基于沉积成岩－储集相分析确定文昌9区低渗储层“甜点”分布

尤 丽，张迎朝，李 才，张哨楠，招湛杰

1.中海石油（中国）有限公司湛江分公司，广东 湛江 524057

2.西南石油大学地球科学与技术学院，成都 610500

文昌9区是南海西部珠江口盆地文昌A凹陷天然气勘探的重点区域［1－2］，其处于珠三南断裂带—六号断裂带之间（图1）。珠海组为本区主要储集层系，为扇三角洲前缘－潮坪相沉积储层，埋深基本大于3km［3－5］，钻井揭示该储层以低渗为主，局部具有中渗特征［3］，为典型的深埋藏、低渗储层。为扩大勘探油气储量和后期合理有效开发，“甜点”储层寻找至关重要［6－7］。“甜点”储层，是指普遍低渗条件下局部存在的相对高孔渗储层［8－9］。寻找“甜点”储层的关键是查明低渗成因。前人研究［10－15］认为，低渗透储层的形成与沉积、成岩和构造作用密切相关，可将其划分为原生低渗储层、次生低渗储层（成岩型）和裂缝性低渗储层［16－17］。笔者在认识文昌9区珠海组沉积相、成岩相（成岩相即将成岩作用定量或定性评价）和储集相（储集相即储层物性与储层厚度、类型展布）分布的前提下，明确低渗成因；重点剖析“甜点”储层控制因素，进而指出“甜点”储层分布，为有利区带预测提供地质依据。

1 储集相分布及其物性特征

珠海组二段上部（）和三段上部）形成于扇三角洲前缘－潮坪沉积环境［18］。在空间上，由珠三南断裂向六号断裂方向储集砂岩厚度增加，但有效储层却变薄，物性变差。总体上，珠海组三段上部孔隙度主要为5%～15%，有效储层渗透率为0.5～73.6mD（1mD＝10－3μm2，以下同），以低孔、低渗为主，局部为中孔、中渗。珠海组二段上部以中—低孔、中—低渗为特征。六号断裂带附近井区由于含砂率较高，物源供给较充足，砂层厚度较厚，埋深4km以上以低孔、低渗为主，4km以下基本为特低孔特征；近六号断裂带的W3井较远离六号断裂带的W2s有效储层发育，物性偏好的W3井渗透率主要为0.5～4.0mD，个别大于10.0mD，中—低渗特征的W3井渗透率为1.0～7.0mD，W2s井渗透率为0.5～4.0mD。

图1 文昌9区井位示意图Fig.1 Abridged geneal view of wells in，Wenchang 9area

2 低渗“甜点”储层控制因素

2.1 潮坪－扇三角洲前缘沉积是“甜点”储层发育的首要条件

不同微相的孔、渗随埋深变化（图2）表明，埋深浅于3.85km，处于沉积作用与成岩作用共同控制区带，不同微相物性差异明显，其中水下分流河道微相储层渗透率最高，形成相对高孔渗带，其次为砂坪微相，混合坪相对较差；埋深3.85km以下储层物性主要受成岩作用控制，各沉积微相的物性差异较小，但是埋深4.00km左右潮道微相较混合坪微相储层物性略偏好。总体上，扇三角洲前缘的水下分流河道、潮坪以潮道和砂坪微相为最有利储集相带，其次为混合坪。以上相带均可能形成“甜点”储层。

表1 文昌9区珠海组储层参数对比Table 1 Comparison of reservoir quality of the Zhuhai Formation in，Wenchang 9area

2.2 储集砂岩的粒度和杂基含量是“甜点”储层发育的物质基础

受控于沉积作用的储集砂岩粒度和杂基含量对储层物性的影响极为显著。孔隙度、渗透率与砂岩粒度呈明显的正相关性（图3），尤以渗透率关系突出，且埋深越大成岩强度越强。粒级对物性影响更加明显，显示孔隙度、渗透率与粒度中值相关性偏高：中等—强压实区中成岩阶段A期，当粒度中值大于1mm时，中渗“甜点”储层在极粗砂岩以上发育，低渗储层在细、中砂岩均有发育，特低渗储层发育在极细—细砂岩储层；较强压实区中成岩阶段B期，中渗“甜点”储层少见，低渗“甜点”发育在粗砂以上砂岩，粗砂以下砂岩为特低渗特征。珠海组不同岩性的二维核磁共振图像和显微照片如图4所示。二维核磁共振图像（图4A、B）显示，埋深3.75km附近粗砂岩较中砂岩孔隙发育，连通性较好，对应渗透性明显较高，细砂岩则连通性较差，渗透性偏低。

薄片鉴定表明，珠海组砂岩中的杂基含量（体积分数）均低于10%。泥质杂基含量对储层物性的影响主要受埋藏深度的影响。埋深浅于3.85km时，杂基含量对储层物性的控制更明显，表现为储集物性与泥质杂基含量呈弱负相关性，反映储层物性受沉积作用控制明显，沉积水动力越强，杂基含量越低，储集性越好。在埋藏深度大于3.85km时，杂基含量与储层物性相关性差，暗示埋藏成岩作用已成为储层物性的主要控制因素。

2.3 压实作用是储层物性的主要控制因素

珠海组砂岩以线接触为主，其次为凹凸－线接触，压实作用较强。对压实强度进行定量评价，确定文昌9区珠海组发育中等、近强、强、较强与极强压实成岩相，结合储层厚度、类型分布的储集相特征，横向对比（图5）发现，压实程度越强，有效储层（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类储层）越不发育，储层物性越差。例如：珠三南断裂带珠海组三段上部扇三角洲沉积埋深相对较浅、中等压实区有效储层最厚、物性最好，而位于六号断裂带—珠三南断裂带间的潮坪相强压实区其次，六号断裂带压实作用最强物性最差；在珠海组二段上部扇三角洲沉积范围内，中等压实区物性最好，近强压实区其次，强压实区相对较差。压实作用强度差异是该区储层物性的重要影响因素。

2.4 溶解作用促进了“甜点”储层的发育

虽然珠海组储层孔隙度随埋深增加而降低，但在埋深3.55～3.85km出现了相对高孔隙带。值得注意的是，该深度段对应该段地层水矿化度较高，有机酸质量分数也较高（图6），说明相对高孔隙带的发育与有机酸具有潜在的成因联系。形成于干酪根裂解的有机酸，通过对长石等不稳定组分溶解，形成次生孔隙，从而极大地改善了储层物性［19－20］。例如，W1井珠海组三段下部强压实区粗砂岩强溶蚀作用（图4C），使其储层物性明显改善，渗透率为3.7mD，与珠海组二段上部近强—强压实区的中—细砂岩（图4D）渗透率接近。显然，强压实区“甜点”储层发育很大程度上依赖于强溶蚀作用。

图2 文昌9区珠海组不同沉积微相孔渗演化图Fig.2 Porosity and permeability evolution of different sedimentary microfacies from Zhuhai Formation in Wenchang 9area

图3 文昌9区珠海组孔隙度、渗透率与粒度中值关系图Fig.3 Correlations for reservoir quality with median grain size from Zhuhai Formation in Wenchang 9area

2.5 局部绿泥石包壳存在利于“甜点”储层发育

砂岩中小于2μm部分的X－射线分析表明，六号带附近井区（W2、W2c、W3井）黏土矿物为以绿泥石含量高（表2）为特征，根据岩相学研究，绿泥石的产状以碎屑颗粒的包壳形式为主（图4E、F）。研究表明，绿泥石包壳的存在在一定程度上使得原生粒间孔隙得以保存［21－22］，对储层物性有正面贡献，表现在粒间孔与绿泥石包壳含量呈一定的正相关性，渗透率也与绿泥石包壳含量呈正相关性（图7）。六号断裂带附近绿泥石包壳大量存在，是本区相近埋深物性较好的一个重要原因。自生黏土包壳发育阻碍骨架颗粒之间、骨架颗粒与填隙物之间或者碎屑颗粒与地层水的相互作用，从而阻止次生加大石英的沉淀，保存孔隙；自生黏土矿物包壳自身性质较稳定，可以支撑颗粒，抵抗一定的压实作用，从而使粒间孔隙得以有效保存。

图4 文昌9区珠海组不同岩性二维核磁共振图像和特征显微照片Fig.4 Thin section micrographs of the Zhuhai Formation in Wenchang 9area

图5 文昌9区沉积－成岩相展布图Fig.5 Spreading of sediment－diagenetic facies in Wenchang 9area

图6 文昌9区珠海组孔隙度、地层水矿化度、有机酸质量分数和Ro纵向对比图Fig.6 Comparison of porosity，formation water salinity，organic acid concentration and Roof Zhuhai Formation in Wenchang 9area

表2 文昌9区珠海组小于2μm砂岩中部分黏土矿物质量分数Table 2 Relative content of clay of less than 2μm in sandstone of Wenchang 9area

3 “甜点”储层分布

上述分析表明，压实程度偏弱、粒度较粗、溶蚀较强区或绿泥石包壳发育区为潜在的“甜点”储层发育区。因此，压实程度相对较弱的六号断裂—珠三南断裂带之间应该发育“甜点”储层。其中：埋深3.40km以浅的近强压实区的水下分流河道微相的厚层粗砂岩为高—中渗“甜点”储层；强压实区的强烈溶蚀的潮道/混合坪粗砂岩发育中渗“甜点”储层，中等—强溶蚀的潮道/砂坪微相中—细砂岩为低渗储层。

相对而言，六号断裂带附近区域较远离区域更有利于“甜点”储层发育。六号断裂带附近由于发育碎屑颗粒的绿泥石包壳，发育“甜点”储层，不同粒度与溶蚀强度区发育不同类型的“甜点”储层。强压实区中渗“甜点”储层分布在强溶蚀、连通性好的水下分流河道微相箱状粗砂岩，中—细砂岩以低渗为主；极强压实区潮道/砂坪微相砂岩为特低渗特征，局部粒级较粗、溶蚀较强的砂岩孔渗略偏好。

图7 文昌9区储层物性与绿泥石包壳质量分数关系图Fig.7 Correlations for reservoir quality with the content of chlorite grain－coatings in Wenchang 9area

4 结论

1）珠海组三段上在六号断裂—珠三南断裂之间的潮坪相为低孔、低渗特征，六号断裂带附近埋深4 km以上以低孔、低渗为主，4km以下为特低孔特征；珠海组二段上在扇三角洲前缘六号断裂—珠三南断裂带间上部发育中孔、中渗，下部为低孔、低渗特征，六号断裂带附近均为低孔、低渗特征。

2）水下分流河道、潮道和砂坪微相为最有利储集相带，其次为混合坪。压实作用是珠三南断裂带—六号断裂带间文昌9区珠海组物性变差的主要原因。压实强度、砂岩粒级、溶蚀强度或绿泥石包壳程度是“甜点”控制因素，“甜点”储层寻找应以水下分流河道、潮道或砂坪微相压实程度偏弱、粒度较粗、溶蚀较强区或绿泥石包壳发育区为最有利。

3）压实程度偏弱的六号断裂带—珠三南断裂带间发育“甜点”储层；六号断裂带相近埋深，六号断裂带附近较远离六号断裂带区利于“甜点”储层发育。

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