雷家地區東部陡坡帶角礫巖特征及儲層識別

王 崇

（中國石油長城鉆探工程有限公司錄井公司，遼寧盤錦 124010）

角礫巖在遼河西部凹陷分布廣泛，多個地區已經發現角礫巖油藏，并獲得規模儲量。其中，西部凹陷南段的大洼地區角礫巖油藏主要分布在沙三段，儲層巖性為玄武質角礫巖，西部凹陷中部的興隆臺地區角礫巖油藏主要分布在中生界，儲層巖性為花崗質角礫巖和混合角礫巖[1–2]。近年來，雷家地區東部陡坡帶的L77井、L79井和LP7井等多口探井在沙四段的角礫巖層段均獲得工業油流，表明該區角礫巖具有良好的勘探潛力。

1 沉積特征

1.1 沉積背景與物源分析

雷家地區東部陡坡帶位于遼河西部凹陷中北段（圖1），東鄰中央凸起，西為陳家洼陷。沙四段地層沉積時期，西部凹陷整體裂陷沉降，逐步形成了東陡西緩的構造格局，這一時期湖盆較淺，為典型的濱淺湖沉積環境。研究區東側的臺安–大洼斷層活動強烈，引起火山噴發，基性巖漿順陡坡滑塌入湖后經淬火碎裂，碎屑物質快速堆積，分選磨圓差、顆粒結構混雜[3–5]；火山活動靜止時期，中央凸起的陸源碎屑和火山碎屑混積接受湖泊水體的碳酸鹽化改造[6–7]。因此，該區角礫巖具有多物源、近物源、短水系、相變快的沉積特征。

1.2 沉積相類型

圖1 研究區構造位置

受沉積背景和構造條件制約，雷家地區東部陡坡帶以發育高能環境下快速堆積的角礫巖近岸水下扇為主，具有粗碎屑、厚度大、多期次疊置的特點。根據沉積層序及沉積物特征，可將近岸水下扇劃分為扇根、扇中和扇端3個亞相[8–11]。由于邊界斷層傾角較大且水動力作用較強，沉積碎屑沖刷侵蝕湖底形成水下主河道，從而形成分布范圍小、具備水下泥石流特點的近岸水下扇扇根。隨著水流向前推進，河道出現分支，水動力減弱，碎屑顆粒快速堆積形成近岸水下扇的主體部分扇中。隨著搬運距離的繼續增加，水流逐漸消失，此時已無河道形成，為近岸水下扇的扇端，并向湖盆方向過渡為淺湖相泥巖沉積（圖2）。

2 角礫巖特征

2.1 巖性特征

圖2 雷家地區東部陡坡帶沙四上亞段沉積相

前人研究認為雷家地區東部陡坡帶角礫巖成分相對單一，為火山碎屑流相的玄武質角礫巖，亦有學者定義為陸源碎屑和火山碎屑的混合角礫巖[12]。考慮到沙四段地層沉積時期雷家地區為湖相沉積環境，巖石受碳酸鹽化改造作用明顯[13–14]，因此，本次研究在巖心觀察和薄片鑒定的基礎上，結合碳酸鹽含量的差異，將雷家地區東部陡坡帶的角礫巖劃分為兩大類、三種巖石類型（表1）。

碎屑巖類的角礫巖由陸源碎屑物和膠結物組成，呈雜色、灰黃色，為角礫狀結構，角礫成分為玄武巖、花崗巖，偶見石英和長石，碳酸鹽膠結特征明顯，膠結物主要為方解石，根據碳酸鹽含量的差別劃分為灰質角礫巖和含灰角礫巖，其中，灰質角礫巖碳酸鹽平均含量為 32.1%，含灰角礫巖碳酸鹽平均含量為11.2%。

沉火山角礫巖多呈灰綠色，為火山角礫結構，角礫成分為玄武巖塊，火山角礫含量50.0%～90.0%，結晶差、泥質膠結、較致密，碳酸鹽含量普遍小于5.0%。

表1 雷家地區東部陡坡帶角礫巖分類

2.2 儲集空間及物性特征

碎屑巖類的灰質角礫巖和含灰角礫巖為雷家地區東部陡坡帶沙四段的主要儲層，儲集空間類型為原生孔隙和次生孔隙。其中，原生孔隙主要為原生角礫間孔、膠結物粒間孔和氣孔；次生孔隙主要為溶蝕孔及微裂縫。沉火山角礫巖較致密，儲集空間發育程度較低，主要為少量的構造縫、原生氣孔及溶蝕孔。沙四段3口取心井的30塊巖心物性分析數據表明（圖3），角礫巖為典型的特低孔特低滲儲層。孔隙度最小為1.20%，最大為14.10%，平均為6.25%，主要為2.00%～11.30%，占全部樣品的80.0%；滲透率最小為0.013×10–3μm2，最大為1.500×10–3μm2，平均為0.330×10–3μm2，滲透率小于1.000×10–3μm2，占全部樣品的95.2%。由此表明，本區儲層連通性較差，故在后期的開發中，鉆采工藝的選取和地層壓裂改造的優化是獲取產能的關鍵因素。

圖3 沙四段物性分布直方圖

3 角礫巖儲層識別

3.1 角礫巖測井識別

受沉積環境及火山活動的影響，研究區沙四段多種巖性混雜，造成角礫巖識別相對困難，本次研究將巖心實驗數據與測井數據相結合，系統分析不同巖性的自然伽馬（GR）、聲波時差（AC）、電阻率（RT）、密度（DEN）測井響應特征及曲線形態的變化規律，總結出角礫巖的測井識別標準（表2）。

表2 雷家地區東部陡坡帶巖性測井曲線特征及識別標準

從識別結果可知，GR和AC能明顯地區分出角礫巖類和其他巖性，角礫巖類AC值相對較低，一般為160～270 μs/m（圖4a），利用GR和RT的關系能夠區分不同類型的角礫巖（圖4b）。從圖版特征來看，沉火山角礫巖RT值較低，含灰角礫巖RT值中等，灰質角礫巖 RT值較高，結合碳酸鹽含量特征分析認為，不同類型角礫巖的 RT值與碳酸鹽含量呈正相關關系。

圖4 測井巖性識別圖版

3.2 角礫巖儲層預測

已鉆井地震標定結果表明，角礫巖類在地震剖面上表現為中–強振幅、中等連續的亞平行反射特征；玄武巖類為強振幅、連續性差的雜亂反射特征；砂泥巖類則表現為中振幅、連續性好的平行反射特征。綜合地震相特征與疊后波阻抗反演技術，對本區沙四段角礫巖體分布進行預測[15]。L77井在沙四上亞段鉆遇一套泥巖和砂巖互層，波阻抗值較低，L115井和L63井以角礫巖類為主，夾薄層玄武巖和泥巖，波阻抗值較高。L77井和L115井在沙四中亞段均鉆遇兩套角礫巖層，波阻抗值較高。標定結果顯示，角礫巖類波阻抗值為 10 500～12 500 g?cm-3?m?s–1，砂泥巖類波阻抗值小于 10 500 g?cm-3?m?s–1，而玄武巖類波阻抗值大于 12 500 g?cm-3?m?s–1。因此，能夠利用中高波阻抗、強振幅反射特征對角礫巖儲層進行預測（圖5），但由于不同類型角礫巖波阻抗值域重疊范圍較大，因此在具體類型區分上具有一定困難。

圖5 過L77—L115—L63井角礫巖類波阻抗反演剖面

4 結論

（1）結合沉積背景、物源特征及構造條件分析認為，雷家地區東部陡坡帶以發育高能環境下快速堆積的角礫巖近岸水下扇為主。

（2）根據成因類型、成分特征及碳酸鹽含量將本區角礫巖劃分為兩大類、三種巖石類型，其中，碎屑巖類的含灰角礫巖和灰質角礫巖儲集空間主要為角礫間孔、氣孔、溶蝕孔及裂縫，火山巖類的沉火山角礫巖儲集空間主要為裂縫及少量溶蝕孔、氣孔，二者均為特低孔特低滲儲層。

（3）結合測井響應特征，通過GR、AC和RT交會分析能夠將角礫巖與其他巖性進行區分，不同類型角礫巖電阻率值與碳酸鹽含量呈正相關關系。角礫巖具有中高波阻抗及強振幅反射的特征，利用疊后波阻抗反演技術能夠對角礫巖儲層進行預測和識別。