准噶尔盆地南缘四棵树凹陷中上组合优质储层展布特征

许浩宇，王振奇

油气资源与勘探技术教育部重点实验室（长江大学）

长江大学地球科学学院，湖北武汉 430100

张庆丰（中石油煤层气有限责任公司忻州分公司，山西 忻州 034000）

何成伟（长江大学地球科学学院，湖北 武汉 430100）

四棵树凹陷是准噶尔盆地南缘北天山山前冲断带西部的一个二级构造单元，其西至艾比湖，东邻霍玛吐背斜带，北邻车排子凸起，西南以伊林黑比尔根山为界，东南接齐古断褶带，勘探面积约6400km2，整体为一走向北西西倾向南东－南东东的大单斜。该凹陷共经历压扭－坳陷－前陆3期大的构造演化阶段，受喜马拉雅运动影响最甚，主要发育高泉、西湖、独山子、卡因迪克4个背斜群，所有构造均定型于上新世末期［1］。区内三叠纪以前处于持续隆升期，不接受沉积，残余的主要沉积地层为侏罗系－第四系。

受控于构造－沉积旋回，四棵树凹陷垂向上主要发育下、中、上3套成藏组合［2］，笔者研究的目的层属于中上组合，即中组合的主要储层古近系紫泥泉子组（E1－2z）与上组合的主要储层新近系沙湾组（N1s）。地层展布由南向北减薄呈楔形，紫泥泉子组残余厚度约50～150m，以辫状河三角洲、湖泊沉积为主，岩性主要为紫红色、褐红色粗砂岩、含砾中细砂岩，钻井揭示该组泥岩极不发育；沙湾组残余厚度约100～600m，沉积体系与紫泥泉子组相似，但凹陷南部发育扇三角洲，岩性比紫泥泉子组稍粗。

1 储层基本特征

1.1 孔隙结构特征

孔隙结构特征是指岩石中孔隙和吼道的几何形状、大小、分布及连通关系，是决定储层储集性能的重要因素［3－5］。笔者收集了研究区大量铸体薄片资料，发现四棵树凹陷主要储层孔隙类型以正常粒间孔（平均含量44.44%）和剩余粒间孔（平均含量40.4%）为主，偶见少量粒间溶孔（平均含量8.88%）和粒内溶孔（平均含量4.4%）。

吼道的大小与几何形态是决定储层渗流能力的关键，四棵树凹陷储层吼道类型主要包括孔隙缩小型吼道、缩颈型吼道、管束状吼道以及片状吼道，以缩颈型为主。紫泥泉子组毛细管中值半径为0.04～19.36μm，平均1.08μm，主频分布在0.05～0.5μm，主要为细吼－中吼，北部卡因迪克地区较南部高泉、西湖地区稍粗；沙湾组毛细管中值半径为0.05～11.11μm，平均2.39μm，分布主频在0.05～0.5μm，亦为细吼－中吼，同样也是北部地区较南部地区稍粗。整体而言，四棵树凹陷中上组合储层吼道偏细，排驱压力偏大。

1.2 物性特征

根据岩心分析化验资料，四棵树凹陷紫泥泉子组、沙湾组储层物性在不同构造有一定差异，但整体呈现低孔低渗－中孔中渗特征［6］，孔渗较高的岩性主要为粗－中砂岩。卡因迪克地区紫泥泉子组平均孔隙度为9.1%，平均渗透率为10.7mD，西湖地区紫泥泉子组平均孔隙度为10%，平均渗透率为3.2mD，独山子地区沙湾组平均孔隙度为16%，平均渗透率为18.3mD。

1.3 成岩作用特征

成岩作用是储层后生改造的重要因素，对孔隙结构、渗流能力及储集性能可造成建设性或者破坏性的改造［7，8］，成岩阶段和孔隙演化模式的分析有助于客观认识研究区储层的演化过程。以行业标准为依据，笔者利用自生矿物组合、有机质成熟度指标、黏土矿物及混层黏土矿物的转化特点等对四棵树凹陷中上组合储层成岩阶段进行了划分。四棵树凹陷中上组合主要储层现今主要处在早成岩阶段B亚期和中成岩阶段A亚期，受控于凹陷南低北高的继承性构造演化特征，北部卡因迪克地区所经历的成岩作用较南部独山子地区弱，主要处在早成岩阶段B亚期。早期的压实作用对研究区粒间孔改造较为强烈，为研究区储层改造的最主要作用。

2 储层展布特征

2.1 物性下限分析

有效储层的物性下限值主要包括储层孔隙度、渗透率和含油饱和度下限值，即只有当储层的有效孔隙度、渗透率原始含油气饱和度达到一定的界限时，储层才有开采价值，该界限及为物性下限。目前过内外确定有效储层物性下限的方法很多，主要有试油产状法、概率统计法和测试法等等［9－10］。在收集大量试油数据和岩心分析化验数据的基础上，笔者主要利用试油产状法对有效储层物性下限进行识别。试油产状法即根据油田试油成果划分有效储层和非有效储层，一般认为，单层产液量小于1t/d的储集层为非有效储层，反之则为有效储层，把非有效储层和有效储层对于的孔隙度、渗透率值绘制在同一直角坐标系内，二者分界处对应的物性值即为物性下限。根据四棵树凹陷中上组合储层的岩心分析化验资料和试油资料确定了其孔隙度下限为11%，渗透率下限为7mD（见图1）。

2.2 测井解释模型

根据声波时差与孔隙度的关系建立孔隙度测井解释模型已成为国内外最常用的方法，只是模型的精确度要取决于测井资料标准化精度和不同地质背景控制下的不同沉积特点。考虑到四棵树凹陷存在南北两大物源，且不同时期具有不同的沉积背景，在建立测井解释模型时，进行分层段分区块的进行拟合。孔隙度解释模型主要利用声波时差法，而渗透率模型目前尚无统一方法。笔者主要根据孔隙度与渗透率的关系建立模型，并将测井解释的物性与岩心化验所得物性进行拟合，当拟合关系斜率约等于1、相关系数大于0.8时才利用该模型进行后期解释。

2.3 有效储层展布

图1 试油法确定四棵树凹陷有效储层物性下限

1）紫泥泉子组 根据试油产状法所估算性下限，结合声波时差、微电极、微电位曲线在测井二次砂岩解释的基础上解释出的四棵树凹陷紫泥泉子组储层砂岩总有效厚度约为10～80m，根据油气储层评价行业标准综合评价为Ⅲ～Ⅳ类储层。储层整体上而言由北向南减薄（见图2），至凹陷中南部、西湖背斜南端尖灭。综合分析认为，储层砂体展布受控北部物源，北部卡因迪克地区岩性以粗砂岩为主，分选稍差、磨圆程度稍低，物性相对较好；往南至西湖地区变为细砂岩、粉砂岩，分选稍好、磨圆程度稍高，但该区接近凹陷中心埋深较大，成岩改造作用较卡因迪克地区强烈，压实、胶结作用导致孔隙结构变差，故而物性相对卡因迪克地区较差；而凹陷南部山前独山子地区独山1井录井岩屑显示全段以大套红褐色含砾泥岩、粉砂质泥岩为主，砂体几乎不发育，该处可能已不在北部物源的控制范围内，储层不发育。

2）沙湾组 沙湾组有效储层厚度约为60～280m，储层综合评价主要为Ⅱ～Ⅲ类储层。储层由南北两端分别向中部减薄呈对楔形展布（见图3）。综合分析认为，该组受控于南北2大不同物源，北部物源控制卡因迪克地区、西湖地区，发育辫状河三角洲沉积，岩性以中细砂岩为主，物性较好；南部独山子地区受控于山前物源，为近源扇三角洲沉积，岩性以含砾砂岩、粗－中砂岩为主，物性很好。该组埋藏整体较浅，储层发育主要受控于沉积环境，成岩改造作用微弱。

图2 四棵树凹陷紫泥泉子组储层分类展布图

图3 四棵树凹陷紫泥泉子组储层分类展布图

3 结论

1）四棵树凹陷中上组合储层均以粗砂岩为主，物性显著受控于岩性，沙湾组整体较紫泥泉子组粗，物性稍好。除压实作用外，其他成岩作用对该区储层改造作用不明显。

2）储层展布受控于沉积相，紫泥泉子组储层发育受控于北部物源，沙湾组储层发育受控于南北两大物源，且北部物源控制范围较大，储层横向展布较稳定。

3）从储层角度出发，四棵树凹陷中上组合中点勘探区域应在凹陷北部斜坡带。

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［编辑］ 洪云飞