深層有效碎屑巖儲層形成機(jī)理研究進(jìn)展

潘榮，朱筱敏，王星星，張劍鋒

（中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京102249）

深層有效碎屑巖儲層形成機(jī)理研究進(jìn)展

潘榮，朱筱敏，王星星，張劍鋒

（中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京102249）

深層碎屑巖儲層逐漸成為油氣勘探的新領(lǐng)域，而有效碎屑巖儲層的形成機(jī)理又是深層領(lǐng)域油氣勘探的焦點。深層有效碎屑巖儲層的形成機(jī)理復(fù)雜，與沉積作用、成巖作用及構(gòu)造作用息息相關(guān)。沉積環(huán)境是形成有效儲層的前提和基礎(chǔ)。建設(shè)性成巖作用形成的次生孔隙能有效改善儲層物性。較低的古地溫環(huán)境、快速深埋的埋藏方式、地層中發(fā)育異常高壓、上覆厚層膏鹽、烴類早期充注、顆粒黏土礦物包殼和深層流體活動等條件均有利于有效碎屑巖儲層的形成。在深層儲層演化過程中，構(gòu)造應(yīng)力作用可直接導(dǎo)致孔隙體積縮小，但構(gòu)造應(yīng)力形成的裂縫可改善儲層孔隙溝通及滲流能力，形成裂縫型有效儲層。因此，深層有效碎屑巖儲層形成機(jī)理可總結(jié)歸納為“沉積物質(zhì)為基礎(chǔ)，成巖演化為關(guān)鍵，構(gòu)造作用為調(diào)整”。通過現(xiàn)代技術(shù)手段對儲層物質(zhì)組成的研究與成巖模擬實驗研究及創(chuàng)新利用不同學(xué)科交叉滲透的新理論和新方法，是深層有效碎屑巖儲層形成機(jī)理研究的主要發(fā)展趨勢。

深層；有效碎屑巖儲層；形成機(jī)理；影響因素

0 引言

我國中淺層油氣勘探程度不斷提高，許多大油氣田已經(jīng)進(jìn)入后期勘探與開發(fā)階段。隨著國民經(jīng)濟(jì)對油氣資源的需求量與日俱增，尋找深層有效儲層已經(jīng)成為一種必然趨勢。一般來講，隨著埋深增加，儲層的成巖作用越來越強(qiáng)，儲層越來越致密。近年來隨著科學(xué)研究的深入，國內(nèi)外深層油氣勘探實踐日益增多，證實深層仍然可以發(fā)育有效儲層。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國外正在生產(chǎn)的深層（埋深＞5 000 m）碎屑巖油氣藏達(dá)31個［1］。我國深層油氣勘探始于20世紀(jì)70年代渤海灣盆地，隨后在四川、塔里木和準(zhǔn)噶爾等盆地深層均有重大油氣發(fā)現(xiàn)。深層碎屑巖油氣藏已成為全球油氣儲量增長的新亮點，其形成機(jī)理及影響因素分析已成為石油地質(zhì)學(xué)家關(guān)注的熱點［2-4］。

國內(nèi)外學(xué)者對碎屑巖儲層的形成機(jī)理作了大量的研究，關(guān)于碎屑巖儲層次生孔隙研究最早也最為經(jīng)典的當(dāng)屬Schmidt等［5］發(fā)表的題為《砂巖成巖過程中次生孔隙的形成》這一論著，指出次生孔隙的形成與有機(jī)質(zhì)演化有關(guān)。20世紀(jì)80年代，Surdam等［6-7］研究儲層孔隙演化過程中有機(jī)和無機(jī)過程相互作用的機(jī)制后，提出次生孔隙的有機(jī)成因說。這一時期儲層形成機(jī)理的研究主要集中于有效儲層靜態(tài)特征（巖石學(xué)特征、儲集空間特征和成巖特征等）的精細(xì)刻畫。20世紀(jì)90年代后期至今，儲層形成機(jī)理的研究趨向于多因素及多界面動態(tài)分析，如深入剖析成巖演化動力機(jī)制，還原碎屑巖儲層成巖作用時空屬性，分析有效儲層在地質(zhì)歷史時期與地層溫度、壓力和流體等地質(zhì)要素的耦合關(guān)系，探尋儲層非均質(zhì)性特征，為有效儲層評價及預(yù)測提供有利依據(jù)。目前，國內(nèi)外對深層有效儲層的形成機(jī)理的研究主要集中于沉積環(huán)境及成巖作用過程［8-13］，而構(gòu)造作用研究多集中于構(gòu)造作用后期對儲層的改造和對成巖作用的影響方面。筆者在國內(nèi)外深層碎屑巖有效儲層形成條件和主要影響因素研究的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析沉積作用、成巖作用、構(gòu)造作用及不同成巖環(huán)境條件在深層有效儲層形成過程中的作用和意義。

圖1 分選好的不同粒徑砂粒壓實模擬實驗（a）和不同分選砂粒壓實模擬實驗（b）Fig.1Experimental compaction of well-sorted sands with different grain sizes（a）and experimental compaction of sand grains with different grain size and shapes（b）

1 有效儲層形成機(jī)理

有效儲層與沉積作用、成巖作用和構(gòu)造作用均關(guān)系密切，沉積作用控制下的儲層非均質(zhì)性是決定有效儲層的物質(zhì)基礎(chǔ)，成巖作用和構(gòu)造作用對有效儲層的形成均具有雙重影響。

1.1 沉積作用控制儲層的形成

沉積環(huán)境中的原始沉積條件是形成有效儲層的前提和基礎(chǔ)。從宏觀上來講，沉積環(huán)境控制沉積相帶的展布，也就控制了油氣藏形成的儲集砂體［14］。即使在同一沉積體系內(nèi)的不同相帶，其砂體的規(guī)模、疊置樣式和分布特征也均存在差異。從微觀上來講，沉積環(huán)境控制了沉積物的原始組分（物源）、成熟度、粒度、分選、磨圓與雜基含量等，而這些物質(zhì)的非均質(zhì)性奠定了儲層的物質(zhì)基礎(chǔ)，對后期儲層成巖演化具有明顯的控制作用。例如，分選好的富含石英砂粒的壓實實驗表明，粒度偏粗的砂粒更易被壓實，顆粒更易被壓碎［15-16］［圖1（a）］。分選差的砂粒比分選好的砂粒的初始孔隙度低，且機(jī)械壓實減孔率更快［17-19］［圖1（b）］。如今，碎屑沉積物的機(jī)械壓實作用可在實驗室通過砂、粉砂和不同類型的黏土人工混合樣品或自然砂樣模擬精確再現(xiàn)［15，20-22］。

一般而言，高能沉積環(huán)境中形成的砂巖儲層，具有成分成熟度較高、剛性顆粒組分（石英）含量高、塑性顆粒組分（巖屑與雜基等）含量低、抗壓強(qiáng)和原生孔隙發(fā)育等特征，該類砂巖儲層的物性較好［8-9，11，13，23］；相反，如果砂巖原始沉積組分中塑性顆粒含量較高，那么在埋藏成巖過程中，壓實作用對其粒間孔隙的破壞將更明顯［17，19，24］（圖版Ⅰ-1）。因此，沉積環(huán)境是形成有效儲層的先決條件。

1.2 成巖作用決定儲層的有效性

沉積環(huán)境作為前提條件決定了能否形成有利的儲集層，而經(jīng)歷深埋作用后，成巖作用對砂體儲集性能的改造則可以決定儲層是否有效。對于深層儲層而言，壓實作用和膠結(jié)作用對儲層孔隙均起著明顯的破壞作用，溶蝕作用的增孔效應(yīng)有利于儲層質(zhì)量的改善。

膠結(jié)作用主要是指埋藏成巖過程中，孔隙溶液中化學(xué)沉淀的自生礦物占據(jù)砂巖儲層中原生孔隙空間，堵塞喉道，對深層砂體的儲集性能起破壞作用（圖版Ⅰ-2）。早期分散的碳酸鹽膠結(jié)物對儲層物性保存卻有有利的一面，不僅有效增加了巖石的機(jī)械強(qiáng)度和抗壓實能力［3，25-26］，而且為后期酸性地層水溶蝕提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，早期碳酸鹽膠結(jié)物對砂巖孔隙的保存貢獻(xiàn)較大。

與膠結(jié)破壞性作用相反，深層儲層溶蝕作用的發(fā)育可以大大改善砂體的儲集性能（圖版Ⅰ-3）。深層儲層發(fā)生溶蝕作用，必然會有流體的參與（流-巖作用），一般來講，發(fā)生溶蝕作用的流體主要為大氣淡水、有機(jī)酸以及無機(jī)酸。砂巖組分中的長石、巖屑和膠結(jié)物等，在一定條件下均可被溶蝕，形成次生孔隙，對改善儲層物性貢獻(xiàn)較大。

1.3 構(gòu)造作用對儲層的雙重影響

構(gòu)造應(yīng)力對深層儲層演化起著重要影響，最為直觀的是構(gòu)造應(yīng)力以物理作用方式使儲層孔隙體積縮小，發(fā)生構(gòu)造壓實作用。對庫車坳陷克—依構(gòu)造帶侏羅系砂巖的研究表明，高構(gòu)造應(yīng)變區(qū)砂巖受構(gòu)造側(cè)向擠壓造成的孔隙度損失比低應(yīng)變區(qū)多5%～8%，儲層類型也由低應(yīng)變區(qū)的孔隙型變?yōu)楦邞?yīng)變區(qū)的裂縫-孔隙型或孔隙-裂縫型［27］。當(dāng)構(gòu)造應(yīng)力對儲層的側(cè)向擠壓形成對沖構(gòu)造時，核部地層受到構(gòu)造托舉減壓作用，可保護(hù)核部地層的儲層物性［28］（圖2）；構(gòu)造應(yīng)力還可以導(dǎo)致裂縫（構(gòu)造縫和壓碎縫）的形成，從而增加了儲層孔隙溝通能力和滲流能力。此外，構(gòu)造應(yīng)力還可以影響流體活動和流體壓力變化，是流體流動的重要驅(qū)動力，它通過影響多孔介質(zhì)的有效應(yīng)力來影響巖層的滲流場［29］，從而影響深層儲層的孔隙演化。

圖2 塔里木盆地庫車坳陷克拉2井?dāng)D壓對沖構(gòu)造樣式①張麗娟，李忠，李猛，等.庫車地區(qū)構(gòu)造-流體疊加改造與有效儲層形成演化機(jī)制報告.中國石油塔里木油田分公司，2009.Fig.2Ramp thrust structural styles of Kela 2 well in Kuqa Depression,Tarim Basin

構(gòu)造擠壓對儲層孔隙度的影響程度除了構(gòu)造應(yīng)力大小與方式等因素外，與構(gòu)造擠壓發(fā)生時間和持續(xù)時間均有一定關(guān)系。若在儲層成巖演化的早期發(fā)生構(gòu)造擠壓，且持續(xù)時間長，則對儲層孔隙度的影響較大；若在儲層已經(jīng)歷較強(qiáng)的成巖作用并變得致密以后再發(fā)生構(gòu)造擠壓，且持續(xù)時間短，則其影響較小。因此，研究構(gòu)造應(yīng)力對儲層孔隙演化的影響要從構(gòu)造應(yīng)力場分布、構(gòu)造應(yīng)力作用方式、構(gòu)造應(yīng)變時期、構(gòu)造應(yīng)變強(qiáng)度及構(gòu)造樣式等方面來考慮。

2 有效儲層形成條件

2.1 地層異常高壓的影響

（1）異常高壓可以延緩巖石的壓實作用和抑制巖石的壓溶作用［30］。當(dāng)?shù)貙又辛黧w排出不暢時，隨著埋深增加，上覆地層壓力增大，流體的運(yùn)動受到阻滯，砂巖儲層中形成異常高壓，可以支撐上覆巖體的部分重力，減緩上覆巖體對深層有效儲層的壓實作用，使得已形成的孔隙免受壓實破壞［11］。異常高壓儲層的原生孔隙保存機(jī)制還與砂巖組分有關(guān)，對于富含塑性顆粒的砂巖，異常高壓往往發(fā)生在機(jī)械壓實作用廣泛出現(xiàn)之前，其對原生孔隙保存較為明顯；而對于富含剛性顆粒的砂巖，由于其抗壓能力本身較強(qiáng)，異常高壓對其影響較?。?1］。

（2）異常高壓可形成裂縫。當(dāng)儲層內(nèi)異常高壓達(dá)到巖層破裂壓力時，巖層發(fā)生不可逆的斷裂變形而形成裂縫，其不僅增加了儲層的有效儲集空間，更重要的是改善了異常高壓系統(tǒng)內(nèi)儲層的連通性，極大地提高了儲層的滲流能力。當(dāng)異常壓力體系中孔隙壓力達(dá)到上覆地層靜壓力的70%～90%時，異常壓力體系開始產(chǎn)生裂縫［32］。

（3）異常高壓促使溶蝕作用發(fā)生，形成次生孔隙。一方面，異常高壓體系中流體泄漏引起溶蝕作用［8］，流體泄露釋放可引起溶蝕物質(zhì)的帶出和長石溶蝕作用的增強(qiáng)［33］；另一方面，異常高壓可促進(jìn)有機(jī)酸的生成。異常高壓對有機(jī)質(zhì)演化和油氣生成的抑制作用，延長了盆地中有機(jī)酸的釋放時間和它對砂巖成巖作用的影響范圍，促使化學(xué)反應(yīng)向有機(jī)酸生成方向進(jìn)行，有機(jī)酸的存在可以使砂巖膠結(jié)物和碎屑顆粒溶蝕形成次生孔隙［34］。

（4）異常高壓是油氣在低滲透致密儲層（通常指孔隙度＜10%、滲透率為0.001～10.000 mD的儲層）中運(yùn)聚的主要動力。流體在低滲透致密儲層中的滲流屬低速非達(dá)西流，且只有在達(dá)到所需啟動壓力梯度后滲流才能發(fā)生［35］，故異常高壓可使原本不具備滲流能力的低滲透致密儲層變?yōu)橛行印?/p>

2.2 地層溫度的影響

地層溫度是影響深層有效儲層發(fā)育的重要因素之一。在地溫梯度較低的盆地中，砂巖中的流-巖作用速率會明顯降低，砂巖的機(jī)械壓實速度也會減緩［27，36-37］。低地溫梯度區(qū)砂巖孔隙度減小速率是高地溫梯度區(qū)的1/2［27］。塔里木盆地的地溫梯度為1.8～2.8℃/hm，屬低溫冷盆性質(zhì)，泥盆系東河砂巖埋深在5 500～6 000 m時的孔隙度為10%～25%；松遼盆地地溫梯度為3.5～4.0℃/hm，其砂巖埋深在3 500～4 000 m時的孔隙度為3%～8%［8，38-39］。不同的地溫環(huán)境使儲層孔隙演化與保存均存在差異。

地層溫度對深層儲層的影響還表現(xiàn)在熱循環(huán)對流上。隨著深度增加，地下流體溫度升高，流體熱膨脹作用導(dǎo)致流體密度降低，垂向上產(chǎn)生密度差，流體運(yùn)動以熱循環(huán)對流運(yùn)動為主。深層孔隙流體在運(yùn)動過程中，由于溫度與壓力的變化，大量礦物質(zhì)在高溫部位溶蝕，在低溫部位沉淀，從而在深層高溫帶形成次生孔隙發(fā)育帶，頂部低溫帶形成致密封堵層（圖3）。熱循環(huán)對流的發(fā)生需要溫度差背景及流體通道，且需要地層傾角較大的構(gòu)造形態(tài)［40-41］。

圖3 渤海灣盆地東濮凹陷地層流體的熱循環(huán)對流示意圖Fig.3Schematic diagram of fluid-flowing convection in Dongpu Depression,Bohai Bay Basin

圖4 塔里木盆地庫車坳陷大北區(qū)塊白堊系砂巖儲層埋藏史及孔隙演化Fig.4The burial history curve and pore evolution of the Cretaceous sandstone reservoirs in Kuqa Depression,Tarim Basin

2.3 埋藏方式的影響

埋藏方式對于深層有效儲層的形成也具有重要影響。早期的長期緩慢淺埋、后期的短期快速深埋埋藏方式是一種有利于儲層孔隙保存的方式。早期的長期緩慢淺埋使得上覆地層壓力偏小，儲層孔隙未被充分壓實而部分保留；在后期短期內(nèi)儲層快速深埋，孔隙保存較好，從而形成深層有效儲層。儲層深埋時間越長，其成巖作用（特別是壓實作用）的強(qiáng)度越大，孔隙損失越大，故深埋時間短的深層儲層具有較好的儲層物性［37］。以塔里木盆地庫車坳陷大北區(qū)塊某井埋藏史為例（圖4）①張惠良，張榮虎，任康旭，等.庫車—塔北地區(qū)白堊系—古近系沉積儲層深化研究報告.中國石油塔里木油田分公司，2010.，其成巖作用早期（距今130～23 Ma）長期緩慢淺埋（埋深＜1 500 m，埋藏速率約為14 m/Ma），中期（距今23.00～1.64 Ma）快速深埋（埋深至5 000 m，埋藏速率約為234 m/Ma），晚期（距今1.64 Ma～今）調(diào)整深埋。盡管早期壓實作用損失了較大部分孔隙，但中期快速深埋使得壓實作用或構(gòu)造擠壓減孔作用不徹底，深層儲層（約6 000 m）仍然具有較好的物性（孔隙度為5.7%）。

2.4 膏鹽層的影響

膏鹽層在國內(nèi)外大多數(shù)富含油氣的盆地中均有發(fā)育，其對深層有效儲層形成過程的影響主要表現(xiàn)為干預(yù)成巖作用過程以及其塑性流動特性對構(gòu)造應(yīng)力的吸收。

（1）膏鹽層可作為優(yōu)質(zhì)的蓋層，具有壓力封閉和物性封閉的雙重封閉機(jī)制。由于膏鹽層的封蓋作用，其下伏地層中流體排出不暢，易形成異常高壓，延緩對下伏地層的壓實作用，異常高壓的分布范圍多與膏鹽層的分布范圍具有良好的對應(yīng)關(guān)系［42］。

（2）膏鹽層的導(dǎo)熱率高，隔熱性差，鹽下地層容易散失熱量，降低了鹽下地層溫度［11，43］，造成鹽下地層的地質(zhì)演化（主要為石英的膠結(jié)作用［44］和烴源巖的成熟［45］）速率顯著降低，成巖演化相對滯后于膏鹽層不發(fā)育的盆地［46］。

（3）膏鹽層脫水，石膏轉(zhuǎn)化為硬石膏，大量的結(jié)晶水進(jìn)入相鄰地層，導(dǎo)致地層壓力異常。同時，由于脫出的水富含有機(jī)酸，可增強(qiáng)流-巖反應(yīng)，導(dǎo)致溶蝕作用產(chǎn)生，形成次生孔隙［42］。

（4）膏鹽層的塑性流動可以有效吸收構(gòu)造應(yīng)力。膏鹽層在擠壓構(gòu)造變形過程中，由于塑性流動形成鹽構(gòu)造，這種“懸浮”作用可產(chǎn)生一種向上的“浮力”，從而減小上覆地層壓力，有利于有效儲層的形成［28］。

2.5 烴類充注作用的影響

（1）烴類早期充注使儲層成巖環(huán)境發(fā)生變化，烴類排替孔隙流體，改變孔隙水的化學(xué)組成，導(dǎo)致孔隙水流動性降低，離子濃度降低，阻礙了礦物/離子之間的傳遞，從而延緩或抑制了成巖作用（主要為自生黏土礦物綠泥石與伊利石等的形成、石英的次生加大［47］和碳酸鹽膠結(jié)作用［48］）的進(jìn)程，使孔隙得到很好保存［31，37］。值得注意的是，當(dāng)石英顆粒表面在烴類侵位期間仍能保持水潤濕，硅質(zhì)來源充足時，烴類侵位對石英次生加大沒有影響［49-50］。

（2）烴類侵位后生產(chǎn)的酸性孔隙流體對深層儲層孔隙的溶蝕改造作用［51］。

（3）早期烴類充注可以形成異常高壓，延緩儲層壓實作用（與前述異常高壓作用相同）。

2.6 顆粒包殼（或顆粒薄膜）的影響

顆粒包殼（或顆粒薄膜）通過分隔孔隙水與石英顆粒表面來阻止自生石英膠結(jié)物在碎屑石英顆粒表面成核，從而抑制石英膠結(jié)作用，有效抵抗機(jī)械壓實作用，使儲層孔隙得以保存［11，37，52-54］。最常見的顆粒包殼是自生綠泥石。近年來研究表明，發(fā)生在早期壓實作用之后（碎屑顆粒之間的相對位置基本固定之后）的綠泥石沉淀，對儲層物性的影響是有利的，其可以阻止石英次生加大，抵制因機(jī)械壓實作用造成的粒間孔隙縮小，有效保護(hù)粒間孔隙（圖版Ⅰ-4）。另外，自生綠泥石以極其微細(xì)的針形簇狀形式沿顆粒表面徑向生長，其大量的晶間孔為流體運(yùn)移提供了通道。研究表明，綠泥石包膜最有效的厚度為5～10 μm［53］，當(dāng)綠泥石含量過高，密集充填顆粒間時，會大大降低或破壞粒間原生孔隙及滲透性［55］。

2.7 砂泥巖互層條件的影響

在砂泥巖互層剖面中，由于砂巖和泥巖經(jīng)歷了相同的地質(zhì)背景及成巖環(huán)境，因此砂泥巖可作為一個統(tǒng)一的成巖體系進(jìn)行研究。在不同埋藏條件下，不同砂泥巖厚度組合中砂巖物性差異較大。在淺—中等埋深條件下（埋深＜2 500 m），砂泥巖界面附近的砂巖因泥巖排出的低礦化度和富含有機(jī)酸的流體發(fā)生較強(qiáng)的溶蝕作用，界面附近砂巖物性較好；在深埋藏條件下（埋深＞2 500 m），泥巖排出的大量離子在砂泥巖界面附近的砂巖中強(qiáng)烈膠結(jié)，砂巖中部物性較好。砂夾泥（砂巖占絕對優(yōu)勢）或砂巖厚度大時，砂巖中部距泥巖遠(yuǎn)，有利于形成有效儲層［27，56］。

2.8 流體活動或成巖環(huán)境的影響

（1）流體活動主要指與不整合面或斷層面有關(guān)的大氣淡水淋濾與溶蝕作用。由于地表水中含有相當(dāng)數(shù)量的碳酸根離子，或溶有植被腐爛產(chǎn)生的有機(jī)酸等，能溶蝕巖石易溶組分，形成風(fēng)化裂隙和溶蝕孔洞［57］，為深層有效儲層的形成提供了有利條件。

（2）深層流體具有高熱量和強(qiáng)溶蝕能力的特點，可以促使原本未成熟烴源巖成熟，強(qiáng)化已成熟烴源巖生烴，能溶蝕圍巖、砂體顆粒和膠結(jié)物，形成孔隙或溶縫洞，從而改善深層儲層物性［58］，形成一定規(guī)模的次生孔隙型油氣儲層。

（3）地殼深層的變質(zhì)流體、巖漿以及揮發(fā)組分和烴源巖生排烴產(chǎn)生的流體使得深層流體具有異常高壓的特征［30，59］，其對深層儲層的影響與前述異常高壓相同。

3 結(jié)束語及討論

通常，隨著埋深增大，砂巖孔隙度和滲透率均會逐漸降低?？碧綄嵺`已證實，在一定條件下，深層儲層仍可以保持較好的物性。在復(fù)雜漫長的演化過程中，影響深層儲層物性的因素較多，并且相互作用、相互影響和相互交叉。沉積條件是深層有效儲層形成的基礎(chǔ)；溶蝕作用是有效儲層形成的關(guān)鍵，溶蝕作用直接形成次生孔隙；異常高壓環(huán)境、地溫、埋藏方式、膏鹽層和烴類充注等均作為有效儲層形成的輔助因素，其作用效應(yīng)均可阻止或減緩儲層成巖作用的進(jìn)程，從而為有效儲層形成提供條件。不同類型盆地深層有效儲層的影響因素可能不同：對于儲層成巖作用地史時間長、構(gòu)造運(yùn)動旋回多、埋藏速率小和平均孔隙度偏小的克拉通盆地，古剝蝕面的風(fēng)化淋濾作用或酸性水的溶蝕作用等對有效儲層的形成影響均較大；對于成巖作用地史時間短、構(gòu)造運(yùn)動旋回少和埋藏速率大的裂谷盆地與前陸盆地，其原生孔隙的保存及構(gòu)造作用的后期造縫作用對有效儲層的形成影響均較大。因此，深層有效儲層的形成機(jī)理可歸納為“沉積物質(zhì)為基礎(chǔ)，成巖演化為關(guān)鍵，構(gòu)造作用為調(diào)整”。

目前，對于深層有效儲層主要影響因素的研究越來越趨向于精細(xì)化和動態(tài)化，如泥質(zhì)含量、黏土膜的保護(hù)作用、成巖作用過程、定量成巖相和構(gòu)造應(yīng)力等，均是從沉積、成巖與構(gòu)造角度研究深層儲層儲集空間演化，并恢復(fù)儲層孔隙（或裂縫）演化史。研究應(yīng)關(guān)注深層有效儲層的影響因素有哪些、深埋有效儲層經(jīng)歷了怎樣的成巖改造、不同類型的沉積盆地和不同地質(zhì)構(gòu)造背景發(fā)育儲層的差異性和特殊性、諸多影響因素如何交叉作用、不同因素影響程度孰大孰小、權(quán)重系數(shù)各是多少，等等。因此，深層有效碎屑巖形成機(jī)理研究未來的主要發(fā)展方向應(yīng)體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）注重宏觀與微觀的結(jié)合

通過現(xiàn)代沉積研究及露頭研究，結(jié)合高分辨率地球物理技術(shù)，或利用室內(nèi)沉積水槽模擬實驗研究等方法，明確沉積砂體幾何形態(tài)和空間分布規(guī)律，對砂體進(jìn)行追蹤和預(yù)測，明確其宏觀非均質(zhì)性。儲層的微觀孔隙與喉道特征、黏土礦物形態(tài)和分布以及膠結(jié)物特征等，對儲層物性均具有明顯影響。同時，儲層敏感性也涉及到驅(qū)油效率問題，這就要求明確儲層的微觀非均質(zhì)性。目前，多種儲層分析測試技術(shù)（多種掃描電鏡、電子探針能譜、陰極發(fā)光顯微鏡、X射線衍射和穩(wěn)定碳氧同位素測定等等）的發(fā)展為儲層微觀研究提供了強(qiáng)有力的支撐。

（2）注重靜態(tài)與動態(tài)的結(jié)合

通過成巖演化過程的實驗?zāi)M加強(qiáng)對深層有效碎屑巖儲層成巖作用的研究，注重深層有效儲層實例解剖研究，注重成巖演化動力機(jī)制研究，加強(qiáng)成巖演化過程的實驗室模擬研究，還原碎屑巖儲層成巖作用時空屬性。通過優(yōu)選儲層質(zhì)量主要影響因素，開展定量成巖相研究，探尋儲層非均質(zhì)性特征。深層儲層孔隙演化絕不單單是鏡下成巖作用的靜態(tài)恢復(fù)問題，而應(yīng)該把沉積-成巖-構(gòu)造作用看成一個綜合的動態(tài)地質(zhì)過程。

（3）注重多學(xué)科協(xié)同綜合研究

儲層地質(zhì)學(xué)與其他地質(zhì)學(xué)科，如地球化學(xué)、地球物理學(xué)和數(shù)學(xué)地質(zhì)等均關(guān)系密切，建議開展深層有效儲層的地球化學(xué)特征、物理特性和裂縫發(fā)育地質(zhì)模型等綜合研究。面對紛繁的影響因素，應(yīng)結(jié)合不同沉積和構(gòu)造背景，選取現(xiàn)代數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法，分析評價各單因素在有效儲層形成過程中的權(quán)重系數(shù)，明確主要影響因素，為有利儲層分布預(yù)測奠定基礎(chǔ)。目前，在地震地層學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的儲層地震學(xué)（地震沉積學(xué)與層控非線性隨機(jī)反演等），將地球物理資料與地質(zhì)、測井及油藏工程等資料有機(jī)結(jié)合起來，對儲層巖性變化及含油氣性變化作出綜合預(yù)測并取得了較好的效果。這些交叉學(xué)科及其他學(xué)科的理論體系和技術(shù)研究方法均有很大的發(fā)展空間，也是未來有效儲層形成機(jī)理研究的主要發(fā)展趨勢。

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圖版Ⅰ

（本文編輯：李在光）

Advancement on formation mechanism of deep effective clastic reservoir

PAN Rong，ZHU Xiaomin，WANG Xingxing，ZHANG Jianfeng
（College of Geosciences，China University of Petroleum，Beijing 102249，China）

As petroleum exploration goes into a more and more mature stage,deep clastic reservoir is becoming an important new area for exploration in the oil-gas basins.The research of deep petroleum exploration is focusing on the mechanism of the clastic reservoir evolution.The formation mechanism of the deep effective clastic reservoir is complex and closely connected to the sedimentation,diagenesis and tectonism.Sedimentary environment is the prerequisite and foundation for forming effective reservoir.Secondary pore produced by the main constructive digenesis vastly improves reservoir physical properties.Depositional environment and diagenetic conditions that can prevent or slow down diagenesis effectively is conductive to the reservoir physical properties,including low geotemperature,rapid burial history,abnormal pressure,gypsum-salt bed effect,hydrocarbon inject,grain coats and fluid activity,etc.During the evolution of deep reservoirs,tectonic compaction reduces the pore volume,while the structural fractures improve the seepage ability of the reservoir porosity,forming effective fractured reservoir.Thus,the reservoir forming mechanism was suggested with the deposition,dissolution and tectonism being fundamental,key and occasion respectively. Through using modern technology,conducting the diagenesis modeling experiments and using new methods with the inter-discipline knowledge,have already become the main development trends of the research of the forming mechanism of the deep effective clastic reservoir.

deep；effective clastic reservoir；formingmechanism；influencingfactors

TE122.2+1

A

1673-8926（2014）04-0073-08

2014-03-18；

2014-04-25

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973）項目“中國西部疊合盆地深部油氣復(fù)合成藏機(jī)制與富集規(guī)律”（編號：2011CB201104）和國家重大科技專項“巖性地層油氣藏沉積體系、儲層形成機(jī)理與分布研究”（編號：2011ZX05001-002）聯(lián)合資助

潘榮（1985-），女，中國石油大學(xué)（北京）在讀博士研究生，研究方向為儲層地質(zhì)學(xué)。地址：（102249）北京市昌平區(qū)府學(xué)路18號中國石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院。E-mail：rongfenxiang@163.com。