雷家地區(qū)東部陡坡帶角礫巖特征及儲(chǔ)層識(shí)別

王 崇

（中國石油長城鉆探工程有限公司錄井公司，遼寧盤錦 124010）

角礫巖在遼河西部凹陷分布廣泛，多個(gè)地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)角礫巖油藏，并獲得規(guī)模儲(chǔ)量。其中，西部凹陷南段的大洼地區(qū)角礫巖油藏主要分布在沙三段，儲(chǔ)層巖性為玄武質(zhì)角礫巖，西部凹陷中部的興隆臺(tái)地區(qū)角礫巖油藏主要分布在中生界，儲(chǔ)層巖性為花崗質(zhì)角礫巖和混合角礫巖[1–2]。近年來，雷家地區(qū)東部陡坡帶的L77井、L79井和LP7井等多口探井在沙四段的角礫巖層段均獲得工業(yè)油流，表明該區(qū)角礫巖具有良好的勘探潛力。

1 沉積特征

1.1 沉積背景與物源分析

雷家地區(qū)東部陡坡帶位于遼河西部凹陷中北段（圖1），東鄰中央凸起，西為陳家洼陷。沙四段地層沉積時(shí)期，西部凹陷整體裂陷沉降，逐步形成了東陡西緩的構(gòu)造格局，這一時(shí)期湖盆較淺，為典型的濱淺湖沉積環(huán)境。研究區(qū)東側(cè)的臺(tái)安–大洼斷層活動(dòng)強(qiáng)烈，引起火山噴發(fā)，基性巖漿順陡坡滑塌入湖后經(jīng)淬火碎裂，碎屑物質(zhì)快速堆積，分選磨圓差、顆粒結(jié)構(gòu)混雜[3–5]；火山活動(dòng)靜止時(shí)期，中央凸起的陸源碎屑和火山碎屑混積接受湖泊水體的碳酸鹽化改造[6–7]。因此，該區(qū)角礫巖具有多物源、近物源、短水系、相變快的沉積特征。

1.2 沉積相類型

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置

受沉積背景和構(gòu)造條件制約，雷家地區(qū)東部陡坡帶以發(fā)育高能環(huán)境下快速堆積的角礫巖近岸水下扇為主，具有粗碎屑、厚度大、多期次疊置的特點(diǎn)。根據(jù)沉積層序及沉積物特征，可將近岸水下扇劃分為扇根、扇中和扇端3個(gè)亞相[8–11]。由于邊界斷層傾角較大且水動(dòng)力作用較強(qiáng)，沉積碎屑沖刷侵蝕湖底形成水下主河道，從而形成分布范圍小、具備水下泥石流特點(diǎn)的近岸水下扇扇根。隨著水流向前推進(jìn)，河道出現(xiàn)分支，水動(dòng)力減弱，碎屑顆粒快速堆積形成近岸水下扇的主體部分扇中。隨著搬運(yùn)距離的繼續(xù)增加，水流逐漸消失，此時(shí)已無河道形成，為近岸水下扇的扇端，并向湖盆方向過渡為淺湖相泥巖沉積（圖2）。

2 角礫巖特征

2.1 巖性特征

圖2 雷家地區(qū)東部陡坡帶沙四上亞段沉積相

前人研究認(rèn)為雷家地區(qū)東部陡坡帶角礫巖成分相對(duì)單一，為火山碎屑流相的玄武質(zhì)角礫巖，亦有學(xué)者定義為陸源碎屑和火山碎屑的混合角礫巖[12]?？紤]到沙四段地層沉積時(shí)期雷家地區(qū)為湖相沉積環(huán)境，巖石受碳酸鹽化改造作用明顯[13–14]，因此，本次研究在巖心觀察和薄片鑒定的基礎(chǔ)上，結(jié)合碳酸鹽含量的差異，將雷家地區(qū)東部陡坡帶的角礫巖劃分為兩大類、三種巖石類型（表1）。

碎屑巖類的角礫巖由陸源碎屑物和膠結(jié)物組成，呈雜色、灰黃色，為角礫狀結(jié)構(gòu)，角礫成分為玄武巖、花崗巖，偶見石英和長石，碳酸鹽膠結(jié)特征明顯，膠結(jié)物主要為方解石，根據(jù)碳酸鹽含量的差別劃分為灰質(zhì)角礫巖和含灰角礫巖，其中，灰質(zhì)角礫巖碳酸鹽平均含量為 32.1%，含灰角礫巖碳酸鹽平均含量為11.2%。

沉火山角礫巖多呈灰綠色，為火山角礫結(jié)構(gòu)，角礫成分為玄武巖塊，火山角礫含量50.0%～90.0%，結(jié)晶差、泥質(zhì)膠結(jié)、較致密，碳酸鹽含量普遍小于5.0%。

表1 雷家地區(qū)東部陡坡帶角礫巖分類

2.2 儲(chǔ)集空間及物性特征

碎屑巖類的灰質(zhì)角礫巖和含灰角礫巖為雷家地區(qū)東部陡坡帶沙四段的主要儲(chǔ)層，儲(chǔ)集空間類型為原生孔隙和次生孔隙。其中，原生孔隙主要為原生角礫間孔、膠結(jié)物粒間孔和氣孔；次生孔隙主要為溶蝕孔及微裂縫。沉火山角礫巖較致密，儲(chǔ)集空間發(fā)育程度較低，主要為少量的構(gòu)造縫、原生氣孔及溶蝕孔。沙四段3口取心井的30塊巖心物性分析數(shù)據(jù)表明（圖3），角礫巖為典型的特低孔特低滲儲(chǔ)層。孔隙度最小為1.20%，最大為14.10%，平均為6.25%，主要為2.00%～11.30%，占全部樣品的80.0%；滲透率最小為0.013×10–3μm2，最大為1.500×10–3μm2，平均為0.330×10–3μm2，滲透率小于1.000×10–3μm2，占全部樣品的95.2%。由此表明，本區(qū)儲(chǔ)層連通性較差，故在后期的開發(fā)中，鉆采工藝的選取和地層壓裂改造的優(yōu)化是獲取產(chǎn)能的關(guān)鍵因素。

圖3 沙四段物性分布直方圖

3 角礫巖儲(chǔ)層識(shí)別

3.1 角礫巖測井識(shí)別

受沉積環(huán)境及火山活動(dòng)的影響，研究區(qū)沙四段多種巖性混雜，造成角礫巖識(shí)別相對(duì)困難，本次研究將巖心實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與測井?dāng)?shù)據(jù)相結(jié)合，系統(tǒng)分析不同巖性的自然伽馬（GR）、聲波時(shí)差（AC）、電阻率（RT）、密度（DEN）測井響應(yīng)特征及曲線形態(tài)的變化規(guī)律，總結(jié)出角礫巖的測井識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)（表2）。

表2 雷家地區(qū)東部陡坡帶巖性測井曲線特征及識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

從識(shí)別結(jié)果可知，GR和AC能明顯地區(qū)分出角礫巖類和其他巖性，角礫巖類AC值相對(duì)較低，一般為160～270 μs/m（圖4a），利用GR和RT的關(guān)系能夠區(qū)分不同類型的角礫巖（圖4b）。從圖版特征來看，沉火山角礫巖RT值較低，含灰角礫巖RT值中等，灰質(zhì)角礫巖 RT值較高，結(jié)合碳酸鹽含量特征分析認(rèn)為，不同類型角礫巖的 RT值與碳酸鹽含量呈正相關(guān)關(guān)系。

圖4 測井巖性識(shí)別圖版

3.2 角礫巖儲(chǔ)層預(yù)測

已鉆井地震標(biāo)定結(jié)果表明，角礫巖類在地震剖面上表現(xiàn)為中–強(qiáng)振幅、中等連續(xù)的亞平行反射特征；玄武巖類為強(qiáng)振幅、連續(xù)性差的雜亂反射特征；砂泥巖類則表現(xiàn)為中振幅、連續(xù)性好的平行反射特征。綜合地震相特征與疊后波阻抗反演技術(shù)，對(duì)本區(qū)沙四段角礫巖體分布進(jìn)行預(yù)測[15]。L77井在沙四上亞段鉆遇一套泥巖和砂巖互層，波阻抗值較低，L115井和L63井以角礫巖類為主，夾薄層玄武巖和泥巖，波阻抗值較高。L77井和L115井在沙四中亞段均鉆遇兩套角礫巖層，波阻抗值較高。標(biāo)定結(jié)果顯示，角礫巖類波阻抗值為 10 500～12 500 g?cm-3?m?s–1，砂泥巖類波阻抗值小于 10 500 g?cm-3?m?s–1，而玄武巖類波阻抗值大于 12 500 g?cm-3?m?s–1。因此，能夠利用中高波阻抗、強(qiáng)振幅反射特征對(duì)角礫巖儲(chǔ)層進(jìn)行預(yù)測（圖5），但由于不同類型角礫巖波阻抗值域重疊范圍較大，因此在具體類型區(qū)分上具有一定困難。

圖5 過L77—L115—L63井角礫巖類波阻抗反演剖面

4 結(jié)論

（1）結(jié)合沉積背景、物源特征及構(gòu)造條件分析認(rèn)為，雷家地區(qū)東部陡坡帶以發(fā)育高能環(huán)境下快速堆積的角礫巖近岸水下扇為主。

（2）根據(jù)成因類型、成分特征及碳酸鹽含量將本區(qū)角礫巖劃分為兩大類、三種巖石類型，其中，碎屑巖類的含灰角礫巖和灰質(zhì)角礫巖儲(chǔ)集空間主要為角礫間孔、氣孔、溶蝕孔及裂縫，火山巖類的沉火山角礫巖儲(chǔ)集空間主要為裂縫及少量溶蝕孔、氣孔，二者均為特低孔特低滲儲(chǔ)層。

（3）結(jié)合測井響應(yīng)特征，通過GR、AC和RT交會(huì)分析能夠?qū)⒔堑[巖與其他巖性進(jìn)行區(qū)分，不同類型角礫巖電阻率值與碳酸鹽含量呈正相關(guān)關(guān)系。角礫巖具有中高波阻抗及強(qiáng)振幅反射的特征，利用疊后波阻抗反演技術(shù)能夠?qū)堑[巖儲(chǔ)層進(jìn)行預(yù)測和識(shí)別。