西湖凹陷平北区平湖组储层主控因素分析

秦兰芝，谢晶晶，张武

(中海石油(中国)有限公司上海分公司，上海 200030)

西湖凹陷平北区平湖组储层主控因素分析

秦兰芝，谢晶晶，张武

(中海石油(中国)有限公司上海分公司，上海 200030)

针对西湖凹陷平北区平湖组储层主控因素不明的现状，采取物性测试、铸体薄片、扫描电镜观察与地质统计等手段开展了储层特征研究。镜下鉴定表明平北斜坡带(图1)平湖组(E2p)储层岩石类型以长石岩屑质石英砂岩为主，颗粒分选和磨圆度较好；孔隙主要以粒间溶孔为主，并保存一定量的原生孔隙；储层物性在中深层以中孔中渗储层为主，在深层、超深层以低孔低渗储层为主，但仍发育大量的优质储层。储层发育主控因素研究表明，沉积微相决定了储层的原始储集条件，厚层潮道和河口坝物性较好，薄层砂坪和混合坪物性较差；溶蚀作用有助于形成次生孔隙，是最重要的建设性成岩作用；超压与烃类充注降低压实作用及胶结作用对原生孔隙的破坏，是研究区深层仍然保存有优质储层的主要原因。

平北区；平湖组；储层特征；超压；溶蚀作用

图1 西湖凹陷区域图

图2 西湖凹陷平北区岩石类型三角图

西湖凹陷平北区是东海油气勘探的主战场，研究发现该区储层埋深跨度大、非均质性强、物性变化较快。前人针对研究区始新统平湖组(E2p)储层的岩石学特征、物性特征、成岩作用等方面开展了相关研究[1,2]，但前人大多单一地从储层方面进行研究，未综合考虑沉积作用、超压作用等影响，且受限于前期井资料较少，因此对平北斜坡带E2p优质储层的主控因素存在较大的争议，亟需对E2p的储层特征及主控制因素开展研究，以指导西湖凹陷勘探工作的进行。

笔者在认识研究区岩石学特征的基础之上，利用铸体薄片、扫描电镜等多种分析化验手段对平北斜坡带E2p储层特征进行有效研究。继而从沉积作用、成岩作用、异常高压等方面进行分析，查明平北斜坡带E2p储层的主控因素，为下一步油气勘探提供理论依据。

1 地质概况

西湖凹陷位于东海陆架盆地东部坳陷带，北起虎皮礁凸起，南至钓北凹陷，西邻海礁隆起和渔山东低隆起，东以钓鱼岛隆褶带为界，整体呈北东-南西走向分布。西湖凹陷由西向东依次划分为西部斜坡带、西次凹、中央反转构造带、东次凹和东部断阶带5个构造单元[3,4](图1)。研究区平北区位于西部斜坡带中部，由团结亭、宝云亭、武云亭、孔雀亭及来鹤亭5个构造组成，是西湖凹陷主要油气聚集带之一。该次研究的目的层段E2p为断陷期所沉积，地层自下而上可分为平一到平四段4个明显的岩性段，又进一步细分为P1～P12共12个砂层组[5～8]。

2 储层特征

2.1岩石学特征

根据西湖凹陷平北区E2p储层鉴定表明，其以灰白色细-中砂岩为主，含少量粉砂岩及含砾砂岩，岩石类型以长石岩屑质石英砂岩为主，次为岩屑质石英砂岩及长石质石英砂岩，其他类型相对较少(图2)。刚性石英颗粒含量较高，平均体积分数均在65%以上，长石体积分数为14.72%～16.19%，岩屑体积分数为18.35%～19.16%。分选以好为主，其次为中-好及中等分选；磨圆度则以次圆-次棱、次棱-次圆为主。储层中填隙物由胶结物和泥质杂基构成，胶结物以碳酸盐胶结为主，其次为高岭石胶结，少量硅质胶结，其体积分数为3.27%～6.3%。E2p沉积时期水动力条件强，受潮汐作用砂岩反复淘洗，泥质杂基少，平均体积分数为1.53%～3.23%(表1)。

表1 西湖凹陷平北区E2p储层岩矿组分特征表

2.2孔隙类型

西湖凹陷平北区E2p储层孔隙类型以次生孔隙为主，保存有一定量的原生孔，局部发育铸模孔。次生孔隙主要为长石及部分易溶岩屑溶蚀形成的粒间溶孔及粒內孔，粒间扩大溶孔占孔隙比重大，次生孔隙占比70%以上，部分层位高达90%，微裂缝不常见(图3)。

2.3储层物性特征

根据平北区10口探井取心资料分析表明，平北区E2p储层孔隙度在6%～25%之间均有分布，渗透率主要分布在10～100mD，其次为0.1～10mD及100～500mD，常规储层和低孔、低渗储层共同发育(图4)。

平北区储层在埋深2000～3500m的中深层以常规储层为主，埋深3500～4500m的深层以低孔、低渗储层为主，但同样保存大量常规储层；埋深超过4500m的超深层，平北区E2p仍保存大量低渗-特低渗储层。优质储层在平北区E2p广泛分布，随着埋深增加物性有所变差，但在4000m以下深度仍然发育大量的优质储层。

图4 平北区E2p储层物性分布直方图

3 储层物性控制因素分析

西湖凹陷平北区E2p储层埋深跨度大、物性变化较快，物性随着埋深的加大逐渐变差且具有强非均质性特征。笔者通过沉积微相、成岩过程中的溶蚀作用及超压与烃类充注等方面对其物性控制因素进行分析。

3.1沉积微相对物性的控制

河流相砂岩由于水动力较强，发育有较多的含砾砂岩、中粗砂岩等粗岩相带，这些粗岩相带相较于细岩相带具有更好的物性条件，是优质储层发育的有利部位。

针对不同沉积相带、不同厚度砂岩物性条件进行对比可知，E2p在深度相近的情况下厚层潮道和河口坝物性较好，薄层砂坪和混合坪由于沉积时水动力较弱，物性较差。如平北区AX1井3885～3892m厚7m的河口坝砂岩，孔隙度主要范围是15.6%～18.8%，渗透率范围是4.8～102mD，属于中孔、中低渗储层；3910～3925m厚15m的潮道砂岩，孔隙度主要范围是9.5%～15.1%，渗透率范围是2.7～145mD，属于低孔、中低渗储层；3961～3964m厚3m的砂坪砂岩，孔隙度主要范围是9.1%～13.4%，渗透率范围1.7～10.2mD，属于低孔、低渗储层；4050～4054m厚4m的混合坪砂岩，孔隙度主要范围是4.3%～10.4%，渗透率范围是0.03～0.07mD，属于特低孔特超低渗储层(表2)。

表2 AX1井E2p不同沉积微相储集物性统计表

针对平北区不同深度井的泥质含量与物性对比表明，随着埋深与成岩演化程度的增强，物性对泥质含量的变化尤为敏感(图5)。在同一个地区，在相似埋深和相同沉积相带的条件下孔隙度相近，渗透率受泥质含量影响明显，泥质含量变高则渗透率明显降低。粗岩相带沉积时水动力强，泥质杂基沉积较少，是平北区深层形成优质储层的有利相带。泥质杂基含量高低对后期成岩作用影响十分明显，成岩演化过程中随着温度升高，泥质杂基会转化形成伊-蒙混层，当埋深及地温到达一定深度，会产生大量丝缕状和搭桥状成岩伊利石，对储层造成较大破坏。

图5 平北区AX2井P10取心段四性关系图

3.2溶蚀作用

针对研究区孔隙类型进行统计分析表明，次生孔隙占比70%以上，部分层位高达90%，在扫描电镜及铸体薄片下可以观察到大量长石被溶蚀形成的次生孔隙(图3)，溶蚀作用是研究区最重要的建设性成岩作用。

平北区E2p 3500～4500m均处于有利于溶蚀的中成岩A期，从储层演化的角度来说，产生的自生高岭石通常是长石溶解和次生孔隙发育的指示矿物[9～11]。研究区砂岩孔隙度、渗透率与自生高岭石体积分数之间均表现为正相关关系(图6)。研究认为，长石等硅铝酸盐溶蚀反应，耗氢离子的同时，铝、硅离子逐渐富集，在运移速率低部位结晶析出而造成高岭石发育，研究区自生高岭石晶体较大而相对分散，对于储层物性的影响作用有限，因此溶蚀作用强且渗流好的砂体更易形成优质储层。

图6 平北区E2p高岭石体积分数与物性关系图

3.3超压与烃类充注

目前平北区在3800～4500m深层普遍发育异常高压，压力系数1.2～1.6之间。近年来的勘探研究认为该区异常压力主要由欠压实及生烃造成，而生烃增压是形成异常高压的最主要因素。

异常压力对成岩作用的影响主要体现在抑制压实作用从而保护孔隙，烃类的充注能抑制自生矿物特别是伊利石的形成[12]。超压与烃类充注能够降低压实作用及胶结作用对原生孔隙的破坏，使较深的储层中依然保持相对较好的储集物性[13～15]。多口井资料统计，深层E2p砂岩储层的孔隙度、渗透率与压力系数具有明显的正相关关系，进入超压地层后，随深度增加孔隙度和渗透率减小趋势明显变缓且具有增大的特征(图7)。异常压力条件下平北区深部储层依然保持相对较好的储集性能。

图7 平北AX3井地层压力、物性与深度变化关系

通过研究表明E2p深层储层致密化一方面主要受沉积作用先天控制，即由于沉积时水动力弱，初始沉积颗粒粒度细，泥质杂基含量高，颗粒分选差，成岩过程中易导致储层致密；另一方面受成岩作用控制，可细分为压实成因型和胶结成因型，前者主要是由于砂岩中软颗粒含量较高，抗压实能力减弱，达到一定埋深后压实减孔造成储层致密；后者则是成岩演化到中成岩B期以后，自生矿物胶结固结砂岩造成储层致密。综合分析认为，影响平北区E2p深层低孔低渗储层物性的因素主要为沉积微相、溶蚀作用、超压和烃类早期充注。

4 结论

1)西湖凹陷平北区E2p储层岩石类型以长石岩屑质石英砂岩为主，刚性颗粒石英含量较高；岩石颗粒分选好，磨圆以次圆-次棱、次棱-次圆为主；填隙物中胶结物以碳酸盐胶结为主，泥质杂基相对较少。孔隙类型以次生孔隙为主，保存有一定量的原生孔。

2)研究区E2p在深度相近的情况下厚层潮道和河口坝物性较好，薄层砂坪和混合坪由于沉积时水动力较弱而导致物性较差；粗相带沉积时水动力强，泥质杂基沉积较少，是平北区深层形成优质储层的有利相带。

3)成岩作用中溶蚀作用是研究区最重要的建设性成岩作用，形成各种类型的次生孔隙，大大改善了储层的物性，溶蚀作用强且渗流好的砂体更易形成优质储层。

4)平北构造带E2p的异常压力对成岩作用的影响主要体现在抑制压实作用而保护孔隙，烃类的充注能抑制自生矿物特别是伊利石的形成，使较深的储层中依然可以保持相对较好的储集物性。

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[编辑] 宋换新

TE122.2

A

1673-1409(2017)19-0013-06

2017-07-10

国家科技重大专项(2016ZX05027001)。

秦兰芝(1983-)，女，工程师，现主要从事沉积储层研究,qinlzh2@cnooc.com.cn。

[引著格式]秦兰芝，谢晶晶，张武.西湖凹陷平北区平湖组储层主控因素分析[J].长江大学学报(自科版), 2017,14(19):13～18.