準(zhǔn)噶爾盆地南緣四棵樹(shù)凹陷中上組合優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層展布特征

許浩宇，王振奇

油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（長(zhǎng)江大學(xué)）

長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430100

張慶豐（中石油煤層氣有限責(zé)任公司忻州分公司，山西 忻州 034000）

何成偉（長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100）

四棵樹(shù)凹陷是準(zhǔn)噶爾盆地南緣北天山山前沖斷帶西部的一個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，其西至艾比湖，東鄰霍瑪吐背斜帶，北鄰車排子凸起，西南以伊林黑比爾根山為界，東南接齊古斷褶帶，勘探面積約6400km2，整體為一走向北西西傾向南東－南東東的大單斜。該凹陷共經(jīng)歷壓扭－坳陷－前陸3期大的構(gòu)造演化階段，受喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)影響最甚，主要發(fā)育高泉、西湖、獨(dú)山子、卡因迪克4個(gè)背斜群，所有構(gòu)造均定型于上新世末期［1］。區(qū)內(nèi)三疊紀(jì)以前處于持續(xù)隆升期，不接受沉積，殘余的主要沉積地層為侏羅系－第四系。

受控于構(gòu)造－沉積旋回，四棵樹(shù)凹陷垂向上主要發(fā)育下、中、上3套成藏組合［2］，筆者研究的目的層屬于中上組合，即中組合的主要儲(chǔ)層古近系紫泥泉子組（E1－2z）與上組合的主要儲(chǔ)層新近系沙灣組（N1s）。地層展布由南向北減薄呈楔形，紫泥泉子組殘余厚度約50～150m，以辮狀河三角洲、湖泊沉積為主，巖性主要為紫紅色、褐紅色粗砂巖、含礫中細(xì)砂巖，鉆井揭示該組泥巖極不發(fā)育；沙灣組殘余厚度約100～600m，沉積體系與紫泥泉子組相似，但凹陷南部發(fā)育扇三角洲，巖性比紫泥泉子組稍粗。

1 儲(chǔ)層基本特征

1.1 孔隙結(jié)構(gòu)特征

孔隙結(jié)構(gòu)特征是指巖石中孔隙和吼道的幾何形狀、大小、分布及連通關(guān)系，是決定儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的重要因素［3－5］。筆者收集了研究區(qū)大量鑄體薄片資料，發(fā)現(xiàn)四棵樹(shù)凹陷主要儲(chǔ)層孔隙類型以正常粒間孔（平均含量44.44%）和剩余粒間孔（平均含量40.4%）為主，偶見(jiàn)少量粒間溶孔（平均含量8.88%）和粒內(nèi)溶孔（平均含量4.4%）。

吼道的大小與幾何形態(tài)是決定儲(chǔ)層滲流能力的關(guān)鍵，四棵樹(shù)凹陷儲(chǔ)層吼道類型主要包括孔隙縮小型吼道、縮頸型吼道、管束狀吼道以及片狀吼道，以縮頸型為主。紫泥泉子組毛細(xì)管中值半徑為0.04～19.36μm，平均1.08μm，主頻分布在0.05～0.5μm，主要為細(xì)吼－中吼，北部卡因迪克地區(qū)較南部高泉、西湖地區(qū)稍粗；沙灣組毛細(xì)管中值半徑為0.05～11.11μm，平均2.39μm，分布主頻在0.05～0.5μm，亦為細(xì)吼－中吼，同樣也是北部地區(qū)較南部地區(qū)稍粗。整體而言，四棵樹(shù)凹陷中上組合儲(chǔ)層吼道偏細(xì)，排驅(qū)壓力偏大。

1.2 物性特征

根據(jù)巖心分析化驗(yàn)資料，四棵樹(shù)凹陷紫泥泉子組、沙灣組儲(chǔ)層物性在不同構(gòu)造有一定差異，但整體呈現(xiàn)低孔低滲－中孔中滲特征［6］，孔滲較高的巖性主要為粗－中砂巖?？ㄒ虻峡说貐^(qū)紫泥泉子組平均孔隙度為9.1%，平均滲透率為10.7mD，西湖地區(qū)紫泥泉子組平均孔隙度為10%，平均滲透率為3.2mD，獨(dú)山子地區(qū)沙灣組平均孔隙度為16%，平均滲透率為18.3mD。

1.3 成巖作用特征

成巖作用是儲(chǔ)層后生改造的重要因素，對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)、滲流能力及儲(chǔ)集性能可造成建設(shè)性或者破壞性的改造［7，8］，成巖階段和孔隙演化模式的分析有助于客觀認(rèn)識(shí)研究區(qū)儲(chǔ)層的演化過(guò)程。以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，筆者利用自生礦物組合、有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)、黏土礦物及混層黏土礦物的轉(zhuǎn)化特點(diǎn)等對(duì)四棵樹(shù)凹陷中上組合儲(chǔ)層成巖階段進(jìn)行了劃分。四棵樹(shù)凹陷中上組合主要儲(chǔ)層現(xiàn)今主要處在早成巖階段B亞期和中成巖階段A亞期，受控于凹陷南低北高的繼承性構(gòu)造演化特征，北部卡因迪克地區(qū)所經(jīng)歷的成巖作用較南部獨(dú)山子地區(qū)弱，主要處在早成巖階段B亞期。早期的壓實(shí)作用對(duì)研究區(qū)粒間孔改造較為強(qiáng)烈，為研究區(qū)儲(chǔ)層改造的最主要作用。

2 儲(chǔ)層展布特征

2.1 物性下限分析

有效儲(chǔ)層的物性下限值主要包括儲(chǔ)層孔隙度、滲透率和含油飽和度下限值，即只有當(dāng)儲(chǔ)層的有效孔隙度、滲透率原始含油氣飽和度達(dá)到一定的界限時(shí)，儲(chǔ)層才有開(kāi)采價(jià)值，該界限及為物性下限。目前過(guò)內(nèi)外確定有效儲(chǔ)層物性下限的方法很多，主要有試油產(chǎn)狀法、概率統(tǒng)計(jì)法和測(cè)試法等等［9－10］。在收集大量試油數(shù)據(jù)和巖心分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，筆者主要利用試油產(chǎn)狀法對(duì)有效儲(chǔ)層物性下限進(jìn)行識(shí)別。試油產(chǎn)狀法即根據(jù)油田試油成果劃分有效儲(chǔ)層和非有效儲(chǔ)層，一般認(rèn)為，單層產(chǎn)液量小于1t/d的儲(chǔ)集層為非有效儲(chǔ)層，反之則為有效儲(chǔ)層，把非有效儲(chǔ)層和有效儲(chǔ)層對(duì)于的孔隙度、滲透率值繪制在同一直角坐標(biāo)系內(nèi)，二者分界處對(duì)應(yīng)的物性值即為物性下限。根據(jù)四棵樹(shù)凹陷中上組合儲(chǔ)層的巖心分析化驗(yàn)資料和試油資料確定了其孔隙度下限為11%，滲透率下限為7mD（見(jiàn)圖1）。

2.2 測(cè)井解釋模型

根據(jù)聲波時(shí)差與孔隙度的關(guān)系建立孔隙度測(cè)井解釋模型已成為國(guó)內(nèi)外最常用的方法，只是模型的精確度要取決于測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化精度和不同地質(zhì)背景控制下的不同沉積特點(diǎn)?？紤]到四棵樹(shù)凹陷存在南北兩大物源，且不同時(shí)期具有不同的沉積背景，在建立測(cè)井解釋模型時(shí)，進(jìn)行分層段分區(qū)塊的進(jìn)行擬合?？紫抖冉忉屇Ｐ椭饕寐暡〞r(shí)差法，而滲透率模型目前尚無(wú)統(tǒng)一方法。筆者主要根據(jù)孔隙度與滲透率的關(guān)系建立模型，并將測(cè)井解釋的物性與巖心化驗(yàn)所得物性進(jìn)行擬合，當(dāng)擬合關(guān)系斜率約等于1、相關(guān)系數(shù)大于0.8時(shí)才利用該模型進(jìn)行后期解釋。

2.3 有效儲(chǔ)層展布

圖1 試油法確定四棵樹(shù)凹陷有效儲(chǔ)層物性下限

1）紫泥泉子組 根據(jù)試油產(chǎn)狀法所估算性下限，結(jié)合聲波時(shí)差、微電極、微電位曲線在測(cè)井二次砂巖解釋的基礎(chǔ)上解釋出的四棵樹(shù)凹陷紫泥泉子組儲(chǔ)層砂巖總有效厚度約為10～80m，根據(jù)油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)綜合評(píng)價(jià)為Ⅲ～Ⅳ類儲(chǔ)層。儲(chǔ)層整體上而言由北向南減?。ㄒ?jiàn)圖2），至凹陷中南部、西湖背斜南端尖滅。綜合分析認(rèn)為，儲(chǔ)層砂體展布受控北部物源，北部卡因迪克地區(qū)巖性以粗砂巖為主，分選稍差、磨圓程度稍低，物性相對(duì)較好；往南至西湖地區(qū)變?yōu)榧?xì)砂巖、粉砂巖，分選稍好、磨圓程度稍高，但該區(qū)接近凹陷中心埋深較大，成巖改造作用較卡因迪克地區(qū)強(qiáng)烈，壓實(shí)、膠結(jié)作用導(dǎo)致孔隙結(jié)構(gòu)變差，故而物性相對(duì)卡因迪克地區(qū)較差；而凹陷南部山前獨(dú)山子地區(qū)獨(dú)山1井錄井巖屑顯示全段以大套紅褐色含礫泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，砂體幾乎不發(fā)育，該處可能已不在北部物源的控制范圍內(nèi)，儲(chǔ)層不發(fā)育。

2）沙灣組 沙灣組有效儲(chǔ)層厚度約為60～280m，儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)主要為Ⅱ～Ⅲ類儲(chǔ)層。儲(chǔ)層由南北兩端分別向中部減薄呈對(duì)楔形展布（見(jiàn)圖3）。綜合分析認(rèn)為，該組受控于南北2大不同物源，北部物源控制卡因迪克地區(qū)、西湖地區(qū)，發(fā)育辮狀河三角洲沉積，巖性以中細(xì)砂巖為主，物性較好；南部獨(dú)山子地區(qū)受控于山前物源，為近源扇三角洲沉積，巖性以含礫砂巖、粗－中砂巖為主，物性很好。該組埋藏整體較淺，儲(chǔ)層發(fā)育主要受控于沉積環(huán)境，成巖改造作用微弱。

圖2 四棵樹(shù)凹陷紫泥泉子組儲(chǔ)層分類展布圖

圖3 四棵樹(shù)凹陷紫泥泉子組儲(chǔ)層分類展布圖

3 結(jié)論

1）四棵樹(shù)凹陷中上組合儲(chǔ)層均以粗砂巖為主，物性顯著受控于巖性，沙灣組整體較紫泥泉子組粗，物性稍好。除壓實(shí)作用外，其他成巖作用對(duì)該區(qū)儲(chǔ)層改造作用不明顯。

2）儲(chǔ)層展布受控于沉積相，紫泥泉子組儲(chǔ)層發(fā)育受控于北部物源，沙灣組儲(chǔ)層發(fā)育受控于南北兩大物源，且北部物源控制范圍較大，儲(chǔ)層橫向展布較穩(wěn)定。

3）從儲(chǔ)層角度出發(fā)，四棵樹(shù)凹陷中上組合中點(diǎn)勘探區(qū)域應(yīng)在凹陷北部斜坡帶。

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［編輯］ 洪云飛