番禺B洼古近系甜點儲層特征及發(fā)育機(jī)制

李瑞彪，陳兆明，劉 浩，石 寧，柳保軍，徐 徽

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東深圳 518000）

番禺B洼是南海北部珠江口盆地番禺低隆起之上規(guī)模較大的古近系洼陷之一，洼陷南斷北超，自北向南分為北部緩坡帶、中部洼陷帶、南部陡坡帶。勘探實踐表明，該洼陷發(fā)育較厚的始新統(tǒng)文昌組中深湖相沉積，周邊鉆井見大量的油氣顯示，證明該洼陷具有一定的潛力。番禺B洼經(jīng)歷了多輪勘探，雖然多口井均有一定程度的油氣顯示及少量油氣發(fā)現(xiàn)，但始終未能取得商業(yè)突破。研究區(qū)地層為新生代地層，自下而上分別為古近系始新統(tǒng)文昌組、恩平組，漸新統(tǒng)珠海組，新近系中新統(tǒng)珠江組、韓江祖、粵海組，上新統(tǒng)萬山組，地質(zhì)年代最老為47.80 Ma，最新晚于5.33 Ma。從區(qū)域沉積相及已鉆井分析，研究區(qū)主要發(fā)育多套儲蓋組合，韓江組、珠江組發(fā)育淺海陸棚泥與三角洲前緣砂儲蓋組合，珠海組發(fā)育分流間灣泥與三角洲平原砂儲蓋組合。

自營勘探之前的合作勘探階段，番禺B洼鉆探了數(shù)口探井，然而都遭遇失利。近年來，番禺B洼在自營勘探過程中，G1井和A1井鉆前將單一的中淺層中新統(tǒng)珠江組下段視作主要目的層，由于種種原因，在中淺層均未獲得成功（圖1）。

圖1 番禺B洼位置

通過統(tǒng)計番禺B洼周邊已鉆井孔隙度和滲透率與埋深的關(guān)系，可以看出，位于洼陷陡坡帶的A1井恩平組在埋深大于3 500 m后儲層主體為低孔低滲級別，個別點達(dá)到中滲，表明深層系具有油氣成藏的可能，其主控因素與發(fā)育機(jī)制值得深入研究。

1 巖石學(xué)特征

基于井壁取心觀察和多個巖石薄片的定量統(tǒng)計，對A1井恩平組井壁心巖性進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：恩平組儲層巖性單一，均為長石石英砂巖，粒度以中粒、粗?；蛘邇烧叩倪^渡類型為主。恩平組陸源碎屑顆粒平均含量為89.2%，成分主要為石英（單晶石英和多晶石英）、長石（斜長石和鉀長石）及少量巖屑（火成巖、變質(zhì)巖、沉積巖）；其中，石英平均含量為79.4%（單晶石英和多晶石英分別為47.0%和32.4%），長石平均含量為10.7%（斜長石和鉀長石分別為3.9%和6.8%），巖屑平均含量為9.9%。巖屑以火成巖巖屑為主，平均含量為5.8%，其次為沉積巖巖屑和變質(zhì)巖巖屑，平均含量分別為2.2%和1.9%。碎屑顆粒分選性中等，磨圓度較好，以次圓為主，顆粒之間以凹凸–線接觸為主，膠結(jié)類型全為壓嵌型[1]，表明A1井恩平組砂巖成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高（圖2）。

圖2 A1井始新統(tǒng)恩平組砂巖顆粒分選性與磨圓度

2 儲層物性影響因素

沉積、成巖和構(gòu)造作用是影響儲層特征和物性的三大類影響因素[2–9]，三者綜合控制碎屑巖的儲層特征和物性，本次研究對這三方面進(jìn)行分析，以明確儲層物性的主控因素與發(fā)育機(jī)制。

2.1 沉積作用

沉積作用控制儲層的發(fā)育情況，進(jìn)而對其物性具有控制作用[10–12]。綜合錄井、測井及井壁取心資料，最終繪制了A1井的單井沉積相圖（圖3）。由圖3可知，研究區(qū)珠海組發(fā)育三角洲前緣亞相沉積，微相主要為河口壩與水下分流河道；恩平組主要發(fā)育三角洲平原亞相沉積，微相主要為分流河道，此結(jié)果與基于成像測井資料劃分的沉積相結(jié)果相吻合[1]。分流河道是恩平組的有利相帶，水動力較強(qiáng)，水流能帶動顆粒較粗的沉積物；同時，水流具有較大動力沖刷沉積物，致使沉積物干凈、顆粒分選性較好，雜基和膠結(jié)物含量少，所以成分成熟度高，因而巖層具有較好的孔隙度和滲透率，故能夠成為優(yōu)質(zhì)儲層。而對于其他沉積相帶，由于水動力相對較弱，沉積物顆粒細(xì)，而雜基及膠結(jié)物等填隙物含量高，在成巖過程中的壓實和膠結(jié)等作用下，儲層物性很差[2]。

圖3 A1井單井沉積相

因此，番禺B洼恩平組沉積相帶好、顆粒粗、分選中等偏好，具有較強(qiáng)的抗壓實能力，是形成儲層甜點的先決條件和內(nèi)在主控因素。

2.2 成巖作用

番禺B洼A1井恩平組填隙物平均含量為4.0%，其中雜基為泥質(zhì)，平均含量為2.0%，膠結(jié)物為黃鐵礦、石英、鐵白云石、白云石和黏土礦物，平均含量依次為0.8%、0.8%、0.2%、0.2%和0.1%。根據(jù)鑄體薄片觀察，A1井恩平組砂巖的面孔率為2.0%～12.0%，平均為6.8%，該地區(qū)孔隙類型為剩余原生粒間孔和粒內(nèi)溶孔（圖4），平均為6.3%和0.6%。

圖4 A1井恩平組壁心及薄片特征

2.2.1 壓實作用

作為成巖作用的重要組成部分，壓實作用是導(dǎo)致儲層物性變差的主要因素之一，尤其在早期成巖階段，壓實作用對巖石孔隙損失明顯，沉積物經(jīng)歷壓實后會產(chǎn)生大量的微觀變化[2–7]。經(jīng)計算，研究區(qū)恩平組砂巖壓實率為62.9%～75.7%，平均為70.7%；壓實減孔量為25.3%～29.0%，平均為27.5%。由結(jié)果可知，研究區(qū)恩平組壓實作用較強(qiáng)。

2.2.2 膠結(jié)作用

膠結(jié)作用也是導(dǎo)致儲層物性變差的重要因素之一，自生黃鐵礦膠結(jié)、硅質(zhì)膠結(jié)、碳酸鹽膠結(jié)以及黏土礦物膠結(jié)是研究區(qū)恩平組的全部膠結(jié)類型。其中，僅在一個樣品中見到自生黃鐵礦膠結(jié)，黃鐵礦呈霉粒狀充填粒間并交代顆粒；自生硅質(zhì)膠結(jié)物在多個樣品中出現(xiàn)，全為石英次生加大，不同樣品加大邊寬度和完整程度相差很大（圖4b）；石英次生加大邊雖然在早期能部分抑制壓實作用，但次生加大邊的繼續(xù)生長會堵塞孔隙，降低儲層的孔隙度和滲透率。

碳酸鹽膠結(jié)物也有少量的發(fā)育，主要以粒間膠結(jié)物和交代物的形式出現(xiàn)，成分主要為鐵白云石和白云石，鐵白云石和白云石充填粒間，并見交代長石和巖屑。碳酸鹽巖礦物對砂巖儲層物性的影響具有雙重性：成巖早期階段形成的碳酸鹽巖能增強(qiáng)抗壓實能力，可以保護(hù)部分剩余粒間孔；碳酸鹽巖自生礦物以充填粒間為主，使儲層儲集能力降低。經(jīng)計算，恩平組砂巖的膠結(jié)率為2.9%～14.3%，平均為6.9%，由此造成的孔隙損失為0.7%～3.6%，平均為1.7%。該結(jié)果表明，研究區(qū)恩平組膠結(jié)作用較弱。

2.2.3 溶蝕作用

溶蝕作用對儲層物性可以起改善作用。根據(jù)鏡下薄片觀察，樣品中普遍見長石、巖屑溶解，形成粒內(nèi)溶孔或完全溶解形成鑄?？?，個別樣品中生成少量自生黏土礦物，粒間溶孔不發(fā)育。恩平組儲層由溶蝕作用形成的粒內(nèi)溶孔孔隙為0.5%～1.0%，平均0.7%，這預(yù)示著研究區(qū)溶蝕作用極其微弱。盡管粒內(nèi)溶孔可以增加儲層孔隙度，但是，粒內(nèi)溶孔缺乏連通通道，所以連通性較差，對改善儲層滲透率貢獻(xiàn)不大。

2.3 構(gòu)造作用

構(gòu)造作用分析基于A1井成像測井資料而進(jìn)行，成像測井資料包含異常豐富的地質(zhì)信息，該資料能直觀地展示圈閉的多種信息，且在現(xiàn)今地應(yīng)力分析和裂縫性儲層評價等方面也有較好的效果[13]。已有大量研究表明，鉆井過程中出現(xiàn)的井壁崩落和誘導(dǎo)縫與水平應(yīng)力場關(guān)系密切，兩者分別與現(xiàn)今最大和最小水平主應(yīng)力方向一致[14–15]。番禺B洼A1井FMI圖像上所記錄的井壁崩落和誘導(dǎo)縫方向分別為北東–南西向和北西–南東向，對應(yīng)現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力和最小水平主應(yīng)力方向[1]。A1井恩平組FMI圖像上所顯示出的大量微斷層、高阻縫和高導(dǎo)縫走向均為東西向（圖5），這與A1井現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力方向相同[1]。且已有研究表明，現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力方向與裂縫走向一致時，可以促進(jìn)裂縫發(fā)育并增強(qiáng)流體的流動能力[16]，這表明在現(xiàn)今應(yīng)力作用下，恩平組儲層物性可以得到進(jìn)一步改善，后期構(gòu)造運動對番禺B洼恩平組甜點儲層發(fā)育起較好的補(bǔ)充作用[1]。

圖5 番禺B洼A1井微斷層、高阻縫和高導(dǎo)縫產(chǎn)狀統(tǒng)計

3 結(jié) 論

（1）番禺B洼恩平組儲層巖性為長石石英砂巖，粒度以中粒、粗?；蛘邇烧叩倪^渡類型為主，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高。儲集空間以剩余原生粒間孔為主，溶蝕孔不發(fā)育，粒內(nèi)溶孔主要為長石和巖屑溶孔。

（2）番禺B洼恩平組沉積相帶好，是形成儲層甜點的先決條件和內(nèi)在主控因素；恩平組壓實作用較強(qiáng)，壓實減孔量平均為27.5%，壓實作用是孔隙減少的主要因素；恩平組膠結(jié)作用和溶蝕作用較弱，由膠結(jié)作用造成的孔隙損失平均僅為1.7%，而溶蝕作用對儲層的儲集能力貢獻(xiàn)較小。

（3）番禺B洼恩平組儲層經(jīng)歷了較強(qiáng)的構(gòu)造作用，現(xiàn)今地應(yīng)力使得恩平組儲層物性得到進(jìn)一步改善。