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岔路河断陷位于吉林省境内的辽河断裂和第二松花江断裂之间的伊通地堑上,在长春和吉林两地之间,属于伊通地堑的次一级凹陷,呈北东45°~55°方向狭长展布,南北长约70km,东西宽约20km。岔路河断陷是伊通地堑中面积最大的一个断陷,面积1350km2,分为梁家构造带、新安堡凹陷、万昌构造带、波泥河.太平凹陷和孤店斜坡带五部分。岔路河断陷主要为古近系和新近系沉积,断陷内古近系底部古新统缺失,自下向上为始新统双阳组、奢岭组和永吉组、渐新统万昌组和齐家组,古近系厚2000-5000m;新近系中新统岔路河组以角度不整合覆盖于古近系沉积之上。
岔路河断陷发育三套含油气系统,油气显示井段长,层位多,分布面积广,显示级别低,一般为荧光。油藏类型复杂,主要为岩性油藏,也有断块油藏。主要油藏地质特征是:①油源供给充足,发育两个生油凹陷,三套烃源岩均已进入生油门限:②储层主要分布在断陷边界两侧;③泥岩盖层质量差,含砂率较高,缺少区域盖层:④断裂较发育,断层走向与地层倾向斜交,难以形成断层圈闭。
岔路河断陷主要发育冲积扇相、扇三角洲相、辫状河三角洲相、湖泊和水下扇等沉积体,具有多物源、近源快速堆积等特征。岩性包括砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩等。砂岩是本区的主要储层岩石类型,在各组均有分布,主要为长石砂岩、岩屑长石砂岩,次为长石岩屑砂岩。孔隙度为3%~23%,渗透率(0.1~97)×10-3μm2。储层低孔低渗,相带变化快,储层类型复杂,敏感性和非均质性强。过去由于储层整体评价工作开展的不够,对储层特征及储层潜在伤害的因素认识不足,给储层预测、钻探、油层改造带来较大困难,急需开展储层伤害机理、油层保护等技术攻关研究,精细准确地描述储层特征。
本文在收集整理前人相关研究工作资料的基础上,通过岩心观察、采集岩心样品和铸体薄片、普通薄片、阴极发光、粘土矿物x衍射、压汞、敏感性等实验分析,对岔路河地区储层沉积特征、成岩作用、敏感性特征进行了综合研究。首先归纳总结了不同构造带的沉积环境;然后在沉积相带的控制下,分析成岩特征,划分成岩相及成岩模式,结合有机地球化学的分析结果,划分成岩作用阶段;再结合沉积特征和成岩作用总结敏感性影响因素,统计敏感性与岩性、物性、流体性质、粘土矿物等储层参数之间的关系,建立储层参数解释模型,预测单井储层参数,通过Elman神经网络预测储层单井敏感性;确定“储层敏感相”的定义,建立了“储层敏感相”的划分方案,并在沉积和成岩模式的基础上,建立储层敏感相模式,进行储层敏感相的预测,分析不同沉积相和成岩相内的敏感相分布规律;最后综合储层的物性特征、沉积特征、成岩特征、敏感性特征和生产试井资料对岔路河断陷储层进行综合评价,划分储层类型,分析其分布规律。取得的主要成果和认识如下:
(1)岔路河断陷主要的砂体类型有:a.辫状河道砂体;b.扇三角洲前缘砂体;c.滨湖滩坝砂体:d.水下重力流砂体:按照沉积水体环境的不同,归为三类沉积相带,即滨岸平原带、前缘斜坡带和中深湖带。在沉积相带内研究储层参数的分布规律,对揭示其成岩作用机理,探讨储层敏感性等方面都有十分重要的意义。
(2)首次在伊通地堑岔路河断陷分区块建立了成岩序列,划分成岩相类型,建立了岔路河地区的成岩模式。根据压实和胶结强度划分为8个成岩相,进一步根据胶结和溶解作用类型划分为4个成岩亚相;不同沉积相带的成岩相类型不同,滨岸平原带以弱压实碳酸盐胶结成岩相和中等压实泥质胶结成岩相为主;前缘斜坡带以中等压实石英加大胶结成岩相和中等压实溶解成岩相为主;中深湖带以中等压实泥质胶结成岩相和中等压实石英加大胶结成岩相为主。
(3)岩心的敏感性实验表明,岔路河断陷储层普遍水敏程度较强,速敏性和酸敏性中等或较弱。不同构造带储层敏感性差异较大,水敏性较强的储层主要在梁家构造带和孤店斜坡带;中等速敏主要在梁家构造带,万昌构造带和孤店斜坡带:中等酸敏性或中等偏弱酸敏性储层主要在梁家和波太凹陷带,万昌构造带以中等酸敏性为主,孤店以弱酸敏性为主,波太和新安堡凹陷带速敏性均为弱或无酸敏性。
(4)确立了本区“储层敏感相”的定义,用速敏、水敏和酸敏三种敏感性指数作为三端元指标进行敏感相的分类。识别出4类储层敏感相:第1类强水敏型;第2类中等水敏、速敏、酸敏型:第3类中等速敏和水敏型;第4类强水敏和中等酸敏型。本区以第2类中等水敏、速敏、酸敏型和第3类中等速敏和水敏型为主。
(5)储层敏感相主要受储层物性、胶结物类型、粘土矿物含量、埋藏深度等因素的影响。深度小于伊/蒙混层第二迅速转化带的样品,具有第1类敏感相和第2类敏感相,但深度大于伊/蒙混层第二迅速转化带的样品,具有第3类敏感相和第4类敏感相;岔路河断陷的速敏性的影响因素主要是伊利石含量和孔隙度,第2类敏感相和第3类敏感相与伊利石与孔隙度的比值成正相关性;本区铁方解石含量与酸敏指数关系密切,而铁白云岩含量与酸敏指数关系不明显。
(6)在沉积模式和成岩模式的基础上,总结了岔路河断陷的储层敏感相模式:①滨岸平原带敏感相模式:岔路河断陷的东南断裂的边缘,以平原相沉积为主,地层埋藏较浅,发育第1类敏感相。②前缘斜坡带敏感相模式:岔路河断陷的盆地边缘,地层埋深逐渐加大,发育第2类敏感相。③中深湖相带敏感相模式:岔路河断陷的盆地水体较深的凹陷区,地层埋深较大,发育第3类敏感相。④深湖相带敏感相模式:岔路河断陷存在深湖相的湖底扇,水下重力流等沉积砂体,埋藏较深,发育第4类敏感相。
(7)建立了不同敏感指数的Elman神经网络模型,预测了单井的敏感性指数,将结果粗化处理,在沉积相和成岩相的控制下分析敏感相的分布。平面上在盆地中心部位的中深湖相带,以弱速敏性的第4类敏感相为主。向盆地边缘方向过渡到以弱酸敏的第3类敏感相为主,在盆地边缘则是以第2类敏感相为主。在纵向上,随着深度的减小,第3类和第4类敏感相面积逐渐减少,而第1类和第2类敏感相面积增加,这是沉积和成岩作用对敏感相影响的深度表现。
(8)静态地质资料和动态生产资料相结合的方法对储层进行综合评价。综合考虑了储层的沉积特征、物性特征、成岩特征、敏感性特征,结合生产试井资料将储层分为4种类型。岔路河断陷Ⅰ类储层和Ⅱ类储层,主要分布在梁家、万昌和孤店的构造高部位,面积较小;Ⅲ类储层主要分布在西北盆地边缘或梁家、万昌和孤店的靠近盆地中心的高构造带向凹陷带过渡的部位;Ⅳ类储层主要在波太凹陷和新安堡凹陷带,埋藏较深,面积较大。