陆东凹陷后河地区储层特征及影响因素研究

裴家学，冉 波，田 涯，张甲明，张瑞雪，刘 邦

（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦 124010）

陆家堡凹陷东部为陆东凹陷，西部为陆西凹陷，陆西凹陷是辽河外围盆地勘探开发效果最好的凹陷，但勘探程度高；而陆东凹陷是辽河外围盆地勘探面积最大、资源量最丰富的凹陷（图1），且勘探程度低，具有较大的勘探潜力。后河地区位于陆东凹陷交力格与三十方地两大生烃洼陷之间，具备完整的断裂背斜构造，形成于沙海组沉积时期，发育扇三角洲沉积体系，目的层段为九佛堂组，储层岩性以凝灰质粉砂岩、凝灰质细砂岩为主，油源条件十分优越，其周边已发现前河油田、广发油田，储量占陆东凹陷已探明储量的71.4%，是油气的主要指向区。本次重点针对储层特征及影响因素开展研究，进行储层预测，指导勘探部署，力求取得新的突破。

陆东凹陷为单断箕状凹陷，后河地区位于陆东凹陷陡坡带，构造演化及沉积均受边界断层活动的控制，受构造运动、火山活动以及沉积沉降中心迁移的影响，发育背斜构造，被NNE 向的断层切割分块。对于油气成藏而言，构造条件十分有利，因此，储层质量成为富集高产的关键。

图1 后河地区构造位置

1 储层特征

1.1 储层岩石学特征

后河地区储层以凝灰质细砂岩、凝灰质粉砂岩为主，按碎屑成分划分，主要为长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩和岩屑砂岩。储层结构成熟度及成分成熟度均较低。碎屑组分中石英等稳定组分含量低，平均为4.0%；非稳定组分含量高，主要为长石及岩屑。其中，长石平均含量30.0%，主要为斜长石；岩屑主要为中酸性喷出岩岩屑，含量可达50.0%，含少量浅变质岩和沉积岩岩屑，占比一般小于6.0%。碎屑组分多为次圆-次棱角状，粒度变化大，分选较差[1-2]。

填隙物以杂基为主，按成分有黏土质杂基、钙泥基和云泥基，部分泥基已转化为水云母，部分被碳酸盐交代。杂基黏土也多由火山灰水解水化演变而来，因此，多为水敏性矿物蒙皂石以及因压实脱水变化而成的伊蒙混层、伊利石及火山灰演变而成的绿泥石。

1.2 储集空间类型

后河地区九佛堂组储集空间类型主要有残余粒间孔、次生孔隙、微孔隙和微裂缝。

残余粒间孔：后河地区90%以上的储集空间由残余粒间孔构成，岩石类型为长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩和岩屑砂岩，个体较大，孔径10～100 μm，孔喉连通性好，是本区油藏重要的储集空间类型。

次生溶蚀孔：次生溶蚀孔包括长石和岩屑粒内溶孔、粒间溶蚀扩大孔和铸模孔，也包括少量的胶结物溶蚀孔，本区溶蚀孔大量发育。

微孔隙：包括泥状杂基在固结成岩时收缩形成的孔隙和黏土矿物重结晶的晶间孔隙。研究区内各层段均有发育，偏光显微镜下难以分辨，扫描电镜下观察，孔径一般小于5 μm。微孔隙的孔隙度小于2.0%，对总孔隙度贡献不大，对渗透率的贡献较好。

微裂缝：岩心观察表明，河11井1 739.74～1 750.55 m井段发育两组大型高角度裂缝，裂缝最大长度为1.30 m，开度为100～2 000μm，多为X剪切裂缝。从总体上看，裂缝孔隙度小于0.3%，对总孔隙度贡献不大，但这些裂缝对于沟通孔隙、改善储层渗透率起重要的作用。

1.3 储层物性特征

根据后河地区九佛堂组储层5口井210个样品的岩心物性数据统计分析，九佛堂组储层物性普遍较差，九佛堂组下段储层最大孔隙度为23.1%，平均为12.1%；最大渗透率为3.0×10-3μm2，平均为1.1×10-3μm2。 九佛堂组上段储层最大孔隙度为24.6%，平均为14.0%；最大渗透率为49.0×10-3μm2，平均为2.6×10-3μm2（图2）。均属于中低孔特低渗储层，但九佛堂组上段储层物性相对较好，这种差异主要受埋深影响。

1.4 储层成岩作用与成岩演化

根据自生矿物组合，结合有机质热演化，选择镜质组反射率、伊蒙混层比、黏土矿物分布特征以及孢粉颜色等多种成岩指标，将后河地区成岩阶段划分为早成岩阶段和晚成岩阶段。研究认为，九佛堂组储层经历了机械压实、胶结、溶解三种成岩作用。九佛堂组地层在阜新组沉积时期埋深最大，达3 000.00～4 000.00 m，压实作用较强，主导了早成岩阶段。胶结作用在整个地区目的层段非常普遍，按照成岩的先后顺序，泥粉晶菱铁矿、白云石、方解石等矿物的胶结作用主要形成于同生期至早成岩阶段早期。晚成岩阶段，九佛堂组岩石中不稳定的组分被溶解，主要表现为长石、岩屑和云母等矿物颗粒的溶蚀作用和杂基、碳酸盐、胶结物的溶解作用[3-7]。

2 储层物性控制因素

2.1 沉积相带对储层物性的影响

图2 后河地区储层物性统计

后河地区主要发育扇三角洲前缘及前扇三角洲两大亚相，扇三角洲平原亚相规模较小。从平面沉积相（图3）与平面储层孔隙度等值线图（图4）对比来看，扇三角洲前缘亚相储层物性最好，孔隙度为12.0%～20.0%；前三角洲亚相孔隙度小于10.0%，物性差；扇三角洲平原孔隙度小于8.0%，物性最差。扇三角洲平原沉积以砂砾岩为主，分选极差，且为泥质基底式胶结，因而孔隙度较低、物性差；前扇三角洲以粉砂岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩沉积为主，泥质含量高、孔隙度低、物性差；而扇三角洲前缘亚相又可分为水下分流河道及前缘席状砂两种微相，以细砂岩、中砂岩为主，泥质含量低，分选磨圆好，孔隙度较高且连通性好。因此，沉积相带对储层物性的控制作用比较明显。

图3 后河地区九佛堂组上段Ⅳ油组沉积相平面分布

2.2 成岩作用对储层物性的影响

图4 后河地区九佛堂组上段Ⅳ油组孔隙度特征

阜新组沉积末期，受火山活动及区域构造运动的影响，地层抬升遭受剥蚀，阜新组地层基本被剥蚀殆尽。压实作用引起的砂岩颗粒的重排和变形，使颗粒间的接触关系更加紧密，孔隙逐渐变小，并控制着黏土矿物的转变，使得储层原生孔隙在早成岩阶段急剧减少。

研究区胶结作用主要表现为碳酸盐岩胶结和黏土矿物胶结。碳酸盐岩胶结主要为方解石及白云石胶结，局部见菱铁矿充填，碳酸盐岩胶结一方面对储层物性具有破坏作用[7]，另一方面方解石等较易溶蚀的组分在后期的成岩过程中可发生溶蚀，产生溶蚀孔隙，从而改善储层物性；黏土矿物胶结主要以高岭石、伊利石胶结为主，自生高岭石多呈书页状、蠕虫状，充填于碎屑颗粒间；伊利石多呈毛发状。镜下呈多层状分布于碎屑颗粒表面，部分已向蒙皂石转化，受胶结作用的影响，储层物性进一步降低。

溶蚀作用对孔隙具有建设性的意义[8]。本区溶蚀作用以长石、碳酸盐岩及凝灰质成分的溶蚀为主。储层中长石、碳酸盐以及中基性凝灰质等易溶蚀组分含量高，易发生溶蚀。因此，该区储层在后期强烈的溶蚀作用下，次生溶蚀孔发育、孔隙度增大。

后河地区孔隙度与埋深关系图中可见（图5），该地区可能存在3 个次生孔隙发育段，分析发现，Ⅲ区为九佛堂组下段三期储层，Ⅱ区和Ⅰ区为九佛堂组上段储层，位于不同构造部位，但在横向上属于同一层，均位于九佛堂组上段二期。因此，该地区实际上存在两个次生孔隙发育段，九佛堂组下段三期和九佛堂组上段二期，主要原因是这两套砂岩均为凝灰质砂岩，且长石、岩屑含量高，易于溶蚀；其次，该区烃源岩发育，烃源岩在生烃的过程中产生大量的有机酸，为溶蚀作用提供酸性介质[9-11]。溶蚀作用使孔隙度得到一定改善，但溶蚀产物发生异地胶结、堵塞喉道，使得渗透率进一步降低。成岩过程中以及后期的构造活动中，局部地区产生微裂缝，但规模较小，对整体储层物性影响不大。因此，经历了压实、胶结、溶解作用后，储层孔隙度先变小后增大，渗透率一直降低，形成中低孔特低渗储层。

图5 后河地区储层孔隙度与深度关系

3 结论

（1）后河地区储层结构成熟度和成分成熟度低，孔隙空间类型以次生溶蚀孔为主，为中低孔特低渗储层；储层物性受沉积相带控制，扇三角洲前缘水下分流河道及席状砂储层物性最好。

（2）受压实、胶结、溶蚀作用影响，后河地区储层孔隙度先变小后增大，渗透率一直降低，为中低孔特低渗储层。储层中长石、岩屑含量高，且含大量凝灰质，均易于溶蚀；次生溶蚀孔隙发育，存在两段次生孔隙发育段，储层物性相对较好。