大民屯凹陷沙四下段致密油储层特征与分布预测_马磊

第15卷第33期2015年11月1671—1815（2015）33-0115-09科学技术与工程Science Technology and EngineeringVol.15No.33Nov.2015 2015Sci.Tech.Engrg.大民屯凹陷沙四下段致密油储层特征与分布预测马磊1张雷1，2张学娟1，2袁子龙1（东北石油大学地球科学学院1，非常规油气成藏与开发省部共建重点实验室2，大庆163318）摘要我国致密油储集层具有岩性复杂、类型多样、预测难度较大等特点。

大民屯凹陷沙四段下段储集层岩性以泥质云岩为主，其孔隙分布在1% 10%，大部分分布在4%左右，渗透率小于1mD ，可形成以泥质云岩为储集层的致密油藏。

研究区目的层属于浅湖相沉积环境，其地质特征具有典型的“三明治”结构，即油页岩与泥质云岩紧密接触且为互层。

通过全区测井曲线特征分析，并在沈352取心井岩性、物性与镜下薄片等资料分析观察的基础上，研究了储集层孔隙度变化规律及控制因素，并利用地震地质统计学反演方法进行储层分布预测。

研究表明泥质云岩碳酸盐岩含量高，岩石脆性好易于溶蚀，可做良好储层，其储集空间类型以微观溶蚀孔和微裂缝为主，并且在“三明治”结构下，微观溶蚀孔主要发育在泥质云岩与油页岩紧密接触层段。

储层预测结果表明研究区目的层致密储层厚度平面分布较为稳定，储集层累计厚度在20 100m 之间，研究区西北部及东南部地区为全区发育较好区域，其储层预测结果与测井解释结果吻合度较高。

关键词大民屯凹陷致密油沙四段下段储层预测中图法分类号P631.4；文献标志码A2015年7月10日收到高等学校博士学科点专项科研基金（20132322120001）资助第一作者简介：马磊（1989—），男，硕士研究生。

研究方向：地震储层预测。

E-mail ：malei1115@yeah．net 。

致密油是非常规油气资源的重要类型之一，具有普遍分布、资源潜力巨大的特点，已成为全球非常规油气勘探的重点领域［1］。

致密油通常是指储集在复压基质渗透率小于或等于0.1mD （空气渗透率小于1mD ）的致密砂岩、致密碳酸盐等储集层中的石油，以分布大面积或与优质烃源岩相邻为特征，单井基本无自然产能，但在一定的经济和技术条件下能够实现商业开发［2］。

大民屯凹陷沙四下段具备良好的致密油成藏基本地质条件，其烃源岩分布面积广、有机质丰度高，具有良好的生烃潜力，储集层岩性较为复杂，物性差，孔隙度一般小于10%，大部分分布在4%左右，渗透率小于1mD ，是典型的致密储层［3，4］。

目前，大民屯凹陷沙四下段致密油仍处于早期勘探阶段存在很多尚未解决的问题，其中对储层特征，特别是储集空间类型与影响因素分析及储层“甜点”的预测研究程度较低，因此本文在沈352取心井岩性、物性与镜下薄片等资料分析观察的基础上，明确了储集层岩性特征、储集空间类型与影响因素。

通过储层测井响应特征分析，利用地震地质统计学反演方法进行储层分布预测，理清了储集层垂向和平面分布，这对于促进大民屯凹陷进一步优选致密油“甜点”区提供依据。

1地质概况大民屯凹陷位于渤海湾盆地辽河凹陷北部，是辽河断陷盆地的次级构造单元。

整个凹陷受东、西、南三个方向三条控凹断裂断层所限，使其构造格局上具有东西分带、南北分块的特点。

从构造单元上大民屯凹陷可以划分为西部斜坡带、中央构造带和东部陡坡带三个一级构造单元［5］。

研究区位于中央构造带隆起区，即东胜堡和静安堡西侧，安福屯以北地区，其总面积达220km 2。

该地区为中生代基础上形成的大的基岩块体，沉降幅度与速度均缓慢，稳定沉降的台地背景为油页岩形成提供良好的地貌条件，是沙四段下段致密油主力烃源岩。

研究区古近系地层自下而上依次发育房身泡组、沙河街组以及东营组，沙河街组四段分为上下两个亚段，其目的层沙四段下段按照沉积旋回及岩性组合特征，自上而下又可分为上段，中段和下段，沙四段下段发育期，研究区为浅湖相沉积环境，湖平面经历了多次升降变化，受稳定沉降的台地构造影响，湖盆内水动力较弱，整体处于比较闭塞，安静的水体环境，气候以干旱炎热气候为主，沉积环境从氧化到还原交替出现，水体盐度表现为微咸水—咸水—淡水变化过程，这种环境下有利于油页岩和图1大民屯凹陷沙四段下段沉积相平面展布图Fig.1Location of the Damintun and sedimentary facies of the down S42碳酸盐的形成［6—8］，从而形成一套与浅湖相相关岩层———即油页岩与泥质云岩间互的地层组合，使其地质特点具有典型“三明治”结构特征（参见图2），属于源储一体或短距离运移成藏。

2致密油储层特征分析储层品质，寻找相对优势储层分布是致密油气评价三个核心方面之一［9］。

现从岩性、脆性和物性三个方面分析各层段各岩性储集性能，并建立研究区储集层岩性储集性能的“优势岩性”序列，明确预测目标。

2.1岩石学特征根据大量岩心普通薄片、铸体薄片、X衍射和扫描电镜等资料分析，大民屯凹陷沙四段下段储集层岩石类型较为复杂，主要以泥质云岩和云质泥岩为主，同时存在少量泥质粉砂岩。

储集层矿物组分主要为粘土矿物，混杂石英、长石、云母、方解石、白云石、黄铁矿、菱铁矿等。

为便于研究可将目的层储集层划分为3大类岩石类型：白云岩类、泥岩类和粉砂岩类，其储集层各岩性中白云岩类最为发育，泥岩类次之，粉砂岩类极少。

研究区沙四段下段普遍发育白云石化作用，其中白云岩类白云石含量大于50%，最高达80%以上，平均为60%，成分不纯，泥质含量较多，岩石类型主要为泥质云岩、泥晶云岩和粉砂质白云岩，以泥质云岩最为普遍［图3（a）］。

泥岩类多为云质泥岩，少量为硅质泥岩［图3（b）］。

沙四段下段常见粉砂岩类主要为泥质粉砂岩、云质粉砂岩［图3（c）］，粉砂岩类储层主要分布于研究区东西部近物源区，且厚度薄，面积小。

2.2脆性特征致密油储层一般渗透率极低，自然产能低甚至没有产能，通常需要实施压裂改造，岩石的脆性不仅决定裂缝发育程度还决定了后期压裂改造的成功与否。

因此，对致密油储层脆性性质的分析尤为重要。

通过分层段岩心数据统计发现（表1），上段黏土和石英含量较高，分别占总量的35.8%和36.5%；中段矿物成分中脆性矿物含量高，白云石类含量高达42.4%，石英含量占20%，长石和方解石占总量的11.7%，黏土含量仅占总量的19.6%；下段黏土矿物含量约占总量的21.1%，石英含量达22.2%，长石和方解石含量达10.1%，白云石类占总量的41.7%。

中段和下段白云石及其脆性矿物含量高有利于裂缝、溶蚀孔的形成。

表1沙四下段分层段岩石矿物含量统计表/%Table1Different layers of rock mineral content ofShen352well in the down S42/%分组黏土总量长石方解石白云石类石英上段35.8 3.8 3.510.136.5中段19.67.3 4.442.420.0下段21.1 5.5 4.641.722.2611科学技术与工程15卷图2沈352井岩性序列与沉积环境Fig.2Lithological column and sedimentary environment of Shen352well进一步分岩性进行全岩矿物数据统计分析，并利用矿物组分法计算岩石脆性指数［10］，其结果表明（表2），白云岩类脆性矿物总含量最高，其碳酸盐含量最大含量为83.4%，最小含量为50.5%，平均含量为66.5%，平均脆性指数高达74.2。

粉砂岩类次之，泥岩类脆性矿物总量最小，脆性最差。

表2沙四下段分岩性全岩矿物与脆性指数统计表Table2Different lithology of rock mineral contentand brittleness index of Shen352well in the down S42名称白云岩类粉砂岩类泥岩类样品数15418石英+长石+菱铁矿+黄铁矿/%30.1 56.1/36.639.6 57.3/40.329.1 45/30.8碳酸盐含量/%50.5 83.4/65.6 1.2 10.7/6.80.3 37.2/12.7脆性指数52.8 82.7/74.249.6 69.4/55.439.6 51.3/45.3注：表中数据格式为，最小值 最大值/平均值。

综上所述，中段和下段整体脆性矿物含量较高，储集层各岩性中白云岩类脆性最好，且碳酸盐含量普遍高于其他岩性。

2.3物性特征对于致密油储层而言，孔隙度和渗透率都很低。

岩心物性分析资料统计表明，研究区储集层孔隙度最小值为0.098%，最大15%，平均为4%，主要分布在1% 10%；渗透率最小值为0.08ˑ10－3μm2，最大值为83.9ˑ10－3μm2，平均为1ˑ10－3μm2，主体渗透率分布在（0.1 1）ˑ10－3μm2（图4），研究区沙四段下段致密油储层孔隙度和渗透率没有明显的线性关系，这说明次生孔隙和裂缝是其主要的孔隙类型，原生孔隙所占比例较低；渗透率波动范围较大，说明裂缝的存在对改善储集层物性具有重要的控制作用。

71133期马磊，等：大民屯凹陷沙四下段致密油储层特征与分布预测（a）沈352井，泥质云岩，主要成分以泥晶白云石为主，少量虫孔由硅质充填，3248.59m，普通薄片；（b）沈352井，泥质粉砂岩，可见微裂缝，3266.05m，普通薄片；（c）沈352井，云质泥岩，重结晶，白云石呈泥晶均匀分布，孔隙不发育，3175.12m，普通薄片；（d）沈352井，粒间孔，3330.42m，铸体薄片；（e）沈352井，溶蚀孔，3286.5m；（f）沈352井，斜交缝、网状缝和直立缝，3261.6m。

（g）沈352井，微裂缝，3286.5m，铸体薄片；（h）沈352井，成岩缝，3273.1m，铸体薄片；（i）沈352井，构造缝，3297.2m图3沙四段下段储层岩性特征与储集空间类型Fig.3Ｒeservoir rock characteristics and reservior interspace types of the down S42图4沙四段下段储集层物性统计（样本点n=330）Fig.4Ststistics of the down S42reserviorproperties（n=330）通过目的层不同岩性储集层330块岩心孔隙度参数数据分析，统计各岩性孔隙度分布特征（图5），结果表明：①各岩性孔隙度分布范围主要在1% 10%之间，且各岩性之间没有绝对界限；②白云岩类孔隙度分布范围较宽，孔隙性最好，与其他岩性相比具有较高高孔隙概率；③除粉砂岩类之外，白云岩类、泥类孔隙度分布均具有双峰特征，且主峰值之间间隔距离较小。