瑪湖凹陷二疊系上烏爾禾組扇三角洲沉積特征及控制因素

馬永平 ，張獻(xiàn)文，朱 卡，王國棟，潘樹新，黃林軍，張 寒，關(guān) 新

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院，蘭州 730020；2.甘肅煤田地質(zhì)局一四九隊，蘭州 730020；3.中國石油新疆油田分公司勘探事業(yè)部，新疆克拉瑪依 834000）

0 引言

扇三角洲由鄰近高地的沖積扇提供物源，在盆地邊緣的水上和水下形成一定規(guī)模的碎屑沉積體［1-2］，是重要的油氣儲集體類型之一。依據(jù)沉積期湖盆空間與物源供給關(guān)系，扇三角洲分為退積式、進(jìn)積式及吉爾伯特式［3］，其中退積式扇三角洲沉積時，湖盆處于水進(jìn)擴張階段，沉積物由湖盆中心向盆地邊緣退積，扇體規(guī)模逐漸萎縮，縱向上沉積物粒度向上變細(xì)［4-6］?，敽枷荻B系上烏爾禾組發(fā)育廣覆式退積型扇三角洲砂礫巖沉積［7］，該套地層位于風(fēng)城組優(yōu)質(zhì)烴源灶之上［8］，斷裂及大型不整合面輸導(dǎo)體系也較發(fā)育［9-10］，不整合面之上砂礫巖儲層疊置連片［11］，具備形成大型地層巖性油氣藏的有利條件。學(xué)者們對該沉積類型的發(fā)育模式及油氣富集成藏特征開展了大量研究，主要包括以下幾個方面：①準(zhǔn)噶爾盆地多旋回構(gòu)造運動及多期次湖平面升降造就了沉積演化的多旋回性，沖積體系提供的粗碎屑巖與洪泛平原及濱淺湖泥巖形成了良好的時空耦合，奠定了巖性圈閉的物質(zhì)基礎(chǔ)［12-13］。②上烏爾禾組沉積期，周緣老山持續(xù)隆升，物源供給充足，與大型淺水緩坡型古地理背景構(gòu)成了良好的源-匯系統(tǒng)，持續(xù)性湖侵及多級坡折發(fā)育為砂體疊置連片發(fā)育提供了重要條件，從而形成了大型淺水退覆式扇三角洲沉積［14］。上烏爾禾組砂礫巖沉積可分為水上和水下2 種沉積環(huán)境，主要受物源和水動力條件控制，二者在巖石組成及填隙物成分上存在明顯差異。在后期復(fù)雜成巖作用改造下，既形成了分選好、泥質(zhì)含量低、物性較好的優(yōu)質(zhì)砂礫巖儲層，又形成了粒度大小混雜、泥質(zhì)含量高、非均質(zhì)性強的致密儲層［15-17］。③研究區(qū)油氣成藏特征受儲層類型控制明顯，主要發(fā)育3 類油藏，分別為厚層低豐度巖性油藏、互層狀巖性油藏和泥包砂型薄層巖性油藏［18-19］。

學(xué)者們重點關(guān)注了上烏爾禾組砂礫巖儲層的宏觀特征及沉積模式，對儲層微觀演化、成因機理及控制因素的研究較為薄弱，且上烏爾禾組復(fù)雜的巖石組分導(dǎo)致地震響應(yīng)特征不明顯、儲層預(yù)測難度大，需要多曲線結(jié)合多方法反演來預(yù)測砂礫巖優(yōu)質(zhì)儲層的平面展布，預(yù)測結(jié)果往往存在多解性，增大了勘探的難度［20-21］。筆者以沉積環(huán)境分析為基礎(chǔ)，開展巖石學(xué)特征、物性及成巖作用研究，深入剖析砂礫巖儲層微觀特征及主控因素，以期為瑪湖凹陷二疊系上烏爾禾組砂礫巖優(yōu)質(zhì)儲層預(yù)測及有利區(qū)帶評價提供借鑒。

1 地質(zhì)背景

準(zhǔn)噶爾盆地是中國西部地區(qū)重要的含油氣盆地之一。瑪湖凹陷位于盆地中央坳陷的最西段，呈北東—南西向展布，面積約5 000 km2（圖1），凹陷西鄰西北緣老山，與克百斷裂帶、烏夏斷裂帶相接，東接石英灘、三個泉、夏鹽凸起及英西凹陷，西南及南部被中拐凸起和達(dá)巴松凸起遮擋［22-24］。

上烏爾禾組主要分布在瑪湖凹陷南部及西南部，地層自西向東超覆于下烏爾禾組之上，與下烏爾禾組和上覆三疊系百口泉組均呈不整合接觸。上烏爾禾組自下而上可劃分為3 段，分別為烏一段（P3w1）、烏二段（P3w2）和烏三段（P3w3），地層厚度自北西向南東逐漸增加。上烏爾禾組以近物源的粗碎屑沉積為主，地層厚度為20～300 m，巖性包括砂礫巖、含礫砂巖、砂巖、泥質(zhì)粉砂和泥巖，其中砂礫巖顏色以灰褐色、褐灰色、灰色及深灰色為主，泥巖以褐色為主。自下而上巖石粒度逐漸變細(xì)、礫石含量逐漸減少，具明顯的湖侵退覆式沉積特征（圖2）。

2 扇三角洲沉積特征

依據(jù)鉆井巖心、測井曲線及地震資料等綜合分析，瑪湖凹陷上烏爾禾組以扇三角洲沉積為主，沉積中心發(fā)育小范圍湖泊相沉積，自西向東發(fā)育車排子中拐、克拉瑪依、白堿灘及達(dá)巴松等4 個大扇群［25-26］。扇三角洲可劃分出扇三角洲平原和扇三角洲前緣2 個亞相（圖3）。

2.1 扇三角洲平原亞相

扇三角洲平原亞相是扇三角洲水上近距離搬運而沉積的部分，主要為氧化環(huán)境。受季節(jié)性水流影響，形成重力流、片流及辮狀河流疊置發(fā)育的厚層塊狀沉積。巖性包括砂礫巖、砂質(zhì)泥巖，部分為泥礫互層狀，顆粒大小混雜、分選差，填隙物以褐紅色為主，泥質(zhì)含量高，總體表現(xiàn)為低成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度，以差儲層和非儲層為主。

2.2 扇三角洲前緣亞相

扇三角洲前緣亞相是扇三角洲水下遠(yuǎn)距離搬運而沉積的部分，主要為還原環(huán)境。在牽引流為主的水動力作用下，沉積物分選、磨圓均較好，泥質(zhì)含量較低，儲層質(zhì)量較扇三角洲平原亞相明顯提高。扇三角洲前緣亞相主要包括水下分流河道、水下分流河道間、遠(yuǎn)砂壩和河口砂壩等微相。

（1）水下分流河道微相。水下分流河道是上烏爾禾組扇三角洲前緣普遍發(fā)育的微相類型，為主要的油氣儲集體。巖性為砂礫巖、含礫砂巖和砂巖等，顏色為灰色、灰綠色，常見板狀交錯層理、槽狀交錯層理、平行層理等沉積構(gòu)造，自然電位及電阻率曲線呈齒狀箱型或鐘型。

（2）水下分流河道間微相。水下分流河道間主要為弱水動力條件下沉積的灰色、灰綠色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖，在水下分流河道儲集體側(cè)翼形成良好的封堵。該微相常見水平層理、波狀層理，自然電位及電阻率為低幅度平直曲線。

（3）遠(yuǎn)砂壩微相。沉積物在牽引流作用下進(jìn)入湖盆后，受水下河流和湖水共同改造，在水下分流河道末端形成以粉—細(xì)砂巖為主的席狀遠(yuǎn)砂壩沉積，粒序上表現(xiàn)為下細(xì)上粗，發(fā)育槽狀交錯層理、波狀層理等。自然電位與電阻率曲線呈薄層指狀。

（4）河口砂壩微相。研究區(qū)上烏爾禾組河口砂壩微相發(fā)育較少，僅在克拉瑪依扇群鉆遇，以中—細(xì)砂巖為主，自下而上可見逆粒序韻律層疊加。

3 扇三角洲砂礫巖儲層特征

3.1 巖相類型

巖相是指在特定沉積環(huán)境中形成的巖石或巖石組合，反映了沉積期的水動力條件變化［27-28］。巖心觀察結(jié)果顯示，瑪湖凹陷二疊系上統(tǒng)退覆式扇三角洲砂礫巖沉積體系的巖相類型復(fù)雜，依據(jù)泥質(zhì)含量、粒度、支撐方式及沉積構(gòu)造等，參考其他學(xué)者們的研究成果［29-31］，劃分出3 類11 種巖相類型。

3.1.1 礫巖相

礫巖相是上烏爾禾組最發(fā)育的巖相類型，據(jù)研究區(qū)23 口鉆遇上烏爾禾組地層錄井資料統(tǒng)計，礫巖相占地層總厚度的50%以上，以基質(zhì)支撐或顆粒支撐為主［32］，包括砂礫巖、細(xì)礫巖以及少量中礫巖，主要發(fā)育塊狀、槽狀交錯層理，可劃分為7 類次級巖相（圖4）。

（1）基質(zhì)支撐礫巖相。該巖相分選差，通常為塊狀構(gòu)造。依據(jù)基質(zhì)類型可進(jìn)一步細(xì)分為泥質(zhì)支撐礫巖相和砂質(zhì)支撐礫巖相2 類。泥質(zhì)支撐礫巖相為高泥質(zhì)含量的碎屑流沉積［33］，泥巖一般為褐色或紅褐色，不同粒徑的礫石“漂浮”于泥巖基質(zhì)中，受上覆地層壓實作用影響，礫石長軸方向通常平行于層理面，偶見直立狀礫石；砂質(zhì)支撐礫巖相是以砂巖為主要填隙物的富砂碎屑流沉積，主要是較強水動力條件下的扇三角洲水上或水下的河道沉積物，砂巖為灰褐色或灰色，礫石漂浮于砂質(zhì)顆粒中，礫石長軸方向大多與層理面斜交，上覆地層的壓實作用對礫石產(chǎn)狀有所調(diào)整。

（2）顆粒支撐礫巖相。該巖相沉積構(gòu)造不發(fā)育，以塊狀為主。依據(jù)顆粒分選程度可進(jìn)一步細(xì)分為同級顆粒支撐礫巖相和多級顆粒支撐礫巖相2類。同級顆粒支撐礫巖相是礫石分選、磨圓均較好的水下分流河道牽引流沉積，水動力較穩(wěn)定，通常發(fā)育在一個完整沉積序列的中上部，礫石主要為細(xì)礫巖和中礫巖，顆粒間呈點接觸，孔隙發(fā)育、連通性好，是形成優(yōu)質(zhì)儲層的巖相類型之一；多級顆粒支撐礫巖相的礫石大小混雜、分選和磨圓均較差，中—粗粒礫石間充填細(xì)礫和砂質(zhì)，主要為扇三角洲平原亞相洪流沉積物［34］，以厚層塊狀為主，粒間孔隙不發(fā)育、連通性差，是物性較差的巖相類型之一。

（3）定向排列礫巖相。該巖相以砂質(zhì)基質(zhì)和分選、磨圓均較好的疊瓦狀礫石為主，是典型的扇三角洲前緣水下分流河道牽引流沉積，礫石通常呈層狀或疊瓦狀定向排列，顆粒以細(xì)礫巖為主，相互間呈點接觸，粒間孔隙發(fā)育，但連通性相對較差。

（4）粒序?qū)永淼[巖相。該巖相由多套正粒序礫巖或砂礫巖地層疊置而成，粒序變化頻繁，是研究區(qū)主要的巖相類型之一，以間歇性洪水沉積物為主，普遍發(fā)育于扇三角洲平原河道或前緣水下分流河道的中上部。

（5）槽狀層理礫巖相。該巖相主要是分選中等的中礫巖和細(xì)礫巖，以砂質(zhì)基質(zhì)支撐為主，礫石呈槽狀排列，礫石間可見侵蝕切割現(xiàn)象，發(fā)育槽狀交錯層理，是扇三角洲前緣水下分流河道中下部沉積物，反映水動力較強的沉積環(huán)境。

3.1.2 砂巖相

瑪湖凹陷上烏爾禾組砂巖相發(fā)育范圍及厚度均較小，主要發(fā)育于扇三角洲體系的遠(yuǎn)端，砂巖占地層厚度的20%左右，包括含礫砂巖、粗砂巖、細(xì)砂巖等，可見平行層理、斜層理、槽狀層理、粒序?qū)永淼瘸练e構(gòu)造。

（1）塊狀含礫砂巖相。該巖相以粗粒、中粒砂巖為主，含少量礫石，砂巖分選、磨圓均較好，礫石直徑較小，長軸方向近平行于層面，呈塊狀構(gòu)造，反映了較強水動力條件下的扇三角洲前緣高密度濁流沉積環(huán)境，是研究區(qū)重要的儲層類型之一。

（2）粒序?qū)永砩皫r相。該巖相以細(xì)粒、粗粒砂巖為主，自下而上呈由粗到細(xì)的正粒序?qū)永順?gòu)造特征，顆粒分選、磨圓均較好，巖心以灰色為主，反映了扇三角洲前緣水下分流河道中上部的高密度沉積特征。

（3）槽狀層理砂巖相。該巖相以灰色砂巖為主，發(fā)育較為明顯的槽狀交錯層理，粒度分選性較差，主要是較強水動力下扇三角洲前緣水下分流河道牽引流沉積。

3.1.3 泥巖相

瑪湖凹陷上烏爾禾組頂部普遍發(fā)育一套褐色或灰褐色泥巖，對油氣聚集成藏具有區(qū)域性蓋層作用，能形成有效遮擋［35］。該套泥巖常含有少量粉砂巖、砂巖，偶見礫石，一般為塊狀構(gòu)造，部分可見水平層理，反映了弱水動力環(huán)境以及扇三角洲沉積體系曾遭受震蕩性湖侵改造。

3.2 巖石學(xué)特征

瑪湖凹陷上烏爾禾組砂礫巖儲層廣泛發(fā)育，巖石類型有礫巖、砂礫巖、含礫砂巖等，顏色以灰色、褐色、灰褐色為主。砂礫巖成分包括凝灰?guī)r、霏細(xì)巖、花崗巖、安山巖等火成巖巖屑、變質(zhì)巖巖屑及沉積巖巖屑［圖5（a）］。其中，凝灰?guī)r巖屑含量占絕對優(yōu)勢，平均體積分?jǐn)?shù)超過50.0%。顆粒間填隙物由膠結(jié)物和雜基組成［圖5（b）］，膠結(jié)物包括沸石類、方解石、硅質(zhì)及凝灰質(zhì)等，其中濁沸石、方解石、凝灰質(zhì)、方沸石等易溶膠結(jié)物含量較高，為后期成巖過程中儲層的溶蝕改造奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)；雜基以泥質(zhì)為主，其絕對含量較高，是造成原始粒間孔隙大量損失及連通性變差的主要因素之一［36］。扇三角洲砂礫巖沉積體系發(fā)育多種成因類型的巖相，不同巖相的巖石結(jié)構(gòu)參數(shù)差異明顯（表1）。牽引流及高密度濁流形成的巖石結(jié)構(gòu)總體較好，泥質(zhì)含量低（體積分?jǐn)?shù)均小于2.5%）、分選較好（粒徑分布均小于10.0 mm，分選系數(shù)均小于2.0）、排驅(qū)壓力低（均小于0.50 MPa）。洪水期泥石流形成的巖石結(jié)構(gòu)總體較差，泥質(zhì)含量高（體積分?jǐn)?shù)均大于3.0%）、粒徑分布范圍大（1.5～65.0 mm）、分選性差（分選系數(shù)多為1.5～6.4）、排驅(qū)壓力高（均大于0.50MPa）。

表1 瑪湖凹陷二疊系上烏爾禾組不同巖相巖石結(jié)構(gòu)參數(shù)Table 1 Rock texture for different lithofacies of Permian Upper Urho Formation in Mahu Sag

3.3 物性特征

瑪湖凹陷二疊系上烏爾禾組孔隙度為6.0%～15.0%，平均值為9.3%；滲透率為0.02～100.00 mD，平均值為2.10 mD（圖6）。其中，49% 的樣品（207個）滲透率小于1.20 mD，38%的樣品（162 個）滲透率為1.20～10.00 mD。總體上，上烏爾禾組儲層屬于低孔低滲型儲層。

422 個樣品的物性統(tǒng)計結(jié)果表明，以牽引流為主形成的塊狀、砂質(zhì)支撐礫巖相及砂巖相具有較高的孔隙度和滲透率（圖7）。其中，粒序?qū)永砩皫r相、塊狀含礫砂巖相、粒序?qū)永淼[巖相、同級顆粒支撐礫巖相以及砂質(zhì)支撐礫巖相物性較好，平均孔隙度為7.2%～11.4%，滲透率為1.30～19.80 mD，是形成上烏爾禾組優(yōu)質(zhì)砂礫巖儲層的主要巖相類型。

3.4 成巖作用

成巖作用是沉積物在成藏過程中受物理、化學(xué)及生物作用壓實、固結(jié)成巖的過程，對儲層質(zhì)量的影響分為建設(shè)性作用和破壞性作用［37-38］。其中，建設(shè)性作用主要包括成巖早期顆粒表面形成的綠泥石膜、溶蝕作用以及壓實過程中剛性顆粒的破裂等，破壞性作用主要包括壓實作用和膠結(jié)作用［39-42］。

3.4.1 壓實作用

143 塊鑄體薄片觀察結(jié)果顯示，上烏爾禾組砂礫巖儲層碎屑顆粒接觸關(guān)系主要為點—線接觸［圖8（a）］，部分為線—凸凹接觸或縫合線接觸［圖8（b）］，為中等壓實—強壓實階段，壓實作用是造成研究區(qū)儲層原始孔隙大量損失的關(guān)鍵因素，但壓實過程中也產(chǎn)生了顆粒破碎現(xiàn)象，形成了微裂縫［圖8（c）—（d）］，可為后期油氣的充注和運移提供通道，改善了儲層孔隙間的連通性。

3.4.2 膠結(jié)作用

82 塊樣品的掃描電鏡（SEM）觀察結(jié)果顯示，瑪湖凹陷上烏爾禾組砂礫巖儲層膠結(jié)作用強，膠結(jié)物類型主要包括3 類：①以方解石為主的碳酸鹽類膠結(jié)物，常以鑲嵌狀、襯邊狀、粒狀或次生加大邊產(chǎn)出［圖9（a）］。②硅質(zhì)膠結(jié)物以自生石英小晶體狀存在于碎屑顆粒邊緣、粒內(nèi)溶孔中［圖9（b）—（c）］，砂礫巖儲層成分成熟度低，石英占比低。③自生黏土礦物類膠結(jié)物，包括以完整晶簇狀產(chǎn)出于顆粒間的沸石類膠結(jié)物［圖9（d）—（e）］、顆粒表面發(fā)育的蜂窩狀或似蜂窩狀伊蒙混層［圖9（f）—（g）］、粒間絲片狀和搭橋狀的伊利石［圖9（h）—（i）］、粒間大量充填的蠕蟲狀和書頁狀高嶺石［圖9（j）］以及顆粒表面葉片狀的綠泥石等［圖9（k）］。膠結(jié)物的填充使得原始粒間孔隙變小，對儲層質(zhì)量起破壞性作用，但早期形成于顆粒表面的綠泥石膜能起到抗壓實作用，使得部分原生孔隙得以保存。因此膠結(jié)作用對儲層演化發(fā)揮著破壞性和建設(shè)性雙重作用。

3.4.3 溶蝕作用

瑪湖凹陷上烏爾禾組砂礫巖儲層溶蝕作用普遍發(fā)育，有效改善了儲層質(zhì)量，主要溶蝕礦物包括巖屑、長石等不穩(wěn)定顆粒、方解石膠結(jié)物和沸石類膠結(jié)物。砂礫巖儲層中礫石成分以火山巖巖屑為主，凝灰質(zhì)成分含量高，為次生溶蝕孔的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，常在顆粒表面或內(nèi)部發(fā)生溶蝕，形成條帶狀、斑狀或蜂窩狀溶蝕孔隙［圖10（a）—（b）］。儲層中長石含量較高，常沿長石解理面或長石邊緣形成溶蝕孔隙［圖10（c）—（d）］，部分長石蝕變成高嶺石等黏土礦物，從而產(chǎn)生晶間孔［圖10（e）—（f）］。膠結(jié)作用形成的方解石［圖10（g）］、濁沸石［圖10（h）—（i）］及方沸石［圖10（j）—（k）］在酸性孔隙流體作用下也發(fā)生了溶蝕，形成了溶蝕孔。

3.4.4 成巖演化階段劃分

依據(jù)碎屑巖成巖階段劃分標(biāo)準(zhǔn)［43］，結(jié)合顆粒接觸關(guān)系、孔隙發(fā)育特征、自生礦物類型、包裹體測溫等多參數(shù)［44］，對瑪湖凹陷上烏爾禾組砂礫巖儲層進(jìn)行了成巖階段劃分（圖11），砂礫巖儲層埋深為2 000～4 000 m，壓實作用中等—強，剛性顆粒緊密堆積且發(fā)育微裂縫，顆粒間以點—線接觸為主，偶見線—凸凹接觸，原生粒間孔不發(fā)育。在弱酸性地層水改造下，溶蝕作用有效改善了儲層的儲集能力，次生溶蝕孔成為主要孔隙類型，碳酸鹽類和沸石類填隙物、火山碎屑、長石等為主要溶蝕對象。X射線衍射分析結(jié)果顯示，研究區(qū)砂礫巖儲層中自生礦物包括伊蒙混層、高嶺石、綠泥石、伊利石及各種沸石類礦物，其中伊蒙混層中蒙脫石層含量極低（質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10.0%）。鏡質(zhì)體反射率Ro值為1.38%～1.90%，平均為1.76%。含油砂礫巖中流體包裹體的均一溫度分析結(jié)果顯示，地質(zhì)歷史時期曾發(fā)生2 期流體活動，其均一溫度分別為80～100 ℃和110～120 ℃［45］。綜上所述，瑪湖凹陷上烏爾禾組砂礫巖儲層的成巖階段可劃分為中成巖B 期。

4 儲層質(zhì)量的主控因素

4.1 沉積作用對儲層質(zhì)量的控制

瑪湖凹陷上烏爾禾組沉積期為淺水湖侵環(huán)境，物源供給穩(wěn)定、充足，發(fā)育退覆式扇三角洲砂礫巖沉積體系。井震結(jié)合分析結(jié)果表明，上烏爾禾組一段—三段隨湖侵規(guī)模的不斷擴大，沉積物組分、結(jié)構(gòu)及物性等均存在明顯差異。

上烏爾禾組一段沉積期（P3w1），水體淺且面積小，僅在沉積中心發(fā)育扇三角洲前緣亞相，現(xiàn)今的凹陷斜坡區(qū)發(fā)育扇三角洲平原沉積，該時期物源供給充足，在季節(jié)性水流作用下，沉積物以填平補齊方式快速堆積于低洼區(qū)，形成了多套數(shù)十米厚的塊狀砂礫巖沉積體，包括泥質(zhì)支撐礫巖相、多級顆粒支撐礫巖相等，僅發(fā)育少量殘余粒間孔，溶蝕作用不發(fā)育，儲層物性最低；上烏爾禾組二段沉積期（P3w2），湖侵范圍增大，扇三角洲平原亞相快速后退。該時期以牽引流沉積為主，在凹陷斜坡區(qū)發(fā)育一系列相互疊置的扇三角洲前緣亞相朵狀扇體，形成了以水下分流河道微相為主的砂礫巖儲層，包括砂質(zhì)支撐礫巖相、同級顆粒支撐礫巖相、粒序?qū)永淼[巖相、粒序?qū)永砩皫r相及槽狀交錯層理砂巖相等，溶蝕作用較發(fā)育，儲層物性總體較好；上烏爾禾組三段沉積期（P3w3），湖侵范圍進(jìn)一步擴大，沉積了一套全區(qū)穩(wěn)定分布的厚層泥巖。該時期以前扇三角洲和淺湖沉積為主，儲層規(guī)模較小，僅在古地貌高部位的溝槽內(nèi)零星分布透鏡狀砂礫巖，包括塊狀含礫砂巖相、粒序?qū)永砩皫r相等，溶蝕作用普遍發(fā)育，儲層物性最好（圖12）。

上烏爾禾組一段和二段儲層總體上物性較差，但仍發(fā)育相對優(yōu)質(zhì)儲層。泥質(zhì)含量與孔隙度、滲透率均呈負(fù)相關(guān)性（圖13），并且泥質(zhì)含量與滲透率的相關(guān)性明顯強于泥質(zhì)含量與孔隙度的相關(guān)性，即隨著泥質(zhì)含量的降低，滲透率呈數(shù)量級增大，表明泥質(zhì)含量對砂礫巖儲層的儲集能力，尤其是滲流能力有著重要影響。

上烏爾禾組儲層巖石粒度分選較差，包括粗礫巖、中礫巖、粉砂巖等，這類大小不一的顆粒組合不利于形成較好的儲層物性［46-47］。若粒度過大，粒間孔隙容易被細(xì)粒沉積物充填，如泥質(zhì)支撐礫巖相、多級顆粒支撐礫巖相等；若粒度過小，巖石顆粒抵抗壓實作用的能力有限，顆粒緊密堆積，粒間孔隙較小。研究區(qū)不同粒度的巖石對應(yīng)的孔隙度-滲透率交會圖顯示（圖14），分選較好、粒度相對較細(xì)的含礫砂巖、中—細(xì)砂巖、粗砂巖以及部分砂礫巖的物性較高，而粒度較大的中礫巖和粒度較小的粉砂巖物性較差。

4.2 成巖作用對儲層質(zhì)量的控制

瑪湖凹陷二疊系上烏爾禾組成巖演化序列分析結(jié)果表明，砂礫巖儲層已進(jìn)入中成巖B 期，鏡質(zhì)體反射率平均為1.76%，有機質(zhì)演化到高成熟階段，有機質(zhì)向烴類轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的大量有機酸沿斷裂和不整合面進(jìn)入上烏爾禾組砂礫巖儲層中，使地層中流體介質(zhì)呈弱酸性，長石等碎屑顆粒、凝灰?guī)r巖屑、碳酸鹽和沸石類膠結(jié)物等易溶組分形成了大量次生溶蝕孔，改善了儲層物性，形成了部分相對優(yōu)質(zhì)的儲層。

砂礫巖儲層在機械壓實及膠結(jié)作用后，原生粒間孔隙大量損失，孔隙度隨埋深加大明顯減小，但在埋深2 600～3 800 m 處存在明顯的孔隙度增大現(xiàn)象，孔隙度的演化趨勢表明溶蝕作用對儲層物性具有一定的改善效果。整個孔隙演化過程中，儲層先后經(jīng)歷了機械壓實、早期膠結(jié)、有機酸溶蝕和晚期碳酸鹽膠結(jié)等4 個階段（圖15）。通過計算可得，研究區(qū)上烏爾禾組溶蝕增孔量平均為3.2%。

總體來看，瑪湖凹陷上烏爾禾組砂礫巖儲層質(zhì)量的主控因素包括沉積作用和成巖作用。優(yōu)質(zhì)儲層主要發(fā)育于水動力條件較強的扇三角洲前緣水下分流河道中部，分選相對較好、泥質(zhì)含量較低、可溶性膠結(jié)物發(fā)育，溶蝕增孔作用明顯，且砂礫巖扇體呈多期發(fā)育，形成了橫向連片、縱向疊置的大規(guī)模儲集體。

5 結(jié)論

（1）瑪湖凹陷上烏爾禾組發(fā)育一套退覆式扇三角洲砂礫巖儲層，包括礫巖相、砂巖相和泥巖相等3 種類型，以凝灰質(zhì)礫巖為主，其次為以凝灰?guī)r巖屑為主的巖屑砂巖，具有“低孔低滲”特征。不同巖相具有不同的巖石結(jié)構(gòu)和儲層物性，牽引流及密度流沉積的巖石泥質(zhì)含量較低、分選較好，儲層物性較好；泥石流和洪流沉積的巖石結(jié)構(gòu)混雜、儲層物性差。

（2）瑪湖凹陷上烏爾禾組砂礫巖儲層質(zhì)量受沉積作用和成巖作用2 個方面因素控制。沉積作用控制了儲層的物質(zhì)組成和宏觀展布，成巖作用包括壓實作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用，進(jìn)一步改變了巖石物性和孔隙結(jié)構(gòu)。