渤海XX29-2油田中深层优质储层成因分析

孙风涛，郭铁恩，田晓平，黄 凯，施亚洲，张国坤

（中海石油（中国）有限公司天津分公司勘探开发研究院，天津塘沽 300450）

渤海XX29-2油田中深层优质储层成因分析

孙风涛，郭铁恩，田晓平，黄 凯，施亚洲，张国坤

（中海石油（中国）有限公司天津分公司勘探开发研究院，天津塘沽 300450）

摘 要：为研究XX29-2油田沙河街组中深层储层特征，运用薄片镜下观察、岩心描述、物性分析、扫描电镜等手段对其岩性、物性进行精细分析。结果表明，XX29-2油田沙河街组中深层储层砂岩类型以含砾中—粗粒岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主，孔隙类型以粒间孔为主，储集性好，为中孔高渗优质储层。按一般的理论分析，中深层的储层因受成岩作用影响，物性多为低—中孔渗，为了解这种中深层优质储层的成因，从影响中深层优质储层成因的七个因素对其做了分析，最后得出CO2热流体和粗粒砂岩是形成该区优质储层的主控因素。这一成果为下步渤海中深层有利目标的勘探提供了科学依据。

关键词：CO2热流体；粗粒砂岩；优质储层

Origin Analysis of the Intermediate-deep High Quality Reservoir
in XX29-2 Oil Field, Bohai Sea

SUN Fengtao, GUO Tieen, TIAN Xiaoping, HUANG Kai, SHI Yazhou, ZHANG Guokun

(Institute of Exploration and Development of Tianjin Branch of CNOOC Ltd., Tanggu Tianjin 300450, China)

Abstract:The reservoir characteristics and physical properties of medium-deep Paleogene Shahejie Fm in XX29-2 oil field have been studied by using thin sections observation, physical properties analysis, scanning electron microscope and core description. The study results showed that the reservoir sandstones are dominated by conglomeratic mesograin-macrograin lithic arkose and feldspathic lithic sandstone. The main pore types are intergranular pores in this area. The reservoir physical properties are good, with middle porosity and high permeability. According to the general theory, the physical property of mid-depth reservoirs is low-middle porosity and permeability due to the influence of diagenesis. To understand the origins of this kind of excellent mid-depth reservoir, analysis has been conducted on the seven factors influencing the high-quality reservoir. Through analysis, it is concluded that the main control factors for high-quality reservoirs are CO2hot fluid and gritstone. The study results provide a scientific foundation for looking for high-quality reservoirs in Bohai bay.

Keywords:CO2hot fluid; gritstone; high-quality reservoir

1　区域地质概况

XX29-2油田位于渤海中部海域，区域构造位置处于石臼坨凸起东倾末端北侧边界断裂下降盘的断坡带上。研究区目前已钻井6口，钻井揭示主要含油气目的层段为沙河街组的沙一、二段，油藏埋深-3 150～-3 485 m，为中深层范畴。沙一、二段沉积类型为扇三角洲沉积，产层段主要为分流河道、河口坝沉积微相。岩性以中砂岩和含砾中砂岩为主。

2　储层特征

根据岩心观察、岩石薄片鉴定、扫描电镜和录井资料分析，沙一、二段储层主要为含砾中—粗粒岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主。颗粒分选中等，磨圆呈次圆～次棱状，岩石成分成熟度较低。碎屑颗粒以石英、长石、岩屑为

主，其中石英质量分数为13.0%～41.0%，平均29.0%；长石28.0%～45.0%，平均35.4%；岩屑20.0%～55.0%，平均35.6%。孔隙发育，连通中等～好，面孔率约20%，以粒间孔为主（图1），见少量次生溶蚀孔。

通过沙一、二段216样次的岩心常规孔隙度、渗透率分析资料，孔隙度分布范围8.9%～32.4%，平均21.3%；渗透率分布0.1×10-3～6 852.5×10-3µm2，平均952.4×10-3µm2（图2）；测井解释储层孔隙度主要分布在16.3%～26.3%之间，渗透率主要分布在31.9×10-3～5 498.3×10-3µm2之间；油气层平均孔隙度22.0%，平均渗透率862.5×10-3µm2；储层具有中孔、高渗的物性特征。

图1　XX29-2E-2井沙一、二段岩心铸体薄片和扫描电镜照片

图2　XX29-2油田沙一、二段岩心分析孔隙度、渗透率分布直方图

3　优质储层成因分析

XX29-2油田沙一、二段油层分布在3 300 m左右，孔隙度主要分布在15%～30%之间，渗透率多大于1 000×10-3µm2，属于中深层的优质储层。前人对碎屑岩储集层物性的影响因素已做过大量研究，主要受沉积相带、成岩作用、油气侵位、超压作用以及火山活动等条件的影响[1-2]，目前渤海一般从CO2热流体、湖相碳酸盐岩、粗粒砂岩、油气侵位、裂缝储层、超压作用和次生孔隙等七个方面来研究中深层优质储层成因。研究区岩性为中—粗砂岩；压力梯度为0.97 MPa/100 m，属正常压力系统；储层类型以粒间孔为主，见少量次生溶蚀孔。这就排除了湖相碳酸盐岩、裂缝储层、超压作用以及次生孔隙的影响，下面对其余三点逐一分析。

3.1 CO2热流体对储层的影响

CO2热流体对储层的影响主要表现在对长石的溶蚀作用；高岭石发育，伊利石不发育，储层高渗。高岭石在酸性成岩场中容易产生和保存[3]，CO2的存在为高岭石提供了这种酸性成岩场。XX29-2油田天然气的二氧化碳质量分数为6.45%～90.61%，据XX29-2E-2井黏土矿物含

量分析结果，伊利石质量分数为8.9%，高岭石为34.2%，即高岭石发育伊利石不发育（图3）。

引用的中国石油大学（华东）地球资源与信息学院陈鑫的高岭石含量与物性、伊利石含量的垂向对比图（图4），从图上可以看出高岭石含量与孔隙度和渗透率有很好的正相关，伊利石含量与孔隙度和渗透率为负相关。高的高岭石含量，低的伊利石含量，可作为二氧化碳流体对储层改造最重要的证据。

图3　XX29-2E-2井黏土矿物含量柱状图

图4　高岭石含量与物性、伊利石含量的垂向对比图

3.2 粗粒砂体对储层的影响

对中深层储层，压实作用强，粒径小的颗粒因比表面积较大，与粒径大的颗粒相比，在承受同样压力的情况下不易发生滑动、变形。负荷的压力多用来挤压孔隙，造成砂岩孔隙度变化较快；粒度较大的颗粒，接触面积小，颗粒支撑作用强，颗粒相对承受的压力大一些，会分担一部分挤压孔隙空间的力，从而使埋藏过程中的孔隙度变化较慢。因此，在地质时期的埋藏过程中，颗粒较细的砂岩减孔量较大而保存的孔隙较少；颗粒较粗的砂岩减孔量较小，保存的孔隙较多。分选对砂岩的成岩压实作用也有影响，分选相同的砂岩，只经历压实作用的情况下，颗粒粒径与渗透率之间存在正相关的关系，粒径越大砂岩渗透性越好[4]。表1为统计的XX29-2E-2井岩心粒度与物性关系，当粒度为粗砂岩时，渗透率在1 500×10-3µm2以上，为细砂岩时，非均值性较强，渗透率在1.2×10-3～174.3×10-3µm2之间，为粉砂岩时，渗透率大部分都小于1×10-3µm2。即粗砂岩为高孔特高渗储层、细砂岩为中孔中低渗储层、粉砂岩为特低孔特低渗储层。从XX29-2E-2井岩心照片看（图5），大部分岩性为具有一定分选的中—粗粒砂岩，所以其物性较好。

表1　XX29-2E-2井粒度与物性关系

图5　XX29-2E-2井3 300 m岩心照片

总的来说，砂岩在只经历机械压实的情况下，相同物源、相同分选的砂岩，颗粒粒度越粗，压实作用过程中减孔率越小，最终保存的孔隙越多，砂岩渗透性越好[4]。

3.3 油气侵位对储层的影响通过

对XX29-2油田沙河街组古地温、埋藏史、流体包裹体等综合研究，该区沙河街组成藏时间主要在馆陶组沉积末期，与渤海地区新近纪晚期快速成藏对比，成藏期较早，一般而言，油气的早期充注不仅使储层孔隙水流动可能受到抑制，而且对晚期的压实作用、胶结作用以及黏土矿物的转化都起到了抑制作用，减缓储层的成岩作用，对储层的物性起到保护作用[1]。但这些规律多是局限于石英含量高达80%以上的石英砂岩或者纯石英砂岩[1]，油气中携带的有机酸等成分不与岩石颗粒组分发生化学反应。XX29-2油田沙河街组长石含量占35.4%，岩屑平均含量高达35.6%，以长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩为主，结构和成分成熟度低，其一般规律不适用，即油气侵位对储层的影响不明显。

4　结论

渤海XX29-2油田沙河街组油层埋深3 300 m左右，储层物性为中高孔渗。通过对CO2热流体、湖相碳酸盐岩、粗粒砂岩、油气侵位、裂缝储层、超压作用和次生孔隙等七个影响优质储层因素的分析，得出影响该区优质储层的主要因素为CO2热流体和粗粒砂岩。

参考文献：

[1]官大勇，魏刚，王粤川，等．渤海海域渤中地区中深层储层控制因素分析——以石臼坨凸起东段陡坡带沙河街组为例[J].天然气勘探与开发，2012，35（2）：5-7．

[2]赵晨，王付洁，刘舒，等．西湖凹陷KX构造平湖组储层特征及主控因素研究[J]．海洋石油，2014，34（1）：11-16．

[3]陈鑫，钟建华，袁静，等．渤南洼陷古近系高岭石发育特征及转化机理[J]．石油勘探与开发，2009，36（4）：456-462．

[4]操应长，葸克来，王健，等．砂岩机械压实与物性演化成岩模拟实验初探[J]．现代地质，2011，25（6）：1152-1158．

作者简介：第一孙风涛，女，1978年生，地质工程师，硕士，从事储量评价和石油地质研究工作。E-mail：wssxdsn@163.com。

收稿日期：2014-06-19；改回日期：2014-08-15

文章编号：1008-2336（2015）01-0063-04

中图分类号：TE122.2

文献标识码：A DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2015.01.063