凝灰質低孔低滲儲層的成因及沉積特征研究

摘要：奈曼凹陷九佛堂組下段儲層物性較差，平均滲透率位于1×10-3～5×10-3μm2的低滲區(qū)間;平均滲透率位于0.1×10-3～1×10-3μm2的超低滲區(qū)間。利用巖心觀察、薄片鑒定、測井解釋等分析方法，對奈曼凹陷凝灰質低孔低滲儲層的成因及沉積特征進行研究。表明儲集砂體主要為扇三角洲前緣水下分流河道砂體、前緣席狀砂體和滑塌濁積扇砂體3種類型，其儲集性能表現(xiàn)為中-低孔、低-特低滲。九下段砂體均富含凝灰質成分，直接影響儲層的物性特征。

關鍵詞： 凝灰質儲層;低孔低滲;沉積特征

1 砂體類型及儲集性能

通過對奈曼凹陷120多口井的分析化驗資料、測井曲線、錄井資料以及10口井的巖心資料劃分沉積相。結果表明，奈曼凹陷九下段儲集砂體類型多樣，主要發(fā)育扇三角洲和滑塌濁積扇沉積體系。

1.1? 扇三角洲前緣水下分流河道砂體

水下分流河道砂體是九下段扇三角洲前緣亞相帶的骨架微相砂體，具有典型的正旋回沉積特征，反映河道能量漸弱的沉積過程。砂體厚度普遍較大，單期沉積厚度可達10m以上，沉積物以凝灰質細砂巖為主，粒度細、泥質含量較少;平行層理和小型板狀交錯層理發(fā)育，大、中型交錯層理較缺乏，局部受河流與湖泊共同影響發(fā)育浪成波狀交錯層理，沖刷充填構造和塊狀層理發(fā)育，可見底部滯留沉積。

從分布范圍上看，水下分流河道自凹陷西南、北西向奈1塊呈枝杈狀多期疊置分布，單個砂體多呈長條狀分布，橫向剖面呈透鏡狀且尖滅較快。此類砂體儲集性能變化較大，好儲集層平均孔隙度大于15%，屬于中低孔，主體平均滲透率位于1×10-3～5×10-3μm2的低滲區(qū)間;差儲集層平均孔隙度小于10%，屬于低孔，主體平均滲透率位于0.1×10-3～1×10-3μm2的超低滲區(qū)間。

1.2 扇三角洲前緣薄層席狀砂

扇三角洲前緣席狀砂為水下分流河道砂體在河口末梢處受湖浪改造形成的薄層帶狀砂體，與淺湖相泥巖伴生。在不同沉積環(huán)境下席狀砂的垂向沉積序列可表現(xiàn)出不同的韻律特征，研究區(qū)的九下Ⅰ的席狀砂表現(xiàn)為正旋回組合，而九下Ⅱ席狀砂體主要表現(xiàn)為泥巖背景下的正反旋回組合，即下部正旋回+上部反旋回，整體比較穩(wěn)定，反映了湖面在九下Ⅱ砂體沉積過程中整體先水進后水退變化趨勢。巖性組合表現(xiàn)為深灰色凝灰質泥巖和淺灰色凝灰質粉砂、細砂巖互層，以凝灰質粉砂巖為主，泥質含量較高。

席狀砂分布范圍較廣，在近洼處普遍發(fā)育，呈席狀散布。受巖性和泥質含量的影響，孔滲性較低，孔隙度多小于10%，平均滲透率也多低于1×10-3μm2 。

1.3滑塌濁積扇砂體

滑塌濁積扇砂體是九下段巖性油氣藏重要的儲集層，主要由扇三角洲前緣砂體滑塌形成，在研究區(qū)集中發(fā)育九下Ⅰ的頂部和九下Ⅱ、Ⅲ段奈1-40-62以東、奈1-40-46以南洼陷的淺湖相中，地震反射特征表現(xiàn)為透鏡狀或丘狀。

濁積扇砂體多發(fā)育在厚層深灰色泥巖中，九下Ⅰ段濁積扇砂體為灰褐色、灰色含礫砂巖或灰色凝灰質細砂巖，其中含礫砂巖，礫石雜亂排列，分選中等—差，磨圓差;巖心觀察可見塊狀層理、遞變層理及變形層理，韻律性不太明顯。而九下Ⅱ、Ⅲ段的濁積扇砂體以凝灰質細砂巖為主，分選和磨圓中等，物性較好，平均孔隙度大于10%，單層砂體較厚，泥質隔層很少，提供了很好的儲集空間，而洼陷中心的油氣近源優(yōu)先充注，可形成砂巖透鏡體巖性油氣藏[1-3]。

2凝灰質成因及對砂體物性影響

奈曼油田九下段儲層大多為凝灰質細砂巖，與正常沉積砂巖相比，由于火山碎屑成分的介入，凝灰質細砂巖的顆粒來源多樣、礦物成分復雜、礦物易轉化，而且成巖作用場更為復雜，造成其有“孔隙結構復雜、非均質性強”和“低孔低滲”的儲層特征。

2.1凝灰質成因

從凝灰質來源及成因上劃分為凝灰質降落型成因和凝灰質搬運型成因[4-5]。

火山活動期，凝灰質以降落型成因為主。九下段沉積期早期，區(qū)內以扇三角洲、淺湖交替沉積環(huán)境為主。此時火山活動相對強烈，火山噴出地表，顆粒比較細的火山灰隨風漂移，在遠離火山一側的近洼處下落堆積，多形成凝灰質泥巖、凝灰質粉砂巖、含凝灰細砂巖的韻律沉積，粒徑較小，沉積微構造以水平層理為主。

九下段沉積期中后期或火山噴發(fā)間歇期，此時火山運動較弱或停止，蝕源區(qū)火成巖的風化破碎、構造高部位松散火山灰在水動力條件下的再搬運沉積，造成不同粒級的砂泥沉積巖普遍含有凝灰質;其巖性組合及沉積韻律和正常陸源沉積序列基本相同沉積，儲層以各粒級砂巖為主，各種沉積微構造現(xiàn)象明顯。凝灰質的含量與水動力條件變化、沉積微相類型的變遷等因素有關，例如奈1井2100m～2300m發(fā)育2套凝灰質砂、泥巖韻律，為扇三角洲前緣水下分流水道和分流間灣交替沉積環(huán)境所形成。縱向上兩種成因類型凝灰質砂、泥巖交替出現(xiàn)，但搬運型成因所占層段比例較大。

2.2凝灰質成因及對砂體物性影響

巖屑砂巖尤其是雜基體積大于7%的低成熟度砂巖孔滲條件大多都較差。奈曼凹陷九下儲層多以巖屑砂巖為主，填隙物含量較高，而巖屑和填隙物中火山巖成分占較大比例，對砂體孔滲性影響較大。

九下段儲層砂巖中的巖屑和填隙物含有大量的凝灰質組分，穩(wěn)定性差，在成巖過程中次生變化大。相比石英、長石碎屑，火山巖巖屑顆粒軟，埋藏壓實過程中受周圍較剛性顆粒的擠壓而變形，并充填了部分粒間孔隙。這會使原生孔隙大量喪失。

另一方面，深埋藏環(huán)境下不只壓實作用強烈，埋藏成巖作用中凝灰質成分容易蝕變分解，形成次生溶蝕孔隙，如脫玻化、重結晶作用和成巖期自生礦物的形成。通過薄片觀察和掃描電鏡分析，溶蝕作用形成的溶蝕微孔隙清晰可見。這些發(fā)育的粒間溶孔、粒內溶孔、鑄模孔和微裂隙等次生孔隙改善了儲層砂巖的孔隙結構。

參考文獻

[1]張一偉，張衛(wèi)海，查明，等.勘探早期盆地分析與油氣評價[M].北京：地質出版社，1998.1-117.

[2]趙文智，方杰.不同類型斷陷湖盆巖性-地層油氣藏油氣富集規(guī)律——以冀中坳陷和二連盆地巖性-地層油氣藏對比為例[J].石油勘探與開發(fā)，2007，34（2）： 129-134.

[3]賈承造，趙文智，鄒才能，等.巖性地層油氣藏地質理論與勘探技術[J].石油勘探與開發(fā)，2007，34（3）： 257-272.

作者簡介： 李琳琳，男，1982年10月出生，2009年7月畢業(yè)于中國石油大學（華東）礦產普查與勘探專業(yè)，現(xiàn)于中國石油遼河油田勘探開發(fā)研究院從事油氣田開發(fā)工作。

遼河油田公司勘探開發(fā)研究院， 遼寧 盤錦 124010