冲积扇储层中的砾缘缝——一种特殊储集空间的类型

陈广，刘远汀，程博文



冲积扇储层中的砾缘缝——一种特殊储集空间的类型

陈广，刘远汀，程博文

（长江大学地球科学学院，武汉 430100）

砾缘缝是一种脱水缩合的建设性成岩裂缝，绝大多数发育在砾岩中，其次是砂砾岩，多分布在冲积扇主河道、主槽和辫状线等微相中。主河道砾缘缝发育的砾岩为泥质胶结，岩性疏松，孔隙度大，渗透高，表现为SP值负偏、AC值较低、RT为块状高阻，具有良好的物性储集特征，但易受压实和胶结等非建设性成岩作用使物性变差。与其他裂缝相比，在溶蚀等建设性新成岩作用下，主河道内砾缘缝发育的砾岩的物性变好现象更加明显，岩石孔隙度峰值可达121.13。砾缘缝主要裂缝开度区间为0.05～2mm，是一种特殊的储集空间类型。

砾缘缝；冲积扇；储集空间；准噶尔西北缘

随着行业的发展，石油勘探正在向复杂化发展，在此背景下裂缝性油气藏的研究开发成为一种研究开发趋势。近几十年来，在冲积扇砾岩裂缝性储层中找到的油气储量日益增加，但裂缝性储层的孔隙度变化区间大，且规律性差、非均质性强且裂缝分布复杂，使得冲积扇中裂缝性油气藏的开发成为一个难题。上个世纪中期以来，随着世界上裂缝性油气藏的不断发现，有关裂缝的研究内容逐渐丰富起来。

位于准噶尔盆地上乌尔禾组的研究区内发育冲积扇砾岩、砂砾岩，储集孔隙包括剩余砾间孔、砾间溶孔、粒间溶孔、粒内溶孔，还广泛发育砾缘缝。优势储层位于主河道、主槽或辫状线等微相中。优势储层区覆盖在砾缘缝发育区域，可以认为砾缘缝在一定程度上对储层有所贡献，或者说，砾缘缝是一种优质储层区的标志。

1 地质背景

研究区准噶尔盆地五区二叠系上乌尔禾组，面积约126km2，为东南倾的单斜构造，根据多种地震属性进行的综合研究，认为检101断裂是区内主要断裂，其两侧发育多条次级断裂。检101断裂将研究区分为上下两盘。下盘发育3个坡折带。断层、披折带具有控砂、控油作用[1-4]。

观察3口井岩芯，岩石类型共3类7种，包括：中砾岩、小砾岩、砂砾岩、砂质砾岩、不等粒砂岩、泥质砂岩、泥岩。颜色为灰色、褐灰色、浅灰色。其中扇根主河道微相主要发育浅灰色油斑砂砾岩、小砾岩。图1为研究区内的岩石照片，可以看出，主河道沉积物岩性疏松。发育冲刷构造和洪积层理。而槽滩、辫流砂岛泥质含量比主槽辫流线要高，漫洪带、漫流带微相为含砾泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩互层，泥质岩相对较发育。

图1 研究区内岩石照片

由于地质条件复杂，地质认识不断变化，经历了一个漫长的过程。总体来看，因丰度低、埋藏深、单井产量低，为难采储量。但经过40多年的连续勘探，获取了大量地质资料钻井资料，油藏具有扩边潜力，为本项目研究奠定良好基础。

砂岩颗粒以次圆为主，成分杂，分选差，表明沉积物具有河流搬运的特点，推测沉积速率较快。最常见的沉积构造是洪积层理、粒序层理、冲刷面和斜层理，最常见的岩性多为砾岩、砂砾岩，杂基含量高，多发育次生孔隙。

2 储集空间类型

储集空间作为油气富集场所及运移通道，是正确把握油气富集规律和圈定有利油气富集单元的关键。研究区储集空间类型多样，其较高的发育程度是形成优质储层的基础，不同的储集空间，其形成的影响因素众多，且不同的区域存在较大的差异[5]。

通过对岩心观察，薄片鉴定和测井资料的分析发现研究区上乌尔禾组的储集空间类型主要为原生孔隙、次生孔隙、裂缝。

2.1 原生孔隙

原生孔隙是下乌尔禾组主要的储集空间类型之一，包括原生粒间孔和剩余粒间孔。原生粒间孔隙受岩性以及沉积环境等因素的影响难以保存；在上层覆盖地层的压实作用和交接作用的填充条件，孔隙直径缩小，原生孔隙度降低，原生孔隙发展为剩余原生孔隙。

2.2 次生孔隙

碎屑颗粒、填隙物随埋藏环境变化而被溶蚀、交代或原生孔隙被改后形成的孔隙。研究区上乌尔组储层次生孔隙包括粒间溶孔、粒内溶孔等[10]。

1）次生孔隙：由于颗粒或填隙物中可溶组分在一定条件下发生选择性的溶蚀而形成的一种孔隙类型，此类孔隙连通性较好，孔隙形状不规则，常呈港湾状、锯齿状。下乌尔禾组地层一般以小孔隙（0.04～015mm）为主，其次是中孔（0.15～0.25mm），局部有大孔（0.25～0.50mm）。

2）粒内孔隙，碎屑颗粒内部含有的可溶性矿物组分在一定条件下发生溶蚀形成的一类孔隙，常与粒间孔隙伴生，且互相连通，但分布很不均匀。下乌尔禾组粒内溶孔主要以方解石和沸石粒内溶孔为主，占孔隙总体积的比例较小，对储层贡献不大。

图2 砾缘缝实例图

2.3 裂缝

不同岩性及不同构造部位的裂缝有较大差异，表示其发育受局部岩性和局部构造作用影响十分明显，在裂缝成因上，可分为构造裂缝、原岩裂缝，和成岩裂缝，其中的砾缘缝为本研究区主要的储集空间的类型。

1）构造裂缝，同一类型构造裂缝常成组出现，方向性较为明显，产状稳定，分布规律，裂缝面平整光滑，裂缝面常具有擦痕和阶步。

2）原岩裂缝，原岩裂缝是指母岩在下乌尔禾组砾岩沉积以前就已形成的裂缝。这种裂缝形成时期早于成岩裂缝和构造裂缝，常被石英填充，发育较少。且由于被石英填充，对储层空间贡献较小，只有当后期填充物被溶蚀时才会有所贡献。

3）成岩裂缝，成岩裂缝主要是指成岩过程中形成的砾内挤压破碎缝和砾缘缝。前者是成岩压实过程中砾石之间相互挤压破碎的结果，在本研究区中数量较少，研究价值不大。砾缘缝是一类次生孔隙，当砾石和砾石颗粒间的填隙物为泥石流形成的泥质成分时，沉积时泥质含大量水，在成岩作用时期，粒间泥质脱水收缩，砾石周缘形成“砾缘缝”。成岩作用后期，方解石胶结物常胶结充填于部分砾缘缝中，在一定条件下方解石溶解，形成溶孔，储层物性提高。砾缘缝大量储油，因此是研究区主要的储集空间类型，也是冲积扇扇根亚相河道微相或主槽微相特有的孔隙类型[15]。

3 砾缘缝研究特征

3.1岩性特征

岩矿薄片统计结果表明，五区上乌尔禾组砂砾岩储层的碎屑成分较为复杂，以砂质成分为主的约占样品总数的29%，以砾质成分为主的约占71%。绝大多数发育在砾岩中，其次是砂砾岩，大多分布在冲积扇主河道、主槽和辫状线等微相中。

砾缘缝（如图2）位于沉积期的扇根主河道微相中的砾岩颗粒之间，磨圆度较好，砾石坚硬，扛压实作用能力强，成岩收缩时表现为一种建设性的成岩作用。据样品岩心观察，在发育砾缘缝的岩心中共随机统计570条砾缘缝，其中发育在中砾岩中的砾缘缝共计229条，发育在细砾岩中的砾缘缝共计341条，发育在细砾岩中的砾缘缝占总数的59.8%。细砾岩中发育的砾缘缝开度主要区间1~2mm，中砾岩中发育的砾缘缝开度区间主要为0.05~1mm。部分砾缘缝发育在被细小颗粒（泥）覆盖填充的负韵律的的上层，该负韵律的上层主要为细砾或中砾岩，大部分发育在块状的砾岩中。

3.2 物性特征

物性特征十分重要，直接控制着储集性能，物性特征受岩性特征影响显著，不同粒度的砂砾岩对应的孔隙度和渗透率不同，随着粒径的增大，孔隙度和渗透率总体呈变大的趋势。具有砾缘缝发育的岩石的颗粒主要是砾岩、砂砾岩等大径颗粒，孔隙度和渗透率整体较高。砾岩孔隙度为102.05，渗透率为23.15%，砾缘缝发育较多的区域的砾岩孔隙度峰值高达121.13，渗透率峰值为28.34%。砂砾岩次之，其孔隙度为80.56，渗透率均值为18.45%，由于砂砾岩发育的砾缘缝孔径较小、数量较少，砂砾岩孔隙度和渗透率受岩性特征影响较小，其孔隙度峰值为92.43，渗透率峰值为21.35%。

1）电性特征，电性特征是岩性、物性和含油性的综合反应。储集性能在电测曲线的反映上主要表现为声波时差（AC）及自然电位（SP）的不同。在电性上物性较好的储层表现为呈箱形或钟形的自然伽马（GR）低值；呈钟状的自然电位（SP）的负异常；低的声波时差值(AC)等特征。位于主河道内的砾缘缝表现为SP值负偏、AC值较低、RT为块状高阻，具有良好的物性储集特征，开发潜力巨大[17]。

2）含油性，砾缘缝油气显示普遍较高，油迹、油斑和油侵等含油级别均有显示。不同岩性对应的油气显示有所不同，通常储层的岩性越粗，物性越好，含油性级别随之升高。而砾岩中泥质含量低，物性好，对应的岩性粒度粗，含油性好[16]。

4 结论

1）研究区冲积扇砂砾岩广泛发育“砾缘缝”储层，优势储层位于主河道、主槽或辫状线等微相中。

2）主河道内的砾缘缝发育的砾岩为泥质胶结，岩性疏松，孔隙度大，渗透高，表现为SP值负偏、AC值较低、RT为块状高阻，具有良好的物性储集特征，为一类储层。

3）通过对砾缘缝发育的砾岩和砂砾岩的四性研究，可知砾缘缝是一种优质储层的标志。

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Grain Boundary Fracture in Alluvial Fan Reservoir——A Special Reservoir Space

CHEN Guang LIU Yuan-ting CHENG Bo-wen

(College of Earth Sciences, Yangtze University, Wuhan 430100)

Grain boundary fracture is a constructive diagenetic fracture developed mainly in conglomerate or glutenite. The grain boundary fracture-developed conglomerate is a good reservoir characterized by politic cement, loose, high porosity, good permeability with lower SP and AC values, and higher RT mass impedance. Thanks to constructive diagenesis such as dissolution, grain boundary fracture-developed conglomerate in main channel has better physical property with the largest porosity of 121.13. The grain boundary fracture is a special reservoir space.

grain boundary fracture; alluvial fan; reservoir space; northwest margin of Junggar

P618.63

A

1006-0995（2017）02-0179-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.02.001

2016-10-08

陈广（1995-），男，湖南益阳人，本科在读，研究方向：地质学