濱里海盆地S油田侏羅系中統儲層特征研究

閆少鵬，譚成仟，劉博彪，馬 瑤

西安石油大學 a.地球科學與工程學院、b.陜西省油氣成藏地質學重點實驗室，陜西 西安 710065

0 引言

濱里海盆地S油田油藏類型主要為埋深約400 m的淺層帶邊水的稠油油藏[1-3]。論文主要從儲層巖石學特征、孔隙特征和物性特征對研究區中侏羅的阿林階（Ю-I）、巴柔階（Ю-II）、巴統階（Ю-III）碎屑巖儲層特征進行研究，進一步揭示淺層稠油油藏的儲層特征，為國內稠油儲層特征的研究提供思路。

1 區域地質概況

濱里海盆地是世界上油氣資源最豐富的盆地之一，具有“降速率快、沉積厚度大”的特征[4-6]，探明原油278×108t[7]，主要位于哈薩克斯坦西部，另有15%的面積屬于俄羅斯聯邦的南部。盆地呈東西方向延伸，長850 km，最寬處達650 km，輪廓近似橢圓形，面積為5×105km2，沉積物最大厚度達22 km[8-9]。盆地位于東歐地臺東南部，與周圍的構造單元以深大斷裂為界，北部和西部邊界為俄羅斯地臺南部的一些隆起構造單元，東部、東南部與海西褶皺帶相鄰，南鄰里海，是一個典型的裂谷盆地[10]。裂谷作用從古生代開始，形成了巨厚的古生界、中生界和新生界沉積層，沉積層系最厚達12 000 m，盆地發育多套烴源巖，是世界上沉積最厚、烴源巖最豐富的含油氣盆地之一。

研究區S油田位于哈薩克斯坦境內的濱里海盆地東緣阿克糾賓斯克南部的扎納諾爾隆起上，阿克糾賓斯克南部約220 km，東臨海西期褶皺山系，南毗科別列克杜坳陷帶，北臨亞烏薩坳陷[11-13]。

圖1 濱里海盆地區域構造及研究區位置圖[1]Fig.1 Regional structure and study area map of coastal Caspian basin

2 地層特征

研究區主要沉積中生界地層，其中三疊系上統、三疊系中統、侏羅系上統，因風化剝蝕缺失（表1）。含油層系為白堊紀下統的巴列姆組（K1br）、侏羅紀中統的阿林階（Ю-I）、巴柔階（Ю-II）、巴統階（Ю-III）以及三疊系下統的巴斯昆恰克組、維特魯什組，其中主力油層為白堊系下統的巴列姆組（K1br）和侏羅系中統的阿林階（Ю-I）、巴柔階（Ю-II）、巴統階（Ю-III）。

表1 研究區地層層序表Table 1 Stratigraphic sequence table of the study area

3 儲層巖石學特征

侏羅系中統，沉積時期地勢平坦、氣候溫暖潮濕，發育淺水潟湖沉積環境[9]。侏羅系中統碎屑巖以灰色、暗灰色中細砂巖、粉砂巖為主。其中Ю-I儲層主要為細砂巖，Ю-II儲層主要為中砂巖、Ю-III儲層主要為細砂巖和中砂巖，砂巖類型為巖屑砂巖。

3.1 碎屑成分

Ю-I儲層砂巖中石英平均含量為24.1%、長石平均含量為20.3%、巖屑平均含量為48.7%（圖2），巖屑主要成分為凝灰巖其次為黃崗巖和千枚巖（圖3）；Ю-II儲層石英平均含量33.1%、長石平均含量為15.9%、巖屑平均含量為45.9%（圖2），巖屑主要成分為凝灰巖其次為霏細巖和千枚巖（圖3）；Ю-III儲層石英平均含量27.2%、長石平均含量為15.3%、巖屑平均含量為53.1%（圖2），巖屑主要成分為凝灰巖其次為千枚巖、霏細巖（圖3）。

圖2 S油田侏羅系中統儲層碎屑成分百分含量直方圖Fig.2 Histogram of clastic component percentage of the middle Jurassic reservoir in S oilfield

圖3 S油田侏羅系中統儲層巖屑各組分含量Fig.3 Content of cuttings in middle Jurassic reservoirs of S oilfield

3.2 填隙物成分

侏羅系中統Ю-I儲層填隙物中膠結物的平均含量為2.4%、以鐵白云石和菱鐵礦為主，雜基平均含量為4.7%，主要為泥質和高嶺石；Ю-II儲層填隙物中膠結物的平均含量為0.8%、以菱鐵礦為主，雜基平均含量為4.2%，主要為高嶺石和泥質；Ю-III儲層填隙物中膠結物的平均含量為0.5%，以鐵白云石和黃鐵礦為主，雜基平均含量為4%，主要為高嶺石和泥質（表2）。

表2 S油田侏羅系中統儲層填隙物組分含量Table 2 Component content of interstitial material in middle Jurassic reservoirs of S oilfield

3.3 砂巖成熟度

砂巖成熟度包括成分成熟度和結構成熟度，它是指砂巖中碎屑組分在風化、搬運、沉積作用的改造下接近最穩定的終極產物程度[14]。研究區中侏羅統砂巖組分成熟度較低，結構成熟度中等偏高，總體砂巖成熟度中等。

3.3.1 砂巖成分成熟度

根據沉積學原理可知，砂巖中穩定碎屑顆粒的占比在一定程度上可以反映砂巖的成分成熟度。研究區砂巖類型為巖屑砂巖，巖屑和長石等不穩定組分的含量遠高于石英（圖2），因此可知研究區砂巖的成分成熟度較低。其中由石英含量可知，中侏羅儲層砂巖組分成熟度由高到低依次為Ю-II、Ю-III、Ю-I。

3.3.2 砂巖結構成熟度

結構成熟度是指碎屑巖沉積物在風化、搬運及沉積作用的改造下接近終極結構特征的程度（福克，1954）。影響砂巖結構成熟度的因素有顆粒分選性、磨圓度及砂巖基質含量。

按照分選系數劃分分選等級的標準[14]可知，研究區Ю-I儲層砂巖顆粒分選系數為2.57，分選中等；Ю-II儲層砂巖顆粒分選系數為1.7，分選好；Ю-III儲層砂巖顆粒分選系數為2.19，分選好（表3、表4）。儲層砂巖顆粒分選程度由高到低依次為Ю-II、Ю-III、Ю-I，整體分選較好。

表3 S油田侏羅系中統儲層粒度綜合分析數據表Table 3 Comprehensive granularity analysis data table of middle Jurassic reservoir in S oilfield

表4 分選系數（So）劃分分選級別標準Table 4 Sorting coefficient （So） classifies sorting level criteria

依據標準偏差劃分分選級別標準[14]可知，研究區Ю-I、Ю-II、Ю-III儲層的標準偏差分別為1.06、1.24、1.23，均分布在1.0<σI<2.0的范圍內，砂巖顆粒分選級別為分選較差，分選程度由高到低依次為Ю-II、Ю-III、Ю-I（表3、表5）。

表5 標準偏差（σI）劃分分選級別標準Table 5 Standard deviation （σI） classification level criteria

研究區Ю-I、Ю-II、Ю-III儲層雜基的含量分別為4.7%、4.2%、4%均小于5%（表3）。Ю-I、Ю-II儲層顆粒磨圓度主要為次棱角—次圓狀（圖4b），Ю-III儲層為次圓—次棱角狀（圖4c），Ю-I、Ю-II儲層膠結類型主要為孔隙型膠結（圖4a），Ю-III儲層為壓嵌式膠結（圖4b），Ю-I、Ю-II儲層的接觸關系主要為點接觸（圖4a、4b），Ю-III儲層為線接觸（圖4c），支撐類型均為顆粒支撐。

圖4 S油田侏羅系中統儲層儲集空間類型Fig.4 The types of reservoir space in the middle Jurassic of S oilfield

本次分析結合研究區Ю-I、Ю-II、Ю-III儲層砂巖顆粒的分選性、磨圓度、膠結類型、支撐類型及砂巖基質含量，根據沉積巖石學第四版結構成熟度劃分標準可知，研究區砂巖結構成熟度中等—高，其中Ю-II、Ю-III儲層砂巖結構成熟度高于Ю-I儲層。

4 儲層孔隙特征

4.1 儲集空間類型

侏羅系中統儲層的儲集空間類型主要以原生粒間孔、剩余粒間孔為主，粒內溶孔只占極少部分（如圖5）。Ю-I儲層主要發育原生粒間孔（66.7%）（圖4a），其次為剩余粒間孔（33.4%）（圖4b）；Ю-II儲層發育原生粒間孔（58.6%）、其次為剩余粒間孔（40.1），粒內溶孔少見（1.3%）（圖4c）；Ю-III儲層主要發育剩余粒間孔（68%），其次為原生粒間孔（29.8%），粒內溶孔少見（2.2%）。

圖5 S油田侏羅系中統儲層儲集空間類型含量直方圖Fig.5 Histogram of the types of reservoir space in the middle Jurassic reservoirs of S oilfield

4.2 孔喉結構特征

侏羅系中統儲層平均孔喉半徑較大，其中Ю-I、Ю-II儲層孔喉半徑大于Ю-III儲層。Ю-I、Ю-II、Ю-III儲層孔喉分選均中等，Ю-III儲層的中值壓力、平均排驅壓力均大于Ю-I、Ю-II儲層（表6），表明Ю-I、Ю-II儲層的孔喉連通性更好。

表6 S油田侏羅系中統儲層孔喉結構特征數據統計表Table 6 Statistical table of pore-throat structure characteristics of the middle Jurassic reservoir in S oilfield

5 儲層物性特征

S油田侏羅系中統的物性分析統計數據顯示（表7），侏羅系Ю-I儲層平均孔隙度34.4%，最大值為41.2%，最小值為17.1%；平均滲透率181.9×10-3μm2，最大值為4 555.0×10-3μm2，最小值為0.6×10-3μm2，屬特高孔、中滲儲層；Ю-II儲層平均孔隙度36.9%，最大值為42.0%，最小值為24.4%；平均滲透率553.4×10-3μm2，最大值為5 849.0×10-3μm2，最小值為2.6×10-3μm2，屬于特高孔、高滲儲層；Ю-III儲層平均孔隙度36.1%，最大值為41.8%，最小值為24.1%；平均滲透率601.8×10-3μm2，最大值為8 840.0×10-3μm2，最小值為21.6×10-3μm2，屬于特高孔、高滲儲層。

表7 S油田侏羅系中統儲層平均孔隙度、滲透率統計表Table 7 Statistics of average porosity and permeability of middle Jurassic reservoirs in S oilfield

6 結論

（1）濱里海盆地侏羅系中統以灰色、暗灰色中細砂巖、粉砂巖為主，砂巖主要為巖屑砂巖，碎屑成分以巖屑為主，其次為石英、長石，巖屑顆粒以凝灰巖為主，其次是霏細巖和千枚巖。Ю-I儲層主要為細砂巖，膠結物以鐵白云石和菱鐵礦為主，雜基顆粒以泥質為主，其次為高嶺石；Ю-II主要為中砂巖，膠結物以菱鐵礦為主，其次為黃鐵礦，雜基顆粒以高嶺石和泥質為主；Ю-III層主要為細砂巖和中砂巖，膠結物以鐵白云石和黃鐵礦為主，雜基顆粒以高嶺石為主，其次為泥質。砂巖成熟度中等—高，其中成熟度由高到低依次為Ю-II、Ю-III、Ю-I。

（2）侏羅系中統儲層的儲集空間類型主要以原生粒間孔、剩余粒間孔為主，粒內溶孔只占極少部分，孔喉半徑整體較大。Ю-I儲層主要發育原生粒間孔，其次為剩余粒間孔；Ю-II儲層發育原生粒間孔與剩余粒間孔，粒內溶孔少見；Ю-III儲層主要發育剩余粒間孔，其次為原生粒間孔，粒內溶孔少見。Ю-I、Ю-II儲層的平均孔喉半徑比Ю-III儲層大，Ю-I、Ю-II儲層的孔喉連通性比Ю-III好。

（3）侏羅系中統Ю-II、Ю-III屬于特高孔、高滲儲層，Ю-I為特高孔、中滲儲層。根據儲層巖石學特征、孔喉特征、孔滲數據可知，Ю-II儲層的物性比Ю-I、Ю-III好。