第二章油藏地质特征
第二章油藏地质特征 (1)
2.1 油层组地层特征 (1)
2.2 构造特征 (4)
2.3 储层特性 (7)
2.3.1 岩石学特征 (7)
2.3.2 沉积相 (8)
2.3.3 储集空间类型及组合特征 (15)
2.3.4 储层物性 (15)
2.3.5 储层空间展布及非均质性 (21)
2.3.6 隔夹层发育特征 (23)
2.3.7 储层综合评价 (26)
2.4 油藏类型 (27)
2.4.1 油水系统 (27)
2.4.2 压力与温度系统 (27)
2.4.3 流体性质与分布特征 (28)
2.4.3.1 原油 (28)
2.4.3.2 地层水 (31)
2.4.4 储层渗流物理性质 (32)
2.4.5 油藏类型 (33)
2.5 地质储量 (33)
2.1 油层组地层特征
松辽盆地基底为前古生界、古生界变质岩、火成岩系；沉积盖层从侏罗纪至新生代均有发育，总厚度达11000m以上，沉积盖层以白垩系为主，厚7000m以上，是松辽盆地主要的生油、储油岩层。松辽盆地具有“双层”结构，下层是断陷层，上层是坳陷层。断陷层发育时间早，坳陷层发育比较完全。区域地层特征详见简表2-1。
1 基底
（1）前古生界
主要为前寒武纪深变质岩系组成，岩性：片麻状花岗岩类和片岩类，呈北北东向分布于盆地中部和南部。同位素年龄在600～700Ma之间。
（2）下古生界
变质程度中等，以绢云母、绿泥片岩、石英片岩、绿泥千枚岩为主。分布于盆地北部，被加里东期花岗岩侵入，普遍受到区域变质作用。
（3）上古生界
变质程度较低，主要以石炭－二叠系的黑色泥板岩、千枚岩、大理岩、结晶灰岩为主。主要分布在盆地中部，被海西期花岗岩侵入。
2 沉积盖层
区域内以中生界侏罗系、白垩系岩层为主。该套岩层与松辽盆地的发生、发展过程中所形成的地层岩石组合相一致。沉积物以细碎屑岩为主，含有叶肢介、介形虫、鱼类等化石，并蕴含丰富的煤、油砂矿床。自下而上分为中侏罗世白城组；下白垩统的登楼库组、泉头组、青山口组及上白垩统的姚家组、嫩江组、四方台组；新生界大安组、泰康组，另有零星分布的第四系松散砂跞石堆积物等。
松辽盆地区域地层简表表2-1
2.2 构造特征
详查区处于泰来-甘南超覆带南部，前人研究认为齐家-古龙凹陷生成的油气以中部分割槽为界。以西的烃源岩生成的油气大规模向西运移，控制形成3条优势运移路径：北部优势运移路径、中部优势运移路径和南部优势运移路径。沿南
部优势路径运移的油气受到南部相对平缓构造脊线的控制, 呈发散状向西运移，聚集起来的油气数量相对较少，形成了详查区附近的图牧吉、来D6浅层油砂和套保高品位油砂油田。因此，根据详查区嫩江组底界埋深等值线图（图3-11）可以看出油砂矿构造特征较为简单，为一个向南东方向倾斜的简单斜坡。在简单斜坡内矿层存在局部的微幅隆起，成为油砂储集的局部构造高点。但在坳陷期区域性伸展应力场作用导致基底差异沉降形成的,分布于西部斜坡中-浅层姚家组内的正断层,断层延伸长度小,断距相对较小,因此坳陷期内松辽盆地西部斜坡的断裂较少，规模较小。而位于西部斜坡泰来-甘南超覆带的南部地区多为地层尖灭带, 地层尖灭线均大致呈南北向平行展布,但局部地区出现交叉。该区局部构造不发育，形成的圈闭以地层圈闭和岩性圈闭为主。
图3-11 嫩江组底界埋深等值线图
空间上在水平方向上不与其它矿体相连的矿体为一个矿段,估算的矿段共有10个，编号依次为KT1、KT2、KT3……、KT10；各矿段依据有效厚度和控制程度不同又划分出若干块段，全区总计划分出46个块段。
用surfer软件用克里格法形成油砂厚度等值线图。油砂矿厚度≥3m作为矿体圈入，依据区内油砂厚度在空间上展布特征，将区内油砂划分为3m、4m、5m、6m、7m、8m、10m、12m、14m、16m等10种块段类型。即3m块段为厚度≥3m～＜4m区段、4m块段为厚度≥4m～＜5m区段；其它块段以此类推…。面积小于0.3km2时不再圈定块段。
块段编号原则：矿段编号＋厚度块段编号＋子块段顺序号(同类型仅1个块段时，顺序号可省略）。如：KT1-3-1表示1号矿段、≥3m或3～4m厚度块段、第1子块段；KT2－5-1表示2号矿段、≥5m或5～6m厚度块段、第1子块段。
图8-3 西北沟一带油砂矿储量估算块段划分图
2.3 储层特性
2.3.1 岩石学特征
对详查区内部分样品进行显微镜下薄片观察，可见详查区内岩性主要为钙质的细砾岩、长石砂岩、岩屑长石砂岩以及粉砂质泥岩等。砂岩以块状构造，碎屑结构为主，碎屑颗粒主要为石英、长石，少量岩屑，生物碎屑，多为硅质，次棱角状，分选中等。另外还有少量的粒状暗色矿物，粒度均匀，多为中细粒，分选较好。填隙物主要为钙质胶结物，多为隐晶质
A钙质细砂岩（10×，左为单偏光，右为正交偏光）（ZK1608）
B 钙质细粒长石砂岩（10×，左为单偏光，右为正交偏光）
（ZK1517）
C 钙质细砾岩（10×，左为单偏光，右为正交偏光）（ZK1517）
D 粉砂质泥岩（10×，左为单偏光，右为正交偏光）（ZK0708）
E钙质中细粒岩屑长石砂岩（10×，左为单偏光，右为正交
偏光）（ZK0708）
图3-12 岩石类型
结构，少量杂基多为粘土矿物。其中石英中可见气液包裹体，长石可见聚片双晶，多发生蚀变，表面粗糙，生物碎屑多为鲕状，外圈为环状方解石，内部为长英质（图3-12）。
通过X射线衍射仪的检测，详查区储层中粘土矿物绝对含量在5%，以蒙脱石为主，少含高岭石。
2.3.2 沉积相
一、单井相分析
（1）单井油砂层组划分
详查区内的油砂储集层为上白垩统姚家组二段和三段。油砂矿层顶底板埋深与矿层具有较好的一致性，均呈现出从西北向东南逐渐加深的趋势。油砂矿层厚度一般在3～20m之间，平均为4.63m。油砂矿的平均含油率为8.53％。从钻孔资料来看，岩层的埋深自北西向南东具有逐渐加深的趋势。
单井（ZK0800）油砂层组划分情况如下（图4-4）：
Ⅰ砂组：173.3～77.71m，该组上部为一高品位油砂层；中部以灰黑色的灰黑色油浸中砂岩为主，中间夹少量薄层绿色泥岩；下部为一段灰绿色的泥岩隔层；
Ⅱ砂组：177.71～182.69m，该组总体上以灰黑色油浸细砂岩和中砂岩组成，中间夹有少量薄层灰色泥岩或泥质粉砂岩；
Ⅲ砂组：182.69～192.1m，该组上部为厚段的灰绿色细砂岩，分选、磨圆均较好；中部为两段灰黑色油浸中砂岩，中间夹有薄层的灰绿色细砂岩；下部为厚段的不含油灰色中砂岩和细砂岩；
Ⅳ砂组：192.1～198.3m，该组上部为灰黑色油浸的细砂岩和中砂岩为主；下部以厚段的灰色细砂岩为主，顶部和底部均为小段的灰绿色泥岩，成为与上部地层和下部地层分隔的边界。
从ZK0800中的四层油砂层组来看，上面两个油砂层组含油性较好，并且有大段的泥岩间隔，其对应的沉积微相为水下分流河道和河口坝，泥岩为水下分流间湾；下面两个油砂层组含油性较好，但是厚度较薄，物性稍差，其上下均为厚层的砂岩，与厚层砂岩之间有小段的泥岩间隔，其对应的沉积微相多为远砂坝砂
体。
图4-4 单井（ZK0800）油砂层组划分图
二、沉积相标志、模式
1）沉积相
通过野外岩芯编录工作对详查区钻孔岩芯进行观察和描述，识别出地层内主要发育2种大相，4种亚相、11种微相以及钻孔地层剖面的顶部与底部的边缘相（表3-4）。
①三角洲平原亚相
岩性主要为砂岩、粉砂岩、泥岩，砂质碎屑的分选性差，生物化石少。分流河道构成该亚相的主体。
详查区内的三角洲平原亚相发育不多，出现在岩层的顶、底层，但是在钻孔过程中并非所有孔都可见，不具有代表性，主要发育分流河道及河道间两个微相。
A 分流河道微相
以砂质沉积为主，粒度比邻近的微相稍粗。垂向上具下粗上细的间断性正韵律。发育板状、槽状交错层理，具有不对称波痕及冲刷－充填构造。化石少发育，最底部可发育植物碎片。
详查区主要沉积相类型及特征表3-4
镇赉西北沟地区该微相主要由灰色岩屑长石中、粗砂岩，发育交错层理。
B 河道间微相
水体浅，岩性主要为泥岩，其中夹少量透镜状的粉砂岩和细砂岩，通常发育水平纹理。主要岩性为杂色、褐红色、黄褐色粉砂质泥岩。
②三角洲前缘亚相
分布于岩层中部和下部的三角洲前缘亚相主要识别出了水下分流河道、河口坝、远砂坝、席状砂以及分流间湾微相。它由多个这样的微相沉积序列组成，是全区的主要沉积背景，在全区具有代表性，也是油砂矿床（藏）主要的储集单元（图3-15）。
A 水下分流河道微相
沉积物粒度较扇三角洲前缘水下分流河道较细，以灰色粗-中砂岩为主，多成松散状，成岩作用较弱，具有正粒序层理，并出现多期河道迁移叠加的现象。为油砂储集的优势微相，是平原环境中辫状河道入湖后在水下的延伸部分，为前缘的主体，岩石中泥质杂基含量极少。
B 河口坝微相
沉积物较水下分流河道细，以灰色-灰绿色的中-细砂岩为主，呈厚层状，粒度均一，多成松散状，成岩作用较弱，为油砂储集的优势微相。
C 远砂坝微相
沉积物较河口坝较细，以灰色-灰绿色的细砂-粉砂岩和泥岩组成，少量的中砂岩，多成互层状产出，见水平层理和小型交错层理，厚度较河口坝薄，有时可出现砂泥混杂现象，为油砂储集的优势微相。
D 席状砂微相
沉积物较远砂坝较细，以灰色-灰绿色粉砂岩为主，少量的细砂岩和泥质粉砂岩，成薄层状产出，为三角洲前缘末端的沉积部分。
E 分流间湾微相
沉积物为该沉积序列最细部分，以灰色-灰绿色-杂色泥岩为主，夹少量的泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，厚度大小不一，同时出现砂泥互层与砂泥混杂现象，并常与水下分流河道微相伴生。
图3-15 镇赉详查区油砂储集层沉积相平面分布图
③前三角洲亚相
岩层中识别出了前三角洲泥和浊流两个微相，由沉积的灰黑色泥岩和少量浊流形成的粉砂岩组成，并非所有钻孔都出现，不具有代表性。
④半深湖亚相
岩层中识别出了静水泥和浊流两个微相，由较厚静水泥沉积的灰黑色泥岩和少量浊流形成的粉砂岩组成，在全区的上部地层中都有出现，具有代表性。
2）沉积相对储集层的控制作用
因储集岩石形成时的水动力条件、搬运距离不同，使得各相带砂岩的粒度、分选、磨圆、杂基含量等岩石结构都不相同，进而影响储层物性。本区主要为三角洲前缘亚相沉积，发育水下分流河道、河口坝和远砂坝砂岩储集层，粒度具有变细的趋势，主要受沉积微相的控制，其中水下分流河道微相为储集层发育的优势微相。水下分流河道砂体其主体岩性为中、细粒砂岩，分流河道间沉积由粉砂岩和泥岩组成。由于水下分流河道迁移频繁，河道间沉积物往往受到侵蚀破坏，多以大小不等的透镜状和互层状出现在河道砂体中。
河口砂坝多由中、细粒砂岩(局部为含砾砂岩)组成向上变粗层序，见平行层理和中、小型交错层理。
远砂坝多由粉砂岩及少量的泥岩组成下细上粗的垂向层序，见小型槽状交错层理。
席状砂局部可见，有薄层状的粉砂岩出现在砂体中。
结合详查区内测试的各项参数可以看出油气的分布主要受沉积相的控制，以水下分流河道和河口坝微相砂体为较好储层，含油率等参数均达到可开采的标准（表3-5）（注：因为孔渗具有良好的对应关系，孔隙度测试值较好，所以渗透率仅选择了具有代表性的测试值）。
详查区油砂储层砂体成因类型及特征表表3-5
2.3.3 储集空间类型及组合特征
详查区内在上白垩统上部钻遇40～50m厚的嫩一段半深湖相暗色泥岩，是良好的区域性盖层。姚家组二段、三段地层中主要发育在三角洲前缘亚相中的储集层，其中主要识别出了水下分流河道、河口坝、远砂坝、席状砂以及分流间湾微相，期间交互出现的水进和水退所形成的砂泥岩相互叠置的地层关系，既形成了油砂的主要储集空间，也使形成的泥岩层对油气储集具有一定封堵性，构成了油砂矿床（藏）主要的储盖单元。
2.3.4 储层物性
（1）油砂矿物成分
通过岩石薄片鉴定，详查区内地层岩性主要为钙质的细砾岩、长石砂岩、岩屑长石砂岩以及粉砂质泥岩等。砂岩以块状构造，碎屑结构为主，碎屑颗粒主要为石英、长石、少量岩屑、生物碎屑，多为硅质胶结，次棱角状，分选中等；另
外还有少量的粒状暗色矿物，粒度均匀，多为中细粒，分选较好，填隙物主要为钙质胶结物，多为隐晶质结构，少量杂基多为粘土矿物。其中石英中可见气液包裹体。长石可见聚片双晶，多发生蚀变，表面粗糙。生物碎屑多为鲕状，外圈为环状方解石，内部为长英质。
在此基础上，吉林大学测试中心对镇赉县西北沟一带4个油砂样品进行了两次（2011-9-26、2011-9-27）X射线衍射检测，其结果详见表5-1。
油砂X射线衍射检测结果表表5-1
油砂矿岩石中主要以长石和石英碎屑为主，粘土矿物主要以蒙脱石为主。（2）油砂粒度
油砂的粒度较为均一，同种岩性的分选和磨圆较好，大多成岩作用较弱，呈松散砂状，少数成致密块状结构。
利用岩石颗粒的粒度分析报告，可以看出岩石以中砂-粉砂岩为主，粒径为3.906～500μm，含有少量粘土岩。通过矩法和图解法分析C值为343.13μm，M 值为145.84μm，分选系数为1.36，分选好（表5-2）。（注：φ为粒度的转化值，φ=-log2D，D为颗粒直径，C值为累计曲线上1%处对应的粒径，M值为累计曲线上50%处对应的粒径）。
（3）油砂矿的孔隙度和渗透率
对详查区内钻孔中取出的含油砂岩样品进行了物性分析实验，得出岩石的孔隙度为5.30%～47.21%，平均孔隙度为34.14%，渗透率为21.9～2460×10-3μm2，平均渗透率为671.3×10-3μm2（表3-7）。从图中可以看出详查区内储层孔隙度普遍较好，仅有局部孔隙度降低的特点（图3-18）。对含油砂岩样品进行化学分析结果统计，含油率大于3%的样品，其单井含油率为3.0％～26.6％，其平均含油率为8.53％；单井含油饱和度为7.03％～89.24％，其平均含油饱和度为36.73％。
油砂岩石粒度分析表表5-2
镇赉油砂西北沟详查区渗透率表表5-3
（4）油砂含水率、含砂率、含油率
由化工地质矿山第四实验室对详查区1707件油砂基本分析样品进行了检测，其中对1223件含油率在0.5％以上结果进行了含水率、含砂率、含油率统计，统计结果表明油砂中含油率在0.5％～3％者占43.91％，含水率0.4％～34.88％，平均13.44％；含油率0.5％～2.99％，平均2.20％。3％～5％者占19.22％，含水率1.6％～34.39％，平均12.29％；含油率3％～4％，平均3.51％。5％～10％者占29.03％，含水率0.69％～14.82％，平均10.26％；含油率5％～9.99％，平均6.46％。＞10%者占7.85％，含水率1.29％～9.69％，平均5.50％；含油率10.02％～17.89％，平均12.40％。详见表5-4。
镇赉县大岗－西北沟油砂矿水分、含砂量、含油量统计表表5-4