西湖凹陷Y構(gòu)造帶花港組儲(chǔ)層特征及物性影響因素分析

王樂聞，劉 舒，楊彩虹，王 琳，李 喆，王 嶺

（1. 中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司勘探開發(fā)研究院，上海 200120；2. 中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司，上海 200120）

西湖凹陷Y構(gòu)造帶花港組儲(chǔ)層特征及物性影響因素分析

王樂聞1，劉 舒1，楊彩虹2，王 琳1，李 喆1，王 嶺1

（1. 中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司勘探開發(fā)研究院，上海 200120；2. 中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司，上海 200120）

Y構(gòu)造帶花港組儲(chǔ)層整體屬于特低孔、中-特低滲儲(chǔ)層，在儲(chǔ)層整體致密的背景下發(fā)育3個(gè)次生孔隙發(fā)育帶。作者通過物性分析、顯微鏡觀察、陰極發(fā)光分析以及掃描電鏡分析認(rèn)為，研究區(qū)花港組儲(chǔ)層溶蝕孔隙發(fā)育。沉積環(huán)境是研究區(qū)儲(chǔ)層物性最重要的影響因素，沉積粒度一定程度上影響了研究區(qū)砂巖儲(chǔ)層物性，富巖屑、富長石的沉積環(huán)境為后期溶蝕孔隙的發(fā)育提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；成巖作用是研究區(qū)儲(chǔ)層物性重要的影響因素，壓實(shí)及壓溶作用是研究區(qū)儲(chǔ)層物性變差的主要因素，而溶蝕作用則是深部儲(chǔ)層物性變好的主要因素；斷裂帶熱事件也是研究區(qū)深部儲(chǔ)層次生高孔帶發(fā)育的重要原因之一。關(guān)鍵詞：西湖凹陷；Y構(gòu)造帶；儲(chǔ)層特征；成巖作用；熱事件

Y構(gòu)造帶位于西湖凹陷中央背斜帶中段，帶內(nèi)發(fā)育多個(gè)大型擠壓反轉(zhuǎn)背斜構(gòu)造。研究表明，Y構(gòu)造帶主要目的層花港組儲(chǔ)層砂體較為發(fā)育，砂體類型主要以三角洲前緣水下分流河道砂體與三角洲平原分流河道砂體為主[1]。鉆探證實(shí)Y構(gòu)造帶深層花港組儲(chǔ)層在整體致密的背景下發(fā)育次生孔隙帶。依據(jù)物性分析、顯微鏡觀察、陰極發(fā)光及掃描電鏡等分析資料，本文對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層特征及物性影響因素進(jìn)行了分析。

1 儲(chǔ)層特征

1.1 儲(chǔ)層物性特征

Y構(gòu)造帶研究區(qū)儲(chǔ)層砂體主要發(fā)育在漸新統(tǒng)花港組。通過對(duì)研究區(qū)花港組大量的物性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可以看到，Y構(gòu)造帶花上段孔隙度主要分布在8% ～ 12%區(qū)間內(nèi)，均值在9.8%左右；滲透率分布區(qū)間跨度較大，主要分布在（0.1 ～ 0.8）×10-3μm2這個(gè)區(qū)間內(nèi)，均值在24.4×10-3μm2；研究區(qū)花下段孔隙度主要分布在4% ～ 12%區(qū)間內(nèi)，均值在8.5%左右；滲透率主要分布在（0.1 ～ 0.4）×10-3μm2這個(gè)區(qū)間內(nèi)，均值在1.7×10-3μm2（圖1）。參照《海上石油天然氣儲(chǔ)量計(jì)算規(guī)范》中的物性分類標(biāo)準(zhǔn)，研究區(qū)花上段儲(chǔ)層主要屬于特低孔、中-低滲儲(chǔ)層，花下段屬于特低孔、特低滲儲(chǔ)層。

圖1 Y構(gòu)造帶花港組儲(chǔ)層孔滲分布圖

而通過Y構(gòu)造帶孔滲數(shù)據(jù)與深度的關(guān)系圖可知，3 400 m埋深以上，孔隙度、滲透率逐漸變小，孔隙度由15%降到5%，滲透率由10×10-3μm2降到0.1×10-3μm2；3 400 m ～ 3 860 m埋深范圍孔隙度分布范圍在1.8% ～ 23.4%之間，滲透率分布范圍在（0.01 ～ 261）×10-3μm2之間，發(fā)育3個(gè)明顯的次生孔隙發(fā)育帶；3 860 m埋深以下，儲(chǔ)層孔隙度多小于10%，滲透率多小于1×10-3μm2。研究區(qū)儲(chǔ)層物性與深度存在明顯的線性相關(guān)關(guān)系，同時(shí)3個(gè)次生孔隙發(fā)育帶則明顯地證實(shí)了相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的存在（圖2）。

1.2 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

1.2.1 巖石類型及碎屑組分特征

研究區(qū)薄片分析資料（圖3 ）顯示花上段及花下段巖石類型多樣，以長石石英砂巖、巖屑石英砂巖、長石巖屑質(zhì)石英砂巖為主，含少量長石砂巖、石英砂巖、巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖、長石巖屑砂巖、巖屑砂巖等。

統(tǒng)計(jì)顯示（圖4），花上段砂巖骨架顆粒中石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均66.6%、長石平均15.4%、巖屑平均18%；花下段砂巖骨架顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)與花上段相似，砂巖骨架顆粒中石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均66.3%、長石平均16.5%、巖屑平均17.2%。它們均具有高長石、高巖屑的特征，反映研究區(qū)花港組受富巖屑、富長石物源的影響。

1.2.2 填隙物特征

填隙物包括雜基和膠結(jié)物[2]。薄片觀察和統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，研究區(qū)花港組填隙物主要為碳酸鹽巖膠結(jié)物、自生黏土礦物、硅質(zhì)次生加大、黏土雜基等（圖5）。填隙物中雜基的成分主要是泥質(zhì)，膠結(jié)物的成分主要是碳酸鹽、硅質(zhì)，少量黏土礦物等。碳酸鹽膠結(jié)物主要是方解石、白云石等，黏土礦物主要是高嶺石等。

圖2 Y構(gòu)造帶物性與巖屑、長石質(zhì)量分?jǐn)?shù)縱向深度關(guān)系圖

圖3 Y 構(gòu)造帶花港組巖石類型分類三角圖

圖4 Y構(gòu)造帶儲(chǔ)層巖石碎屑顆粒含量分布圖

1.2.3 巖石結(jié)構(gòu)特征

研究區(qū)花港組砂巖結(jié)構(gòu)成熟度中等-好，砂巖主要以細(xì)粒為主，顆粒分選中等-好（表1）；顆粒磨圓度次棱-次圓狀為主，少量棱角-次棱角狀。顆粒接觸關(guān)系以點(diǎn)-線和線-凹凸接觸方式為主，膠結(jié)類型以接觸、接觸-壓嵌、壓嵌-接觸型為主。

圖5 Y構(gòu)造帶典型井儲(chǔ)層膠結(jié)物特征

表1 Y構(gòu)造帶儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

1.2.4 孔隙類型

研究區(qū)主要目的層花港組孔隙類型以次生孔隙為主，原生孔隙為輔（圖6，圖7）。原生的殘余粒間孔只占孔隙類型中的極少部分。次生孔隙主要是溶蝕粒間孔、鑄?？?、粒內(nèi)溶孔等，原生孔隙主要是剩余粒間孔。

圖6 Y構(gòu)造帶花港組主要孔隙類型分布圖

圖7 Y構(gòu)造帶典型井儲(chǔ)層孔隙特征

2 儲(chǔ)層物性影響因素

一般來說，儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能受沉積環(huán)境、巖石結(jié)構(gòu)、碎屑組分含量、成巖作用等多種因素的影響。通過解析Y構(gòu)造帶花港組儲(chǔ)層物性與上述幾種影響因素之間的關(guān)系，明確了Y構(gòu)造帶花港組儲(chǔ)層物性的影響因素。

2.1 沉積環(huán)境

沉積環(huán)境不僅控制儲(chǔ)集砂體的類型，也決定了儲(chǔ)層孔滲特征，是一個(gè)起決定性作用的重要因素。前人對(duì)西湖凹陷儲(chǔ)層研究的成果表明，沉積環(huán)境對(duì)儲(chǔ)層物性的影響最大[3]。辮狀河三角洲平原中分流河道砂的物性最好，其次為辮狀河三角洲前緣的水下分流河道沉積，河流相的物性條件最差。Y構(gòu)造帶花港組沉積時(shí)期發(fā)育大型辮狀河三角洲沉積體系，辮狀河道砂體規(guī)模大、分布廣，主要巖性為細(xì)砂巖、砂礫巖等，從B2井H3連續(xù)取心段可以看到多期河道疊加，每期河道中心砂體的物性明顯好于上部河道邊緣砂體物性（圖8）。從河道中心到河道邊緣是一個(gè)正旋回的沉積，粒度向上變細(xì)，物性變差。

2.2 粒度

沉積粒度與沉積環(huán)境有著密不可分的關(guān)系，Y構(gòu)造帶花港組不同粒級(jí)砂質(zhì)巖類孔隙度統(tǒng)計(jì)結(jié)果（圖9）表明，研究區(qū)花港組儲(chǔ)層砂質(zhì)巖類的孔隙度介于5% ～ 15%之間，不同粒級(jí)砂巖的物性有一定差異?？傮w看，含礫細(xì)砂巖、細(xì)砂巖的物性最好，平均孔隙度分別為10.4%、9.7%、滲透率分別為20.82×10-3μm2、13.58×10-3μm2，泥質(zhì)粉砂砂巖和中砂巖次之，平均孔隙度分別為8.4%、8.6%，滲透率分別為1 .58×10-3μm2、1.97×10-3μm2。

圖9 Y構(gòu)造帶代表性鉆井花港組粒度與物性關(guān)系

2.3 碎屑組分

沉積砂巖的碎屑組分同樣與沉積環(huán)境息息相關(guān)，而碎屑組分含量對(duì)儲(chǔ)層物性的影響在研究區(qū)表現(xiàn)的較為明顯。從物性與巖屑、長石含量隨埋深變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系（圖2）可以看出，儲(chǔ)層物性與長石、巖屑含量正相關(guān)關(guān)系明顯，巖屑及長石的含量越高，物性相對(duì)越好。巖屑、長石的含量與研究區(qū)次生孔隙帶的發(fā)育層段有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，反映砂巖結(jié)構(gòu)成熟度對(duì)物性影響不大，而成分成熟度對(duì)物性的影響較大。溶蝕作用在巖屑、長石含量較高的層段比較明顯。

2.4 成巖作用

在沉積-成巖演化過程中所發(fā)生的各種成巖作用既可對(duì)儲(chǔ)層形成起建設(shè)性作用，也可對(duì)已形成的儲(chǔ)層起破壞作用。本文依據(jù)大量的分析、鑒定、測(cè)試資料對(duì)Y構(gòu)造帶的各類成巖作用進(jìn)行了分析，認(rèn)為對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層物性影響較大的成巖作用主要是壓實(shí)及壓溶作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用。

2.4.1 壓實(shí)及壓溶作用

是西湖凹陷深層花港組砂巖儲(chǔ)層物性變差的主要因素，存在于沉積巖成巖作用的全過程中。在Y構(gòu)造帶，當(dāng)花港組儲(chǔ)層埋深超過3 300 m時(shí)，顆粒多呈線-凹凸接觸，局部可見選擇性壓溶作用（圖10）。整體來看，花港組機(jī)械壓實(shí)、壓溶作用較強(qiáng)，對(duì)儲(chǔ)層原生孔隙起到了較強(qiáng)的破壞作用，是儲(chǔ)層物性降低的主要因素。

圖10 Y構(gòu)造帶典型井花港組儲(chǔ)層壓實(shí)作用特征

2.4.2 膠結(jié)作用

膠結(jié)作用是碎屑巖型儲(chǔ)層形成過程中經(jīng)歷的一種破壞性成巖作用。但其亦有有利的一面：早期膠結(jié)物的形成可起到一定的抗機(jī)械壓實(shí)作用，使剩余原生粒間孔隙得以保存；膠結(jié)物中的易溶組分又為次生粒間孔隙的形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)[4]。通過薄片觀察、掃描電鏡、陰極發(fā)光等手段對(duì)Y構(gòu)造帶砂巖儲(chǔ)層中的膠結(jié)作用強(qiáng)度及膠結(jié)物類型開展了系統(tǒng)分析，該區(qū)膠結(jié)物類型主要為方解石、（含）鐵方解石、白云石、（含）鐵白云石、硅質(zhì)、高嶺石、伊利石和綠泥石等（圖11）。

2.4.3 溶蝕作用

圖11 Y構(gòu)造帶典型井花港組儲(chǔ)層膠結(jié)作用特征

Y構(gòu)造帶溶蝕作用明顯，常見大量斜長石溶蝕形成蜂窩狀粒間溶孔，甚至鑄?？?。但長石溶蝕明顯的部位高嶺石含量并不高，說明長石溶蝕形成的高嶺石大部分被帶出反應(yīng)體系，僅少量充填在長石的粒內(nèi)溶孔中。經(jīng)薄片和掃描電鏡觀察，研究區(qū)花港組砂巖中被溶蝕的主要礦物成分是長石和巖屑，溶蝕作用的發(fā)生是研究區(qū)深部儲(chǔ)層物性變好的主要因素（圖12）。

2.5 斷裂帶熱事件改造

高偉中等[5]研究西湖凹陷熱事件對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的控制作用后認(rèn)為，在熱事件發(fā)生較為頻繁的地區(qū)，與熱事件相關(guān)的溶蝕作用是西湖凹陷深部儲(chǔ)層次生孔隙發(fā)育的另一個(gè)重要因素。在Y構(gòu)造帶，熱事件對(duì)儲(chǔ)層改造的證據(jù)同樣存在。研究區(qū)內(nèi)斷裂帶上的B1井、B3井等井地層水中SO42-質(zhì)量濃度達(dá)到1 500 mg/L之上，實(shí)屬異常。分析認(rèn)為深部熱液流體內(nèi)含有的H2S氣體沿?cái)嗔褞蛏线\(yùn)移并遇水反應(yīng)，在孔隙水內(nèi)形成大量硫酸根。大量SO42-形成的酸性孔隙水進(jìn)入儲(chǔ)層并發(fā)生溶蝕作用，導(dǎo)致了深部儲(chǔ)層次生高孔帶的發(fā)育。

2.6 影響儲(chǔ)層發(fā)育的其他因素

一般來說，異常高壓往往是深層儲(chǔ)層物性變好的關(guān)鍵因素之一。Y構(gòu)造帶深層異常高壓也普遍存在，但研究區(qū)資料顯示，異常高壓段砂巖儲(chǔ)層的物性反而較差，物性較好的儲(chǔ)層均發(fā)育在正常壓力系統(tǒng)下，所以，異常高壓在研究區(qū)對(duì)儲(chǔ)層物性的影響甚微。

圖12 Y構(gòu)造帶典型井花港組儲(chǔ)層溶蝕作用特征

3 結(jié)論

（1）Y構(gòu)造帶花港組儲(chǔ)層整體屬于特低孔-低孔、中-特低滲儲(chǔ)層，在儲(chǔ)層整體致密的背景下發(fā)育3個(gè)次生孔隙發(fā)育帶；研究區(qū)花港組儲(chǔ)層巖石類型較為多樣，以長石石英砂巖、巖屑石英砂巖、長石砂巖為主，且受富巖屑、富長石物源的影響；研究區(qū)花港組儲(chǔ)層孔隙類型以次生孔隙為主，溶蝕孔隙發(fā)育。

（2）沉積環(huán)境是研究區(qū)儲(chǔ)層物性最重要的影響因素。沉積粒度一定程度上影響了研究區(qū)砂巖儲(chǔ)層物性，富巖屑、富長石的沉積環(huán)境也為后期溶蝕孔隙的發(fā)育提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

（3）成巖作用是研究區(qū)儲(chǔ)層物性重要的影響因素。壓實(shí)及壓溶作用是研究區(qū)儲(chǔ)層物性變差的主要因素，而溶蝕作用的發(fā)生是研究區(qū)深部儲(chǔ)層物性變好的主要因素；熱事件同樣是Y構(gòu)造帶儲(chǔ)層物性影響因素之一，研究區(qū)深部熱液流體內(nèi)含有的硫化氫沿?cái)嗔褞н\(yùn)移與水反應(yīng)形成的硫酸根導(dǎo)致了深部儲(chǔ)層次生高孔帶的發(fā)育。

[1]陳琳琳， 李昆. 西湖凹陷G構(gòu)造深部次生溶蝕帶成巖相分析[J]. 海洋石油， 2015， 35（3）： 12-19.

[2]曾允孚， 夏文杰. 沉積巖石學(xué)[M]. 北京： 地質(zhì)出版社， 1986：112-114.

[3]楊彩虹， 須雪豪， 王樂聞，等. 東海西湖凹陷沉積體系及儲(chǔ)集條件研究[R]. 內(nèi)部資料，

[4]丁曉琪. 鄂爾多斯盆地西南緣鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界隱蔽油氣藏勘探[D]. 成都： 成都理工大學(xué)， 2009.

[5]高偉中， 楊彩虹， 趙洪. 東海盆地西湖凹陷熱事件對(duì)儲(chǔ)層的改造及其機(jī)理探討[J]. 石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)， 2015， 37（5）： 548-554.

Reservoir Characteristics and Influence Factors of Huagang Formation in Y Structure, Xihu Sag

WANG Lewen1, LIU Shu1, YANG Caihong2, WANG Lin1, LI Zhe1, WANG Ling1
（1. Institute of Exploration and Development, SINOPEC Shanghai Offshore Oil & Gas Company, Shanghai 200120, China；2. SINOPEC Shanghai Offshore Oil & Gas Company, Shanghai 200120, China）

The reservoirs of Huagang Formation in Y structure generally belong to the scope of ultra-low porosity, medium to ultralow permeability. The presence of three secondary pore zones, however, improves the reservoir properties. Based on the study of analytic data including physical property test, microscopic observation, cathode luminescence and scanning electron microscopy (SEM), it can be concluded that the dissolution pores are well developed in the reservoir of Huagang formation. Sedimentary environment is the most important factor affecting the physical properties of reservoirs in the study area. Particle size influences the physical property to some extent, and the sediments rich in debris and feldspar are advantageous to the development of dissolution pores. Another significant factor affecting reservoir physical property is diagenesis. The compaction and pressure solution are the main factors that deteriorate the physical properties of reservoirs. However, the dissolution makes the deep reservoir better in physical properties in local areas. The third important factor for forming the secondary pore in the study area is fault thermal event.

Xihu Sag; Y Structure; reservoir characteristics; diagenesis; thermal event

TE122.2

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2016.04.027

1008-2336（2016）04-0027-06

2016-07-20；改回日期：2016-09-05

王樂聞 ，男，1988年生，工程師，碩士，2012年畢業(yè)于成都理工大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，主要從事油氣地質(zhì)綜合研究。

E-mail：wanglewen.shhy@sinopec.com。