渤海灣盆地近源陡坡帶砂礫巖體儲層特征及分類評價(jià)
——以渤海海域 C 油田東三段為例1

周立業(yè)

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 渤海石油研究院，天津 300452)

近些年來，渤海油田在砂礫巖沉積體系研究上有諸多重大發(fā)現(xiàn)，近物源陡坡帶砂礫巖沉積體系已經(jīng)成為渤海油田增儲上產(chǎn)的重要關(guān)注點(diǎn)[1-5]。但是由于海上油田勘探具有井距大、井?dāng)?shù)少的特點(diǎn)，目前的研究手段主要是應(yīng)用有限的地震資料，其主要在淺層河流相儲層研究中應(yīng)用較多，在中深層砂礫巖相儲層中整體研究比較薄弱[6,7]。C油田于2014年年底發(fā)現(xiàn)，是渤海油田近幾年來最重要的油田之一，表現(xiàn)在儲層厚度大、儲量規(guī)模大、油品性質(zhì)好。C油田主力含油層位為東三段，該層位巖性屬于砂礫巖混層，其中一口探井在該層位鉆遇了140余米的油層，其打破了渤海油田單井油層累計(jì)厚度、單層油層厚度、古近系碎屑巖測試產(chǎn)能等三項(xiàng)記錄的最高記錄[8]。油田目前尚處于產(chǎn)能建設(shè)階段，對該油田該區(qū)域儲層描述及分類評價(jià)開展較少，其儲層精細(xì)描述及評價(jià)是重要的研究方向。本文以C油田東三段儲層近源陡坡帶砂礫巖體儲層為研究對象，深入開展儲層精細(xì)描述并分類評價(jià)，為油田后續(xù)開發(fā)井部署、射孔方案選擇、優(yōu)化注水等工作提供參考。

1 研究區(qū)概況

C油田位于渤海海域西部，區(qū)域構(gòu)造位于石臼坨凸起石南一號主斷層下降盤陡坡帶。該區(qū)域具有十分有利的油氣聚集成藏條件，東側(cè)緊鄰渤中凹陷西生油次洼，西邊靠近南堡凹陷。地層上該區(qū)域自上而下揭示第四系平原組、新近系明化鎮(zhèn)組和館陶組、古近系東營組和沙河街組。本次研究層位東三段為C油田主力含油層位，屬于扇三角洲沉積。目前，油田平面上共5口井鉆遇，整體埋深大于2800 m，平均埋深3010 m(見圖1)。

圖1 C油田區(qū)域構(gòu)造位置

2 儲層特征

2.1 儲層巖石學(xué)特征

以巖屑資料、巖心資料、壁心資料為基礎(chǔ)，與薄片鑒定等研究成果進(jìn)行綜合分析發(fā)現(xiàn)，C油田東三段儲層巖性以含礫砂巖和中、粗粒巖屑長石砂巖為主，礦物成分主要為石英、長石、巖屑，如圖2所示。東三段碎屑顆粒分選中等，磨圓度為次棱-次圓狀。石英的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.0%～48.0%，平均37.1%；長石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.0%～45.0%，平均33.8%；巖屑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15.0%～59.0%，平均25.1%。

圖2 C油田東三段巖石類型

2.2 儲層物性特征

以巖心測試資料和測井解釋結(jié)果為依據(jù)，C油田東三段物性特征為低孔、低滲儲層，儲層物性統(tǒng)計(jì)如下：東三段共有巖心樣品的孔隙度、滲透率分析資料182塊，孔隙度分布范圍12.5%～23.1%，平均值為15.1%；滲透率分布范圍2.1～624.1 mD，平均值53.1 mD。油層段測井解釋孔隙度范圍10.5%～18.1%，平均值13.5%；滲透率范圍1.0～395.4 mD，平均值37.2 mD。

從東三段儲層物性統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，油田范圍內(nèi)5個(gè)區(qū)塊對應(yīng)的5口探井A1～A5物性各有不同，其中A1、A5井區(qū)物性較好，為13.1～52.1 mD；A2、A4井區(qū)物性較差，為1.1～10.1 mD；A3井區(qū)物性最差，為6.1 mD。A1井東三段連續(xù)鉆遇143.0 m油層，根據(jù)壁心、巖屑觀察，結(jié)合薄片鑒定等研究成果，將A1井東三段巨厚油層劃分為六期旋回(準(zhǔn)層序組)。結(jié)合壁心分析資料、測壓分析資料、試井分析資料、測井解釋結(jié)果來看，每期旋回的物性均有所不同，總體上來看，下部旋回要好于上部。三、四、五期旋回的平均滲透率為51.1 mD，一期與二期旋回平均滲透率為19.4 mD。主要是由于分選性和粒間填隙物導(dǎo)致的縱向差異。針對東三段儲層物性差異，對其原因進(jìn)行了分析，認(rèn)為主要是由于以下三點(diǎn)原因?qū)е碌模焊骶挥诓煌润w不同位置，導(dǎo)致了各井在巖性組合上有較大差異；各井距離物源區(qū)遠(yuǎn)近不同，導(dǎo)致分選不同；后期成巖作用不同。

3 儲集空間類型

通過鑄體薄片鑒定與掃描電鏡的分析，發(fā)現(xiàn)儲層主要發(fā)育溶蝕粒間孔和粒間孔，其次發(fā)育溶蝕顆?？?，粒間自生充物礦物均為伊利石、高嶺石、次生加大石英和云母等。礦物間接觸類型主要為點(diǎn)-線接觸，膠結(jié)類型為孔隙式，如圖3所示。

圖3 研究區(qū)東三段儲層砂巖掃描電鏡和鑄體薄片照片

巖心X射線衍射分析結(jié)果顯示，黏土礦物類型以伊利石為主，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)31.7%，其次為高嶺石、伊/蒙混層、綠泥石。毛管壓力曲線呈現(xiàn)出中-粗歪度特征，排驅(qū)壓力0.031～0.415 MPa，飽和度中值壓力0.094～18.627 MPa，中值半徑0.038～7.685 μm，如圖4所示。

4 儲層分類標(biāo)準(zhǔn)

C油田夾層較發(fā)育，主要分布在不同期形成的砂壩體間，沉積位置是波浪回流形成的低能洼槽帶。物性夾層的測井響應(yīng)特征回返一般在1/4～3/4之間，自然伽馬值相應(yīng)增加，在分類方案中將物性隔夾層劃分在四類儲層中。

C-A2井巖心分析資料表明(見圖5)，物性最好的巖性為中-粗砂巖，含礫砂巖和中-細(xì)砂巖物性次之，砂礫巖和極細(xì)粒砂巖物性最差?？紫抖葦?shù)值低于10%、滲透率數(shù)值低于5%的層段為非儲層，孔隙度數(shù)值介于10%～16%的以砂礫巖和含礫細(xì)砂為主，數(shù)值高于16%和低于20%的以中、細(xì)砂為主，孔隙度數(shù)值高于20%，滲透率數(shù)值高于200 mD巖性主要為中砂巖。

圖5 C-A2井巖心物性與巖性關(guān)系

本次研究在綜合分析東三段儲層各種因素的基礎(chǔ)上，選取儲層物性、巖性等參數(shù)對儲層進(jìn)行分類。

通過作出取心井段孔滲數(shù)據(jù)的累計(jì)概率曲線圖(見圖6、圖7)，可以看出本段孔隙度和滲透率可以分為四段，孔隙度以10%、16%和20%為分界點(diǎn)，滲透率以5 mD、40 mD和200 mD為分界點(diǎn)，這和上述物性與巖性關(guān)系相對應(yīng)。

圖6 C油田東三段滲透率累積概率曲線 圖7 C油田東三段孔隙度累積概率曲線

結(jié)合巖性與物性關(guān)系圖和取心井段孔滲數(shù)據(jù)的累計(jì)概率曲線圖，確定出儲層的分類標(biāo)準(zhǔn)如表1所示，一類儲層主要是粗砂巖和中砂巖，孔隙度大于20%，滲透率大于200 mD；二類儲層巖性以中砂巖和含礫中砂巖為主，孔隙度介于16%～20%，滲透率介于40～200 mD；

表1 C油田東三段儲層分類標(biāo)準(zhǔn)孔隙度(POR)滲透度(PERM)巖性一類>20%>200 mD粗砂巖、中砂巖二類16%～20%40～200 mD中砂巖,含礫中砂巖三類10%～16%5～40 mD砂礫巖、含礫細(xì)砂巖四類<10%<5 mD砂礫巖、粉砂巖

三類儲層巖性以中砂巖和含礫中砂巖為主，孔隙度介于10%～16%，滲透率介于5～40 mD；四類儲層主要是砂礫巖和粉砂巖，孔隙度小于10%，滲透率小于9mD，包括致密層和物性隔夾層。

5 單井儲層綜合評價(jià)

根據(jù)上述儲層分類標(biāo)準(zhǔn)，對油田A1井、A2井、A3井、A4井、A5井的儲層進(jìn)行劃分，從圖6～8中可以看出，A1井區(qū)目的層儲層以一類、二類居多，泥巖隔夾層比較發(fā)育，優(yōu)質(zhì)儲層主要分布在PSS6準(zhǔn)層序組。除A4井外，PSS6層序組以一類儲層為主，A4井的PSS6準(zhǔn)層序組絕大部分是第三儲層，PSS5序組以二、三類儲層為主，PSS4準(zhǔn)層序組主要是三類儲層，PSS3準(zhǔn)層序組以三、四類儲層為主。

圖8 C-A1井儲層分類綜合評價(jià)

A2井儲層物性相對A1井較差，如圖6～9所示，優(yōu)質(zhì)儲層仍分布在PSS6和PSS5準(zhǔn)層序組，下部儲層物性相對較差，主要為三、四類儲層。

圖9 C-A2井儲層分類綜合評價(jià)

6 結(jié)論

(1)C油田東三段儲層巖性以含礫砂巖和中、粗粒巖屑長石砂巖為主，礦物成分主要為石英、長石、巖屑，中等分選，次棱-次圓狀磨圓度。儲層物性為低孔、低滲，縱向非均質(zhì)性很強(qiáng)。儲層孔隙以次生孔隙為主，類型主要為粒間孔和溶蝕顆粒孔。伊利石、高嶺石、次生加大石英和云母為粒間充填礦物，顆粒之間為點(diǎn)-線接觸，膠結(jié)類型為孔隙式，壓汞曲線呈現(xiàn)中-粗歪度特征。

(2)研究區(qū)內(nèi)夾層較發(fā)育，主要有泥質(zhì)夾層和物性夾層兩種類型。結(jié)合巖性與物性關(guān)系圖和取心井段孔滲數(shù)據(jù)的累積概率曲線圖，確定出儲層的分

類標(biāo)準(zhǔn)，一類儲層主要是粗砂巖和中砂巖，孔隙度大于20%，滲透率大于200 mD；二類儲層巖性以中砂巖和含礫中砂巖為主，孔隙度介于16%～20%，滲透率介于40～200 mD；三類儲層巖性以中砂巖和含礫中砂巖為主，孔隙度介于10%～16%，滲透率介于5～40 mD；四類儲層主要是砂礫巖和粉砂巖，孔隙度小于10%，滲透率小于9 mD，包括致密層和物性隔夾層。

(3)研究區(qū)A1井區(qū)目的層儲層以一類、二類居多，泥巖隔夾層比較發(fā)育，優(yōu)質(zhì)儲層主要分布在PSS6準(zhǔn)層序組。其中除A4井外，PSS6層序組以一類儲層為主，A4井的PSS6準(zhǔn)層序組絕大部分是第三儲層，PSS5序組以二、三類儲層為主，PSS4準(zhǔn)層序組主要是三類儲層，PSS3準(zhǔn)層序組以三、四類儲層為主，A2井儲層物性相對A1井較差，優(yōu)質(zhì)儲層仍分布在PSS6和PSS5準(zhǔn)層序組，下部儲層物性相對較差，主要為三、四類儲層。