鎮(zhèn)53井區(qū)長81儲層沉積微相研究

曲春霞，張永強，林艷波，王選茹，楊衛(wèi)國

（1.西安石油大學(xué)；2.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院；3.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室；4.中國石油長慶油田分公司第五采油廠）

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部，區(qū)域上屬陜北斜坡西南段，為西傾單斜背景上局部發(fā)育的微弱鼻狀構(gòu)造。

鄂爾多斯盆地三疊系延長組是一套內(nèi)陸湖泊—三角洲碎屑沉積，湖盆經(jīng)歷了發(fā)展期、興盛期、衰亡期。延長組深、淺湖相暗色泥巖及油頁巖有機質(zhì)豐富，尤其是長7段地層，湖盆中心烴源巖厚度達50～100 m，既是良好的生油巖，又是區(qū)域蓋層［1］。沿深湖相邊緣發(fā)育的三角洲前緣砂體和三角洲分流河道砂體為良好的油氣儲層。由于縱向沉積的多旋回性和橫向上沉積相帶的變化，淺湖相砂泥巖或三角洲分流間灣泥質(zhì)巖為延長組大面積、多層系復(fù)合巖性圈閉的形成創(chuàng)造了條件，并使延長組成為主要的含油層系［2］。延長組平面上可劃分為兩大沉積體系，即東北沉積體系和西南沉積體系；縱向上自下而上可劃分為3期儲蓋組合，即長8—長7期儲蓋組合、長6—長4+5期儲蓋組合以及長3—長1期儲蓋組合。研究區(qū)屬西南沉積體系，三疊紀時由于受西南物源控制，長8段儲層形成一套以碎屑巖為主的沉積物。研究區(qū)湖盆經(jīng)過長7期的擴張后開始收縮，到長3期收縮較快，其沉積環(huán)境自大面積的水下沉積演變?yōu)樗铣练e，直至深湖相消失并全部演變?yōu)闇\湖相沉積［3］。

在區(qū)域標志層控制下，依據(jù)電性曲線的組合特征，并參考地層厚度及長8段頂部局部分布的凝灰?guī)r低電阻、低自然電位、低密度、高時差、高自然伽馬的曲線特征，將長8段儲層劃分為長81和長82共2個小層，其中長81為主要含油層［4］，本次研究以該小層為主。

2 沉積特征

2.1 沉積物特征

研究區(qū)長81儲層的砂巖以灰色、灰綠色、深灰色和灰褐色為主，泥巖多為灰黑色，沉積巖中含有機質(zhì)如碳質(zhì)、瀝青、分散狀硫化鐵等物質(zhì)。該儲層整體表現(xiàn)為水下還原條件的暗色特征［5］。

2.2 巖石成分

研究區(qū)長81儲層碎屑巖成分有石英、長石和暗色巖屑，長石含量為30.6%，石英含量為29.8%，巖屑含量為24.0%（圖1）。該儲層巖石成分成熟度低，結(jié)構(gòu)成熟度中等，巖石顆粒的磨圓呈次圓—次棱角狀，磨圓度差，分選性中偏好。

圖1 鎮(zhèn)53井區(qū)長81儲層砂巖分類圖Fig.1 The components of sandstone of Chang 81reservoir in Zhen 53 well field

2.3 沉積構(gòu)造特征

沉積構(gòu)造是沉積巖在沉積過程中或沉積后固結(jié)成巖前形成的構(gòu)造現(xiàn)象［6］。前者稱沉積構(gòu)造，后者稱準同生變形構(gòu)造，它們可反映沉積介質(zhì)的性質(zhì)和能量強弱，成為沉積環(huán)境的重要標志之一。研究區(qū)底部多發(fā)育透鏡狀層理、波狀層理，并伴有水平紋層及生物擾動構(gòu)造，常為粉砂巖、泥巖；中部以交錯層理為主，如板狀交錯層理及槽狀交錯層理，并伴有水流波痕、浪成波痕、沖刷面及滑塌構(gòu)造等，常為砂巖及粉砂巖；頂部常見水平紋層和透鏡狀層理，并見生物擾動構(gòu)造及韻律層理，常為分流間灣相的泥質(zhì)粉砂巖（圖2）。這種沉積構(gòu)造特征充分說明了研究區(qū)屬三角洲前緣亞相沉積。

圖2 鎮(zhèn)53井區(qū)長81儲層層理特征Fig.2 Bedding characteristics of Chang 81reservoir in Zhen 53 well field

2.4 概率累積曲線特征

沉積物的粒度分布受沉積時水動力條件的控制，是反映原始沉積狀態(tài)的直接標志，可直接提供沉積時的水動力條件［6］。實踐表明，不同沉積環(huán)境的粒度分布具有差別，且具有各自的圖形。

不同的水動力條件和顆粒搬運方式，在粒度概率累積曲線上具有不同的形態(tài)。砂體的搬運方式可分為滾動搬運、跳躍搬運和懸浮搬運3類，它們在概率累積曲線上分別各自成段，并組成3個次總體［6］。研究區(qū)長81儲層砂巖粒度概率累積曲線多為兩段式（圖3），以跳躍總體和懸浮總體為主，C-M曲線出現(xiàn)平行于C=M線的帶狀（圖4）。圖3和圖4顯示出長81儲層具有水下分流河道特征。

圖3 鎮(zhèn)53井區(qū)長81儲層粒度概率累積曲線Fig.3 Grain size accumulation curve of Chang 81 reservoir in Zhen 53 well field

圖4 鎮(zhèn)53井區(qū)長81儲層C-M圖Fig.4 The connectional chart of C-M of Chang 81 reservoir in Zhen 53 well field

3 沉積微相劃分

根據(jù)巖性、沉積結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、垂向序列及測井曲線特征，以沉積環(huán)境標志為依據(jù)進行分析，認為長81儲層屬三角洲前緣亞相沉積環(huán)境。該儲層發(fā)育有水下分流河道、河口壩、遠砂壩、水下天然堤和分流間灣共5種沉積微相，并以水下分流河道與河口壩為主要沉積微相［7］。

3.1 水下分流河道微相

水下分流河道是三角洲平原上分流河道向湖內(nèi)的自然延伸［8］，河流作用越強，水下河道延伸則越長，并呈帶狀與岸線斜交。研究區(qū)水下分流河道微相垂向上表現(xiàn)為正韻律或復(fù)合正韻律（圖5），底部具沖刷面，常發(fā)育含泥礫砂巖，向上為中厚層狀細砂巖或中—細粒砂巖，夾薄層粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖。該微相沉積構(gòu)造中常見平行層理、板狀交錯層理、槽狀交錯層理及變形層理，泥礫等滯留沉積明顯。其測井響應(yīng)特征明顯，自然電位與自然伽馬曲線幅度較大，中上部厚砂層多發(fā)育“鐘形”和“箱形”2種類型的河道，“鐘形”反映向上變細的垂向序列，“箱形”尤其是厚層狀“箱形”多反映多期河道砂體疊置（圖5）。

圖5 鎮(zhèn)53井區(qū)長81儲層沉積微相特征（53井）Fig.5 Sedimentary microfacies characteristics of Chang 81 reservoir in well 53 in Zhen 53 well field

3.2 河口壩微相

分流河道入湖以后，砂質(zhì)物質(zhì)由于流速降低而在河口處堆積，從而形成河口砂壩［8］。強烈的沖刷和篩選作用，使泥質(zhì)沉積物被帶走，砂質(zhì)沉積物被保存下來，所以河口壩沉積物主要有分選性好、質(zhì)地純凈的細砂巖和粉砂巖組成［8］。在研究區(qū)，河道砂體與河口壩砂體常疊加出現(xiàn)，下部先期沉積的河口壩砂體常被后來的水下分流河道砂體所切割，上部為疊加著水下分流河道的正粒序砂體。

上部河道砂體對下部河口壩砂體的切割，常使河口壩砂體保存不完整或在主河道部位消失而表現(xiàn)為河道沉積特征［8］。河口壩微相在垂向上表現(xiàn)為上粗下細的反韻律，沉積構(gòu)造中可見平行層理和交錯層理，儲層電測曲線顯示明顯的“漏斗形”（反韻律），幅度較高（圖6）。

圖6 鎮(zhèn)53井區(qū)長81儲層沉積微相特征（218井）Fig.6 Sedimentary microfacies characteristics of Chang 81 reservoir in well 218 in Zhen 53 well field

3.3 遠砂壩微相

遠砂壩位于河口砂壩的前方，沉積特征與河口壩有明顯不同，粒度變細，砂層減薄，常見粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖薄互層。沉積構(gòu)造中無各類大型交錯層理，主要發(fā)育平行層理和低角度斜層理，有時出現(xiàn)波狀層理和波狀交錯層理。遠砂壩微相在沉積層序上多表現(xiàn)為頂、底突變的交錯層理的薄層砂體，自然電位曲線為指狀和齒狀（圖5）。

3.4 水下天然堤微相

研究區(qū)水下天然堤常見中—薄層細砂巖及粉砂巖或粉—細砂巖，砂巖常與泥巖組成薄互層。該微相在垂向上表現(xiàn)為向上變細變薄的正韻律或向上變粗再變細的全韻律特征。沉積構(gòu)造中常見小型波紋層理、交錯層理、水平層理，有時具塊狀層理和變形層理。自然電位曲線以中—低幅度指形或多個指形呈臺階狀疊置為主（圖5）。

3.5 分流間灣微相

分流間灣以懸浮在河道流水中，隨流水向下移動的較細的泥沙及膠質(zhì)物等懸移質(zhì)沉積為主，巖性以黑色泥巖為主，夾泥質(zhì)粉砂巖與粉砂巖，且泥巖與砂巖常組成薄互層。沉積構(gòu)造中常見小型水平層理及波狀層理，有時見小型交錯層理。自然電位曲線靠近泥巖基線，多為低幅齒形。該微相常與水下分流河道微相相間發(fā)育（圖6）。

4 沉積微相平面展布

筆者根據(jù)沉積微相劃分原則及沉積微相接觸關(guān)系，結(jié)合巖心觀察及對儲層電測曲線與沉積相的研究，并參考相序變化，對研究區(qū)所有井開展小層級別的沉積微相對比分析，同時依據(jù)所鉆井的井位關(guān)系，建立了沉積微相平面分布圖（圖7）。由圖7可看出，研究區(qū)西南方向發(fā)育4條南西—北東向展布的河道，河道寬度為2～12 km，在河道前緣河口壩微相較為發(fā)育。

圖7 鎮(zhèn)53井區(qū)長81儲層沉積微相圖Fig.7 Sedimentary microfacies of Chang 81reservoir in Zhen 53 well field

5 沉積微相對儲層物性的影響

沉積微相不同，砂體粒度及泥質(zhì)含量也不同，從而會導(dǎo)致儲層物性發(fā)生變化。不同沉積相帶砂體的厚度、粒度、分選性、雜基含量等均有差異，即便在同一沉積相帶，由于水動力條件的變化，沉積物成分會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致儲層滲透率存在差異［9-10］。研究區(qū)水下分流河道砂體滲透率平均為1.49 mD，孔隙度平均為11.29%；河口壩砂體滲透率平均為0.72 mD，孔隙度平均為10.16%；遠砂壩砂體滲透率平均為0.55 mD，孔隙度平均為9.88%（表1）。研究區(qū)各微相砂體的物性由好到差的順序依次為：水下分流河道→河口壩→遠砂壩→水下天然堤，水下分流河道砂體與河口壩砂體是主要的有利儲層。

表1 鎮(zhèn)53井區(qū)長81儲層各沉積微相儲層物性參數(shù)對比表Table 1 Contrast of physical properties of different sedimentary microfacies of Chang 81reservoir in Zhen 53 well field

6 結(jié)論

（1）沉積相分析表明，鎮(zhèn)53井區(qū)長81儲層為一套三角洲前緣亞相沉積，主要發(fā)育水下分流河道、河口壩、遠砂壩、水下天然堤和分流間灣等沉積微相，其中水下分流河道與河口壩微相相對發(fā)育。

（2）研究區(qū)儲集體巖性為細—中粒長石質(zhì)巖屑砂巖，粒度主要為中—細砂與粉砂。長81儲層粒度概率累積曲線多為兩段式，以跳躍總體和懸浮總體為主，并在C-M圖上出現(xiàn)平行于C=M線的帶狀。所以該儲層具有水下分流河道特征。

（3）水下分流河道砂體與河口壩砂體物性較好，是研究區(qū)的有利儲層。

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