徐家围子断陷沙河子组储层特征研究

柳成志， 王子佳

(东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆 163318)

徐家围子断陷沙河子组储层特征研究

柳成志， 王子佳

(东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆 163318)

利用铸体薄片和X射线衍射等方法对徐家围子断陷沙河子组储层进行了分析，确定了其岩性主要以泥质粉砂岩及细砂岩为主，成熟度偏低。通过室内压汞实验分析了沙河子组储层孔隙结构，表明该储层整体表现为孔喉半径小，造成孔隙结构中微观规模的油水分布不均匀，为特低孔、特低渗型储层岩性油藏，储层主要受颗粒粒度及成岩作用等因素控制，溶蚀作用使各类孔隙有效连通，因此，进行储层特征研究及影响因素确定，有利于徐家围子断陷油气的勘探与开发。

沙河子组； 储层特征； 孔隙结构； 控制因素

低渗透油气资源随着石油勘探程度的加深其所占比例持续增大，但低渗透储层储量动用程度较低。松辽盆地徐家围子断陷主要目的层位为沙河子组，储层为超低孔-低渗岩性油藏，在勘探过程中，应该对储层特征有个全面系统的认识，便于针对该区低渗储层开发。本文通过对徐家围子断陷沙河子油层的地质特点、岩石组成和物性结构及成岩作用等因素的分析，沙河子组砂岩油藏具有超低孔、低渗以及粘土矿物类型丰富等特点，发育层位单一，连片发育，但层内非均质性强[1-4]；储量丰度低，确定了沙河子组的储层特征和主控因素。对有利区块储层的评价、预测及勘探开发具有重大意义。

1 地质特点

松辽盆地北部徐家围子断陷层指泉头组二段以下地层，为上侏罗统—下白垩统断陷构造层和下白垩统坳陷构造层[5-6], 近南北向展布，所在的构造单元为东部断陷区。本次研究的目的层为徐家围子断陷沙河子组，地层普遍表现为西边厚，东边薄，断层下盘厚，上盘薄，在湖相的背景下，形成了陡坡以扇三角洲沉积为主、缓坡以辫状河三角洲沉积为主的总体沉积体系。沙河子组为断陷盆地发育的鼎盛时期，密集段较为发育，主要形成断陷期烃源岩和局部盖层。徐深1井、肇深14井揭示沙河子组地层岩性为杂色砾岩、黑色灰黑色泥岩夹煤层, 发育正常的河湖相沉积岩。结合岩性和测井曲线及地震解释将沙河子组进一步自下而上划分为5个三级层序，具体储层层序划分见表1。

表1 徐家围子断陷沙河子组储层划分Table 1 Reservoir division of Shahezi group in Xujiaweizi fault depression

2 沙河子组岩石类型与分布

储层的矿物组成、颗粒的胶结方式和排列方式决定了储层物性的质量。因此储层岩矿特征是决定储层成岩作用、孔隙结构和储层物性的基础[7]。

通过岩性资料统计，沙河子组岩石类型主要为砾岩、砂砾岩以及砂岩，约占49.00%，其次是泥岩，约占46.41%，并且含有少量的煤和火山岩，其中火山岩包括凝灰岩、安山岩、酸性喷发岩、粗面岩、火山角砾岩,胶结方式为泥质胶结、硅质胶结和方解石胶结。

3 沙河子组储层物性特征研究

孔隙性和渗透性是描述储层存储与渗流能力的参数。结合徐家围子断陷沙河子组储层岩心物性资料的统计分析，确定了该储层的孔隙度与渗透率的分布情况[8]。结果如图1、2所示。

通过对沙河子组70口井孔隙度、渗透率的分析表明，其孔隙度值分布在0.4%～6.6%，平均值为3.91%，且主要分布在2%～4%，总体上属于特低孔隙度；渗透率分布范围为0.01～2.26 mD，平均值为1.66 mD，且主要分布在小于0.1 mD，为特低渗透率。沙河子组总体为特低孔、特低渗型储层。

图1 沙河子组层孔隙度分布

Fig.1PoresizedistributionhistogramsinShahezigroup

图2 沙河子组层渗透率分布

Fig.2PermeabilitydistributioninShahezigroup

4 沙河子组储层成岩作用研究

岩石类型多样、遭受多期剥蚀、成岩历史复杂，因此成岩作用类型具有多样性。综合运用常规薄片、铸体薄片手段进行分析[9-11]，结果见图3，并对沙河子储层成岩作用类型及特征总结如下。

图3 沙河子储层成岩作用的铸体薄片

Fig.3ThecastingthinsectionsofdiagenesisinShahezigroup

4.1压实作用

研究区碎屑岩储层普遍经历了强烈的压实作用，颗粒间以线接触和凹凸接触为主，长石、石英等刚性颗粒的脆裂以及云母、岩屑等颗粒的弯曲和假杂基等现象(见图3(a))。

4.2胶结作用

胶结作用是沙河子储层中主要的成岩作用，对储层物性的影响非常大(见图3(b))。按胶结物类型主要可分为：方解石胶结、硅质胶结、黏土矿物胶结和其他胶结物等。

4.3交代作用

通过薄片研究徐深35井，4 355.04 m岩心，交代作用主要以方解石交代长石、岩屑等碎屑颗粒以及黏土矿物为主(见图3(c))。

4.4溶解作用

根据铸体薄片观察达深14井，3 505.53 m 处岩心，主要有长石颗粒、泥岩等不稳定岩石碎屑颗粒的溶蚀、黏土基质的溶蚀(见图3(d))。长石的溶解在沙河子组内最为普遍，在整个埋藏过程中均可发生，只是溶解程度不同。斜长石溶蚀现象主要位于中、深层碎屑岩中，被溶的斜长石往往具有港湾状边缘，有的沿解理进行溶解，形成蜂巢状或窗格状，烈溶解的斜长石可呈残骸状，形成铸模状。石英颗粒也可被溶蚀成港湾状，但长石的溶蚀比石英强烈得多。

5 沙河子组储层的控制因素

5.1颗粒粒度对储层物性的影响

粒度中值与分选系数是来描述碎屑颗粒粒度对储层物性的影响参数[12-13]。总体上沙河子组储层物性与粒度中值正相关，颗粒直径越大，储层物性越好。沙河子组储层分选程度中等，当分选系数介于2.5～3.0 时，发育有高孔、中高渗储层，其它的以中低孔，低渗储层为主，如图4所示。

图4 粒度中值、分选系数与储层物性关系

Fig.4Therelationsofphysicalpropertywithmediangraindiameterandgradingfactor

5.2成岩作用对储层物性的影响

通过沙河子组储层岩石铸体薄片分析表明：沙河子组储层孔隙以粒间、粒内孔为主，杂基以泥质和砂岩为主，且含有晶间孔、铸模孔。同时发现部分砾岩以及含砾砂岩中，火山岩成分的砾岩经后期改造，发生各种有机酸的溶解、溶蚀作用产生次生孔隙，在一定程度上增加了储层的孔隙空间，火山岩成分的砾石对研究区储层的物性影响有一定的积极作用[14]。在本区的压实作用、胶结作用、交代作用对储层孔隙结构有破坏作用；溶解作用、溶蚀作用则起到积极的作用。

5.3构造作用对储层物性的影响

沙河子组断陷受到徐西控陷断层、徐中以及徐东走滑断层的影响，会在局部产生断裂带使得物性变好。通过对沙河子组储层岩石铸体薄片图像的研究表明：通常情况下，储层的孔隙度、渗透率随着深度的增加，物性会变差，但是经数据统计分析，研究区存在局部异常点，即储层的孔隙度、渗透率在深度增加的情况下物性值变好。

6 有利储层发育区预测

综合分析地震相、地震属性，考虑砂体分布面积的大小、砂体厚度的薄厚,根据优势沉积相带-三角洲前缘较好，平原次之的原则，筛选出优势储层区。依据不同储层的孔隙度和渗透率的范围将徐家围子断陷沙河子组5个层序的储层分为3个级别即 Ⅲb，Ⅳa，Ⅳb。

图5 徐家围子断陷沙河子组有利储层分布

Fig.5FavorablereservoirsdistributionofShahezigroupinXujiaweizifaultdepression

Ⅲb储层区的主要沉积相带为辫状河前缘和扇三角洲前缘，储层物性为孔隙度大于6%,渗透率大于1 mD ，SQ1、SQ2、SQ3和SQ4的储层分布面积分别为约115.9、354.6、548.7、689.4 km2；总面积约为426.8 km2。

Ⅳa储层区的主要沉积相带为辫状河平原和扇三角洲平原，储层物性为孔隙度在4%～6%,渗透率在0.4～1 mD ，SQ1、SQ2、SQ3和SQ4的储层分布面积分别为约171.5、395.5、547.3、456.3 km2；总面积约为823.5 km2。

Ⅳb储层区的主要沉积相带为滨浅湖和湖底扇，储层物性孔隙度在2%～4%,渗透率在0.1～0.5 mD，SQ1、SQ2、SQ3和SQ4的储层分布面积分别为约132.3、368.4、284.3、134.6 km2；总面积约为421.4 km2。

储层物性是随着深度的增加而变差，埋藏较浅的地方储层物性相对较好，依据各个三级层序的储层预测图，SQ4层的有利储层区域分布面积最大，其次为SQ3、SQ2、SQ1。

7 结论

以沉积基准面旋回特征以及地层发育特征为依据，将徐家围子断陷沙河子组划分出5个三级层序。SQ1顶面明显受徐西断层控制,受古地貌影响，面积最小；SQ2到SQ3湖水面积扩大，SQ3时期湖水面积达到最大；SQ4发育后期受剥蚀作用影响，现存面积比SQ3小。

沙河子储层岩性主要为泥质粉砂岩、粉砂岩及细砂岩等。储层物性平均孔隙度为3.7%，平均渗透率为0.22 mD；砂砾岩的孔隙度和渗透率均高于其他岩性，成岩作用主要有压实作用、胶结作用、交代作用、溶解作用。

沙河子组储层主要受颗粒粒度、成岩作用沉积微相和构造作用等因素控制，根据不同储层的孔隙度和渗透率的范围将沙河子组5个层序的储层分为3个级别,储层物性是随着深度的增加而变差，SQ4(深度1 500～2 250 m)层的有利储层区域分布面积最大。

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(编辑 王亚新)

Reservoir Characteristics of Shahezi Group Xujiaweizi Fault Depression

Liu Chengzhi， Wang Zijia

(CollegeofEarthScience,NortheastPetroleumUniversity,DaqingHeilongjiang163318，China)

Analyzed the reservoir of Xujiaweizi depression Shahezi group using the casting thin sections and X-ray data, determine its lithology mainly argillaceous siltstone and fine sandstone, maturity is low. According to the mercury curve analyzed Shahezi pore structure, indicating that the overall performance of the reservoir pore throat radius is small, resulting in micro-scale pore structure water distribution is uneven, which is the low porosity and low-permeability lithology reservoir. The reservoir is mainly affected by the particle size and diagenesis, dissolution effectively make all kinds of pores connectivity, therefore, the research of reservoir characteristics and influencing factors are significant to oil gas exploration and development of Xujiaweizi foult depression.

Shahezi group; Reservoir characteristics; Pore structure; Control factors

1006-396X(2014)01-0052-04

2013-09-03

：2013-11-29

中国石油大庆油田公司“徐家围子断陷沙河子组沉积相研究” 项目(Dq-1204003 201-js-318)。

柳成志(1962-)，男，博士，教授，从事沉积学及油气储层研究，E-mail: lchzhdq@sina.com。

TE122.2

： A

10.3969/j.issn.1006-396X.2014.01.010