饶阳凹陷是冀中坳陷最富油气的一个凹陷,同时也是华北油田勘探成效最高的地区,随着陆相断陷盆地“洼槽聚油”理论的发展丰富,指导“下洼找油”勘探实践,亟待深化对洼槽区中深层储层特征的认识。本论文以饶阳凹陷洼槽区沙河街组中深层储层为研究对象,主要为马西、肃宁、大王庄、留西、留楚五个地区沙二段、沙三段深度大于3500m的地层。在前人研究成果的基础上,以构造地质学、沉积岩石学、石油地质学、油层物理学、油气储层地质学等学科理论为指导,通过钻井岩心、铸体薄片、阴极发光、扫描电镜、流体包裹体、碳氧同位素等观察鉴定、分析测试手段,结合大量常规薄片、粘土矿物X衍射、镜质体反射率、最大热解峰温、岩心物性、高压压汞、测井测试等分析化验报告,研究了饶阳凹陷洼槽区沙河街组中深层储层特征,主要取得以下主要认识和成果:(1)饶阳凹陷洼槽区沙二段、沙三段中深层储层砂岩具有较高的石英、长石含量,储层岩石类型主要为长石砂岩,岩屑长石砂岩次之,低成分成熟度和中等结构成熟度,杂基含量较低,胶结物类型多、含量高,以碳酸盐矿物中的方解石为主。(2)饶阳凹陷洼槽区中深层储层储集空间类型为孔隙型,偶见裂缝,沙二段以次生孔为主,沙三段储层次生孔发育,原生孔也发育,占比相当。总体上为低孔、特低孔、超低孔和低渗、特低渗、超低渗级储层,纵向上大致有三个孔隙度异常带,各地区差异明显,平面上以大王庄地区物性最好,肃宁、留楚地区次之。孔隙结构复杂多样,普遍为窄孔喉,分选差。(3)饶阳凹陷洼槽区中深层储层压实作用强烈,碳酸盐矿物、粘土矿物、硅质等胶结物普遍发育,利用Department of Geology University of Regina实验室激光微区测试的方解石胶结物碳氧同位素组成恢复古盐度Z值均小于120,为淡水成因,测算古地温为65~129.9℃,平均为102.8℃,主要集中在100~110℃,流体包裹体均一温度主要分布范围100~140℃,平均为115℃,均表明方解石胶结物形成于中成岩A期,为晚期成因,充填孔隙,堵塞吼道,严重致密储层。优质储层发育段次生孔隙发育,以长石溶蚀增孔最为重要,次生孔发育处通常原生孔也发育。(4)饶阳凹陷洼槽区3500~4500m沙二段、沙三段储层岩石经同生成岩阶段、早成岩阶段演化,总体已达到中成岩阶段A期,A1亚期有机质低成熟,有机酸产量高,为次生孔隙发育带,A2亚期有机质成熟,生油高峰,有机酸浓度降低,胶结作用出现,使物性较A1亚期差,孔隙度降低到8%~10%,少部分达到中成岩阶段B期。(5)初步建立了饶阳凹陷洼槽区沙河街组中深层储层分类分级评价标准,并对储层单井纵向、连井横向、平面展布特征进行综合评价,以Ⅳ类、Ⅲ类储层为主,Ⅱ类次之,少有Ⅰ类储层,优质储层主要发育在辫状河三角洲前缘水下分流河道砂、滨浅湖滩坝砂体,储层级别可以达到Ⅱb类。(6)饶阳凹陷洼槽区中深层储层发育控制因素包括构造作用、沉积因素、成岩作用共同控制,构造作用宏观上控制沉积体系,微观上形成裂缝,储集物性与石英长石含量正相关、与岩屑杂基胶结物含量均负相关,沉积微相控制砂体发育,分流河道砂、水下分流河道砂、点沙坝、滨浅湖滩坝砂体是饶阳凹陷优质储层砂体,压实胶结减孔明显,异常高压抗压实、油气充注抗胶结保孔,溶蚀作用增孔。(7)饶阳凹陷洼槽区中深层相对优质储层成因机制为刚性颗粒石英、长石高含量抗压实保孔,分选磨圆好、低杂基含量、相对较低胶结物,早期碳酸盐胶结抗压实,同时为晚期酸性溶蚀提供溶解物质,油气充注抗胶结保孔,异常高压抗压实压溶保孔,长石的大气淡水淋虑溶蚀和有机酸溶蚀先后作用产生大量次生孔隙,晚期碳酸盐胶结物少。综合沉积因素、储层物性和勘探现状对沙三段储层有利区带进行了预测。