琼东南盆地宝岛区深埋藏储层物性主控因素

尤丽，李伟，李才，招湛杰

(中海石油(中国)有限公司，广东湛江 524057）

琼东南盆地宝岛区深埋藏储层物性主控因素

尤丽，李伟，李才，招湛杰

(中海石油(中国)有限公司，广东湛江 524057）

琼东南盆地宝岛区陵水组储层埋深为3 000～5 300 m，储集砂岩以岩屑石英砂岩为主，其次为长石岩屑砂岩和长石岩屑石英砂岩。储层物性为中孔、低孔、特低孔纵向演化，在3 700～4 000、4 200～4 500、5 000～5 200 m出现3个相对高孔隙带，孔隙类型为原生孔与次生孔组合型。原生孔隙保存和次生孔隙形成是相对高孔隙带发育的原因，强压实作用及差异胶结作用是导致该区物性变差的主要原因。滨海沉积的临滨砂坝与扇三角洲(三角洲)沉积的水下分流河道利于孔隙保存与次生孔隙形成，是深埋藏砂岩有利储层发育的先决条件，局部粒度较粗砂岩段发育相对高孔隙带，溶解作用的后期改善是宝岛区深部储层相对高孔隙带形成的重要影响因素。

深埋藏储层；物性主控因素；宝岛区陵水组；琼东南盆地

引言

一般认为埋深大于3 000 m的储层为深埋藏储层，由于纵向压实的影响，深部储层孔隙度随埋深增加而减小，但深部相对高孔隙带的存在是大家公认的事实，备受国、内外石油地质工作者关注。针对孔隙的成因、保存机理及相对高孔隙带的预测一直是困扰勘探的难题［1］。国、内外研究成果表明，深部相对高孔隙带的形成与保存，除受沉积环境与沉积相带［2－3］先决条件的影响外，多与颗粒包壳［48］、异常高压［23，5，9］、次生孔隙发育［212］、早期的或局部均匀分布的胶结物［5］、早期烃类充注［5，13－14］等有关。研究区是南海西部琼东南盆地气勘探的重要区带，古近系陵水组是主要目的层之一。截至目前，钻遇陵水组井5口，见有不同程度的油气显示。由于区带与构造位置差异，陵水组埋深范围变化较大，达3 000～5 300 m，当前埋深条件储集物性是陵水组储层勘探面临的重要问题。为此，相对高孔隙带发育情况及其形成的主控因素亟待明确。本文从沉积作用、成岩作用与其他因素综合分析该区陵水组深埋藏储层物性主控因素，指出相对高孔隙带发育的有利控制因素，为下一步陵水组油气勘探提供储层的理论支撑。

1 储层岩石学与物性特征

研究区3口、166个井壁取心、岩屑铸体薄片资料统计分析认为，砂岩骨架颗粒组分为石英、长石、岩屑。石英平均含量为54%；长石平均含量为10.5%，包括钾长石和斜长石，以钾长石为主，平均占8.8%；岩屑平均含量为5.4%，主要由变质岩岩屑、花岗岩岩屑和喷出岩岩屑组成，平均含量分别为2.8%、1.1%、1.1%，以岩屑石英砂岩为主，其次为长石岩屑砂岩以及长石岩屑石英砂岩。填隙物以泥质杂基和碳酸盐胶结为主，分别为5.1%和6.0%。铸体薄片观察结合粒度分析表明，宝岛区陵水组储层砂岩结构上颗粒磨圆度为次棱—次圆，点—线接触为主，分选中等，砂岩粒级分布范围广，以粉砂岩、极细砂岩和细砂岩为主，其次为中、粗砂岩，总体上研究区陵水组砂岩结构成熟度中等偏低。

通过陵水组储层井壁取心实测孔隙度、测井孔隙度与深度关系图可以看出(图1)，在纵向上随着埋深增加压实强度增强，孔隙度总体呈变低趋势，在3 700～4 000 m、4 200～4 500 m和5 000～5 200 m间出现3个相对高孔隙发育带，局部孔隙度回升至10%以上甚至更高，埋深3 000 m以上为中孔特征，3 000～3 200 m为中—低孔特征，3 200～4 000 m为特低—低孔特征，偶见中孔；4 000 m以下特低孔为主，发育低孔储层。相近埋深3 600～4 000 m间，B9－3井较B2－1孔隙度偏高。孔隙类型表现为长石粒内溶孔与粒间孔并存的孔隙组合(图2a、b)。

图1 宝岛区陵水组孔隙演化与成岩参数对比图

图2 宝岛区陵水组储层典型孔隙类型与成岩作用显微照片

2 沉积环境与沉积相带对储层物性的先决作用

沉积作用是储层物性发育的先决条件，体现在相带与沉积环境差异造成粒度、泥质杂基、分选性差异，进而影响储层物性。不同沉积相类型由于其沉积水动力差异，造成储集岩相差异，进而影响储层物性，宝岛区陵水组为滨浅海环境下三角洲—扇三角洲沉积体系，储层发育在以水下分流河道和河口坝微相为主，部分见于临滨砂坝、浅滩，临滨砂坝物性好于浅滩，浅滩局部也发育较好物性储层，水下分流河道物性好于河口坝(表1)，3 700～4 000 m相对高孔隙带发育与临滨砂坝储层有关，5 000～5 200 m间相对高孔隙带的出现受水下分流河道微相的影响。为此，滨海沉积以临滨砂坝为有利储层发育区，扇三角洲(三角洲)相水下分流河道利于深埋藏砂岩有利储层发育。

表1 宝岛区B9－3井陵水组不同沉积微相物性对比

泥质杂基对陵水组物性差异影响明显，表现为面孔率与泥质杂基呈明显负相关性(图3)。砂岩粒级对陵水组储层物性影响表现在当粒度中值小于1 000 μm，随粒度中值增大，面孔率增大；当粒度中值大于1 000 μm，则正好相反，砂岩粒级对滨海相的陵水组二段影响尤为明显；其次为陵水组三段，对陵水组一段近物源区(B9－2/3井区)有一定影响，对远物源区影响不大。通过粒度与埋深变化与孔隙度变化对比显示，5 000 m以下相对高孔隙带的出现，很大程度与该区域发育粒度粗砂岩有关。

图3 宝岛区陵水组面孔率与粒度中值、泥质杂基关系

3 成岩作用对物性的破坏与建设的影响

3.1 强压实作用是物性变差的主要原因

研究区陵水组埋深2 300～5 300 m间，伊/蒙混层中蒙脱石的百分含量小于或等于35%，局部小于15%(4 200 m以下)，陵水组处于中成岩阶段A2期—中成岩阶段B期，显微镜下观察(图2c)，碎屑颗粒以线接触为主，局部发育凹凸状接触，压实程度较强。另外，随埋深增加，陵水组储层孔隙度总体呈降低趋势，从2 300 m到5 000 m附近孔隙度较少约10%，说明压实作用是宝岛区陵水组储层原生孔隙减少的主要原因。

3.2 差异胶结作用是物性差异的重要原因

胶结作用对宝岛区陵水组储层物性影响显著，表现为以碳酸盐胶结物为主，发育部分石英加大，碳酸盐胶结物为(铁)方解石和(铁)白云石，显微镜下观察(图2d)，铁方解石呈连晶式胶结，茜素红染色后呈紫红色，铁白云石呈菱形或方形，茜素红染色呈蓝色，白云石不染色。综合碳酸盐胶结物相互交代关系和据碳、氧同位素计算的碳酸盐胶结物形成的古温度资料(表2)，认为方解石形成相对较早，其次为白云石，铁白云石形成最晚，为早成岩阶段—中成岩阶段期产物，也存在有晚成岩阶段期。显微观察，溶蚀孔隙中铁方解石和(铁)白云石胶结(图2d)，说明二者均晚于溶解作用。面孔率与碳酸盐胶结物呈明显负相关性(图4)，说明碳酸盐胶结强度是储层物性变差的重要原因。B2－1井陵水组三段水层与干层物性差异也主要是由于其碳酸盐胶结物强度不同(图5)，3 750 m附近水层碳酸盐胶结物约为1.7%，干层碳酸盐胶结物含量高达13.9%，由于碳酸盐胶结强度差异，造成干层较水层电阻率明显偏高，声波时差明显小，地震响应为强振幅特征明显。

表2 B2－1井陵水组碳酸盐胶结物碳、氧同位素

图4 宝岛区陵水组储层面孔率与碳酸盐胶结物关系图图5与B2－1井干层、水层胶结物对比

研究表明，碳酸盐胶结物含量与含气饱和度呈明显负相关性，这与油气充注导致碳酸盐胶结物的沉淀作用受到抑制有关［13－15］，主要原因是油气充注一方面抑制地层水流动，阻碍了矿物与离子间的质量传递；另一方面造成地层水pH值降低，不利于碳酸盐胶结物的沉淀，尤其是(铁)白云石。图中明显的2个分区(图6)也说明了这一特征，右上部的为方解石和铁方解石胶结为主储层，左下方的为白云石与铁白云石胶结储层，也反映油气充注对以(铁)方解石胶结为主的储层和(铁)白云石胶结储层影响程度不同，(铁)白云石胶结储层随含气饱和度增加，减小的速率大，且相同含气饱和度铁方解石胶结为主的储层碳酸盐胶结物含量明显偏高，认为本区(铁)方解石的形成一定程度上受其他因素影响。结合区域构造特征认为，B2－1井紧邻六号断裂深大断裂，该区方解石的形成与沿深大断裂活动的无机CO2参与的水－岩反应有关。根据碳酸盐胶结物碳、氧同位素资料(表2)，δ13C介于－8‰～－2‰，其形成有幔源－岩浆型CO2参与，方解石δ13C为－3.404‰，说明其形成一定程度上与幔源－岩浆型CO2参与有关。综合上述研究认为，往构造高部位，含气饱和度增加，碳酸盐胶结物含量偏低，但也存在(铁)方解石胶结风险。

图6 B2－1井陵水组碳酸盐胶结物与含气饱和度关系

3.3 溶解作用对物性的后期改善

溶解作用是深埋藏储层孔隙形成的主要建设性作用，常表现为不稳定铝硅酸盐的溶解，形成次生孔隙，改善储层物性，次生孔隙是深埋藏储层的主要储集空间。随着埋藏深度增加，有机质热演化程度增强，热演化过程中产生大量有机酸酸性流体，是次生孔隙形成的重要机制［16］。成岩作用过程中黏土矿物转化过程中形成的酸性流体对次生孔隙的形成也起到一定辅助作用。岩石薄片资料显示，宝岛区陵水组溶蚀孔隙发育，表现为以长石等不稳定组分的粒内溶孔为主，见有铸模孔发育，相对高孔隙带区显微观察，长石和岩屑颗粒溶蚀较强，部分长石溶解成部分残骸(图2a)，说明溶解作用是宝岛区深部储层相对高孔隙带形成的重要影响因素。

4 结论

(1)陵水组储层以岩屑石英砂岩为主，其次为长石岩屑砂岩和长石岩屑石英砂岩，储层物性纵向为中孔、低孔、特低孔特征演化，在3 700～4 000、4 200～4 500、5 000～5 200 m出现3个相对高孔隙带。

(2)滨海沉积的临滨砂坝与扇三角洲(三角洲)沉积的水下分流河道是深埋藏砂岩有利储层发育的先决条件。3 700～4 000、5 000～5 200 m间的相对高孔隙带发育分别对应为临滨砂坝、分流河道沉积。

(3)压实作用是宝岛区陵水组储层原生孔隙减少的主要原因，以碳酸盐胶结物为主的胶结作用对储层物性影响明显，尤对相近埋深，纵向有效储层和干层差异发育影响显著。溶解作用是宝岛区深埋藏孔隙形成的主要建设性作用，是相对高孔隙带发育的重要影响因素，局部粗粒级砂岩发育一定程度上保存孔隙，对相对高孔隙带形成起到积极作用。

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编辑林树龙

TE122.2

A

1006－6535(2014)03－0037－04

10.3969/j.issn.1006－6535.2014.03.008

20131123；改回日期：20140318

国家科技重大专项“莺琼盆地高温高压天然气有利目标评价研究”(2011ZX05023－004－006)

尤丽(1983－)，女，工程师，2005年毕业于长春工程学院资源勘查工程专业，2007年毕业于吉林大学矿物学、岩石学、矿床学专业，获硕士学位，现主要从事沉积储层研究工作。