尚家地區(qū)葡萄花油層沉積微相特征及其控油規(guī)律

付憲弟

（中國石油大慶油田勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712）

三肇凹陷為松遼盆地的“富油凹陷”，尚家地區(qū)是指三肇凹陷東北部榆樹林油田所在的三級構造——尚家鼻狀構造。該區(qū)主要發(fā)育扶余油層和葡萄花油層，本次研究的對象葡萄花油層為主要勘探開發(fā)層位。目前，隨著三肇凹陷勘探程度的不斷深入，該區(qū)葡萄花油層已進入巖性油藏的滾動勘探開發(fā)階段，而準確識別目的層段的沉積微相類型、刻畫其空間展布進而優(yōu)選巖性油氣藏勘探的有利區(qū)帶是首要解決的問題[1]。前人針對尚家地區(qū)的砂體展布進行了一些研究[2-8]，但使用的資料多是探井或地震資料，研究的成果也多是勘探、評價時期整個砂巖組的儲層分布，利用大量密井網(wǎng)資料進行小層級儲層研究的成果尚鮮見。本文依據(jù)大量的巖心和測井數(shù)據(jù)，結合粒度、巖礦化驗分析數(shù)據(jù)，利用密井網(wǎng)資料對尚家地區(qū)的沉積微相展布特征進行了詳細研究，并對目前已有試油井的沉積微相進行了統(tǒng)計分析，闡明沉積微相對油的控制作用。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

三肇凹陷為松遼盆地北部坳陷構造層的二級構造單元，凹陷面積約為5 575 km2，其內(nèi)部受基底斷裂控制形成了宋芳屯鼻狀構造、升平鼻狀構造、尚家鼻狀構造、肇州鼻狀構造、升平西次級凹陷、徐家圍子次級凹陷、永樂次級凹陷7個三級構造單元（圖1）。三肇凹陷在石炭—二疊系變質(zhì)巖基底上發(fā)育有上侏羅統(tǒng)火石嶺組、白堊系沙河子組、營城組、登婁庫組、泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組和明水組、古近系和新近系沉積地層[5]。葡萄花油層屬于白堊系上統(tǒng)姚家組一段時期（以下簡稱姚一段）沉積的地層，是松遼盆地北部主要產(chǎn)層之一。該段地層形成于松遼盆地整體坳陷過程中的一個顯著回返和填充時期，即青山口組水退旋回晚期至姚家組水進旋回早期。青山口一段組沉積時期為半深湖—深湖亞相，經(jīng)過青山口組二、三段時期的緩慢湖退，到姚一段沉積初期，湖水大面積收縮。姚一段沉積末期發(fā)生大規(guī)模湖侵，使姚一段沉積的大面積低水位體系域河流—三角洲相砂體被下伏青山口組黑色泥巖和上覆姚二、三段半深湖—深湖相灰黑—黑色泥巖包圍，形成一套十分有利的生儲蓋組合[6]。

圖1 尚家地區(qū)區(qū)域位置及地層序列Fig.1 Location and stratigraphic sequence of Shangjia area

2 沉積相標志

2.1 巖石學特征

尚家地區(qū)葡萄花油層砂巖類型主要為巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖，顏色以灰色、灰綠色為主；碎屑顆粒中石英含量為16.3%～40%，長石的含量為28%～48%，以鉀長石為主，巖屑含量為16%～51%（圖2）；砂巖成分成熟度中等，結構成熟度中等；圓度中等—好，次圓狀—次尖狀；分選中等—好；風化程度中等。以上整體上反映了該區(qū)砂巖具有遠源沉積的特點。

2.2 沉積構造

圖2 尚家地區(qū)葡萄花油層砂巖成分三角圖Fig.2 Triangle map of Putaohua reservoir sand ingredient in Shangjia area

沉積構造可以反映沉積物的搬運機制、古流向、相對水深和相對流速，是沉積環(huán)境解釋的重要工具[5]。層理的類型、規(guī)模及其特征是沉積環(huán)境和條件的響應，特定的環(huán)境產(chǎn)生特定的層理類型，這是環(huán)境解釋和沉積相識別的基礎。通過對4口取心井巖心的精細觀察描述，該區(qū)葡萄花油層能夠識別出3大類沉積構造，即：層理構造、底部沖刷面和生物擾動構造（圖3），其中最常見的層理有平行層理、交錯層理和水平層理。

圖3 尚家地區(qū)葡萄花油層沉積構造Fig.3 Sedimentary structure of Putaohua reservoir in Shangjia area

2.3 粒度分布特征

碎屑巖的粒度分布是衡量沉積介質(zhì)能量的度量尺度，也是判別沉積環(huán)境及水動力條件的良好標志[4]。其主要受搬運介質(zhì)、搬運方式、水動力條件及沉積環(huán)境等因素的控制，研究區(qū)葡萄花油層儲層的以細砂巖、粉砂巖為主，粒度一般在0.1～0.3 mm，對應粒度中值均大于1.4。粒度概率曲線顯示為兩段式（圖4），由跳躍和懸浮兩段組成，以跳躍組分為主，滾動組分不發(fā)育，反映為河道牽引流的沉積特征，同時也表明當時水動力條件相對較強。

圖4 尚家葡萄花油層粒度概率累計曲線Fig.4 Particle size probability cumulative curve of Putaohua reservoir in Shangjia area

3 沉積相類型及特征

根據(jù)巖性、沉積構造、垂向序列及測井曲線特征，結合上述相標志，對非取心井井段進行了沉積相分析。圖5是S46井的單井沉積相分析剖面，可以看出：S46井為三角洲沉積，中部發(fā)育三角洲分流平原亞相，巖性主要為灰色、褐色粉砂巖，并發(fā)育大段紅色泥巖，代表了一次湖退的過程。S46井上、下均發(fā)育三角洲前緣亞相沉積，巖性以粉砂巖為主，單層厚度較中部平原亞相沉積薄。結合巖心資料在該區(qū)共識別出六種沉積微相：分流河道、決口河道、溢岸砂、水下分流河道、席狀砂、分流間灣。

圖5 S46井沉積相分析剖面Fig.5 Analytic profile of sedimentary facies of well S46

3.1 分流河道微相

巖性以中、細砂巖為主，總體上細于上游曲流河粗于水下分流河道沉積，呈明顯的正旋回，具典型的河流沉積二元結構，與水下分流河道相比，其具粒粗、砂體厚而寬、沖刷面明顯而起伏大，含礫多、層理規(guī)模大、物性好、與陸上其它微相共生組合的顯著特征。其測井響應特征明顯，自然電位與自然伽馬曲線、深淺側向曲線均為“鐘形”或“箱形”，電測曲線高幅差。

3.2 決口河道微相

決口河道是主分流河道在特大洪水期決口而逐漸形成的小型固定河道沉積，其基本具分流河道特征，只是沉積薄、砂體窄、粒細、層理規(guī)模小、沖刷弱。

3.3 溢岸砂微相

溢岸砂是指特大洪水期河水溢岸形成的大面積或局部薄層砂?？傮w上粒細，泥質(zhì)含量高，薄層指狀，具不太發(fā)育的中小型交錯層理、單向斜層理、塊狀層理等。

3.4 水下分流河道

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，河流作用越強，水下河道延伸則越遠，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)為正韻律或復合正韻律（圖5），底部具微弱沖刷面，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。該微相沉積構造中常見平行層理、槽狀交錯層理及變形層理。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”。

3.5 席狀砂微相

以粉砂巖、含泥粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，頂?shù)淄蛔兂时≈笭睿蛴袕秃享嵚?。具交錯層理，或波浪改造后的波狀、透鏡狀層理，層理比陸上發(fā)育明顯。常與具水平、水平波狀層理的綠灰色、黑灰色泥巖共生。

3.6 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，夾泥粉砂巖與粉砂巖，且泥巖與砂巖常組成薄互層。沉積構造中常見小型水平層理及波狀層理。自然電位曲線靠近泥巖基線，多為低幅齒形。

4 沉積相平面展布

根據(jù)沉積微相劃分原則及沉積微相接觸關系，結合巖電對應關系的研究，并參考相序變化，利用模式預測法[9]對該區(qū)開展小層級的沉積微相研究，建立沉積微相平面展布圖（圖6）。由沉積微相圖可知：葡萄花油層為河控三角洲沉積，主要骨架砂體為分流河道砂體；分流河道的方向呈北東—南西向展布，席狀砂也為北東—南西向，僅局部區(qū)、層近南北向展布；河道寬度多集中在100～300 m；由南向北，砂體逐漸由三角洲分流平原的分流河道變?yōu)槿侵耷熬壍乃路至骱拥?、席狀砂?/p>

圖6 尚家地區(qū)葡萄花油層P51小層沉積微相Fig.6 Microfacies of P51 layer of Putaohua reservoir in Shangjia area

5 沉積相的控油規(guī)律

尚家地區(qū)位于三肇凹陷的東北部，處于生油高峰區(qū)內(nèi)，是油氣聚集的有利場所[10]。在沉積微相分析的基礎上，對全區(qū)100多口試油井的物性數(shù)據(jù)和試油數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，其結果表明：區(qū)內(nèi)葡萄花油層不同的沉積相帶儲層的孔隙度、滲透率差別較大，從分流河道→席狀砂→決口河道→溢岸砂→分流間灣，物性逐漸降低，其中河道砂體的孔隙度為20%～25%；席狀砂的孔隙度為16%～20%；溢岸砂的孔隙度為8%～12%；分流間的孔隙度為1%～3%。不同的沉積微相類型控制著油的富集程度（表1），油主要富集在河道砂體中，其次是席狀砂和決口河道。由此可見，砂體的物性直接控制了含油程度。

表1 尚家地區(qū)試油產(chǎn)量與微相類型關系統(tǒng)計Table 1 Relation statistics of oil testing deliverability and microfacies types in Shangjia area

前人研究表明:該區(qū)葡萄花油層的油是經(jīng)溝通葡萄花油層和青山口組源巖的斷層運移并聚集成藏的[10-12]，即斷裂的分布對油氣的分布有一定的控制作用。綜合前人研究成果與本文觀點，斷裂發(fā)育、河道或決口河道發(fā)育區(qū)應為下部巖性油藏勘探開發(fā)的有利目標區(qū)。

6 結論

1）尚家地區(qū)葡萄花油層砂巖類型主要為巖屑長石砂巖和長石巖屑長石砂巖，顏色以灰色、灰綠色為主。粒度概率曲線顯示為兩段式，反映了河道牽引流的沉積特征。

2）尚家地區(qū)葡萄花油層為河控三角洲沉積，細分為水上分流河道、水下分流河道、決口河道、溢岸砂、席狀砂、分流間灣六類微相。分流河道是該區(qū)最重要的骨架砂體，主要呈北東—南西向展布。

3）沉積微相控制著油氣的富集程度，斷裂發(fā)育、河道或決口河道發(fā)育區(qū)應為下部巖性油藏勘探開發(fā)的有利目標區(qū)。

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