馬達班灣盆地某區(qū)塊成巖作用對儲層的影響

王英超，孫作興，李景輝

（1.中海油能源發(fā)展鉆采工程研究院湛江實驗中心，廣東 湛江 524057；2.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；3.中國石化江蘇油田，江蘇 揚州 225265）

研究區(qū)為緬甸馬達班灣盆地一個勘探區(qū)塊，該區(qū)為弧后走滑拉張盆地,在大地構(gòu)造上該類型盆地被公認為是油氣資源十分富集的區(qū)域[1-2]。目前,國內(nèi)外學者針對安達曼海海域的一些研究認為：本區(qū)從構(gòu)造演化上來看，安達曼海域主要經(jīng)歷的是斷（裂）陷、凹陷及后期的繼承性張扭階段（弧后走滑拉張）的過程[3-4]。自弧后盆地形成以來，以持續(xù)接受沉降為主，無明顯抬升剝蝕，地層時代較新。沉積上表現(xiàn)為湖泊—濱淺海—三角洲沉積相，現(xiàn)今盆地接受來自正北方向的Irrawaddy流域和東北方向的Salween流域的物源供給，表現(xiàn)為碎屑巖（三角洲）和碳酸鹽巖類型的儲層，沙泥互層特征明顯[5]。研究區(qū)油氣顯示為：淺層存在甲烷含量高的天然氣，中深層發(fā)現(xiàn)了CO2含量高的天然氣。

然而，該區(qū)存在構(gòu)造運動復雜、地震資料匱乏、鉆井較少、整體處于勘探初期階段，所以相對可借鑒的資料、參考文獻等較少，而針對本區(qū)在成巖作用對儲層的影響方向上的研究則更是罕見。針對該區(qū)所處油氣資源十分豐富的弧后盆地特殊大地構(gòu)造位置，找尋大油氣產(chǎn)區(qū)成為本區(qū)能否有突破性勘探進展所面臨的難點問題。

以該區(qū)的鉆井資料為基礎，開展了巖石薄片和巖礦分析等工作，運用巖石薄片等巖礦分析技術對緬甸馬達班灣盆地某區(qū)塊上新統(tǒng)砂巖儲層巖石礦物特征、成巖作用等進行了分析和研究，探討了該區(qū)塊上新統(tǒng)儲層巖礦特征及成巖作用對孔隙演化的影響。研究區(qū)壓實作用發(fā)育為弱—中等程度，總體壓實作用不強；膠結(jié)作用為弱—極弱、中等—較強；研究區(qū)儲層段溶解作用普遍發(fā)育較弱。針對該區(qū)的儲集性能提出了較為有利的勘探層段，對下一步勘探方向具有借鑒意義。另外，近年針對國外碎屑巖儲層油氣勘探的研究也越來越多，對國內(nèi)石油地質(zhì)勘探工作有重要的借鑒意義[6-7]。

1 地質(zhì)概況

該區(qū)塊位于緬甸海上馬達班灣盆地東部中心，馬達班灣盆地是安達曼海的次級盆地[8]，其北部為伊諾瓦底三角洲，南與北蘇門答臘和丹老階地相接，東臨泰馬半島，西以安達曼斷層—尼科巴島弧相隔，面積約13 779 km2，為典型的弧后盆地[9]。研究區(qū)構(gòu)造位于馬達班灣盆地的該區(qū)塊北偏西方向，距離仰光約280 km。本次主要根據(jù)該構(gòu)造上五口井A、B、C、D、E的資料進行研究，五口井均位于該構(gòu)造高部位上，目的層位為上新統(tǒng)的L3、L4、L5、L7、L9段儲層。

該區(qū)塊中淺層段儲層砂巖巖性按粒度分類主要為粉砂巖、細砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，粒級主要為粉砂、極細粒，砂巖分選中等，碎屑顆粒以次圓、次棱角狀為主，砂巖碎屑成分以石英和長石為主，主要為長石石英砂巖、巖屑石英砂巖，石英砂巖次之，尚見少部分長石石英巖屑砂巖或巖屑長石石英砂巖。成分成熟度2.1～9.9，多為中等成熟，少部分高成熟和極高成熟，A、B、C井的成分成熟度比D、E井的稍高。砂巖的分選性在中和好之間，碎屑顆粒的磨圓度為次棱—次圓或次圓—次棱。巖石基本為顆粒支撐，填隙物結(jié)晶度為細晶、粉晶。D、E兩口井僅發(fā)育較多的泥質(zhì)雜基（8.3%～73%）和少量粉晶白云石，但原始孔隙得以大量保存。此外，泥質(zhì)雜基和白云石多分布不均勻，對砂巖喉道的堵塞影響較小。但A、B、C三口井則完全相反，在薄片中發(fā)現(xiàn)大量的碳酸鹽膠結(jié)物發(fā)育，并交代碎屑顆粒，占據(jù)大量的原生粒間孔隙。

2 成巖作用及其對儲層物性影響

砂巖的孔隙演化往往受控于砂巖的成巖作用[10-11]，研究區(qū)各個組段的儲層砂巖也不例外，其孔隙的演化取決于壓實、膠結(jié)和溶解三大成巖作用的影響。

2.1 壓實作用

緬甸該區(qū)塊中淺層段儲層L3～L9段陸源碎屑顆粒基本呈游離—點狀接觸，可見云母受壓力折曲、海綠石受壓呈“假雜基狀”，說明儲層經(jīng)過了一定的壓實作用。

根據(jù)分析資料，獲得各井的壓實作用參數(shù)。本次利用S.EHRENBERG等(1989)提出來的定量研究壓實作用強度[12-14]，它是恢復古壓實特征的有效方法。就是把現(xiàn)今壓實后的巖石總體積（包括粒間空間）恢復到壓實前（即沉積時）的巖石總體積（包括粒間空間）。計算公式如下：

式中

COPL——壓實作用損失的原始孔隙度，%；OP——原始孔隙度，%；IGV——粒間體積百分數(shù)，%（包括膠結(jié)物、自生礦物、粒間孔）。

壓實強度系數(shù)為壓實作用損失的孔隙度除以原始孔隙度，原始孔隙度取砂巖初始孔隙度理論值40%。為便于比較，根據(jù)壓實強度系數(shù)大小，本文將壓實強度系數(shù)分為5個等級（表1）。

表1 壓實作用系數(shù)與壓實作用強度分級Table 1 Classification of compaction factors and compaction intensity

A井壓實作用強度系數(shù)為0.48～0.56，屬中等壓實。B井壓實作用強度系數(shù)為0.24～0.42，屬弱壓實。C井壓實作用強度系數(shù)為0.23～0.52，屬弱—中壓實。D井壓實作用強度系數(shù)為0.34～0.67，屬中壓實。E井壓實作用強度系數(shù)為0.31～0.66，屬中壓實。從單個樣品上看，B井壓實作用損失的孔隙度最小，總體上各井壓實作用仍然是處于低的水平，使得原始孔隙能夠得到很好的保存。再加上比之更弱的膠結(jié)作用，剩余粒間孔達到20%，甚至更大，勘探價值很高（圖1）。

圖1 L5層段壓實作用與膠結(jié)作用損失孔隙度直方圖Fig.1 Porosity loss histogram of compaction and cementation in L5 formation

2.2 膠結(jié)作用

膠結(jié)作用是碎屑巖成巖作用研究的一個核心問題，大部分成巖作用所經(jīng)歷的漫長演化史信息都可以通過對膠結(jié)物及其衍生物的研究而獲得。膠結(jié)物類型盡管繁多，但歸納起來大體上有碳酸鹽系列、硅酸鹽系列、氧化硅系列、硫化物及硫酸鹽系列及其它方面（如鐵質(zhì)、磷質(zhì)等）。研究發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)主要為碳酸鹽類膠結(jié)物，發(fā)育粉晶白云石（圖2），其它如海綠石（圖3）、黃鐵礦等在少量地層產(chǎn)出。

本次研究膠結(jié)作用仍采用計算膠結(jié)作用系數(shù)進行定量分析[12-13]，計算方法如下：

式中

CEPL——膠結(jié)作用損失的原始孔隙度，%；CEM——膠結(jié)物+自生礦物含量，%。

研究區(qū)南部D、E井膠結(jié)作用強度系數(shù)在0.05～0.13，平均約0.1，膠結(jié)作用損失孔隙度一般在5%左右（圖1），膠結(jié)作用很弱，對原始粒間孔的損失很小，遠小于壓實作用損失的原始孔隙度。A、B、C井膠結(jié)作用損失孔隙度相對較高，屬中—強膠結(jié)（圖1）。本文將膠結(jié)強度系數(shù)分為5個等級（表2）。而且L6段儲層膠結(jié)作用損失孔隙度最小，原始粒間孔保存最好（圖4）。

表2 膠結(jié)作用系數(shù)與膠結(jié)作用強度分級Table 2 Classification of cementation factors and cementation intensity

圖2 D井粉晶狀白云石Fig.2 Crystalline dolomite in well D

圖3 E井橢圓粒狀的海綠石Fig.3 Ellipse granular glauconite in well E

圖4 分層段成巖作用損失孔隙度折線圖Fig.4 Broken line graph of porosity loss for stratified diagenesis

2.3 溶解作用

溶解作用是形成次生孔隙的主要成巖作用類型。本區(qū)溶解作用主要是碳酸鹽的溶解作用，此外發(fā)育少量長石和巖屑的溶蝕。整體溶解作用發(fā)育較少，碳酸鹽的溶解一般為少量粉晶白云石或粉晶鐵白云石的完全溶解，僅保留其外形（圖5）。其含量均值不到0.5%，占砂巖孔隙總數(shù)不到5%，溶解作用相當微弱。長石的溶解作用很弱，僅在其顆粒邊緣或沿著解理縫發(fā)育少量長石溶孔，且發(fā)生溶解的長石顆粒僅為少部分（圖6）。因此，總體來說長石的溶解未形成規(guī)模，對孔隙的影響微乎其微。

圖5 D井鐵白云石完全溶解粒內(nèi)溶孔Fig.5 Intragranular dissolve pores completely dissolved for ankerite in well D

圖6 E井溶解程度低的長石溶孔Fig.6 Pores slightly dissolved for feldspar in well E

碳酸鹽膠結(jié)物和長石顆粒的溶解均很弱，雖然常見，但是含量極低，基本可以忽略不計。總體而言，溶解作用相當微弱，對孔隙度的提高也非常有限。

3 結(jié)論

1）首次對馬達班灣盆地進行大量巖石礦物特征、成巖作用分析和研究，并且對儲層物性進行分井區(qū)說明。

2）綜觀該區(qū)的分析、研究認為，本區(qū)壓實作用為弱—中，總體壓實作用不強，原始孔隙能夠很好的保存；膠結(jié)作用分為中等—強區(qū)域（A、B、C井區(qū)）及弱—極弱區(qū)域（D、E井區(qū)）兩個分區(qū)；溶解作用對孔隙的影響微乎其微，主要是碳酸鹽的溶解作用，長石的溶解未形成規(guī)模。

3）據(jù)該區(qū)壓實作用、膠結(jié)作用與溶解作用分析認為，壓實作用對減少孔隙度有限，膠結(jié)作用分區(qū)影響儲層物性，溶解作用對孔隙度的提高非常有限。綜合認為研究區(qū)上新統(tǒng)為勘探有利層段。

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