準(zhǔn)噶爾盆地沙灣凹陷風(fēng)城組儲(chǔ)層特征及物性控制因素分析

賈春明 ，潘拓 ，余海濤 ，岳喜偉 ，張潔 ，況昊 ，于景維

（1.中國(guó)石油新疆油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊 830014；2.重慶科技學(xué)院，重慶 401331；3.中國(guó)石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000）

近些年，準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷在二疊系風(fēng)城組取得油氣勘探的重大突破（何文軍等，2021，2023），其原因在于大量扎實(shí)的基礎(chǔ)研究，尤其是前人針對(duì)風(fēng)城組儲(chǔ)層沉積背景（秦志軍等，2016；何衍鑫等，2018；張志杰等，2018；李威等，2020）、巖石學(xué)（曹劍等，2015；江懋才等，2016；汪夢(mèng)詩(shī)，2017；汪夢(mèng)詩(shī)等，2018）、礦物學(xué)（江懋才等，2016；余寬宏等，2016；趙研等，2020）以及控制因素（陳磊等，2012；阿布力米提等，2015；張鸞灃等，2015；孫樂(lè)等，2016）等方面做了詳實(shí)的分析，為風(fēng)城組油氣的持續(xù)勘探開(kāi)發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。除瑪湖凹陷外，近兩年在沙灣凹陷斜坡區(qū)部署的ST002 井以及CP24 井均在風(fēng)城組獲得工業(yè)油流。相較于瑪湖凹陷風(fēng)城組儲(chǔ)層豐富研究成果，沙灣凹陷斜坡區(qū)風(fēng)城組儲(chǔ)層相關(guān)研究幾乎為空白，不利于該區(qū)風(fēng)城組油氣的進(jìn)一步勘探開(kāi)發(fā)。因此，為給研究區(qū)風(fēng)城組油氣勘探開(kāi)發(fā)提供有效理論指導(dǎo)，同時(shí)為有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)帶的預(yù)測(cè)提供依據(jù)，本次研究利用巖心觀察、薄片分析、高壓壓汞、掃描電鏡、電子探針以及物性分析等多項(xiàng)測(cè)試資料，針對(duì)研究區(qū)風(fēng)城組儲(chǔ)層特征及控制因素進(jìn)行詳實(shí)分析。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

沙灣凹陷位于準(zhǔn)噶爾盆地中央坳陷西部，是盆地內(nèi)重要的富烴凹陷（路玉等，2018；杜金虎,等，2019；付瑜等，2020；余海濤等，2020；關(guān)新等，2021；于景維等，2021a，2021b），第四次油氣資源評(píng)價(jià)認(rèn)為凹陷西部石油總地質(zhì)資源量近2×108t（梁宇生等，2018），油氣勘探潛力相對(duì)較大。隨著現(xiàn)代油氣勘探重點(diǎn)區(qū)域已由凸起轉(zhuǎn)型為凹陷周圍斜坡區(qū)（于景維等，2022），沙灣凹陷斜坡區(qū)發(fā)育走向近北西—南東向鼻狀構(gòu)造帶，整體可劃分為兩大凹槽區(qū)（圖1），具有較為有利的成藏條件，成為油氣勘探的重點(diǎn)區(qū)域。

圖1 研究區(qū)位置圖（a）及風(fēng)城組厚度圖（b）Fig.1 (a) Location of study area and (b) thickness chart of Fengcheng Formation

斜坡區(qū)整體為西高東低，面積大約為3 000 km2，受古構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，區(qū)內(nèi)發(fā)育多個(gè)正斷層控制的箕狀斷陷，斷面上陡下緩，平面上有較遠(yuǎn)的延伸，縱向上斷深較大，最大斷深可達(dá)石炭系，同時(shí)斷裂溝通多套油源，為油氣大范圍運(yùn)移提供有利幫助。區(qū)內(nèi)發(fā)育地層較為齊全，自下而上發(fā)育的地層依次為石炭系；二疊系風(fēng)城組、佳木河組、上烏爾禾組；三疊系百口泉組、克下組、克上組、白堿灘組；侏羅系八道灣組、三工河組、頭屯河組、齊古組；白堊系吐谷魯群。風(fēng)城組沉積時(shí)期火山活動(dòng)減弱，構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定，地層起伏變化較小、且厚度相對(duì)均一。受二疊紀(jì)至三疊紀(jì)構(gòu)造抬升運(yùn)動(dòng)影響，風(fēng)城組遭受一定程度剝蝕，特別在中拐凸起的主部位上，風(fēng)城組剝蝕殆盡，整體呈現(xiàn)西薄東厚的特征。研究區(qū)共6 口井鉆遇風(fēng)城組，其中1 口未鉆穿，4 口井處于南部凹槽。風(fēng)城組平均埋深在4 200 m 以下，平均厚度約為300 m，自下而上可分為風(fēng)一段、風(fēng)二段和風(fēng)三段。儲(chǔ)層巖性主要為大套砂礫巖，普遍存在異常高壓。目前，研究認(rèn)為區(qū)內(nèi)風(fēng)城組發(fā)育扇三角洲沉積，6 口鉆井的風(fēng)城組均以扇三角洲平原亞相為主。

2 儲(chǔ)層特征

2.1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

研究區(qū)風(fēng)城組儲(chǔ)層為扇三角洲平原分流河道沉積，巖石類型多樣。按照砂質(zhì)體積分?jǐn)?shù)可劃分為砂巖類（指巖石中砂質(zhì)體積分?jǐn)?shù)至少為50%，包括細(xì)砂巖、細(xì)中砂巖、礫質(zhì)中粗砂巖）和礫巖類巖石（指砂質(zhì)體積分?jǐn)?shù)小于50%，包括礫巖、砂礫巖、含砂礫巖及砂質(zhì)礫巖），以礫巖類巖石為主。砂巖類巖石主要為紅色的巖屑砂巖（圖2），碎屑成分中石英相對(duì)體積分?jǐn)?shù)為3%～15%，平均為8%，以單晶石英為主；長(zhǎng)石相對(duì)體積分?jǐn)?shù)為3%～25%，平均為12%，以斜長(zhǎng)石為主；巖屑相對(duì)體積分?jǐn)?shù)為65%～91%，平均為80%，巖屑成分以火成巖為主，少見(jiàn)變質(zhì)巖及沉積巖。填隙物以膠結(jié)物為主，常見(jiàn)濁沸石和伊蒙混層、綠蒙混層。砂巖成分成熟度較低。顆粒分選中等-好，磨圓次棱角-次圓，結(jié)構(gòu)成熟度相對(duì)較好。

圖2 研究區(qū)風(fēng)城組巖石學(xué)特征圖Fig.2 Petrology characteristics of Fengcheng reservoirs in study area

礫巖類巖石以紅色砂礫巖為主（圖2），石英相對(duì)體積分?jǐn)?shù)為1%～9%，平均為4.8%，以多晶石英為主；長(zhǎng)石相對(duì)體積分?jǐn)?shù)為3%～9%，平均為5.2%，以斜長(zhǎng)石為主；巖屑相對(duì)體積分?jǐn)?shù)為85%～94%，平均為90%。礫石成分以凝灰?guī)r為主，其次為安山巖，少見(jiàn)霏細(xì)巖和花崗巖。礫巖類巖石中雜基主要為細(xì)砂巖，局部為泥巖，體積分?jǐn)?shù)平均為6%，礫石顆粒邊緣常見(jiàn)紅色濁沸石膠結(jié)物。礫石磨圓程度差異較大，棱角狀-次圓狀都有，分選較差，礫石顆粒最大可達(dá)10 cm，結(jié)構(gòu)成熟度較低。

2.2 儲(chǔ)層儲(chǔ)集特征

2.2.1 儲(chǔ)集空間特征

通過(guò)50 余張鑄體薄片觀察，發(fā)現(xiàn)風(fēng)城組儲(chǔ)層內(nèi)儲(chǔ)集空間類型多樣，包括原生粒間孔、粒間和粒內(nèi)溶孔以及微裂縫，以微裂縫為主（圖3）。原生粒間孔主要存在于砂巖類儲(chǔ)層中，雖然巖石顆粒分選及磨圓相對(duì)礫巖類較好，有利于原生孔隙的保存，由于巖石成分成熟度極低，在較大埋深條件下原生粒間孔所占儲(chǔ)集空間的比例最低，占所有孔隙類型的3%。粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔在薄片中較為常見(jiàn)（圖3），占所有孔隙類型的16%。粒間溶孔主要為長(zhǎng)石、巖屑以及粒間膠結(jié)物（沸石類礦物以及方解石）的溶解，其形態(tài)差異較大，長(zhǎng)石溶蝕表現(xiàn)為沿解理進(jìn)行大面積溶蝕，溶蝕形態(tài)相對(duì)規(guī)則；巖屑溶蝕表現(xiàn)為沿著顆粒邊緣進(jìn)行溶蝕，呈現(xiàn)港灣狀形態(tài)；膠結(jié)物的溶蝕形態(tài)往往呈條帶狀。粒內(nèi)溶孔主要表現(xiàn)為長(zhǎng)石和巖屑的溶蝕，占所有孔隙類型的11%。長(zhǎng)石顆粒內(nèi)溶蝕沿解理溶蝕，巖屑溶蝕表現(xiàn)為粒內(nèi)易溶組分溶蝕。

圖3 研究區(qū)風(fēng)城組儲(chǔ)集空間特征圖Fig.3 Reserve space characters of Fengcheng Formation in study area

風(fēng)城組儲(chǔ)層微裂縫最為發(fā)育，占所有孔隙類型的70%，儲(chǔ)層主要為裂縫型儲(chǔ)層。根據(jù)前人對(duì)于微裂縫類型的劃分（閆偉鵬等，2002；汪虎等，2019；呂文雅等，2020），研究區(qū)風(fēng)城組儲(chǔ)層微裂縫包括構(gòu)造縫、貼粒縫和溶蝕縫（圖3），以構(gòu)造縫和貼?？p最為常見(jiàn)。研究區(qū)斷裂構(gòu)造普遍發(fā)育，構(gòu)造應(yīng)力釋放會(huì)造成巖心上存在較多高角度裂縫，在鏡下表現(xiàn)為顆粒的破碎或者顆粒被切穿，多數(shù)微裂縫未完全充填，少數(shù)裂縫間充填石英。該類型裂縫延伸較遠(yuǎn)，縫寬差異較大，最大可達(dá)1 000 μm。研究區(qū)目的儲(chǔ)層內(nèi)貼?？p常為沿礫石顆粒界面形成的裂縫，少見(jiàn)石英顆粒邊界的裂縫。產(chǎn)生貼?？p的礫石成分以凝灰?guī)r為主，硬度較大，磨圓較好。貼?？p的形成可能受到異常壓力或者巖石顆粒脫水作用的影響，同構(gòu)造-成巖縫相似（汪虎等，2019）。該類裂縫有較明顯的弧度，縫寬最大約為80 μm，在貼?？p邊緣存在一定的溶蝕作用，會(huì)造成裂縫延伸至顆粒內(nèi)部，但延伸距離較短。研究區(qū)成巖縫所占比例較低，主要存在于長(zhǎng)石、巖屑以及易溶膠結(jié)物內(nèi)部，該類裂縫無(wú)固定方向，可沿礦物解理或者易溶組分方向延伸，延伸距離最短，縫寬約為2～10 μm。

在風(fēng)城組儲(chǔ)層中，不同孔隙類型常以組合形式出現(xiàn)，通過(guò)掃描電鏡及鑄體薄片的進(jìn)一步觀察，粒間溶孔+粒內(nèi)溶孔+微裂縫組合最為常見(jiàn)。由于微裂縫能為巖石中流體交換提供通道，有利于顆粒間易溶物質(zhì)的溶蝕，偶見(jiàn)原生粒間孔+粒內(nèi)溶孔組合（圖3）。

喉道為連接孔隙之間的通道，對(duì)于儲(chǔ)層滲透性起到重要的控制作用（張龍海等，2006；劉文鋒等，2021）。研究區(qū)風(fēng)城組喉道類型包括點(diǎn)狀喉道、片彎狀喉道以及管束狀喉道，以片彎狀以及管束狀喉道為主。微裂縫也可作為片彎狀喉道連接孔隙（圖3），對(duì)于增強(qiáng)巖石滲流性能較為有利。

2.2.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征

孔隙結(jié)構(gòu)研究?jī)?nèi)容主要為孔喉的分布、連通以及配置情況，它控制孔隙的物性特征。前人對(duì)于孔隙結(jié)構(gòu)的分析常見(jiàn)的是利用高壓壓汞資料，針對(duì)壓汞曲線的形態(tài)以及壓汞參數(shù)對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性-半定量研究（胡作維等，2014；于景維等，2018；劉文鋒等，2021）。

通過(guò)風(fēng)城組儲(chǔ)層壓汞曲線形態(tài)觀察（圖4a），發(fā)現(xiàn)壓汞曲線中進(jìn)汞飽和度最高可達(dá)79%左右，平緩段較短，位置靠上，細(xì)歪度，孔喉分選較差，整體反映孔隙結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

圖4 研究區(qū)風(fēng)城組儲(chǔ)層孔喉分形維數(shù)特征及其同物性參數(shù)的關(guān)系圖Fig.4 Characteristics of fractal dimension and its relations with parameters of physical property in reservoirs

對(duì)研究區(qū)5 口井內(nèi)樣品進(jìn)行壓汞實(shí)驗(yàn)所獲基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)風(fēng)城組儲(chǔ)層分選系數(shù)為1.38～3.09，平均為2.31；峰態(tài)為1.17～5.71，平均為2.65；變異系數(shù)為0.11～0.29，平均為0.20；中值壓力為1.51～18.06 Mpa，平均為6.37 Mpa；最大孔喉半徑為0.59～10.32 μm， 平 均 為5.18 μm； 排 驅(qū) 壓 力 為0.07～1.24 Mpa，平均為0.37 Mpa；平均毛管半徑為0.14～2.69 μm，平均為1.24 μm；孔喉比為0.75～5.28，平均為2.13。整體反映儲(chǔ)層排驅(qū)壓力不高，孔隙和喉道分布不集中，孔隙結(jié)構(gòu)非均質(zhì)性較強(qiáng)。

選取部分參數(shù)以表征孔隙結(jié)構(gòu)，雖然也是對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量化分析，但是參數(shù)較多，存在盲點(diǎn)，不易普遍應(yīng)用（于景維等，2018；劉文鋒等，2021）。由于致密儲(chǔ)層內(nèi)孔隙結(jié)構(gòu)存在分形特征，可用分形理論對(duì)于儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性進(jìn)行更為精細(xì)表征（彭軍等，2018），其過(guò)程主要利用壓汞參數(shù)計(jì)算相應(yīng)的分形維數(shù)，通過(guò)分形維數(shù)判斷儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性。多孔巖石的分形維數(shù)多為2～3，分形維數(shù)越小，表明儲(chǔ)層孔喉分布越均勻，均質(zhì)性越強(qiáng)（胡作維等，2014；彭軍等，2018；于景維等，2018；劉文鋒等，2021）。研究區(qū)風(fēng)城組儲(chǔ)層分形維數(shù)的計(jì)算基于Brook-Corey 模型，通過(guò)16 塊樣品分形曲線特征的繪制（圖4b、圖4c），發(fā)現(xiàn)研究區(qū)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)分形系數(shù)范圍為2.71～2.92，表明儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)非均質(zhì)性很強(qiáng)。由于分形維數(shù)接近3，表明儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)整體較差。

2.2.3 儲(chǔ)層物性特征

儲(chǔ)層物性是儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的直接體現(xiàn)，通過(guò)6 口取心井50 塊樣品的常規(guī)物性測(cè)試分析，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)風(fēng)城組孔隙度分布為1.1%～16.2%，平均孔隙度為6.78%。通過(guò)進(jìn)一步細(xì)分孔隙度區(qū)間，發(fā)現(xiàn)65%的樣品 孔 隙 度 小于10%；儲(chǔ) 層 滲 透 率 為0.011×10—3～145×10—3μm2，平均為4.17×10—3μm2。通過(guò)進(jìn)一步細(xì)分滲透率區(qū)間，發(fā)現(xiàn)75.7%的樣品滲透率小于5×10—3μm2，18.9%的樣品滲透率為5×10—3～50×10—3μm2，5.4%的樣品滲透率為50×10—3μm2以上?；谇笆鰩r性分類，發(fā)現(xiàn)砂巖類儲(chǔ)層孔隙度要好于礫巖類儲(chǔ)層孔隙度。參照《油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法》（Y/T 6285-2011）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)家能源局，2011），風(fēng)城組儲(chǔ)層主要屬于特低孔特低滲儲(chǔ)層。

通過(guò)對(duì)研究區(qū)風(fēng)城組孔隙度和滲透率進(jìn)行交會(huì)分析，發(fā)現(xiàn)二者呈現(xiàn)一定的正相關(guān)，相關(guān)程度較好，結(jié)合上述儲(chǔ)層孔隙類型的分析，發(fā)現(xiàn)裂縫對(duì)于儲(chǔ)層物性具有重要的影響。為明確裂縫對(duì)于孔隙度和滲透率的影響，將裂縫發(fā)育程度不同樣品的分形維數(shù)同儲(chǔ)層物性進(jìn)行交會(huì)（圖4d），發(fā)現(xiàn)分形維數(shù)同儲(chǔ)層孔隙度呈反比，反映隨著樣品內(nèi)裂縫逐漸發(fā)育，孔隙結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，分形維數(shù)逐漸增大，儲(chǔ)層孔隙度越差。分形同滲透率關(guān)系比較復(fù)雜，小于2.83 的分形維同滲透率呈反比，反映隨著樣品內(nèi)裂縫逐漸發(fā)育，孔隙結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，分形維數(shù)逐漸增大，儲(chǔ)層滲透率越好；大于2.83 的分形維同滲透率呈正比，反應(yīng)孔隙結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，分形維數(shù)逐漸增大，儲(chǔ)層滲透率越差。整體表現(xiàn)出裂縫對(duì)于儲(chǔ)層滲透率的改善較為明顯，對(duì)于孔隙度的增加影響相對(duì)較?。▓D4e、圖4f）。

3 儲(chǔ)層物性控制因素分析

3.1 構(gòu)造作用

構(gòu)造作用對(duì)于儲(chǔ)層物性變化起到重要控制作用，主要表現(xiàn)在斷裂發(fā)育、古地貌以及異常高壓對(duì)于儲(chǔ)層物性不同程度的影響。

通過(guò)上述已知研究區(qū)風(fēng)城組主要為裂縫型儲(chǔ)層，微裂縫的發(fā)育對(duì)儲(chǔ)層物性影響最為關(guān)鍵，而微裂縫的形成同構(gòu)造斷裂的發(fā)育演化十分密切。達(dá)爾布特洋在晚石炭世逐漸閉合，沙灣凹陷在該時(shí)期發(fā)育多個(gè)正斷層，斷距較大。受華力西運(yùn)動(dòng)以及印支運(yùn)動(dòng)影響，早期斷裂逐漸被激活，研究區(qū)形成多個(gè)褶皺轉(zhuǎn)折端以及斷裂帶（圖5a）。尤其在南部凹陷帶中，有較大規(guī)模斷裂集中發(fā)育，導(dǎo)致風(fēng)城組儲(chǔ)層產(chǎn)生大量微裂縫。由于大部分?jǐn)鄬訑啻┒嗵咨鸁N層系，烴源巖生烴過(guò)程中會(huì)伴生酸性流體，會(huì)沿著微裂縫對(duì)長(zhǎng)石、沸石以及方解石等易溶礦物進(jìn)行溶蝕，極大改善儲(chǔ)集層物性。同時(shí)由于構(gòu)造抬升，風(fēng)城組暴露地表遭受一定程度的風(fēng)化剝蝕，大氣水通過(guò)裂縫進(jìn)入儲(chǔ)層內(nèi)進(jìn)一步加劇溶蝕作用，有利儲(chǔ)層物性的提高。

圖5 研究區(qū)ST1～ST2 構(gòu)造剖面（a）及異常壓力分布圖（b）Fig.5 (a) Structural profile between ST1～ST2 and (b) abnormal pressure in Fengcheng Formation

在前人研究基礎(chǔ)上（況軍等，2006；隋風(fēng)貴，2015），利用殘余厚度法對(duì)風(fēng)城組古地貌進(jìn)行恢復(fù)，發(fā)現(xiàn)受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，風(fēng)城組時(shí)期研究區(qū)主要發(fā)育南北兩大凹槽（圖1）。南部凹槽坡度較陡，而北部凹槽坡度較緩，導(dǎo)致南部凹槽內(nèi)風(fēng)城組以大套砂礫巖為主（圖6），粒度曲線所反映的水動(dòng)力條件傾向于重力流特征，砂質(zhì)含量占比較低，GR 值相對(duì)較高，DEN 值相對(duì)較大，儲(chǔ)層內(nèi)泥質(zhì)含量較大，原始物性相對(duì)較差；北部凹陷內(nèi)風(fēng)城組砂巖呈互層狀發(fā)育（圖6），砂質(zhì)含量占比較高，粒度曲線所反映的水動(dòng)力條件明顯傾向于牽引流特征，GR 值相對(duì)較低，DEN 值相對(duì)較小，儲(chǔ)層內(nèi)泥質(zhì)含量較小，原始物性相對(duì)較好。從現(xiàn)場(chǎng)巖心物性分析以及試油結(jié)果來(lái)看，北部凹槽內(nèi)風(fēng)城組儲(chǔ)層物性較好，油氣高產(chǎn)井多分布于該區(qū)。

圖6 研究區(qū)Sp5～Cp5 風(fēng)城組連井剖面圖Fig.6 Profile between well Sp5～Cp5 of Fengcheng Formation in the study area

通過(guò)DST 實(shí)測(cè)資料，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)風(fēng)城組存在異常高壓（圖5b），實(shí)測(cè)壓力系數(shù)為1.2～1.7。異常高壓的形成主要受印支運(yùn)動(dòng)影響，研究區(qū)二疊系—三疊系處于強(qiáng)烈擠壓的構(gòu)造背景，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)所形成的褶皺以及斷裂帶周圍流體壓力分配不均勻。異常高壓能在一定程度上增加儲(chǔ)層的抗壓實(shí)能力，阻礙流體的運(yùn)移，減緩膠結(jié)物的膠結(jié)，對(duì)于儲(chǔ)層孔隙有較好的保護(hù)作用（杜栩等，1995；于景維等，2015）。前人將研究區(qū)壓力系數(shù)同孔隙度增加量進(jìn)行相交性分析，發(fā)現(xiàn)孔隙被保護(hù)較為明顯時(shí)壓力系數(shù)大于1.4（于景維等，2018），因此壓力系數(shù)大于1.4 的區(qū)域儲(chǔ)層物性會(huì)較好。圖5b 顯示，風(fēng)城組壓力系數(shù)高達(dá)1.6，為儲(chǔ)層物性提供較好的保護(hù)。同時(shí)，在砂體沖刷界面以及斷裂活動(dòng)區(qū)域，流體流動(dòng)性較好，較高壓力易于釋放，有利于微裂縫的發(fā)育。

3.2 沉積作用

通過(guò)巖心及薄片觀察，研究區(qū)風(fēng)城組發(fā)育短水系扇三角洲沉積。由于距離物源較近，風(fēng)城組儲(chǔ)集巖成分成熟度較低，以凝灰?guī)r為主的巖屑相對(duì)含量超過(guò)80%，雖然降低儲(chǔ)集巖石的抗壓實(shí)能力，但也為后期溶蝕作用的發(fā)育提供物質(zhì)基礎(chǔ)（于景維等，2014）。

從水動(dòng)力條件角度，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)風(fēng)城組主要發(fā)育扇三角洲平原沉積，分流河道沉積包括扇面內(nèi)的河道以及靠近物源的辮狀河流（圖6），扇面內(nèi)的河道以牽引流為主，儲(chǔ)集砂體受河道遷移而復(fù)合疊置，單期次河道厚度約為5 m，分布面積廣，填隙物含量較低，儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能較好，孔隙度平均為8.93%，滲透率平均為41.53×10—3μm2；靠近物源的辮狀河流受地貌影響，在局部也表現(xiàn)為重力流沉積，單期次河道厚度多超過(guò)10 m，填隙物的含量相對(duì)較高，儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能較差，孔隙度平均為5.36%，滲透率平均為2.998×10—3μm2。

從巖石粒度來(lái)看，砂巖類儲(chǔ)層巖屑含量相對(duì)礫巖類儲(chǔ)層含量較低，分選較好，抗壓實(shí)能力較強(qiáng)，原始孔隙度保存較好，后期微裂縫的發(fā)育和原本較好的滲流性能為溶蝕流體提供通道，造成儲(chǔ)層物性得到明顯的改善；礫巖類儲(chǔ)層分選較差，原始孔隙度保存較差，由于微裂縫的發(fā)育導(dǎo)致儲(chǔ)層受到溶蝕作用影響較大，孔隙度改善不明顯，但滲透率明顯增加。同時(shí)受南北凹槽不同坡度差異影響，南部凹槽內(nèi)風(fēng)城組巖石顆粒磨圓主要為棱角-次棱角狀，北部凹槽內(nèi)巖石顆粒磨圓為次棱角狀-次圓狀，通過(guò)巖石薄片觀察，發(fā)現(xiàn)微裂縫往往發(fā)育在顆粒磨圓較好的邊緣。由于巖石成分和結(jié)構(gòu)成熟度較低，儲(chǔ)層在深埋藏條件下受到壓實(shí)作用較強(qiáng)，顆粒之間以線接觸為主，磨圓較差的顆粒在該背景下咬合力要好于磨圓較好的顆粒（圖7），在同等應(yīng)力釋放條件下，磨圓較好顆粒邊緣容易松動(dòng)（潘遠(yuǎn)陽(yáng)，2020），形成微裂縫（圖7）。

圖7 研究區(qū)風(fēng)城組巖石學(xué)特征圖Fig.7 Lithological characters in Fengcheng Formation of study area

3.3 成巖作用

成巖作用決定深埋藏條件下儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的演化（羅靜蘭等，2006；鄭榮才等，2007；丁曉琪等，2011；于景維等，2021b），對(duì)儲(chǔ)層最終的物性有著直接的控制作用。研究區(qū)對(duì)儲(chǔ)層物性具有主要影響的成巖作用包括壓實(shí)、膠結(jié)和溶蝕作用。

目前研究區(qū)風(fēng)城組普遍埋深在4 200 m 以下，巖石中塑性顆粒占比較大，因此儲(chǔ)層受到強(qiáng)烈的壓實(shí)作用。通過(guò)大量巖石及鑄體薄片的觀察，發(fā)現(xiàn)顆粒之間接觸關(guān)系普遍為線接觸（圖8a、圖8c），部分為凹凸接觸，偶見(jiàn)縫合接觸，面孔率幾乎為0。巖屑顆粒常見(jiàn)被壓變形（圖8b），長(zhǎng)石顆粒會(huì)沿著薄弱區(qū)域（解理、雙晶面等）進(jìn)行分裂，石英顆粒被壓碎。將儲(chǔ)層孔隙度和滲透率同深度進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)隨著隨著埋深的增加，儲(chǔ)層物性明顯降低（圖8d、圖8e）。利用Houseknecht（1987）針對(duì)壓實(shí)過(guò)程和膠結(jié)過(guò)程中孔隙度減少所做圖版（圖8f），發(fā)現(xiàn)壓實(shí)作用對(duì)于孔隙度的破壞程度基本大于40%，最高可達(dá)70%。

圖8 研究區(qū)風(fēng)城組成巖作用特征Fig.8 Diagenetic characters in Fengcheng Formation of the study area

通過(guò)圖版可發(fā)現(xiàn)研究區(qū)儲(chǔ)層膠結(jié)作用對(duì)于孔隙度的破壞平均在20%以上，對(duì)儲(chǔ)層物性影響較大。儲(chǔ)集巖石顆粒間膠結(jié)物常見(jiàn)濁沸石（圖9a），其在巖心中常常附在礫石邊緣，在微裂縫間尤為發(fā)育。在單偏光鏡下濁沸石具有2 組完全解理和不平整斷口，掃描電鏡照片呈現(xiàn)短柱狀，常見(jiàn)其與葉片狀-絨球狀綠泥石、片狀綠-蒙混層礦物及石英共生（圖9b），少見(jiàn)同伊-蒙混層礦物共生，一般通過(guò)探針更容易識(shí)別（圖9c、圖9d）。濁沸石往往形成于中-堿性水化學(xué)環(huán)境中，同火山物質(zhì)蝕變、黏土礦物轉(zhuǎn)化以及鈣長(zhǎng)石的鈉長(zhǎng)石化有關(guān)形成（Hall，1998）。通過(guò)掃描電鏡特征，認(rèn)為沸石形成于弱堿性的還原環(huán)境，其形成同火山物質(zhì)溶蝕后形成的蒙脫石，然后蒙脫石發(fā)生綠泥石化有關(guān)，反映濁沸石的形成與砂礫巖中富含火山碎屑（特別是凝灰?guī)r）有關(guān)。在封閉成巖環(huán)境中，溶蝕礦物會(huì)局部重組形成等效體積的膠結(jié)物，溶蝕作用對(duì)于孔隙度增加并無(wú)實(shí)際意義，只有在開(kāi)放成巖體系中，溶蝕組分能夠通過(guò)一定規(guī)模的流體流動(dòng)被搬運(yùn)出該系統(tǒng)，溶蝕作用對(duì)于儲(chǔ)層物性的改善才有意義（Hall，1998；楊海軍等，2012）。研究區(qū)風(fēng)城組儲(chǔ)層主要屬于裂縫型儲(chǔ)層，顆粒及膠結(jié)物的溶蝕程度受微裂縫發(fā)育而增強(qiáng)，相當(dāng)于開(kāi)放成巖體系，溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層物性改善有實(shí)質(zhì)性意義。由于儲(chǔ)集巖石內(nèi)火山巖巖屑發(fā)育，為溶蝕提供大量物質(zhì)基礎(chǔ)，常見(jiàn)巖屑顆粒局部溶解，偶見(jiàn)鑄模孔，膠結(jié)物主要是濁沸石的溶蝕（圖9b、圖9c）。前人將溶蝕流體的來(lái)源大致分為兩類（楊海軍等，2012；李國(guó)蓉等，2014；吳和源等，2017），一類是表生成巖作用階段，大氣淡水的回流對(duì)于長(zhǎng)石和巖屑顆粒的溶蝕；另一類是中成巖階段超壓快速損失帶或烴類形成有關(guān)的富CO2流體對(duì)于顆粒以及膠結(jié)物的溶蝕。根據(jù)儲(chǔ)層內(nèi)儲(chǔ)集空間類型、顆粒溶蝕形態(tài)、膠結(jié)物溶蝕機(jī)理以及裂縫發(fā)育程度，認(rèn)為研究區(qū)風(fēng)城組儲(chǔ)層最終物性改善受大氣淡水回流影響較小，溶蝕流體主要為烴類形成有關(guān)的富CO2流體，該流體多期次通過(guò)微裂縫對(duì)儲(chǔ)層顆粒以及膠結(jié)物進(jìn)行溶蝕，結(jié)合壓實(shí)和膠結(jié)作用對(duì)于儲(chǔ)層孔隙度的定量影響，認(rèn)為溶蝕作用使孔隙度平均增加10.6%，是儲(chǔ)層物性改善的關(guān)鍵因素。

整體來(lái)看，儲(chǔ)層物性受控于構(gòu)造、沉積和成巖的綜合影響，北部凹槽內(nèi)斷裂帶附近的風(fēng)城組砂巖類儲(chǔ)層為下一步勘探的重點(diǎn)目標(biāo)，其次為礫巖類儲(chǔ)層（圖1）。

4 結(jié)論

（1）研究區(qū)風(fēng)城組儲(chǔ)層巖石以砂礫巖為主，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較低。儲(chǔ)集空間以微裂縫為主，其次為粒間和粒內(nèi)溶孔，儲(chǔ)層為裂縫型儲(chǔ)層，微裂縫類型主要為構(gòu)造縫。喉道以片彎狀以及管束狀喉道為主。壓汞資料和分形維數(shù)綜合反映儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)非均質(zhì)性較強(qiáng)，整體較差；儲(chǔ)層孔隙度平均為6.78%，滲透率平均為4.17×10—3μm2，屬于特低孔特低滲儲(chǔ)層。微裂縫對(duì)于滲透率的正向影響最大，對(duì)于孔隙度的增加影響相對(duì)較小。

（2）研究區(qū)風(fēng)城組儲(chǔ)層最終物性受控于構(gòu)造、沉積和成巖的綜合影響，構(gòu)造和沉積作用的耦合效應(yīng)控制儲(chǔ)層的原始物性。古構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成研究區(qū)大量斷裂的發(fā)育以及異常高壓的形成，為儲(chǔ)層內(nèi)微裂縫的形成奠定基礎(chǔ)，扇面內(nèi)的河道砂體儲(chǔ)集物性要好于靠近物源的辮狀河流砂體儲(chǔ)集物性，巖石內(nèi)可溶組分含量高也為后期溶蝕提供物質(zhì)基礎(chǔ)。區(qū)內(nèi)形成南北2 個(gè)凹槽，受凹槽內(nèi)坡度影響，水動(dòng)力條件、沉積物顆粒大小以及磨圓的差別導(dǎo)致南部凹槽內(nèi)儲(chǔ)層物性要差于北部凹槽。成巖作用為儲(chǔ)層物性演化的直接因素，壓實(shí)和膠結(jié)作用導(dǎo)致儲(chǔ)層物性變差，受控于微裂縫發(fā)育程度的溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層物性有明顯的改善。北部凹槽內(nèi)斷裂帶附近的風(fēng)城組砂巖類儲(chǔ)層為下一步勘探的重點(diǎn)目標(biāo)。

致謝：感謝審稿專家提出的寶貴意見(jiàn)，在此感謝！