巴音都兰凹陷阿尔善组碎屑岩储层特征及其主控因素

赵杰，李宏为，杨全凤，朱敏，吕德胜，任晓丽，赵紫印，李翔

（中国石油华北油田公司地球物理勘探研究院，河北 任丘 062552）

巴音都兰凹陷阿尔善组碎屑岩储层特征及其主控因素

赵杰，李宏为，杨全凤，朱敏，吕德胜，任晓丽，赵紫印，李翔

（中国石油华北油田公司地球物理勘探研究院，河北 任丘 062552）

通过采用岩心观察、薄片鉴定，以及地震相、测井相、沉积相、成岩作用研究等方法，分析了二连盆地巴音都兰凹陷阿尔善组碎屑岩储层特征。结果表明：岩石类型以长石砂岩和砂砾岩为主，岩屑砂岩和长石岩屑砂岩次之，具有近物源特征；储层物性总体上属于低孔、特低渗性，但也存在相对有利的低孔、低渗储层（测井孔隙度为9.37%～11.55%，渗透率为6.14×10-3～6.27×10-3μm2），有利于形成含油气储层。针对研究区储层特点，进一步分析认为，储层的形成和分布主要受沉积微相和成岩作用两大因素的控制。扇三角洲前缘分流河道和席状砂微相为有利储层分布相带；同时，差异压实作用、溶蚀作用和压溶作用，使得储层原生残余粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔及微裂缝发育并得以保存，而强烈的压实作用和胶结作用，使得储层物性整体变差。

储层特征；主控因素；沉积微相；成岩作用；阿尔善组；巴音都兰凹陷

0　引言

内蒙古二连盆地已经经历多年深入的油气勘探［1-4］，巴音都兰凹陷作为二连盆地大三角地区重要的富油凹陷，也是二连盆地最早发现油气显示的凹陷之一。巴音都兰凹陷位于二连盆地马尼特坳陷的东北部，北部和东部与巴音宝力格隆起相邻，西部与阿拉坦合力凹陷接壤，南部与阿北、阿南凹陷毗邻，面积约1 200 km2。该凹陷早期为一个统一汇水湖盆，腾二段时期，整个凹陷由于受到构造反转运动的影响被分割成南、中、北3个洼槽，各个洼槽具有东南断、西北超的单断箕状特征［5-11］。其主要油气储层发育段为阿尔善组K1ba4，K1ba3段。

由于二连盆地整体是由若干个断陷式小湖盆群构成，巴音都兰凹陷作为其中之一，近年来勘探方向由构造油藏转向了洼槽区岩性油藏。洼槽区受东南断、西北超单断箕状结构控制，发育一系列近物源陆相沉积体系，从而发育大量低孔、低渗性储层，制约着油藏的进一步有效勘探和开发。如何在低孔、低渗背景下寻找储层物性相对较好的高产区块，已是摆在油田井位综合研究人员面前的主要任务，为此，从已钻井资料出发，重点对其相对有利储层发育的主控因素进行了分析。

1　储层特征分析

1.1储层物性特征

实钻井的测井物性数据统计结果表明：阿尔善组储层的有效孔隙度为0.60%～22.60%，主要分布在4.94%～14.27%，其中3.00%～9.00%的样品累积频率约为50%，9.00%～15.00%的样品累积频率为50%；渗透率为0.01×10-3～50.34×10-3μm2，其中0～2.00×10-3μm2的样品累积频率为77.15%，2.00×10-3～8.00×10-3μm2的样品累积频率为22.85%，反映了储层连通性较差的特点。储层总体上属于低孔、特低渗储层，但其中也存在相对有利的低孔、低渗储层，孔隙度为9.37%～11.55%，渗透率为6.14×10-3～6.27×10-3μm2，物性相对较好。

1.2储层岩石学特征

1.2.1岩心观察

通过观察分析巴音都兰凹陷阿尔善组碎屑岩岩心，认为该区发育的储层主要有成熟度相对较高的砂岩和砂砾岩，以及成熟度相对较低的砂岩和砂砾岩类（见图1），成熟度的差异反映出储层发育受控于不同沉积相带。

图1　巴音都兰凹陷阿尔善组储层岩心特征

1.2.2薄片鉴定

在观察分析钻井岩心的基础上，进一步通过大量偏光显微薄片镜下观察分析认为，储层岩石类型主要以长石砂岩和砂砾岩为主，岩屑砂岩和长石岩屑砂岩次之（见图2）。其中，颗粒主要由2部分组成：1）矿物碎屑成分，以石英、碱性长石为主，含少量斜长石；2）岩石碎屑成分，以凝灰岩岩屑为主，喷出岩岩屑次之，花岗岩岩屑和少量变质岩。填隙物则由黏土杂基、白云石、方解石胶结物组成。储集空间类型有粒间孔、粒内溶孔和粒间溶孔以及少量裂缝，孔缝率0～7%。整体表现为明显的近物源特征，受物源区母岩类型的影响，呈现出储层的结构成熟度和成分成熟度均较低的特点。

图2　巴音都兰凹陷阿尔善组砂岩三角形分类

2　有利储层发育的主控因素分析

2.1沉积相

2.1.1岩心相特征

综合钻井、录井、测井资料，观察分析不同成熟度岩心所处的沉积相类型（见图1），并统计不同沉积微相（见表1），发现油气富集程度对储集相带具有选择性，有利储集相类型是油气富集的决定条件之一［12］。其中：扇三角洲前缘分流河道和席状砂是主要有利相带，利于形成规模储量的岩性油藏；而扇三角洲平原分流河道、水下扇三角洲平原分流河道、水下重力流浊积扇，则往往是致密储层发育区（见表1），难以形成岩性油藏。

表1　巴音都兰凹陷阿尔善组K1ba储层储集相类型统计

2.1.2单井相特征

从钻井、录井、测井综合资料入手，分析研究区阿尔善组主要的沉积相类型。如图3所示，以b1x井为例展开分析。

图3　b1x井单井沉积相柱状分布

阿尔善组主要发育扇三角洲沉积相，其中有利储集相带为扇三角洲前缘。主要包括：1）分流河道砂相，SP，R2.5m，AC，GR曲线呈现明显箱形状，GR值相对较低（泥质体积分数较低）；2）扇三角洲前缘席状砂，AC，R2.5m曲线呈现薄尖齿状，GR值相对较低（泥质体积分数较低）。这2种亚相砂体录井均见到油气显示，是下步寻找的主要沉积相类型。然而，扇三角洲平原分流河道相，SP，R2.5m，AC，GR曲线虽呈现明显箱状，但GR值相对较高（泥质体积分数较高）；扇三角洲前缘分流河道间湾相，AC，R2.5m曲线呈现弱齿状，GR值高（泥质体积分数较高）：两者则均为不利储集相带（见图3）。

2.1.3地震相特征

从实钻资料入手，对过井地震剖面分析发现，工区以扇三角洲沉积体系地震相为主，其次是湖泊相、水下扇三角洲及浊积扇沉积体系地震相。

扇三角洲沉积亚相扇三角洲平原地震相为边界大断层的根部，低频，强振幅，内部呈亚平行—杂乱—前积反射特征，靠近物源；扇三角洲前缘地震相为低频，强振幅，内部呈前积反射特征明显；前扇三角洲地震相为低频，中—弱振幅，内部反射特征不明显。

水下扇三角洲沉积体系地震相沿断层下降盘直接进入深水区，低频，强振幅，内部呈亚平行—杂乱—前积反射特征，外部呈现楔状特征，为重力流沉积体系。而湖泊相地震相上为内部平行反射特征，为稳定水体环境。滑塌浊积扇系地震相，可发育在扇三角洲前缘地形陡变处，呈透镜体状，为重力流沉积体系。

综合上述分析，编制了阿尔善组沉积相平面图（见图4），确定扇三角洲前缘分流河道和席状砂微相为有利储层分布相带，是下步有利勘探区带。

图4　巴音都兰凹陷北洼槽阿尔善组沉积平面展布

2.2成岩作用

2.2.1压实作用

在有利储层发育区，一些刚性骨架碎屑、高成熟度矿物，如石英，抗压实能力强［11］，与不稳定的长石等矿物，彼此之间存在着差异压实作用力，形成的机械压实作用相对薄弱区，可以保留沉积过程中发育的相对较多的原生残余粒间孔隙，且被原油充填。而强烈压实作用区，由于颗粒排列紧密，局部呈现的定向排列性，均使得储层储集空间被占据，孔隙不发育，易于形成遮挡型致密储层区。

此外，孔隙度与埋藏深度关系表明（见图5），随着埋深增加，压实作用持续增强，使得砂砾岩储层孔隙度整体随之减小。

图5　砂砾岩储层孔隙度与深度关系

2.2.2溶蚀作用

薄片鉴定资料表明工区为近物源的特点，长石颗粒发育程度较高，又是不稳定矿物，极易与地下酸性流体发生化学溶蚀反应。长石可顺着解理或者在其颗粒内部发生溶蚀作用，使得储层次生粒间溶孔和粒内溶孔发育［13］，可有效改善孔喉道间连通性，对有利储层发育具有建设性作用。统计研究区不同层段储层的孔隙度（见图5），结果表明，阿四段砂砾岩储层由于溶蚀作用使得次生孔隙带发育（红色椭圆框区域）［14-15］，孔隙度最大可达到23%。

在强溶蚀作用下形成的有利储层中，实测岩心物性也较好。如：b4x井，岩心孔隙度为12.40%，渗透率为4.60×10-3μm2（见图1a）；b92x井，岩心孔隙度为9.13%，渗透率为2.34×10-3μm2（见图1b）；b19井，岩心孔隙度高达22.40%，渗透率达86.20×10-3μm2（见图1c，1d）。而致密储层岩心孔隙度一般小于5%，渗透率小于1×10-3μm2，常为干层。

2.2.3胶结作用

岩心和薄片鉴定资料表明，研究区储层填隙物主要有黏土杂基、石英的次生加大胶结物、白云石、方解石胶结物。

杂基支撑型储层（b76井，1 293.8 m，灰色砂砾岩；b79井，1 502.5 m，杂色砂砾岩）主要是由杂基构成基底式胶结，砾石多呈现直立状、漂浮状，大小混杂，分选性、磨圆度差，孔隙被杂基黏土矿物充填，发育致密储层。

颗粒支撑型储层的硅质胶结：石英的次生加大现象［14］明显，自生加大的石英颗粒与加大前的颗粒间具有明显的镶嵌式接触关系，占据着孔隙位，破坏了储层喉道间的各类连通性［11］，有效降低了储层孔渗性质。但是，石英自身作为具有稳定性和刚性的矿物颗粒，对上覆载荷的抗压实能力强，一定程度上对储层物性起到改善性作用。

颗粒支撑型储层的碳酸盐矿物胶结：包括泥晶白云石胶结物、泥晶方解石胶结物、经重结晶作用形成的连晶状白云石胶结物和连晶状方解石胶结物，以及亮晶方解石胶结物，这些胶结物堵塞孔隙，破坏储层，造成物性变差。但若后期储层中发生酸性流体作用，可使碳酸盐矿物产生一定的溶蚀，也能提高储层物性级别，形成有利储层。

3　结论

1）阿尔善组碎屑岩储层岩石类型以长石砂岩和砂砾岩为主，岩屑砂岩和长石岩屑砂岩次之，具有近物源特征。储层总体上属于低孔、特低渗性储层，但也存在着相对有利的低孔、低渗储层，物性相对较好，有利于形成含油气层。

2）储层的发育受控于沉积相带，研究区阿尔善组主要发育了冲积扇和扇三角洲相，其中扇三角洲前缘分流河道和席状砂微相为有利储层分布相带。

3）成岩作用对储层的改造具有重要控制作用。其中：差异压实作用使得储层原生残余粒间孔发育，溶蚀作用和压溶作用使得储层粒间溶孔、粒内溶孔及微裂缝发育，这些作用都对储层储集空间的发育具有建设性作用，利于形成含油气储层；而强烈的压实作用和胶结作用对储层储集空间的发育具有破坏性作用，使得储层物性整体变差。

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（编辑王淑玉）

Reservoir characteristics and main controlling factors of clastic rocks in Aershan Formation of Bayindulan Sag

Zhao Jie，Li Hongwei，Yang Quanfeng，Zhu Min，Lyu Desheng，Ren Xiaoli，Zhao Ziyin，Li Xiang
（Geophysical Exploration Research Institute，Huabei Oilfield Company，PetroChina，Renqiu 062552，China）

The characteristics of clastic rocks in Aershan Formation of Bayindulan Sag，Erlian Basin are analyzed by core observation，thin section examination of rock，seismic facies，log data，sedimentary facies and diagenesis.The result shows that rock types are mainly of arkose and glutenite，while lithic sandstone and feldspar lithic sandstone are less，which are near provenances；reservoir physical property generally belongs to low porosity，extra-low permeability，but there are also relatively good low porosity lowpermeabilityreservoirs（theaveragelogporosityis9.37%-11.55%，theaverage permeability is 6.14-6.27 md），which is conductive to formation of oil and gas reservoir.Considering the characteristics of the reservoirs in the study area，further analysis concludes the formation and distribution of the favorable reservoirs are mainly controlled by sedimentary micro-facies and diagenesis.The distributary channel of fan delta front and sheet sand microfacies are favorable reservoir belts；differetial compaction，dissolution and pressure solution develop and preserve original residual intergranular pore，reservoir intergranular dissolved pore，intragranular solution pores and micro cracks，but strong compaction and cementation worsen the reservoir physical property.

reservoir characteristics；controlling factor；sedimentary Facies；diagenesis；Aershan Formation；Bayindulan Sag

中国石油华北油田公司项目“二连盆地北部凹陷有利区带评价及勘探目标优选”（2014-HB-A10-2）

TE122.2+3

A

10.6056/dkyqt201503005

2014-10-24；改回日期：2015-02-29。

赵杰，男，1986年生，助理工程师，硕士，2013年毕业于成都理工大学地质学专业，现主要从事石油地质井位综合研究工作。E-mail：zjzhaojie@163.com。

引用格式：赵杰，李宏为，杨全凤，等.巴音都兰凹陷阿尔善组碎屑岩储层特征及其主控因素［J］.断块油气田，2015，22（3）：291-295. Zhao Jie，Li Hongwei，Yang Quanfeng，et al.Reservoir characteristics and main controlling factors of clastic rocks in Aershan Formation of Bayindulan Sag［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2015，22（3）：291-295.