西湖凹陷保俶斜坡TJT构造中上始新统平湖组深部储层探讨

董靓雯，刘 闯，沈 珊

（中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司勘探开发研究院，上海 200120）

TJT构造位于东海陆架盆地西湖凹陷保俶斜坡中南段，其南部为同一构造带的PH油气田，北部为同一构造带的BYT油气田[1-2]（图1），中上始新统平湖组构造系统属于平湖主断裂（正断裂）向保俶斜坡北部扫帚状展开的枢纽部位[3-4]。因此，研究区内发育众多受平湖主断裂控制的半背斜构造，油气成藏条件好，目前5口探井中三口测试获工业气流，T1井射开层段3 310.00～3 317.30 m，T3井射开层段3 500.4～3 519.5 m，T4井测试井段4 386.5～4 459.5 m，均为凝析气藏。研究区内4 000 m以下具有油气显示，且有少量常规资料。本文着眼于平湖组深层勘探问题，做一些抛砖引玉的探讨。

图1 西湖凹陷构造格局简图（左）及TJT构造平湖组下段顶面构造图（T23，右）Fig. 1 Simplified diagram of the structure pattern,Xihu Sag（left）；Structure map of Lower Pinghu Formation，TJT structure（right）

西湖凹陷中上始新统平湖组自下而上经历了一个水进至水退的沉积环境演化过程[5-6]，而这一过程又可以进一步细化为次一级海平面升降控制的低位域→水进域→高位域→水退域的体系域演化。低位域及水进域，通常发育较厚的潮道砂体；高位域以泻湖潮坪（含泻湖沼泽薄层泥炭）为特征；水退域多发育潮汐三角洲，具有清晰的进积特征。

本文以TJT构造5口钻井资料，通过一些常规技术手段，探讨深部砂体的有利储集空间及成藏条件之利弊，为本地区深层勘探开拓思路。

1 研究区深部储层基本特征

1.1 岩石学特征

TJT构造的钻井薄片资料显示：平湖组储层为浅灰色细砂岩、中砂岩和粉砂岩，以细-中粒砂岩为主，偶见粗-中粒砂岩。岩石类型以长石岩屑质石英砂岩和长石质岩屑砂岩为主，杂基含量普遍低于5%（图2）。

图2 TJT构造平湖组砂岩成分三角图Fig. 2 Triangular diagram of sandstone composition of Pinghu Formation in TJT structure

从成分成熟度看，稳定矿物石英组分(Q)普遍少于75%，T2井仅50%；而不稳定矿物长石和岩屑（F＋R）普遍大于25%，这些不稳定组分为成岩阶段的储集空间改造提供了物质基础。

结构成熟度（粒度资料，图3）凸显出潮汐环境下分选较差、粒度跨度较大的两个跳跃总体，如T4井4 089.2 m（潮汐三角洲）以及T2井3 235 m（潮汐三角洲）；也有高能水动力条件的分选很好的粒度特征，如T4井4 406 m（潮汐三角洲）。

图3 TJT构造储层砂体粒度概率累计曲线图Fig. 3 Probability cumulative grain-size curves of sediments in the study area

1.2 孔隙特征

研究区分析化验如岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜等资料表明，研究区砂岩储层的孔隙类型以次生溶蚀孔隙为主，但仍保留少量原生粒间孔。次生溶蚀孔隙可见粒间溶孔、粒内溶孔（图4a）以及铸模孔。资料显示，粒间溶孔占孔隙类型的比例最高，其次是粒内溶孔、铸模孔，两者含量接近。全区不稳定的长石、岩屑普遍发生溶蚀（图4c、图4d），石英普遍次生加大（图4f、图4g、图4h），粒间孔内分布高岭石、伊利石等填隙物（图4f、图4g），可见碎屑岩向高岭石转化，局部孔隙中分布有菱铁矿。砂岩中孔隙相对发育，孔隙分布不均、喉道不规则，大部分喉道系可变断面的收缩部分，次为片状、弯片状喉道。

图4 TJT构造平湖组砂岩孔隙类型及特征Fig. 4 Pore types and characteristics of TJT reservoirs

1.3 储层物性特征

尽管研究区现有4口井（T5井没有取心）255块物性样品缺失3 600～4 000 m的统计资料（图5），纵观2 800～4 600 m深度间物性变化：埋深3 600 m以上地层，储层孔隙度基本都大于10%，渗透率大于10×10-3μm2，为中孔中高渗储层（图6a），其中95%的样品孔隙度10%以上，渗透率大于1×10-3μm2，接触关系以线-点和点-线为主；埋深4 000 m以下地层，仍有相当一部分样品孔隙度为低空-中孔，渗透率为低渗-中渗（图6b）。以T4井为例：41%的样品孔隙度10%以上，渗透率大于1×10-3μm2的样品也达到40%。颗粒接触关系以点线、线接触为主，少量凹凸-线接触（图5）。

图5 TJT气田储层孔隙度和渗透率随深度变化图Fig. 5 Relationship between porosity/permeability and burial depth of TJT gas field

图6a TJT气田深层物性分段统计(3 600 m之上)Fig. 6a Porosity & permeability distribution histogram of TJT gas field (above 3 600 m)

图6b TJT构造深层物性分段统计(4 000 m之下)Fig. 6b Porosity & permeability distribution histogram of TJT gas field (under 4 000 m)

TJT构造4 000 m以下储层在西湖凹陷的区域性储层分类评价中可以达到Ⅲ类储层的下限。

西湖凹陷Ⅲ类储层的发育条件及特征：Ro为0.6%～0.85%，地温为110～145 ℃，处于成岩晚期Ⅲ幕阶段；次生孔和原生孔减少，但与烃源岩配套好的地区，次生孔隙保存仍较好，加之异常高压的发育，可改善储集层的储集条件。这类储层目前在PH油气田、BYT油气田已被大量验证：BYT某井3 767.0～3 956.8 m井段两层异常高压产层的压力系数为1.18～1.38，Ro为0.8%～0.85%，孔隙度为13.69%～16.67%，渗透率为（10～12）×10-3μm2；再如，PH某井3 619～3 623.5 m井段产层的压力系数为1.57，Ro为0.7%，孔隙度为11%～20%，渗透率为（10～49）×10-3μm2。

从T1井镜煤反射率资料看（图7），TJT构造4 000 m以下地层已进入Ro为0.8%～0.85%，且有盐水包裹体资料（图8）证实地温达到150 ℃以上，这表明深部有利储层已经受到压实作用、碱性成岩环境的压制，将成为深部成藏的难点。

图7 T1井镜煤反射率统计Fig. 7 Relationship between vitrinite reflectance and burial depth of well T1

图8 T3、T4井石英次生加大边盐水包裹体均一温度Fig. 8 Relationship between homogenization temperature of inclusions and burial depth of well T3、T4

2 研究区储层物性影响因素

2.1 沉积微相

沉积微相的差异决定了砂体的结构成熟度，不仅体现在砂体成岩改造前的物性中，也因其渗流条件影响着储层的成岩阶段改造[7-9]。

沉积微相中诸多因素影响着砂体的垂向以及横向渗流条件，如大小潮变动下的泥质披盖、频繁出现的内部侵蚀面、涨落潮交替下的三角洲叠加。有障壁海岸背景的水动力场中，高能、低能环境的快速相变造成了巨厚砂体的内部往往由多种微相组合而成[10-11]。

T3井两段取心（图9A、图9B）呈现出典型的Ⅲ类储层特点（中孔中渗），也是目前保俶斜坡平湖组油气赋存的主要储层类型。T4井4 080 m段的潮汐三角洲砂体（图9C）呈现出顶部与底部的差异，由于底部系砂泥交互的向上变粗沉积层序，渗流性较差反映出沉积微相对物性的影响。T4井4 400～4 460 m之间两个壁心资料，呈现出潮道砂体顶部与底部的差异，顶部溶蚀作用较强，孔渗性更好。

图9 研究区典型井取心层段微相物性分析Fig. 9 Physical properties and sedimentary microfacies of typical wells coring interval in research area

2.2 成岩作用

砂体储层形成后，其物性变化在埋藏成岩过程中主要受成岩作用控制。长石的溶解度受控于温度、压力、长石类型、pH值、有机酸等多因素的影响[12-15]。结合黏土矿物组合、伊利石/蒙皂石混层黏土矿物的转化、伊利石结晶度，和岩石的结构构造特点及孔隙类型，研究区对储层影响较大的成岩作用有压实作用、胶结作用和溶蚀作用。

2.2.1 压实作用

压实作用贯穿整个埋藏史，在成岩作用早期对原始孔隙的影响最为强烈。砂岩岩石薄片中颗粒以点、线、凹凸接触方式记录了随着深度变化的压实作用（图5），即使在T4井4 457 m的深度，也可以观察到颗粒之间排列紧密，局部可见刚性颗粒的破裂。颗粒之间的接触关系多为线接触为主，胶结类型多为孔隙式胶结（图10a），残存具棱角状的原生粒间孔，长条形颗粒多数沿某一优势方向定向排列，塑性矿物发生形变。

2.2.2 胶结作用

研究区平湖组岩石胶结类型以石英次生加大为主，也存在方解石等碳酸盐类矿物胶结和高岭石等自生黏土矿物充填胶结作用。

（1）硅质胶结作用

硅质胶结体现在石英的次生加大和自生石英的充填作用（图4e、图4f、图4h）。石英的次生加大较为发育，次生加大级别一般为II级。石英次生加大边作为硅质胶结物，环绕在碎屑石英颗粒周围，次生加大边和原生石英颗粒之间具有明显的“尘线”。扫描电镜下可见晶体形态完整的自生石英和高岭石、伊利石等黏土矿物一起充填于颗粒之间的孔隙中。

（2）碳酸盐胶结作用

碳酸盐胶结物有方解石、铁方解石、白云石、铁白云石等，平均含量4.8%，最高可达28%，其中方解石含量最高，且4 000 m以下的薄片资料中比较常见（图4c、图4d）。铸体薄片中（图10b）可见紫红色方解石充填于颗粒之间，局部可见方解石胶结物具有云质环边，扫描电镜下（图10c）可见碳酸盐矿物颗粒充填在孔隙中。

（3）黏土矿物胶结作用

伊利石一般以丝片状、丝缕状、搭桥状的形态充填于粒间孔隙和粒内溶蚀孔隙，或赋存于颗粒表面。伊利石单体常趋于丝状，而其聚合物主要为网格状，通过分割孔隙空间的方式降低物性[14,16]。

黏土矿物以伊利石为主，平均相对含量为43%，其次为高岭石和伊蒙混层，平均相对含量分别为30%和18%，绿泥石相对含量最少，平均相对含量仅9%，未见绿蒙混层。高岭石在岩石薄片中呈现为蠕虫状、小米粒状，扫描电镜下（图10e、图10h）可见假六边形单晶、书页状、鳞片状。由于高岭石是长石溶蚀的副产物之一，因此常见高岭石和长石溶蚀伴生。绿泥石的产出形态包括片状、针叶状、绒球状（图10h），常以薄膜的形式包裹在颗粒表面，或以孔隙衬边的形式产出。伊/蒙混层（I/S）在扫描电镜下（图10d）表现为蜂窝状或丝絮状，常包裹于颗粒表面。X衍射黏土矿物分析显示，伊蒙混层中伊利石占比最大，约84%，蒙皂石仅含16%。

图10 TJT构造平湖组砂岩成岩作用Fig. 10 Diagenetic characteristics of TJT structure

2.2.3 溶蚀作用

长石类不稳定组分在有机酸的作用下易发生溶蚀作用，其原因在于烃源岩生排烃过程中形成的有机酸促进铝离子形成有机络合物，造成铝硅酸盐矿物的溶解[17-19]，也有学者认为大气水对长石的淋滤作用形成次生孔隙，后期地层深埋藏保存下来[20-21]。

研究区岩石薄片下可见长石类矿物的溶解，颗粒边缘呈溶蚀港湾状，局部可见整个碎屑颗粒被完全溶蚀，形成具有原碎屑颗粒外边缘形态的铸模孔（图10f）。扫描电境下可见长石的溶蚀蚀变现象，蚀变为书页状或鳞片状高岭石、丝缕状或丝片状伊利石、针叶状或绒球状绿泥石、蜂窝状伊/蒙混层等黏土矿物，也可以向片状云母转化，上覆地层的压实作用使得形成的云母发生形变（图10g）。

成岩过程交织着两对矛盾：压实与抗压实，溶蚀与胶结。

颗粒接触关系记录了（图5饼图）随埋深增加不断严重的压实作用，而石英次生加大有利于增强颗粒间的抗压实能力，其发生的先决条件是酸性成岩环境。

伴随有机质热演化出现的有机酸排入临近砂体将促使砂岩成岩环境转为酸性。在酸性成岩环境中，不稳定的长石、岩屑不断被溶蚀，其溶蚀残骸附着大量次生黏土，这是各种次生黏土的主要来源。但是，随着埋深增大，有机酸消耗殆尽，成岩环境转向弱碱性、碱性，碳酸盐胶结作用出现[22]。

3 深部储层探讨

4 000 m以下是否存在Ⅲ类储层？现有的少量物性资料（图5、图6b）已经揭示出这一可能性，是否存在有利于工业性油气成藏的次生溶蚀带？本文再补充两个有利证据。

证据一：盐水包裹体资料证实深部依然存在酸性成岩环境。

比较T3井和T4井石英次生加大边盐水包裹体均一温度（图8），T4井在4 406 m、4 452 m两个深度样品中，34%的温度值高于150 ℃。

根据区域资料，平湖组气藏储层内包裹体的均一温度呈双峰：第一组的温度范围105～125 ℃；第二组的温度范围为125～145 ℃，这反映平湖组有二期流体充注过程。显然，T4井深部砂体的石英次生加大边盐水包裹体的均一温度中部分测温高于第二组温度范围，说明第二次油气运移时期，油气演化进入湿气阶段，TJT构造深部地层仍然处于酸性成岩环境。由此可以推测：深部储层中有可能发育次生溶蚀带。

证据二：地层水矿化度资料表明深部地层渗流条件良好。

高矿化度地层水有利于孔隙、吼道间次生矿物沉淀从而破坏了储层的流通性。T4井4 386.5～4 459.5 m的地层水样为NaHCO3水型，矿化度6 624.30 mg/L，pH值8.04。这类水型以及弱碱性、低矿化度均反映出深部砂体孔隙吼道间渗流性良好，这既有利于次生溶蚀作用，也有利于油气运移。

4 勘探思路分析

TJT构造深部成藏的可能性无疑是存在的，这一结论不仅来自T4井4 386.5～4 459.5 m经测试确认为凝析气藏，而且相邻T5井4 684.5～4 699.6 m测井解释和MDT综合判断为凝析气藏（含气饱和度40%～40.9%，地层温度149.8～155.1 ℃）。

TJT构造位于平湖主断裂向北延伸帚状展开的枢纽部位，发育平湖大断裂及一系列伴生次级断层，地层呈向东逐级下掉特征。发育典型的扭张（伸展-走滑）构造样式，表现为帚状断阶。平面上断层表现为斜交式帚状组合，剖面上表现为顺向翘倾断块。

T4井4 448～4 457.5 m、T5井4 766.5～4 782.5 m均为平湖组下段泻湖沼泽相（含泥炭）包围中的潮道砂体，这类砂体系深部砂体的主要微相类型，厚度在10～30 m之间。砂体底面、顶面均呈现突变状态，底部系低水位侵蚀面，顶部系初始水进微相突变。从成藏角度看，顶底面与上覆、下伏泥岩物质交换极为便利（藏内充注），同时，也是良好的侧向运移通道。

NNW向延伸的同生断裂体系（图1右）中早期较大的同生落差决定了海平面升降背景下的微相割据状态。从目前T4井、T5井深部砂体对比看，砂体的主体部位的底部和顶部有利于相邻烃源岩有机酸注入而保持持久的酸性溶蚀成岩环境，而翼部砂泥岩交互地层中的薄砂分选差必然影响侧向运移。因此，低位域潮道砂体的主体部位才是深部油气突破的研究方向。

综上，平湖组下段的断裂控相机制以及砂体的快速相变决定了深部储层更多地呈现岩性成藏特点，这既增加了勘探的难度，无疑对钻前研究工作提出更高的要求。