沖積扇儲層中的礫緣縫——一種特殊儲集空間的類型

陳廣，劉遠汀，程博文

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沖積扇儲層中的礫緣縫——一種特殊儲集空間的類型

陳廣，劉遠汀，程博文

（長江大學地球科學學院，武漢 430100）

礫緣縫是一種脫水縮合的建設性成巖裂縫，絕大多數發育在礫巖中，其次是砂礫巖，多分布在沖積扇主河道、主槽和辮狀線等微相中。主河道礫緣縫發育的礫巖為泥質膠結，巖性疏松，孔隙度大，滲透高，表現為SP值負偏、AC值較低、RT為塊狀高阻，具有良好的物性儲集特征，但易受壓實和膠結等非建設性成巖作用使物性變差。與其他裂縫相比，在溶蝕等建設性新成巖作用下，主河道內礫緣縫發育的礫巖的物性變好現象更加明顯，巖石孔隙度峰值可達121.13。礫緣縫主要裂縫開度區間為0.05～2mm，是一種特殊的儲集空間類型。

礫緣縫；沖積扇；儲集空間；準噶爾西北緣

隨著行業的發展，石油勘探正在向復雜化發展，在此背景下裂縫性油氣藏的研究開發成為一種研究開發趨勢。近幾十年來，在沖積扇礫巖裂縫性儲層中找到的油氣儲量日益增加，但裂縫性儲層的孔隙度變化區間大，且規律性差、非均質性強且裂縫分布復雜，使得沖積扇中裂縫性油氣藏的開發成為一個難題。上個世紀中期以來，隨著世界上裂縫性油氣藏的不斷發現，有關裂縫的研究內容逐漸豐富起來。

位于準噶爾盆地上烏爾禾組的研究區內發育沖積扇礫巖、砂礫巖，儲集孔隙包括剩余礫間孔、礫間溶孔、粒間溶孔、粒內溶孔，還廣泛發育礫緣縫。優勢儲層位于主河道、主槽或辮狀線等微相中。優勢儲層區覆蓋在礫緣縫發育區域，可以認為礫緣縫在一定程度上對儲層有所貢獻，或者說，礫緣縫是一種優質儲層區的標志。

1 地質背景

研究區準噶爾盆地五區二疊系上烏爾禾組，面積約126km2，為東南傾的單斜構造，根據多種地震屬性進行的綜合研究，認為檢101斷裂是區內主要斷裂，其兩側發育多條次級斷裂。檢101斷裂將研究區分為上下兩盤。下盤發育3個坡折帶。斷層、披折帶具有控砂、控油作用[1-4]。

觀察3口井巖芯，巖石類型共3類7種，包括：中礫巖、小礫巖、砂礫巖、砂質礫巖、不等粒砂巖、泥質砂巖、泥巖。顏色為灰色、褐灰色、淺灰色。其中扇根主河道微相主要發育淺灰色油斑砂礫巖、小礫巖。圖1為研究區內的巖石照片，可以看出，主河道沉積物巖性疏松。發育沖刷構造和洪積層理。而槽灘、辮流砂島泥質含量比主槽辮流線要高，漫洪帶、漫流帶微相為含礫泥巖、砂質泥巖、泥質粉砂巖互層，泥質巖相對較發育。

圖1 研究區內巖石照片

由于地質條件復雜，地質認識不斷變化，經歷了一個漫長的過程。總體來看，因豐度低、埋藏深、單井產量低，為難采儲量。但經過40多年的連續勘探，獲取了大量地質資料鉆井資料，油藏具有擴邊潛力，為本項目研究奠定良好基礎。

砂巖顆粒以次圓為主，成分雜，分選差，表明沉積物具有河流搬運的特點，推測沉積速率較快。最常見的沉積構造是洪積層理、粒序層理、沖刷面和斜層理，最常見的巖性多為礫巖、砂礫巖，雜基含量高，多發育次生孔隙。

2 儲集空間類型

儲集空間作為油氣富集場所及運移通道，是正確把握油氣富集規律和圈定有利油氣富集單元的關鍵。研究區儲集空間類型多樣，其較高的發育程度是形成優質儲層的基礎，不同的儲集空間，其形成的影響因素眾多，且不同的區域存在較大的差異[5]。

通過對巖心觀察，薄片鑒定和測井資料的分析發現研究區上烏爾禾組的儲集空間類型主要為原生孔隙、次生孔隙、裂縫。

2.1 原生孔隙

原生孔隙是下烏爾禾組主要的儲集空間類型之一，包括原生粒間孔和剩余粒間孔。原生粒間孔隙受巖性以及沉積環境等因素的影響難以保存；在上層覆蓋地層的壓實作用和交接作用的填充條件，孔隙直徑縮小，原生孔隙度降低，原生孔隙發展為剩余原生孔隙。

2.2 次生孔隙

碎屑顆粒、填隙物隨埋藏環境變化而被溶蝕、交代或原生孔隙被改后形成的孔隙。研究區上烏爾組儲層次生孔隙包括粒間溶孔、粒內溶孔等[10]。

1）次生孔隙：由于顆粒或填隙物中可溶組分在一定條件下發生選擇性的溶蝕而形成的一種孔隙類型，此類孔隙連通性較好，孔隙形狀不規則，常呈港灣狀、鋸齒狀。下烏爾禾組地層一般以小孔隙（0.04～015mm）為主，其次是中孔（0.15～0.25mm），局部有大孔（0.25～0.50mm）。

2）粒內孔隙，碎屑顆粒內部含有的可溶性礦物組分在一定條件下發生溶蝕形成的一類孔隙，常與粒間孔隙伴生，且互相連通，但分布很不均勻。下烏爾禾組粒內溶孔主要以方解石和沸石粒內溶孔為主，占孔隙總體積的比例較小，對儲層貢獻不大。

圖2 礫緣縫實例圖

2.3 裂縫

不同巖性及不同構造部位的裂縫有較大差異，表示其發育受局部巖性和局部構造作用影響十分明顯，在裂縫成因上，可分為構造裂縫、原巖裂縫，和成巖裂縫，其中的礫緣縫為本研究區主要的儲集空間的類型。

1）構造裂縫，同一類型構造裂縫常成組出現，方向性較為明顯，產狀穩定，分布規律，裂縫面平整光滑，裂縫面常具有擦痕和階步。

2）原巖裂縫，原巖裂縫是指母巖在下烏爾禾組礫巖沉積以前就已形成的裂縫。這種裂縫形成時期早于成巖裂縫和構造裂縫，常被石英填充，發育較少。且由于被石英填充，對儲層空間貢獻較小，只有當后期填充物被溶蝕時才會有所貢獻。

3）成巖裂縫，成巖裂縫主要是指成巖過程中形成的礫內擠壓破碎縫和礫緣縫。前者是成巖壓實過程中礫石之間相互擠壓破碎的結果，在本研究區中數量較少，研究價值不大。礫緣縫是一類次生孔隙，當礫石和礫石顆粒間的填隙物為泥石流形成的泥質成分時，沉積時泥質含大量水，在成巖作用時期，粒間泥質脫水收縮，礫石周緣形成“礫緣縫”。成巖作用后期，方解石膠結物常膠結充填于部分礫緣縫中，在一定條件下方解石溶解，形成溶孔，儲層物性提高。礫緣縫大量儲油，因此是研究區主要的儲集空間類型，也是沖積扇扇根亞相河道微相或主槽微相特有的孔隙類型[15]。

3 礫緣縫研究特征

3.1巖性特征

巖礦薄片統計結果表明，五區上烏爾禾組砂礫巖儲層的碎屑成分較為復雜，以砂質成分為主的約占樣品總數的29%，以礫質成分為主的約占71%。絕大多數發育在礫巖中，其次是砂礫巖，大多分布在沖積扇主河道、主槽和辮狀線等微相中。

礫緣縫（如圖2）位于沉積期的扇根主河道微相中的礫巖顆粒之間，磨圓度較好，礫石堅硬，扛壓實作用能力強，成巖收縮時表現為一種建設性的成巖作用。據樣品巖心觀察，在發育礫緣縫的巖心中共隨機統計570條礫緣縫，其中發育在中礫巖中的礫緣縫共計229條，發育在細礫巖中的礫緣縫共計341條，發育在細礫巖中的礫緣縫占總數的59.8%。細礫巖中發育的礫緣縫開度主要區間1~2mm，中礫巖中發育的礫緣縫開度區間主要為0.05~1mm。部分礫緣縫發育在被細小顆粒（泥）覆蓋填充的負韻律的的上層，該負韻律的上層主要為細礫或中礫巖，大部分發育在塊狀的礫巖中。

3.2 物性特征

物性特征十分重要，直接控制著儲集性能，物性特征受巖性特征影響顯著，不同粒度的砂礫巖對應的孔隙度和滲透率不同，隨著粒徑的增大，孔隙度和滲透率總體呈變大的趨勢。具有礫緣縫發育的巖石的顆粒主要是礫巖、砂礫巖等大徑顆粒，孔隙度和滲透率整體較高。礫巖孔隙度為102.05，滲透率為23.15%，礫緣縫發育較多的區域的礫巖孔隙度峰值高達121.13，滲透率峰值為28.34%。砂礫巖次之，其孔隙度為80.56，滲透率均值為18.45%，由于砂礫巖發育的礫緣縫孔徑較小、數量較少，砂礫巖孔隙度和滲透率受巖性特征影響較小，其孔隙度峰值為92.43，滲透率峰值為21.35%。

1）電性特征，電性特征是巖性、物性和含油性的綜合反應。儲集性能在電測曲線的反映上主要表現為聲波時差（AC）及自然電位（SP）的不同。在電性上物性較好的儲層表現為呈箱形或鐘形的自然伽馬（GR）低值；呈鐘狀的自然電位（SP）的負異常；低的聲波時差值(AC)等特征。位于主河道內的礫緣縫表現為SP值負偏、AC值較低、RT為塊狀高阻，具有良好的物性儲集特征，開發潛力巨大[17]。

2）含油性，礫緣縫油氣顯示普遍較高，油跡、油斑和油侵等含油級別均有顯示。不同巖性對應的油氣顯示有所不同，通常儲層的巖性越粗，物性越好，含油性級別隨之升高。而礫巖中泥質含量低，物性好，對應的巖性粒度粗，含油性好[16]。

4 結論

1）研究區沖積扇砂礫巖廣泛發育“礫緣縫”儲層，優勢儲層位于主河道、主槽或辮狀線等微相中。

2）主河道內的礫緣縫發育的礫巖為泥質膠結，巖性疏松，孔隙度大，滲透高，表現為SP值負偏、AC值較低、RT為塊狀高阻，具有良好的物性儲集特征，為一類儲層。

3）通過對礫緣縫發育的礫巖和砂礫巖的四性研究，可知礫緣縫是一種優質儲層的標志。

[1] 隋風貴. 準噶爾盆地西北緣構造演化及其與油氣成藏的關系[J]. 地質學報，2015（4）：779-793．

[2] 王輝，梅華平，楊麗，等.準噶爾盆地西北緣五、八區二疊系上烏爾禾組儲層成巖作用和成巖相研究[J].石油天然氣報（江漢石油學院學報）2014，36（5）：37-44．

[3] 何周，史基安，唐勇，等.準噶爾盆地西北緣二疊系碎屑巖儲層成巖相與成巖演化研究[J]．沉積學報，2011.，29（6）：1069-1078.

[4] 李永國，徐懷民，張兵，等.準噶爾盆地西北緣八區克下組沖積扇沉積微相研究[J]．特種油氣藏，2010，17（2）：15-19.

[5] .熊益學，郗愛華，冉啟全，等.準噶爾盆地滴西地區石炭系火山巖儲集空間特征及其分布[J]．高校地質學報，2012，18（1）：164-173.

[6] 鄭榮才，郭春利，梁西文，等.四川盆地大安寨非常規儲層的儲集空間類型與評價[J]，巖性油氣藏，2016，（1）：16-30.

[7] 陶國亮，胡文瑄，張義杰，等.準噶爾盆地西北緣北西向橫斷裂與油氣成藏[J]，石油學報，2006，（4）：23-28.

[8] 何周，史基安，唐勇，等.準噶爾盆地西北緣二疊系碎屑巖儲層成巖相與成巖演化研究[J]．沉積學報，2011，（6）：1069-1068.

[9] 牛海青,陳世悅，張鵬，等.準噶爾盆地烏夏地區二疊系儲集層特征及影響因素分析[J]．古地理學報 2009，11（4）：425-424.

[10] 梅華平，陳玉良，龔福華，等.準噶爾盆地西北緣二疊系下烏爾禾組儲層控制因素分析[J]．西安科技大學報，2014，34（4）：420-425.

[11]蔚遠江,李德生,胡素云，等.準噶爾盆地西北緣扇體形成演化與扇體油氣藏勘探[J]．地球學報，2007，（1）：62-71.

[12]付國民,李鑫 ,梁志錄，等.油層砂巖成巖作用及其對儲層性質的影響[J]．西安科技大學報2007，（3）：377-381.

[13] 陳建平,王緒龍,鄧春萍，等.準噶爾盆地油氣源、油氣分布與油氣系統[J]．地質學報，2016，（3）：421-450.

[14] 何輝,李順明,孔垂顯，等.準噶爾盆地西北緣二疊系佳木河組火山巖有效儲層特征與定量評價[J]．中國石油大學學報（自然科學版），2016，（2）：1-12.

[15] 李躍剛，鞏磊,曾聯波，等.四川盆地九龍構造致密礫巖儲層裂縫特征及其貢獻[J]．天然氣工業，2012，（1）：22-27.

[16] 岳紹飛，劉杰,馬麗娜，等.福山凹陷流沙港組三段儲層四性關系及有效厚度下限標準[J]．油氣地質與采收率，2013，（4）：42-47.

[17] 李延麗. 柴達木盆地游園溝油田中淺層油藏四性關系研究[J].天然氣地球科學，2006，17（3）：402-406.

Grain Boundary Fracture in Alluvial Fan Reservoir——A Special Reservoir Space

CHEN Guang LIU Yuan-ting CHENG Bo-wen

(College of Earth Sciences, Yangtze University, Wuhan 430100)

Grain boundary fracture is a constructive diagenetic fracture developed mainly in conglomerate or glutenite. The grain boundary fracture-developed conglomerate is a good reservoir characterized by politic cement, loose, high porosity, good permeability with lower SP and AC values, and higher RT mass impedance. Thanks to constructive diagenesis such as dissolution, grain boundary fracture-developed conglomerate in main channel has better physical property with the largest porosity of 121.13. The grain boundary fracture is a special reservoir space.

grain boundary fracture; alluvial fan; reservoir space; northwest margin of Junggar

P618.63

A

1006-0995（2017）02-0179-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.02.001

2016-10-08

陳廣（1995-），男，湖南益陽人，本科在讀，研究方向：地質學