凝灰质低孔低渗储层的成因及沉积特征研究

摘要：奈曼凹陷九佛堂组下段储层物性较差，平均渗透率位于1×10-3～5×10-3μm2的低渗区间;平均渗透率位于0.1×10-3～1×10-3μm2的超低渗区间。利用岩心观察、薄片鉴定、测井解释等分析方法，对奈曼凹陷凝灰质低孔低渗储层的成因及沉积特征进行研究。表明储集砂体主要为扇三角洲前缘水下分流河道砂体、前缘席状砂体和滑塌浊积扇砂体3种类型，其储集性能表现为中-低孔、低-特低渗。九下段砂体均富含凝灰质成分，直接影响储层的物性特征。

关键词： 凝灰质储层;低孔低渗;沉积特征

1 砂体类型及储集性能

通过对奈曼凹陷120多口井的分析化验资料、测井曲线、录井资料以及10口井的岩心资料划分沉积相。结果表明，奈曼凹陷九下段储集砂体类型多样，主要发育扇三角洲和滑塌浊积扇沉积体系。

1.1  扇三角洲前緣水下分流河道砂体

水下分流河道砂体是九下段扇三角洲前缘亚相带的骨架微相砂体，具有典型的正旋回沉积特征，反映河道能量渐弱的沉积过程。砂体厚度普遍较大，单期沉积厚度可达10m以上，沉积物以凝灰质细砂岩为主，粒度细、泥质含量较少;平行层理和小型板状交错层理发育，大、中型交错层理较缺乏，局部受河流与湖泊共同影响发育浪成波状交错层理，冲刷充填构造和块状层理发育，可见底部滞留沉积。

从分布范围上看，水下分流河道自凹陷西南、北西向奈1块呈枝杈状多期叠置分布，单个砂体多呈长条状分布，横向剖面呈透镜状且尖灭较快。此类砂体储集性能变化较大，好储集层平均孔隙度大于15%，属于中低孔，主体平均渗透率位于1×10-3～5×10-3μm2的低渗区间;差储集层平均孔隙度小于10%，属于低孔，主体平均渗透率位于0.1×10-3～1×10-3μm2的超低渗区间。

1.2 扇三角洲前缘薄层席状砂

扇三角洲前缘席状砂为水下分流河道砂体在河口末梢处受湖浪改造形成的薄层带状砂体，与浅湖相泥岩伴生。在不同沉积环境下席状砂的垂向沉积序列可表现出不同的韵律特征，研究区的九下Ⅰ的席状砂表现为正旋回组合，而九下Ⅱ席状砂体主要表现为泥岩背景下的正反旋回组合，即下部正旋回+上部反旋回，整体比较稳定，反映了湖面在九下Ⅱ砂体沉积过程中整体先水进后水退变化趋势。岩性组合表现为深灰色凝灰质泥岩和浅灰色凝灰质粉砂、细砂岩互层，以凝灰质粉砂岩为主，泥质含量较高。

席状砂分布范围较广，在近洼处普遍发育，呈席状散布。受岩性和泥质含量的影响，孔渗性较低，孔隙度多小于10%，平均渗透率也多低于1×10-3μm2 。

1.3滑塌浊积扇砂体

滑塌浊积扇砂体是九下段岩性油气藏重要的储集层，主要由扇三角洲前缘砂体滑塌形成，在研究区集中发育九下Ⅰ的顶部和九下Ⅱ、Ⅲ段奈1-40-62以东、奈1-40-46以南洼陷的浅湖相中，地震反射特征表现为透镜状或丘状。

浊积扇砂体多发育在厚层深灰色泥岩中，九下Ⅰ段浊积扇砂体为灰褐色、灰色含砾砂岩或灰色凝灰质细砂岩，其中含砾砂岩，砾石杂乱排列，分选中等—差，磨圆差;岩心观察可见块状层理、递变层理及变形层理，韵律性不太明显。而九下Ⅱ、Ⅲ段的浊积扇砂体以凝灰质细砂岩为主，分选和磨圆中等，物性较好，平均孔隙度大于10%，单层砂体较厚，泥质隔层很少，提供了很好的储集空间，而洼陷中心的油气近源优先充注，可形成砂岩透镜体岩性油气藏[1-3]。

2凝灰质成因及对砂体物性影响

奈曼油田九下段储层大多为凝灰质细砂岩，与正常沉积砂岩相比，由于火山碎屑成分的介入，凝灰质细砂岩的颗粒来源多样、矿物成分复杂、矿物易转化，而且成岩作用场更为复杂，造成其有“孔隙结构复杂、非均质性强”和“低孔低渗”的储层特征。

2.1凝灰质成因

从凝灰质来源及成因上划分为凝灰质降落型成因和凝灰质搬运型成因[4-5]。

火山活动期，凝灰质以降落型成因为主。九下段沉积期早期，区内以扇三角洲、浅湖交替沉积环境为主。此时火山活动相对强烈，火山喷出地表，颗粒比较细的火山灰随风漂移，在远离火山一侧的近洼处下落堆积，多形成凝灰质泥岩、凝灰质粉砂岩、含凝灰细砂岩的韵律沉积，粒径较小，沉积微构造以水平层理为主。

九下段沉积期中后期或火山喷发间歇期，此时火山运动较弱或停止，蚀源区火成岩的风化破碎、构造高部位松散火山灰在水动力条件下的再搬运沉积，造成不同粒级的砂泥沉积岩普遍含有凝灰质;其岩性组合及沉积韵律和正常陆源沉积序列基本相同沉积，储层以各粒级砂岩为主，各种沉积微构造现象明显。凝灰质的含量与水动力条件变化、沉积微相类型的变迁等因素有关，例如奈1井2100m～2300m发育2套凝灰质砂、泥岩韵律，为扇三角洲前缘水下分流水道和分流间湾交替沉积环境所形成。纵向上两种成因类型凝灰质砂、泥岩交替出现，但搬运型成因所占层段比例较大。

2.2凝灰质成因及对砂体物性影响

岩屑砂岩尤其是杂基体积大于7%的低成熟度砂岩孔渗条件大多都较差。奈曼凹陷九下储层多以岩屑砂岩为主，填隙物含量较高，而岩屑和填隙物中火山岩成分占较大比例，对砂体孔渗性影响较大。

九下段储层砂岩中的岩屑和填隙物含有大量的凝灰质组分，稳定性差，在成岩过程中次生变化大。相比石英、长石碎屑，火山岩岩屑颗粒软，埋藏压实过程中受周围较刚性颗粒的挤压而变形，并充填了部分粒间孔隙。这会使原生孔隙大量丧失。

另一方面，深埋藏环境下不只压实作用强烈，埋藏成岩作用中凝灰质成分容易蚀变分解，形成次生溶蚀孔隙，如脱玻化、重结晶作用和成岩期自生矿物的形成。通过薄片观察和扫描电镜分析，溶蚀作用形成的溶蚀微孔隙清晰可见。这些发育的粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔和微裂隙等次生孔隙改善了储层砂岩的孔隙结构。

参考文献

[1]张一伟，张卫海，查明，等.勘探早期盆地分析与油气评价[M].北京：地质出版社，1998.1-117.

[2]赵文智，方杰.不同类型断陷湖盆岩性-地层油气藏油气富集规律——以冀中坳陷和二连盆地岩性-地层油气藏对比为例[J].石油勘探与开发，2007，34（2）： 129-134.

[3]贾承造，赵文智，邹才能，等.岩性地层油气藏地质理论与勘探技术[J].石油勘探与开发，2007，34（3）： 257-272.

作者简介： 李琳琳，男，1982年10月出生，2009年7月毕业于中国石油大学（华东）矿产普查与勘探专业，现于中国石油辽河油田勘探开发研究院从事油气田开发工作。

辽河油田公司勘探开发研究院， 辽宁 盘锦 124010