（矿产普查与勘探专业论文）高邮凹陷沙埝南区储层评价及其与产能关系.pdf

高邮凹陷沙埝南区储层评价及其与产能关系 熊光勤( 矿产普查与勘探) 林承焰( 教授) 捅要 高邮凹陷沙埝南地区阜三段储层为典型的低渗小断块砂岩储 层，具有含油断块多，含油层系多，储层非均质性严重等诸多的复 杂地质情况。储层的好坏是影响产能的直接因素，因此从沉积特征、 成岩作用及构造作用等诸多方面对储层进行综合评价并判断其与 产能的关系，对该地区下一步的勘探部署及调整挖潜有很重要的指 导意义。主要取得如下认识：1 ) 沙埝南地区沉积环境为三角洲前 缘，主要发育水下分流河道，河口坝和席状砂微相；2 ) 阜三段储 层经历了中等成岩作用，其中压实作用、胶结作用等使得储层的物 性变差，是造成该区低渗透的主要原因：但区域内普遍发育的溶解 作用一定程度上改善了储集物性；根据成岩作用特征，将该地区阜 三段储层成岩相分为两大类共5 小类，其中，i 类为溶解成岩相， i i 类为胶结成岩相。3 ) 利用综合评价方法对阜三段储层进行了评 价，结合产能分析，发现二者具有一定的对应关系。产能高的井， 多位于有利的水下分流河道或河口坝沉积相，成岩相多为i 类溶解 成岩相，储层物性相对较好，综合评价i i i i i 级；综合评价为i v 级 的区块，产能多为较低一中等；无产能或产能很低的井区主要位于 不利的胶结成岩相，综合评价v 级。最后指出，沙埝南地区阜三段 储层改造应以压裂为主，酸化仅在局部碳酸盐胶结地区可以实施。 最后指出，沙埝南地区阜三段储层改造应以压裂为主，酸化仅在局 部碳酸盐胶结地区可以实施。 关键词：低渗储层，沉积相，成岩相，储层评价，储层改造 r e s e r v o i re v a l u a t i o na n di t sr e l a t i o n sw i t hp r o d u c t i v e a b i l i t yi nt h es o u t ho fs h a n i a na r e a ，g a o y o ud e p r e s s i o n x i o n g g u a n g q i n ( m i n e r a li n v e s t i g a t i o na n de x p l o r a t i o n ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rl i n c h e n g - y a h a b s t r a c t t h er e s e r v o i ro ff u s a nm e m b e ri nt h es o u t ho fs h a n i a na r e ao f g a o y o ud e p r e s s i o ni st y p i c a ll o w p e r m e a b i l i t ys a n dr e s e r v o i r ，i th a s c o m p l e xg e o l o g i cf e a t u r e s ，f o re x a m p l e ，t h e r ea r em a n yo i l b e a r i n g f a u l tb l o c k sa n ds e v e r a l o i l b e a r i n gl a y e r s ，a n d t h er e s e r v o i r h e t e r o g e n e i t yi ss e r i o u s t h eq u a l i t yo fr e s e r v o i rh a sad i r e c ti m p a c t o nt h ep r o d u c t i v e a b i l i t y , s oi t i s s i g n i f i c a t i v e f o rt h e c o m i n g e x p l o r a t i o n a n d a j u s t m e n t t oe v a l u a t et h er e s e r v o i rf r o mt h e s e d i m e n t a t i o n ，d i a g e n e s i s ，a n ds t r u c t u r e e t e t h i st h e s i s g e t s t h e f o l l o w i n gr e s u l t ：1 ) t h es e d i m e n t a r ye n v i r o n m e n to ft h es o u t ho f s h a n i a na r e ai st h ed e l t af r o n t ，t h em a i nf a t i e sa r eu n d e r w a t e r d i s t r i b u t a r yc h a n n e l ，e s t u a r i n ed a ma n dm a t l i k es a n d ；2 ) t h ef u s a n m e m b e rr e s e r v o i ru n d e r w e n tt h em e d i u md i a g e n e s i s ，a m o n gw h i c h c o m p a c t i o na n d c e m e n t a t i o nr e d u c et h e p o r o s i t y ( 巾) a n dt h e p e r m e a b i l i t y ( k ) ，w h i l et h ew i d e l ys p r e a dd i s s o l u t i o ni m p r o v et h e q u a l i t yo fr e s e r v o i ri ns o m ed e g r e e a c c o r d i n gt o t h e d i a g e n e s i s f e a t u r e s ，w ec l a s s i f yt h ed i a g e n e t i cf a c i e st ot w ot y p e s ，a n df i v ek i n d s i nt o t a l ，t y p eii st h er e s o l u t i o nd i a g e n e t i cf a c i e s ，a n dt y p ei ii st h e c e m e n t a t i o nf a c i e s 3 1c o n t r a s tt h es y n t h e t i ce v a l u a t i o nr e s u l ta n dt h e p r o d u c t i v ea b i l i t ya n a l y s i s ，w e f i n dt h a tt h e r ei ss o m er e l a t i o n s b e t w e e nt h e m t h ew e l l sw i t hh i 曲p r o d u c t i v ea b i l i t ym a i n l yl i ei nt h e f a v o r a b l eu n d e r w a t e r d i s t r i b u t a r y c h a n n e lo re s t u a r i n e d a m ，i t s d i a g e n e t i cf a c i e si st y p ei ，t h eq u a l i t yo fr e s e r v o i ri sr e l a t i v e l yg o o d ， a n dt h ee v a l u a t i v er e s u l ti si i i i ig r a d e a r e a sw h o s ee v a l u a t i v er e s u l t i si va l w a y sh a v em e d i u mo rl o wp r o d u c t i v ea b i l i t y , a n da r e a sh a v e n o n eo rv e r yl o wp r o d u c t i v ea b i l i t ym a i n l yl i ei nt h et y p ei id i a g e n e t i c f a c i e s a tl a s t ，w ep o i n to u tt h a tt h er e s e r v o i ra l t e r a t i o no ff u s a n m e m b e ri nt h es o u t ho fs h a n n i a na r e as h o u l dp a ym o r ea t t e n t i o nt o p r e s s t o c r a c k ，a n da c i d i f i c a t i o ns h o u l db ee n f o r c e do n l yi ns o m el o c a l a r e a s k e yw o r d s ：l o w - p e r m e a b i l i t yr e s e r v o i r ，s e d i m e n t a r yf a c i e s ， d i a g e n e t i ef a c i e s ，r e s e r v o i re v a l u a t i o n ，r e s e r v o i ra l t e r a t i o n - i v - 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得中国石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 睦塾斡胛6 年厂月? 。 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规 定，即：学校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查 阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文。 学生签名：哒鞑坼王月；。日 导师签名：j 掣蚴7 印6 年 r 月 ；口 日 中国石油大学( 华东) 硬士论文第1 章前言 第1 章前言 苏北笳地高邮凹陷沙埝地区的储层为典型的低渗砂岩储层，地质 条件十分复杂，位于高邮凹陷北斜坡构造带中段，受岩浆活动的影响， 覆盖区复杂小断块发育，储层分布也不稳定，储层单砂层横向变化快， 孔隙度低、透率渗低。沙埝构造曾经历多次钻探，但由于其复杂的地 质条件及勘探技术的限制，1 9 9 5 年以前勘探一直未有重要发现。1 9 9 8 年在应用新三维地震资料基础上，成功钻探了沙1 9 、沙2 0 两口预探 井，发现和落实了阜宁组三套含油层系( e l f 3 、e i f 2 、e f i ) ，从而实 现了该区油气勘探的重大突破。 1 。1 研究的目的及意义 沙埝地区不同于一般的断块油田，具有含油断块多，含油层系多， 各含油断块面积小且破碎，储层非均质性严重等诸多的复杂地质情 况。特别是沙埝南地区阜三段储层多为低渗透储层，其形成受沉积环 境、沉积相带、成岩作用及构造作用等综合影响，而这些因素又恰恰 是决定地下油气水运动和富集规律的最重要的地质因素。这些因素使 得低渗储层具有典型特征，主要表现为储层孔喉半径小，渗透率低， 泥质含量大，成岩差异大及非均质性强等。这些都是影响储层产能的 主要因素，因此有必要对以上各因素作详细研究。本项目以沙埝南地 区为主要研究对象，围绕影响储层物性的各项因素包括沉积相、成岩 相等进行详细研究，结合测井二次解释结果，开展沙埝南地区阜三段 储层综合评价，并与动态资料结合找出储层与产能之间内在关系，旨 在进一步认识地下复杂情况，提出改善油藏开发效果的措施或建议， 以期达到最终实现长期稳产的日的。 1 。2 研究主要内容 为了从储层的角度，提出改善油藏开发效果的措施或建议，达到 最终实现长期稳产的目的，主要开展以下研究工作： 1 开展储层精细对比研究，建立了典型单井模型和储层格架模 型：对工区各井进行储层细分对比研究，建立细分对比骨架剖面3 条。 2 根据沉积环境、单砂体沉积厚度及测井相分析等，对沙埝各小 层各亚段进行了沉积微相划分。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 3 对研究区阜三段薄片进行详细观察、统计，识别各种成岩作用 及分布规律，划分成岩相并总结其与储层物性的关系。 4 开展测井多井储层评价研究，确定储层物性参数( 孔、渗、饱、 泥质含量) ，并结合试油、试采及测井解释成果确定了单井各小层的 有效厚度，为建立地质模型打下了坚实的基础。 5 综合评价储层，分析储层与产能之间的关系，并提出开发调整 建议。 1 3 主要研究思路及技术路线 综合利用地质、测井、三维地震、试油试采、生产动态等资料， 多学科综合，动静态结合。从储层多层次逐级细分对比入手，丌展各 小层及亚段的沉积微相及成岩相研究，在此基础上，开展储层测井二 次解释，定量准确求取储层参数。综合以上沉积相、成岩相及测井二 次解释结果，对储层进行综合评价，最后结合生产动态资料分析储层 与产能的关系( 图l 一1 ) 。 图1 - 1 技术路线图 2 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章区域地质概况及油藏基本特征 第2 章区域地质概况及油藏基本特征 2 1 区域地质概况 沙埝南地区位于高邮凹陷北斜坡构造带中段( 图2 - 1 ) ，地质条件 十分复杂，受岩浆活动的影响，覆盖区复杂小断块发育。该地区受东 台坳陷构造活动影响，阜宁组( e i f ) 一三垛组( e 2 s ) 时期为构造活 动期，其中e l f 时期表现为平缓型缓坡特征：阜四段沉积末期发生吴 堡事件，斜坡北抬南降规模加大，沉积地层上超特征明显；戴南组 ( e 2 d ) 、三垛组时期“填平补齐”的地质作用，使地层坡度逐渐变缓。 本区整体呈北高南低的斜坡面貌，区内发育大量近东西走向的正断 层，主要为反向正断层。 图2 - 1高邮凹陷构造区划图及工区位置 钻井揭示沙埝地区第四系及第三系地层发育齐全。地层由上至下 分别为第四系东台组( q d ) 、第三系盐城组( n y ) 、三垛组、戴南组、 阜宁组、白垩系泰州组。本区的主要含油层系为阜宁组。阜宁组与下 伏泰州组呈假整合一整合接触，与上覆戴南组呈假整合接触。目的层 段阜三段( e l f 3 ) 为该区主要储层，岩性为黑色泥岩与灰色粉砂岩不 等厚互层，厚度在2 5 0 m 3 0 0 m 之间，普遍分布在2 2 0 0 m 以下，属中、 深层储层，砂岩单层平面分布较为稳定，以薄层、低渗为主要特点， 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章区域地质概况及油藏基本特征 且泥质含量较重。 从地震及钻井信息可知，本区阜宁组内发育多套穿层侵入的辉绿 岩，辉绿岩侵入方向自南往北，主要发育在阜二段及阜四段烃源岩内， 如：沙7 井阜二段泥岩中侵入体厚度为1 3 l m ，沙1 4 井阜二段泥岩中 侵入体厚度为7 6 m 。辉绿岩的烘烤作用必将使得受辉绿岩烘烤的上下 田岩厚度较大，但总体上在5 0 m 左右。 2 2 油藏基本特征 沙埝油田含油断块多，形态破碎，构造非常破碎：各含油断块的 含油带均较窄，平均含油宽度仅为3 0 m 5 0 0 m ，油藏埋深均在 2 1 0 0 m 2 5 0 0 m 左右，埋深较大，储层在纵向上差异较大，单层厚度薄， 一般仅2 m 4 m ，横向上分布不稳定，泥质夹层多，储层物性较差，为 中低孔低渗型砂岩；储层非均质严重。通过试油试采特征分析，各含 油断块单井自然产量较低，多为3 t d ，且油井大多需要压裂酸化等措 施才能达到工业油流，且天然能量补充能量较差，主力含油层系产能 偏低。 2 2 1 流体性质及温度及压力系统 沙1 4 断块属正常的温度压力系统，流体性质见表2 - 1 。 表2 - 1 沙1 4 断块流体性质表 地面原油密度 地面原油粘度凝固点地层水矿化度 断块层位水型 g c m 3 t a p a s r a g 1 e i f 3 0 8 6 5 4 1 4 3 1 3 02 9 2 8 8 m g c l2 沙1 4 e l f 3 2 30 8 9 0 17 5 0 13 22 4 1 7 4c a c l2 2 2 2 油藏类型及驱动类型 沙埝南区e 1 f 3 砂岩油藏构造复杂，断层发育，储层横向、纵向上 变化大：油水分布主要受构造、岩性控制，油水关系复杂。沙1 4 断 块属于受构造控制及岩性影响的薄层状特低渗砂岩油藏。 2 3 小层对比 小层的划分与对比是油藏开发地质研究( 油藏描述) 中最重要的 基础工作。本次研究主要用陆相断陷盆地高分辨层序地层学和储层层 4 中国石油大学( 华东) 硕上论文第2 章区域地顾概况及油藏艟本特征 组逐级细分对比方法，尉该区地层进行逐级细分对比，阜三段划分出 三个亚段，又进一步细分为2 3 个小层，为储层评价奠定了基础。 本次地层划分对比主要用到“旋回对比，分级控制”及高分辨率 层序地层学方法。 2 3 】“旋回对比，分级控制”的小层对比 沙埝南地区阜三段地层处于三角洲前缘主体至前缘末端，物源供 应相对较弱，较细的陆源碎屑沉积物分布稳定，区域范围可对比性强， 便于对其进行统层。本次研究选取地层发育完全、未钻遇断层且各项 资料相对齐全的沙1 4 井作为标准井，并以其为中心建立了三条骨架 剖面，进而开展区域内统层对比。在小层对比过程中，由点( 标准并) 到线( 对比削面) ，再由线到面( 对比剖面骨架网及全区各井) ，合理 准确地进行小层对比，完成全区各井的小层对比和划分，并进行闭合 验证。三条骨架剖面分别为( 图2 2 ) ：沙2 2 一沙3 3 一沙1 4 一沙9 - - 沙4 ，沙1 4 一苏1 6 3 一苏1 2 2 一沙l ，沙7 1 沙2 5 - - 沙1 4 一沙1 6 一沙 3 4 。 图2 - 2 沙埝南地区阜三段骨架剖面 沙埝南地区阜三段地层存在上下两套明显的泥岩标准层，以其为 界，将两地区阜三段分别划分为三个亚段，且在全区范围内，一、二 亚段之问的泥岩段发育稳定，厚度变化不大，1 5 m 左右，其电性特征 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章区域地质概况及油藏熙本特征 为：自然电位曲线为低幅平直线段，电阻率曲线也为低幅，伽马曲线 为高值箱型( 图2 3 ) ；二，三亚段之问泥岩标准层发育也是全区普遍 发育，但厚度不均匀，5 m 1 5 m ，电性特征为：自然电位曲线为低幅 平直线段，电阻率曲线也为低幅，伽马曲线为高值箱型( 图2 - 4 ) 。 圈2 - 3 沙1 4 井阜三段1 、2 亚段间标志层图2 4 沙1 4 井阜三段l 、2 亚段间标志层 利用“旋回对比，分级控制”方法，结合陆相高分辨率层序地层 学方法，将沙埝南地区阜三段地层划分为3 个亚段共2 3 小层，其中， 一亚段包括7 个层，二亚段包括1 4 个小层。三亚段包括2 个小层。 2 3 2 高分辨率层序地层学分析技术 层序地层学分析技术是2 0 世纪8 0 年代在地层学基础上新发展起 来的一门沉积地层学分支学科，它是划分对比和分析沉积岩的一种新 技术和新方法1 1 2 1 0 从高分辨率层序地层学角度划分，沙埝南地区阜三段地层整体处 于一级层序的低位体系域，其湖平面较低，且存在多个次级升降旋回。 一亚段包括两个进积的准层序组，形成两个向上变粗的短期沉积 旋回，反映两次湖平面的升降( 图2 5 ) 。 二亚段为三角洲前缘的主体，由4 个进积的准层序组构成，每个 准层序组形成一个短期沉积旋回，向上沉积物变粗、水体变浅，反映 4 次湖平面的短期升降变化( 图2 ，6 ) 。 三亚段为一个进积的准层序组，构成向上沉积物变粗、水体变浅 的反韵律，反映湖平面下降的过程( 图2 7 ) 。 6 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章区域地质概况及油藏基本特征 短期旋回沙1 4 阜三段l 亚段测井相 苏1 6 3 井阜三段l 亚段测井相 短期旋回 图2 - 5 阜三段一亚段准层序组 沙1 4 阜三段二亚段测井相苏1 6 3 井阜三段二亚段测井相 图2 - 6 阜三段二亚段准层序组 7 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章区域地质概况及汕藏基本特征 图2 7 阜三段三亚段准层序组 通过开展储层精细对比研究，建立了沙埝南地区阜三段地层格架 模型( 图2 8 ，2 - 9 ，2 1 0 ) ，为下一步储层沉积微相确定、储层测井 二次解释及综合评价打下坚实的基础。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章区域地质概况及油藏基本特征 图2 - 8 沙埝油田沙2 2 一沙3 3 一沙1 4 一沙9 一沙4 小层对比骨架剖面 9 中国石油大学( 华东) 硕士论文 第2 章区域地质概况及油藏基本特征 图2 - 9 沙埝油田沙1 4 - - 苏1 6 3 - - 苏1 5 6 - - 苏1 2 2 - - 沙l 小层对比骨架剖面 l o 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章区域地质概况及浊藏基本特征 图2 - 1 0 沙埝油田沙7 一沙2 5 一沙1 4 一沙1 6 一沙3 4 小层对比骨架剖面 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章储层沉积相及成岩桕分析 第3 章储层沉积相及成岩相分析 开展沉积相研究足精细储层评价的主要内容之一。苏北盆地高邮 凹陷沙埝南地区的储层为典型的低渗砂岩储层，储层原始物质组成和 结构是影响其物性特征的关键因素，即沉积微相是影响储集物性的主 要控制因素之一。沉积微相决定了砂体的成因、外部几何形态、空间 展布规律及内部结构，而这些因素又恰恰是决定地下油气水运动和富 集规律的最重要的地质因素。 3 1 沉积背景及物源分析 高邮凹陷阜三段主要为砂泥互层沉积，有3 套旋回沉积发育，反 映了存在3 次明显的湖平面变化，岩性剖面上与阜四段构成了阜宁组 的上部正旋回，该段进一步划分为3 个亚段，自下而上称之为3 亚段 ( e f 3 3 ) 、2 亚段( e 1 3 2 ) 和l 亚段( e f t l ) 。3 亚段由灰色灰质粉砂岩、 灰质泥岩、生物灰岩与泥岩组成，砂泥岩构成向上变浅、变粗的反韵 律：2 亚段由深灰色泥岩和灰色粉绍砂岩构成多个向上交粗的反韵律， 自然电位( s p ) 曲线呈漏斗形一钟形组合；l 亚段由灰色、褐灰色粉 砂岩、泥质粉砂岩与泥岩组成，下部有约2 0 m 的质纯低阻泥岩，砂 泥岩组成向上变细的正韵律，s p 曲线为箱形一钟形组合。前人对苏 北一高邮凹陷阜宁组的沉积环境亦进行过不同程度的研究，研究结果 普遍认为其沉积环境为内陆咸化湖盆，赵澄林等人进一步从岩矿特 征、古生物分析、孢粉分析和微鼍元素等方面对该区古沉积环境进行 了研究，研究成果进一步支持了前人关于内陆成化湖盆的观点。 沉积物物源研究是沉积相研究的重要组成部分。从整个高邮凹陷 的古地貌特征来看，沙埝南地区位于高邮凹陷北斜坡构造带的中段， 南为深凹带，北接柘垛低凸起与建湖隆起相连，物源来自柘垛低凸起， 间接来自建湖隆起。利用沉积物中重矿物组合及含量变化，可以追索 和恢复母岩及物源方向。沙埝南地区三角洲前缘沉积的砂岩成分成熟 度及结构成熟度中等，且随着搬运距离的增加，不稳定成份含量降低。 碎屑矿物从物源区向沉积区的搬运过程中，不稳定矿物相对含鼍逐渐 减少而稳定矿物相对含量逐渐增加。本区重矿物含量般小于0 5 ， 阜三段常见重矿物主要有石榴石、锆石，电气石、磁铁矿、白钛矿和 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章铭层沉积相及成岩相分析 磷灰石等。在垂向分布上，矿物分布特征不明显，但在平面上由东北 向西南方向矿物成熟度随搬运距离的增加而增大。从阜三段各亚段不 稳定重矿物( 绿帘石+ 角闪石+ 辉石) 和稳定重矿物( 石榴石) 的成分 含量变化趋势来看，阜三段发育了沿盒地轴部出北东向西南方向的稳 定的物源体系，这与沉积相分析的结果是一致的，即物源供给方向是 由东北向西南。除了矿物学特征外，小层厚度的变化同样表明阜三段 各亚段由北东向西南方向小层厚度逐渐减小( 附图1 ) 。 3 ，2 沉积特征 前人通过对高邮凹陷沉积环境的研究，认为高邮凹陷在阜宁组时 期沉积环境是内陆咸化湖盆。沙埝地区入湖河流为弯度较高的曲流 河，是在湖盆构造沉降减弱，物源供应增加的情况下，在盆地缓坡形 成的河控型三角溯。多种相标志显示沙埝地区处于三角洲前缘主体部 位。一般来说，沉积特征的研究主要包括岩性、古生物和地球化学三 个方面。根据研究需要，本研究主要是根据对室内分析化验资料的整 理、分析，配合测井、录井等资料以及砂体形态的展布特征及厚度变 化等方面的综合研究总结出了工区内的沉积特征。 3 2 1 岩石学特征 阜三段砂岩类型以粉细砂岩和粉砂岩为主，砂岩碎屑含量7 0 一 9 0 ，填隙物含量5 - - 2 0 ，孔隙度5 - - 3 0 。碎屑中，石英含量 一般5 0 一7 0 ，长石含量1 0 一2 0 ，以斜长石为主，岩屑含量5 一2 0 ，主要为中酸性火山岩、石英岩、砂泥岩、硅质岩、片岩和花 岗岩等。岩石类型主要为长石砂岩、岩屑长石砂岩和少量长石岩屑砂 岩( 如图3 1 ) 。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章储层沉积相及成岩相分析 图3 - 1 沙埝南地区砂岩分类三角图 3 2 2 粒度特征 沉积物的粒度结构是沉积物源岩性质、水动力能量、搬运距离、 底床形态综合作用结果的反映。沙埝南地区砂岩平均粒径在2 3 9 4 9 7 中之间，沉积物粒级偏细，处于最活跃的沉积组份范围内；标准偏差 0 6 2 2 1 ，属分选较好至较差的类型。不同水动力环境中，由于水动 力条件强弱的差异、作用时间长短的不同、作用方向的变化等因素的 影响，沉积物的分选性有很大差别。沉积物颗粒在水介质中的搬运方 式主要有三种，即滚动、跳跃、悬浮搬运。概率累积曲线把首尾最粗 和最细部分明显地表现出来，因此可在曲线上识别出来不同的搬运方 式和沉积作用 3 1 。 沙埝南地区阜三段砂岩粒度概率累积血线主要为以下两种类型： 1 陡跳跃低悬浮两段式 概率累积曲线呈两段式，跳跃总体占7 0 8 0 ，直线段斜率大， 颗粒分选性好。悬浮总体占2 0 3 0 ，直线段近于平直，s 截点值为 3 5 巾左右，粒度分布曲线呈正偏态，峰值在3 3 5 中。表明沉积物以 中等组份为主，分选好，反映三角洲前缘水下分流河道或河口坝环境 ( 图3 2 、3 3 ) 。 1 4 中国石浊大学( 华东) 硕士论文 * 一 劬1 。 i 詈j， 翦 神 ”q 4 1 叫 ：嚣爿 0 1 0 1 器斗，u r 广_ 一r o 2 咖1 4 2 q 2 3 7 34 3 图3 - 2 沙1 4 井粒度概率曲线及分布直方图 2 陡跳跃高悬浮两段式 跳跃组分含量 6 0 度，分选性好；悬浮组分占 绝对优势，达到6 0 以上。直线段倾角约5 0 度。s 截点为突变，其 值为3 0 币( 图3 3 ) 。曲线特征反映沉积物较强的湖浪筛选作用， 使得砂岩粒度分选性好、磨圆好，一般代表三角洲席状砂沉积( 图 3 4 1 。 图3 - 3 沙4 井粒度概率曲线及分布直方图 在分析工区多个样品的基础上，作出沙埝地区c m 图，以q r 和r s 段为主，为典型的三角洲前缘沉积，部分有p q 段或静水沉积( 如图 3 4 ) 。q r 段代表递变悬浮沉积，是指在流体中悬浮物质由下向上粒 度逐渐变细，密度逐渐变低。它一般位于水流底部，常是由于涡流发 1 5 1 t t _ ， 1 ， 一 中国后油大学( 华东) 硕士论文第3 章储层沉积相及成岩扭分析 育造成的。当涡流流速降低时， 迅速发生滚动。递变悬浮沉积物 的一个最大特点是c 和m 成比例 增加，即c 值与m 值相应变化， 从而使这段图形与c = m 基 线平行。r s 段为均匀悬浮，是粒 径和密度不随深度变化的完全悬 浮段。均匀悬浮常是递变悬浮之 上的上层水流搬运方式。在弱水 流中可能不存在递变悬浮。而是 由均匀悬浮直接与底床接触。均 匀悬浮的物质主要为粉砂和泥质 图3 4 沙埝南地区c m 图的混合物，最粗粒度为细砂。由 于均匀悬浮搬运常不受底流分选，在河流中自上游至下游沉积物的粒 度变化不大，只是粗粒级含量相对减少。因此在r s 段中c 值往往基 本不变，而m 值向s 端减少。 3 2 3 电性，地震反射特征 地层的电性及地震反射所表现出来的特征，也是进行沉积环境和 沉积相鉴别的重要依据。在重点研究沉积标志的基础上，利用测井和 地震的方法，对研究区沉积环境进行了判别。 本次研究主要选取自然电位、自然伽马，电阻率三种测井曲线， 目的是利用其可以在垂向上反映粒序变化和韵律以及沉积结构和水 动力能量的变化的特点。通过分析这些曲线的组合形态、幅度、顶底 接触关系、光滑程度等基本要素，并 结合其它测井解释结论，寻找了各微相的测井相标志( 图3 5 ) ，为精 细划分沉积微相奠定了基础。 1 6 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章储层沉积相及成岩相分析 图3 - 5 沙埝南地区测井相分析 从高邮凹陷南部断阶带的地震资料上看，断阶带断块小，破碎且 复杂；中深层反射连续差，波阻特征不明显，弱振幅相，同向轴较弱， 连续性差，为小丘状的变振幄前积相，这与三角洲前缘沉积是相对应 的。 3 3 沉积相分析 通过岩心描述和分析，高邮凹陷北斜坡阜三段主要为三角洲沉 积。沙埝南地区并未出现三角洲平原，三角洲前缘是该区三角洲砂体 堆积的主体，是河流波浪共同作用的地带。砂泥经冲刷淘洗和再分布 形成了砂质相对较纯、分选较好的砂质集中带。沉积物平均含砂量较 高，可进一步划分为水下分流河道、河口砂坝和席状砂等沉积微相。 3 3 1 沉积相类型 在岩性、电性、物源分析的基础上，对沙埝南地区阜三段沉积微 相划分，划分出水下分流河道、河口坝、席状砂等微相。 水下分支河道为陆上分支河道的水下延伸部分，在向湖的延伸过 程中，河道加宽，深度减小，分叉增多，流速减缓，堆积速率增大。 由浅灰、灰白色细砂岩、粉细砂岩、粉砂岩及泥岩组成正韵律结构， 砂层底部多含泥砾和泥屑，有时见炭化植物碎块。泥岩以灰和深灰色 为主，是水下环境的标志( 图3 - 6 ) 。 i 7 中国石油大学( 华东) 硕士论文 第3 章储层沉积相及成岩相分析 河口坝是三角洲前缘亚相中最典型的沉积微相，位于分支河道的 河e l l 处，沉积速率高，是河流注入湖泊水体中时，由于湖水的顶托作 用或地形的突然改变，河流携带的大量载荷快速堆积而成。水下分支 河道持续供应碎屑物质，因此河i r - i 坝的规模较大，成为三角洲前缘重 要的砂体类型。岩性主要是粉砂岩、粉细砂岩和细砂岩，多具反韵律 特征，单层厚度一般3 - 6 m 。 河口砂坝概率曲线主要出现两种类型( 图3 7 ) ：1 ) 由跳跃总体 和悬浮总体组成的两段式；2 ) 由跳跃总体和悬浮总体及其过渡段组 成的两段加过渡段式。 剃 硎i 刖 岩r ” # 虞躺f 柑 自嚣电位 矗 ( m ， j 摊脒 廿 = ：) 砒鳓护。 门 渔 埘0 一三慕撒e 雄希o w 问 一 = 己 d 逍h 媳女甜 丹 美墨 = = l 啊州月懈岩 瘟 创 三：毛三 # # u 则i 3 妇 进 卫0 5 ， 熬然秽 日# m 膦 犷 w n p 2 0 的两个区问，明显为水下 分流河道占优势。因此，沙埝南地区各沉积微相储层物性由好到坏依 次为：水下分流河道、河口坝和席状砂。该区渗透率普遍偏低，多小 于1 0 m d ，但仍有由北向南变差的趋势，即：自水下分流河道向席状 砂渗透率变低( 图3 1 0 ) 。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 鼋储层沉积相及成岩相分析 图3 - 9 沙埝南地区各沉积微相孔隙度分布图 图3 1 0 沙埝卣地区各沉积微相渗透率分布图 同时，由于沉积微相不同，沉积物的粒级也有所变化，自水下分 流河道向席状砂颗粒粒级逐渐变细，即，由细砂岩、极细砂岩向粉砂 岩、泥质粉砂岩过渡，储层物性与粒度中值则呈较明显的正相关关系 ( 图3 1 i 、3 1 2 ) 。 2 4 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章储层沉积相及成岩相分析 图3 - 1 1 沙埝南地区粒度中值与孔隙度关系 图3 1 2 沙埝南地区粒度中值与渗透率关系 综上所述，本区三角洲前缘的砂体与烃源岩呈频繁互层出现，油 气形成之后能很快运移到储集层之中，有利于油气的运移、聚集。位 居三角洲前缘主流线上的分流水道微相，水动力条件最强，颗粒粒级 较粗，砂岩单层厚度大，占地层百分比高，其储集性能最好；河口坝 微相因厚度大、分选好，垂向上常常出现多期叠加，侧向上与分流水 道相接，因而也是良好的储集砂体；席状砂砂体因其粒度细、单层厚 度薄，泥质含量高，储层非均质性较强等特点，储集性能较差。 成岩演变过程反映了水与成岩物质的相互反应，由平衡一不平衡 一平衡的不断演化过程，因而具有阶段性演化特点，以此可以划分成 岩阶段，在不同成岩阶段所形成的岩石矿物和结构类型组合，构成了 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章储层沉积相及成岩相分析 不同成岩相类型和成岩相序列。 3 4 成岩阶段划分 据成岩阶段的划分标准【4 1 ，结合研究区储层沉积、构造演化史等 信息，得出沙埝南地区阜三段地层整体处于晚成岩a 阶段( 表3 3 ) 。 表3 - 3 沙埝南地区阜三段地层成岩演化阶段划分 成岩标志沙埝南 古地温( 0 c )8 5 一1 1 0 i s 问层比( )2 0 5 0 r o0 6 1 3 砂岩固结程度周结 机械压实程度中一强 i s 间层0 7 5 粘土矿物 高岭石 0 7 5 砂 相对含量 伊利石 3 8 2 山 i 绿泥石 0 4 6 自 生 方解石0 2 5 矿石英加大级别 r i 物 胶结物白云石o 一5 铁方解石 o 一3 铁白云石 o 一5 溶蚀作用弱一巾 颗粒接触类型点一线一缝合 主要孔隙组合类型次生为主 成岩阶段划分晚成岩a 阶段 3 5 成岩作用类型 沙埝地区阜三段储层具有中低孔、低渗、泥质含量高等特点，成 岩作用的影响不容忽视。 3 5 1 压实作用 沙埝南阜三段储层埋深分别在2 2 0 0 m 2 8 5 0 m 之间，成岩阶段处 于晚成岩a 阶段，为典型的低渗透储层。由于碎屑颗粒细( 以粉砂 岩和极细砂岩为主) 、长石和岩屑含量较高( 共2 5 - - 4 0 ) ，泥质含 量较高( 1 0 一2 5 ) 等特点，该区阜三段储层总体上经历了较强的 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章储层沉积相及成岩相分析 压实作用，其强度标志有：颗粒问多数以线接触为主( 图3 1 3 ) ： 可见云母及部分岩屑的塑性变形( 图3 1 4 ) ；局部可见长石、石 英颗粒的破裂( 图3 1 5 ) 。 沙3 9 井2 4 9 0 9 3 m 。单偏光 图3 1 3 颗粒问点、线接触 沙3 3 井2 4 9 0 3 3 m 。单偏光 图3 1 4 塑性颗粒变形 沙3 9 井，2 6 1 0 7 i n l 正交光沙3 3 井，2 4 9 0 3 3 m ，正变光 图3 1 5 刚性颗粒破裂 随着埋藏深度的增加和压实强度的增强，砂岩中的孔隙一般呈现 持续减小的趋势。根据粒间体积的残余，可以大致估算岩石遭受压实 作用的强度【5 6 】。h o u s e k n e c h t 于1 9 8 7 年提出了根据残余粒问体积进 行视压实率计算的公式： 视压实率= ( 4 0 一粒间体积) 4 0 x1 0 0 式中粒问体积= 粒问孔隙体积+ 胶结物体积。 平面上，沙埝南地区位于高邮凹陷斜坡带，阜三段储层为南倾的斜 坡，由于埋深不同，储层由南向北所经历的压实作用强度也有所差别。 即位于北部埋藏较浅( 2 3 0 0 m 2 5 0 0 m ) 的沙7 井附近压实作用较 弱，仍保留较多的原生孔隙，而埋藏深( 近3 0 0 0 m ) 的南部沙3 4 井 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 鼋储层沉积相及成岩相分析 附近则经历了强压实作用，原生粒问孑l 隙所剩无几( 图3 1 6 ) ，其视 压实率可达6 0 一7 5 。而中部的沙3 9 井和沙3 3 井区则经历了中 等压实强度，仍可见部分原生粒问孔隙( 图3 1 3 、3 1 4 ) ，视压实率 一般4 0 一5 0 。 图3 - 1 6 沙3 4 井强压买作用不恿图( 2 9 7 7 5 5 m ，单偏光) 3 5 2 胶结作用 胶结作用主要发生在成岩作用时期，尤其是成岩作用晚期，因而 沙埝南地区经历了较为强烈的胶结作用，常见碳酸盐胶结物、硅质胶 结物及粘土矿物胶结物等。 1 碳酸盐胶结物 碳酸盐胶结物包括方解石、文石、白云石、铁方解石及铁白云石 等。 流动的孔隙水能持续地带入溶解的碳酸盐，为碳酸盐胶结物的主 要来源。孔隙水溶解碎屑沉积物中的介壳和碳酸盐颗粒，溶解的物质 又作为成岩期的胶结物沉淀下来。有些颗粒在嵌晶碳酸盐中呈“漂浮” 型( 图3 1 7 ) ，砂粒周围无其它类型胶结物，这说明此类碳酸盐胶结 物是形成于压实轻微，其它胶结物尚未析出的中成岩未成熟期浅埋藏 阶段。碳酸盐溶解度对溶液的p h 值非常敏感。随p h 值升高，碳酸 盐溶解度降低而发生沉淀。 沙埝南阜三段地层方解石胶结物包括泥晶或亮晶两种类型，为它 形粒状或嵌晶状，同时对颗粒、杂基进行交代( 图3 1 7 ) 。同时，方 解石分布非常不均，含量3 2 5 均有，与埋藏深度关系不大。薄片观 察，沙3 9 、沙3 3i 珂口井个别井段亮晶方解石含量较高，充满孔隙， 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 章储层沉积相及成岩相分析 推测与这些井段距断层近、孔隙水较为活跃有关，如沙3 9 井亮晶方 解石发育的2 6 0 9 7 7 m 距断层仅1 5 r n 。由此可见。沙埝南、地区方解 石含量变化不具明显的规律性。 图3 1 7 沙3 9 并嵌晶状亮晶方解石图3 1 8 沙3 3 井分散状粉一细晶白云石 ( 2 6 0 9 7 7 m 单偏光)( 2 5 5 1 6 m ，单偏光) 白云石胶结物在该区分布也较为普遍，但较方解石含量低，受深 度影响不大，呈粉细晶状或自形晶体分布于粒间，可交代其它颗粒 或胶结物( 图3 1 8 ) 。 碳酸盐是砂岩中的主要胶结物之一，对砂岩孔隙起堵塞作用，其 含量与孑l 隙度、深透率呈负相关关系( 图3 1 9 ) 。但早期碳酸盐胶结 物充填孔隙后又起了支撑作用，使砂质沉积物的压实程度减弱( 如图 3 1 7 ) 。更重要的是为后来的酸性水溶蚀，为产生次生孔隙奠定了物 质基础。 图3 1 9 沙埝南地区碳酸盐含量与孔隙度、渗透率关系 2 硅质胶结物 石英是碎屑岩中最常见的硅质胶结物，它可以呈微、细粒状充填 于孔隙中，但更常见的是以碎屑石英自生加大边胶结物出现( 图 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 搴储层沉积相及成岩相分析 3 2 0 ) 。石英次生加大在沙埝南地区阜三段地层发育程度随埋藏深度 变化较为明显，整体趋势随埋深增大而增多，但总的来说，含量较低 ( 1 3 左右) 。石英次生加大的结果是充填孔隙，降低了储层的孔隙 度，并使喉道缩小，使渗滤能力变差，在一定程度上影响了储层的储 集物性。 图3 2 0 沙3 9 井石英次生加大( 2 6 0 8 9 2 m 正交光) 3 粘土矿物胶结物 碎屑岩中的粘土矿物大部分是以陆源碎屑物的形式随碎屑颗粒 一道搬运并沉积的。也有一部分粘土是在搬运介质中或者在沉积环境 中由胶体溶液的凝聚作用与碎屑物同时沉积下来。按胶结作用的定义 来说，这些粘土矿物并非真正的胶结物，但它们在砂岩的石化作用中 却占有重要的地位，能将碎屑颗粒紧密地粘结在一起，因此这是一类 特殊的“胶结物”。 本区粘土胶结较为普遍，其含量在l o 一2 5 之间，最为常见的 是高岭石，还可见绿泥石。高岭石在埋深较浅的井区分布较多( 图 3 2 1 ) ，而绿泥石则仅见于埋藏深的沙3 4 ( 图3 2 2 ) ，与铁白云石、 铁方解石等共生。 枯土矿物的类型、丰度和分布通常影响储层的物性。在沙埝南地 区，粘土矿物胶结物对储层物性的影响主要有：粘土含量越高，储 层孔隙度、渗透率越低，当其它条件基本相同时( 如沉积条件、成岩 作用程度等) ，这种规律性最为明显，例如，沙埝南地区同为河口坝 微相的6 口井孔隙度与粘土含量显示出明显的负相关关系( 图3 2 3 ) 。 3 0 中国石油大学( 华东) 硕士论文第3 车储层沉积相及成岩相分析 不同类型的粘土矿物对渗透率的影响不同，一般来说，胶结物中高 岭石含量高比绿泥石、伊利石含量高的砂岩渗透率高，因为高岭石粒 间仍可保留微孔隙，因此对渗透率的影响较小。如表3 - 4 ，高岭石含 量高的沙7 并具有较高的渗透率及产能，而绿泥石、伊利石含量高的 沙3 、沙4 、沙6 井渗透率均低且无产能。 图3 2 l 沙3 9 井高岭石胶结物 ( 2 6 0 34 9 m ，单偏光) 图3 2 2 沙3 4 井绿泥石胶结物 ( 2 9 2 7 5 5 m ，单偏光) 沙埝南地区胶结率范围在2 4 9 2 5 6 9 3 ，平均3 9 ，5 3 ，即胶 结作用使本区阜三段损失了平均多达3 9 5 3 的孔隙，与压实作用损 失平均3 5 0 5 的孔隙相比，还要略高。与压实作用不同的是，胶结 作用平面分布无规律性，这与孔隙水的无序分布密切相关。 图3 2 3 沙埝南地区河口坝微相泥质含跫与孔隙度关系 ! 垦鱼鎏莶兰! 兰丕! 堡主垒壅笙! 至堡星堡墼望垦盛堂塑坌堑 辰3 4 沙埝南地区枯上矿物分析 件导层何名称样品深度岩忭混层比蒙伊混层蒙鬯石伊利石 高岭石 绿泥石化验同期 沙 e