琼东南盆地宝岛区陵水组储层特征与有利储层分布

2020-03-29朱沛苑元庆涛

天然气技术与经济 2020年1期

朱沛苑元庆涛尤丽钟佳代龙

（中海石油（中国）有限公司湛江分公司，广东湛江 524057）

0 引言

琼东南盆地是中国南海北部大型近海富油气盆地之一，构造上主要包括北部坳陷带、中部隆起构造带、中央坳陷带和南部隆起构造带，具有“下断上坳双层结构和多凸多凹”的构造特点[1-3]。盆地构造演化主要经历了裂陷阶段、裂后早期热沉降阶段和裂后晚期加速沉降阶段，自下而上发育古近系岭头组、崖城组、陵水组，新近系三亚组、梅山组、黄流组及莺歌海组。宝岛区位于琼东南盆地松涛凹陷东斜坡和松涛凸起东端，邻近松东凹陷和宝岛凹陷两大油气富集凹陷，是非常有利的油气勘探区域。该区陵水组已钻探了多口井，均有不同程度的油气显示，但由于陵水组主要发育中—低孔、低渗储层，导致整体上天然气储量规模较小，储层物性差，缺乏商业价值。因此，明确宝岛区优质储层的分布规律是该区实现勘探突破、增储上产的关键所在。为此，弄清陵水组储层物性特征、低渗透储层成因及有利储层分布对于该区增储上产具有十分重要的现实意义。笔者基于沉积体系研究，通过测井解释、岩心观察、铸体薄片等分析化验数据研究了宝岛区陵水组储层岩石学、物性及储集空间特征，以及该区储层物性的主控因素，明确了有利储层的分布规律，以期为研究区的成藏综合评价和油气勘探开发潜力目标优选提供地质依据。

1 储层物性

宝岛区古近系陵水组物源供给充足，主要发育三角洲及滨浅海沉积体系。其中，陵水组三段以三角洲沉积为主，砂体较为发育；陵水组二段以临滨砂坝、浅滩沉积为主，发育中砂岩、细砂岩及粉砂岩，受北部物源影响，该段远源沉积区域泥质含量高，以细砂岩为主，近源沉积区域物源供给充足，含砂率较高，储集岩性较粗；陵水组一段主要发育临滨亚相和三角洲前缘水下分流河道微相，发育中砂岩、细砂岩、粉砂岩。

1.1 岩石学特征

通过对研究区6口井280个岩心和铸体薄片的统计分析认为，该区陵水组储层砂岩颗粒组分主要由石英、长石和陆源碎屑组成，它们的平均含量分别为49.2%、10.5%、25.1%。研究区陵水组储层岩石类型以岩屑石英砂岩和长石岩屑砂岩为主，岩屑砂岩和长石岩屑石英砂岩次之。填隙物分布不均匀，主要以黏土和碳酸盐胶结物为主。砂岩颗粒呈圆状、次圆状，常见点—线接触，偶有凹凸接触。此外，该区岩石粒度分布范围广，常见细砂岩和粉砂岩，其次为中—粗砂岩，通常表现为中—低结构成熟度特征。

1.2 储层物性和储集空间特征

该区陵水组储层物性为中—低孔、低渗，孔隙度介于1.2%～16.0%，平均值为8.1%；渗透率介于0.51～9.50 mD，平均值为3.20 mD。储集空间主要为粒间溶孔和粒内溶孔，其次为晶间溶孔、铸模孔和杂基微孔（图1）。其中，粒间溶孔主要为长石、碳酸盐胶结和杂基的溶蚀，形态以不规则和多边形为主，部分呈港湾状。粒内溶孔通常存在于颗粒内，多为斑点状或蜂窝状，常伴有粒间孔隙，分布不均匀，溶蚀颗粒以长石和岩屑为主。长石铸孔和岩屑溶孔常出现铸模孔，而前者与后者的区别在于其独特的板形。

2 储层物性主控因素

沉积作用和成岩作用是该区陵水组储层物性的两大主控因素[4-5]。沉积作用不仅控制着岩石的物质组成、储集层的展布样式及其原始孔隙度，而且影响成岩作用的类型和强度[6]。成岩作用对储层物性既有破坏性作用，如压实作用和胶结作用会减少粒间孔隙，又有建设性作用，如溶蚀作用会形成次生溶孔，在一定程度上可改善储层物性[7]。

2.1 沉积作用

该地区陵水组有利储层发育于三角洲前缘水下分流河道和河口坝微相，以及滨海相的临滨砂坝和浅滩微相区域。通过对陵水组不同沉积微相的储层物性对比研究可知，三角洲相储层整体上优于滨海相储层。其中，三角洲前缘水下分流河道物源充足，含砂量高，粒度较粗，以中砂岩、细砂岩为主，泥质杂基含量较少，储层物性优于以极细砂岩为主的河口坝；滨海相临滨砂坝以极细砂岩为主，储层物性优于以粉砂岩为主的浅滩（图2a、图2b）。各沉积微相的孔隙度与泥质杂基均呈较好的负相关性（图2c）。

图2 不同沉积微相储层孔隙度、粒度分布、泥质杂基对比图

2.2 后期成岩作用

1）压实作用。研究区储层物性随埋藏深度的增加而逐渐变差，与成岩阶段的演化相对应。依据镜质体反射率、伊/蒙混层中蒙的含量、古地温和最高热解温度等资料分析结果[8-9]，陵水组储层处于中成岩A2期—中成岩B期，成岩作用相对较强，为近强—强压实。碎屑颗粒表现为线接触、凹凸接触，粒间孔隙大大减少。压实作用是造成储层物性变差的主要因素。根据研究区成岩演化阶段分析表明，陵水组一段、二段处于中成岩A2期，压实作用中等，陵水组三段处于中成岩B期，压实作用较强。

2）胶结作用。研究区胶结作用主要表现为碳酸盐胶结和硅质胶结，常见的有铁方解石、铁白云石和白云石，其含量与储层物性呈负相关。当胶结物含量低于5%时，对储层物性影响不明显；当胶结物含量大于5%时，由于堵塞喉道，会导致储层物性随胶结物含量的增加而变差。

3）溶蚀作用。研究区陵水组长石、岩屑等不稳定组分的溶蚀现象较为常见，进而形成次生孔隙，使得储层物性在一定程度上得到改善。随着埋深加大，成岩作用增强，有机质热演化产生大量的有机酸，为溶蚀作用提供了物质基础[10]，同时，深大断裂有利于有机酸运聚至陵水组地层，产生次生溶孔[11]。

2.3 储层孔隙度演化恢复研究

基于成岩作用类型及特征分析，通过对自生矿物的交代切割、溶解充填关系、流体包裹体均一温度等方面的特征研究，确定了研究区的成岩演化序列为：压实作用—早期自生矿物/方解石—石英加大/长石、岩屑溶蚀—油气充注—铁方解石、铁白云石胶结。笔者以该成岩演化序列为约束，结合储层物性数据和现今铸体薄片分析，采用“孔隙度反演回剥”方法[12-15]，通过恢复各成岩时期孔隙度的增加和减少量，从而确定砂岩的古孔隙度。通过对比分析该区陵水组三段三角洲前缘水下分流河道、滨海相临滨砂坝与陵水组二段浅滩3种沉积微相的孔隙演化规律可知，在原始孔隙度相同的前提下，储层物性主要受压实作用、碳酸盐胶结、硅质胶结、溶蚀等作用控制。分析结果表明：①浅滩微相受中等压实作用的影响，压实损失的孔隙度最少，其次为受近强压实作用影响的水下分流河道和临滨砂坝，其压实后剩余粒间孔隙度分别为25.2%、20.3%、19.5%。②通过薄片鉴定数据表明，临滨砂坝的碳酸盐胶结物含量略少于水下分流河道及浅滩。早期碳酸盐胶结、硅质胶结对水下分流河道、临滨砂坝、浅滩导致的减孔量分别为1.72%、1.58%、1.60%[16-18]。③受不同程度溶蚀作用的影响，孔隙度也有不同程度的增加，镜下观察可知浅滩微相中次生溶孔发育，而水下分流河道和临滨砂坝中可见少许次生溶孔。④晚期碳酸盐开始在各类孔隙中沉淀，使储层进一步致密。⑤水下分流河道含砂率高，而浅滩微相泥质杂基含量高，受碳酸盐胶结程度大的影响，最终导致孔隙度大幅度减小（图3）。

2.4 有利储层分布

综上所述，宝岛区陵水组储层物性受储集砂岩粒度、泥质含量、压实和胶结作用等因素的综合影响。强压实、局部高钙质胶结是储层物性变差的主控因素，溶蚀作用可在一定程度上改善储层物性。综合有利沉积相与成岩相的分布研究，对宝岛区陵水组有利储层的平面分布进行评价，认为该区三角洲前缘水下分流河道和滨海相临滨砂坝储层粒度粗、厚度大、泥质杂基含量少，具备有利储层的发育条件，处于该区域且具备中等压实程度的B3-8、B3-6区为有利储层发育区；次为三角洲前缘河口坝微相区域，其储层粒度中等偏细，厚度较小、泥质杂基含量少，处于该区域且具备近强压实程度的BX-1E区为次有利储层发育区[19-23]（图4）。