柴西北区中深层混积岩储层特征

刘裕惟

摘 要：柴达木盆地西北区中深层混积岩储层主要由（泥质）泥晶灰岩、钙质含量较高的砂岩和粉砂岩及其混积岩组成，其矿物成分包括石英、长石等陆源碎屑，也有较多碳酸盐矿物和黏土矿物，且粒度偏细；次生溶蚀孔洞和裂缝是该储集层中最主要的储集空间类型。储集空间以溶蚀改造的裂缝和粒间溶蚀孔隙为特征，物性总体表现为低孔-特低孔、超低渗-非渗透；受压实作用和胶结充填作用以及沉积环境的影响，剩余原生粒间孔隙不甚发育，而次生溶蚀孔洞和构造裂缝发育。

关键词：柴西北区；中深层；混积岩储层

1.中、深层储层具有盐湖相混合沉积的特征

混合沉积是指陆源碎屑与碳酸盐（包括异化粒等）在沉积上的混合，陆源碎屑与碳酸盐混合沉积的定义可分为狭义的和广义的，狭义混合沉积是指陆源碎屑与碳酸盐组分的混合（在同一岩层内），即混合沉积的典型产物—混积岩，而广义的混合沉积则包括了狭义的和陆源碎屑与碳酸盐交互沉积，二者可以交替互层、夹层及横向相变。

柴西北区中、深层储层多数位于路乐河组（E1+2）到上干柴沟组（N1），其中狮子沟地区在该阶段沉积时期为深湖—较深湖相沉积，且在下干柴沟组（E3）至上干柴沟组（N1）为湖盆的沉积中心，阿尔金山前带为山麓洪积相、扇三角洲、近岸水下扇和滨湖相，而油泉子-开特米里克、南翼山-大风山和尖顶山-碱山构造带为河道-泛滥平原相向滨湖、浅湖相沉积过渡。古新世—渐新世早期为湖盆的发生、发展初期[9]，由于印度板块向欧亚板块俯冲，在中生代边缘断陷的基础上，周边老山继续隆升，盆地开始下沉，沉積了一套洪积、河流相红色碎屑岩，渐新世晚期—中新世早期为湖盆发展扩大时期，湖盆在左行剪切作用下具有以逆冲断层为边界的断陷湖盆性质，湖盆稳定沉降，深湖亚相沉积直接超覆于滨、浅湖亚相之上，滨、浅湖亚相超覆于河道-泛滥平原亚相之上，同时由于昆仑山隆起及印度板块向北俯冲，湖盆由西向东、由南向北迁移。因此该阶段的沉积储层在垂向上和横向上均具有沉积相复杂多变的特点，再加之干旱、半干旱的气候条件，柴西北区中、深层储层广泛发育在湖盆水体咸化阶段，由化学成因和机械成因交替作用形成的一种以陆源砂及粉砂、粘土泥和碳酸盐形成的混合沉积体系，具有混积岩的结构特点。

此外，通过对99块普通岩石薄片的观察和对54块光片的电子探针分析，柴西北区中深层储层岩石的胶结充填物具有盐湖相碱性成岩环境的特征。格构造带的胶结物比较相似，主要为方解石、含铁方解石、硬石膏和石膏，少量白云石和铁白云石；方解石和含铁方解石胶结物一般围绕颗粒形成薄膜，或呈粒状充填粒间孔隙，孔隙式胶结或基底式胶结；硬石膏和石膏胶结物一般呈粒状充填粒间孔隙，晶体一般较粗大，呈粗晶或巨晶。含铁方解石和硬石膏常充填裂缝形成脉体。

2. 储层物性特征

实际分析了53件样品的孔渗数据，孔隙度主要分布于0～15%之间，其中多数分布于0～5%之间，可能说明孔隙度5%是本区储层划分的一个重要界限。相比而言，渗透率值大都较低，多数小于0.02 μm2，仅有2个数据高于1μm2，最高值为2.88μm2，这可能说明在柴西北区的中深层，要形成有利的储层，需要依靠裂缝的作用。

2.1不同构造带的岩石物性分布

在柴西北区的不同构造带中，若主要从孔隙度考察，平均值超过5%的有红沟子、开特米里克、南翼山、碱山地区，大风山地区也接近5%，较之已经在中深层发现油气的狮子沟地区的平均值高，可能说明本区中深层依然存在有利储层。

2.2不同层位的岩石物性分布

从不同层位的物性分布特征来看，总体显著表现出随层位变新，储层物性越来越好的趋势，可能表明压实作用对储层物性的控制。若从平均值考察，以5%为标准，则古近纪的储层质量总体较差。

2.3不同深度的岩石物性分布

从不同深度的物性分布特征来看，大致总体表现出随深度越大，物性越差的趋势，特别是一旦井深超过3000 m，储层质量大为降低，由此也可能表明压实作用对储层物性的控制。而2000～3000 m之间储层物性较之<2000 m储层物性要稍好，可能说明此段储层存在有利的成岩作用（溶蚀）。

2.4不同沉积相（岩石类型）的岩石物性分布

不同的岩石类型大致反映了不同的沉积相类型，根据不同岩石类型的物性数据，可以发现随颗粒粒度的降低，储层物性逐渐降低，表明储层的发育具有显著的相控特征，因此在寻找有利储层时，需要进行精细的沉积相分析，由此在沉积相格架内进行储层研究。

2.5不同成岩相（储集空间类型）的岩石物性分布

从不同成岩相的岩石物性分布特征来看，表现为剩余原生孔隙>裂缝+次生孔隙>次生孔隙>裂缝>裂缝+剩余原生孔隙，若以孔隙度5%为界，则有利的储层储集空间类型是剩余原生孔隙和裂缝+次生孔隙这两种，因此，较弱的压实/胶结充填+较强的构造裂缝/溶蚀，这是有利的储层成岩相。

3.储层储集空间特征

根据区内实际取心的分析结果，将本区中深层储层的储集空间划分为原生孔隙、次生孔隙及裂缝等三大类；残余粒间孔、微孔隙、粒间溶孔、粒内溶孔、杂基内溶孔、胶结物溶孔及裂缝七大亚类；沉积作用、溶蚀作用、构造作用三大形成机理；其孔隙基本形状大多不规则、形态多样；发育成熟度低，多为少发育或次发育。

3.1 原生孔隙

原生粒间孔隙主要分布于分选较好的长石石英砂岩中，其泥质含量较少，经压实作用后仍残留较多粒间孔，这些孔隙普遍呈多边形状，孔径10～50 μm，并且在后期成岩过程中，会有一些钙质胶结，使得原生粒间孔减少。

3.2 次生孔隙

次生溶蚀孔隙在碎屑岩和碳酸盐岩中皆有分布，主要遭受溶蚀的组分是钙质和膏质等易溶胶结物。其中，灰岩溶孔一般较大，孔径约在200 μm左右，最大可达5 mm。膏盐溶蚀以石膏为主，主要是充填于粒间孔隙、灰岩溶蚀孔和裂缝中膏质的溶蚀。比如，充填于砾岩粒间孔隙中石膏的溶蚀，以及充填于砂质灰岩孔隙中石膏的溶蚀。此外，裂缝充填膏质普遍存在于碎屑岩和碳酸盐岩中，以石膏（包括石膏和硬石膏）充填为主，溶蚀强度不一，可见有溶孔与残留石膏共存的现象。

3.3 裂缝

裂缝在碎屑岩和碳酸盐岩中皆有分布，存在高角度和低角度裂缝，且多期裂缝发育，这说明构造裂缝的多期次复杂作用。总体而言，裂缝以构造缝为主，构造缝宽度不一，20～100 μm不等，贯穿整个样品。此外，还有一些溶蚀缝和矿物成岩压裂缝。

需要注意的是，虽然本区裂缝比较发育，但普遍有膏盐质的矿物充填，因而具有潜在油气储集性能的裂缝是未充填或半充填的裂缝，此外，对于已经有石膏充填的裂缝，仍可以因遭受溶蚀而产生一些溶蚀孔缝，从而形成新的油气储集空间。

参考文献：

[1]钟大康， 朱筱敏， 王红军.中国深层优质碎屑岩储层特征与形成机理分析[J].中国科学：D辑， 2008， 38： 11-18.

[2] 冯进来， 曹剑， 胡凯， 等 柴达木盆地中深层混积岩储层形成机制. 岩石学报， 2011， 27（8）： 2461-2472