東部盆地群下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層物性特征與影響因素

張 偉，孟元林，陳國(guó)松，張 磊，周新桂

(1. 東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318； 2. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京 100029)

東部盆地群系指中國(guó)東北地區(qū)依蘭—伊通斷裂以東的中小盆地群。白堊系的下白堊統(tǒng)生、儲(chǔ)、蓋層發(fā)育[1]，是這一地區(qū)的主要勘探目標(biāo)層段。在東部盆地群下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層中，已發(fā)現(xiàn)了工業(yè)油氣流和低產(chǎn)油氣流。本文試圖在搜集相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合測(cè)試結(jié)果，探討各盆地下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層的物性特征、橫向變化規(guī)律及其影響因素，為該地區(qū)下白堊統(tǒng)油氣勘探提供科學(xué)的依據(jù)。

1 下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層物性特征

通過(guò)搜集松遼盆地外圍東部和北部盆地群下白堊統(tǒng)的大量?jī)?chǔ)層物性數(shù)據(jù)[1-9]，按照中國(guó)石油行業(yè)現(xiàn)行孔隙度和滲透率劃分標(biāo)準(zhǔn)[10]，對(duì)下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層進(jìn)行了物性分類(lèi)(見(jiàn)圖1)。整體上看，東部盆地群寧安、琿春、松江下白堊統(tǒng)的儲(chǔ)層物性相對(duì)較好。

如果按照嚴(yán)格的定義，致密儲(chǔ)層是指覆壓基質(zhì)滲透率<0.1×10-3μm2的儲(chǔ)層[11]。已有的研究表明，溶蝕作用可以形成次生孔隙，但溶蝕作用使喉道變得更加彎曲和復(fù)雜，使得儲(chǔ)層的滲透率降低[12-14]。在東部盆地群羅子溝盆地下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層的孔隙類(lèi)型主要為次生孔隙，其孔隙度高達(dá)21.84%，滲透率僅有0.91×10-3μm2[6]。美國(guó)按照孔隙度的大小，把孔隙度大于10%的致密儲(chǔ)層稱(chēng)為高孔低滲型致密儲(chǔ)層，把孔隙度小于10%的致密儲(chǔ)層稱(chēng)為低孔低滲型儲(chǔ)層[15]。因此，本文將滲透率小于1×10-3μm2的儲(chǔ)層定義為致密儲(chǔ)層。研究區(qū)內(nèi)，方正、湯原、寧安、琿春、延吉、松江、蛟河等盆地下白堊統(tǒng)發(fā)育常規(guī)儲(chǔ)層，其他盆地為非常規(guī)致密儲(chǔ)層(見(jiàn)圖1)。

圖1 東部盆地群下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層物性分類(lèi)及粒度分布

2 物性影響因素

碎屑巖儲(chǔ)層的質(zhì)量(亦即：物性)主要受沉積相、成巖作用以及構(gòu)造作用的影響與控制[14,16-21]。

2.1 沉積作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

2.1.1 儲(chǔ)層粒度對(duì)下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層物性的影響

儲(chǔ)層沉積物的粒度對(duì)于儲(chǔ)層的物性，尤其是對(duì)滲透率的影響較大[22-23]，粒度越細(xì)，儲(chǔ)層的滲透率越小(見(jiàn)圖1)。而儲(chǔ)層的粒度又與沉積環(huán)境有關(guān)。在早白堊世，研究區(qū)北部地區(qū)當(dāng)時(shí)是一個(gè)統(tǒng)一的大型坳陷盆地，這一原型盆地被稱(chēng)為大三江盆地。晚白堊世末，在擠壓構(gòu)造的作用下，抬升剝蝕，解體為一系列小盆地。在大三江地區(qū)，沉積中心的盆地，其儲(chǔ)層粒度較細(xì)，主要為中細(xì)砂巖，發(fā)育超低孔超低滲儲(chǔ)層(見(jiàn)圖1)；而邊緣盆地儲(chǔ)層粒度較粗，發(fā)育中粗砂巖，主要發(fā)育超低孔—特低孔—超低滲—特低滲儲(chǔ)層。早白堊世時(shí)，在研究區(qū)南部，存在一個(gè)名叫大鴨綠江盆地的沉積盆地。通化盆地和紅廟子盆地位于當(dāng)時(shí)大鴨綠江盆地的沉積中心，其儲(chǔ)層粒度較細(xì)，以極細(xì)砂—中砂為主，儲(chǔ)層物性較差，主要發(fā)育超低孔—特低孔—超低滲儲(chǔ)層(見(jiàn)圖1)。

2.1.2 儲(chǔ)層厚度對(duì)下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層物性的影響

研究區(qū)內(nèi)，下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層的厚度與物性相關(guān)性很好，從大三江盆地邊部到中央，儲(chǔ)層的厚度逐漸變薄(見(jiàn)圖2)，物性逐漸變差(見(jiàn)圖1)。在研究區(qū)北部的沉積中心，水動(dòng)力較弱，其儲(chǔ)層較薄，以特薄層和薄層為主，主要發(fā)育超低孔超低滲儲(chǔ)層；而沉積邊緣水動(dòng)力較強(qiáng)，儲(chǔ)層較厚，以中厚層為主，發(fā)育超低孔—特低孔—超低滲—特低滲儲(chǔ)層。在研究區(qū)南部，通化和紅廟子盆地比較接近沉積中心，其儲(chǔ)層厚度主要為特薄層—中厚層；距離沉積中心較遠(yuǎn)的雙陽(yáng)和柳河盆地的儲(chǔ)層較厚，其儲(chǔ)層厚度主要為中厚層—特厚層(見(jiàn)圖2)。

圖2 東部盆地群下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層厚度平面分布

2.2 成巖作用與儲(chǔ)層物性條件

成巖作用是影響儲(chǔ)層物性的“后天因素”，決定著儲(chǔ)層的最終物性(見(jiàn)表1和圖3)。

下白堊統(tǒng)成巖作用越強(qiáng)的盆地，儲(chǔ)層物性越差(見(jiàn)圖1和圖4)。從盆地邊部到沉積中心，大三江盆地下白堊統(tǒng)的埋深逐漸變深，成巖作用逐漸增強(qiáng)(見(jiàn)圖4)，儲(chǔ)層物性逐漸變差(見(jiàn)圖1)。

表1 成巖作用對(duì)儲(chǔ)層物性的綜合影響

圖3 延吉盆地成巖作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

圖4 東部盆地群下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層成巖階段分布平面(據(jù)周新桂2017修改[1])

盆地邊部的三江盆地的下白堊統(tǒng)處于早成巖階段—中成巖階段，儲(chǔ)層物性較好；而位于沉積中心的勃利盆地下白堊統(tǒng)處于中成巖階段—晚成巖階段，再加上其沉積環(huán)境的水動(dòng)力較弱，其儲(chǔ)層物性最差?；⒘峙璧亍㈦u西盆地下白堊統(tǒng)的成巖作用也很強(qiáng)，但位于大三江盆地的邊部，沉積環(huán)境的水動(dòng)力較強(qiáng)，儲(chǔ)層物性相對(duì)較好。由此可見(jiàn)，儲(chǔ)層物性受到了沉積作用與成巖作用共同影響。

3 結(jié) 論

1)東部盆地群只有依舒地塹的盆地和松江盆地的下白堊統(tǒng)儲(chǔ)層屬于常規(guī)儲(chǔ)層，其余盆地為超—特低孔超低滲致密儲(chǔ)層儲(chǔ)層。

2)物性主要受沉積相、成巖作用的影響。從原型盆地的邊緣到沉積中心，隨成巖作用的增強(qiáng)，儲(chǔ)層物性變差。