雷家地区东部陡坡带角砾岩特征及储层识别

王 崇

（中国石油长城钻探工程有限公司录井公司，辽宁盘锦 124010）

角砾岩在辽河西部凹陷分布广泛，多个地区已经发现角砾岩油藏，并获得规模储量。其中，西部凹陷南段的大洼地区角砾岩油藏主要分布在沙三段，储层岩性为玄武质角砾岩，西部凹陷中部的兴隆台地区角砾岩油藏主要分布在中生界，储层岩性为花岗质角砾岩和混合角砾岩[1–2]。近年来，雷家地区东部陡坡带的L77井、L79井和LP7井等多口探井在沙四段的角砾岩层段均获得工业油流，表明该区角砾岩具有良好的勘探潜力。

1 沉积特征

1.1 沉积背景与物源分析

雷家地区东部陡坡带位于辽河西部凹陷中北段（图1），东邻中央凸起，西为陈家洼陷。沙四段地层沉积时期，西部凹陷整体裂陷沉降，逐步形成了东陡西缓的构造格局，这一时期湖盆较浅，为典型的滨浅湖沉积环境。研究区东侧的台安–大洼断层活动强烈，引起火山喷发，基性岩浆顺陡坡滑塌入湖后经淬火碎裂，碎屑物质快速堆积，分选磨圆差、颗粒结构混杂[3–5]；火山活动静止时期，中央凸起的陆源碎屑和火山碎屑混积接受湖泊水体的碳酸盐化改造[6–7]。因此，该区角砾岩具有多物源、近物源、短水系、相变快的沉积特征。

1.2 沉积相类型

图1 研究区构造位置

受沉积背景和构造条件制约，雷家地区东部陡坡带以发育高能环境下快速堆积的角砾岩近岸水下扇为主，具有粗碎屑、厚度大、多期次叠置的特点。根据沉积层序及沉积物特征，可将近岸水下扇划分为扇根、扇中和扇端3个亚相[8–11]。由于边界断层倾角较大且水动力作用较强，沉积碎屑冲刷侵蚀湖底形成水下主河道，从而形成分布范围小、具备水下泥石流特点的近岸水下扇扇根。随着水流向前推进，河道出现分支，水动力减弱，碎屑颗粒快速堆积形成近岸水下扇的主体部分扇中。随着搬运距离的继续增加，水流逐渐消失，此时已无河道形成，为近岸水下扇的扇端，并向湖盆方向过渡为浅湖相泥岩沉积（图2）。

2 角砾岩特征

2.1 岩性特征

图2 雷家地区东部陡坡带沙四上亚段沉积相

前人研究认为雷家地区东部陡坡带角砾岩成分相对单一，为火山碎屑流相的玄武质角砾岩，亦有学者定义为陆源碎屑和火山碎屑的混合角砾岩[12]。考虑到沙四段地层沉积时期雷家地区为湖相沉积环境，岩石受碳酸盐化改造作用明显[13–14]，因此，本次研究在岩心观察和薄片鉴定的基础上，结合碳酸盐含量的差异，将雷家地区东部陡坡带的角砾岩划分为两大类、三种岩石类型（表1）。

碎屑岩类的角砾岩由陆源碎屑物和胶结物组成，呈杂色、灰黄色，为角砾状结构，角砾成分为玄武岩、花岗岩，偶见石英和长石，碳酸盐胶结特征明显，胶结物主要为方解石，根据碳酸盐含量的差别划分为灰质角砾岩和含灰角砾岩，其中，灰质角砾岩碳酸盐平均含量为 32.1%，含灰角砾岩碳酸盐平均含量为11.2%。

沉火山角砾岩多呈灰绿色，为火山角砾结构，角砾成分为玄武岩块，火山角砾含量50.0%～90.0%，结晶差、泥质胶结、较致密，碳酸盐含量普遍小于5.0%。

表1 雷家地区东部陡坡带角砾岩分类

2.2 储集空间及物性特征

碎屑岩类的灰质角砾岩和含灰角砾岩为雷家地区东部陡坡带沙四段的主要储层，储集空间类型为原生孔隙和次生孔隙。其中，原生孔隙主要为原生角砾间孔、胶结物粒间孔和气孔；次生孔隙主要为溶蚀孔及微裂缝。沉火山角砾岩较致密，储集空间发育程度较低，主要为少量的构造缝、原生气孔及溶蚀孔。沙四段3口取心井的30块岩心物性分析数据表明（图3），角砾岩为典型的特低孔特低渗储层。孔隙度最小为1.20%，最大为14.10%，平均为6.25%，主要为2.00%～11.30%，占全部样品的80.0%；渗透率最小为0.013×10–3μm2，最大为1.500×10–3μm2，平均为0.330×10–3μm2，渗透率小于1.000×10–3μm2，占全部样品的95.2%。由此表明，本区储层连通性较差，故在后期的开发中，钻采工艺的选取和地层压裂改造的优化是获取产能的关键因素。

图3 沙四段物性分布直方图

3 角砾岩储层识别

3.1 角砾岩测井识别

受沉积环境及火山活动的影响，研究区沙四段多种岩性混杂，造成角砾岩识别相对困难，本次研究将岩心实验数据与测井数据相结合，系统分析不同岩性的自然伽马（GR）、声波时差（AC）、电阻率（RT）、密度（DEN）测井响应特征及曲线形态的变化规律，总结出角砾岩的测井识别标准（表2）。

表2 雷家地区东部陡坡带岩性测井曲线特征及识别标准

从识别结果可知，GR和AC能明显地区分出角砾岩类和其他岩性，角砾岩类AC值相对较低，一般为160～270 μs/m（图4a），利用GR和RT的关系能够区分不同类型的角砾岩（图4b）。从图版特征来看，沉火山角砾岩RT值较低，含灰角砾岩RT值中等，灰质角砾岩 RT值较高，结合碳酸盐含量特征分析认为，不同类型角砾岩的 RT值与碳酸盐含量呈正相关关系。

图4 测井岩性识别图版

3.2 角砾岩储层预测

已钻井地震标定结果表明，角砾岩类在地震剖面上表现为中–强振幅、中等连续的亚平行反射特征；玄武岩类为强振幅、连续性差的杂乱反射特征；砂泥岩类则表现为中振幅、连续性好的平行反射特征。综合地震相特征与叠后波阻抗反演技术，对本区沙四段角砾岩体分布进行预测[15]。L77井在沙四上亚段钻遇一套泥岩和砂岩互层，波阻抗值较低，L115井和L63井以角砾岩类为主，夹薄层玄武岩和泥岩，波阻抗值较高。L77井和L115井在沙四中亚段均钻遇两套角砾岩层，波阻抗值较高。标定结果显示，角砾岩类波阻抗值为 10 500～12 500 g•cm-3•m•s–1，砂泥岩类波阻抗值小于 10 500 g•cm-3•m•s–1，而玄武岩类波阻抗值大于 12 500 g•cm-3•m•s–1。因此，能够利用中高波阻抗、强振幅反射特征对角砾岩储层进行预测（图5），但由于不同类型角砾岩波阻抗值域重叠范围较大，因此在具体类型区分上具有一定困难。

图5 过L77—L115—L63井角砾岩类波阻抗反演剖面

4 结论

（1）结合沉积背景、物源特征及构造条件分析认为，雷家地区东部陡坡带以发育高能环境下快速堆积的角砾岩近岸水下扇为主。

（2）根据成因类型、成分特征及碳酸盐含量将本区角砾岩划分为两大类、三种岩石类型，其中，碎屑岩类的含灰角砾岩和灰质角砾岩储集空间主要为角砾间孔、气孔、溶蚀孔及裂缝，火山岩类的沉火山角砾岩储集空间主要为裂缝及少量溶蚀孔、气孔，二者均为特低孔特低渗储层。

（3）结合测井响应特征，通过GR、AC和RT交会分析能够将角砾岩与其他岩性进行区分，不同类型角砾岩电阻率值与碳酸盐含量呈正相关关系。角砾岩具有中高波阻抗及强振幅反射的特征，利用叠后波阻抗反演技术能够对角砾岩储层进行预测和识别。