羌塘盆地侏罗系碳酸盐岩储集层特征

羌塘盆地侏罗系碳酸盐岩储集层特征
许建华;吕树新
【摘要】在野外露头资料研究的基础上,运用岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜、常规物性、毛细管压力曲线等手段,对羌塘盆地侏罗系碳酸盐岩储集层的岩石学、孔渗性及孔隙结构等特征作了详细研究.岩石类型主要为颗粒灰岩,包括内碎屑灰岩、鲕粒灰岩和生屑灰岩.储集空间包括孔隙和裂缝两种,孔隙主要为次生溶孔,裂缝为构造缝和溶蚀缝.孔隙的微观结构较差,基本上属于低孔低渗致密储集层.强烈的机械压实作用、胶结作用是导致储集层孔隙结构变差的主要因素,后期的溶解作用对储集层物性有一定的改善.构造作用使得岩石中裂隙发育,提高了岩石孔渗性,极大地改善了岩石的储集性能.
【期刊名称】《新疆石油地质》
【年(卷),期】2007(028)003
【总页数】4页(P300-303)
【关键词】羌塘盆地;侏罗系;碳酸盐岩;储集层特征
【作者】许建华;吕树新
【作者单位】中国科学院,地质与地球物理研究所,北京,100029;中国石油,辽河油田分公司,辽宁,锦州,121209
【正文语种】中文
【中图分类】TE112.221
羌塘盆地是青藏高原最大的中新生代盆地，多年来，研究人员对青藏高原羌塘盆地进行了多项研究[1-4]。

笔者通过对野外采集的样品进行薄片、扫描电镜、阴极发光、压汞曲线、物性等多种实验室分析，对该盆地碳酸盐岩储集层特征进行了研究，旨在为下一步的油气勘探提供依据。

羌塘盆地在构造上位于青藏高原腹地的藏北地区，属羌塘-昌都地块。

南北宽300 km，东西长640 km，面积约16×104km2，是我国西南部中生界大型海相盆地
之一。

盆地内分为北羌塘坳陷、南羌塘坳陷和中央隆起带3个二级构造单元（图1）。

盆地内泥盆系—新近系出露齐全，可分为3个构造层，下构造层由泥盆系—中三
叠统组成，为浅海、台地边缘、礁滩等海相碳酸盐岩、砂泥岩夹火山岩、硅质岩；中构造层由上三叠统—侏罗系组成，为陆源滨浅海、三角洲相、碳酸盐岩、碎屑
岩夹膏岩组合；上构造层由白垩系-新近系组成，为零星分布的陆相碎屑岩系。

中
上侏罗统是研究区主要油气储集层系，全盆地分布广泛，层系连续完整。

储集层岩性主要是碎屑岩和碳酸盐岩，碳酸盐岩储集层主要分布在中侏罗统布曲组，上侏罗统索瓦组（表1）[5]。

羌塘盆地侏罗系碳酸盐岩储集层类型多样，据冯增昭分类标准[6]，将碳酸盐岩划
分为泥晶灰岩、结晶灰岩、颗粒灰岩、白云岩和礁灰岩5类，其中颗粒灰岩又分
为内碎屑灰岩、生屑灰岩、鲕粒灰岩、球粒灰岩。

各剖面岩石类型厚度统计分析表明（表1），颗粒灰岩是碳酸盐岩储集层的主要岩石类型（其中内碎屑灰岩和鲕类灰岩为主，生屑灰岩次之）；次为裂缝发育的泥晶灰岩；礁灰岩和白云岩厚度虽然小，但仍具有储集意义。

由表1可看出，中侏罗统布曲组碳酸盐岩厚度明显大于上侏罗统索瓦组。

布曲组
储集层岩石类型以颗粒灰岩为主，占70%，其次为泥晶灰岩，礁灰岩和白云岩分
布于羌南坳陷董杯桑地区；上侏罗统索瓦组储集层仍以颗粒灰岩为主，占61%，
其次为泥晶灰岩，礁灰岩仅在羌北坳陷那底岗日地区发育。

中侏罗统布曲组储集层主要分布于羌北坳陷中部赤布张错-尖头上地区，厚度大于500m；其次为东部雀莫错-依仓玛地区和羌南坳陷董杯桑地区，厚约300~500m；厚度较薄的地区为羌北坳陷西部野牛沟-独雪山地区和羌南坳陷鲁雄错地区，厚约100~200m.上侏罗统索瓦组沉积中心位于羌北坳陷东部白卡木收玛地区、西部野
牛沟地区和羌南坳陷北雷错地区，厚度大于400m；其次为羌北坳陷东部雀莫错地区、中部东湖地区和西部白龙冰河地区，厚约100~200m.
在岩石标本、岩石普通薄片、铸体薄片、阴极发光、扫描电镜图像分析研究的基础上，依据形态和成因类型将碳酸盐岩储集空间分为孔隙和微裂缝两种类型，根据二者形态和大小可进一步分为几种亚类[7]。

3.1孔隙类型
碳酸盐岩基本上不发育原始孔隙，其储集空间类型主要是次生溶蚀孔隙，研究区内可进一步分为以下几种类型：
（1）粒间孔隙指颗粒灰岩中颗粒之间的粒间孔、粒间残余孔及粒间溶蚀孔，其中一粒间溶蚀孔为主，其形状不规则，孔内较干净，孔径一般为0.10~0.30mm，连通性较好。

该类孔隙在全盆地各碳酸盐岩剖面普遍发育，为本区最重要的孔隙类型之一。

（2）粒内孔隙指颗粒如鲕粒、砂屑、生屑等被选择性溶蚀而形成的孔隙，一般为圆形或椭圆形，粒径（几微米至1mm）主要取决于次生溶蚀的程度。

但该类孔隙常孤立分布，连通性较差。

（3）晶间孔隙指碳酸盐晶体之间的晶间孔、晶间残余孔和晶间溶蚀孔，该类孔隙主要由碳酸盐重结晶及白云化作用形成，常见于结晶灰岩及白云岩储集层中。

晶间孔一般孔径极小，小于0.05mm，形状较规则，多呈三角形或多角形，连通性较好；晶间溶孔是在晶间孔基础上经溶蚀扩大而成，形状多呈不规则状或多角状，孔径一般0.02~0.05mm，孔隙连通性好。

发育该类孔隙的储集层主要分布于羌北坳
陷野牛沟地区和羌南坳陷董杯桑地区。

（4）铸模孔包括粒模孔和晶模孔，粒模孔是由砂屑或鲕粒全部溶蚀所致，晶模孔为方解石胶结物晶体被溶蚀形成，此类孔隙相对来讲，在整个储集空间中占比重不大，属次要孔隙类型。

（5）骨架孔原地群体生物生长时所留下的孔隙。

本区主要为生物礁灰岩骨架孔，造礁生物主要为珊瑚、层孔虫等，该类孔隙大多已被灰泥基质或亮晶方解石胶结物充填，少数被溶蚀形成次生孔隙，一般孔径较大，但常孤立分布，且孔隙连通性差，该类孔隙类型的储集层主要分布于羌南坳陷董杯桑地区。

（6）体腔孔指生物体死后，有机质腐烂，但生物体壁完整，留下壳体空腔。

该类孔隙在本区较少见，主要为头足类、腹足类体腔孔，大多被方解石充填，对油气储集意义不大。

（7）溶孔指非组构选择性溶蚀孔，被溶蚀的物质包括灰泥基质、方解石胶结物及颗粒，有的为早先存在的溶孔，被方解石充填后，又发生溶蚀作用形成，溶孔边缘残留方解石胶结物。

据镜下分析，该类孔隙大小差别大，一般0.5~3mm.该类孔
隙多发育于泥晶灰岩或泥晶颗粒灰岩中，可能与灰泥较易溶蚀有关。

该类孔隙的形成多与裂缝、缝合线的分布及对地下水和地表水的输导有关，是深埋藏溶蚀作用的产物。

该类孔隙储集空间大，是油气储集的良好场所，构成本区重要的储集空间。

3.2 裂缝
裂缝在本区碳酸盐岩储集层非常发育，据统计，最多1块薄片裂缝可达240条之多，裂缝面密度最高达61.54条/cm2，裂缝宽度一般为0.02~0.70mm，个别达15.0mm，镜下一般为小于1mm的小缝。

大多裂缝储集空间多为其内充填物溶蚀所致，少数为未充填开启缝，充填物以方解石为主。

根据裂缝的发育规模和特征，分为以下几种类型：
（1）构造缝是由于构造应力作用下形成的裂缝，一般缝宽0.04～0.40mm，形状
有规则、交叉或平行状、网纹状、树枝状等，组系分明，缝壁平直，切割力强，延伸较远，一般贯穿薄片，期序明显，构造缝大多被方解石充填。

（2）构溶缝在构造缝的边缘发生溶蚀，破坏了原构造缝平直的边缘，形成构溶缝，构溶缝壁凹凸不平，与裂缝延伸方向一致，缝宽一般0.06～0.70mm，最宽达
12mm，绝大多数被方解石充填，少数被泥质、硅质、铁白云石等充填。

（3）溶蚀缝主要由溶蚀作用形成的裂缝，形状不规则，呈弯曲状、沟状等，无方向性，绝大多数被方解石充填。

上述三种裂缝充填物一般均具不同程度的溶蚀，形成晶间溶孔及溶孔，溶蚀强烈者，方解石晶体被溶蚀成网筛状。

裂缝在全区各剖面碳酸盐岩储集层中均较发育，其中以中部赤布张错、多尔索洞错地区最具代表性，以裂缝性储集空间为主。

（4）压溶缝指受压溶作用形成的缝合线，形状多为锯齿状、波状，部分不规则状。

缝壁常可见不溶物的残留，缝宽一般较窄，一般0.01～0.25 mm，常被泥质、氧
化铁、黄铁矿、有机质充填。

缝合线在泥晶灰岩中最为发育。

常见缝合线切割早期裂缝及颗粒，沿缝合线多具溶蚀现象，形成许多断续溶孔，溶蚀强烈者，形成溶缝。

缝合线内残存有机质，说明油气从中运移过。

压溶缝储集空间虽小，但却能沟通其它孔隙，增加了储集层的渗透性，同时，缝合线为油气运移提供了有效通道，对油气运移具重要意义。

3.3 碳酸盐岩储集层的孔喉结构特征
结合碳酸盐岩储集层分类评价标准[8]，利用平均孔隙直径和饱和度中值喉道宽度，制定了羌塘盆地碳酸盐岩储集层孔隙、喉道分级标准（表2）。

根据孔隙、喉道分类标准，对羌塘盆地碳酸盐岩储集层进行了评价，将羌塘盆地碳酸盐岩储集层孔隙划出两种类型，喉道划分出4种类型。

孔隙类型主要包括中孔
和小孔两种，且以小孔为主。

喉道类型可划分出4种，即粗喉、中喉、细喉、微喉，以微喉和细喉为主，粗喉和中喉很少。

孔隙、喉道配置关系有中孔细喉、中孔微喉、小孔细喉、小孔微喉等，以小孔微喉为主。

分选性较差，极差和中等的次之。

对于歪度，则正偏、负偏大体相当。

从层位上分析，中侏罗统布曲组孔喉结构最好，粗喉＋中喉＋细喉样品12块，占34%，微喉样品23块，占66%，其中羌北坳陷西部唢呐湖地区、中部多尔索洞错、赤布张错地区和东部依仓玛地区最好，粗喉＋中喉＋细喉样品占50%.上侏罗统索瓦组储集层较布曲组差，以微喉为主，细喉次之。

为了合理地反映储集层的物性特征，避免个别异常点数据对整个统计数据的影响，本次研究对各条野外剖面采用利用储集层厚度对孔隙度进行加权平均的统计方法。

统计结果表明，储集层物性总体表现为低孔、低渗的特点（表3）。

从各剖面物性统计数据看，孔隙度较低，一般低于5%，渗透率一般小于1×10-
3μm2.从层位上分析，布曲组孔隙度（2.87%）略小于索瓦组（3.04%），但渗透率布曲组（1.17×10-3μm2）却明显优于索瓦组（0.84× 10-3μm2）。

从各单剖面数据分析，多个剖面发育孔隙度大于5%，渗透率大于1×10-3μm2的好储集层，如布曲组羌北坳陷西部独雪山、唢呐湖、那底岗日地区，中部多尔索洞错地区和东部依仓玛地区，索瓦组中部多格错仁地区和东部雀莫错地区。

（1）碳酸盐岩的成分羌塘盆地的碳酸盐岩储集层主要包括泥晶灰岩和颗粒灰岩。

不同岩石类型的储集层由于其成分不同，对储集层最终物性的影响也不同。

泥晶灰岩基本上不发育原生孔隙，在压实作用下，原始孔隙几乎完全消失，在没有后期成岩改造的情况下，很难成为储集层。

颗粒灰岩颗粒成分包括内碎屑、鲕粒和生物碎屑，较泥晶灰岩具有较强的抗压实能力，因此原始粒间孔隙较发育，容易成为较好储集层。

颗粒灰岩储集层为本区主要储集层岩石类型。

除上述两类主要岩性外，羌塘盆地还发育少量白云岩及礁灰岩。

白云岩的白云石晶体较大，一般为粉-细晶，晶间孔、晶间溶孔发育，镜下见有机质充填，物性较好。

礁灰岩发育生物骨架，也易成为较好储集层。

（2）压实、压溶和胶结作用泥晶灰岩的压实程度高，颗粒灰岩的压实程度相对较低，可以保留部分粒间孔隙。

压溶作用是压实作用的继续，压溶作用的主要标志为形成压溶缝合线，泥晶灰岩中形成锯齿状缝合线，颗粒灰岩中缝合线切穿颗粒，并在两颗粒间形成微缝合线。

在压实作用进行的同时，胶结作用堵塞孔隙空间，剩余原始粒间孔进一步减小，使碳酸盐岩变成致密储集层。

但胶结作用对储集层物性具有利的一面，粒间方解石胶结物的存在，抑制了压实作用的进行，保存了大量的粒间孔隙空间，同时也为后期溶蚀提供有效物质。

后期胶结物发生溶蚀，形成次生孔隙，从而使储集层物性得到改善[9]，这类剖面主要见西部羌北坳陷，如野牛沟、白龙冰河、那底岗日等地区。

（3）溶蚀作用溶蚀作用可使储集层物性明显改善。

在泥晶灰岩中，溶蚀作用主要沿缝合线发生，形成连续或断续的溶孔，不仅为油气运移提供了有效通道，而且本身也成为较好储集空间。

在颗粒灰岩储集层中，可以形成大量的粒间孔、晶间孔和溶孔，成为有效储集空间[10]。

不过，由于大多数溶蚀作用发育的较局限，形成孤立孔隙空间，因此对储集层的改善贡献不是很大，即孔隙度较大，但渗透率很低。

（4）构造裂缝是羌塘盆地侏罗系储集层经历了燕山运动期、喜马拉雅运动期多期构造运动，发育多期裂缝，局部发育以裂缝为主的储集层。

据统计，最多1块薄片裂缝可达240条之多，裂缝面密度最高达61.54条/cm2，裂缝宽度一般为0.02~0.70mm，个别达15.0mm，镜下一般为1mm小于的小缝。

根据裂缝组系的切割关系，至少可以分辨出三期裂缝，第一期为浅-中埋藏微裂缝，分布、规模小，一般为0.02 mm或更小，常被压溶缝合线切割；第二期为深埋藏期裂缝，他们切割压溶缝合线，缝宽0.02～0.05mm；第三期为表生期裂缝，宽度大，一般大于0.05mm，最宽达厘米级，多被方解石充填。

这些裂缝在后期经过溶蚀，也可形成裂缝内溶孔或溶缝，对储集性能的改善起了重要作用。

大多裂缝储集空间多为其内充填物溶蚀所致，充填物以方解石为主，在裂缝内见沥青，说明裂缝曾经是
油气的有利储集场所。

由于构造裂缝沟通了多种孔隙空间，本身也可以成为有效的储集空间，因此构造裂缝是本区储集物性改善的主要因素。

【相关文献】
［1］胡明毅，龚文平，文志刚，等.羌塘盆地三叠系、侏罗系石油地质特征和含油远景评价［J］.石油实验地质.2000，22（3）：245－249.
［2］张立强，纪友亮，王效美，等.羌塘盆地中上侏罗统砂岩储集性特征［J］.矿物岩石.2000，20（3）：35－40.
［3］许建华，张世齐，纪友亮.藏北羌塘盆地中上侏罗统碎屑岩储层成岩演化特征［J］.石油大学学报.2001，25（1）：4－8.
［4］许建华，侯中昊，王金友，等.羌塘盆地流体包裹体特征及在储层成岩研究中的应用［J］.石油试验地质，2003，25（3）：81－86.
［5］赵政章，李永铁，叶和飞，等.青藏高原中生界沉积相及油气储盖层特征［M］.北京：科学出版社，2001.
［6］冯增召.沉积岩石学［M］.山东东营：石油大学出版社，1993.
［7］陈丽华，姜在兴.储层实验测试技术［M］.山东东营：石油大学出版社，1994.
［8］裘亦楠，薛叔浩.油气储层评价技术［M］.北京：石油工业出版社，1994.
［9］许建华，纪友亮.羌塘盆地中上侏罗统碳酸盐岩成岩作用及成岩相模式研究［J］.新疆石油学院学报.2000（12）4：20－25.
［10］裘亦楠，薛叔浩，应凤祥.中国油气储层研究论文集（续一）［M］.北京:石油工业出版社，1993.。