西湖凹陷WBT地區(qū)平湖組下段有利儲(chǔ)層預(yù)測

莊建建，李 喆，鞏興會(huì)，萬麗芬

（中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司研究院，上海 200120）

隨著東海西湖凹陷西斜坡油氣勘探工作的不斷深入，勘探思路也發(fā)生了轉(zhuǎn)變，逐漸由構(gòu)造油氣藏勘探轉(zhuǎn)變?yōu)闃?gòu)造-巖性復(fù)合油氣藏勘探。其中，W地區(qū)以WB反向斷層為邊界，發(fā)育斷層+巖性上傾尖滅復(fù)合類型油氣藏，這些近生烴洼陷中心的斜坡區(qū)成為勘探重點(diǎn)目標(biāo)，而W洼被認(rèn)為是西湖凹陷北部最重要的生烴次洼之一，其平下段深部地層具有很大勘探潛力。雖然前期有學(xué)者對(duì)西湖凹陷不同區(qū)帶有利儲(chǔ)層進(jìn)行過研究[1-6]，但大多為區(qū)域性的、模式型的成果。對(duì)WBT地區(qū)而言，研究范圍過大，且井?dāng)?shù)據(jù)分析較少，導(dǎo)致對(duì)平下段有利儲(chǔ)層的分布特征認(rèn)識(shí)仍比較模糊，不利于該地區(qū)油氣勘探。因此，在前人研究基礎(chǔ)上，本次主要結(jié)合研究區(qū)已鉆井相關(guān)資料，針對(duì)其平下段儲(chǔ)層特征和儲(chǔ)層控制因素進(jìn)行分析，從而預(yù)測有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)。

1 地質(zhì)概況

WBT地區(qū)位于東海西湖凹陷平湖構(gòu)造帶北部，為多個(gè)古隆起背景之上發(fā)育形成的油氣田聚集區(qū)，具有較好的構(gòu)造背景（圖1）。最新的研究[7]認(rèn)為，斜坡帶始新統(tǒng)平湖組為主力烴源層，發(fā)育優(yōu)質(zhì)煤系烴源巖，煤層分布范圍廣、厚度大，且暗色泥巖和煤的有機(jī)質(zhì)豐度高，類型為Ⅱ2-Ⅲ3型，屬于中等-好的烴源巖。平湖組沉積時(shí)期，斜坡帶處于斷-坳轉(zhuǎn)換期，地勢西高東低。根據(jù)源-渠-匯系統(tǒng)分析[8]，平湖組和寶石組沉積期物源主要來自于西部海礁凸起，分兩個(gè)方向進(jìn)入南北次洼區(qū)，其中往東北方向，沿WB斷層下降盤進(jìn)入W洼；往東南方向，物源垂直于T區(qū)羽狀斷裂構(gòu)成的節(jié)節(jié)下掉的階梯，進(jìn)入南部次洼。本區(qū)主要發(fā)育潮控三角洲沉積體系，儲(chǔ)層以三角洲分支河道砂和潮汐砂壩為主，蓋層為海侵域的泥巖。

2 儲(chǔ)層特征

2.1 巖石學(xué)特征

WBT研究區(qū)平湖組為主要勘探層系，不同地區(qū)巖石類型大體一致，平下段砂體類型主要為細(xì)-中粒巖屑長石砂巖或長石巖屑砂巖（圖2），說明不同地區(qū)砂體來自于同一物源-海礁凸起。

圖 1 WBT地區(qū)構(gòu)造區(qū)劃示意圖Fig. 1 Schematic diagram of structural division in WBT Area

圖 2 WBT地區(qū)儲(chǔ)集砂巖成分三角圖Fig. 2 Triangle map of reservoir sandstone composition in WBT Area

研究區(qū)平下段砂巖Q/（F+R）平均值為2.5，穩(wěn)定組份含量較高。其中，石英含量主要介于60%～80%，平均含量為69%，具有波狀消光及次生加大現(xiàn)象，次生加大具多期次。長石含量主要介于10%～30%，平均含量為15.5%，主要是鉀長石類和偏酸性的斜長石。巖屑含量主要介于10%～34%，平均為16.5%，以泥質(zhì)、鈣質(zhì)、硅質(zhì)的沉積或淺變質(zhì)巖屑為主，夾有火山巖或細(xì)粒淺成中酸性侵入巖巖屑，云母、綠泥石等碎屑在部分砂巖中含量較多。儲(chǔ)層砂巖以細(xì)粒砂巖為主，分選中等-好，磨圓度多為次棱-次圓，顆粒間多呈線狀、線狀-凹凸接觸。膠結(jié)類型多為孔隙式膠結(jié)，反映出較強(qiáng)的埋藏成巖作用?？傮w而言，砂巖表現(xiàn)出較高的成分成熟度和中等的結(jié)構(gòu)成熟度，反映平下段沉積期研究區(qū)距離物源較遠(yuǎn)、水體能量較強(qiáng)的潮控三角洲分流河道砂體的成因特點(diǎn)。

2.2 儲(chǔ)集性特征

2.2.1 儲(chǔ)集空間類型

通過對(duì)鑄體薄片資料分析（圖3），顯示W(wǎng)、B、T區(qū)平下段砂巖儲(chǔ)層的孔隙類型主要為次生孔隙和原生粒間孔，其中次生孔隙包括粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔及鑄?？?。

圖 3 WBT地區(qū)平下段巖心鑄體薄片F(xiàn)ig. 3 Core casting thin section of the Lower Pinghu Formation in WBT Area

2.2.2 儲(chǔ)集層物性

圖 4 WBT地區(qū)孔滲隨深度變化關(guān)系圖Fig. 4 Relationship between porosity and permeability with depth in WBT Area

根據(jù)物性分析資料統(tǒng)計(jì)（圖4），W區(qū)平下段（3 600～4 600 m）砂巖孔隙度主要介于9%～23%，平均孔隙度為14.8%；滲透率分布范圍為（0.5～27.4）×10-3μm2，平均為6.5×10-3μm2；B區(qū)平下段（3 300～4 200 m）砂巖孔隙度主要介于11%～21%，平均孔隙度為15.7%；滲透率分布范圍為（1.5～84）×10-3μm2，平均為18.4×10-3μm2。T區(qū)平下段（3 200～4 700 m）砂巖孔隙度主要介于7.1%～18.4%，平均孔隙度為12.8%；滲透率分布范圍為（0.3～89.2）×10-3μm2，平均為14.5×10-3μm2。總體上，WBT地區(qū)平下段儲(chǔ)層物性表現(xiàn)為中-低孔、中-低滲儲(chǔ)層，深層發(fā)育較多“甜點(diǎn)”儲(chǔ)層，為低孔、中滲。

3 有利儲(chǔ)集層控制因素

主要從沉積相、成巖作用及異常壓力等三個(gè)方面分析其對(duì)WBT地區(qū)儲(chǔ)集砂體的影響。其中，沉積相是控制儲(chǔ)層發(fā)育的基礎(chǔ)，成巖作用對(duì)儲(chǔ)層起關(guān)鍵改造作用，異常壓力對(duì)儲(chǔ)層原生孔隙具有保護(hù)作用。

3.1 沉積相

古地貌演化控制沉積相的分布，而沉積相發(fā)育特征與儲(chǔ)層的空間展布和儲(chǔ)集性能密切相關(guān)[9-10]。從古地貌演化來看，古新世早期到平湖組末，平北地區(qū)是從洼隆相間逐漸過渡到填平補(bǔ)齊的過程，地形整體上呈現(xiàn)西高東低的特征[11-13]。

結(jié)合源-渠-匯研究結(jié)果，研究區(qū)平下段物源來自于海礁凸起，發(fā)育NE和SE方向的兩個(gè)物源匯聚區(qū)—W區(qū)和T區(qū)，以三角洲前緣分支河道沉積為主，故砂體非常發(fā)育；B區(qū)由于處在主物源通道之外，平下段以潮坪沉積為主，故砂體發(fā)育程度相比于W、T區(qū)較差（圖5）。

圖 5 WBT地區(qū)平下段沉積模式圖Fig. 5 Sedimentary model diagram of the Lower Pinghu Formation in WBT Area

3.2 成巖作用

前人研究表明，建設(shè)性成巖作用可以形成次生孔隙[14-17]。通過對(duì)薄片的觀察發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)平湖組溶蝕作用相當(dāng)發(fā)育，由于溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層的影響，形成了異常高孔帶和次高孔帶。另一方面，破壞性成巖作用可以破壞原生孔隙。對(duì)于WBT地區(qū)，膠結(jié)作用是破壞平下段砂巖儲(chǔ)層孔隙的主要因素，不同程度降低了碎屑巖的孔隙度。膠結(jié)物類型以碳酸鹽、石英次生加大膠結(jié)為主。從對(duì)儲(chǔ)層性質(zhì)的影響來看，碳酸鹽膠結(jié)作用使儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率大大降低，而石英次生加大作用不僅減少了儲(chǔ)層的孔隙空間，也改變著儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)，多次石英加大可使儲(chǔ)層的粒間管狀喉道變?yōu)椤捌瑺睢被颉翱p狀”喉道，嚴(yán)重地影響了流體的滲流。

本次研究主要以視膠結(jié)率、視溶蝕率兩個(gè)指標(biāo)對(duì)研究區(qū)平下段成巖相進(jìn)行定量化分析[18-19]。視膠結(jié)率反映了膠結(jié)作用降低原始砂巖孔隙體積的百分?jǐn)?shù)，視膠結(jié)率數(shù)值越大，說明膠結(jié)作用越強(qiáng)，原始孔隙體積損失越大；反之則膠結(jié)作用越弱，原始孔隙體積損失越小。視溶蝕率是反映溶蝕作用對(duì)原始孔空間體積影響的程度，主要用來表現(xiàn)次生孔隙發(fā)育情況。視溶蝕率數(shù)值越大，說明次生孔隙越發(fā)育；反之則次生孔隙發(fā)育程度越弱。一般情況下，b（視膠結(jié)率）＞70%代表膠結(jié)程度強(qiáng)；30%＜b＜70%代表膠結(jié)程度中等；b＜30%代表膠結(jié)強(qiáng)度弱。c（視溶蝕率）＜25%代表弱溶蝕；25%＜c＜60%代表中等溶蝕；c＞60%代表強(qiáng)溶蝕。

原始孔隙體積φ=20.91+22.90/Sd，其中，Sd為Trask分選系數(shù)，無量綱。

通過統(tǒng)計(jì)薄片、粒度等資料數(shù)據(jù)，計(jì)算了WBT地區(qū)典型井平下段的視溶蝕率和視膠結(jié)率。以B4井為例（圖6），平下段視膠結(jié)率主要介于8.4%～11.5%，平均為10.9%，為弱膠結(jié)相；視溶蝕率主要介于63.8%～67.1%，為強(qiáng)溶蝕相。在分析單井成巖相的基礎(chǔ)上，結(jié)合沉積相對(duì)研究區(qū)平下段成巖相平面圖進(jìn)行刻畫（圖7）。圖中顯示，W區(qū)平下上段為前緣河道中等溶蝕-弱膠結(jié)相，平下下段為前緣河道中等溶蝕-碳酸鹽中等膠結(jié)相，推測儲(chǔ)層次生孔隙較為發(fā)育。B區(qū)平下上段成巖相主要是前緣河道弱溶蝕-硅質(zhì)中等膠結(jié)相和前緣-支流間灣弱溶蝕-硅質(zhì)中等膠結(jié)相，平下下段主要為潮間帶中等溶蝕-硅質(zhì)中等膠結(jié)相，推測儲(chǔ)層次生孔隙發(fā)育程度較W區(qū)弱。T區(qū)平下上段成巖相主要是前緣河道中等溶蝕-碳酸鹽弱膠結(jié)相和弱溶蝕-弱膠結(jié)相，平下下段主要是前緣河道中等溶蝕相，推測儲(chǔ)層次生孔隙也較為發(fā)育。

圖 6 B4井視溶蝕率、視膠結(jié)率分布柱狀圖Fig. 6 Histogram of visual dissolution rate and cementation rate in Well B4

圖 7 WBT地區(qū)平下段成巖相平面圖Fig. 7 Diagenetic facies plan of the Lower Pinghu Formation in WBT Area

3.3 異常壓力

研究表明，異常高壓對(duì)原生粒間孔隙具有重要的保護(hù)作用[20-23]，可減慢機(jī)械壓實(shí)作用的速度，也可以使流體活動(dòng)性變?nèi)?，有效限制膠結(jié)作用。通過統(tǒng)計(jì)研究區(qū)鉆井揭示的壓力數(shù)據(jù)顯示，各區(qū)平下段均存在異常高壓（圖8）。W區(qū)異常高壓主要位于該區(qū)東部，即近洼地區(qū)，壓力系數(shù)達(dá)到1.42以上（4 200～4 350 m）；B區(qū)異常高壓主要分布在南部，壓力系數(shù)可達(dá)1.35（3 600～3 850 m）；T區(qū)異常高壓主要分布在其西南和東北部近洼區(qū)域，壓力系數(shù)高達(dá)1.44～1.73（4 000～4 650 m），該區(qū)域內(nèi)已鉆井揭示物性較好（孔隙度高達(dá)16%，滲透率高達(dá)11×10-3μm2），證實(shí)了高壓對(duì)物性的改善作用。

圖 8 研究區(qū)平下段壓力系數(shù)分布圖Fig. 8 Pressure coefficient distribution in the lower Pinghu Formation of the study area

4 有利儲(chǔ)層區(qū)預(yù)測

基于以上分析，本次研究主要利用平下段沉積相圖、成巖相圖、壓力分布圖進(jìn)行疊合，預(yù)測有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)（圖9），共劃分了四類儲(chǔ)層。Ⅰ類儲(chǔ)層，主要為三角洲前緣河道砂，通常發(fā)育較厚砂體，為中等溶蝕-弱膠結(jié)相，且發(fā)育超壓；Ⅱ類儲(chǔ)層，主要為三角洲前緣河道砂，中等溶蝕-中等膠結(jié)相或弱溶蝕-弱膠結(jié)相，發(fā)育超壓或常壓；Ⅲ類儲(chǔ)層，主要為三角洲平原河道，弱溶蝕-中等膠結(jié)相，發(fā)育常壓或超壓；Ⅳ類儲(chǔ)層，主要是遠(yuǎn)端壩、支流間灣，弱溶蝕-中等膠結(jié)相，發(fā)育常壓或超壓（表1）。

根據(jù)儲(chǔ)層分類結(jié)果，Ⅰ類儲(chǔ)層區(qū)主要分布在WB斷層下降盤、BT斷層下降盤北段（B4、B5井區(qū)周邊）及南段（T3井區(qū)周邊）。以WB斷層下降盤為例，平下段處于西南主物源河道，發(fā)育厚層三角洲前緣河道砂（單套砂厚高達(dá)80～120 m）；鉆井揭示深層次生孔隙極為發(fā)育，且為異常高壓帶（實(shí)測壓力系數(shù)高達(dá)1.42）。Ⅱ類儲(chǔ)層區(qū)主要分布在WB地區(qū)高帶（WB1井、B5井周邊）和BT斷層下降盤中段區(qū)域。以WB1井區(qū)周邊為例，平下段砂體主要是來自于NW向物源的前緣河道砂，薄片資料顯示次生孔隙發(fā)育較少，且異常高壓特征不明顯（實(shí)測壓力系數(shù)＜1.2）。其它區(qū)域基本為Ⅲ類、Ⅳ類儲(chǔ)層，推測砂體厚度較薄，溶蝕作用較弱，且異常高壓不發(fā)育。

圖 9 研究區(qū)平下段有利儲(chǔ)層預(yù)測圖Fig. 9 Prediction map of favorable reservoirs in the lower Pinghu Formation of the study area

表 1 研究區(qū)有利儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)表Table 1 Classification and evaluation of favorable reservoirs in the study area

5 結(jié)論

（1）WBT地區(qū)平下段儲(chǔ)層主要為細(xì)-中粒和含細(xì)礫的長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖，具有成分成熟度高、結(jié)構(gòu)成熟度中等的特點(diǎn)，儲(chǔ)集空間主要為次生溶孔和原生粒間孔，總體上屬于中-低孔、中-低滲儲(chǔ)層。

（2）沉積相、成巖作用及異常壓力共同控制了WBT地區(qū)平下段儲(chǔ)層發(fā)育。沉積相控制了儲(chǔ)層的展布特征，三角洲前緣河道砂是最有利的沉積砂體；成巖作用對(duì)原生孔隙影響較大，W區(qū)、T區(qū)平下段溶蝕作用較強(qiáng)，以中-強(qiáng)溶蝕、中-弱膠結(jié)相為主，推測次生孔隙較發(fā)育；研究區(qū)平下段普遍存在異常高壓，對(duì)原生孔隙具有保護(hù)性作用。

（3）綜合考慮沉積相、成巖相及異常高壓的分布特征，對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層進(jìn)行了分類評(píng)價(jià)，并刻畫了有利儲(chǔ)層的分布范圍。