準(zhǔn)噶爾盆地瑪南地區(qū)烏爾禾組砂礫巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層特征

王 劍，周 路，靳 軍，向?qū)毩Γ默u，楊 洋，康 遜

（1.西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610500；2.中國(guó)石油新疆油田分公司實(shí)驗(yàn)檢測(cè)研究院，新疆克拉瑪依 834000；3.新疆礫巖油藏實(shí)驗(yàn)室，新疆克拉瑪依 834000；4.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，南京 210023）

0 引言

砂礫巖一直是油氣勘探的重要領(lǐng)域之一。受沉積作用、成巖過(guò)程及溶蝕性地質(zhì)流體活動(dòng)等多重因素的控制，砂礫巖儲(chǔ)層的非均質(zhì)性非常顯著，特別是在陸相湖盆發(fā)育的砂礫巖［1-4］。沉積作用形成了砂礫巖的巖石組構(gòu)和成巖作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。以準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷為例，砂礫巖沉積環(huán)境由沖積扇向扇三角洲的轉(zhuǎn)變，極大地拓展了凹陷斜坡區(qū)砂礫巖的勘探范圍，直接支撐了百口泉組砂礫巖百里油區(qū)的勘探發(fā)現(xiàn)［4-7］。而在扇三角洲沉積體系內(nèi)，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層又集中發(fā)育于扇三角洲前緣水下分流河道等有限沉積微相中，經(jīng)過(guò)水體較長(zhǎng)時(shí)間的淘洗，雜基含量少，分選性和磨圓度也較高，初始物性較好［4，6］。在成巖過(guò)程中，在含烴流體等溶蝕性流體作用下，促使長(zhǎng)石等堿性礦物大量溶蝕，進(jìn)而形成有利的次生孔隙發(fā)育帶，又進(jìn)一步提高了儲(chǔ)層物性。靳軍等【8】認(rèn)為艾湖油田百口泉組扇三角洲前緣的水下河道與顆粒流沉積等具有較好初始物性的砂礫巖儲(chǔ)層，在斷裂溝通含烴流體促進(jìn)下,鉀長(zhǎng)石等礦物的溶解形成了次生孔隙發(fā)育帶,顯著改善了砂礫巖的儲(chǔ)集性能?？颠d等【9-10】在儲(chǔ)層中發(fā)現(xiàn)了鉀長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石的差異溶蝕現(xiàn)象,具體體現(xiàn)在與油氣充注相關(guān)的酸性流體促進(jìn)了鉀長(zhǎng)石溶蝕,并且隨著烴類充注強(qiáng)度不斷減弱,鉀長(zhǎng)石溶蝕程度不斷降低。而鈉長(zhǎng)石不溶解,甚至次生加大。可見(jiàn)，在砂礫巖儲(chǔ)層成因研究中，厘清沉積作用、成巖過(guò)程及溶蝕性地質(zhì)流體等關(guān)鍵因素的影響與貢獻(xiàn)至關(guān)重要。

近年來(lái)，以準(zhǔn)噶爾盆地二疊系—三疊系為代表的砂礫巖儲(chǔ)層油氣勘探取得重大突破，使之成為目前石油地質(zhì)學(xué)研究的熱點(diǎn)［11-12］。2016 年在瑪南地區(qū)的瑪湖8 井上二疊統(tǒng)烏爾禾組獲得工業(yè)油流，而后從白堿灘扇到中拐扇部署探井，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)上烏爾禾組砂礫巖油藏連片分布，顯示出瑪南較好的勘探潛力。實(shí)踐表明，研究區(qū)烏爾禾組與上覆的百口泉組的沉積特征類似，為一套扇三角洲入湖的粗碎屑沉積體系，具有近源快速堆積、巖石粒徑范圍廣、孔隙類型多樣、儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)等特點(diǎn)［13-16］。在這些扇三角洲沉積體系，除了河道、水下河道沉積等正常的沉積外，大量發(fā)育泥石流等事件性重力流沉積［13-14］，最終構(gòu)建成砂礫巖夾泥巖的互層沉積體。受巖石分選、泥質(zhì)含量差異以及后期成巖作用改造等因素的影響，不同巖相儲(chǔ)集性能差異顯著［14-16］，最終導(dǎo)致油氣差異性聚集［10,12］。龐德新等【14】將砂礫巖按成因的不同劃分為牽引流砂礫巖及重力流砂礫巖兩類,它們?cè)诔墒於?、泥質(zhì)雜基含量、孔隙類型等諸多方面均具有明顯的差異,繼而造成儲(chǔ)集物性的巨大差異。目前針對(duì)該組儲(chǔ)層成因的研究仍較為薄弱，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的沉積微相不明確，關(guān)鍵成巖過(guò)程不清晰，儲(chǔ)集空間類型也不明確。優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素及其成因成為下一步油氣勘探的瓶頸，也制約著該層位砂礫巖油氣藏的高效開(kāi)發(fā)。

在明確巖石類型和沉積展布的基礎(chǔ)上，分析瑪南地區(qū)烏爾禾組儲(chǔ)層成巖過(guò)程和儲(chǔ)集空間類型，厘清優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的主控因素，并建立儲(chǔ)層發(fā)育綜合模式，以期指導(dǎo)該區(qū)砂礫巖油藏的勘探開(kāi)發(fā)。

1 地質(zhì)概況

瑪南地區(qū)二疊系烏爾禾組處于克百斷裂帶與中拐凸起之間［圖1（a）］，存在中拐扇和白堿灘扇兩大物源體系。上烏爾禾組（P3w）與上覆的百口泉組（T1b）呈不整合接觸，下烏爾禾組（P2w）與下伏的夏子街組（P2x）呈不整合接觸，地層向西、北、東超覆尖滅，頂部地層被剝蝕［17-18］［圖1（b）］。研究區(qū)烏爾禾組與百口泉組的沉積環(huán)境類似，為一套重力流粗碎屑扇三角洲沉積體系，除水下河道等正常沉積外，還發(fā)育了水下泥石流和水下細(xì)礫質(zhì)顆粒流等重力流沉積［4，15-16］。扇體礫巖間大量發(fā)育的水下河道間洪泛沉積褐色泥巖和較少的深灰色淺湖泥巖指示了扇體沉積水體較淺［19］。儲(chǔ)集巖類型基本為礫巖和砂巖，且厚度較大，接受瑪湖凹陷風(fēng)城組等多套烴源巖供烴，具備形成大油區(qū)的良好地質(zhì)條件［12，20-23］。

圖1 研究區(qū)位置與烏爾禾組綜合柱狀圖Fig.1 Location of the study area and stratigraphic column of Urho Formation

2 儲(chǔ)層特征

2.1 巖相劃分與沉積微相

通過(guò)對(duì)瑪南地區(qū)12 口取心井共271.36 m 巖心開(kāi)展細(xì)致觀察描述和153 張薄片鑒定，劃分了瑪南烏爾禾組的巖相與沉積微相類型。不同巖相對(duì)應(yīng)于不同的沉積微相，具體又可細(xì)分為以下7 種：

（1）含泥礫巖Gm。主要為灰色、灰綠色，顆粒分選中等至好，雜基支撐至顆粒支撐。礫石磨圓較好，以次圓狀為主，主要由粒徑10～30 mm 的中礫組成，其以青灰色至黑色的基性火山巖礫石或凝灰?guī)r礫石為主；基質(zhì)以泥質(zhì)為主，體積分?jǐn)?shù)一般大于40%，見(jiàn)少量鈣質(zhì)膠結(jié)，巖石強(qiáng)度較低，易于松散。常發(fā)育塊狀構(gòu)造，層理少見(jiàn)［圖2（a）］，單層厚度為0.5～3.0 m，為水下泥石流沉積。

（2）含泥含砂礫巖Gcm。主要為灰色或灰綠色，也見(jiàn)灰褐色，顆粒大小混雜，分選差至中等，顆粒支撐。礫石次棱角狀至次圓狀，基本由粒徑10～50 mm 的中粗礫組成，成分為暗色的凝灰?guī)r與火山熔巖為主，含少量長(zhǎng)英質(zhì)礫石；基質(zhì)為砂質(zhì)、砂泥混雜［圖2（b）］。粒間泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)一般大于10%，局部層段可見(jiàn)方解石與沸石類膠結(jié)物。常見(jiàn)塊狀構(gòu)造，少見(jiàn)疊瓦狀構(gòu)造，底部常發(fā)育沖刷面，單層厚度為0.2～1.0 m。該巖性為水下河道滯留沉積或水下泥石流沉積。

（3）砂質(zhì)細(xì)礫巖Gcs。灰色，顆粒分選較差至中等，顆粒支撐。礫石體積分?jǐn)?shù)大于50%，次圓狀為主，粒徑為2～6 mm 的細(xì)礫，成分為凝灰?guī)r、火山熔巖、少量長(zhǎng)英質(zhì)礫?；|(zhì)主要為砂質(zhì)，其中泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)一般小于8%；砂質(zhì)顆粒以次圓狀為主，砂質(zhì)主要為細(xì)小的火山熔巖礫石，其次為巖屑和長(zhǎng)石與石英。常見(jiàn)遞變層理與塊狀構(gòu)造［圖2（c）—（d）］，單層厚度為0.3～1.0 m，為水下主干河道顆粒流朵葉體沉積。

（4）砂巖與含礫砂巖Sc（含礫粗砂巖、中細(xì)砂巖）?；疑?、灰白色，顆粒分選較好至一般，以次圓狀為主，顆粒支撐。粒間填隙物中，以泥質(zhì)雜基為主，常見(jiàn)鈣質(zhì)膠結(jié)以及部分沸石類膠結(jié)。見(jiàn)塊狀層理、平行層理與交錯(cuò)層理［圖2（c）—（d）］，單層厚度為0.1～0.5 m。砂巖一般為水下分支河道沉積，指示了牽引流水動(dòng)力條件。

圖2 瑪南地區(qū)烏爾禾組的巖相和儲(chǔ)集空間類型（a）含泥砂礫巖，P3w，瑪湖11 井，3 367.76 m；（b）粗砂巖與砂質(zhì)礫巖，P2w，瑪湖14 井，3 888.15 m；（c）平行層理粗砂巖于砂質(zhì)礫巖，P3w，瑪湖18 井，3 685.24 m；（d）遞變層理細(xì)礫巖，P3w，瑪湖14 井，3 682.05 m；（e）粒序?qū)永砗[粗砂巖，P3w，瑪湖014 井，3 682.05 m；（f）褐粉砂質(zhì)泥巖夾少量含礫粗砂，P3w，瑪湖14 井，3 683.5 m；（g）褐色粉砂質(zhì)泥巖含砂質(zhì)條帶，P3w，瑪湖014 井，3 683.50 m；（h）灰綠色泥巖夾粉砂巖，P2w，瑪湖11 井，3 463.5 m；（i）灰綠色泥巖，P2w，瑪湖11 井，3 463.5 m；（j）原生粒間孔部分被濁沸石膠結(jié)充填，P2w，瑪湖11 井，3 462.90 m；（k）濁沸石再次溶蝕形成不規(guī)則狀溶孔，P2w，瑪湖11 井，3 461.50 m；（l）方解石部分溶蝕，且解理縫發(fā)育，P3w，瑪湖8 井，3 350.45 m；（m）雜基收縮縫，P3w，瑪湖11 井，3 373.25 m；（n）礫緣縫發(fā)育，部分充注油氣，P3 w，瑪湖8 井，3 350.45 m；（o）見(jiàn)構(gòu)造成因的粒內(nèi)縫，P2 w，瑪中7 井，4 564.54 mFig.2 Lithofacies and reservoir space types of Urho Formation in Manan area

（5）泥質(zhì)粉砂巖Sl。暗灰色，顆粒分選差，雜基支撐。為平行層理［圖2（g）—（h）］，單層厚度為0.1～0.5 m。為水下河道間或前扇三角洲沉積。

（6）粉砂質(zhì)泥巖Fsm。褐色，偶含細(xì)礫，含20%～40%的粉砂，厚度為0.1～2.0 m。巖石呈塊狀［圖2（g）］，指示了水下河道間洪泛沉積過(guò)程。

（7）泥巖Fl。為灰綠色、暗灰色，偶含細(xì)礫，局部含少量粉砂，厚度為0.1～1.0 m。該巖相發(fā)育的湖相紋層［圖2（k）］，指示了正常湖相沉積環(huán)境。

2.2 儲(chǔ)集空間特征

烏爾禾組砂礫巖儲(chǔ)層發(fā)育原生孔隙、次生溶蝕孔隙與微裂縫。受較高的泥質(zhì)含量和壓實(shí)作用的影響，烏爾禾組砂礫巖原生孔隙僅在部分巖相得到保存，而在成巖過(guò)程中形成了大量次生孔隙及裂縫。

原生孔隙為顆粒間未被雜基或次生膠結(jié)物充填的剩余孔隙［圖2（j）］。原生孔隙的發(fā)育與沉積物泥質(zhì)含量密切相關(guān)，受巖石類型與沉積微相的控制明顯，主要形成于水下河道砂質(zhì)細(xì)礫巖和砂巖中。這兩種巖相泥質(zhì)含量低，顆粒支撐，抗壓實(shí)作用強(qiáng)，保存了部分原生粒間孔，利于后期油氣充注。次生孔隙主要是濁沸石和方解石膠結(jié)物溶蝕以及長(zhǎng)石碎屑溶蝕形成的孔隙［圖2（k）—（i）］。在沸石發(fā)育段，可見(jiàn)明顯的濁沸石溶蝕。該溶蝕是在酸性流體作用下，沿著解理縫開(kāi)始，逐漸擴(kuò)大，最終可形成100 μm 以上的孔隙空間。方解石的溶蝕也較為常見(jiàn)，一般在沿解理縫發(fā)生溶蝕，形成港灣狀不規(guī)則的溶孔。長(zhǎng)石的溶蝕也較為常見(jiàn)，但受長(zhǎng)石碎屑含量相對(duì)低的控制，長(zhǎng)石溶蝕的對(duì)儲(chǔ)層的改善有限。次生孔隙中常見(jiàn)油氣殘留，指示次生孔隙是烏爾禾組砂礫巖重要的油氣儲(chǔ)集空間。整體而言，水下河道砂質(zhì)細(xì)礫巖和砂巖等原生孔隙發(fā)育的巖相，次生孔隙較為發(fā)育。

研究區(qū)烏爾禾組砂礫巖的微裂縫普遍發(fā)育，呈礫間泥質(zhì)雜基收縮縫、礫緣縫、粒內(nèi)縫和解理縫產(chǎn)出［圖2（m）—（o）］。微裂縫寬度可達(dá)30 μm，相互連通的微裂縫成為了砂礫巖儲(chǔ)層油氣的儲(chǔ)集空間與很好的運(yùn)移通道。

總體而言，濁沸石溶孔是瑪南烏爾禾組砂礫巖儲(chǔ)層的主要貢獻(xiàn)者，其次為原生粒間孔與微裂縫。長(zhǎng)石溶孔雖然普遍，但是由于烏爾禾組長(zhǎng)石碎屑含量相對(duì)低，導(dǎo)致長(zhǎng)石溶孔整體占比低。方解石膠結(jié)物溶孔受樣品含油氣豐度控制顯著，在油浸至富含油的樣品較為發(fā)育。

2.3 物性特征

烏爾禾組不同巖相物性差異顯著（圖3）。對(duì)231 個(gè)樣品物性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，水下河道砂質(zhì)細(xì)礫巖（Gcs）孔隙度為0.2 %～13.0 %，平均為6.84 %；滲透率為0.01～274 mD，平均為26.8 mD，集中在100 mD 左右。水下分支河道砂巖（Sc）孔隙度為4.2%～13.4%，平均為8.43%；滲透率在0.03～25.9 mD，平均為5.02 mD。其孔隙度分布具有雙峰特征，一部分約為4%，另一部分為13%，可能指示了較多次生孔隙的形成。泥石流沉積的含泥礫巖（Gm）和含泥含砂礫巖（Gcm）孔隙度為0.2%～16.9%，平均為7.85%；滲透率為0.01～31.80 mD，平均為2.94 mD。前扇三角洲泥質(zhì)粉砂巖（Sl）孔隙度為6.3%～15%，平均為9.43%；滲透率在0.02～6.14 mD，平均為2.19 mD。對(duì)比可見(jiàn)，水下河道砂質(zhì)細(xì)礫巖和砂巖的物性遠(yuǎn)好于泥石流沉積的含泥礫巖和含泥含砂礫巖。

圖3 瑪南地區(qū)烏爾禾組不同沉積微相孔隙度與滲透率交會(huì)圖Fig.3 Cross plot of permeability and porosity of different microfacies of Urho Formation in Manan area

3 成巖作用

烏爾禾組礫巖埋深已至3 500～4 000 m，常見(jiàn)的壓實(shí)、溶蝕和膠結(jié)等成巖作用均已發(fā)生。對(duì)儲(chǔ)層質(zhì)量而言，破壞性成巖作用有壓實(shí)作用與膠結(jié)作用（沸石膠結(jié)、方解石膠結(jié)、硅質(zhì)膠結(jié)、泥質(zhì)膠結(jié)），建設(shè)性成巖作用主要為溶蝕作用（沸石與方解石膠結(jié)物的溶蝕、長(zhǎng)石溶蝕）。

3.1 壓實(shí)作用

壓實(shí)作用在成巖作用過(guò)程中一直存在。在泥質(zhì)雜基較少的巖石中，部分塑性巖屑?jí)簩?shí)變形、顆粒之間呈線接觸和凹凸接觸［圖4（a）］。

3.2 膠結(jié)作用

烏爾禾組發(fā)育沸石、方解石、硅質(zhì)和黏土礦物膠結(jié)作用。其中，沸石膠結(jié)是烏爾禾組非常特殊的一種成巖現(xiàn)象，包含了濁沸石和片沸石［圖4（b）—（c）］。沸石常呈基底式膠結(jié)或者孔隙式膠結(jié)產(chǎn)出，并與硅質(zhì)或方解石膠結(jié)物伴生。在鏡下，濁沸石多為無(wú)色，一級(jí)灰白干涉色，兩組完全解理，解理縫發(fā)育［圖2（b）］。片沸石呈橘紅色—橘黃色或者無(wú)色，一級(jí)灰白干涉色，多呈板條狀，緊密堆積［圖4（c）］。濁沸石常發(fā)生后期溶蝕，片沸石溶蝕有限。碎屑巖沸石膠結(jié)物普遍被認(rèn)為與火山物質(zhì)有關(guān)［25］，研究區(qū)廣泛存在的火山熔巖礫石、凝灰?guī)r礫石以及火山物質(zhì)雜基，很可能是形成沸石的物質(zhì)基礎(chǔ)。

方解石膠結(jié)物在研究區(qū)廣泛分布，呈基底式或孔隙式膠結(jié)［圖4（d）］，至少可以劃分為2 個(gè)期次。早期方解石于孔隙邊緣緊貼顆粒發(fā)育，晚期方解石充填孔隙中間。部分層段可見(jiàn)方解石溶蝕，可能在一定程度上增大了物性。

硅質(zhì)膠結(jié)主要以石英次生加大和自生石英晶體為特征。整體上，硅質(zhì)膠結(jié)的含量不高。次生黏土礦物可見(jiàn)葉片狀綠泥石、書(shū)頁(yè)狀高嶺石集合體和少量絲發(fā)狀伊利石［圖4（e）—（g）］。

3.3 溶蝕作用

烏爾禾組發(fā)生了膠結(jié)物和長(zhǎng)石碎屑的溶蝕。膠結(jié)物溶蝕以濁沸石和方解石溶蝕為主［圖4（h）］。方解石溶蝕量相對(duì)濁沸石較小。長(zhǎng)石碎屑常見(jiàn)鉀長(zhǎng)石的溶蝕［圖4（i）］。由于烏爾禾組長(zhǎng)石含量較低，長(zhǎng)石溶蝕對(duì)儲(chǔ)層改善的貢獻(xiàn)較低。

圖4 瑪南地區(qū)烏爾禾組發(fā)育的典型成巖作用（a）塑性巖屑?jí)簩?shí)變形，瑪湖11 井，3 360.13 m，P3w，單偏光；（b）濁沸石膠結(jié)，瑪中7 井，4 463.05 m，P2 w，正交光；（c）片沸石膠結(jié)，瑪湖14 井，3 810.05 m，P3w，單偏光；（d）碳酸鹽膠結(jié)，瑪湖013 井，3 886.25 m，P2w，單偏光；（e）伴隨鉀長(zhǎng)石溶蝕沉淀的高嶺石，瑪湖11 井，3 361.7 m，P3w，背散射成像；（f）葉片狀綠泥石，瑪湖18 井，3 685.25 m，P3w，SEM；（g）粒間雜基中蒙皂石轉(zhuǎn)化生成的伊利石，瑪湖11 井，3 462.9 m，P2w，SEM；（h）濁沸石膠結(jié)物再次溶蝕，瑪湖11 井，3 462.6 m，P2w，正交光；（i）條紋長(zhǎng)石中鉀長(zhǎng)石發(fā)生了選擇性溶蝕，溶孔充注了油氣，瑪湖11 井，3 361.7 m，P3 w，單偏光Fig.4 Typical diagenetic phenomena of Urho Formation in Manan area

4 優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的影響因素

以上分析表明，瑪南地區(qū)烏爾禾組儲(chǔ)集空間的形成受沉積微相的控制顯著，部分層段受后期成巖流體改造，濁沸石、方解石和長(zhǎng)石的溶蝕作用，明顯改善了儲(chǔ)層的物性。沉積微相基本對(duì)應(yīng)于巖相，決定了巖石組成和結(jié)構(gòu)，決定了原始物性的好壞。成巖過(guò)程在巖石巖礦組成和初始物性的約束下，主要受控于埋藏歷史、熱史、成巖流體類型與活動(dòng)強(qiáng)度等因素［4，5，10，13］。從沉積微相、砂質(zhì)顆粒組成、膠結(jié)物與黏土礦物含量等方面，探討對(duì)儲(chǔ)層物性的影響因素，進(jìn)而總結(jié)瑪南地區(qū)烏爾禾組砂礫巖儲(chǔ)層的形成模式。

4.1 沉積微相對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的影響

雖然烏爾禾組扇三角洲砂礫巖呈大面積厚層展布，但優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層基本集中在扇三角洲前緣水下河道沉積微相中。礫巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能受礫石間填隙物成分的控制顯著。礫間為砂質(zhì)填隙物的巖相，由于顆粒支撐和泥質(zhì)含量低，具有較好的初始物性，在成巖過(guò)程中可部分保持原生粒間孔隙，利于后期溶蝕性流體活動(dòng)，進(jìn)而形成大量次生孔隙。而礫間泥質(zhì)發(fā)育的巖相，則具有較差的初始物性，原生粒間孔不發(fā)育，也不利于形成次生孔隙。對(duì)比可見(jiàn)，扇三角洲前緣水下河道砂質(zhì)細(xì)礫巖和砂巖，填隙物泥質(zhì)含量低，仍保存了一定量原生粒間孔隙，并發(fā)育次生孔隙，具有相對(duì)好的物性，形成了研究區(qū)礫巖儲(chǔ)層的優(yōu)勢(shì)沉積相帶（圖5）。

從典型取心井來(lái)看，也是水下河道砂質(zhì)細(xì)礫巖或砂巖疊置發(fā)育的層段為物性好、含油性好的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。以瑪湖014 井為例，上烏爾禾組取心段可分為水下河道砂質(zhì)細(xì)礫巖疊置發(fā)育的上段和水下泥石流含泥或泥質(zhì)礫巖集中的下段。上段和下段孔隙度差異不大，但上段的滲透率顯著高于下段。試油結(jié)果顯示，上段為油層和差油層，下段為差油層或干層，含油性明顯比上段差（圖5）。

4.2 砂質(zhì)顆粒組成對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

壓實(shí)作用下碎屑巖儲(chǔ)層孔隙度會(huì)逐漸降低［圖6（a）］，但次生孔隙的發(fā)育、地層超壓可減緩甚至增大儲(chǔ)層孔隙度［2，10］。因此，礫巖中砂質(zhì)顆粒的礦物組成可能影響原生孔隙保存和次生孔隙的形成，本文進(jìn)行了針對(duì)性分析。結(jié)果顯示，石英含量整體上與物性具有正相關(guān)關(guān)系：石英含量較高的層段，孔隙度和滲透率，特別是滲透率，為較高值［圖6（b）］。此外，烏爾禾組孔隙度和滲透率均隨斜長(zhǎng)石含量的增加而降低［圖6（c）］。這可能是堿性長(zhǎng)石中鉀長(zhǎng)石選擇性溶解，鈉長(zhǎng)石相對(duì)含量隨之增大的結(jié)果［10］。鉀長(zhǎng)石的選擇性溶解形成次生孔隙，一方面局部增加了孔隙度，另一方面改善了流體滲流的空間，增大了滲透率。

4.3 沸石膠結(jié)物對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

沸石膠結(jié)物常充填砂礫巖原生粒間孔隙，使得孔隙度大大降低［圖6（d）］。但部分沸石在后期會(huì)發(fā)生溶蝕，大量次生孔隙的產(chǎn)生可改善礫巖儲(chǔ)層［24］。濁沸石溶蝕孔即是研究區(qū)重要的儲(chǔ)集空間類型。從下烏爾禾組到上烏爾禾組再到百口泉組，沸石呈現(xiàn)出方沸石逐漸增加，濁沸石與片沸石逐漸減少的趨勢(shì)（圖5）。

圖6 瑪南地區(qū)烏爾禾組孔隙度與深度、不同礦物含量交會(huì)圖Fig.6 Relationships of porosity with depth and mineral contents of Urho Formation in Manan area

整體而言，儲(chǔ)層物性與濁沸石和片沸石含量之間沒(méi)有明顯的相關(guān)關(guān)系，但是在上烏爾禾組上段底部，高的沸石膠結(jié)物含量，對(duì)應(yīng)于高的孔隙度與滲透率（圖5）。這可能指示了水下河道沉積砂礫巖存在較多濁沸石溶蝕作用，產(chǎn)生了較多次生孔隙。沸石含量與物性之間不明顯的相關(guān)性，也指示了其膠結(jié)減孔作用與溶蝕增孔作用是相輔相成的，只是不同層段的次生溶蝕存在差異。

4.4 方解石和黏土礦物對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

方解石膠結(jié)物在烏爾禾組發(fā)育不均勻，粒間黏土礦物為高嶺石、伊蒙混層和綠泥石。自下而上，伊蒙混層、綠泥石含量整體上逐漸降低，它們與孔隙度、滲透率的關(guān)系并不顯著。高嶺石、方解石自下而上呈現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)，與伊蒙混層、綠泥石表現(xiàn)出相反的規(guī)律（圖5）。從瑪湖014 井來(lái)看，方解石、高嶺石含量與物性之間，特別是滲透率，存在一定的正相關(guān)關(guān)系，該關(guān)系可能是方解石和鉀長(zhǎng)石溶蝕的響應(yīng)。

5 優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育模式

綜合分析瑪南烏爾禾組沉積微相、砂質(zhì)碎屑顆粒組成、膠結(jié)物類型以及黏土礦物含量等因素對(duì)砂礫巖儲(chǔ)層物性的影響，研究區(qū)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的形成可總結(jié)為“沉積控制+斷裂溝通+流體改造”三位一體的發(fā)育模式（圖7）。

圖7 瑪南地區(qū)烏爾禾組砂礫巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育模式圖Fig.7 Genesis patterns of high-quality glutenite reservoirs of Urho Formation in Manan area

首先，沉積相帶是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的基礎(chǔ)。不同沉積相帶發(fā)育有不同的巖相，它們具有不同的巖石組構(gòu)以及雜基含量。在該粗碎屑扇三角洲體系內(nèi)，泥質(zhì)雜基的含量直接影響了原生孔隙的發(fā)育程度，進(jìn)而影響著原始物性的好壞。研究區(qū)水下河道砂質(zhì)細(xì)礫巖和砂巖沉積物性最好，其次為水下主干河道滯留沉積含泥含砂礫巖。

其次，含油氣流體溶蝕改造是研究區(qū)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的關(guān)鍵。烏爾禾組礫巖中沸石溶孔是重要的儲(chǔ)集空間，方解石膠結(jié)物和長(zhǎng)石碎屑的溶蝕也貢獻(xiàn)了部分次生孔隙。次生孔隙顯著提高了該深埋礫巖體的儲(chǔ)集性能。由于未經(jīng)歷顯著的構(gòu)造抬升和缺少深大斷裂溝通幔源流體，下伏烴源巖層位排出的含油氣流體是研究區(qū)主要的溶蝕性流體來(lái)源。含油氣流體趨向于沿著滲透性好的優(yōu)勢(shì)泄壓通道運(yùn)移。在烏爾禾組，水下河道砂質(zhì)細(xì)礫巖和砂巖為含油氣流體運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)方向（圖7）。

再者，斷裂溝通深部烴源灶，斷裂帶一定程度約束了優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的分布?，斈闲逼聟^(qū)主要發(fā)育兩期斷裂：晚海西期—印支期逆斷裂、印支期—燕山期繼承性的壓扭性質(zhì)走滑斷裂［25］。對(duì)于烏爾禾組，在上覆區(qū)域性泥巖蓋層和側(cè)向泥質(zhì)礫巖的遮擋下，主要由于走滑斷裂體系連通下伏烴源灶和上部?jī)?chǔ)集層，油氣才最終在該組砂礫巖體內(nèi)得以成藏［2，25］。斷裂溝通下伏烴源灶，成為含油氣流體的運(yùn)移通道，是目的層位礫巖儲(chǔ)集性能得以改善的地質(zhì)條件之一（圖7）。在斷裂的上傾方向，含油氣流體優(yōu)先充注水下河道砂質(zhì)細(xì)礫巖和砂巖多期疊置層段，并持續(xù)溶蝕濁沸石、方解石和長(zhǎng)石等堿性礦物，并最終形成烏爾禾組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層帶。

6 結(jié)論

（1）瑪南地區(qū)烏爾禾組沉積于淺水扇三角洲體系，共發(fā)育了7 種巖相，不同巖相基本對(duì)應(yīng)于不同的沉積微相，具體包括扇三角洲前緣的水下泥石流含泥礫巖、水下主干河道含泥含砂礫巖、水下主干河道顆粒流朵葉體砂質(zhì)細(xì)礫巖、水下分支河道砂巖與含礫砂巖、水下河道間洪泛泥巖、前扇三角洲的粉砂巖和湖相泥巖。其中水下河道砂質(zhì)細(xì)礫巖和砂巖物性較好，是儲(chǔ)層形成的優(yōu)勢(shì)沉積相帶。

（2）成巖過(guò)程中，壓實(shí)作用、濁沸石等次生礦物的膠結(jié)作用破壞了原生粒間孔隙，但濁沸石膠結(jié)物和長(zhǎng)石碎屑的溶蝕產(chǎn)生大量次生孔隙。這導(dǎo)致了該組儲(chǔ)集空間以次生孔隙為主，其次為剩余粒間孔和微裂縫。水下河道砂質(zhì)細(xì)礫巖和砂巖的初始物性相對(duì)好，有利于后期流體活動(dòng)，濁沸石在該優(yōu)勢(shì)相帶溶蝕較強(qiáng)，產(chǎn)生了較多次生孔隙。

（3）烏爾禾組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的分布主要受沉積微相、沸石膠結(jié)物類型與含量、地質(zhì)流體活動(dòng)強(qiáng)度等因素的影響。優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育具有“沉積控制+斷裂溝通+流體改造”三位一體的成因模式。在斷裂溝通下，與下伏烴源灶連通起來(lái)的水下河道等優(yōu)勢(shì)沉積相帶，酸性含油氣流體活動(dòng)較強(qiáng)，有利于濁沸石等礦物的溶蝕?？拷鼣嗔训乃潞拥蜡B置沉積層為研究區(qū)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，具有良好的油氣顯示。