長(zhǎng)嶺氣田登婁庫(kù)組沉積相研究

魏鐵軍　阮寶濤　郭建林　閆海軍　李忠誠(chéng)

文章編號(hào)：1006-6535(2009)02-0021-02

摘要：為了明確長(zhǎng)嶺氣田沉積相對(duì)儲(chǔ)層的控制作用，指導(dǎo)氣田高效開(kāi)發(fā)，通過(guò)對(duì)沉積背景、巖心描述、粒度分析等資料綜合研究，確定了長(zhǎng)嶺氣田登婁庫(kù)組儲(chǔ)層為淺湖背景三角洲平原相沉積，主要發(fā)育于分支河道、河道間、決口扇和天然堤等4種微相類型。結(jié)合測(cè)井、巖心分析等研究，確定了各微相特征及分布規(guī)律，明確了沉積微相對(duì)有效儲(chǔ)層的控制作用，其中，分支河道為有效儲(chǔ)層發(fā)育的主要微相類型，決口扇和天然堤次之，河道間微相則不發(fā)育有效儲(chǔ)層。

關(guān)鍵詞：登婁庫(kù)組；沉積微相；三角洲平原；儲(chǔ)層；長(zhǎng)嶺氣田

中圖分類號(hào)：TE121.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

前 言

長(zhǎng)嶺斷陷為松遼盆地南部面積最大、油氣資源最豐富的斷陷^[1，2]。長(zhǎng)嶺氣田位于其中央凸起帶東南部。登婁庫(kù)組氣藏為低孔、低滲致密砂巖氣藏，儲(chǔ)層沉積時(shí)期對(duì)應(yīng)盆地?cái)噗贽D(zhuǎn)換時(shí)期，地層厚度變化較大，儲(chǔ)層埋深3 300～3 700 m，完鉆井通過(guò)大型壓裂最高可獲得10×10⁴m³/d的高產(chǎn)氣流。通過(guò)對(duì)儲(chǔ)層沉積相研究，確定目的層沉積相類型、微相分布規(guī)律及沉積微相對(duì)有效儲(chǔ)層的控制作用，對(duì)氣田高效開(kāi)發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。

1 氣藏概況

長(zhǎng)嶺氣田自下而上主要發(fā)育上侏羅統(tǒng)火石嶺組，下白堊統(tǒng)沙河子組、營(yíng)城組、登婁庫(kù)組及泉頭組一段、二段。火石嶺組、沙河子組、營(yíng)城組沉積于斷陷發(fā)育期，火山活動(dòng)強(qiáng)烈，形成大面積火山巖。登婁庫(kù)組沉積于盆地?cái)噗贽D(zhuǎn)換期，盆地水體變淺，廣泛發(fā)育淺水湖泊環(huán)境下的三角洲沉積體系^[3，4]。根據(jù)成像測(cè)井解釋以及沉積背景可以確定沉積物源主要來(lái)自盆地南部^[5]，登婁庫(kù)組沉積中晚期，湖盆水體進(jìn)一步變淺，以三角洲平原沉積為主，儲(chǔ)層巖性以粉細(xì)砂巖為主，地層平均厚度為100～300 m，可分為2段8個(gè)砂層組。登婁庫(kù)組沉積前地表高差較大，導(dǎo)致6～8砂層組砂巖組在構(gòu)造高部位向上超覆缺失，使登婁庫(kù)組整體上厚度變化較大，但1～5砂層組厚度穩(wěn)定。根據(jù)測(cè)井解釋、試氣及巖心分析化驗(yàn)資料進(jìn)行儲(chǔ)量評(píng)價(jià)認(rèn)為，3、4砂層組儲(chǔ)集物性及砂體連通性、連續(xù)性較好，其天然氣儲(chǔ)量約占登婁庫(kù)組的90%。

2 沉積相標(biāo)志

2.1 顏色標(biāo)志

根據(jù)取心井的巖心觀察，登婁庫(kù)組泥巖普遍為暗色，以灰色、灰黑色泥巖為主，常見(jiàn)泥炭與生物擾動(dòng)痕跡，常夾薄層粉砂巖，為典型三角洲平原上分流河道間沼澤沉積^[6，7]。砂巖以灰白粉細(xì)砂巖為主，沉積韻律清晰，多見(jiàn)炭質(zhì)。

2.2 巖石學(xué)標(biāo)志

薄片分析表明，登婁庫(kù)組砂巖成分類型比較單一，成分成熟度較低，石英含量一般為35%～40%，長(zhǎng)石含量一般為20%～30%，巖屑含量一般為30%～40%(部分井段高達(dá)45%，巖屑成分以火山巖為主)。顆粒分選性為中等—較好，磨圓度一般為次圓狀，結(jié)構(gòu)成熟度中等。

2.3 粒度標(biāo)志

沉積物粒度結(jié)構(gòu)和粒級(jí)特征受沉積時(shí)水動(dòng)力條件和搬運(yùn)距離控制，可以反映原始沉積狀況，是定量判別沉積微相的重要相標(biāo)志。粒度分析表明，研究區(qū)登婁庫(kù)組巖性以粉細(xì)砂巖為主，平均含量為88.64%，顆粒分選中等，粒徑一般為0.05～0.25 mm；泥巖次之，平均含量為11.23%；含少量中砂巖。

登婁庫(kù)組砂巖粒度概率曲線均為兩段式，懸浮總體發(fā)育，含量為30%～40%，曲線斜率小于30°；跳躍組分含量為60%～70%，曲線斜率大于60°；滾動(dòng)總體不發(fā)育；懸浮總體與跳躍總體交叉點(diǎn)在0.125 mm處。粒度累積概率曲線反映了水道搬運(yùn)沉積典型特征^[8]。

2.4 沉積構(gòu)造標(biāo)志

沉積構(gòu)造是沉積水動(dòng)力條件的直接反映，具有良好指相性。長(zhǎng)嶺氣田長(zhǎng)深1井區(qū)(為目前投入開(kāi)發(fā)井區(qū))登婁庫(kù)組取心井段發(fā)育水平層理、板狀交錯(cuò)層理、平行層理、槽狀交錯(cuò)層理及流水沙紋層理等多種三角洲平原亞相典型沉積構(gòu)造，河道底部沖刷面特征明顯，反映水流沖刷搬運(yùn)沉積物特征。

2.5 剖面結(jié)構(gòu)特征

剖面結(jié)構(gòu)特征不僅能夠反映巖性變化，也能夠指示沉積環(huán)境。長(zhǎng)嶺氣田取心井剖面結(jié)構(gòu)最常見(jiàn)“沖刷面泥礫—中細(xì)砂巖—細(xì)砂巖—粉細(xì)砂巖—粉砂巖—泥巖”的正韻律結(jié)構(gòu)，反映湖平面持續(xù)上升、湖岸線不斷后退的正旋回沉積序列。

2.6 沉積相識(shí)別

根據(jù)各種沉積相標(biāo)志，結(jié)合區(qū)域沉積背景，綜合錄井、測(cè)井、巖心等多種資料分析認(rèn)為，長(zhǎng)嶺氣田登婁庫(kù)組為淺湖背景下的三角洲沉積體系沉積產(chǎn)物，為三角洲平原亞相。

3 沉積微相研究

3.1 沉積微相特征

根據(jù)取心井觀察分析，結(jié)合單井沉積微相分析，長(zhǎng)嶺氣田登婁庫(kù)組主要發(fā)育分支河道、分支河道間、天然堤、決口扇等4種沉積微相類型。

3.1.1 分支河道

分支河道沉積巖性偏細(xì)，分選磨圓較好，巖性以細(xì)砂巖為主，上部為粉砂巖；沉積構(gòu)造以槽狀交錯(cuò)層理、塊狀層理、板狀層理、平行層理為主，上部發(fā)育沙紋層理，底部發(fā)育沖刷面；單砂體厚度一般為2～4 m，最大可達(dá)5～6 m，復(fù)合砂體厚度一般為6～15 m；自然電位曲線以鐘形和箱形為主，部分層段發(fā)育齒化現(xiàn)象；具有正韻律特征，但多期河道疊加時(shí)韻律不明顯。

3.1.2 天然堤

天然堤位于分支河道兩側(cè)河岸，為洪水作用產(chǎn)物，隨洪水每次上漲，天然堤不斷加高。天然堤高度范圍與分支河道規(guī)模成正比，其最大高度一般可代表分支河道最高水位。天然堤微相沉積巖性通常以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主或與粉砂質(zhì)泥巖互層。天然堤微相自然電位曲線形態(tài)常呈中—低幅正齒形或指形與正齒形的組合，沉積厚度一般小于5 m。

3.1.3 決口扇

決口扇為洪水越岸并沖決天然堤在分支河道間形成扇形堆積體的沉積，沉積巖性一般為細(xì)砂巖、粉砂巖，底面常發(fā)育沖刷痕跡。決口扇微相在研究區(qū)發(fā)育較少，沉積韻律一般為反韻律，自然電位曲線呈低幅漏斗形，厚度平均為5 m。

3.1.4 分支河道間

登婁庫(kù)組分支河道間微相沉積巖性以暗色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾薄層粉砂巖為主，可見(jiàn)水平層理、凸鏡狀層理。自然電位曲線形態(tài)呈低幅齒化或近平直基線。

3.2 沉積微相分布

通過(guò)對(duì)單井相分析統(tǒng)計(jì)，登婁庫(kù)組4種沉積微相中以分支河道最為發(fā)育，按各微相厚度統(tǒng)計(jì)占總厚度的56%；其次為分支河道間微相，占28%；決口扇和天然堤微相發(fā)育較少，分別占7%和9%。

縱向上，5、6砂組砂巖組以分支河道間微相最為發(fā)育。分支河道微相主要發(fā)育在3、4砂巖組，比例達(dá)60%以上：4砂巖組沉積期，水體開(kāi)始變淺，水動(dòng)力條件加強(qiáng)，三角洲分支河道規(guī)模增大，分布區(qū)域增加，同時(shí)，由于河道改造較為明顯，河道間沉積規(guī)模較??；3砂巖組沉積期分支河道沉積規(guī)模與4砂巖組沉積期相當(dāng)，水流控制范圍較大，沉積微相類型以分支河道和河道間為主。

3.3 沉積微相對(duì)有效儲(chǔ)層的控制作用

不同沉積微相水動(dòng)力條件差別較大，沉積碎屑成分、結(jié)構(gòu)、粒度、分選、單層厚度等的不同導(dǎo)致儲(chǔ)層原始儲(chǔ)集條件不同，同時(shí)，后期成巖作用也對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集條件具有明顯的控制作用。統(tǒng)計(jì)表明，長(zhǎng)嶺氣田登婁庫(kù)組儲(chǔ)層物性與沉積微相間存在明顯相關(guān)，不同的沉積微相砂體儲(chǔ)集物性明顯不同，三角洲平原分支河道砂體儲(chǔ)集物性明顯好于其他微相砂體(表1)。因此，分支河道砂體孔隙度、滲透率值均較高，為主要有效儲(chǔ)層微相單元；決口扇和天然堤儲(chǔ)層物性較差，目前基本為開(kāi)發(fā)不可動(dòng)用儲(chǔ)層；分支河道間物性差，不發(fā)育有效儲(chǔ)層。

4 結(jié) 論

(1) 長(zhǎng)嶺氣田登婁庫(kù)組地層主要為淺湖環(huán)境下的三角洲沉積體系，亞相類型屬于三角洲平原亞相，主要發(fā)育分支河道、決口扇、天然堤和分支河道間4種沉積微相。

(2) 沉積微相是長(zhǎng)嶺氣田登婁庫(kù)組有效砂體分布的主要控制因素之一，有效儲(chǔ)層主要分布于三角洲平原分支河道微相砂體，其儲(chǔ)集物性明顯好于其他微相沉積砂體。

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編輯 董志剛