結(jié)構(gòu)相對(duì)較差，雖然下降半旋回內(nèi)構(gòu)造抬升、壓實(shí)作用以及砂體厚度對(duì)儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)有一定影響，影響程度要大于上升半旋回，但膠結(jié)物的體積分?jǐn)?shù)對(duì)于孔隙結(jié)構(gòu)影響至關(guān)重要，河道沖刷界面處鈣質(zhì)膠結(jié)以及孔隙內(nèi)部自生黏土體積分?jǐn)?shù)極大增強(qiáng)孔隙結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性（圖2）（于景維，2015），降低儲(chǔ)集層質(zhì)量。整體來(lái)看，頭屯河組MSC2 儲(chǔ)集層質(zhì)量主要受控于微觀孔隙結(jié)構(gòu)，黏土礦物類型及體積分?jǐn)?shù)和膠結(jié)作用對(duì)于孔隙結(jié)構(gòu)影響較大，尤其對(duì)于后期開發(fā)方式的選擇十分關(guān)鍵。頭屯河組儲(chǔ)集層敏感性問(wèn)題較為普遍，存在中-強(qiáng)水敏以及中-強(qiáng)酸敏問(wèn)題（于景維等，2019），而產(chǎn)生敏感性的原因同膠結(jié)物類型以及體積分?jǐn)?shù)直接相關(guān)，因此該控制因素在儲(chǔ)集層質(zhì)量評(píng)價(jià)因素中占有較大比重同前人的認(rèn)識(shí)是一致的。壓實(shí)、沉積相、異常壓力以及物源的有形化指標(biāo)數(shù)據(jù)差異性較小，因此在儲(chǔ)集層質(zhì)量評(píng)價(jià)中的比重相對(duì)要小。

圖4 儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)柱狀圖巖石薄片：a.3 008.23 m，細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖（-）；b.3 009.03 m，含灰質(zhì)中細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖（-）；c.2 952.60 m，粉-極細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖（+）；d.3 045.97 m ，中粒長(zhǎng)石巖屑砂巖；e.3 048.00 m，細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖掃描電鏡：a.3 008.23 m，粒間蠕蟲狀高嶺石；b.3 009.03 m，細(xì)砂巖粒表生長(zhǎng)的自生石英集合體；c.3 009.45 m，細(xì)砂巖似蜂巢狀伊/蒙混層礦物；d.3 027.85 m，粒表不規(guī)則狀伊/蒙混層礦物；e.3 048.55 m，粒表似蜂巢狀伊/蒙混層礦物壓汞曲線：a.3 006.61 m；b.3 008.23 m；c.3 009.3 m；d.2 972.51 m；e.3 027.85 m；f.3 048.92 mFig.4 Columnar section of comprehensive reservoir evaluation

5 結(jié) 論

（1）準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)頭屯河組二段為重要產(chǎn)油層系，其對(duì)應(yīng)的MSC2 旋回中的上升半旋回和下降半旋回內(nèi)儲(chǔ)集砂體在碎屑組分、結(jié)構(gòu)、孔隙結(jié)構(gòu)以及物性等方面存在一定差異。僅根據(jù)物性資料，上升半旋回內(nèi)儲(chǔ)集砂體質(zhì)量要好于下降半旋回儲(chǔ)集砂體質(zhì)量。

（2）利用儲(chǔ)集層品質(zhì)參數(shù)、巖屑相對(duì)體積分?jǐn)?shù)、砂地比等13 個(gè)儲(chǔ)集層質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)理論對(duì)頭二段所對(duì)應(yīng)的中期旋回MSC2 上升和下降半旋回內(nèi)儲(chǔ)集層進(jìn)行定量精細(xì)分類評(píng)價(jià)，避免單因素評(píng)價(jià)的片面性。最終將儲(chǔ)集層質(zhì)量分為4 類：Ⅰ類儲(chǔ)集層質(zhì)量最好，綜合權(quán)衡評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)范圍為0.7～1；Ⅱ類儲(chǔ)集層質(zhì)量較好，綜合權(quán)衡評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)范圍為0.5～0.7；Ⅲ類儲(chǔ)集層質(zhì)量較差，綜合權(quán)衡評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)范圍為0.4～0.5；Ⅳ類儲(chǔ)集層質(zhì)量最差，綜合權(quán)衡評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)范圍為0～0.4。結(jié)合產(chǎn)液量發(fā)現(xiàn)，Ⅰ類儲(chǔ)集層和Ⅱ類儲(chǔ)集層多數(shù)為油層，對(duì)應(yīng)井多為中高產(chǎn)井，勘探開發(fā)潛力較大；Ⅲ類儲(chǔ)集層對(duì)應(yīng)井多為低產(chǎn)井，勘探潛力次之；Ⅳ類儲(chǔ)集層基本儲(chǔ)集能力最差，勘探開發(fā)潛力不大。

（3）在權(quán)重系數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上，認(rèn)為頭屯河組MSC2 儲(chǔ)集層質(zhì)量以物性為直觀展現(xiàn)，受控于微觀孔隙結(jié)構(gòu)，而孔隙結(jié)構(gòu)的形成是沉積相、成巖作用、異常壓力等多個(gè)因素綜合控制的結(jié)果，其中黏土礦物類型及體積分?jǐn)?shù)和膠結(jié)作用影響程度最大。所有控制因素影響程度不同是造成MSC2 上升以及下降半旋回內(nèi)儲(chǔ)集層質(zhì)量差異的根本原因，上升半旋回的中下部以及下降半旋回的中上部為高質(zhì)量?jī)?chǔ)集層的發(fā)育位置，為后期勘探開發(fā)關(guān)注重點(diǎn)。