辮狀河三角洲前緣沉積微相與含油性關(guān)系
——以歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層為例

張瑞雪，楊少春，張瑞香，宋 璠

(1.中國石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266580； 2.中國石油大學(xué)勝利學(xué)院，山東東營 257000)

辮狀河三角洲前緣沉積微相與含油性關(guān)系
——以歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層為例

張瑞雪1，楊少春1，張瑞香2，宋 璠1

(1.中國石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266580； 2.中國石油大學(xué)勝利學(xué)院，山東東營 257000)

歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油藏屬于辮狀河三角洲前緣沉積，為目前處于注水開發(fā)中后期的稠油油藏，其構(gòu)造復(fù)雜、斷層發(fā)育、儲層物性較好，但非均質(zhì)性強(qiáng).為確定各砂體沉積微相類型、空間展布特征，以及沉積微相與含油性關(guān)系，在巖心觀察的基礎(chǔ)上，結(jié)合鉆井、測井、錄井、巖石分析、試油試采和生產(chǎn)動態(tài)化驗資料，分析研究區(qū)沉積微相特征及其與含油性關(guān)系.結(jié)果表明：該區(qū)為一套完整的水進(jìn)體系沉積，包括水下分流河道主體、水下分流河道側(cè)緣、河道砂壩、水下分流間灣、席狀砂、湖相泥等6種沉積微相類型；沉積微相對儲層含油性具有明顯控制作用，其中水下分流河道主體和河道砂壩微相含油性較好，為油氣聚集的有利沉積微相；席狀砂和水下分流河道側(cè)緣微相含油性較差.研究結(jié)果指明油田下一步勘探有利儲集沉積砂體的方向，對油田后續(xù)注水開發(fā)具有指導(dǎo)意義.

辮狀河三角洲前緣；沉積微相；儲層含油性；杜家臺油層；歡喜嶺油田

0 引言

辮狀河三角洲前緣是辮狀河三角洲沉積的最活躍場所，其沉積物構(gòu)成辮狀河三角洲的主體[1].自1987年McPherson J G等提出辮狀河三角洲概念以來，人們對辮狀河三角洲的研究已取得豐碩成果[2-3].遼河盆地發(fā)育多期旋回裂谷沉積，其中古近系為裂谷發(fā)育的第二個旋回，是裂谷發(fā)育的主要時期，該時期發(fā)育陸相湖泊沉積體系，形成一套淡水—半咸水的陸源碎屑沉積.古近系杜家臺油層沙四段為淺水—淡水環(huán)境下的三角洲沉積[4]，砂體比較發(fā)育，沙四段晚期由盆地西側(cè)注入的湖盆水系較為發(fā)育，形成西八千、齊家和曙光3個三角洲砂體[5-6]，砂體受古地形影響比較嚴(yán)重，在杜家臺油層沉積初期為充填式沉積.

歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層于1983年投入開發(fā)，目前綜合含水率為94%，處于低速、低效、高含水開發(fā)階段[7]，存在砂體橫向變化快、砂泥互層頻繁、沉積微相展布特征認(rèn)識不清等問題，李明生、陳和平等研究遼河盆地沙一段沉積微相及物性特征[8-9]，認(rèn)為水下分流河道和河口砂壩物性相對較好；時瑞坤、李相明等分析歡喜嶺地區(qū)沙河街組成巖作用及孔隙特征[10-11]，認(rèn)為其成巖作用復(fù)雜，次生孔隙帶發(fā)育.人們對該地區(qū)單砂層的含油性及沉積微相與含油性關(guān)系問題研究不深入，影響油藏的后續(xù)開發(fā).為尋找研究區(qū)有利含油沉積砂體，利用地質(zhì)、測井、試油試采和生產(chǎn)動態(tài)等資料，分析杜家臺油層沉積微相類型、特征和含油性分布，以及沉積微相與含油性的關(guān)系，為歡喜嶺油田錦99塊優(yōu)質(zhì)儲層預(yù)測提供指導(dǎo).

1 研究區(qū)概況

歡喜嶺油田位于遼河盆地西部凹陷南部，由歡喜嶺斷裂鼻狀構(gòu)造帶、雙臺子斷裂背斜構(gòu)造帶和鴛鴦溝斷裂鼻狀構(gòu)造帶3個二級構(gòu)造帶組成，油氣資源豐富[12].錦99塊處于該油田西斜坡帶復(fù)雜區(qū)域構(gòu)造背景下，塊內(nèi)斷層比較發(fā)育，為被多次斷裂活動破碎的斷塊構(gòu)造，總體形態(tài)為一個被多條斷層所切割的斷壘構(gòu)造[13]，分為中東、中西和西3個斷塊(見圖1).目前鉆遇地層自下而上為前震旦系、中生界上侏羅系，古近系沙河街組、東營組，新近系館陶組、明化鎮(zhèn)組，以及第四系平原組.目的層沙河街組杜家臺油層Ⅱ油組，屬于古近系沙河街組沙四上亞段地層[14].

圖1 歡喜嶺油田錦99塊構(gòu)造位置Fig.1 Structural lacation of Jin 99 block in Huanxiling oilfiled

2 沉積微相

2.1 沉積相標(biāo)志

(1)巖石顏色：錦99塊杜家臺油層泥巖主要呈灰色和灰綠色，泥質(zhì)粉砂巖及粉砂巖的顏色主要呈淺灰色，可見大量黑色炭屑，偶爾可見沉積的鐵質(zhì)結(jié)核，反映目的層沉積時處于淺水還原環(huán)境[15].

(2)巖性：儲層巖性為棕褐色細(xì)砂巖、中砂巖、粗砂巖及砂礫巖，含油性較好.薄片觀察巖性主要為巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖，巖屑主要為火山巖巖屑和沉積巖巖屑，變質(zhì)巖巖屑含量極少，表明砂巖成分成熟度較低.

(3)巖石結(jié)構(gòu)特征：儲層巖性為細(xì)砂巖至砂礫巖不等，礫石直徑為2～30 mm，儲層的碎屑顆粒變化較大，分選程度中等.粒度概率曲線主要為兩段式，粒級分布寬，懸浮總體比較發(fā)育，但分選較差，具有較強(qiáng)水動力條件沉積的特點(diǎn)(見圖2(a)).C-M圖中數(shù)據(jù)點(diǎn)集中分布在PQ和QR段，以遞變懸浮沉積為主[16](見圖2(b)).

(4)構(gòu)造特征：錦99塊沙河街組杜家臺油層Ⅱ油組發(fā)育平行層理、斜層理、波狀層理和小型交錯層理等，為較強(qiáng)水動力條件下的產(chǎn)物.

(5)測井響應(yīng)特征：測井曲線形態(tài)主要呈箱型、鐘型、漏斗型、中幅指型和低幅齒型等形態(tài)，也可見箱型—鐘型、漏斗型—箱型等復(fù)合形態(tài)[17].

分析錦99塊杜家臺油層沉積相標(biāo)志結(jié)果，該油層沉積時處于淺水還原環(huán)境，結(jié)構(gòu)成熟度較低，沖刷構(gòu)造明顯，表現(xiàn)為典型的辮狀河三角洲沉積特征，主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣河道砂體.

2.2 沉積微相類型及特征

錦99塊杜家臺油層發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相沉積，分析區(qū)域沉積背景[18-19]及巖心資料，將該油層劃分為6種沉積微相類型[20-21](見圖3).

(1)水下分流河道主體：以砂礫巖和粗砂巖為主，主要發(fā)育平行層理、斜層理及小型交錯層理，碎屑顆粒大小混雜堆積.自然電位曲線呈鐘型、箱型，微電極幅度差一般大于1.0Ω·m.砂體在平面上呈條帶狀或片狀分布.

(2)水下分流河道側(cè)緣：巖性較細(xì)，以粉砂巖、細(xì)砂巖及含細(xì)礫砂巖為主，主要發(fā)育爬升交錯層理和小型交錯層理，水動力相對較弱.自然電位曲線呈指型，微電極幅度差減小，一般小于0.5Ω·m.砂體在平面上呈條帶狀分布.

圖2 歡喜嶺油田錦99塊沙河街組巖石粒度特征(深度為1 456.25 m)Fig.2 Grain size characteristics of Shahejie formation in Jin 99 block of Huanxiling oilfield(at the depth of 1 456.25 m)

圖3 歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層沉積微相特征Fig.3 Characteristics of sedimentary microfacies of Dujiatai reservoir in Jin 99 block of Huanxiling oilfield

(3)河道砂壩：屬于河口砂壩的疊合體，顆粒以較粗的砂礫巖、粗砂巖和細(xì)砂巖為主，主要發(fā)育小型交錯層理和斜層理.自然電位曲線常呈大型的鐘型、箱型及漏斗型—箱型組合，砂體在平面上呈橢圓狀、土豆?fàn)罨虿灰?guī)則狀分布.

(4)水下分流間灣：巖性相對較細(xì)，以泥巖和泥質(zhì)粉砂巖為主，巖心觀察發(fā)現(xiàn)大量植物炭屑，主要發(fā)育水平層理和小型波狀層理.自然電位曲線常呈低幅突起的指型和微齒化的平直形態(tài).沉積主要以垂向加積為主，粒度細(xì)，粒度概率曲線多表現(xiàn)為直線形.

(5)席狀砂：由灰色粉砂巖和少量灰色泥巖組成，粒度較細(xì)，分選較好，泥質(zhì)含量較少，主要發(fā)育波狀層理和低角度交錯層理.自然電位曲線主要呈漏斗型、指型和低—中幅對稱齒型，部分井呈現(xiàn)出低幅突起型.砂體在平面上常呈條帶狀、席狀分布.

(6)湖相泥：位于辮狀河三角洲前緣最前沿，巖性純，以灰黑和灰綠等暗色泥巖為主，可見呈層分布的植物炭屑.自然電位曲線呈平直的泥巖基線型，自然伽馬曲線幅度變化較小.砂體在平面上常呈片狀、帶狀分布.

2.3 沉積微相演化特征

錦99塊杜家臺油層Ⅱ油組砂體縱向連通性好，厚度變化均勻，順物源方向砂體數(shù)量逐漸減少、厚度逐漸變薄，剖面上可見多期砂體縱向疊置，呈互層沉積(見圖4).該油層沉積初期，物源區(qū)砂體多、厚度較大，沿物源方向沉積微相類型由主力相帶變化為弱相帶；沉積中、后期，中西塊砂體較發(fā)育，物源區(qū)砂體厚度變化較小、連通性較好，縱向上砂體疊置關(guān)系復(fù)雜，多期單砂體縱向疊置形成較厚的砂層，泥質(zhì)夾層比較發(fā)育，沉積微相類型主要為水下分流河道和河道砂壩，部分層位發(fā)育席狀砂，縱向變化較快，順物源方向沉積微相類型主要由水下分流河道主體、側(cè)緣和河道砂壩向水下分流河道側(cè)緣和泥巖變化，沉積初期至沉積末期為1個沉積半旋回.

圖4 歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層Ⅱ油組剖面相展布Fig.4 Sectional facies distribution of formationⅡof Dujiatai reservoir in Jin 99 block of Huanxiling oilfield

錦99塊杜家臺油層Ⅱ油組在平面上砂體連片分布，水下分支河道頻繁改道，存在多個厚度中心，不同層位砂體平面上分布范圍、形態(tài)和疊加厚度有較大變化(見圖5).沉積初期，西塊主要發(fā)育湖相泥，砂體主要在中東塊和中西塊發(fā)育，平面上主要呈條帶狀和舌狀分布，沿北西—南東方向砂體連通性相對較好，沿北東—南西方向砂體的連通性相對較差；中東塊和中西塊主要為水下分流河道主體、側(cè)緣和河道砂壩微相沉積，并存在多個沉積厚度中心，整個地區(qū)發(fā)育大片湖泥沉積.沉積中期，砂體南進(jìn)力度總體加大，主要呈連片狀分布，整個地區(qū)發(fā)育較厚砂體；中東塊和西塊砂體發(fā)育相對較好，中西塊砂體分布范圍相對較小，連片的湖泥微相沉積主要分布在西塊；物源方向為北西方向，也有來自北東方向的小分支河道砂體，砂體橫向連通性相對較好，厚度相對較大，主要呈寬條帶狀、舌狀分布，主要為水下分流河道主體、側(cè)緣和河道砂壩微相沉積，西塊局部地區(qū)可見席狀砂微相沉積.沉積末期，全區(qū)發(fā)育砂體，在中東塊和中西塊沉積厚度相對較大，砂體在平面上主要呈連片狀、條帶狀分布，局部可見舌進(jìn)狀砂體，西塊存在孤立的土豆?fàn)钌绑w，橫向連通性相對較好.

圖5 歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層Ⅱ油組單砂層沉積微相演化過程Fig.5 Evolvement of sand layer sedimentary microfacies of formationⅡof Dujiatai reservoir in Jin99 block of Huanxiling oilfield

3 沉積微相與含油性關(guān)系

歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層的沉積微相對儲層含油性有明顯控制作用[22-24]，不同的沉積微相之間儲層含油性存在較大差異(見表1).水下分流河道主體和河道砂壩沉積微相的儲集物性明顯優(yōu)于其他沉積微相的(見圖6).同一微相帶內(nèi)，除水下分流河道主體的物性變化較大外，其他類型微相內(nèi)儲集層的物性變化較小.

表1 不同沉積微相物性差異Table 1 Properties differences of different sedimentary microfacies comparative table

圖6 辮狀河三角洲前緣主力微相對儲層含油性的影響Fig.6 The influence between braided-river delta front key micro-facies and oiliness of the reservoir

水下分流河道主體沉積微相砂體一般為多期水道疊加形成的復(fù)合砂體，碎屑顆?；祀s，粒度較粗，平均厚度為3.2 m，日產(chǎn)油為29.0 t，該類砂體的儲層物性好，孔隙度分布范圍為12%～25%，平均為20%；平均滲透率為420×10-3μm2，儲層整體連通性較好，滲流能力較強(qiáng)，平均含油飽和度為50%，含油能力較高，是重要的儲層類型.河道砂壩沉積微相分布于河道內(nèi)部，砂體厚度較大，水動力較強(qiáng)，底部發(fā)育沖刷面，平均厚度為5.4 m，日產(chǎn)油為30.7 t，孔隙度的分布范圍為23%～29%，平均為26%；平均滲透率為650× 10-3μm2，平均含油飽和度為56%，含油能力最高，是最重要的儲層類型.水下分流河道主體和河道砂壩沉積微相的平面連續(xù)性較好，在注水開發(fā)過程中吸水量大，容易造成水淹.水下分流河道側(cè)緣沉積微相分布于水下分流河道主體的兩側(cè)，砂體厚度較主體部位的薄，平均厚度為1.6 m，日產(chǎn)油為21.0 t，孔隙度分布范圍為5%～20%，平均為10%；平均滲透率為185×10-3μm2，平均含油飽和度為40%，儲層物性變差.席狀砂沉積微相是大面積分布于河道側(cè)翼的薄層砂，平均厚度為1.7 m，日產(chǎn)油為19.0 t，孔隙度分布范圍為10%～24%，平均為16%；平均滲透率為112×10-3μm2，平均含油飽和度為42%，儲層物性較好.

4 結(jié)論

(1)歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層發(fā)育典型的辮狀河三角洲前緣沉積，共識別出水下分流河道主體、水下分流河道側(cè)緣、河道砂壩、席狀砂、水下分流間灣和湖相泥等6種沉積微相類型，各沉積微相主要受水動力控制，水下分流河道主體和河道砂壩沉積微相是該區(qū)重要的儲集體.河道改道頻繁，砂體變化快，中東塊和中西塊砂體發(fā)育較好.

(2)沉積微相對儲層含油性具有明顯控制作用，不同沉積微相的儲層含油性存在很大差異，河道砂壩沉積微相的儲層含油性最好，水下分流河道主體的次之，為油氣聚集的有利沉積微相；席狀砂和水下分流河道側(cè)緣的儲層含油性相對較差，為油氣聚集的不利沉積微相.

(3)錦99塊杜家臺油層未來開采的重點(diǎn)區(qū)是中東和中西塊的河道砂壩和水下分流河道主體沉積微相對應(yīng)油層.此類油層含油飽和度高，滲透率和孔隙度也較高，平面上連續(xù)性好，在注水開發(fā)過程中，水推速度快，易造成水淹，對此類油層應(yīng)采取相應(yīng)注水措施，實(shí)施可控開發(fā).

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TE122.2

A

2095-4107(2014)05-0078-08

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2014.05.010

2014-07-23；編輯張兆虹

國家科技重大專項(2011ZX05009-003)

張瑞雪(1989-)，女，碩士研究生，主要從事油氣地質(zhì)及勘探方面的研究.