柴达木盆地英西地区深部混积岩储层特征及控制因素

陈登钱，沈晓双，崔　俊，路艳平，黄　耀

（中国石油青海油田分公司勘探开发研究院，甘肃敦煌736202）

柴达木盆地英西地区深部混积岩储层特征及控制因素

陈登钱，沈晓双，崔俊，路艳平，黄耀

（中国石油青海油田分公司勘探开发研究院，甘肃敦煌736202）

采用张雄华对混积岩的分类方法，对柴达木盆地英西地区深部储层混积岩的岩石类型进行了划分，并将其简化为灰（云）岩、泥岩及砂岩三大类。利用铸体薄片、全岩分析、核磁共振及孔隙度等资料，对英西地区深部混积岩储层进行了综合分析与研究。该区储层岩性复杂，岩石类型主要为灰（云）岩类，岩石矿物成分包括陆源碎屑、碳酸盐及黏土矿物。储层孔隙度为0.58%～8.58%，平均为2.69%；渗透率为0.010～0.501 mD，平均为0.053 mD，具有低孔、低渗特征，孔渗相关性差。储集空间以晶间孔、微孔隙和裂缝为主，溶蚀孔不发育。碳酸盐含量和储层裂缝发育程度是该区储层物性的主控因素，压实作用对储层孔隙度具有一定影响。

混积岩；储集空间；晶间孔；英西地区；柴达木盆地

0　引言

1984年Mount［1］提出了混积岩的概念，用以表述陆源碎屑与碳酸盐混合沉积的产物。混合沉积是一种介于碎屑岩和碳酸盐岩沉积之间的过渡类型，广泛发育于陆相湖泊、海陆过渡带、陆棚和斜坡等环境。混合沉积形成的沉积物可以是一套岩石的组合，也可以是一套岩层层系的组合［2］。国内外对混积岩的岩石成因和分类看法不一［1-9］。张雄华［5］认为混积岩主要是由事件突变混合沉积作用、相缘渐变沉积混合作用、原地沉积混合作用、侵蚀再沉积混合作用以及岩溶穿插再沉积混合作用形成的。

柴达木盆地西北部深层具有典型的陆相湖泊混合沉积特征。英西地区位于柴达木盆地西北部，其深部的下干柴沟组（E3）具有碳酸盐、黏土和陆源碎屑混合共生的特征［3］。笔者对该区混积岩进行归类和命名，并以此为基础对混积岩的岩石学特征、储层物性、孔隙结构及储层控制因素等进行综合研究，以期为英西地区油气藏的勘探开发提供借鉴。

1　区域地质概况

英西地区位于柴达木盆地西部坳陷区狮子沟—英雄岭构造带的西北端，南与英中地区油砂山构造相接，北至犬牙沟，西到红柳泉斜坡，东与干柴沟构造相接（图1）。该区构造形态为一呈南陡北缓的大型弧形背斜，东西长24 km，南北宽7～8 km①姜营海，高发润，贾青丽，等.柴达木盆地英西地区狮子沟构造狮40井钻井地质设计.中国石油青海油田分公司勘探开发研究院，2014.。受狮子沟和狮南断层的控制，英西地区发育浅、中、深共3个构造层［6］。其中，浅层主要在狮子沟滑脱断层上盘发育狮子沟和花土沟构造，中部以低幅度鞍部连接，在下盘发育花西背斜构造；中、深层受狮子沟和狮南断层的影响，发育多个背斜、断背斜及断鼻等构造圈闭，埋深为3 500～5 000 m，与浅层狮子沟和花土沟等圈闭高点不一致。

图1　柴达木盆地英西地区构造位置Fig.1　Structural location of Yingxi area in Qaidam Basin

2　岩石的分类及命名

Mount［1］采用砂、异化粒、灰泥和泥质黏土四端元，结合立体图法对混积岩进行了分类，但其分类方法不够直观，引用较为困难；杨朝青等［4］采用黏土、陆源碎屑和碳酸盐三端元对混积岩进行了分类，将碳酸盐体积分数大于25%且陆源碎屑体积分数大于10%的混合沉积归为混积岩，并根据岩石组分的含量及结构，在混积岩之前加前缀进行了进一步描述；张雄华［5］在杨朝青的三端元分类基础上，除了将黏土体积分数大于50%的部分称为黏土岩之外，将碳酸盐体积分数为5%～95%和陆源碎屑体积分数为5%～95%的混合沉积称为混积岩，将混积岩分成了4类。

英西地区狮32斜井113块X射线衍射全岩分析资料表明，该区深部储层岩石矿物类型复杂，主要包括陆源碎屑、碳酸盐及大量的自生矿物，具有明显的混合沉积特征［6］（图2）。其中，陆源碎屑包括石英、长石及黏土矿物；碳酸盐的主要矿物成分为白云石、铁白云石及方解石；自生矿物包含一定量的黄铁矿和硬石膏。由此表明，研究区深部储层沉积环境为高盐度的湖泊［10］。

图2　英西地区深部储层矿物组分三角图Fig.2　Triangular diagram of deep reservoir minerals in Yingxi area

根据英西地区混积岩储层的实际情况，采用张雄华［5］的分类方法，将该区混积岩的岩石类型划分为泥岩、含陆源碎屑-碳酸盐混积岩、陆源碎屑质-碳酸盐混积岩、含碳酸盐-陆源碎屑混积岩及碳酸盐质-陆源碎屑混积岩，并根据石油天然气行业岩石薄片鉴定标准［11］，将这些岩石类型简化为灰（云）岩、泥岩和砂岩三大类（表1）。

表1　英西地区混积岩分类及命名Table 1　The classification of diamictite in Yingxi area

根据英西地区136块岩石薄片鉴定资料分析，灰（云）岩类出现的频率最高，为67.40%，泥岩类次之，为25.19%，砂岩类出现的频率最低，为7.41%（表2）。

表2　英西地区混积岩岩石类型分布频率Table 2　Distribution frequency of the rock types of diamictite in Yingxi area

3　岩石学特征

3.1灰（云）岩类

研究区深部灰（云）岩是分布最广的岩石类型，颜色以灰色为主，多与粉砂和内碎屑等呈互层型混合及组构型混合［2］。其岩石类型复杂多样，主要包括泥质泥晶灰（云）岩、砂质泥晶灰（云）岩及颗粒灰（云）岩等，岩石中普遍含硬石膏（表3、图版Ⅰ-1～Ⅰ-3）。

表3　英西地区碳酸盐类岩石类型分布频率Table 3　Distribution frequency of the rock types of carbonate in Yingxi area

3.2泥岩类

研究区深部泥岩多为灰色，富含灰（云）质，多与粉砂和极细砂呈互层型混合及组构型混合［2］。其岩石类型复杂多样，有8种之多（表4），最常见的有灰（云）质泥岩、含砂灰（云）质泥岩及含灰（云）砂质泥岩等。多具有水平层理，岩石中普遍含硬石膏（图版Ⅰ-4～Ⅰ-6）。

表4　英西地区泥岩类岩石类型分布频率Table 4　Distribution frequency of the rock types of mudstone in Yingxi area

3.3砂岩类

研究区深部砂岩出现频率不高，岩石类型以不等粒砂岩及极细粒砂岩为主，颗粒磨圆度差，胶结物多为方解石和硬石膏。其中，方解石含量较高，体积分数普遍大于10%，硬石膏在个别样品中以结核的形式存在（图版Ⅰ-7～Ⅰ-9）。

4　储集空间类型

柴达木盆地英西地区深部储层以灰（云）岩为主，岩石颗粒细，储层孔喉半径小。通过对铸体薄片和扫描电镜资料的分析，研究区储集空间类型以晶间孔、微孔隙及裂缝［10］为主，溶蚀孔不发育。

4.1晶间孔和微孔隙

研究区灰（云）岩类岩石中晶间孔较发育，岩石中的碳酸盐晶体相互支撑，形成了晶间孔，孔隙直径约1 μm。在黏土矿物含量高的泥岩类储层中，黏土矿物与碳酸盐晶体混杂，并充填于碳酸盐晶粒间，形成了微孔隙。伊利石、伊/蒙混层等片状矿物定向排列，形成了片状孔喉［12］。与晶间孔相比，微孔隙孔径更小，一般小于1 μm（图版Ⅱ-1～Ⅱ-4）。

4.2裂缝

研究区深部储层裂缝发育，且连续性好。裂缝可分早、晚2期：早期以拉张作用形成的张裂缝为主，被方解石和硬石膏充填；晚期以构造挤压形成的剪切裂缝为主，充填不充分，再加上高压流体的溶蚀改造，对储层基质孔隙起到了很好的沟通作用。岩石铸体薄片分析也显示为2期裂缝，早期全充填，晚期充填程度弱（图版Ⅱ-5～Ⅱ-8）。岩心及测井资料分析表明，研究区裂缝发育程度主要受构造控制，裂缝在背斜核部比在两翼发育，大断裂附近裂缝也较发育；裂缝发育程度也受岩性控制，岩石中碳酸盐等脆性矿物含量高，则裂缝较发育。

4.3溶蚀孔

英西地区溶蚀孔发育程度弱，这与该区为咸化湖盆沉积有关。咸化湖盆地层水矿化度高，研究区深部地层水矿化度高达3×105 mg/l，且成岩过程中以胶结作用为主，溶蚀作用弱（图版Ⅱ-9～Ⅱ-12）。

5　储层物性特征

5.1物性特征

根据狮32斜井98个样品的孔隙度和核磁渗透率分析数据（表5）统计，英西地区深部储层孔隙度为0.58%～8.58%，平均为2.69%，主要为1%～4%；渗透率为0.010～0.501 mD，平均为0.053 mD，主要为0.01～0.05mD，具有低孔、低渗特征。从统计结果来看，灰（云）岩、泥岩及砂岩孔隙度相差不大，但泥岩相对渗透率略高，这与泥岩中易发育层间缝相关［13］。就该区储层岩性来说，泥岩含量较少，因此，灰（云）岩是该区主要的储层岩石类型。

表5　英西地区深部储层物性参数Table 5　Physical property parameters of deep reservoirs in Yingxi area

5.2孔渗关系

根据英西地区狮32斜井358块样品孔隙度及核磁渗透率分析，得出该区深部储层孔隙度与渗透率关系图（图3）。从图3可看出，孔隙度与渗透率相关性较差，随着孔隙度的增大，渗透率并没有出现明显的变化，这与该区储层以微孔隙和裂缝为主的储集空间有关。

图3　英西地区深部储层孔隙度与渗透率关系Fig.3　Relationship between porosity and permeability of deep reservoirs in Yingxi area

6　储层物性控制因素

英西地区深部储层为柴达木盆地西部地区的沉积中心之一，整体上处于半深湖—深湖沉积环境［3］，沉积了巨厚的灰（云）岩和泥岩，陆源粗碎屑含量低，且岩石矿物成分中碳酸盐含量较高。因此，该区储层物性主要受碳酸盐含量和裂缝发育程度的控制，压实作用对储层孔隙度具有一定的影响。

6.1碳酸盐含量

通过对狮32斜井全岩分析资料及孔隙度资料的对比可以看出，研究区孔隙度受白云石的控制非常明显。随着白云石含量的增加，孔隙度有较为明显的提高［图4（a）］，这与白云石化形成的晶间孔有关［14-16］；与白云石相反，随着方解石含量的增加，孔隙度有减小的趋势［图4（b）］。

图4　英西地区深部储层孔隙度与碳酸盐含量关系Fig.4　Relationship between porosity and carbonate content in Yingxi area

6.2裂缝发育程度

英西地区深部储层裂缝发育。一方面，裂缝沟通了储层基质晶间孔和微孔隙，极大地改善了储层的渗流能力；另一方面，裂缝的形成进一步促进了储层溶蚀作用的发生，提高了储层基质孔隙度。钻探证实该区储层裂缝发育程度与油气显示密切相关。

6.3压实作用

由于研究区储层埋藏较深，岩石颗粒细小，灰（云）质成分较多，石英和长石等刚性颗粒少，在压实作用的影响下，储层岩石孔隙度较小［17］。根据英西地区狮32斜井358块样品孔隙度及核磁渗透率资料分析，储层埋藏深度与孔隙度呈一定的正相关关系：随着埋深的增加，孔隙度降低较为明显，而对渗透率的影响则较小（图5）。这是因为研究区主要的孔隙类型为晶间孔和微孔隙，储层渗流能力受裂缝发育程度控制。

图5　英西地区储层物性与埋藏深度关系Fig.5　Relationship between burial depth and reservoir properties in Yingxi area

7　结论

（1）采用张雄华的分类方法，根据英西地区的实际情况，将该区储层岩石类型划分为灰（云）岩、泥岩及砂岩三大类，其中灰（云）岩为主要的岩石类型。

（2）英西地区储层储集空间以晶间孔、微孔隙及裂缝为主，溶蚀孔不发育。裂缝发育程度主要受构造控制，裂缝在背斜核部比在两翼发育，大断裂附近裂缝也较发育；裂缝发育程度也受岩性控制，岩石中碳酸盐等脆性矿物含量高，则裂缝较发育。

（3）英西地区深部储层孔隙度主要为1%～4%，平均为2.69%；渗透率主要为0.01～0.05 mD，平均0.053 mD，具有低孔、低渗特征，孔渗相关性差。

（4）储层碳酸盐含量和裂缝发育程度是英西地区储层物性的主要控制因素，压实作用对孔隙度也具有一定的影响。

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图版Ⅰ

图版Ⅰ说明：柴达木盆地英西地区深部储层混积岩微观沉积特征。1.颗粒灰（云）岩，狮32斜井，4 141.71 m，×100，正交偏光，薄片；2.泥晶灰（云）岩，狮32斜井，4 062.50 m，×200，单偏光；3.泥质泥晶灰岩，狮32斜井，4 112.18 m，×100，正交偏光，薄片；4.含膏灰（云）质泥岩，狮32斜井，4 054.80 m，×100，正交偏光，薄片；5.含灰（云）粉砂质泥岩，粉砂岩与泥岩互层，狮32斜井，4 060.60 m，×25，正交偏光，薄片；6.灰（云）质泥岩，粉砂及少量内碎屑均匀分布，狮32斜井，4 063.35 m，×100，正交偏光，薄片；7.含灰极细粒长石砂岩，狮32斜井，4 103.73 m，×100，单偏光，薄片；8.含泥灰质含内碎屑不等粒长石岩屑砂岩，狮32斜井，4 111.43 m，×100，单偏光，薄片；9.含灰不等粒岩屑长石砂岩，狮32斜井，4 111.73 m，× 100，单偏光，薄片

图版Ⅱ

图版Ⅱ说明：柴达木盆地英西地区深部储层储集空间类型。1.白云石晶间孔，狮32斜井，4 139.63 m，×3 763，SEM；2.白云石晶间孔，狮25井，4 150.00 m，×4 014，SEM；3.泥岩微孔隙，狮32斜井，4 150.82 m，×3 000，SEM；4.白云石晶间孔，狮32斜井，4 143.81 m，×18 920，SEM；5.泥质泥晶灰岩裂缝，狮32斜井，4 122.80 m，×50，单偏光，蓝色铸体；6.裂缝，狮23井，4 011.00 m，岩心照片；7.方解石全充填裂缝，狮新28井，4 167.50 m，岩心照片；8.灰（云）岩微裂缝内含油，狮23井，4 021.00 m，×100，荧光薄片；9.泥质泥晶灰（云）岩溶蚀孔，狮32斜井，4 125.59 m，×100，单偏光，蓝色铸体；10.泥晶灰（云）岩溶蚀孔，狮新28井，4 168.50 m，×200，单偏光，蓝色铸体；11.溶蚀孔洞，狮32斜井，4 105.00 m，岩心照片；12.方解石颗粒内溶蚀孔及微裂缝，狮32斜井，4 111.30 m，×3 015，SEM

（本文编辑：王会玲）

Reservoir characteristics and controlling factors of deep diamictite in Yingxi area，Qaidam Basin

Chen Dengqian，Shen Xiaoshuang，Cui Jun，Lu Yanping，Huang Yao
（Research Institute of Exploration and Development，PertoChina Qinghai Oilfield Company，Dunhuang 736202，Gansu，China）

Based on the classification method of diamictite proposed by Zhang Xionghua，the lithology of deep diamictite in Yingxi area of Qaidam Basin was classified simply into three types:carbonatite，mudstone and sandstone. The data of thin section，whole rock mineral analysis，nuclear magnetic resonance and core porosity were used to study the reservoir characteristics of deep diamictite in Yingxi area.The main rock type of the reservoir is micrite limestone（dolomite），and the minerals include terrigenous minerals，carbonate minerals and clay minerals.The porosity ranges from 0.58%to 8.58%，with the average value of 2.69%，and the permeability ranges from 0.010 mD to 0.501 mD，with the average value of 0.053 mD.The reservoir has the characteristics of low porosity and low permeability，and the correlation between the two parameters is poor.The reservoir spaces mainly include intergranular pores and fractures，with fewer dissolved pores.The content of carbonate minerals and compaction are the main controlling factors for reservoir properties.

diamictite；reservoir space；intergranular pore；Yingxi area；QaidamBasin

TE122.2+3

A

1673-8926（2015）05-0211-07

2015-05-11；

2015-07-25

中国石油青海油田分公司勘探开发研究院外协项目“英西地区盐岩分布及控藏因素研究”（编号：研究院2014-技术-勘探-03）资助

陈登钱（1974-），女，高级工程师，主要从事薄片鉴定与沉积储层方面的研究工作。地址：（736202）甘肃省敦煌市七里镇跃进小区6号楼。E-mail：cdqqh@petrochina.com.cn。