东海盆地西湖凹陷G构造储层特征研究

东海盆地西湖凹陷G构造储层特征研究

李 喆

（中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司研究院，上海 200120）

摘 要：为了进一步研究西湖凹陷G构造的储层特征，运用薄片分析、扫描电镜、X衍射分析等多种方法，对该构造储层岩石学特征、孔隙类型、孔隙结构特征及物性特征进行分析研究。结果表明：储层岩石类型主要是长石岩屑砂岩，其次是岩屑长石砂岩；粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔以及原生粒间孔是主要储层孔隙类型，孔隙结构以小孔隙、细喉道、分选中等的特征为主；花港组储层主要为中—低孔隙度、中—低渗透率储层，平湖组储层为特低孔隙度、特低渗透率储层。最后根据上述研究结果，综合分析得出沉积条件、成岩作用和异常高压是影响研究区物性的主要因素。

关键词：西湖凹陷；储层特征；孔隙结构

中图分类号：TE122.2

文献标识码：A

DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2015.02.025

文章编号：1008-2336（2015）02-0025-05

收稿日期：2014-08-29；

作者简介：李喆，男，1983年生，工程师，硕士，矿产普查与勘探专业，主要从事油气地质综合研究。E-mail：lizhe.shhy@sinopec.com。

改回日期：2014-12-01

Study on Reservoir Characteristics of G Structure in Xihu Depression, East China Sea Basin

LI Zhe

（Institute of SINOPEC Shanghai Offshore Oil & Gas Company, Shanghai 200120, China）

Abstract:In order to study further on the reservoir characteristics of G structure in Xihu Depression, many methods have been used, such as slice analysis, scanning electron microscopy, x-ray diffraction and so on. The study is conducted mainly on analysis of the petrological characteristics, pore types, pore structure and physical properties. The study results indicated that the rock types are dominated by feldspathic lithic sandstones, and secondly are lithic arkose. Dissolved pores between grains, dissolved pores in grains, moldic pores and primary intergranular pores are main pore types. Pore structure types are small pore, and narrow throat, being middle sorted. Huagang Fm. reservoir is middle to low porosity and middle to low permeability, Pinghu Fm. reservoir is extremely low porosity and permeability. Finally, based on the above study results, it is concluded that the sedimentation conditions, diagenesis, and abnormal overpressure are the main factors influencing the reservoir physical properties.

Keywords:Xihu Depression; reservoir characteristics; pore structure

G构造位于东海陆架盆地西湖凹陷三潭深凹中南部，是一个形态完整的北北东向长轴状背斜构造。三口探井均发现较好的油气显示，尤其是G2井通过钻杆测试在大于4 000 m的深度获得具有自然产能的商业油气流，实现了三潭深凹深层勘探的重大突破。该构造主要储层位于花港组和平湖组，但各层段油气储集能力存在较大差异。通过成藏分析研究认为：储层条件是影响油气的主要原因之一。

为了进一步解决上述问题，本文通过对钻井取心、井壁取心的化验资料研究，结合区域构造和沉积背景，分析得出G构造储层特征。最后对储层影响因素作出总结，对西湖凹陷其他地区深层勘探具有一定借鉴作用。

1　储层岩石学特征

通过岩心观察和薄片鉴定，研究区储集层岩性主要为浅灰色细砂岩、中砂岩和粉砂岩。岩石类型以长石岩屑砂岩为主（图版A），其次是岩屑长石砂岩和岩屑砂岩（图1），碎屑成分中石英质量分数55%～87%，长石质量分数5%～30%，岩屑质量分数10%～25%，以变质岩、沉积岩岩屑为主。填隙物主要由碳酸盐（方解石、白云石等）、黏土矿物（高岭石、伊利石、伊/蒙混层等）、硅质、铁质等组成（图版B）。颗粒主要粒径大小0.1～0.52 mm，分选中等，磨圆为次棱～次圆状。砂岩为颗粒支撑，颗粒间储层见缝合接触。胶结物结构类型以孔隙型、接触型和压嵌—接触型为主（图版C）。

总之，研究区砂岩储层成分成熟度中等，结构成熟度中等，表明该地区沉积物未经过长距离搬运和强烈水流改造，为近源陆相沉积。

图1　G构造砂岩成分三角图 [1]

2　储层孔隙类型和孔隙结构特征

2.1 孔隙类型

岩石薄片粒度分析、铸体薄片孔隙结构图像分析以及扫描电镜分析表明，研究区储层的孔隙类型以原生粒间孔隙和次生溶蚀孔隙为主。次生溶蚀孔隙主要包括粒间溶孔、粒内溶孔以及铸模孔。原生粒间孔的形态呈三角形状、多边形状等，孔隙边缘多呈平直状，未见明显的溶蚀现象（图版D）。溶蚀粒间孔呈不规则状、多边形状、微孔状等，孔隙边缘见明显的溶蚀现象，部分呈溶蚀港湾状。局部孔隙见颗粒的溶蚀残留（图版E）。铸模孔多为长石、易溶岩屑等被完全溶蚀形成（图版F）。粒内溶孔为局部长石、易溶岩屑等内部受溶形成。喉道以细喉为主，主要是可变断面的收缩部分，其次为片状、弯片状喉道。

粒间溶孔占孔隙类型的比例最高，其次是铸模孔、粒内溶孔、原生粒间孔。随着埋藏深度的增加，孔隙面孔率值逐渐减小，而平湖组中段有增大的趋势。原生粒间孔减小至平湖组中段未发现（表1）。

表1　G构造储层孔隙类型及结构特征

2.2 孔隙结构特征

根据取心样品压汞分析可知：向左下方凸出的压汞曲线几乎没有，表明储层粗孔喉很少，无明显平行于横坐标的曲线平台，说明孔隙发育程度中等，分选一般。随埋深增加，进汞曲线斜率增大，但基本形态无较大差异，毛管压力曲线特征为细歪度压汞曲线（图2）。

图2　G构造储层毛管压力曲线图

储层的喉道系数为5.38～12.85，平均为9.35；喉道分选系数1.61～5.86，平均2.69；结构系数0.01～19.85，平均1.00；配位数0.2～3；特征系数0.14～196.17，平均12.68。结合其他定量参数分析（表1），研究区储层具有孔隙中值半径小、排驱压力低、中值压力中等、退汞效率低、喉道较细、分选一般、孔喉配位较差、非均质严重的特点。

3　储层物性特征

储层孔隙度渗透率相关分析结果（图3）表明，孔渗大小呈指数增长，相关性较好，R2值达到0.7865。储层孔隙度分布范围为1.1%～25.8%，平均孔隙度9.6%，渗透率分布范围为0.01×10-3～190×10-3μm2，平均渗透率2.70×10-3μm2，根据《海上石油天然气储量计算规范（DZ/T0252—2013）》中储层物性分类标准，花港组上段储层主要为中等孔隙度、中等渗透率储层，花港组下段储层为低孔隙度、低渗透率储层，平湖组上段、平湖组中段储层为特低孔隙度、特低渗透率储层。

图3　G构造储层孔隙度与渗透率关系图

4　储层物性影响因素

4.1 沉积条件

沉积相是控制储层发育和分布的重要因素，不同沉积环境形成的砂岩岩性特征不同，从而导致储层物性也大不相同[2-4]。研究表明：优质储层与其岩石学特征都有密切关系，一般来说，石英含量高，成分纯，分选好，粒度中等的石英砂岩，孔隙发育，后期的溶蚀作用也较强，易于形成优质储层[5]。

G构造毗邻物源区，受北北东向西湖主断裂的影响，花港组发育辫状河河道、辫状河三角洲沉积，平湖组发育潮控三角洲、潮坪沉积。随埋深增加，储集岩重矿物成熟度ZRT指数（锆石%+金红石%+电气石%），成分成熟度指数CMI（石英/长石+岩屑）总体上呈现降低趋势。矿物成分中石英、长石含量降低，而岩屑含量较为稳定。受矿物成分变化影响，孔隙度和渗透率呈线性降低（图4）。但平湖组中段部分砂岩储层ZRT值大于20%，CMI比值大于2.8，物性明显提高，是储集性能较好的储层。

4.2 成岩作用

按照碎屑岩成岩阶段划分标准（SY/T5447—2003），结合黏土矿物组合、有机质成熟度、流体包裹体、油田水分析等资料分析，G构造储层处于淡水～半咸水水介质碎屑岩成岩阶段中的晚成岩阶段A期。对储层影响较大的成岩作用类型有压实作用、胶结作用、溶蚀作用、交代作用等。

4.2.1 压实（压溶）作用

随埋深增加，压实（压溶）作用加强，孔隙

度也逐渐减小。通过镜下薄片观察和成分分析，研究区花港组储层颗粒接触关系以点-线接触为主，向深部平湖组储层逐渐过渡到线接触和缝合接触，岩屑、云母等颗粒经压实（压溶）作用发生弯曲变形（图版B），导致原生孔隙度的减小。

4.2.2 胶结作用

研究区储层胶结物主要是黏土矿物、硅质和碳酸盐矿物。通过X射线衍射定量分析可知，随深度增加，黏土矿物总量呈线性降低，而碳酸盐含量变化不大，局部密集取样段出现个别高值。

黏土含量、类型及成分的不同是影响储层物性和敏感性的内在因素之一[6]，研究区黏土矿物成分主要是绿泥石、高岭石、伊利石、伊蒙混层等。绿泥石含量、产状、分布对原生孔隙保存具有重要意义。抑制上覆地层的压实作用，阻碍石英的次生加大[7]，与孔隙度变化具有正相关性（图4）。浅部储集层，在开放、半开放成岩作用下，长石在碱性流体的作用下发生溶蚀[8]，形成了大量高岭石，额外形成了孔隙，增加储集能力（图版G）。随着埋深增加，高岭石逐渐向伊利石转化，尤其是进入平湖组储层中，次生伊利石、伊蒙混层含量增加，呈鳞片状、纤维状，以孔隙呈充填式、搭桥式产状分布于颗粒表面和孔隙内，使有效渗流空间减小，对储层的渗透性具有明显的降低作用（图版H、图版I）。

硅质胶结主要是石英次生加大边和次生石英，在扫描电镜下观察，石英晶面发育，次生加大边属Ⅱ级，次生石英晶体向孔隙空间生长，减小了砂岩的原生孔隙（图版I）。

碳酸盐胶结物包括方解石、白云石等，以粒间胶结、次生孔隙内充填等形式出现，从而缩小或堵塞喉道，降低了储层物性和储集能力（图版B）。

4.2.3 溶蚀作用

溶蚀作用可以形成大量的次生粒间溶孔、粒内溶孔（图版D、图版E），从而改善储层物性，研究区储层溶蚀孔类型主要为长石溶蚀孔、石英颗粒边缘溶蚀、方解石溶蚀孔，高岭石溶蚀孔等，碳酸盐胶结物和黏土矿物溶蚀孔有效增大已堵塞的孔隙，使3 700 m以下的储层形成次生孔隙发育带，使储层物性有明显的改善。

4.2.4 交代作用

交代作用主要表现为碎屑颗粒和杂基的黏土化和碳酸盐化，研究区储层黏土化主要表现为绢云母化、伊利石化和绿泥石化，碳酸盐化表现为方解石对碎屑颗粒组分的交代，形成了铁方解石、铁白云石等次生矿物（图版C）。

4.3 异常高压

前人研究认为，异常高压延缓机械压实作用，有效保护岩石孔隙，有利于形成次生孔隙和裂缝，在地下深层形成优质储层[9]。G2井在平湖组中段储层中钻遇异常高压层，实测地层压力系数1.475，后经常规测试获得商业油气流，证实研究区异常高压与储层物性具有正相关性。

图4　G构造储层黏土矿物垂向分布图

5　结论

（1）西湖凹陷G构造储层岩石类型主要是长石岩屑石英砂岩，其次是岩屑长石砂岩和岩屑砂岩，分选中等，磨圆多为次棱～次圆状，成分成熟度、结构成熟度中等，为近源陆相沉积。

（2）孔隙类型以次生溶蚀孔隙和原生粒间孔为主。次生溶蚀孔隙主要包括粒间溶孔、粒内溶孔、

铸模孔。其中粒间溶孔是储层最重要的储集空间。孔隙与喉道连通性一般，孔喉以较细喉为主，属于分选中等、细歪度压汞曲线。

（3）G构造储层孔渗相关性好，其中花港组上段储层为中等孔隙度、中等渗透率储层，花港组下段储层为低孔隙度、低渗透率储层，平湖组上段、平湖组中段储层为特低孔隙度、特低渗透率储层。

（4）储层特征受到沉积条件、成岩作用、异常高压等因素共同控制。沉积环境是主要的控制因素。在成岩作用中，早期溶蚀作用，深部储层中次生孔隙发育对储层的储集性能起到改善作用。压实作用、黏土胶结物中伊利石、伊蒙混层的堵塞是造成低渗透的主要原因，对储集性能起破坏性作用。

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