东海陆架盆地西湖凹陷中深层有利储集体发育影响因素分析

张 宙，丁 芳

（中海石油（中国）有限公司上海分公司，上海 200335）

随着勘探程度的提高，我国油气勘探逐步迈向中深层。在总体低孔低渗背景下，寻找相对优质的储层是目前的勘探目标。中深层储层埋深大，非均质性强，寻找相对靶点区域难度较大。因此明确中深层优质储层的影响因素和分布规律，可以为中深层油气勘探提供技术依据[1-4]。

东海陆架盆地西湖凹陷的油气勘探已有40 多年，中浅层油气勘探研究程度也相对较高，中深层成为下一步勘探的潜力区。花港组和平湖组作为重要的储层，先后发现了多个油气田和含油气构造。近几年，古近系取得了重大突破，相继发现两个大气田，可见中深层有巨大的勘探潜力。本文分析西湖凹陷中深层优质储层发育的影响因素，明确中深层有利储层的主控因素，为东海陆架盆地中深层油气勘探提供一定的理论指导。

1 地质背景

西湖凹陷是东海盆地主要的油气勘探区域，由西往东构造依次划分为：西部斜坡带、西次凹、中央反转构造带、东次凹和东部断阶带（图1）。钻遇地层自上而下有：第四系东海群，新近系上新统三潭组，中新统的柳浪组、玉泉组、龙井组，古近系渐新统花港组和古新统平湖组、宝石组和八角亭组（表1）。平湖组和花港组是西湖凹陷储层发育的重要层位[5-6]。平湖组总体以砂泥岩不等厚互层为主，形成于三角洲—海湾—潮坪环境的碎屑沉积，泥质含量高，平均达到70%左右。花港组总体以灰色、灰白色厚层中细砂岩夹薄层灰色泥岩、粉砂质泥岩不等厚互层为主，是一套三角洲沉积背景下的碎屑岩沉积。西湖凹陷中深层砂岩具有较高的成分成熟度，平湖组砂岩成分成熟度略高于花港组，岩屑成分较低，长石含量略多于岩屑，其中以长石砂岩为主。

图1 西湖凹陷构造区划Fig.1 Structural zoning of Xihu Sag

钻探发现西湖凹陷中央反转构造带南部、西次凹储层物性在埋深3500m 左右有转折现象，埋深3500m 之上，岩石压实作用占主导地位，储层物性随埋深增加呈线性下降；埋深超过3500m，深度对储层物性影响很小，储层孔隙度基本保持在7%以上，平均孔隙度约为9.2%，渗透率大多在0.1～10mD 之间，平均渗透率约为0.77mD，表明中深层储层仍保有中等—较好的储集性能。同时西湖凹陷中深层中发育的一些中—粗砂岩，其物性条件相对较好，可以形成西湖凹陷中深部储层中的“甜点”。

表1 西湖凹陷地层分层Table 1 Stratigraphic stratification of Xihu Sag

2 中深层有利储集体发育的影响因素

2.1 异常压力使中深层储层保持较好的储集物性

超压的发育往往是中深部优质储层发育的关键影响因素[7-9]。西湖凹陷目前的钻井钻探至中深层普遍发现异常高压，压力系数1.2～1.6，特别是在3800～4500m 井段中，超压现象明显。

西湖凹陷含油气层位埋深一般大于2500m，从孔隙度与深度关系图上看，储层物性大约在埋深3500～4200m 有转折现象，其上储层压实作用占主导地位，物性随埋深下降；其下埋深对物性影响变小，尤其是进入异常压力地层后，储层孔隙度、渗透率明显偏离正常压实趋势线，岩心分析孔隙度基本保持在8%～12%左右，渗透率大多在0.1～1mD之间。表明西湖凹陷异常压力对深部储层物性具有明显的改善作用（图2）。

2.2 长石等铝硅酸盐岩溶解作用产生次生孔隙

2.2.1 长石等铝硅酸盐岩溶解作用方式

图2 西湖凹陷物性与异常压力关系Fig.2 Relationship between physical properties and abnormal pressure in Xihu Sag

西湖凹陷长石等铝硅酸盐岩溶解作用明显[10]，铝硅酸盐岩的溶解作用主要有三种方式：有机酸对骨架颗粒的溶解作用、大气水作为长石等铝酸盐岩的溶解介质、CO2及碳酸对骨架颗粒的溶解作用，其中有机酸在西湖凹陷影响最大。在深埋藏地层中，次生孔隙形成与有机酸（羧酸）的溶解铝硅酸盐有关。自生高岭石一般被认为是溶蚀作用的标志矿物，高岭石和长石含量随深度变化的趋势相反，自生高岭石相对含量高值段往往对应着较强的溶蚀作用[11-13]。西湖凹陷中深层地层中，铝硅酸盐岩的溶解介质主要来自烃源层的有机酸。平面上，西湖凹陷南部区块地层与北部地区相比较，长石含量明显偏低，这个结论与南部相应层段有机质热演化程度高于北部规律相符。平湖组长石含量分布规律与花港组一致，同样支持溶解介质为烃源层的有机酸推论。纵向上，它们的影响作用随深度的增加而增强，对平湖组的影响大于花港组，平湖组下部地层次生孔隙可能更发育，也指示着溶解介质来自平湖组烃源岩的有机酸。

2.2.2 长石等铝硅酸盐岩的溶解孔隙特征及分布

（1）铝硅酸盐岩的溶解孔隙特征

在扫描电镜下，西湖凹陷平湖组和花港组砂岩中可以观察到大量长石被溶蚀形成的次生孔隙（图3），孔隙类型大致可分为粒间溶孔和粒内溶孔。溶解后产生的高岭石经常占据长石溶解空间，在西部斜坡带和中央反转构造带南部的平湖组和花港组广泛分布，并常见自生石英矿物的沉淀作用与自生高岭石伴生。

（2）次生孔隙分布

图3 长石矿物溶蚀的孔隙类型Fig.3 Pore types of feldspar mineral dissolution

通过高岭石与长石含量的相互关系，可以知道铝硅酸盐岩的溶解情况，在条件相似的情况下，可以推测次生孔隙的分布。按照构造带统计结果（表2），西部斜坡带的自生高岭石和自生石英的含量都比较高，而长石分布恰恰与自生石英、自生高岭石的含量相反，说明西湖凹陷西部斜坡带是铝硅酸盐岩发生溶蚀作用最强烈地区[14]。

根据砂岩薄片的统计（表3），西部斜坡带和东次凹次生孔隙所占总孔隙的比例最高。统计表明西湖凹陷次生孔隙所占的比例是较高的，这正是深部储层仍然保存比较好的储集物性的原因之一。纵向上，花港组上段至平湖组三段，孔隙度、渗透率呈减小趋势，但平湖组四段—五段明显出现了孔隙度和渗透率变好的趋势（表4），平均埋深在3650～3928m，孔隙度依然保持15%～16%，渗透率59～114mD。

表2 西湖凹陷储层砂岩中自生矿物构成的总体特征Table 2 General characteristics of authigenic mineral composition in reservoir sandstones of Xihu Sag

表3 西湖凹陷平湖组、花港组和龙井组储层砂岩孔隙的构成Table 3 Formation of reservoir sandstone pores in Pinghu formation, Huagang formation and Longjing formation in Xihu Sag

表4 西湖凹陷花港组、 平湖组各地层段储层岩石孔隙度和渗透率的总体特征Table 4 Overall characteristics of rock porosity and permeability in the Huagang formation and Pinghu formation of Xihu Sag

总之，铝硅酸盐岩的溶解作用在西湖凹陷是普遍存在的，在西部斜坡带和东次凹尤为强烈，溶解作用产生了大量的次生孔隙，在埋深3600m 以下仍然可以保存比较好的储集物性。

2.3 中深层储层油气充注早，抑制了储层进一步胶结作用

储层的成岩作用过程复杂而又漫长，最关键的是孔隙流体与矿物间的相互作用。油气进入孔隙之后，对孔隙的进一步胶结具有抑制作用，这已经形成了共识。烃类的极性分子和岩石矿物之间的吸引作用，在岩石表面形成了一层“烃膜”，阻止了矿物离子在岩石表面的吸附作用，抑制了胶结作用的产生[15]。

以西湖凹陷西部斜坡带的两口井为例，A 井在3954.2～3956.4m 是一层含油砂岩，该砂岩是潮道砂岩，电测解释孔隙度为17.3%；另一层潮道砂岩埋深3741.7～3747.0m，厚度比前者大，但其孔隙度只有5%。层位相同，沉积环境一样，但由于没有油气充注，其储集物性明显变差。B 井埋深3223.4～3253.5m 电测解释为气层，底部含油，孔隙度20.1%，与之相邻的另一套厚度和沉积环境相似的砂岩，没有油气充注，孔隙度为16.5%，两者孔隙度差别近5%。

多口井的电测数据均显示储层是否含油气与其物性具明显的关联，这在平湖组中尤为显著。造成这一现象的主要原因是平湖组储层和烃源岩层相互叠置，油气一经生成，进入相邻储层中，在表面形成一层保护膜，从而抑制了胶结作用。而花港组尽管储层形成时间比较晚，但油气充注的时间也比较晚，因此油气抑制胶结作用并不明显。

3 结论

（1）西湖凹陷中深层储层超压普遍发育，对原生孔隙具有一定的保护和改善作用，是优质储层形成的关键因素；

（2）西湖凹陷长石等铝硅酸盐岩溶解作用明显，溶解介质主要来自烃源岩的有机酸，高岭石胶结物和铝硅酸盐岩的溶解作用对储层物性有正向促进作用，是中深层优质储层形成的重要因素；

（3）油气早期充注可在岩石颗粒表面形成一层保护膜，有效抑制了储层的胶结作用，大大改善了储层物性，是中深层优质储层形成的重要因素。