孟祥超，斯春松，王小军，杨荣荣，李亚哲，韩守华

（1.中国石油杭州地质研究院，浙江 杭州 310023； 2.新疆油田公司 勘探开发研究院，新疆 克拉玛依 834000）

0 引言

MB斜坡区是准噶尔盆地近年油气勘探的主要区域，自2010年M13井T1b组获油气显示以来，2011～2012年部署的系列探井、评价井相继见到良好的油气显示与工业油流，并于2012～2013年相继提交预测地质储层和控制地质储量.前人主要针对该区黏土矿物中的储层敏感性[1-3］进行研究，少量文献[4-5］涉及油气充注对成岩作用的抑制作用，主要集中于3个方面：（1）抑制石英和伊利石的胶结；（2）烃源有机酸对深部孔隙的溶蚀改造；（3）油气超压对压实的缓冲作用等，对自生黏土矿物与储层物性、含油性、相带的综合研究较少.M18井是MB斜坡区2012年底部署的一口预探井，2013年在T1b组砂质细砾岩、含砾粗砂岩储层中试油获高产油流，含油岩心、不含油岩心中可见明显的黏土矿物充填，黏土矿物类型与含油性的关系成为该区亟待解决的问题.

笔者结合碎屑岩储层中自生高岭石发育对渗流条件的要求，以及后期油气充注对成岩作用的抑制作用进行研究，明确M18井油层中自生黏土矿物主要为高岭石，水层中黏土矿物主要为伊蒙混层、伊利石；通过自生高岭石发育与储层物性、含油性、相带的关系分析，明确MB斜坡区T1b组近岸水下分流河道／河口坝组合是油气富集的主要相带，预测勘探潜力区带展布范围.

1 区域地质概况

MB斜坡区区域构造位于准噶尔盆地中央拗陷玛湖凹陷北斜坡区[6-8］，北接乌夏断裂带，构造格局形成于白垩纪早期，构造较为简单，基本表现为东南倾的平缓单斜，局部发育低幅度平台、背斜或鼻状构造，断裂较少.地层发育较全，自下而上有石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系及白垩系，各层系为区域性不整合.其中目的层三叠系百口泉组与二叠系下乌尔禾组之间缺失上乌尔禾组，为一角度不整合.

斜坡区处于盆地边缘与中心的过渡带，既接受大量的边缘粗碎屑沉积，也接受大量湖相泥岩沉积.自二叠纪至白垩纪的沉积演化过程中，由二叠系的冲积扇、扇三角洲的近湖泊沉积，到三叠系的砾质辫状河、三角洲、湖泊沉积，以及侏罗系的扇三角洲、三角洲、湖泊沉积，最终到白垩系的三角洲、湖泊细碎屑、泥岩沉积，几经水进水退，在斜坡区形成丰富的储集砂体，既有砂砾岩，也有砂岩.多种多样的储盖组合类型为油气成藏奠定基础.

MB斜坡区T1b组整体属扇三角洲前缘沉积环境，岩性主要以灰色、褐灰色砂砾岩、含砾泥质粉砂岩、泥质粉砂岩为主，夹灰褐色、褐色泥岩及砂质泥岩；孔隙类型主要为剩余粒间孔、长石—岩屑颗粒粒内溶孔；储层平均孔隙度为9.01%，平均渗透率为1.28×10-3μm2，流动孔喉半径下限为0.01μm，油层标准为含油饱和度大于42.0%，孔隙度大于6.20%，电阻率大于20Ω·m，整体属低孔低渗储层.

2 主要自生黏土矿物的微观特征

MB斜坡区T1b组储层内主要发育高岭石、伊蒙混层、伊利石自生黏土矿物.其中，高岭石主要呈粒间胶结物形式产出，扫描电镜下可见典型的蠕虫状、书页状集合体外形；伊蒙混层、伊利石亦呈粒间胶结物形式产出，因其对应样品点显孔不发育，铸体薄片中呈假杂基状，高倍扫描电镜下可见伊蒙混层、伊利石分别呈虚化边蜂窝状、纤维状—弯曲丝片状产出，晶形清晰，为典型的成岩期自生黏土矿物（见图1）.

图1 MB斜坡区T1b组储层自生黏土矿物微观特征Fig.1 Micro-feature of authigene clay minerals in T1b，MB Slope

3 不同自生黏土矿物储层物性特征及成因

伊利石体积分数与孔隙度呈负相关（见图2）.造成黏土矿物类型与孔隙度不同相关性的原因主要有：

图2 MB斜坡区T1b组储层自生黏土矿物体积分数—孔隙度交汇Fig.2 Relation maps of authigene clay minerals-porosity in T1b，MB Slope

（1）自生高岭石产状优.自生高岭石在研究区T1b组储层中呈完整的假六边形片状的自形晶体，常呈蠕虫状、书页状集合体充填在砂岩孔隙中.这种分散质点状充填的结晶高岭石之间，存在大量的晶间孔隙，晶间孔隙既可作为储集空间，又可提高储层的渗流性能；伊蒙混层、伊利石为虚化边的蜂窝状、纤维状—弯曲丝状等，在孔隙空间中搭桥式生长呈纤维状、毛发状网络，破坏孔喉结构，降低渗透率（见图2）.

（2）自生高岭石形成条件对储层渗流条件要求高.碎屑岩储层中自生高岭石发育条件：①有Al3＋的来源；②有酸性孔隙流体；③缓冲流体作用的pH；④通过储层孔隙空间的流体数量.其中条件①通常由不稳定矿物（长石和岩屑颗粒中的钾长石）的溶解来提供；条件②、③取决于烃成熟阶段所释放的CO2量，CO2与蒙脱石释放的层间水一起进入储层孔隙，并以碳酸的形式直接影响砂岩孔隙流体的化学平衡过程，使砂岩中的不稳定组分发生溶解，释放Al3＋和Si4＋；条件④取决于穿过储层流体的数量，即要求一个开启系统，要求储层有很好的渗透性和连通性，只有大量的流体不断从储层孔隙中通过，不断对不稳定组分进行溶蚀并形成高岭石矿物，才能在孔隙中形成一定规模的自生高岭石沉淀.

研究区T1b组储层中自生高岭石主要由长石／岩屑颗粒、方沸石胶结物溶蚀形成，对渗流条件要求较高，往往发育在物性及渗流条件较优的储层中（见图3）.

图3 MB斜坡区T1b组储层自生高岭石成因Fig.3 Diagrams of kaolinite formation in T1b，MB Slope

4 油气勘探意义

4.1 自生黏土矿物分布特征与含油性的关系

储层中自生高岭石形成条件对渗流条件要求较高，即富含自生高岭石的储层原生粒间孔隙较发育，并且渗流条件较好，下伏二叠系烃源岩生烃前排出的有机酸优先进入该类储层；有机酸对长石、岩屑颗粒内的不稳定组分进行溶蚀扩孔作用，进一步增加该类储层相对于周围其他储层的渗流优势，溶蚀伴生的自生高岭石由于晶间孔隙发育，使该类储层的渗流优势得以保持.后期烃源岩生烃排出的油气在二次运移过程中，亦沿渗流优势通道优先进入该类储层.同时，油气向储层中运移聚集是油驱水[9-10］的过程，油气的注入使该类储层中孔隙水被驱出，阻隔孔隙水与骨架颗粒的接触，改变储层的成岩介质环境，抑制自生高岭石向伊利石的转变，含水岩层中高岭石和蒙脱石在富K碱性还原环境中继续转化为伊利石，生成的丝发状伊利石在粒表—粒间搭桥成纤维状网络，进一步增大油气注入的毛管阻力.这些因素的共同作用使得油层中相对贫伊利石、富高岭石，水层中相对贫高岭石、富伊利石（见图4，根据MB斜坡区T1b组26层／17井试油—X线衍射、铸体簿片—扫描电镜数据）.

图4 MB斜坡区T1b组储层含油性——自生高岭石／伊利石体积分数关系Fig.4 Relations of kaolinite／illite-oil＆gas in T1b，MB Slope

4.2 自生黏土矿物分布特征与相带的关系

MB斜坡区位于盆地构造高部位向生油凹陷过渡的斜坡区，构造较平缓，受区域构造条件和沉积条件所限，断裂相对较少，砂泥岩互层发育，所形成的油藏往往与岩性有关，多为构造岩性油藏.T1b组油藏为下生上储油藏，下部二叠系烃源岩生烃排出的有机酸性流体沿油源断裂运移到T1b组储层，溶蚀长石、岩屑等颗粒且形成粒间自生高岭石胶结物.砂体既是油气运移的通道，也是形成溶孔和自生高岭石所需的有机酸运移通道.MB斜坡区T1b组下部油源断裂发育，上倾部位有扇三角洲平原亚相致密砂砾岩相[11-12］遮挡，成藏条件优越，其前缘亚相砂体的横向连通性是决定能否大面积成藏的关键.近物源的近岸水下分流河道砂体[13-15］厚度大，横向延伸距离较长，并且沟通下伏切割的河口坝砂体，故近岸水下分流河道／河口坝砂体组合自生高岭石含量较高，物性和含油性较优；远岸孤立河口坝砂体深埋于泥岩中，缺乏有效的供油供酸通道，物性和含油性相对较差.

M18井位于黄羊泉扇体的扇三角洲前缘部位，T1b组3 898～3 920m未进行压裂措施改造前即自喷，获11.55m3／d的工业油流，压裂后日产油高达44m3.岩心观察表明，射孔段内物性较好的有效储层主要为扇三角洲前缘近岸水下分流河道／河口坝组合，近岸水下分流河道／河口坝之间呈叠加切割形式，孤立的河口坝砂体物性较差（见图5）.镜下特征表明，含油性较好的近岸水下分流河道／河口坝砂体中上部，粒间主要为自生高岭石，并且高岭石晶间孔含油（见图6）；近岸河口坝砂体下部、孤立的河口坝砂体粒间主要为伊蒙混层／伊利石，呈假杂基形式产出，含油性差.

图5 M18井T1b组储层沉积相—含油性Fig.5 Collective diagrams of sedimentary facies-oil﹠gas in T1b，Well M18

图6 高岭石晶间孔含油特征（XY2，T1b）Fig.6 Oil feature of intergranular pores in kaolinite in T1b，Well XY2（φ，12.0%；K，0.4×10-3μm2）

4.3 潜力区带预测

AH1、M18、M6一线南北10km范围及M003、M006一线以南，共约为500km2的扇三角洲前缘的近岸水下分流河道／河口坝组合相带，为优质储层发育带（见图7绿色范围）.该区带内井控程度较低，并且今年完钻的M18井已获高产工业油流，AH1目前钻井亦见到良好的油气显示，展示良好的勘探前景.

图7 MB斜坡区T1b组下步潜力区带预测Fig.7 Prognostic map of potential region in T1b，MB Slope

5 结论

（1）MB斜坡区T1b组储层主要发育高岭石、伊蒙混层、伊利石自生黏土矿物.

（2）高岭石与物性呈正相关，伊蒙混层、伊利石与物性呈负相关，油层中相对贫伊利石富高岭石，水层中相对贫高岭石、富伊利石.

（3）近岸水下分流河道／河口坝砂体组合自生高岭石含量较高，物性和含油性较优；远岸孤立河口坝砂体伊蒙混层、伊利石含量较高，物性和含油性较差.

（4）AH1、M18、M6一线南北及M003、M006一线以南，共约为500km2的扇三角洲前缘的近岸水下分流河道／河口坝组合相带，井控程度低，为勘探潜力区带.

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