影响碎屑岩储层特征的地质因素很多,概括起来主要有两个方面:一是沉积作用,如沉积方式、水动力条件、粒度、分选和排列方式等;二是成岩作用,如压实、胶结、充填、溶蚀和自生黏土等。
1.沉积方式
早在20世纪80年代中期,裘亦楠等在研究我国不同类型河道砂体非均质特征的沉积成因时就提出:沉积方式是控制层内非均质性的直接沉积因素。所谓沉积方式是指碎屑物堆积成砂体时所经历的方式,通常分为8类,即侧积、垂积、前积、填积、选积、浊积、漫积和筛积。侧积指砂体加积方向与碎屑物搬运方向成直交;垂积指碎屑物沉积直接向上延伸而不发生任何侧向移动;前积是指碎屑物于一定环境上在多次沉积事件中不断向前(从上游向下游方向)加积,加积方向与碎屑物搬运方向一致,形成的砂体层内为反粒序;填积是指水下物的供给超过河流携带能力,即所谓“超载”条件下的沉积方式;选积是指沿岸环境碎屑物在波浪往返筛选作用下的沉积方式;浊积指浊流携带的碎屑物在搬运时的沉积方式;漫积是碎屑物全都处于悬浮状态下的沉积;筛积是指冲积扇环境中细粒碎屑物被筛滤后只留下较粗的砾石骨架的沉积方式。
其中沉积作用是影响储层宏观特征的直接因素。按照沉积方式分类,三肇凹陷扶杨油层三角洲分流河道砂体的形成以填积方式为主。这类分流河道形成后活动生命很短,从形成河道、沉积物充填到断流转移,是在一个短暂的时间内完成的。这种快速充填式沉积,使得碎屑物在沉积过程中形成的砂体具有粗粒的正韵律粒序,层内夹层主要分布于砂体上部,向上夹层出现频率增加,因此层内渗透率分布呈现向上变低的特点。
三角洲内前缘河口坝砂体形成时以前积沉积方式为主,这种特殊的沉积方式,使得由上游向下游,下一次沉积事件上游相带较粗的碎屑物上覆于上一次沉积事件下游相带较细的碎屑物上,因此在垂向沉积剖面上,出现向上变粗的反韵律粒序,粒度下细上粗,渗透率下小上大,有规律地向上变化,最高渗透率段处于砂层顶部,这种以前积作用形成的砂体内部薄泥质夹层一般分布于砂体下部,而且有相当的连续性,出现的频率往上急剧减少。
三角洲前缘席状砂形成时则与选积作用有关。选积作用把从坝顶(如河口坝)簸选下来的细粒碎屑物带到坝缘或远离坝缘。在湖盆内重新沉积,因此其分选性好,由于湖水能量较小,簸选下来的细粒少,一般只形成一些薄席状砂,砂质分选好,层内渗透率比较均匀,很少出现内夹层。
2.水动力条件
砂体几何形态、规模及侧向连续性是储层研究的主要内容,控制其分布特征的地质因素主要有两方面:一是河流本身的水动力学条件;二是沉积盆地的沉降速率和河流转移的相对快慢。三肇凹陷扶杨油层沉积时,盆地基本上处于稳定或沉降速率很慢的时期,因此影响扶杨油层储层分布的地质因素主要是水动力条件。
水动力学条件主要包括河宽、水深、流量、碎屑物负荷、推移质与悬移质比等。这些因素基本决定了一次河流活动到断流转移的时间单元内河流沉积的砂体宽度。不言而喻,河流规模愈大,水动力条件越强,沉积砂体愈宽,即形成的三角洲砂体规模越大,砂体侧向连续性越好。
三肇凹陷扶杨油层沉积时,河流规模较小,河深一般仅数米,河宽数十米到数百米,水动力条件较弱,所以形成的砂体规模小,侧向连续性差,砂体整体发育较差。
3.骨架颗粒及填充物
骨架颗粒及填隙物对储层特征的影响主要体现在影响储层孔隙度、渗透率等物性特征上。原始沉积时,因受成岩作用影响小,其骨架颗粒的粒度和分选基本控制了沉积砂体原始孔隙度大小及分选,即粒径越大,分选越好,含基质成分越少,孔、渗性就越高。但这种原始的储层物性不会永远保存下来,它们在成岩过程中将得到不同程度的改造。在强烈的成岩作用影响下,会引起孔隙几何形态失去其本来面貌,使渗透率与颗粒大小及分选之间的关系变得模糊不清。