南堡2號(hào)構(gòu)造東一段沉積微相研究

王時(shí)林，劉翠琴，張博明，喬海波，李 亮

(中油冀東油田分公司，河北 唐山 063004)

引 言

南堡2號(hào)構(gòu)造隸屬渤海灣盆地黃驊坳陷北部的南堡凹陷，南與沙壘田凸起呈斷超接觸，被挾持在林雀次凹、柳南次凹和曹妃甸次凹之間，屬于發(fā)育在古生界奧陶系古潛山背景之上的披覆背斜構(gòu)造，整體構(gòu)造走向?yàn)楸睎|向[1-3]。主要發(fā)育層位有古近系沙河街組和東營(yíng)組、新近系館陶組和明化鎮(zhèn)組。東營(yíng)組對(duì)應(yīng)的主要儲(chǔ)層為東一段，該套地層厚度為350 ～620 m，分為 Ed1Ⅰ、Ed1Ⅱ、Ed1Ⅲ共3 個(gè)油組，Ed1Ⅰ上部為淺灰色細(xì)砂巖、粉砂巖與灰色泥巖互層，下部為薄層淺灰色粉砂巖與薄層灰色泥巖互層;Ed1Ⅱ?yàn)橐惶诇\灰色細(xì)砂巖、粉砂巖夾灰色泥巖呈不等厚互層;Ed1Ⅲ上部為淺灰色粉砂巖夾灰色泥巖呈不等厚互層，Ed1Ⅲ下部為厚層深灰色泥巖夾薄層淺灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。3個(gè)油組有效砂體厚度薄，單砂體相互疊置，厚度變化大，縱向上分布不均，橫向變化大，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)[4-5]。前人對(duì)南堡2號(hào)構(gòu)造東一段沉積相研究較少，對(duì)其亞相、微相認(rèn)識(shí)較少，因此，對(duì)南堡2號(hào)構(gòu)造沉積相、亞相和微相的詳細(xì)研究，描述儲(chǔ)集砂體的展布特征和規(guī)律，對(duì)儲(chǔ)層的認(rèn)識(shí)和研究區(qū)的勘探開(kāi)發(fā)具有重要意義。

1 相標(biāo)志

1.1 巖性標(biāo)志

東一段主要為細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖，泥巖多見(jiàn)灰色及深灰色，灰綠色次之。儲(chǔ)層主要巖石類(lèi)型以長(zhǎng)石巖屑砂巖和巖屑砂巖為主，其次為巖屑長(zhǎng)石砂巖。砂巖主要成分為石英，次為各類(lèi)巖屑。依據(jù)薄片資料統(tǒng)計(jì)碎屑巖礦物成分，石英含量為24%～38%，平均為29.5%;長(zhǎng)石含量為14% ～41%，平均為25.2%;巖屑含量為25% ～53%，平均為41.8%。粒度分析與薄片資料表明，東一段儲(chǔ)層巖石粒徑一般為0.10～0.27 mm，分選差、中、好都有，以中等為主;磨圓度多為次圓—次棱狀、次棱—次圓狀，少部分為次棱狀;顆粒間以點(diǎn)接觸為主，次為線-點(diǎn)接觸，偶見(jiàn)凹凸接觸。C-M圖中只出現(xiàn)PQ、QR及RS段，而且絕大多數(shù)樣品集中在QR段，說(shuō)明以遞變懸浮搬運(yùn)為主，懸浮搬運(yùn)和均勻懸浮搬運(yùn)份量較少，表現(xiàn)出近物源辮狀河三角洲沉積規(guī)律。

1.2 沉積構(gòu)造

碎屑巖的沉積構(gòu)造是碎屑巖的宏觀特征，是重要的沉積相標(biāo)志。沉積構(gòu)造特征是沉積時(shí)占優(yōu)勢(shì)的沉積介質(zhì)和能量條件的綜合響應(yīng)。因而其是碎屑巖最重要的成因標(biāo)志。根據(jù)東一段取心井觀察，該區(qū)常見(jiàn)平行層理、波狀層理、炭屑紋層及生物化石等(圖1)。

圖1 南堡2號(hào)構(gòu)造沉積構(gòu)造

1.3 測(cè)井相

通過(guò)對(duì)南堡2號(hào)構(gòu)造測(cè)井曲線特征的統(tǒng)計(jì)，劃分出了4種測(cè)井相類(lèi)型:①鐘形:自然伽馬曲線呈鐘形，巖性具正粒序結(jié)構(gòu)，反映了逐漸變強(qiáng)的水動(dòng)力特征，其對(duì)應(yīng)的沉積微相主要為水下分流河道沉積;②箱形:自然伽馬呈箱形，反映沉積過(guò)程中物源供給和水動(dòng)力條件穩(wěn)定，其對(duì)應(yīng)的沉積微相主要為水下分流河道;③漏斗形:自然伽馬曲線呈漏斗形，巖性具反粒序結(jié)構(gòu)，反映了逐漸變?nèi)醯乃畡?dòng)力特征，其對(duì)應(yīng)的沉積微相主要為河口壩、遠(yuǎn)砂壩和席狀砂沉積;④指形:自然伽馬呈細(xì)指狀，頂?shù)着c泥巖接觸，其對(duì)應(yīng)的沉積微相主要為席狀砂。

2 沉積微相類(lèi)型及特征

通過(guò)研究區(qū)內(nèi)巖心觀察、單井相分析，認(rèn)為南堡2號(hào)構(gòu)造主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相沉積體系和水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、席狀砂和水下分流河道間沉積微相沉積體系。

2.1 水下分流河道

水下分流河道是辮狀河三角洲沉積體系的主體，是平原亞相中辮狀河道入湖后在水下的延續(xù)部分，沉積特征類(lèi)似于辮狀河道砂體[6-8]。水下分流河道是水上分流河道向前延伸分叉后形成的河道，隨著分流向湖推進(jìn)，分叉更頻繁，常因發(fā)生同期性淤塞而改道，因此沉積物縱橫向非均質(zhì)性很強(qiáng)，主要呈條帶狀展布，剖面上砂體呈頂平底凸的透鏡狀，河道中心沉積較厚，向兩側(cè)或前方減薄[9-10]。東一段主要是辮狀河三角洲前緣亞相，水下分流河道在該區(qū)范圍內(nèi)是主要的儲(chǔ)層砂體，并且相互切疊。巖性主要為灰色、灰白色砂巖，水下分流河道砂體分選、磨圓較好。發(fā)育平行層理、交錯(cuò)層理等，底部多具沖刷面和河道滯留沉積，以泥礫為主。自然伽馬曲線為典型的鐘形或箱形。鐘形曲線反映水流能量向上逐漸減弱或碎屑物質(zhì)供應(yīng)量減少，表征河流發(fā)生沉積后水流能量降低;箱形曲線反映物源供應(yīng)充足，水流能量較穩(wěn)定(圖2)。水下分流河道砂體砂質(zhì)純凈、分選好，具有良好的儲(chǔ)油物性，且與有利生油的前三角洲和濱淺湖相呈指狀接觸，垂向上相互疊置，油氣運(yùn)聚條件較好，因此是有利的儲(chǔ)集相帶。

圖2 NP208井水下分流河道沉積相

2.2 河口壩

河口壩是水下分流河道分叉改道形成，位于水下分流河道的末端及側(cè)緣，是辮狀河三角洲沉積環(huán)境中重要的油氣儲(chǔ)層之一[11]。

南堡2號(hào)構(gòu)造河口壩巖性主要為淺灰色、灰白色粉砂巖，常伴有泥質(zhì)夾層，呈反韻律。砂體分選中—好，磨圓次棱—次圓。常見(jiàn)波狀交錯(cuò)層理，平行層理及塊狀層理，在測(cè)井曲線上呈漏斗形(圖3)。

圖3 NP207井河口壩沉積相

2.3 遠(yuǎn)砂壩

遠(yuǎn)砂壩為辮狀河三角洲前緣邊部的末端沉積，由粉砂巖和細(xì)砂巖組成，縱向上沉積厚度薄。主要發(fā)育中小型槽狀交錯(cuò)層理，包卷層理，砂層內(nèi)部為反韻律。遠(yuǎn)砂壩測(cè)井曲線上呈指狀(圖4)。

圖4 NP207井遠(yuǎn)砂壩沉積相

2.4 席狀砂

席狀砂為辮狀河三角洲前緣連片分布的砂體，早期形成的水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩等砂體被波浪等流體改造，橫向上砂體形態(tài)重新分布，形成于近垂直于波浪等流體流動(dòng)方向的砂體[12]。砂體一般為粉砂巖與泥巖的互層，顆粒結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度較高，垂向上呈反韻律或均質(zhì)韻律。

2.5 水下分流河道間

水下分流河道間沉積是水下分流河道之間沉積的較細(xì)粒沉積物質(zhì)，其沉積作用以懸浮沉降為主，沉積于水動(dòng)力相對(duì)較弱的環(huán)境中[11-12]。該區(qū)水下分流河道間沉積巖性以灰色或灰黑色泥巖沉積為主，夾粉砂巖薄層，可見(jiàn)生物介殼和植物殘?bào)w等。水下分流河道間沉積在測(cè)井曲線上呈平直狀。

3 沉積相演化及展布

3.1 沉積相演化及展布

從單井相和測(cè)井相研究來(lái)看，東一段整體表現(xiàn)為向上巖性變粗，水體逐漸變淺的進(jìn)積環(huán)境。在單井相研究的基礎(chǔ)之上，通過(guò)關(guān)鍵井的層位標(biāo)定來(lái)建立地震屬性變化與沉積相變化的聯(lián)系，將沉積相轉(zhuǎn)化為地震相，結(jié)合地震振幅、頻率等屬性分析，在鉆井、測(cè)井資料約束下對(duì)研究區(qū)沉積環(huán)境和沉積體系進(jìn)行解釋?zhuān)治鰱|一段巖性、巖相變化和研究區(qū)連井骨架剖面的沉積微相[13]。從南堡2號(hào)構(gòu)造東一段沉積相圖中可知(圖5)，東一段沉積時(shí)期，南堡2號(hào)構(gòu)造主要受南部物源的影響，為辮狀河三角洲前緣環(huán)境沉積，水下分流河道砂體廣泛發(fā)育于研究區(qū)中部，砂體以相對(duì)粗粒的砂質(zhì)沉積物為主，在平行于物源方向，砂體成條帶狀分布;整個(gè)辮狀河三角洲發(fā)育區(qū)一般表現(xiàn)為條帶狀或朵狀振幅相對(duì)高值區(qū)以及砂地比相對(duì)高值區(qū)，其砂巖含量一般在30%以上。

圖5 NP2號(hào)構(gòu)造東一段沉積相展布

3.2 有利相帶劃分

從研究區(qū)沉積微相研究及沉積相展布特征可以大致劃分出四個(gè)有利目標(biāo)區(qū)域，即:NP2-2井與NP2-60井之間的水下分流河道砂體及河口壩砂體;NP2-9井東部及北部水下分流河道砂體及河口壩砂體;NP2-12井東部水下分流河道砂體和NP2-8井東部及北東部的水下分流河道砂體及河口壩砂體。

4 結(jié)論

(1)南堡2號(hào)構(gòu)造東一段巖性以長(zhǎng)石巖屑砂巖和巖屑砂巖為主;主要沉積構(gòu)造有平行層理、波狀層理、炭屑紋層及生物化石;測(cè)井相類(lèi)型主要鐘形、箱形、漏斗和指形。

(2)南堡2號(hào)構(gòu)造沉積環(huán)境為辮狀河三角洲前緣沉積，主要沉積微相類(lèi)型有水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、席狀砂和水下分流河道間沉積微相，其中水下分流河道和河口壩沉積微相的識(shí)別對(duì)儲(chǔ)層至關(guān)重要，可以作為主要的儲(chǔ)集相帶。

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