哥倫比亞Magdalena盆地V油田沉積及演化特征

陳詩望,陳文學,王光付,姚合法

(中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083）

哥倫比亞Magdalena盆地V油田沉積及演化特征

陳詩望,陳文學,王光付,姚合法

(中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083）

通過巖心、錄井、測井等資料分析認為研究區(qū)為辮狀河三角洲沉積,沉積主體為辮狀河三角洲前緣亞相,只在研究區(qū)北端為辮狀河三角洲平原沉積。研究區(qū) Guaduas組經歷了兩期湖平面的升降旋回,十幾個短期旋回。由于辮狀河道頻繁改道,河漫灘以及水下分流河道間灣沉積形成的隔夾層分布廣泛,儲層的連通性變差,形成非常復雜的油水系統(tǒng)。儲集砂體主要是水下分流河道與河口壩,物性受沉積微相的控制,河口壩砂體儲層物性最好,水下分流河道次之,辮狀河道最差。

辮狀河三角洲;沉積相;哥倫比亞;馬格達萊納盆地

V油田位于哥倫比亞中部,中馬格達萊納(Middle Magdalena）盆地的西翼(圖1）。此盆地是中生代開始發(fā)育的前陸盆地,盆地近南北走向,新生代構造反轉,在盆地中西部發(fā)育南北走向東傾的高角度正斷層。V油田西部為V斷層,它基本上控制了油田的含油邊界,油田內部被一系列近東西向斷層復雜化,形成西北高、東南低的構造格局,含油面積約為20 km2。油田自下而上發(fā)育古近系、新近系、第四系。古近系始新統(tǒng) Guaduas組為主力產油層,Guaduas組劃分為五個段,巖性為灰色細—粗粒砂巖、細礫巖和灰色、灰綠色及紅色泥巖。V油田雖然經過幾十年的開發(fā),但地質研究基礎較薄弱,沉積相方面研究成果很少,前人初步認為是河流—三角洲相沉積。本文通過8口井的取心,12口的錄井,163口井的測井資料,結合地震分析,總結出本區(qū)的沉積相特征。

1 辮狀河三角洲識別依據

辮狀河三角洲的概念最早由 McPherson于1987年提出[1],定義為由辮狀河體系前積到停滯水體中形成的富含砂和礫石的三角洲,其辮狀分流平原由單條或多條底負載河流提供物質。之后薛良清和 Galloway[2](1991）;李維鋒等[3,4](1999,2000）;卜陶和陸正元[5](2000）;何幼斌和高振中[6](2006）;周洪瑞等[7](2006）許多學者從不同角度對其進行了研究,并提出了與扇三角洲相區(qū)別的依據。辮狀河三角洲是介于粗碎屑的扇三角洲和細碎屑的正常三角洲之間的一種具獨特屬性的三角洲。V油田Guaduas組為辮狀河三角洲沉積的主要依據是,該砂層組中的礫巖不是重力流沉積而是牽引流沉積的產物;同時,該砂層組的沉積構造特征表明它是辮狀河三角洲沉積。

圖1 V油田位置Fig.1 Location of V oilfield

1.1 總體沉積以及巖性組合特征

V油田以中—粗粒砂巖和砂巖為主,錄井中多見礫巖、含礫砂巖、砂巖,而粉砂巖、泥巖相對較少(圖2）。泥巖的顏色以灰色、灰綠色為主,也有褐色和紅色泥巖。測井解釋顯示砂巖平均含量占58%,個別井含量達到80%以上,為0.7～5 m厚的砂巖與泥巖的薄互層沉積,同時地震剖面上顯示為兩期前積式特征。粒度較粗、巖性和泥巖顏色變化大,結構成熟度較低,反映近物源三角洲沉積特征。

圖2 X7井巖心照片F(xiàn)ig.2 Core photos of well X7

1.2 粒度分布特征

碎屑巖粒度的大小、分布情況和分選性等能夠反映介質的搬運能力、搬運方式及沉積環(huán)境,是判別沉積環(huán)境及水動力條件的良好標志。研究區(qū)粒度概率累積曲線可分為2類(圖3）。Ⅰ類為兩段式曲線,反映強水動力條件下的河道沉積,如辮狀河河道沉積和三角洲平原分流河道沉積。Ⅱ類為三段式曲線,反映辮狀河三角洲前緣河口壩沉積或泛濫平原沉積。取心井X7井的C-M圖為N-O-P-QR-S五段齊全的圖形(圖4）,圖中彎曲的S型圖是以河流沉積的完整C-M圖,也顯示出清楚的牽引流沉積特征,反映研究區(qū)為辮狀河三角洲而不是扇三角洲沉積。

圖3 X7井粒度概率曲線Fig.3 Grain size probability of well X7

圖4 X7井C-M圖Fig.4 C-M map of well X7

1.3 沉積構造特征

研究區(qū)內取心井共8口,通過取心井巖心觀察和描述,發(fā)現(xiàn)了以下沉積構造:A、斜層理(圖5A）和楔狀交錯層理,主要出現(xiàn)在細砂巖和粉砂巖中;B、沖刷充填構造(圖5B）;C、礫石定向排列(圖5C）,其中礫巖顏色偏雜,有磨圓,分選較差,礫石顆粒間多被砂粒和泥質沉積物充填,以顆粒支撐為主;D、粒序層理(圖5D）,以組分顆粒的粒度遞變?yōu)樘卣?是沉積物在重力和水動力共同作用下沉積而成;E、平行層理(圖2右）,平行層理在區(qū)內主要出現(xiàn)在粉細砂巖中,于沖刷充填構造砂礫巖上方,反映了較強水動力條件下的快速沉積作用。

綜上所述,研究區(qū)為辮狀河三角洲沉積環(huán)境。

圖5 X7井沉積構造特征A.斜層理;B.沖刷充填構造;C.礫石定向排列;D.粒序層理Fig.5 Characteristics of sedimentary structures of well X7A.Oblique bedding;B.Scour-filling structures;C.Oriented arrangement of gravel;D.Graded bedding

2 沉積微相及特征

通過對巖心的詳細觀察描述,結合測井相,單井沉積相,聯(lián)井剖面和相平面展布特征分析,在研究區(qū)識別了辮狀河三角洲沉積相,包括三種亞相,8種微相(表 1,圖 6）。

2.1 辮狀河三角洲平原亞相

研究區(qū)辮狀河三角洲平原亞相主要由辮狀河道和河漫灘組成,心灘不太發(fā)育。

表1 V油田沉積微相類型Tab.1 Microfacies types of V oilfield

圖6 X7井沉積微相劃分Fig.6 Sedimentary microfacies of well X7

(1）辮狀河道微相

以色雜、粒粗、分選較差、不穩(wěn)定礦物含量高、底部發(fā)育沖刷充填構造為特征。辮狀河道充填物寬厚比高,剖面呈透鏡狀,常見具大型板、槽狀交錯層理、平行層理的礫巖、砂巖。巖性呈下粗上細的正韻律,自然電位曲線呈高負偏的鐘狀、箱狀和指狀(圖7）,單一砂體厚度1～2 m不等。

圖7 辮狀河三角洲平原亞相的微相類型Fig.7 Microfacies of braided delta plain

(2）心灘微相

心灘沉積一般粒度較粗,成分復雜,成熟度低。各種類型的交錯層理發(fā)育,如巨型或大型槽狀、板狀交錯層理,自然電位曲線呈高負偏的鐘狀或箱狀(圖6）。單一砂體厚度1.5～4 m不等。

(3）河漫灘微相

河漫灘微相由辮狀河道的遷移擺動形成,一般范圍較寬,由棕褐色泥巖、泥質粉砂巖構成。自然電位曲線幅度較低,一般成平直段或復合鋸齒狀(圖7）。

2.2 辮狀河三角洲前緣亞相

研究區(qū)內廣泛發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相,主要有水下分流河道、河口壩、遠砂壩和水下分流間灣沉積。其中水下分流河道是辮狀河三角洲前緣的沉積主體。

(1）水下分流河道微相

水下分流河道是平原辮狀河道在水下的延伸部分,沉積物粒度較細,其它沉積特征與辮狀河道極為相似:整體上向上粒度變細,單砂體厚度減薄。自然電位曲線呈高負偏的鐘狀、箱狀、指狀,曲線顯示由下向上變細的正韻律為特征。

(2）河口壩微相

平原辮狀河道入水后,攜帶的砂質由于流速降低而在河口處沉積下來即形成河口壩。然而一方面由于流體能量較強,辮狀河道入水后并不立即發(fā)生沉積作用,而是在水下繼續(xù)延伸一段距離,因此河口壩大多數發(fā)育于水下分流河道末端。辮狀河三角洲前緣河口壩砂體主要為砂巖,也可見含礫砂巖和粉砂巖,在垂向上一般呈下細上粗的反韻律,砂體中可見平行層理和交錯層理。其自然電位曲線為中—高幅度異常,呈漏斗形,反映其由下向上變粗的粒度特征。

(3）遠砂壩微相

遠砂壩與河口壩為連續(xù)沉積的砂體,位于河口壩的末端。同河口壩相比,遠砂壩砂體厚度較薄,巖性較細,多為細砂巖和粉砂巖。其自然電位曲線為中—低幅度異常,呈漏斗形或小型箱形。

(4）水下分流間灣微相

水下分流間灣沉積為水下河道改道被沖刷保留下來或沉積的較細粒物質,其沉積作用以懸浮沉降為主,巖性一般為暗色泥巖,含粉砂泥巖及含泥粉砂巖,見水平層理及小型砂紋層理。自然電位曲線平直,電阻率低值,伽馬值一般較高。

2.3 前辮狀河三角洲亞相

位于辮狀河三角洲前緣向湖的深水區(qū),主要為泥巖夾雜薄層狀粉砂質泥巖沉積,顏色較深,見水平層理。自然電位幅度值低,伽馬值較高。此亞相分布較少。

3 沉積相展布與演化

為全面弄清研究區(qū)Guaduas組的沉積相展布與演化規(guī)律,選取了覆蓋全區(qū)的東西向連井剖面23條,南北向連井剖面5條,沿著這些剖面,逐井逐層各個砂層組進行了微相劃分(圖8）。根據163口井的單井相分析結果,分別編繪了15個砂層組的沉積微相展布圖。從結果可以看出,研究區(qū) Guaduas組沉積經歷了兩個湖平面升降的中期旋回,十幾個短期旋回。在湖平面升降控制下,Guad—Ⅱ段和Guad—Ⅳ段為湖面最大的時期。湖岸線在油田中部的X7到X8井之間擺動,油田北部和南部分別為辮狀河三角洲平原和辮狀河三角洲前緣沉積,中部地區(qū)形成了辮狀河三角洲前緣和辮狀河三角洲平原的交替的沉積。在 Guad—Ⅴ段和 Guad—Ⅳ段及Guad—Ⅱ段地層為辮狀河三角洲前緣沉積;而在Guad—Ⅲ段及 Guad—Ⅰ段地層為辮狀河三角洲平原沉積。

4 沉積微相與儲層物性關系

據X7等取心井物性分析資料統(tǒng)計,儲層孔隙度主要分布在15%～28%,滲透率一般為(10～2 000）×10-3μm2,以中孔中滲—中孔高滲儲層為主。物性受沉積微相控制,根據163口井測井解釋結果統(tǒng)計,河口壩砂體的滲透率最好,辮狀河道最差(圖9）。由于油田北部處于辮狀河三角洲平原,主要是辮狀河道砂體儲層,因此油田北部的滲透率相對較低。

圖8 V油田Guaduas組沉積相剖面Fig.8 Sedimentary facies section of Guaduas zone in V oilfield

圖9 不同沉積微相儲層的滲透率差異Fig.9 Permeability difference between different sedimentary microfacies

5 結論

哥倫比亞中馬格達萊納盆地V油田 Guaduas組以中—粗粒砂巖和砂巖為主,多見礫巖,粒度較粗、巖性和泥巖顏色變化大,結構成熟度較低,粒度曲線顯示為牽引流特征,沉積構造包括楔狀層理、斜層理、沖刷充填構造、粒序層理等,判定為辮狀河三角洲沉積。

通過巖心、錄井、測井、單井相分析以及平面相展布分析,發(fā)現(xiàn)研究區(qū) Guaduas組沉積經歷了兩個湖平面升降的中期旋回和十幾個短期旋回,Guad—Ⅱ和 Guad—Ⅳ段為湖面最大的時期。湖岸線在油田中部擺動,油田北部為辮狀河三角洲平原沉積,主要發(fā)育辮狀河道砂體,油田南部為辮狀河三角洲前緣沉積,主要發(fā)育水下分流河道和河口壩沉積。儲層物性受沉積微相的控制。

[1]Mc Pherson J G,Shanmugam G,Moioia R J.Fan-deltas and Braid Deltas:Varieties of coarse-grained deltas[J].Geological Society of America Bulletin,1987,99:331-340.

[2]薛良清,Galloway W E.扇三角洲、辮狀河三角洲與三角洲體系的分類[J].地質學報,1991,65(4）:141-152.

[3]李維鋒,高振中,彭德堂,等.庫車坳陷中生界三種類型三角洲的比較研究[J].沉積學報,1999,17(3）:430-434.

[4]李維鋒,高振中,彭德堂,等.塔里木盆地庫車坳陷中三疊統(tǒng)辮狀河三角洲沉積[J].石油實驗地質,2000,22(1）:55-58.

[5]卜淘,陸正元.湖泊辮狀河三角洲特征、儲集性及分類[J].沉積與特提斯地質,2000,20(1）:78-84.

[6]何幼斌,高振中.海南島福山凹陷古近系流沙港組沉積相[J].古地理學報,2006,8(3）:365-376.

[7]周洪瑞,王訓練,劉智榮,等.準噶爾盆地南緣上三疊統(tǒng)黃山街組辮狀河三角洲沉積[J].古地理學報,2006,8(2）:187-198.

Deposition and evolution of V oilfield in Magdalena Basin,Columbia

Chen Shiwang,Chen Wenxue,Wang Guangfu,Yao Hefa
(Petroleum Exploration and Production Research Institute of SINOPEC,Beijing100083）

After analyzing the coring,cuttings and well logging data,it can be concluded that V oilfield belongs to braided river delta facies with braided river delta front as its main subfacies and braided river delta plain deposited only in the north.After two periodsof up and down cycles,the lake level became the highest during Guad-Ⅳand Guad-Ⅱ.The frequent river diversions,widespread interlayers formed by flood plain and underwater distributary interchannel deposition and poor reservoir connectivity have resulted in a very complex oil-water system.And the underwater distributary channel and mouth bar are the main reservoirs.As controlled by sedimentary microfacies,the reservoir property of mouth bar is the best,followed by underwater distributary channel,and braided river is the worst.

braided river delta;sedimentary facies;Columbia;Magdalena Basin

TE121.3+1

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2011.01.053

1008-2336(2011）01-0053-05

2010-11-08;改回日期:2010-12-03

陳詩望,男,1976年生,博士后,主要從事儲層沉積學研究工作。E-mail:chenshiwang@pepris.com。