滨里海盆地东缘Д南石炭系Д层碳酸盐岩储层发育的控制和影响因素

金 博，常广发，刘 美，张胜斌，黄先雄，黄大琴

(1.中国石油尼罗河公司，北京 120001;2.中国石油长城钻探工程公司，北京 100101;3.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安 710065;4.中国石油阿克纠宾公司，北京 120001)

Д南南部地区位于滨里海盆地东缘R油田南穹窿南翼(见图1)，为开阔台地相碳酸盐岩沉积。石炭系含油层系KT-II含油层系Д层为短轴背斜，断裂不发育，油藏性质为构造-岩性油气藏。储层以次生溶蚀孔隙为主，发育一定程度的微裂缝［1-3］。储层厚度较薄，横向变化大，物性较差，总体为低孔、低渗碳酸盐岩(见图2)。

图1 研究区位置及构造特征示意图Fig.1 The location and characteristic of structure in study area

图2 储层物性直方图Fig.2 The porosity and permeability on Reservoir

前人对R油田KT-II碳酸盐岩储层做过大量的研究工作，刘洛夫等(2007)对滨里海盆地盐下层系的碳酸盐岩储集层与油气特征进行了分析［4-5］;方甲中等(2008)对 KT-II储层沉积相与储层类型进行了研究，将储层划分为裂缝型、孔洞缝复合型、微裂缝-孔隙型和孔隙型4种［6］;赵中平等(2009)对R油田中部石炭系碳酸盐岩储层主要成岩作用及控制因素进行了分析，认为中部区块的白云岩成因有混合白云岩化作用、毛细管浓缩白云岩化作用和汇流渗透白云岩化作用等成因［7］。目前，前人的研究多集中于北穹隆和南穹隆的高部位，对于南穹隆南翼德南地区的储层类型不甚清楚。关于德南南部地区石炭系KT-II含油层系Д层低孔、低渗碳酸盐岩储层的研究较为薄弱，缺乏系统深入的分析研究。本文从构造、层序、沉积相、裂缝发育程度和白云石化作用等5个方面对Д层碳酸盐岩低孔、低渗储层的控制和影响因素进行了深入分析，确定储层发育的控制和影响因素，为储层横向预测及提高储量动用程度提供地质依据和参考。

1 储层类型与特征

录井资料、岩心描述、岩心薄片、扫描电镜和X衍射分析资料显示，Д南南部地区KT-II含油层系Д层储层的岩性主要为生物碎屑灰岩、泥晶生屑灰岩、鲕粒灰岩、砂屑灰岩、鲕粒白云质灰岩，部分含藻类;方解石胶结;灰岩多发育锯齿状缝合线和微裂缝，白云质灰岩则发育裂缝和孔洞，多见溶蚀孔和少量粒间孔。Д层从上到下划分为Д1，Д2，Д3，Д4和 Д5。Д1底部发育白云岩化带，该段储层溶蚀孔洞和缝发育，孔隙度和渗透性相对较高，反映出Д1底部白云岩化作用对改善储层物性具有重要作用。综合常规测井、成像测井、岩心资料和录井资料，Д南南部地区碳酸盐岩储层可以分为3类:孔-洞-缝复合型储层、孔隙-裂缝型储层和孔隙型储层(见图3)。孔-洞-缝复合型储层和孔隙-裂缝型储层主要发育在Д1层底部，岩性主要为白云质灰岩，储集空间类型为裂缝、溶蚀孔洞和孔隙，孔隙度4% ～13%。油井初期产能较高，递减速度快，后期产量递减平缓，体现多重介质特征。孔隙型储层则主要发育在Д1层上部，岩性主要为白云质灰岩，储集空间类型为孔隙，孔隙度4%～7%。油井初期产能较低，采取生产措施后，产能增加，后期递减速度快，后期产量低。综合各井储层类型和开发动态特征分析，发现孔-洞-缝复合型储层和孔隙-裂缝型储层是本区的优质储层和主要产能贡献。

2 储层分布差异性

Д南南部地区KT-II含油层系Д层纵向上储层分布具有差异性，Д1和Д3为主要油层，Д2则主要为致密层，发育少量油层。Д1层上段主要为孔隙型灰岩储层，下段则主要为孔-洞-缝复合型和孔隙-裂缝型白云质灰岩储层。Д3主要为孔隙型灰岩储层，少部分为孔隙型白云质灰岩。虽然各井纵向上Д层各段灰岩具有不同程度的白云岩化，但以Д1层的白云岩化程度最为强烈和明显。有利储层主要发育在Д1下段的白云岩化带内，为白云质灰岩，发育裂缝和孔洞。但是，各井Д1下段储层白云石百分含量分布的差异性反映出其白云岩化程度存在明显差异。平面上，Д1层洞缝复合型和孔隙-裂缝型白云质灰岩储层呈带状分布，岩性和物性变化较大，反映出Д南南部地区KT-II含油层系Д层纵向和平面较强的非均质性。

图3 3种储层类型Fig.3 The three types of reservoir

3 储层发育的控制和影响因素

3.1 古构造对储层发育的影响

通过恢复Д南南部地区Д层沉积期末相对古构造，发现Д1下段储层白云岩化程度受古构造特征控制明显，灰岩白云岩化程度强烈的井都未位于构造高部位及低凹部位，而是位于构造相对斜坡部位(见图4)。古构造高部位的94井Д1段主要发育灰岩(见图3)，储层白云石百分含量较低;位于古构造低凹部位的47井亦表现出类似的特征(见图5)。这反映出，平面上，白云质灰岩既非发育在古构造顶部地层也非构造底部地层，而是发育在古构造的某一特定相对斜坡的位置中，推测出白云岩化作用可能受水深和沉积环境的共同影响。

图4 相对古构造图(Д层沉积期末)Fig.4 Paleo-structute map(the period of Д layer)

图5 47井Д1灰岩储层(反映白云岩化作用微弱)Fig.5 The limestone reservoir on Д1of 47 well

3.2 层序和沉积相对储层发育的控制

Д层各段基本都由一个低GR正旋回和一个高GR反旋回组成。根据Д层各段旋回和储层的关系，储层主要发育在高GR反旋回的底部，紧邻薄层静水碳酸盐岩泥微相(见图6)。

图6 Д1储层分布层序示意图Fig.6 The reservoir on Д1on section

Д1主要为浅滩和滩间沉积;Д2发育一套稳定的薄层静水碳酸盐岩泥;Д3发育浅滩和滩间沉积。Д1层储层主要为发育在浅滩微相的鲕粒白云质灰岩及灰岩。非储层则发育在滩间沉积微相。储层发育的有利沉积微相类型为开阔台地浅滩微相(见图7)。

图7 Д1下段沉积微相分布图Fig.7 Micro sedimentary facies on lower of Д1

上述沉积相和层序对储层发育的控制作用特征反映出沉积微相控制着储层的平面分布，而层序控制着储层发育的纵向旋回的位置或体系域类型。

3.3 裂缝发育对储层的影响

KT-II段Д层主要发育低角度裂缝及水平裂缝，纵向上裂缝发育具有明显的差异性:裂缝主要发育在Д1层段(见图8，图9)，Д2和 Д3段部分层段发育少量裂缝;裂缝主要发育在Д1层底部的白云质灰岩地层中，少部分发育在灰岩地层。裂缝发育的层段孔隙度有所改善，渗透性提高明显。裂缝对储层物性的改善有重要影响，裂缝发育程度影响了储层的物性和产能。裂缝发育段是有利储层的主要发育段。

图8 Д1储层裂缝发育图(96井)Fig.8 Fracture on Image logging of lower Д1

图9 Д1下段裂缝密度分布图(叠前预测)Fig.9 Fracture distribution of lower of Д1(pre-stack inversion)

3.4 白云石化对储层物性的改善作用

碳酸盐岩中，白云岩地层的孔隙一般高于对应的灰岩地层，这与白云石化作用有关。白云石化作用对碳酸盐岩储层物性的影响可分为直接影响和间接影响两个方面［8］。直接影响包括白云石化过程中的溶蚀作用、等摩尔交代、过白云石化、等体积交代和对渗透率的提高5个方面。间接影响主要是白云石化之后的溶蚀(多具选择性)和白云岩比同类灰岩抗压实压溶，从而易于保存孔隙;同等条件下比灰岩更易发育断裂、裂缝［8］。

虽然大多数白云岩比同等条件下灰岩的储集性能更好，白云岩化作用也是很多碳酸盐岩储层发育的先决条件，但由不同白云岩化作用形成的白云岩，其储集性能不同。白云岩化作用本身产生的孔隙可能有限，因而并非所有的白云岩都能成为良好的储层。沉积环境和微相因素可能是白云岩储层发育的控制因素，而白云岩化作用和断裂、裂缝及各种溶蚀等成岩作用的改造，是白云岩储层发育的关键因素［8］。研究区Д层白云石含量增加的层段，对应孔隙度增大，渗透率明显增高(见图10)。从岩石密度与渗透率统计直方图也反映出，随着岩性从灰岩过渡到白云质灰岩，孔隙度明显增高(见图11)。随着灰岩白云化程度的加重，储层产能(单井产量)也相应增加，说明白云石化作用对储层物性具有明显的改善作用(见图12)。混合白云岩的分布强烈地受古地理背景的控制，主要发育在没有蒸发岩产出的岩石中［9］。

在威斯康星背斜，在岩石出露水面以后，淡水透镜体及其下伏的半咸水带位置，混合白云化作用就在此透镜体以下的半咸水带中进行［10］。研究区Д1灰岩的白云岩化带的发育特征与该背斜的混合白云岩化作用发育类似，而且明显受古构造控制。这充分说明，Д1灰岩的白云岩化作用主要成因为混合白云岩化作用。结合Д1储层的发育特征，发现Д1灰岩的混合白云岩化作用是控制储层类型的主要地质因素。

图10 Д1白云石含量与储层物性对比图Fig.10 The relation between the dolomite and the petrophysical properties including porosity and permeability on Д1

图11 岩石密度与孔隙度对比图Fig.11 The rock density vs.porosity

图12 白云石含量与单井产量图Fig.12 Production vs.dolomite

4 结论

1)滨里海盆地东缘Д南石炭系Д层碳酸盐岩储层主要为低孔、低渗储层，厚度较薄，岩性和物性横向变化大，纵向和平面非均质性强。

2)Д层碳酸盐岩主要发育3种类型的储层:孔-洞-缝复合型、孔隙 -裂缝型和孔隙型储层。孔-洞-缝复合型和孔隙-裂缝型储层主要发育在Д1底部白云岩化带，岩性主要为浅滩白云质灰岩。

3)Д1底部白云岩化带主要受沉积环境和古构造控制，Д1底部的白云岩化带储层裂缝和溶蚀孔洞发育且产能较高，是有利储层发育的主要层段。

4)古构造控制了Д层碳酸盐岩储层发育的平面位置，浅滩沉积微相控制了储层的平面分布特征，层序格架控制了储层发育的纵向旋回的体系域类型，构造应力控制了裂缝的发育，裂缝发育程度影响了储层的物性和产能。白云石化作用对储层物性的改善有积极的作用。灰岩的混合白云岩化作用是控制储层类型的主要地质因素。

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