柴西北區(qū)中深層混積巖儲(chǔ)層特征

劉裕惟

摘 要：柴達(dá)木盆地西北區(qū)中深層混積巖儲(chǔ)層主要由（泥質(zhì)）泥晶灰?guī)r、鈣質(zhì)含量較高的砂巖和粉砂巖及其混積巖組成，其礦物成分包括石英、長石等陸源碎屑，也有較多碳酸鹽礦物和黏土礦物，且粒度偏細(xì)；次生溶蝕孔洞和裂縫是該儲(chǔ)集層中最主要的儲(chǔ)集空間類型。儲(chǔ)集空間以溶蝕改造的裂縫和粒間溶蝕孔隙為特征，物性總體表現(xiàn)為低孔-特低孔、超低滲-非滲透；受壓實(shí)作用和膠結(jié)充填作用以及沉積環(huán)境的影響，剩余原生粒間孔隙不甚發(fā)育，而次生溶蝕孔洞和構(gòu)造裂縫發(fā)育。

關(guān)鍵詞：柴西北區(qū)；中深層；混積巖儲(chǔ)層

1.中、深層儲(chǔ)層具有鹽湖相混合沉積的特征

混合沉積是指陸源碎屑與碳酸鹽（包括異化粒等）在沉積上的混合，陸源碎屑與碳酸鹽混合沉積的定義可分為狹義的和廣義的，狹義混合沉積是指陸源碎屑與碳酸鹽組分的混合（在同一巖層內(nèi)），即混合沉積的典型產(chǎn)物—混積巖，而廣義的混合沉積則包括了狹義的和陸源碎屑與碳酸鹽交互沉積，二者可以交替互層、夾層及橫向相變。

柴西北區(qū)中、深層儲(chǔ)層多數(shù)位于路樂河組（E1+2）到上干柴溝組（N1），其中獅子溝地區(qū)在該階段沉積時(shí)期為深湖—較深湖相沉積，且在下干柴溝組（E3）至上干柴溝組（N1）為湖盆的沉積中心，阿爾金山前帶為山麓洪積相、扇三角洲、近岸水下扇和濱湖相，而油泉子-開特米里克、南翼山-大風(fēng)山和尖頂山-堿山構(gòu)造帶為河道-泛濫平原相向?yàn)I湖、淺湖相沉積過渡。古新世—漸新世早期為湖盆的發(fā)生、發(fā)展初期[9]，由于印度板塊向歐亞板塊俯沖，在中生代邊緣斷陷的基礎(chǔ)上，周邊老山繼續(xù)隆升，盆地開始下沉，沉積了一套洪積、河流相紅色碎屑巖，漸新世晚期—中新世早期為湖盆發(fā)展擴(kuò)大時(shí)期，湖盆在左行剪切作用下具有以逆沖斷層為邊界的斷陷湖盆性質(zhì)，湖盆穩(wěn)定沉降，深湖亞相沉積直接超覆于濱、淺湖亞相之上，濱、淺湖亞相超覆于河道-泛濫平原亞相之上，同時(shí)由于昆侖山隆起及印度板塊向北俯沖，湖盆由西向東、由南向北遷移。因此該階段的沉積儲(chǔ)層在垂向上和橫向上均具有沉積相復(fù)雜多變的特點(diǎn)，再加之干旱、半干旱的氣候條件，柴西北區(qū)中、深層儲(chǔ)層廣泛發(fā)育在湖盆水體咸化階段，由化學(xué)成因和機(jī)械成因交替作用形成的一種以陸源砂及粉砂、粘土泥和碳酸鹽形成的混合沉積體系，具有混積巖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

此外，通過對(duì)99塊普通巖石薄片的觀察和對(duì)54塊光片的電子探針分析，柴西北區(qū)中深層儲(chǔ)層巖石的膠結(jié)充填物具有鹽湖相堿性成巖環(huán)境的特征。格構(gòu)造帶的膠結(jié)物比較相似，主要為方解石、含鐵方解石、硬石膏和石膏，少量白云石和鐵白云石；方解石和含鐵方解石膠結(jié)物一般圍繞顆粒形成薄膜，或呈粒狀充填粒間孔隙，孔隙式膠結(jié)或基底式膠結(jié)；硬石膏和石膏膠結(jié)物一般呈粒狀充填粒間孔隙，晶體一般較粗大，呈粗晶或巨晶。含鐵方解石和硬石膏常充填裂縫形成脈體。

2. 儲(chǔ)層物性特征

實(shí)際分析了53件樣品的孔滲數(shù)據(jù)，孔隙度主要分布于0～15%之間，其中多數(shù)分布于0～5%之間，可能說明孔隙度5%是本區(qū)儲(chǔ)層劃分的一個(gè)重要界限。相比而言，滲透率值大都較低，多數(shù)小于0.02 μm2，僅有2個(gè)數(shù)據(jù)高于1μm2，最高值為2.88μm2，這可能說明在柴西北區(qū)的中深層，要形成有利的儲(chǔ)層，需要依靠裂縫的作用。

2.1不同構(gòu)造帶的巖石物性分布

在柴西北區(qū)的不同構(gòu)造帶中，若主要從孔隙度考察，平均值超過5%的有紅溝子、開特米里克、南翼山、堿山地區(qū)，大風(fēng)山地區(qū)也接近5%，較之已經(jīng)在中深層發(fā)現(xiàn)油氣的獅子溝地區(qū)的平均值高，可能說明本區(qū)中深層依然存在有利儲(chǔ)層。

2.2不同層位的巖石物性分布

從不同層位的物性分布特征來看，總體顯著表現(xiàn)出隨層位變新，儲(chǔ)層物性越來越好的趨勢(shì)，可能表明壓實(shí)作用對(duì)儲(chǔ)層物性的控制。若從平均值考察，以5%為標(biāo)準(zhǔn)，則古近紀(jì)的儲(chǔ)層質(zhì)量總體較差。

2.3不同深度的巖石物性分布

從不同深度的物性分布特征來看，大致總體表現(xiàn)出隨深度越大，物性越差的趨勢(shì)，特別是一旦井深超過3000 m，儲(chǔ)層質(zhì)量大為降低，由此也可能表明壓實(shí)作用對(duì)儲(chǔ)層物性的控制。而2000～3000 m之間儲(chǔ)層物性較之<2000 m儲(chǔ)層物性要稍好，可能說明此段儲(chǔ)層存在有利的成巖作用（溶蝕）。

2.4不同沉積相（巖石類型）的巖石物性分布

不同的巖石類型大致反映了不同的沉積相類型，根據(jù)不同巖石類型的物性數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)隨顆粒粒度的降低，儲(chǔ)層物性逐漸降低，表明儲(chǔ)層的發(fā)育具有顯著的相控特征，因此在尋找有利儲(chǔ)層時(shí)，需要進(jìn)行精細(xì)的沉積相分析，由此在沉積相格架內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)層研究。

2.5不同成巖相（儲(chǔ)集空間類型）的巖石物性分布

從不同成巖相的巖石物性分布特征來看，表現(xiàn)為剩余原生孔隙>裂縫+次生孔隙>次生孔隙>裂縫>裂縫+剩余原生孔隙，若以孔隙度5%為界，則有利的儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間類型是剩余原生孔隙和裂縫+次生孔隙這兩種，因此，較弱的壓實(shí)/膠結(jié)充填+較強(qiáng)的構(gòu)造裂縫/溶蝕，這是有利的儲(chǔ)層成巖相。

3.儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間特征

根據(jù)區(qū)內(nèi)實(shí)際取心的分析結(jié)果，將本區(qū)中深層儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間劃分為原生孔隙、次生孔隙及裂縫等三大類；殘余粒間孔、微孔隙、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、雜基內(nèi)溶孔、膠結(jié)物溶孔及裂縫七大亞類；沉積作用、溶蝕作用、構(gòu)造作用三大形成機(jī)理；其孔隙基本形狀大多不規(guī)則、形態(tài)多樣；發(fā)育成熟度低，多為少發(fā)育或次發(fā)育。

3.1 原生孔隙

原生粒間孔隙主要分布于分選較好的長石石英砂巖中，其泥質(zhì)含量較少，經(jīng)壓實(shí)作用后仍殘留較多粒間孔，這些孔隙普遍呈多邊形狀，孔徑10～50 μm，并且在后期成巖過程中，會(huì)有一些鈣質(zhì)膠結(jié)，使得原生粒間孔減少。

3.2 次生孔隙

次生溶蝕孔隙在碎屑巖和碳酸鹽巖中皆有分布，主要遭受溶蝕的組分是鈣質(zhì)和膏質(zhì)等易溶膠結(jié)物。其中，灰?guī)r溶孔一般較大，孔徑約在200 μm左右，最大可達(dá)5 mm。膏鹽溶蝕以石膏為主，主要是充填于粒間孔隙、灰?guī)r溶蝕孔和裂縫中膏質(zhì)的溶蝕。比如，充填于礫巖粒間孔隙中石膏的溶蝕，以及充填于砂質(zhì)灰?guī)r孔隙中石膏的溶蝕。此外，裂縫充填膏質(zhì)普遍存在于碎屑巖和碳酸鹽巖中，以石膏（包括石膏和硬石膏）充填為主，溶蝕強(qiáng)度不一，可見有溶孔與殘留石膏共存的現(xiàn)象。

3.3 裂縫

裂縫在碎屑巖和碳酸鹽巖中皆有分布，存在高角度和低角度裂縫，且多期裂縫發(fā)育，這說明構(gòu)造裂縫的多期次復(fù)雜作用?？傮w而言，裂縫以構(gòu)造縫為主，構(gòu)造縫寬度不一，20～100 μm不等，貫穿整個(gè)樣品。此外，還有一些溶蝕縫和礦物成巖壓裂縫。

需要注意的是，雖然本區(qū)裂縫比較發(fā)育，但普遍有膏鹽質(zhì)的礦物充填，因而具有潛在油氣儲(chǔ)集性能的裂縫是未充填或半充填的裂縫，此外，對(duì)于已經(jīng)有石膏充填的裂縫，仍可以因遭受溶蝕而產(chǎn)生一些溶蝕孔縫，從而形成新的油氣儲(chǔ)集空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘大康， 朱筱敏， 王紅軍.中國深層優(yōu)質(zhì)碎屑巖儲(chǔ)層特征與形成機(jī)理分析[J].中國科學(xué)：D輯， 2008， 38： 11-18.

[2] 馮進(jìn)來， 曹劍， 胡凱， 等 柴達(dá)木盆地中深層混積巖儲(chǔ)層形成機(jī)制. 巖石學(xué)報(bào)， 2011， 27（8）： 2461-2472