南堡油田沙一段储层特征及控制因素

陈 吉，吴远坤，孙爱艳，宋宝顺，仲学哲

(中油冀东油田分公司，河北 唐山 063004)



南堡油田沙一段储层特征及控制因素

陈 吉，吴远坤，孙爱艳，宋宝顺，仲学哲

(中油冀东油田分公司，河北 唐山 063004)

南堡油田深部储层水体较深、湖盆面积广、埋藏深，导致深部储层泥质含量较高、压实作用较强，储层较差，寻找优质储层是勘探开发的重点。运用岩心、薄片、扫描电镜和其他分析化验资料系统分析了P1、P2断块的沉积相、储层物性、储层孔隙喉道特征和成岩作用特征，研究了南堡油田深层优质储层特征及其控制因素。结果表明，P1断块发育三角洲相，储集砂体较薄、连通性差，储集空间以次生溶蚀孔隙为主，胶结物和泥质杂基含量高，储层综合评价为中孔、特低渗、细喉道型储层。P2断块发育砂质碎屑流沉积，储集砂体较厚、连通性好，储集空间以次生溶蚀孔隙为主，胶结物和泥质杂基含量少，储层综合评价为中孔、中低渗、中喉道型储层。沉积相和成岩作用对储层影响显著，三角洲相储层较差，砂质碎屑流储层较为优质，且优质储层均发育在强溶蚀相中。

优质储层；沉积相；成岩作用；P1、P2断块；南堡油田

引 言

南堡3、4号构造位于渤海湾盆地南堡凹陷南部，东邻柏各庄凸起，南接沙垒田凸起，西连南堡2号构造，北部则毗邻南堡陆地油田[1-2]。P1、P2断块分别位于南堡4号构造的南部和南堡3号构造西南部，为被断层复杂化的断鼻构造和背斜构造[3-4](图1)。随着南堡油田勘探开发的不断深入，中浅层逐渐进入高勘探程度阶段，可动用的优质储量越来越少，深部储层将逐渐成为勘探开发的重要接替领域[5-8]。

本文在前人研究工作的基础上，着眼于互相毗邻的P1、P2断块沙一段储层特征及对比研究，分析深部优质储层成因，以期为下步勘探开发工作提供一定借鉴意义。

1 储层特征

1.1 储层沉积相

岩心观察显示，P1断块沙一段岩石类型主要以灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩为主，以正粒序为主，少数细砂岩出现逆粒序特征，且砂岩中常夹有薄层植物碎屑和薄层泥质条带。砂岩中常见平行层理、波纹层理、交错层理、垮塌构造和泥砾，垂向上以薄层的砂泥岩交互为主。粒度概率曲线表现为两段式，粒度C-M图数据具有典型牵引流特征。总体上表现为三角洲前缘相沉积特征。

P2断块岩心观察显示，储集岩粒度较粗，以灰色砾岩、粗砂岩、中砂岩和细砂岩为主，粉砂岩含量很低，砾石呈“飘砾”形式存在。泥岩为具有深水环境特征的质纯深灰色、黑色质纯泥岩，与砂岩呈突变接触。砂岩较厚，呈块状构造，不发育牵引流沉积的构造特征，其中砂砾岩以正粒序为主，少量发育逆粒序，砂体底部常发育逆粒序粉细砂岩，可见泥砾和泥岩撕裂屑。粒度概率曲线表现为两段式、粒度C-M图中除去“飘砾”数据，其他数据基本平行于C=M基线，分析其主要为砂质碎屑流沉积。

1.2 储层岩石学特征

图1 研究区构造位置

P2断块储集岩粒度明显较P1断块更粗，以灰色中粗砂岩和砾岩为主，砾石常以“飘砾”形式存在，具有较深水环境的深灰色、黑色泥岩。分选为中等—差，次圆状为主，石英平均含量为40.4%，成分和结构成熟度中等，岩石类型以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主。

1.3 储层孔隙类型和储层物性

P1、P2断块埋藏较深，碎屑颗粒以线接触为主，原生孔隙损耗严重，以次生粒间溶蚀孔隙和粒内溶蚀孔隙为主。镜下常见长石、岩屑和方解石胶结物等易溶组分被溶蚀成港湾状或锯齿状。其中，P1断块沙一段孔隙度最大为23.9%，最小为4.2%，平均为17.3%；渗透率最大为96.48×10-3μm3，最小为0.17×10-3μm3，平均为5.80×10-3μm3，属于中孔、特低渗储层。P2断块孔隙度最大为22.7%，最小为1.7%，平均为13.4%；渗透率最大为966.15×10-3μm3，最小为0.07×10-3μm3，平均为46.90×10-3μm3，属于中孔、中低渗储层。

1.4 储层孔隙结构特征

P1、P2断块孔渗相关性均较差，表明孔隙与喉道的匹配性差，这是由于研究区埋藏深度较深，压实作用较强，孔隙类型以次生孔隙为主，受成岩作用影响显著。

从压汞曲线看，P1断块排驱压力低，细歪度，无平台，表明喉道分选性差；P2断块排驱压力低，中粗歪度，出现平台，表明喉道粗且分选性好。从压汞数据统计表来看，P1断块平均排驱压力为0.67 MPa，平均中值压力为15.78 MPa，平均喉道半径为0.44 μm，属于细喉道储层；P2断块平均排驱压力为0.89 MPa，平均中值压力为3.26 MPa，平均喉道半径为3.98 μm，属中喉道储层。

2 储层控制因素分析

2.1 沉积相对储层的控制作用

高校在“爱家”教育上应做到：组织“一封家书”、感恩父亲节(母亲节)等活动，鼓励学生情系家庭，重视亲情，感恩父母，勇于表达自己对父母的爱，知恩图报；组织开展传承家庭美德、家风家训征集等活动，鼓励学生传承传统文化，弘扬家庭美德，引领家庭风尚，化解家庭矛盾，念家护家；组织“我为家庭绘蓝图”“我为家庭争荣誉”“为实现家庭梦想而奋斗”等活动，鼓励学生培养家庭自豪感、荣誉感和责任心，勇于承担家庭重任，光大门楣，荣宗耀祖。

P1断块沙一段发育三角洲前缘沉积，储层以三角洲前缘的细砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩为主。岩心观察过程中共发现3种沉积微相类型，分别为水下分流河道微相、河口坝微相和水下分流河道间微相。其中，水下分流河道微相和河口坝微相主要发育薄层细砂岩和粉细砂岩，水下分流河道间微相主要发育薄层粉砂岩、泥质粉砂岩和泥岩，整体上表现为频繁的砂泥交互。

因此，横向的砂体连通性较差，平均单层砂体厚度为3.7 m。储层物性整体较差，细砂岩储层物性略好于粉砂岩(图2a)。

图2 研究区沙一段孔渗—岩性关系

P2断块沙一段发育砂质碎屑流沉积，是三角洲砂体在地震或火山喷发等触发机制影响下垮塌，向湖盆中心经二次搬运形成的一种深水重力流[9-11]。砂质碎屑流是一种块状塑性流体或宾汉流体，其沉积物支撑机制包括基质强度、分散压力和浮力等，沉积的砂岩呈毯状分布，砂体发育、连通性较好，展布范围较广，平均单层砂体厚度可达7.2 m[12]。沉积特征符合Lowe序列，因此，将其划分为R段和S段，R段主要为砂砾岩，S段为分选磨圆较好的细砂岩和粉砂岩，泥岩为具有深水环境特征的深灰色、黑色质纯泥岩。经过二次搬运和淘洗，砂质碎屑流沉积的砂岩泥质含量低，储层物性明显好于三角洲储层，R段砂砾岩最为优质(图2b)。

2.2 成岩作用对储层的影响

研究区对储层影响较大的成岩作用类型主要为压实作用、胶结作用和溶蚀作用。通过普通薄片、铸体薄片和扫描电镜对成岩作用进行系统研究。整个成岩过程中都伴随着压实作用，是孔隙变差和喉道变小的主要原因之一[13-16]。研究区经历了早期快速深埋期、持续深埋期和晚期(Ed1)构造抬升期3个埋藏成岩演化阶段，具有早期埋藏速率高、古埋藏深度大和持续时间长等特点。较大的埋深、较高的古地温场、较高的泥质含量以及早期碳酸盐胶结物的缺乏促进了压实作用的进行，原生孔隙快速减少，储层物性变差[17-18]。从镜下薄片鉴定来看，P1、P2断块压实作用均较强，主要表现为原生孔隙基本损失殆尽，碎屑颗粒以线接触为主，长石石英发生脆性破裂，云母挤压变形甚至错断，塑性岩屑破裂呈假杂基。胶结物以早期方解石胶结物、晚期铁方解石、铁白云石和硅质胶结为主，胶结物含量较低。溶蚀作用形成次生孔隙，有利于孔隙度变大，属于建设性成岩作用。研究区溶蚀作用较强，储集空间以次生溶蚀孔隙为主，约占总孔隙的70%～80%，易溶组分包括长石、岩屑和碳酸盐胶结物等。镜下观察可见碎屑颗粒和碳酸盐胶结物的溶蚀呈粒内溶蚀孔、粒间溶蚀孔和铸模孔，使储层孔隙度明显增加，改善储集物性。

依据对储层影响较大的泥质含量和溶蚀作用，将研究区划分出低泥质强溶蚀相、低泥质弱溶蚀相、高泥质强溶蚀相和高泥质弱溶蚀相等成岩相类型。有利成岩相为低泥质强溶蚀相和高泥质强溶蚀相，有利储层基本发育在强溶蚀相中。P1断块发育三角洲沉积，泥质含量高，以高泥质成岩相为主，有利储层主要为高泥质强溶蚀相细砂岩，受成岩作用影响，部分低泥质强溶蚀相粉砂岩也可成为有利储层(图3a)。P2断块发育砂质碎屑流沉积，经过二次淘洗、搬运，以低泥质成岩相为主，有利储层为低泥质强溶蚀相砂砾岩和部分低泥质强溶蚀相细砂岩(图3b)。

3 对比分析

依据上述分析，P1、P2断块沙一段储层最大的不同之处在于渗透率和砂体展布的差异，P1断块属于特低渗储层、砂体薄、连通性差，而P2断块属于中低渗储层、砂体厚、连通性好、展布范围广。沉积相决定了砂体展布特征，喉道粗细则直接影响渗透率的大小。受三角洲河道频繁改道的影响，P1断块砂体虽然发育，但是厚度薄、连通性差，而P2断块砂质碎屑流砂体平面上呈毯状，连续性好，展布范围广，垂向上呈块状，厚度大。压汞数据显示，P1断块属于细喉道，而P2断块属于中喉道，而喉道的粗细主要受压实作用和填隙物的影响。研究区2个断块压实作用均较强，对喉道影响显著，但并无明显区别，泥质含量的差异是2个断块渗透率和喉道不同的重要原因。P1断块泥质含量为11%，大量的黏土矿物堵塞喉道导致喉道变细、渗透率变差(图4a)。

图3 研究区成岩相

南堡油田沙一段沉积时期，由于湖盆范围较广、水体较深，导致该区三角洲前缘砂体的泥质含量较高。

X衍射数据表明，P1断块黏土矿物以高岭石、伊利石和伊蒙混层为主，高岭石平均含量可达59%。在成岩阶段中晚期有较高的高岭石含量，分析其原因为长石被溶蚀后的产物在原地滞留形成了大量的高岭石，这些高岭石堵塞在孔隙和喉道中，对储层喉道和渗透率具有较大影响。P2断块泥质含量相对较低(图4b)，平均为5%，与该区沉积相有关。

砂质碎屑流沉积属于深水重力流沉积的一种，主要是由三角洲前缘、平原砂体在地震、火山喷发等触发因素影响下，垮塌并向湖盆中心搬运形成的。

因此，经过二次搬运、淘洗的砂质碎屑流砂体中泥质含量较低。

研究区黏土矿物以伊蒙混层、伊利石和绿泥石为主，高岭石平均含量为4%，不存在P1断块中长石溶蚀产物原地滞留形成高岭石堵塞喉道的情况。

因此，在较深水沉积环境中的南堡深层，靠近湖盆边缘的三角洲储层较差，需要寻找的是有利构造，而在靠近湖盆中心区域的深水重力流储层较为优质，既可以发育构造油气藏，也可以发育有利的岩性油气藏。

图4 砂岩扫描电镜特征

4 结 论

(1) P1断块沙一段储层以三角洲相砂体为主，P2断块沙一段储层发育砂质碎屑流沉积。

(2) P1、P2断块储集空间主要为次生溶蚀孔隙，P1断块属于中孔、特低渗、细喉道型储层，P2断块属于中孔、中低渗、中喉道型储层。

(3) P1断块储层渗透率差和喉道细的主要原因为较强的压实作用和较多的黏土矿物堵塞在喉道中。P2断块储集砂体经过二次搬运和淘洗，黏土矿物含量相对较低，渗透率和喉道相对较好。

(4) 沉积相和成岩作用对储层影响显著，深部三角洲相储层较差，砂质碎屑流储层较为优质。在靠近湖盆边缘的三角洲砂体发育区，需要寻找的是有利构造，而湖盆中心区域既可以发育构造油气藏，也可以发育有利的岩性油气藏。

[1] 刘淑华，薛云松，赵宝银，等.南堡油田古生界古潜山油藏裂缝描述预测及勘探[J].特种油气藏，2007，14(1)：41-48.

[2] 黄曼宁，董月霞，庞雄奇，等.南堡凹陷构造型油气藏分布主控因素及预测方法[J].石油与天然气地质，2012，33(5)：695-704.

[3] 鲜本忠，万锦峰，姜在兴，等.断陷湖盆洼陷带重力流沉积特征与模式：以南堡凹陷东部东营组为例[J].地学前缘，2012，19(1)：121-135.

[4] 薛云松，逯经铁，张梅，等.断裂构造在南堡凹陷新生代火成岩形成中的作用[J].特种油气藏，2003，10(1)：51-54.

[5] 李素梅，姜振学，董月霞，等.渤海湾盆地南堡凹陷原油成因类型及其分布规律[J].现代地质，2008，22(5)：817-823.

[6] 郑红菊，董月霞，朱光有，等.南堡凹陷优质烃源岩的新发现[J].石油勘探与开发，2007，34(4)：385-391.

[7] 张翠梅，刘晓峰.南堡凹陷边界断层及成盆机制[J].石油学报，2012，33(4)：581-587.

[8] 卿颖，张敬艺，汪浩源，等.南堡凹陷高南斜坡古近系岩性油藏勘探实践[J].特种油气藏，2013，20(6)：48-51.

[9] 李相博，付金华，陈启林，等.砂质碎屑流概念及其在鄂尔多斯盆地延长组深水沉积研究中的应用[J].地球科学进展，2011，26(3)：286-294.

[10] 李祥辉，王成善，金玮，等.深海沉积理论发展及其在油气勘探中的意义[J].沉积学报，2009，27(1)：77-86.

[11] 王颖，王晓州，王英民，等.大型坳陷湖盆坡折带背景下的重力流沉积模式[J].沉积学报，2009，27(6)：1076-1083.

[12] Shanmugam G. The Bouma sequence and the turbidite mind set[J]. Earth-Science Reviews， 1997， 42：201-229.

[13] Beard D C，Weyl P K . Influence of texture on porosity and permeability of unsolidated sand[J]. AAPG Bulletin，1973，57(2)： 349-369.

[14] Scherer M. Parameters influencing porosity in sandstones a model for sandstone porosity predication[J]. AAPG Bulletin，1987，71(5)： 485-491.

[15] 陈国俊，杜贵超，张功成，等.珠江口盆地番禺低隆起第三系储层成岩作用及物性影响因素分析[J].天然气地球科学，2009，20(6)：854-861.

[16] 王凤琴，王宝清.柴达木盆地北缘下侏罗统储集岩成岩作用及其对孔隙演化的影响[J].兰州大学学报：自然科学版，2006，42(5)：1-6.

[17] Chuhan F A，Bjorlykke K，Lowrey C. The role of provenance in illitization of deeply buried reservoirsandstones from Haltenbanken and north Viking Graben， off shore Norway[J].Marine and PetroleumGeology，2000，17：673-689.

[18] 钟大康，朱筱敏，李树静，等.早期碳酸盐胶结作用对砂岩孔隙演化的影响——以塔里木盆地满加尔凹陷志留系砂岩为例[J].沉积学报，2007，25(6)：885-890.

编辑 林树龙

20141031；改回日期：20141203

国家重大专项“渤海湾盆地黄骅坳陷滩海开发技术示范工程”(2011ZX05050)

陈吉(1986-)，男，工程师，2008年毕业于中国地质大学(北京)地质学专业，2013年毕业于中科院兰州油气中心矿物岩石矿床学专业，获博士学位，研究方向为沉积储层研究。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.01.008

TE122.2

A

1006-6535(2015)01-0036-05