济阳坳陷上石盒子组煤成气砂岩储层研究.pdf

第3 7 卷第3 期 中国矿业大学学报v 0 1 ．3 7N o ．3 2 0 0 8 年5 月J o u r n a lo fC h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g T e c h n o l o g yM a y2 0 0 8 济阳坳陷上石盒子组煤成气砂岩储层研究 吕大炜1 ，李增学1 ，房庆华1 ， 吴立荣2 ，刘海燕1 ，李文涛3 ，刘晓丽3 1 ．山东科技大学地球信息科学与工程学院，山东青岛2 6 6 5 1 0 ； 2 ．山东科技大学资源与环境工程学院，山东青岛2 6 6 5 i 0 ， 3 ．胜利油田有限公司地质科学研究院，山东东营2 5 7 0 1 5 摘要为了研究济阳坳陷煤成气致密砂岩储层特征及空间分布规律，运用沉积学、岩石学等方 法，结合扫描电子显微电镜、岩石薄片观察等实验手段，在详细研究测井、钻井资料的基础上，分 析了济阳坳陷上石盒子组煤成气砂岩储层岩石学特征、物性特征及空间展布特点．结果表明研 究区上石盒子组发育着以中、粗砂为主的河道充填相砂体，其成熟度较高、分布广泛，是煤成气的 主要储集层；砂岩储层孔隙度比较低，且随着埋深增加呈指数降低趋势，砂岩储层渗透率较差，总 体上属于特低孔低渗透率储层；砂岩储层填隙物以黏土杂基最为常见，含少量硅质、钙质、自生黏 土胶结物等；由于本区成岩作用强烈，砂岩储集空间中原生孔隙不发育，以次生为主；储层主要分 布在惠民凹陷、车镇凹陷东部、沾化凹陷西北部的孤北地区和东营凹陷部分地区． 关键词济阳坳陷；储层；孔隙度；渗透率 中图分类号T E1 2 2 ．2文献标志码A文章编号1 0 0 0 - 1 9 6 4 2 0 0 8 0 3 0 3 8 9 - 0 7 C o a lG a sS a n d s t o n eR e s e r v o i ro f U p p e rS h i h e z iF o r m a t i o no fP e r m i a n i nJ i y a n gD e p r e s s i o n，S h a n d o n gP r o v i n c e L VD a w e i l ，L IZ e n g x u e l ，F A N GQ i n g - h u a l ，W UL i - r o n 9 2 ， L I UH a l y a n l ，L IW e n - t a 0 3 ，L I UX i a o l i 3 1 ．C o l l e g eo fG e o I n f o r m a t i o nS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g ，S h a n d o n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ， Q i n g d a o ，S h a n d o n g2 6 6 5 1 0 ，C h i n a ；2 ．C o l l e g eo fN a t u r a lR e s o u r c ea n dE n v i r o n m e n tE n g i n e e r i n g ， S h a n d o n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，Q i n g d a o ，S h a n d o n g2 6 6 5 1 0 ，C h i n a ； 3 ．S h e n g l iO i l f i e l dC o ．L t d ，S i n o p e c ，D o n g y i n g ，S h a n d o n g2 5 7 0 1 5 ，C h i n a A b s t r a c t I no r d e rt os t u d yt h ec o a lg a sr e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h es p a c ed i s t r i b u t i o no f c o m p a c ts a n d s t o n e ，u s i n gt h es e d i m e n t a r ya n dl i t h o l o g ym e t h o d ，a n dt h es c a n n i n ge l e c t r i cm i c r o s c o p e ，t h er e s e r v o i rc h a r a c t e r i s t i c so fl i t h o l o g ya n dm a t e r i a la n dt h ed i s t r i b u t i o no fc o m p a c t s a n d s t o n eo fu p p e rS h i h e z if o r m a t i o ni nJ i y a n gd e p r e s s i o nw e r ea n a l y z e di nd e t a i lb a s e do nt h e a n a l y s i so ft h ew e l la n dw e l l l o g g i n g ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h em a i nr e s e r v o i ra ret h er i v e r c h a n n e ls a n d s t o n e sw h i c ha r em a i n l yc o a r s es a n dt om e d i u ms a n d b o d y ．T h es a n d s t o n ei so f h i g hm a t u r a t i o nd e g r e ea n dw i d ed i s t r i b u t i o n ．W i t ht h ei n c r e a s i n go fb u r i a ld e p t h ，t h ep o r o s i t y i sr e d u c e dw i t he x p o n e n t i a lf u n c t i o n ，a n dp e r m e a b i l i t yb e c o m ew o r s e ，w h i c hb e l o n g st ot h e r e s e r v o i ro ft h ew o r s tp o r o s i t ya n dw o r s ep e r m e a b i l i t y ．T h ef i l l i n gi ns a n d s t o n er e s e r v o i ri s 收稿日期2 0 0 7 0 5 3 0 基金项目国家重点基础研究发展计划 9 7 3 项目 2 0 0 3 C B 2 1 4 6 0 8 作者简介吕大炜 1 9 8 0 一 ，男，山东省烟台市人，博士研究生，从事储层沉积学方面的研究． E ．m a i l l v d a w e i 9 5 1 6 3 ．C 0 1 T IT e l 0 5 3 2 8 6 0 5 7 9 3 9 万方数据 3 9 0 中国矿业大学学报第3 7 卷 c l a yh e t e r o b a s e ，i n c l u d i n gal i t t l eo fs i l i c a ，c a l c a r e o u s ，a u t h i g e n i cc l a yc e m e n ta n dS Oo n ．B e c a u s eo ft h ei n t e n s i v es y n g e n e s i s ，t h ep o r es p a c ei sm a i n l ys e c o n d a r y ．S a n d s t o n er e s e r v o i rd i s t r i b u t e si nH u i m i ns a g ，e a s to fC h e z h e ns a g ，G u b e ia r e ao fs o u t hZ h a n h u as a ga n dp a r to f D o n g y i n gs a g ． K e yw o r d s J i y a n gD e p r e s s i o n ；r e s e r v o i r ；p o r o s i t y ；p e r m e a b i l i t y 煤成气已经具有相当长的研究实践，国内外研 究人员取得了很多研究成果[ 1 - 6 ] ．近年来，随着研究 深入，致密砂岩作为一种特殊气藏储集层，已在常 规天然气勘探开发生产实际中发现并进行了一定 的研究，取得了一些成果王群 1 9 9 4 等针对于大 庆地区深部致密砂岩的岩性复杂、物性差等特点， 提出了一套气层测井判别方法[ 7 1 ；吴志均等 2 0 0 3 在研究川西砂岩气藏时，利用试井曲线特征及解释 结果，将压裂后的裂缝分为4 类，从裂缝长度和裂 缝导流能力等方面对压裂效果进行了评价[ 8 1 ；李增 学等 2 0 0 6 研究济阳坳上石盒子组陷奎山段、万山 段和孝妇河段煤成气致密砂岩储层岩石学特征，结 合层序地层学方法，最终得出济阳坳陷上古生界煤 成气储层主要是上石盒子组河流相及湖泊滨岸相 砂岩沉积，储集空间为次生孔隙[ 6 ] ．以上有关致密 砂岩的研究具有一定的实践参考价值，但煤成气成 藏机制不同于石油天然气气藏特征，特别是在致密 砂岩中成藏，具有特殊性和典型性，因此，深入研究 煤成气致密砂岩储层特征及其成藏机理，在理论上 和实践上获得突破，具有重要的理论意义和应用价’ 值．目前，储集在二叠系致密砂岩储层内的煤成气 藏很少见，其成藏机理还不十分清楚．而且这类煤 成气藏的储集层位与源岩之间相隔了多个“砂组”． 这样，气的运移通道及其运移机理成为人们关注的 问题．因此深入研究其砂岩储集机理，查明煤成气 在致密层系中运、储、盖及成藏的特殊机制，分析致 密砂岩储层平面展布，具有十分重要的理论和实际 意义． 1地质概况 渤海湾盆地组成部分的山东地区，占生界煤系 发育，尤其足上古生界石炭一二叠系煤系地层分布 范围广、厚度较稳定．同属渤海湾盆地的华北苏桥、 大港乌马营及中原文留地区均已发现以古生界煤 系地层为烃源岩的煤成气田[ 9 ] ．济阳探区与这些地 区的地质背景相似，具备形成煤成气田 藏 的基本 条件．目前已在沾化凹陷渤9 3 、义1 5 5 井区、惠民 凹陷南坡曲古1 井和孤北区发现煤成气藏．该地区 煤成气具有良好的勘探前景．本文以山东济阳地区 上石盒子组煤层气砂岩储层为例，分析了煤成气砂 岩储层沉积及岩石学特点，初探砂岩储层物特征和 其空问展布． 济阳坳陷位于山东东北部，是渤海湾盆地内为 埕宁隆起和鲁西隆起所挟持的向西收敛向东撒开 的、近东西走向的一个一级负向构造单元，属于渤 海湾复式块断盆地的一部分，为一典型的新生代 “北断南超”箕状断陷盆地．其北部以埕宁隆起为 界，与黄骅盆地相邻；南部是鲁西隆起区；东临渤 海，西与临清块断盆地相连．坳陷内部发育有四排 凸起和三排凹陷．四排凸起依次为埕子口突起一 庆云凸起；义和庄凸起一无棣凸起一宁津凸起；陈 家庄凸起一滨县凸起；青城凸起一广饶凸起．凸起 之间三排凹陷自西北向东南依次为车镇凹陷、沾 化凹陷、惠民凹陷、东营凹陷[ 3 q J ． 2 沉积体系与沉积相 济阳坳陷上石盒子组由一系列陆相沉积序列 构成，即足在大规模海退时间导致盆地性质发生根 本性改变后的陆相河流一湖泊沉积充填序列．由于 后期构造作用强烈，研究区内的二叠系尤其是上部 地层保存不全，呈零星分布．通过对其沉积相研究， 研究区石盒子组沉积相可划分为2 种类型河流 相、湖泊相．不同的沉积相又可以划分多种沉积亚 相，不同沉积亚相可以划分不同沉积微相哺j ． 见表 1 、图1 ． 表1济阳坳陷上石盒子组沉积相类型表 T a b l e1 D e p o s i tf a c i e st a b l eo fU p p e r S h i h e z i f o r m a t i o ni nJ i y a n gD e p r e s s i o n 万方数据 第3 期吕大炜等；济阳坳陷上石盒子组煤成气砂岩储层研究 3 9 1 自然电位 岩心柱状电阻率 沉积微相沉积体系 蔓盎 ／。f 泛滥湖泊 越岸相 泛滥平原 决口扇 决口扇 河道充填 泛滥平原 河 流 决口扇 堤岸 沉 决口扇 积 决口扇 体 一 ， 泛滥平原 系 _ b ] 亡盈 二∑ I ～、、 、，、，．、，J ] 【j E Ⅲ 卒 一 ● l l ▲ ．．1 一I 土 决口扇 泛滥平原 河道充填 ．．．． ／ l ‘ j ⋯、 、 ●⋯●●●‘ 图1河流沉积序列及电测曲线特征 孤北古2 井、上石盒子组 ． F i g ．1 C h a r a c t e r i s t i c so fr i v e rs e d i m e n t a r ya n dw e l l l o g i n g G B G 2 ，u p p e rS h i h e z if o r m a t i o n 田日囡口日 含砾砂岩含砂泥岩铝质泥岩泥质砂岩泥岩 3 储层岩石学及组成成分特征 3 ．1 结构成熟度及粒度分析 碎屑岩的改造程度不但反映在成分上，也反映 在结构上．济阳坳陷地区上石盒子组砂岩主要是以 石英砂岩为主，含少量的长石砂岩、岩屑砂岩．通过 对济阳坳陷孤北古1 井、孤北古2 井等1 0 多口井 研究及前人分析[ 2 1 发现上石盒子组奎山段砂岩储 层以中砂、粗砂为主，砂岩的磨圆度绝大多数为次 棱角状，其次为次棱角一次圆状，结构成熟度比较 高． 平均粒径 M z 是粒度分析中反映粒度分布集 中趋势的重要指标参数，分选系数 S o 表示颗粒 析，可以认为湖泊三角洲平原相砂岩平均粒径比 较小，在0 ．8 1 7 ～1 ．4 1 3 之间，分选性系数在1 ．6 1 0 ～1 ．6 8 8 之间；其次为河道充填相沉积砂岩，平均 粒径在0 ．9 9 8 ～1 ．4 5 4 之间，分选性系数在1 ．6 2 5 ～1 ．8 4 1 之间；最大为决口扇与越岸相沉积，平均 粒径达到了2 ．6 6 9 ，分选性系数达到了2 ．6 6 6 ．综上 所述，分选性好或差与沉积微相、粒度有关，粒度粗 的砂岩较粒度细的砂岩分选较好，总体分选性为 好一中等，其中河道充填，三角洲平原砂体砂岩较 决口扇与越岸砂体砂岩分选好．详细情况见表2 ． 应用概率累积曲线图建立沉积环境的典型模 式，这一成果是维谢尔 V i s h e r ，1 9 6 5 ，1 9 6 9 提出来 的．不同沉积环境其砂质沉积物粒度概率图特征不 同，这对鉴定古代沉积环境有很大的意义．在研究 区，河道充填沉积物为中粗砂岩，粒度概率图主要 特点是悬浮次总体比较发育，跳跃组分和悬浮组分 的交截点在2 ．o ～3 ．0 ≯之闷，跳跃组分的C ．T ．为 0 ～一1 ．0 妒，跳跃组分的倾斜在6 0 。～6 5 。范围内， 具正的偏度和很尖锐的峰态 图2 a 中的孤北古2 井①，②，③ ．泛滥平原沉积物粒度概率图跳跃 组分分2 段，跳跃组分与悬浮组分交截点在2 ．0 ～ 3 ．0 妒之间，跳跃组分C ．T ．为0 ～2 ．0 妒，跳跃组分 的倾斜在4 5 。～6 5 。范围内，具正的偏度和尖锐峰态 图2 b 的孤北古3 井①，② ．河道边滩沉积相组 合为中细砂岩，跳跃组分分两段，跳跃组分与悬浮 组分的交截点在2 ．0 - - 3 ．09 ，跳跃组分C ．T ．为0 ～O ．5 妒，跳跃组分的倾斜在4 5 。～6 5 。范围内，具正 的偏度和很尖锐的峰态 图2 c 中的孤北古3 井③， ④ ．决口扇沉积物含中细砂岩，跳跃组分分2 段， 跳跃组分和悬浮组分的交截点在0 ～2 ．5 妒之间， 跳跃组分C ．T ．0 ～一1 ．09 ，跳跃组分的倾斜在 4 5 。- - - 6 5 。范围内，具正的偏度和尖锐峰态 图2 d 中 大小的均匀程度．通过对上石盒子组奎山段砂岩分 的孤北古1 井①，②，③ ． 表2 济阳坳陷上石盒子组砂岩粒度特征表 T a b l e2S a n d s t o n eg r a i nc h a r a c t e r i s t i c so fU p p e rS h i h e z if o r m a t i o ni nJ i y a n gD e p r e s s i o n 万方数据 3 9 2中国矿业大学学报 第3 7 卷 口 a 河道沉积 孤北古2 井 9妒伊 b 泛滥平原相 孤北古3 井 c 河道边滩沉积相组合 孤北古3 井 d 决口扇沉积 孤北古1 井 图2不同沉积相粒度概率曲线 孤北古1 ，2 ，3 井，上石盒子组 F i g ．2P r o b o b a t i l i t yc r u v eo f d i f f e r e n td e p o s i tf a c i e s w e l lG B G l ，2 ，3 ，U p p e rS h i h e z if o r m a t i o n 3 ．2 碎屑矿物 1 石英．本区石英含量比较高，最高达9 0 ％， 碎屑石英主要为单晶石英，常见多晶石英，含少量 燧石．单晶石英大部分来自岩浆岩，少量来自沉积 岩和变质岩． 图3 a ． 2 长石．砂岩中长石含量一般不太高，所见 长石多为钾长石类，如正长石、微斜长石和条纹长 石，斜长石主要为来自岩浆岩的中酸性长石．长石 常遭受高岭石化、绢云母化和碳酸盐化等次生变 化，碳酸盐化强烈的斜长石可全部或大部分发生变 m m m 化，仅保留长石碎屑的假象 图3 b ．长石受压实作 用的影响，常发生塑性和脆性变形，表现为双晶弯 曲、凹凸接触、破裂成碎粒状等． 3 岩屑．砂岩中岩屑组分较为复杂，在山西 组和下石盒子组，岩屑以燧石最为常见，上石盒子 组不常见，其次为泥岩岩屑． 图3 c 4 重矿物．重矿物碎屑少见，已鉴定出的有 绿帘石、磷灰石、电气石、十字石、石榴石等稳定矿 物，以绿帘石 主要来自于火山变质岩 较为常见． a 石英 b 长石 c 岩屑 图3碎屑矿物特征 F i g ．3 C h a r a c t e ro fe l a s t i cm i n e r a l s 3 ．3 填隙物 碎屑岩的填隙物包括杂基和胶结物．在研究 区，填隙物以黏土杂基最为常见，另有少量硅质、钙 质、自生黏土胶结物 见图1 ．根据对研究区内石 a J 黏土杂基 炭一二叠系砂岩岩石薄片、铸体薄片的观察、岩石的 胶结程度比较高，尤其胶结物主要是铁方解石、铁 白云石、黏土矿物，硅质胶结次之．强烈的胶结作用 使砂岩的物性变的很差． b 砂基与方解石 c 自生绿泥石 d 自生高岭石 图4填隙物特征 F i g ．4 C h a r a c t e r i s t i c so ff i l l i n g 1 杂基．本区砂岩中杂基含量普遍在7 ％左 右．杂基成分主要为伊利石和细粉砂，黏土杂基多 发生重结晶，呈显微鳞片结构 图4 a ，环绕碎屑物 质或平行定向分布，属正杂基．在某些巨粒砂岩中 也可看到与主要碎屑颗粒粒度相差悬殊的细粒或 极细粒砂，从水动力特征看，也属杂基 图4 b ． 舯彤“％如∞∞∞加2叭Ⅲ 哪螂g 9 9 7 5 3 ， n n ∞ 万方数据 第3 期吕大炜等济阳坳陷上石盒子组煤成气砂岩储层研究 3 9 3 2 胶结物．胶结物成分以硅质、钙质和绿泥石 质较为常见．硅质胶结物主要呈次生加大、粒状自 生石英和微晶一隐晶质玉髓3 种形式产出；钙质胶 结物呈泥晶、细粒粒状和连生结构3 种形式产出； 自生绿泥石则常以薄膜状环绕碎屑颗粒分布，应属 成岩作用早期的产物 图4 c ；自生高岭石在扫描 电镜下常呈书册状、假六方片状晶体 图4 d ． 3 ．4 砂岩储集体微观孔隙结构 据铸体薄片、岩矿薄片和电镜资料，分析表明 其储集空间主要是次生孔隙，本区储集空间类型主 要有以下3 种 1 粒问孔隙．研究区砂岩成岩作用强烈，原 生粒问孔保存较少，大部分的粒问孔隙是由于后期 溶蚀作用形成的．这种次生的粒间孑L 隙是由充填在 粒问孔隙之问的杂基或胶结物后期经溶蚀作用形 成．根据李增学[ 3 3 等人研究观点，研究区内砂岩原 生孔隙按孔径的大小可分为3 种 a ．正常粒问溶孔，其孔隙分布于颗粒和颗粒 之间，由粒问充填物 杂基和胶结物 溶蚀而成，溶 蚀作用一般不涉及到颗粒，孔隙边缘较规则，孔隙 与孔隙之间的喉道较狭窄；正常粒间溶孔基本反映 出了沉积时空间大小和形状，与原生孔隙结构完全 相同． b ．缩小的粒间溶孔，其结构如同缩小的原生 粒问孔隙，次生正常粒间孑L 隙和粒间孑L 隙在进一步 成岩过程中，发生了颗粒变形，颗粒接触处发生了 化学压实作用以及胶结作用使粒间溶孔较容易变 形缩小而造成的． c ．扩大的粒问溶孔，该种孑L 隙主要分布于颗 粒之间，但其范围已扩大到颗粒，由粒问填隙物和 颗粒边缘部分溶蚀而成，孔隙和孔隙之问喉道较 宽，许多孔隙相连成片，这类孑L 隙是在上一类孔隙 的基础上进一步溶蚀演化而来的．按填隙物的不同 可分为3 种粒间方解石溶蚀孔、粒间白云石溶孔、 泥质杂基中的溶孔． 2 粒内孔隙．粒内孑L 隙全是次生成因，主要 由长石、云母、岩屑、菱铁矿等不稳定颗粒内部溶蚀 形成的，主要发育在长石碎屑中，是长石颗粒沿解 理面溶蚀产生的．若颗粒和晶体被完全或几乎完全 溶蚀则形成铸模孔，它保留了原来颗粒的外形特 征，铸模孔的外源保存了一层泥质包壳，孔隙中间 有时残留一些溶解残余物质． 3 微孑L 隙和裂隙．微孔隙指长石、伊利石、绢 云母被溶蚀后，所形成的高岭石之问的微孔隙，有 片状，管状、不规则状等形态．裂隙均为次生成因， 包括岩石内和颗粒内裂隙2 种，前者规模较大，后 者规模较小，多为微裂隙．二者皆可划分为岩石内 裂隙和粒内裂隙． 4 ’储层物性特征 据大量岩心物性资料分析 图5 ，研究区孔隙 度在1 ．2 ％～1 1 ．6 ％之间，平均5 ．7 6 ％，孔隙度大 部分小于6 ％．渗透率在0 ．0 1 1 0 _ 3 ～0 ．6 7 5 1 0 _ 3 9 m 2 之间，平均0 ．1 6 2 1 0 _ 3p m 2 ，综合以上研 究，该储层属于特低孔低渗透率型储层． 4 0 莲3 0 釜 鑫2 0 删 缸1 0 】 ．7012345 6 7 8 91 0 1 1 1 20 0 ．10 ．20 ．3 0 ．4 0 ．50 ．6 0 孔隙度，％渗透率门0 - 3 岬‘2 图5济阳坳陷孔隙度、渗透率分布 孤北古1 ，2 ，3 井，上石盒子组 F i g ．5 D i s t r i b u t i o nm a po fp o r i t ya n dp e r m e a b i l i t yi n J i y a n gd e p r e s s i o n G B G l ，2 ，3 ，u p p e rS h i h e z if o r m a t i o n 4 ．1 孔隙度与埋深关系 地温与压力受到埋藏深度的控制，在不同温度 与压力环境下形成不同的成岩产物．一般情况下， 埋藏在25 0 0 ～50 0 0m 之问，成岩度中等一强，储 层以次生孔隙为主，多形成低渗致密储层[ 1 州．研究 区内石盒子组砂岩普遍埋藏在36 0 0m 以下，根据 大量的岩心资料分析，孔隙度随着深度的增加而降 低 图6 a ，在36 0 0m 以下的孑L 隙度与埋深呈指数 形式降低． 孔隙度／％ 3 6 0 0 3 8 o 吕 越 嫩 糖4 0 0 0 到 童 ， 莹 谆 熠 璐 O ．7 0 ．6 0 ．5 O ．4 O _ 3 0 ．2 O ．1 a 孔隙度与埋深关系 0 24681 0 1 2 孔隙度／％ b 孔隙度与渗透率关系 图6孔隙度与埋深关系，孔隙度与渗透率关系 F i g ．6 R e l a t i o nb e t w e e np o r o s i t ya n dd e p t h ， t h er e l a t i o nb e t w e e np o r o s i t ya n dp e m e a b i l i t y 万方数据 3 9 4中国矿业大学学报第3 7 卷 4 ．2孔隙度与渗透率关系 渗透率随着孔隙度增大，存在着增加的趋势． 在常规储层中，孔隙度与渗透率具有明显的正相关 关系，而在低孑L 低渗透率储层中的孔隙度与渗透率 正相关关系不强[ 1 引．如图6 b ，造成这一现象原因是 由于本区压实作用和胶结作用非常强烈，大量孔隙 是由于碎屑颗粒和胶结物等溶解或部分溶解后形 成的，其孔隙小，呈分散状态，连通性差． 4 ．3 砂体粒度中值与孔隙度、渗透率关系 反映粒度分布的重要因素是砂体粒度中值 M z ，即碎屑物质的粒度分布一般是趋向于围绕 着一个平均数值，该数值就是粒度中值或平均粒 径．该指标受2 个因素控制1 沉积物介质的平均 动力能；2 来源物质的原始大小．而砂岩的孔隙度 取决于粒度组分、排列方式及胶结物的数量和成 分．砂一粉砂岩的有效孔隙度随粒度中值的增大而 升高．粒度中值和分选性对渗透性的影响更大．粒 度越细，分选越差，渗透性就越低．对于以残余原生 孔隙或粒间孔为主的储层来说，砂岩的粒度均值与 储层的孔隙度和渗透度关系密切，随着砂岩颗粒的 粒度增大，分选性变好，孑L 隙度和渗透率逐渐增 高[ 1 引．统计表明 图7 ，该区孔隙度与粒度中值、渗 透率与粒度中值均呈现正相关关系． 1 0 ’8 善6 菇 酶2 00 ．20 ．40 ．60 ．8 粒度中值 0 0 渗透率 图7粒度中值与孔隙度、渗透率的关系 F i g ．7 R e l a t i o n so ft h eg r a n u l i t ym e d i u m a n dp o r o s i t y ，p e m e a b i l i t y 5 砂岩空间展布 由于后期剧烈构造变化造成二叠系上石盒子 组顶剥蚀严重，济阳坳陷上石盒子组砂岩平面分布 比较零星 图8 ．其中，在惠民凹陷比较发育最好， 分布广泛，最厚达8 0 m 以上 高参1 井、曲古2 井 ，而在沾化凹陷、车镇凹陷、东营凹陷砂岩不太 发育，分布局限，仅分布在沾化凹陷东北部 孤北古 1 、2 、3 井 、车镇凹陷东部 沾1 3 井 以及东营凹陷 北部 王1 1 0 井 ． 图8济阳坳陷上石盒子组砂岩平面分布 F i g ．8 S a n d s t o n ep l a i nd i s t r i b u t i o no f u p p e rS h i h e z if o r m a t i o ni nJ i y a n gd e p r e s s i o n 济阳坳陷内上石盒子组主要发育着湖泊三角 洲滨岸相砂体、河道充填相砂岩体、决口扇砂体，其 中，河道充填相砂体分布广泛，多为含砾砂岩．砂体 颗粒磨圆度差，分选性中等，分布于河道下切底部 不整合面处，底部具有明显的冲刷界面，呈现透镜 状展布 图9 ，砂体规模大，为较厚的煤成气储集 层．决口扇相砂体是由细砂岩、粉砂岩组成，岩体形 态呈舌状，向河漫平原方向变薄、尖灭，剖面呈透镜 状，亦可为煤成气储集层．由于三角洲滨岸相沉积 砂体分布相对较小，多为细砂岩、粉砂岩，因此储集 性相对比较差． 图9济阳坳陷上石盒子组砂岩剖面分布 F i g ．9 S a n d s t o n ec r o s sd i s t r i b u t i o no f u p p e rS h i h e z if o r m a t i o ni nJ i y a n gd e p r e s s i o n 6 结论 1 研究区内上石盒子组沉积体系为河流一湖 自沉积体系，主要沉积相为河流相和湖泊相，按照 沉积环境不同相应划出了沉积亚相及沉积微相； 2 研究区内砂岩以石英砂岩为主，含少量的 长石砂岩和岩屑砂岩．主要为河道充填相砂岩，砂 万方数据 第3 期 吕大炜等济阳坳陷上石盒子组煤成气砂岩储层研究 3 9 5 岩的磨圆度主要为次棱角状，结构成熟度高；填隙 物主要为黏土杂基，少量钙质、硅质胶结物等； 3 砂岩储层中的储集空间主要有粒间孔隙、 粒内孔隙、微孔隙及裂缝．其中，原生孔隙不发育， 粒间孔隙、粒内孔隙及裂缝均以次生为主，储集空 间主要是以次生孔隙为主； 4 研究区内上石盒子组砂岩孔隙度较低、渗 透率较差，储层物性差．孔隙度与随埋深增加呈指 数降低趋势，而与渗透率正相关关系不强；孔隙度 与粒度中值、渗透率与粒度中值呈正相关关系．综 合评价该区储层为特低孑L 隙低渗透率储层； 5 济阳坳陷内上石盒子组主要发育着河道充 填相砂体、湖泊三角洲滨岸相砂体、决口扇砂体．从 岩性变化和砂岩平面分布来看，河道充填相砂体分 布广泛，易形成较厚的储集层，其次决口扇砂体也 可作为煤成气储层；平面上由于构造演化造成剥蚀 严重，砂岩呈现零星分布，惠民凹陷砂岩发育比较 好，而在沾化凹陷、车镇凹陷、东营凹陷砂岩不太发 育，只是个别区域发育比较好． 参考文献 。I ‘E I C H M U L L E RM ．T h es i g n i f i c a n c eo fc o a l l i f i c a t i o ns t u d i e st Og e o l o g y - - ar e v i e w1 1 J 3 ．B u l l e t i nD e s C e n t r e sD eR e c h e r c h e sE x p l o r a t i o n - P r o d u c t i o nE L F 二 Aq u i t a i n e ，1 9 8 1 ，5 2 4 9 1 5 3 4 ． W A I T E RB ，A Y E R SJ R ．C o a l b e ds y s t e m s 。r e s o u r c e sa n dp r o d u c t i o na n dar e v i e wo fc o n t r a s t i n g c a s e sf r o mt h eS a nJ u a na n dp o w d e rr i v e rb a s i n s [ J ] ．A A P G ，2 0 0 2 ，8 6 1 1 1 8 5 3 1 8 9 1 ． 戴金星，戚厚发，王少昌，等．我国煤系的气油地球 化学特征、煤成气藏形成条件及资源评价F M ] ．北 京石油地质出版社，2 0 0 1 ．I 。 杨俊杰，胡朝元，石宝衍，等．煤成气地质研究1 1 M 3 ． 北京石油地质出版社，1 9 8 7 ． 张新民，庄军，张遂安．中国煤层气地质与资源评 价1 1 M 3 ．北京科学出版社，2 0 0 2 ． 李增学，刘华，余继峰，等．山东济阳石炭一二叠系 煤成气储层沉积研究[ J ] ．沉积学报，2 0 0 6 。2 4 4 5 0 5 - 5 1 0 ． L IZ e n g - x u e ，L I UH u a ，Y UJ i - f e n g ，e ta 1 ．S t u d yo f c o a l - f o r m e dg a sr e s e r v o i rs e d i m e n to fC a r b o n i c - P e r - m i a ns y s t e mi nJ i y a n gS h a n d o n g 口] ．A c t aS e d i m e n t o l o g i c aS i n i e a 。2 0 0 6 。2 4 4 5 0 5 5 1 0 ． r 7 3 王群，宋延杰，张淑梅．大庆地区深部致密砂岩气 层识别方法[ J 3 ．大庆石油学院学报，1 9 9 4 ，1 8 2 2 2 2 5 ． W A N GQ u n ，S O N GY a n - j i e ，Z h A N GS h u - m e i ．T h e s t u d yo nt h em e t h o d su s e dt od e l i n e a t et h ed e e pt i g h t g a sb e a r i n gs a n d si nD a q i n go i lf i e l d l l J 3 ．J o u r n a lo f D a q i n gP e t r o l e u mI n s t i t u t e ，1 9 9 4 ，1 8 2 2 2 - 2 5 ． 1 1 8 3 吴志均，唐红君。安风山．川南新场致密砂岩气藏层 理缝成因探讨1 1 J 3 ．石油勘探与开发，2 0 0 3 ，3 0 2 1 0 9 1 1 1 ． w UZ h i - j a n ，T A N GH o n g - j u n 。A NF e n g - s h a n ． C a u s e s eo fb e d d i n gf r a c t u r e so ft i g h ts a n dg a s r e s e r - v o i ri nX i n c h a n g ，w e s tS i c h u a nr e g i o n l l J ] ．P e t r o l e u m E x p l o r a t i o na n dD e v e l o p m e n t ，2 0 0 3 ，3 0 2 1 0 9 - 1 1 1 ． [ 9 ] 朱炎铭，秦勇，王猛，等．黄骅坳陷石炭一二叠纪 煤成烃演化的构造控制1 1 J ] ．中国矿业大学学报， 2 0 0 6 ，3 5 3 2 8 3 - 2 8 7 ． Z H UY a n - m i n g ，Q I NY o n g 。W A N FM e n g ，e ta 1 ． T e e t o n i ec o n t r o lo nt h eh y d r o c a r b o n - g e n e r a t i o ne v o - l u t i o no fp e r m o - e a r b o n i f e r o u sc o a li nH u a n g h u ad e - p r e s s i o nV J ] ．J o u r n a lo fC h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g T e c h n o l o g y