[科普中国]-陆相储集层

研究必要性

我国己探明和投入开发的油藏，绝大多数都形成于陆相含油气盆地中。陆相盆地储集层是我国油藏储集层的最基本的特点。因此，了解并掌握陆相储集层的基本特点，对从事石油勘探和开发的地质人员来说，是十分重要和必要的。

陆相湖盆的沉积特征，决定了陆相储集层的多样性和复杂性，它较之于海相储集层具有更为严重的非均质特征。这是陆相油藏与海相油藏最重要的区别。1

沉积体系的环境特征湖盆沉积体系具有以下环境特征:

（1）近物源、多物源、多沉积体系

湖盆四周环山或高地，它们作为碎屑物源的供应区，以湖盆为沉积汇集中心，常呈多物源(各种碎屑颗粒)、多沉积体系(冲积的、河流的、三角洲的、湖泊的、沼泽的)向湖盆汇集，而且搬移距离一般均小。

（2）湖盆规模较小

以我国中、新生代古湖盆为例，除少数大型坳陷盆地面积超过10X104km2以外，绝大多数湖盆面积在1X104~0.1X104km2级范围。这就决定了碎屑物源区与沉积中心间的短距离、高坡降的古地理基本面貌。比如我国最大的中生代盆地松辽盆地，其沿长轴最大的沉积体系，物源到沉积中心跄离也不过300km左右。我国东部绝大多数断陷盆地，其物源到沉积中心的距离一般仅数十千米至数千米;坡降可大到数十m/km。

（3）湖泊规模小、水体能量小

作为湖盆沉积中心的湖泊，不存在潮汐作用，加之水体较小，波浪、湖流能量也相对较小。中国东部中、新生代古湖泊面积一般在数百平方千米至数千平方千米，水深数十米。因此，湖泊对陆源碎屑物的改造作用相对较小。而河流作为碎屑物的重要携载力，在湖盆碎屑物沉积中，就承担了特别重要的作用。

（4）频繁的湖进湖退

由于湖泊水体较小，一些级别不高、规模不大的地质事件或环境因素，就可以引起一定规模的湖进湖退。大到构造活动引起的湖盆升降，小到季节性的气候变化，都可以留下湖进湖退的记录。这种多级次的高频率的湖进湖退，给湖盆沉积物刻下了多级次旋回的烙印。1

储集层特点我国陆相湖盆沉积体系的这种环境特点，这种短流程小规模的河流，决定了成因单元砂体的厚度较薄，并且呈现砂、泥岩间互的特点。这成为我国陆相储集层相组合的基本面貌。多级次旋回的存在又进一步扩大了多级次薄互层的R合。因此多砂层、砂泥岩薄互层成为陆相碎屑岩储集层的基本面貌。

例如，我国目前最大的大庆喇萨杏油田，在油田构造最高部位，含油井段分布在880~1220m深度，含油井段长300多米。在这300余米的含油井段中有三套含油层系，即萨尔图油层、葡萄花油层和高台子油层。整个含油剖面均为砂泥岩间互，可划分为9个油层组和52个单砂层。1

储集层类型不同沉积环境的储集层，其非均质性都有自己的特殊性。现将陆相湖盆各类环境储集层的基本面貌和非均质性的主要特征概述如下。

1.冲积扇砂砾岩储集层

以冲积扇砂砾岩体为储集层的油田，在中国陆相湖盆中己有大量发现。冲积扇储集层以砾岩、含砾砂岩为主体。高度间歇性、砾泥各种粒级的碎屑物同时快速沉积，这一基本沉积特点决定了其储集层的基本面貌。

砾、砂双模态的岩石结构只能形成低中孔隙度和低中渗透率储集层;孔喉呈非常分散的多峰分布，微观孔隙非均质性最为剧烈;水驱油效率很低。

岩石中杂基含量对储集层物性极为敏感，沉积水动力能量的变化又对杂基含量影响极大。高度间歇性的洪泛事件及每次洪泛事件水动力能量的快速变化，导致了冲积扇储集层严重的层内非均质性，但缺少纯泥质层的沉积，又较大地改善了垂向上的连续性。

潮湿型冲积扇以少见泥石流沉积，多见筛积物为特征。极薄(分米级)的特高渗透率的筛积层，往往成为油田注水开发中的“贼层”，进一步加剧了层内非均质性。

干旱型冲积扇以大量存在的泥石流沉积的泥质砾岩为特征，这些泥石流沉积作为不渗透非储集层极大地削弱了储集层的连续性，增加了开采难度。

2.河流砂体储集层

河流砂体作为油气储集层，在我国陆相湖盆中与三角洲砂体有同等重要的地位，石油储量在亿吨级的大型油田己屡见不鲜。

陆相盆地中，在短流程沉积体系为主和湖体能量不大的背景下，河流砂体粒度粗于下游三角洲等入湖砂体，分选好于上游的冲积扇砂砾岩体，使其具有优于其它碎屑岩的孔隙度和渗透率，从而成为相对的高产储集层。

河流砂体基本的粒序为下粗上细的正韵律，反映在储集层物性上则为渗透率向上降低的正韵律性。在注水开发的情况下，这样的层内非均质性对提高原油采收率是不利的。

河流砂体另一特点是条带状的集合形态以及层理、组构的定向性。这就导致储集层渗透率的方向性差异，从而加剧了储集层的平面非均质性。这也是注水开发中必须认真对待的一个问题。

不同类型的河流砂体，其储集层特性又有所不同。辫状河砂体以垂向加积的心滩砂坝为主体，层内非均质性出现无规则粒序，层内不连续的薄泥质夹层很少;曲流河砂体以侧向加积的点坝为主体，级差很大的向上变细粒序，存在不连续的侧积披覆泥质夹层，使其层内非均质性增大。网状河和顺直型河流砂体以河道内填积为主要沉积方式，重力分异作用引起的下粗上细粒序级差较小，储集层内非均质性相对较弱，但较小的宽厚比成为油藏开发中的又一不利因素。

3.三角洲砂体储集层

三角洲砂体因其紧临生烃源区，成为陆相湖盆中的重要储集层。中国陆相含油气盆地中，最大的三角洲体系往往是盆地内的主力油田所在。其它碎屑岩体积远小于三角洲砂体。

在陆相湖盆内，建设型三角洲占绝对优势，该三角洲前缘砂体以向湖前积为主要沉积方式，其向上变粗的反韵律粒序是注水开发的有利储集层结构。

三角洲砂体的侧向连续性也明显优于河流砂体。湖能改造及众多的前(侧)缘席状砂改善了平面连续性，这又是另一类有利储集层特点。我国大量油田注水开发实践表明，三角洲前缘砂体与河流砂体两种主要储集层比较，三角洲砂体的开发效果明显优于河流砂体。

在湖盆三角洲中，普通(曲流河)三角洲和(冲积)扇三角洲，它们之间储集层特性的差异，主要表现在扇三角洲的特殊性上。扇三角洲中常见砾岩及含砾砂岩，储集层结构相似于冲积扇，具双模态，岩石粒度与储集层物性出现复杂的变化，砾岩含量达一定程度后，储集层物性反而下降，向上变粗的粒序不一定是物性向上变好，而是高低相间。

4.滩坝砂体储集层

湖湾及水下隆起周缘浅湖环境沉积的滩坝砂体，体积在湖盆中不占主要地位，作为油气储集层具有一些独特的性质。

首先，其矿物成熟度和结构成熟度都明显高于湖盆其它类型砂体，是湖盆中唯一发现石英砂岩的环境。除了有较好的储集物性外，砂体内部物性分布也比较均匀。

其次，湖湾滩坝处于烃源岩包围之中，又没有与大型近源砂体相连，成熟石油进入储集层后，得到很好的保存。中国东部在滩坝砂体中都发现油质很好的石油。

上述两个条件的综合，使滩坝砂体储集层不仅高产，而且注水采收率在湖盆砂岩储集层中最高。如江汉王场油田潜三段北断块储集层即属盐湖滩坝相沉积。

5.湖底扇砂体储集层

以重力流进入深湖环境沉积的砂体统称湖底扇。由于它们与生烃泥岩共生，储油儿率很高，成为湖盆中重要储集层。湖盆中的湖底扇与深海扇相比，成因机制更为复杂，它可以由三角洲前缘沉积物再滑塌而成;也可以由洪泛事件触发而成。断陷湖盆的基底结构，导致断槽对重力流影响很大，典型沃克模式的湖底扇并不占主导地位，水道式和透镜状重力流沉积砂体却相当发育。

从烃类储集层意义上分析，扇根部位的粗杂砾岩，往往因结构成熟度低而属非储集层或差储集层。扇缘部位因细粒度和厚度薄(厘米或分米级)储集层意义也不大。在我国中、新生代湖盆中，有工业价值的湖底扇油层儿乎都与扇中的重力流水道有关，其次是前缘的透镜状砂体。

水道式重力流砂体储集层，表现为侧向连续性很差的条带状砂体。沿纵向断槽分布时，可以成为较好的连通砂体(如辽河坳陷高升油田)。大多数横向体系的湖底扇，砂体受断层频繁地切割，加剧了不连续性，成为开发难度很大的储集层，如黄骅坳陷高尚堡油田。1

非均质性原因陆相沉积盆地储集层一个很重要的特点，就是不同沉积环境中形成的碎屑岩储集层，往往共同圈闭于一个油藏中。究其原因，主要有以下两个方面。

1.各种环境的物源离湖区距离都很近

由于陆相湖盆规模一般较小，周围山地的碎屑源区$}湖区很近，特别是湖盆短轴一侧的沉积体系更是如此。一个沉积体系从近源端的冲积扇到最远端的湖泊中心，整个搬运流程，近者仅数千米，远者数十千米。大型坳陷湖盆，如松辽盆地，纵向的最大沉积体系，其流程也仅300km，与入海的以数千千米计的大型河流不可同口而语。这样，生油区形成的烃类，较短距离的侧向运移，加上沿断裂的垂向运移，就足以波及整个沉积体系，包括最近碎屑物源的冲积扇砾岩，也会成为陆相含油气盆地中的重要储油层。而海相含油气盆地还未见有冲积扇含油储集层的发现和报道。冲积扇含油储集层的出现，构成了陆相油藏的一个重要特色。

2.烃源岩所占面积大

陆相盆地由于规模较小，四周多为山地，湖浪及湖流的作用较弱，如中国现代最大的青海(4000~5000km}，实测最大湖浪波长为25m，按水动力原理，当水深相当于二分之一波长时，水体基本上处于静比状态和还原环境，即在青海湖水深超过12.5m时，即属于还原环境，有利于有机质的保存，形成很好的烃源岩。断陷盆地靠断裂的一侧，由于断裂活动，水体较深，能够形成较好烃源岩，甚至整个断陷均有烃源岩分布，如河南泌阳1u}陷、辽河沈阳凹陷，烃源岩都覆盖整个凹陷。大型盆地深水湖相也占有一定的比例，松辽盆地主要深陷的生油期，深湖区面积占湖泊总面积的8000;渤海湾盆地深陷生油期，深湖区面积占湖泊总面积的6000~90000由于烃源岩分布广，不同沉积相的碎屑岩都可能接受油源成为储油层。

基于上述原因，加之陆相湖盆沉积相带窄、相变快，所以在同一含油层系中，往往由多种沉积环境下的碎屑岩储集层叠加组合，成为一套油层。如胜利油区胜沱油田，即是由冲积扇、三角洲前缘和深湖相浊积砂岩共同组成的一套含油层系，这就更加剧了储集层的非均质性。1