渤海灣盆地濱海地區(qū)古近系沙河街組一段滑塌型湖底扇儲(chǔ)集層特征及主控因素

蒲秀剛，趙賢正，王家豪，吳佳朋，韓文中，王華，時(shí)戰(zhàn)楠，姜文亞，張偉

（1. 中國(guó)石油大港油田公司，天津 300280；2. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)構(gòu)造與油氣資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430074）

0 引言

隨著勘探程度的不斷提高，向盆地中部和中—深層拓展已成中國(guó)陸相斷陷湖盆油氣勘探的大趨勢(shì)。這些斷陷湖盆中部的儲(chǔ)集層砂體普遍為重力流沉積，且埋深較大，物性大幅度下降，亟待開(kāi)展中—深層重力流沉積優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的分布及控制因素研究。

前人關(guān)于深層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的形成機(jī)理與控制因素的認(rèn)識(shí)為本項(xiàng)研究提供了很好的借鑒[1]。但關(guān)于“深層”和“優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層”，至今尚缺乏統(tǒng)一的劃分方案。“深層”一般是指埋深大于3 000 m或3 500 m[2-5]。鐘大康等[2]總結(jié)了中國(guó)深部?jī)?yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層孔隙度大多大于10%，滲透率大于 10×10?3μm2；賈艷聰?shù)萚5]界定的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層孔隙度為 10%～20%，滲透率為（0.1～1.0）×10?3μm2。參考以上方案，結(jié)合研究區(qū)儲(chǔ)集層物性，本文將埋深大于2 500 m、中孔低滲及以上（孔隙度大于15%、滲透率大于 5×10?3μm2）定義為中—深層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層[5]。通常情況下，隨著壓實(shí)程度的增加，原生孔隙逐漸減少，中—深層普遍為低孔低滲儲(chǔ)集層[6]。然而勘探實(shí)踐表明，深部碎屑巖中仍存在原生孔隙大量保存的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層，其控制因素包括早期碳酸鹽膠結(jié)和高石英顆粒含量導(dǎo)致的儲(chǔ)集層抗壓實(shí)能力增加、超壓對(duì)孔隙的保護(hù)、有機(jī)酸溶蝕、早期烴類(lèi)充注對(duì)成巖作用的抑制、綠泥石包殼抑制石英顆粒的次生加大、地層的砂泥巖結(jié)構(gòu)、濁沸石溶蝕等[2-3,5,7-9]。吳浩等將上述有利控制因素歸納為“增孔”和“?？住?類(lèi)[10]。

關(guān)于重力流沉積的儲(chǔ)集性，傳統(tǒng)上認(rèn)為，重力流的快速搬運(yùn)-沉積不利于沉積物分異，以致砂巖分選差、基質(zhì)含量高和儲(chǔ)集性不佳。但鄭榮才等對(duì)珠江口盆地白云凹陷重力流沉積儲(chǔ)集層研究指出，砂質(zhì)碎屑流沉積砂體的分選性大部分較好，少量達(dá)到中等；磨圓度以次棱角狀為主，少數(shù)為次圓狀，結(jié)構(gòu)成熟度總體中等偏高，形成中—高孔、中—高滲的中—深層儲(chǔ)集層[9]。陳彬滔等對(duì)松遼盆地英臺(tái)地區(qū)白堊系青山口組研究揭示，該層段發(fā)育較多細(xì)砂巖儲(chǔ)集層，屬重力流沉積，其碎屑顆粒呈次棱角—次圓狀，分選好，顆粒支撐，泥質(zhì)雜基體積分?jǐn)?shù)低至3%，具有低成分成熟度、高結(jié)構(gòu)成熟度的巖石學(xué)特征。由于重力流的塊體搬運(yùn)機(jī)制，這些砂體繼承了三角洲前緣高能環(huán)境砂巖的原始孔滲特征，保存了較多的原生粒間孔和少量粒內(nèi)溶孔，以致在中—深層埋深前提下其儲(chǔ)集性甚至優(yōu)于三角洲前緣砂體[11]。

本文研究區(qū)——濱海地區(qū)位于渤海灣盆地歧口凹陷的中部，在古近系沙河街組一段沉積時(shí)期遠(yuǎn)離歧口凹陷的邊緣，近年來(lái)在該層位陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些高產(chǎn)油井，因此成為大港油田油氣勘探的重要接替區(qū)塊。該區(qū)沙一段砂巖儲(chǔ)集層埋深普遍大于2 500 m，具有重力流沉積、中—深層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層、湖盆中部油氣成藏的3重特點(diǎn)[12-13]。本文以此為研究對(duì)象，采用巖心、測(cè)井、普通薄片、鑄體薄片、掃描電鏡和物性分析資料，從沉積和成巖2個(gè)方面，探討其優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的主控因素。

1 地質(zhì)背景

歧口凹陷位于渤海灣盆地黃驊坳陷中區(qū)，屬中—新生代渤海灣斷陷盆地群的組成部分，歷經(jīng)了從古近紀(jì)裂陷至新近紀(jì)拗陷的構(gòu)造演化過(guò)程。在裂陷期，受北北東、北東和東西向斷裂的控制，歧口凹陷發(fā)育了1個(gè)主凹（歧口主凹）、5個(gè)次凹（板橋、歧北、歧南、北塘和沙南次凹）、5個(gè)凸起（北大港、南大港、塘沽—新港、大神堂和澗南），以及埕北斷階帶等11個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，總體呈現(xiàn)東西分帶、南北分塊的構(gòu)造格局（見(jiàn)圖1a）[14]。

受滄縣隆起、埕寧隆起、燕山造山帶和沙壘田凸起的物源供給控制，歧口凹陷古近紀(jì)沉積了巨厚的碎屑巖和少量碳酸鹽巖，自下而上劃分為沙河街組和東營(yíng)組。其中，沙河街組進(jìn)一步細(xì)分為沙三段（包括Es33、Es32、Es31共3個(gè)亞段）、沙二段（Es2）和沙一段（包括 Es1x、Es1z和Es1s共 3個(gè)亞段）；東營(yíng)組細(xì)分為東三段、東二段和東一段（見(jiàn)圖1b）。沉積層序上，沙三段、沙二段—沙一段、東營(yíng)組分別表現(xiàn)為“粗—細(xì)—粗”的沉積旋回。其中，沙三段以深湖背景下扇三角洲—辮狀河三角洲—湖底扇沉積為特色，沙二段—沙一段以淺—深湖背景下扇三角洲—碳酸鹽巖灘壩—湖底扇沉積為特色，東營(yíng)組以淺—深湖背景下三角洲沉積為特色。沙一段沉積時(shí)期，歧口凹陷內(nèi)重力流沉積十分廣泛，尤其是歧口主凹大部為該類(lèi)沉積所覆蓋。本文研究區(qū)——濱海地區(qū)位于歧口主凹的西部，是重力流沉積和近年來(lái)油氣發(fā)現(xiàn)的主體部位（見(jiàn)圖 1a）。蒲秀剛等[12]強(qiáng)調(diào)了該區(qū)重力流沉積的“遠(yuǎn)岸”特點(diǎn)，命名為遠(yuǎn)岸水下扇。王家豪等[15]進(jìn)一步厘定其滑塌型成因，并命名為滑塌型湖底扇。

圖1 歧口凹陷構(gòu)造單元區(qū)劃（a）及地層序列（b）

2 儲(chǔ)集層沉積和巖石學(xué)特征

2.1 儲(chǔ)集層沉積學(xué)特征

濱海地區(qū)在沙一段沉積時(shí)期遠(yuǎn)離盆地邊緣，但鉆井在沙一段揭示了較多砂巖儲(chǔ)集層。通過(guò)20多口鉆井的巖心觀察表明，這些砂巖儲(chǔ)集層主要由粉—細(xì)砂巖和少量含礫中—粗砂巖組成，普遍含褐紅—深灰色泥礫和深灰色砂-泥巖碎塊，發(fā)育塊狀-遞變層理，局部具鮑馬序列和滑塌變形構(gòu)造。其中，泥礫具磨圓，粒徑最大4 cm，常分布于正遞變層理砂巖的頂部。相比之下，泥巖碎塊呈棱角分明的撕裂狀，內(nèi)部見(jiàn)砂泥薄互層巖性組合和卷曲變形紋理（見(jiàn)圖2a）。以上特征指示湖底扇屬滑塌型重力流成因[15]。

滑塌型重力流是由堆積在地貌或沉積斜坡上（如三角洲前緣）的松軟沉積物在重力超過(guò)沉積物剪切強(qiáng)度的條件下發(fā)生蠕變→破裂→破碎→流動(dòng)演變形成的。其觸發(fā)機(jī)制包括坡度增大、沉積物增厚、沉積物孔隙流體壓力增加導(dǎo)致的沉積物液化、地震等，在海相盆地還包括海嘯和風(fēng)暴潮等誘因。歧口主凹北鄰北大港凸起，兩者之間由3～4級(jí)雁列狀排列的正斷層銜接，構(gòu)成了多級(jí)斷階背景。北大港凸起在沙一段沉積時(shí)期屬水下低凸起和濱淺湖背景，以灘壩沉積為主[16-17]。除了碎屑巖灘壩之外，還少量發(fā)育碳酸鹽巖灘壩，由鮞粒灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r組成。濱海地區(qū)沙一段砂巖中含少量鮞粒、鮞?；?guī)r巖屑，是湖底扇物源來(lái)自北大港凸起先期灘壩沉積的可靠證據(jù)。同時(shí)，多級(jí)斷階提供了重力流多級(jí)加速的條件，同沉積正斷層活動(dòng)也是觸發(fā)滑塌型重力流的有利因素。從重力流的流態(tài)上看，滑塌作用普遍形成砂質(zhì)碎屑流，活動(dòng)于滑塌型湖底扇的各級(jí)水道，隨后在外扇的席狀朵葉轉(zhuǎn)變?yōu)闈崃鞒练e[9,11-12,18-20]，蒲秀剛等在研究區(qū)曾得出了類(lèi)似的認(rèn)識(shí)[12]。

圖2 港深72井沙一段湖底扇沉積構(gòu)造（a）及測(cè)井曲線特征（b）

在巖心觀察的基礎(chǔ)上，依據(jù)測(cè)井曲線和砂巖等厚圖，本次研究進(jìn)行了沉積微相垂向演化和平面展布分析。湖底扇在垂向上表現(xiàn)為大尺度的反旋回序列（見(jiàn)圖2b）。唐家河井區(qū)鉆井較多，編制的Es1s下部砂巖等厚度圖顯示，該區(qū)為一個(gè)主物源導(dǎo)入部位，砂體由北向南減薄，并出現(xiàn)3級(jí)分叉，由此劃分為內(nèi)扇主水道、中扇近端分支水道和末梢分支水道、外扇席狀朵葉、水道邊緣等微相（見(jiàn)圖 3）。其中，主水道沉積物粒度粗，由細(xì)砂巖和含礫中—粗砂巖組成，其自然伽馬曲線呈高幅厚箱型；近端分支水道微相由細(xì)砂巖組成，自然伽馬曲線呈薄箱型—鐘型；末梢分支水道微相由粉砂巖組成，自然伽馬曲線呈圣誕樹(shù)型；席狀朵葉微相由泥質(zhì)粉砂巖—粉砂巖組成，自然伽馬曲線呈齒化漏斗型；水道邊緣微相由粉砂巖組成，自然伽馬曲線呈圣誕樹(shù)型—細(xì)齒型。勘探結(jié)果表明，主水道和近端分支水道沉積砂巖的厚度大，單期厚度為2.0～5.5 m，多期疊置砂巖最厚達(dá)20 m，兩者的含油性最好，是研究區(qū)高產(chǎn)油井的主要儲(chǔ)集層沉積微相類(lèi)型。

2.2 儲(chǔ)集層巖石學(xué)特征

通過(guò)對(duì)港深59井、港深72井、港深47井、港深46井、港深48井等的鉆井巖心、巖石薄片觀察和粒度分析，濱海地區(qū)沙一段儲(chǔ)集層砂巖的石英含量為17%～61%，平均值為 40.1%；長(zhǎng)石含量為 21.2%～59.4%，平均值為45.5%；巖屑含量為8.2%～43.5%，平均值為14.4%，歸屬于長(zhǎng)石砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖和少量長(zhǎng)石巖屑砂巖等巖石學(xué)類(lèi)型。其獨(dú)特之處在于，巖屑成分多樣，包括安山巖、花崗巖、流紋巖、變質(zhì)巖、燧石、鮞?；?guī)r、泥晶灰?guī)r、鮞粒等（見(jiàn)圖4）[21]。

結(jié)構(gòu)上，砂巖的分選、磨圓度普遍較差，但也有部分砂巖分選中等—較好。對(duì)上述鉆井沙一段31個(gè)砂巖樣品進(jìn)行粒度分析，其累計(jì)概率曲線呈近一段式和上拱兩段式，前者為濁流沉積的典型樣式；后者可明顯區(qū)分跳躍和懸浮兩類(lèi)總體，與牽引流沉積的粒度曲線特點(diǎn)類(lèi)似（見(jiàn)圖 5）。通過(guò)粒度參數(shù)評(píng)價(jià)，分選較好的占 11.3%，分選中等的占 25.8%，分選較差的占53.2%?？傮w上，儲(chǔ)集層砂巖具有低成分成熟度和低—中等結(jié)構(gòu)成熟度的特點(diǎn)，包括上述粒度曲線與牽引流沉積砂巖類(lèi)似，一定程度上體現(xiàn)了對(duì)先期沉積特點(diǎn)的繼承性，這也是滑塌型重力流沉積的重要特征[9,11]。

圖3 唐家河井區(qū)Es1s下部湖底扇沉積微相平面圖

3 儲(chǔ)集層物性特征

3.1 儲(chǔ)集層孔-滲結(jié)構(gòu)類(lèi)型

濱海地區(qū)沙一段樣品共2 582個(gè)，包括細(xì)砂巖、少量中砂巖和粉砂巖等不同巖性。統(tǒng)計(jì)和交會(huì)分析顯示，其孔隙度與滲透率正相關(guān)。其中，孔隙度以中孔（15%～25%）為主，占比為54.61%；其次是低孔（10%～15%），占比為31.84%；高孔（25%～30%）少量，占比為3.29%。滲透率主要為特低滲（小于5×10-3μm2），占比為 59.26%；其次是低滲（（5～50）×10-3μm2），占比為34.15%；中滲（（50～500）×10-3μm2）少量，占比為 5.75%。一方面，砂巖儲(chǔ)集層的孔隙度與滲透率變化趨勢(shì)不協(xié)調(diào)，滲透率下降更加顯著，對(duì)研究區(qū)油氣勘探帶來(lái)較大挑戰(zhàn)；另一方面，盡管目的層段埋深普遍大于2 500 m，低孔特低滲儲(chǔ)集層占比大，但也存在較多中孔低滲和少量高孔中滲類(lèi)型，是本文重點(diǎn)研究的對(duì)象（見(jiàn)圖6）。

3.2 儲(chǔ)集空間類(lèi)型

通過(guò)鑄體薄片和電鏡掃描分析，研究區(qū)砂巖儲(chǔ)集空間類(lèi)型包括原生粒間孔隙、溶蝕孔隙、長(zhǎng)石解理縫和微裂縫。

①原生粒間孔隙。一般認(rèn)為，埋深超過(guò)3 000 m的儲(chǔ)集層中，因?yàn)閴簩?shí)和膠結(jié)等作用，原生孔隙幾乎損失殆盡，孔隙類(lèi)型以次生孔隙為主[6]。但越來(lái)越多的研究表明，碎屑巖儲(chǔ)集層的原生孔隙能有效保存到埋深3 500～4 500 m，是中—深層異常高孔滲儲(chǔ)集層的必備條件[4-5]。研究區(qū)也不例外，砂巖儲(chǔ)集層普遍保存有少量原生粒間孔隙，部分還發(fā)生后期溶蝕擴(kuò)大。圖4g所示，濱21井Es1s3 419.4 m深度段樣品為巖屑長(zhǎng)石細(xì)砂巖，分選、磨圓較好，顆粒呈次棱—次圓狀，顆粒之間點(diǎn)-短線接觸為主，原生粒間孔隙大量保留，并發(fā)育少量溶蝕孔隙。

②溶蝕孔隙。包括粒間溶蝕和粒內(nèi)溶蝕2類(lèi)孔隙。粒間溶蝕呈港灣狀分布于顆粒邊緣。相比而言，粒內(nèi)溶蝕現(xiàn)象更為突出，除了常見(jiàn)的長(zhǎng)石顆粒溶蝕之外，還包括安山巖、花崗巖、灰?guī)r巖屑顆粒的粒內(nèi)溶蝕，甚至整個(gè)顆粒遭受溶蝕而斑駁不均（見(jiàn)圖4a、圖7a—圖7c）。

③構(gòu)造微裂縫。本次薄片觀察識(shí)別出較多微裂縫，其裂縫面平直，延伸具有方向性，局部呈階梯狀排列，分為瀝青充填或未充填 2類(lèi)，指示為張扭性構(gòu)造成因和多期活動(dòng)性（見(jiàn)圖7d—圖7h）。圖7d所示濱海4井5 154.8 m深度段樣品，砂巖分選差，顆粒呈次圓—次棱狀，存在少量粒間孔、粒間、粒內(nèi)溶孔和微裂縫。

圖4 濱海地區(qū)沙一段砂巖碎屑顆粒的成分、結(jié)構(gòu)特征

圖5 濱海地區(qū)沙一段砂巖粒度分布圖

圖6 濱海地區(qū)沙一段砂巖孔隙度（a）、滲透率（b）隨深度變化圖

④長(zhǎng)石解理縫。表現(xiàn)為部分溶蝕沿解理縫發(fā)育，或部分解理縫被碳酸鹽膠結(jié)物充填（見(jiàn)圖7h）。

以上4類(lèi)儲(chǔ)集空間中，溶蝕孔隙發(fā)育最為普遍，是研究區(qū)首要的儲(chǔ)集空間類(lèi)型；原生粒間孔隙在部分樣品中大量保存，對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的意義重大；再次為構(gòu)造微裂縫，其突出意義在于改善滲透性，尤其是在研究區(qū)滲透率大幅下降的背景下；長(zhǎng)石解理縫少量可見(jiàn)，普遍遭受進(jìn)一步溶蝕，單純的長(zhǎng)石解理縫對(duì)儲(chǔ)集空間貢獻(xiàn)較小。

4 優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層主控因素

濱海地區(qū)沙一段砂體除了少數(shù)臨近北大港凸起之外，埋深普遍大于2 500 m，部分達(dá)到5 500 m，但鉆井揭示了中—深層較多中孔低滲和少量的高孔中滲儲(chǔ)集層（見(jiàn)圖 6），局部保存了較多的原生粒間孔隙，并帶來(lái)了高產(chǎn)油氣的發(fā)現(xiàn)。影響儲(chǔ)集層物性的因素較多，服務(wù)于研究區(qū)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層分布預(yù)測(cè)的目的，本文對(duì)其主控因素進(jìn)行了探討。

4.1 有利的沉積微相

不同沉積微相表現(xiàn)為巖性組成及搬運(yùn)-沉積機(jī)制的差異，從而控制儲(chǔ)集層物性。眾多的研究揭示，砂巖的物性與粒度呈正相關(guān)關(guān)系，厚層砂巖有利于保持儲(chǔ)集性，砂質(zhì)碎屑流比濁流更有利于形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層[2,9,11]。基于巖心觀察和含油性特征，研究區(qū)湖底扇的內(nèi)扇主水道沉積物粒度粗，厚度大，以砂質(zhì)碎屑流為主，是研究區(qū)高產(chǎn)油氣發(fā)現(xiàn)的首要沉積微相類(lèi)型；近端分支水道巖性粒度中等，以砂質(zhì)碎屑流為主，濁流次之，含油性中等；遠(yuǎn)端分支水道、水道邊緣和外扇席狀朵葉體微相巖性細(xì)，砂層薄，以濁流為主，含油性較差（見(jiàn)圖2、圖3）[12-13]。

圖7 濱海地區(qū)沙一段砂巖儲(chǔ)集層儲(chǔ)集空間類(lèi)型

研究區(qū)Es1x和Es1s物性分析樣品多，本文采用29口鉆井、總計(jì)2 300個(gè)樣品數(shù)據(jù)，對(duì)主水道、近端分支水道、遠(yuǎn)端分支水道、分支水道邊緣和席狀朵葉體等5個(gè)微相的樣品物性進(jìn)行了分析比較。由于向著凹陷中心地層的埋深增大，樣品埋深差異最大超過(guò)2 000 m。為消除埋深差異的影響，本文研究首先擬合孔隙度、滲透率隨深度變化關(guān)系，將樣品統(tǒng)一校正至埋深3 000 m[22]，然后編制孔隙度-滲透率交會(huì)圖。結(jié)果顯示，Es1s沉積微相與儲(chǔ)集層物性的相關(guān)性明顯：主水道物性最好，其次為近端分支水道，遠(yuǎn)端分支水道和水道邊緣略差于近端分支水道，席狀朵葉體的物性最差（見(jiàn)圖8a）。相比之下，Es1x沉積相與儲(chǔ)集層物性的相關(guān)性減小，除了席狀朵葉體和水道邊緣物性總體較差之外，主水道、近端分支水道、遠(yuǎn)端分支水道微相的物性差別不大，交會(huì)點(diǎn)的分布比 Es1s更加分散，校正后的滲透率總體偏高，指示次生孔隙發(fā)育和儲(chǔ)集層物性更多地受成巖作用控制（見(jiàn)圖8b）。因此，隨著埋深的增加，沉積對(duì)儲(chǔ)集層物性的控制作用減弱，而受成巖的控制作用增強(qiáng)。

圖8 沙一段不同沉積相儲(chǔ)集層孔隙度-滲透率交會(huì)圖

4.2 中等結(jié)構(gòu)成熟度

巖石結(jié)構(gòu)上，研究區(qū)存在較多分選中等—較好的砂巖（見(jiàn)圖4g），成因上與滑塌重力流的沉積特點(diǎn)有關(guān)。砂巖中含少量腹足生物化石和鮞粒、鮞?；?guī)r巖屑（見(jiàn)圖 4a、圖 4b），指示了湖底扇的物源主要來(lái)自于北大港凸起上先期沉積的灘壩砂巖，經(jīng)過(guò)滑塌和砂質(zhì)碎屑流的塊體搬運(yùn)-沉積過(guò)程，部分繼承了灘壩砂巖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，砂巖分選好，有利于原生孔隙的發(fā)育和增強(qiáng)抗壓實(shí)能力[5,16-17]。

4.3 高含量的中—酸性火山巖巖屑

碎屑巖顆粒構(gòu)成了儲(chǔ)集層的孔隙格架，其成分和結(jié)構(gòu)對(duì)物性有重要影響。研究區(qū)儲(chǔ)集層巖石學(xué)的突出特點(diǎn)是巖屑含量高且類(lèi)型多樣，較多為中—酸性巖漿巖巖屑顆粒。由于巖屑顆粒溶蝕孔隙的發(fā)育，這種低的成分成熟度反而成為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層發(fā)育的有利因素。圖7b—7e所示，溶蝕孔隙大量出現(xiàn)在灰?guī)r、安山巖、花崗巖巖屑顆粒和長(zhǎng)石顆粒內(nèi)，尤其是安山巖和花崗巖巖屑顆粒常常被溶蝕成篩網(wǎng)狀。特別地，濱海 4井5 356.8 m砂巖樣品中，安山巖顆粒普遍發(fā)生粒內(nèi)溶蝕。中—深層儲(chǔ)集層在埋藏成巖過(guò)程中歷經(jīng)了烴類(lèi)成熟導(dǎo)致的有機(jī)酸溶蝕作用，在這種前提下，易溶礦物的含量對(duì)溶蝕孔隙的發(fā)育具有決定性意義。安山巖和花崗巖中包含角閃石、輝石、長(zhǎng)石等較多欠穩(wěn)定礦物，容易在暴露剝蝕過(guò)程中遭受風(fēng)化淋濾，并在隨后的埋藏成巖過(guò)程中被進(jìn)一步溶蝕[23-24]。相比之下，高的石英含量有利于增強(qiáng)巖石的抗壓實(shí)能力，但研究區(qū)砂巖中石英次生加大現(xiàn)象突出，對(duì)儲(chǔ)集層物性的破壞作用明顯，指示了高的成分成熟度并不利于優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的發(fā)育（見(jiàn)圖7h）。

4.4 有機(jī)酸溶蝕作用

溶蝕孔隙大量發(fā)育是中—深層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的普遍特點(diǎn)[4]。前人研究揭示，中國(guó)東部新生代斷陷盆地的儲(chǔ)集層砂巖普遍在埋深3 000 m以深進(jìn)入中成巖A期演化階段。對(duì)應(yīng)于該成巖階段，壓實(shí)、鈣質(zhì)膠結(jié)、石英次生加大等破壞性成巖作用導(dǎo)致儲(chǔ)集層致密化，但該階段也是烴類(lèi)成熟和油氣開(kāi)始大量生成階段，從而造成有機(jī)酸溶蝕作用大量發(fā)生[12]。由于重力流砂體被烴源巖包裹，以及合適的埋深和易溶的顆粒成分，溶蝕作用成為研究區(qū)沙一段砂巖儲(chǔ)集層表現(xiàn)最突出的成巖作用。

4.5 早期形成且持續(xù)存在的超壓

超壓對(duì)碎屑巖儲(chǔ)集層物性具有保護(hù)作用，表現(xiàn)為：抵御壓實(shí)作用；限制流體活動(dòng)，抑制膠結(jié)作用；抑制蒙脫石向伊利石的轉(zhuǎn)化，有利于保持巖石滲透性；增加碳酸鹽的溶解度，減緩碳酸鹽巖膠結(jié)物的發(fā)育等[25]。在目前報(bào)道的中—深層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層中，超壓的存在十分普遍，是中—深層優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層發(fā)育不可或缺的條件[3-5,10]。蒲秀剛等[25]研究揭示，歧口主凹沙河街組發(fā)育多段超壓，其深度范圍與層序地層格架下的湖泛泥巖段吻合，體現(xiàn)了超壓與厚層泥巖欠壓實(shí)、生烴增壓的成因聯(lián)系。本次研究進(jìn)一步編制了泥巖聲波時(shí)差隨深度變化剖面，顯示濱海地區(qū)雖然不同鉆井進(jìn)入超壓的深度存在差異，但沙一段已普遍進(jìn)入超壓段，且向下延伸的深度范圍大于2 000 m，整體表現(xiàn)為一個(gè)巨大的超壓封存箱，內(nèi)部還存在3～4個(gè)壓力梯度變化，與湖泛厚層泥巖的分布有關(guān)（見(jiàn)圖9）。例如，濱海8井Es1z中部的超壓幅度高，與該層段厚層泥巖段對(duì)應(yīng)一致。

圖9 濱海地區(qū)泥巖聲波時(shí)差隨深度變化圖

圖10 歧口凹陷張扭性斷層展布及花狀構(gòu)造

濱海地區(qū)湖底扇砂體被夾持在厚層深湖相泥巖中，超壓封存箱的發(fā)育保證了儲(chǔ)集層原生孔隙的大量保存。圖4g樣品埋深為3 419.4 m，薄片顯示砂巖的壓實(shí)程度低，顆粒之間點(diǎn)接觸，原生粒間孔隙大量保存，是“欠壓實(shí)”特征的最好證據(jù)。同時(shí)，這種“欠壓實(shí)”也指示了超壓形成的時(shí)間早，屬早期超壓類(lèi)型，區(qū)別于“先成巖、后超壓”的晚期超壓[4]?？傊?，研究區(qū)超壓是在湖盆中心厚層泥巖持續(xù)沉積的前提下，流體排泄不暢、早期形成的欠壓實(shí)超壓被隨后的生烴增壓進(jìn)一步強(qiáng)化的結(jié)果。

4.6 張扭性區(qū)域構(gòu)造作用

微裂縫是流體滲流活動(dòng)的“高速公路”，儲(chǔ)集意義極其重要。在深部?jī)?chǔ)集層滲透率大幅下降的前提下，微裂縫能極大地改善儲(chǔ)集層的滲透性。此外，微裂縫還是酸性流體侵入、溶蝕物質(zhì)成分遷出的重要通道，對(duì)溶蝕作用具有不可替代的意義?；谏畈康卣鹣喔汕衅推拭娼忉?zhuān)瑸I海地區(qū)發(fā)育 2條北東走向的基底走滑斷層，它們活動(dòng)于古近紀(jì)，在平面上延伸距離達(dá)70 km，形成了一個(gè)4～11 km寬的菱形區(qū)（見(jiàn)圖10a）。這兩條斷層切割了海河—新港斷層、歧中斷層和張東斷層等大型正斷層，還伴生了密集、雁行排列的小斷層。這些小斷層局部呈花狀構(gòu)造樣式（見(jiàn)圖 10b），指示了張扭性區(qū)域構(gòu)造作用，并與薄片中階梯狀微裂縫體現(xiàn)的張扭性性質(zhì)吻合。濱海地區(qū)大部被這 2條走滑斷層所夾持，是研究區(qū)微裂縫大量發(fā)育的原因[14]。

以上認(rèn)識(shí)現(xiàn)今已用于指導(dǎo)生產(chǎn)，主要措施包括：應(yīng)用多級(jí)分支的湖底扇沉積相模式編制沉積微相平面圖、尋找主水道和近端分支水道的優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)集相帶（甜點(diǎn)）；結(jié)合斷裂帶的分布布置鉆井；針對(duì)儲(chǔ)集層滲透率較差的特點(diǎn)實(shí)施常規(guī)壓裂或酸化，取得了較好的勘探開(kāi)發(fā)效果。如港深 33井位于張扭性構(gòu)造帶，在 Es1x4 114～4 183 m鉆遇主分流水道砂巖，平均孔隙度為12.9%，平均滲透率為0.4×10?3μm2，經(jīng)壓裂后獲得高產(chǎn)，產(chǎn)油量大于20 t/d。

5 結(jié)論

應(yīng)用巖心、粒度、薄片和物性測(cè)試資料，分析濱海地區(qū)沙一段儲(chǔ)集層的沉積相、巖石學(xué)和儲(chǔ)集性特征及主控因素，得出了以下認(rèn)識(shí)：①儲(chǔ)集層砂巖屬滑塌型湖底扇沉積，由先期灘壩砂體滑塌、再沉積形成，以含泥巖碎塊、滑塌變形構(gòu)造和鮑馬序列為識(shí)別標(biāo)志，并發(fā)育內(nèi)扇主水道、中扇近端分支水道—末梢分支水道、外扇席狀朵葉、水道邊緣等微相。②儲(chǔ)集層主要為低孔特低滲、中孔低滲類(lèi)型，少量為高孔中滲類(lèi)型?？紫额?lèi)型主要包括原生粒間孔隙、粒間和粒內(nèi)溶蝕孔、微裂縫等。③優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的主控因素包括：有利的沉積微相，包括內(nèi)扇重力流主水道和中扇近端分支水道2種類(lèi)型；中等結(jié)構(gòu)成熟度，有利于原生粒間孔隙發(fā)育；高含量的中—酸性火山巖巖屑，易于溶蝕，提供溶蝕孔隙發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)；有機(jī)酸溶蝕作用；早期發(fā)育且持續(xù)存在的超壓，原生粒間孔隙得以大量保存；張扭性區(qū)域構(gòu)造作用，形成了較多微裂縫，有利于改善滲透率。