歧口凹陷深層儲層控制因素與有效儲層下限分析

滑雙君，于 超，孫超囡

（中國石油大港油田勘探開發(fā)研究院，天津300280）

歧口凹陷深層儲層控制因素與有效儲層下限分析

滑雙君，于 超，孫超囡

（中國石油大港油田勘探開發(fā)研究院，天津300280）

歧口凹陷中深層碎屑巖儲集性能總體為中－低孔～中低－特低滲型，深層（大于3500m）儲層中，低孔低滲儲層占85％以上，儲集空間類型主要為次生孔隙。雖然中深層儲集體由于埋藏壓實作用的影響，總體儲集性能（尤其深層儲層）偏差，但在沉積、壓力、成巖等多因素的共同影響下，仍發(fā)育異?？紫抖蔀橛行У挠蜌鈨臻g。有效儲層是指在現(xiàn)有工藝條件下能夠采出具有工業(yè)價值產(chǎn)液量的儲集層，其下限具有動態(tài)變化的特點。以產(chǎn)液層孔隙度8.0％，產(chǎn)氣層孔隙度7％作為當前勘探技術(shù)條件下劃分深層有效儲層的底界限，歧口凹陷勘探深度石油是4550m，天然氣大于5800m，在渤海灣盆地內(nèi)勘探深度較大。

歧口凹陷；中深層；儲層控制因素；有效儲層下限

歧口凹陷位于黃驊坳陷中北部，受北部燕山褶皺帶、西部滄縣隆起、南部埕寧隆起、東部沙壘田凸起所夾持，勘探面積5000多平方公里。近年來歧口中深層，尤其是深層（＞3500m）勘探獲得重大突破，新增探明儲量中，中深層儲量占45.1％，深層儲量占18.24％。同時鉆探資料也證實深層儲層相對致密，非均質(zhì)性強，儲集性能是制約中深層油氣勘探成效的關(guān)鍵因素之一。因此，開展中深層儲層發(fā)育特征、控制因素以及有效儲層下限分析將對歧口凹陷油氣勘探部署、規(guī)模增儲增效產(chǎn)生重要的指導作用。

1 中深層儲層發(fā)育特征

根據(jù)儲層物性評價標準（SY／T6285－1997），歧口凹陷中深層碎屑巖儲集性能以Ⅲ～Ⅵ為主，為中－低孔～中低－特低滲儲集層，大于3500m儲集層中低孔低滲儲層占85％以上。3500m～4000m，孔隙度主頻區(qū)分布于10％～15％，占71.6％；4000m～4500m，＞4500m孔隙度主頻區(qū)分布于5％～10％，分別占54.9％和60.3％。儲集空間類型中次生孔隙占85％以上，最常見的是粒間溶蝕孔、顆粒內(nèi)溶蝕孔等溶蝕孔隙。溶蝕的巖石組分主要為長石和巖屑。

縱向上，隨儲集體的持續(xù)深埋，儲層物性整體呈現(xiàn)降低的趨勢（見圖1），但孔隙度與深度之間并非線性變化關(guān)系［1］。2500m以下由于后期溶蝕作用等因素的影響仍存在多個次生孔隙發(fā)育段，為油氣聚集提供了良好的儲集空間。

圖1 歧口凹陷沙三段孔隙度、滲透率隨埋深變化散點圖

2 有效儲層主控因素分析

歧口凹陷中深層儲集體由于埋藏壓實作用的影響，雖然總體儲集性能（尤其深層儲層）偏差，但在沉積、壓力、成巖等多因素的共同影響下［2，3］，仍發(fā)育異?？紫叮蔀橛行У挠蜌鈨臻g。

2.1 沉積因素

沉積因素是控制儲集性能的“先天”因素，不同沉積環(huán)境下形成的儲集體在巖石成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、孔隙微觀結(jié)構(gòu)等方面存在明顯不同，因而從根本上影響了有效儲層的發(fā)育。

2.1.1 物質(zhì)成分構(gòu)成

物質(zhì)的原始構(gòu)成往往是影響儲集性能的先決條件。歧口凹陷中深層巖石成分具有高長石、高巖屑物質(zhì)的特點。長石含量30％～50％，巖屑含量17％～20％。高含量的長石和巖屑組分雖然在成巖過程被快速壓實，減少儲集空間，但同時對中深層儲層而言也為后期的溶蝕作用奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。實驗證明鋁硅酸鹽礦物的溶解是形成次生孔隙的重要機理，其在乙酸和草酸中的溶解度遠遠大于碳酸鹽礦物［2］。鏡下觀察也顯示，中深層儲層溶蝕對象以長石、巖屑為主，經(jīng)?？梢娙芪g成蜂窩狀的長石和碎屑顆粒，極大地改善了中深層的儲集性能（圖2）。

圖2 歧口凹陷中深層碎屑巖溶蝕作用鏡下特征

2.1.2 沉積相類型

沉積相決定了儲集體最初的構(gòu)成形態(tài)，繼而在后期成巖過程中仍然對有效儲層的發(fā)育起主導作用，不同的沉積相類型，同一沉積相不同微相類型儲集性能有明顯差異。以歧北地區(qū)為例：歧北斜坡區(qū)沙三段發(fā)育濱淺湖灘壩、扇三角洲、辮狀河三角洲、遠岸水下扇等沉積相類型。統(tǒng)計表明，辮狀河三角洲和扇三角洲前緣水下分支河道、河口壩、濱淺湖砂壩等微相儲集性最好；辨狀河三角洲和扇三角洲前緣分支河道側(cè)翼及遠岸水下扇主水道等微相儲集性中等；辮狀河三角洲和扇三角洲前緣席狀砂、遠砂壩儲集性相對較差（表1）。

表1 歧北斜坡區(qū)沙三段不同沉積微相儲集物性統(tǒng)計表

Rachel等研究認為沉積相對儲集層物性的影響，是由于水動力條件的不同導致粒度、分選的差異造成的。歧北地區(qū)不同沉積相儲集層物性與粒度中值及分選系數(shù)的關(guān)系也表明二者與物性間具有較好的相關(guān)性：同一沉積相類型粒徑越?。６戎兄掸对酱螅揭妆粔簩嵍箖瘜游镄宰儾?；分選越好（分選系數(shù)越小），顆粒大小越均勻，物性越好；不同沉積相類型之間，扇三角洲、辮狀河三角洲水下分支河道、河口壩、遠岸扇水道粒度中值和分選系數(shù)依次增大，物性變差（圖3）。

圖3 不同沉積相類型粒度中值、分選系數(shù)－物性相關(guān)圖

2.2 成巖因素

歧口凹陷中深層碎屑巖在埋藏過程中成巖現(xiàn)象十分豐富，主要成巖作用類型有壓實作用、溶蝕作用、膠結(jié)作用、交代作用、破裂作用等五種類型。其中對儲集性能有改善作用的主要是后期的溶蝕作用。

歧北地區(qū)沙三段成巖演化與孔隙變化顯示，隨著壓實作用持續(xù)增強，儲集空間逐漸減少，但由于后期有機質(zhì)演化以及粘土礦物轉(zhuǎn)化過程中釋放出大量的有機酸和CO2形成酸性流體，促成長石等硅鋁酸鹽礦物、方解石膠結(jié)物的溶解，形成多個次生孔隙發(fā)育帶。2500～5000m深度段，各種成巖作用相互演化頻繁，發(fā)生了3期方解石、白云石膠結(jié)和4期方解石、長石、巖屑的溶蝕，形成4個次生孔隙發(fā)育帶。早期地層水環(huán)境處于半開啟狀態(tài)，碎屑巖發(fā)生淋濾溶蝕作用，儲集性能較好；中晚期3200m～4000m是溶蝕作用最強，次生孔隙最發(fā)育的階段；4500m以下，含鐵方解石、長石再次溶解使深部儲集性能得到有效提升（圖4）。正是由于后期各種成巖作用的進行，使得中深層儲層中溶蝕帶與致密膠結(jié)帶交替發(fā)育，溶蝕孔隙的發(fā)育為油氣的運集提供了有效的儲集空間［4］。

圖4 歧北地區(qū)沙三段成巖演化模式圖

2.3 壓力因素

異常高壓有利于孔隙的保存和改善［3］。歧口凹陷沙河街組主要目的層沉降量與沉積速率在渤海灣盆地中是較高的，這種快速埋藏對于碎屑巖儲集層來說，有利于異常高壓的形成。據(jù)統(tǒng)計，歧口凹陷中深層油氣藏的分布多和異常壓力有關(guān)，大于3000m油氣藏壓力系數(shù)分布于1.0～1.6之間，歧北中低斜坡、板橋斜坡區(qū)及歧口主凹區(qū)壓力系數(shù)主體在1.2以上（圖5）。

圖5 歧口凹陷油氣藏壓力系數(shù)分布圖

圖6 歧口凹陷B29x1井超壓封存系統(tǒng)劃分圖

超壓一方面延緩壓實作用，有助于原生孔隙及已形成的次生孔隙的保存［2］，如BH28井在4200m獲得工業(yè)性油氣流。按照歧口凹陷常規(guī)的孔隙度演化規(guī)律，近4200m的深度段內(nèi)，孔隙度值約9％，由于超壓的存在保護了原有的孔隙，孔隙度達到了14～15％，鏡下觀察顆粒間呈點－線接觸，壓實作用較弱，形成良好的儲集層。另一方面，超壓作用控制下可形成源儲一體的流體超壓封存系統(tǒng)，從而控制油氣的分布。歧口凹陷中深層發(fā)育三個超壓封存系統(tǒng)，頂?shù)装寰鶠樯橙?、沙一中、東二段超壓湖泛泥巖段。超壓封存系統(tǒng)內(nèi)的砂巖為相鄰泥巖泄壓方向，油氣一般富集于泄壓區(qū)內(nèi)的儲集層段內(nèi)，多為低位和湖擴早期砂體（圖6）。

3 有效儲層下限分析

有效儲層下限是指當儲層的孔隙度、滲透率低于某一數(shù)值時，儲層就失去工業(yè)價值，這一物性下限被稱為油氣流儲層物性下限［5］（工業(yè)產(chǎn)層下限），也可稱之為“經(jīng)濟基底”。

歧口凹陷中深層油氣富集程度高，縱向跨越深度大。實際上，不同地區(qū)、不同深度由于儲層形成條件不同，油氣藏形過程中對儲層的要求不同，因而有效儲層下限也具有動態(tài)變化的特點［6］。

應(yīng)用歧口凹陷180多口井的測試資料，分別拾取相對應(yīng)的油層、水層、干層電性參數(shù)和物性資料，并按照單層（或相鄰合試層）產(chǎn)液量3000m以淺3 t／d、3000m以深5 t／d作為劃分有效儲層與非有效儲層的標準，分別建立了不同深度電阻率和孔隙度有效儲層劃分圖版，確定有效儲層下限值。分別為2500m以淺，Ф14％、Rt12Ω·m；2500m～3000m，Ф12％、Rt10Ω·m；3000m～3500m，Ф10％、

Rt9Ω·m；3500m～4000m，Ф9％、Rt9Ω·m；4000m～5000m，Ф8.0％、Rt8Ω·m；由此可見，雖然隨深度增加碎屑巖儲集性降低，但有效儲層下限也在不斷下降，（圖7）淺層的非有效儲層在深層可作為有效儲層，因此深層并不缺乏有效儲層的存在。

圖7 歧口凹陷不同深度有效儲層物性下限圖版

相同地質(zhì)條件下，氣層相對于產(chǎn)液層而言對儲層的要求相對要低，應(yīng)用深層20余口井測試資料采用中子和密度交會法計算孔隙度，并建立孔隙度與深電阻率圖版，確定氣層孔隙度下限為7％（圖8）。

圖8 歧口凹陷沙河街組氣層孔隙度與電阻率交會圖版

以產(chǎn)液層孔隙度8.0％，產(chǎn)氣層孔隙度7％作為當前勘探技術(shù)條件下劃分深層有效儲層的底界限，結(jié)合油氣層儲層物性在縱向上的分布可進一步確定歧口凹陷有效勘探深度，油是4550m，天然氣目前獲工業(yè)氣流最大深度接近5500m，根據(jù)氣層孔隙度演化規(guī)律，其有效勘探深度的下限至少應(yīng)大于5800m（圖9）。在渤海灣盆地內(nèi)歧口凹陷有效勘探深度較大，從而拓展了油氣在縱向和平面上的勘探范圍。

圖9 歧口凹陷沙河街組深層孔隙度與深度關(guān)系圖

4 結(jié)論

（1）歧口凹陷中深層碎屑巖總體為中－低孔～中低－特低滲型儲層，儲集空間類型以次生孔隙為主，占85％以上。

（2）沉積因素是影響有效儲層發(fā)育的“先天”因素，歧北地區(qū)沙三段不同沉積微相儲集性分析表明辮狀河三角洲和扇三角洲前緣水下分支河道、河口壩、濱淺湖砂壩等微相儲集性最好；辨狀河三角洲和扇三角洲前緣分支河道側(cè)翼及遠岸水下扇主水道等微相儲集性中等；辮狀河三角洲和扇三角洲前緣席狀砂、遠砂壩儲集性相對較差。

（3）中深層碎屑巖在埋藏過程中各種成巖作用相互演化頻繁，2500m～5000m深度段發(fā)生了3期方解石、白云石膠結(jié)和4期方解石、長石、巖屑的溶蝕，形成4個次生孔隙發(fā)育帶。

（4）異常壓力可延緩壓實作用，有助于原生孔隙及已形成的次生孔隙的保存。歧口凹陷中深層油氣藏的分布多和異常壓力有關(guān)，大于3000m油氣藏壓力系數(shù)分布于1.0～1.6之間。超壓作用控制下可形成源儲一體的流體超壓封存系統(tǒng)，油氣一般富集于泄壓區(qū)內(nèi)的儲集層段內(nèi)，多為低位和湖擴早期砂體。

（5）建立歧口凹陷不同深度有效儲層下限，隨深度增加碎屑巖儲集性降低，有效儲層下限也在不斷下降。以產(chǎn)液層孔隙度8.0％，產(chǎn)氣層孔隙度7％作為當前勘探技術(shù)條件下劃分深層有效儲層的底界限，歧口凹陷有效勘探深度油是4550m，天然氣大于5800m。

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［責任編輯 李曉霞］

Reservoir Controling Factors for Deep Clastic Reservoir and Analysis on Lower Lim its of Effective Resrvoir in the Qikou Sag

HUA Shuang-jun，YU CHAO，SUN Chao-nan
（Exploration and Development Research Institute，Petro China Dagang Oilfield Company，Tianjing 300280，China）

Themiddle－deep clastic reservoir of Qikou Sag aremedium－low in porosity and medium－low to ultra low in permeability on thewhole，in deep reservoir（deeper than 3500m），the percentage of reservoir in low porosity and low permeability is higher than 85％，themain reservoir types are secondary pores.Although reservoirs are affected by compaction，which led to bad reservoir property，the abnormal pores were developed to provide reservoir space for oil and gas because of the common influence of sedimentation，pressure and diagenesis.The effective reservoir is a kind of reservoir in which well yield with industrial value can be obtained in the current process，the lower limits are dynamically changed.Taking the producing fluid reservoir with porosity of 8％and producing gas reservoir with porosity of7％as the lower limits of deep effective reservoirs in the current process，in Qikou Sag，the exploration depth for oil is4550m；depth for gas is deeper than 5800m，showing the deeper exploration depth in Bohai Bay Basin.

qikou sag；middle－deep reservoir；controlling factors of reservoir；lower limits of effective reservoir

TE122.23

A

1004－602X（2014）04－0056－05

10.3969／J.ISSN.1004－602X.2014.04.056

2014-10-15

滑雙君（1971—），女，天津靜海人，大港油田勘探開發(fā)研究院高級工程師。