遼西低凸起錦州25-1南油田沙二段沉積體系特征及演化

程 奇，呂坐彬，張占女，周鳳軍，李廣龍，房 娜

(中海石油(中國(guó))天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

遼西低凸起錦州25-1南油田沙二段沉積體系特征及演化

程 奇，呂坐彬，張占女，周鳳軍，李廣龍，房 娜

(中海石油(中國(guó))天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

渤海油田古近系沙河街組普遍發(fā)育辮狀河三角洲沉積，其沉積背景復(fù)雜，儲(chǔ)層橫向變化快。以錦州25-1南油田沙二段為例，綜合運(yùn)用巖心、測(cè)井、地震、古生物及重礦物等資料，以層序地層學(xué)理論為指導(dǎo)，建立精細(xì)層序地層格架，并以此為基礎(chǔ)開(kāi)展了沙二段沉積特征精細(xì)研究。研究表明：①錦州25-1南油田受控于雙物源，沙二段可劃分出3個(gè)四級(jí)層序，9個(gè)五級(jí)層序；②分析各級(jí)層序的沉積特征及演化規(guī)律，建立了等時(shí)層序地層格架下的錦州25-1南油田沉積模式；③應(yīng)用研究成果有效指導(dǎo)油田各四級(jí)層序開(kāi)發(fā)策略。

錦州25-1南油田;沙二段;古地貌;層序地層;辮狀河三角洲前緣

錦州25-1南油田發(fā)現(xiàn)于2002年,位于渤海遼東灣海域遼西低凸起中北段(圖1)，是遼西低凸起上發(fā)育規(guī)模較大、開(kāi)發(fā)效益較好的油田之一，其中沙二段是主要油氣產(chǎn)出層段。開(kāi)發(fā)初期前人研究沙二段主要發(fā)育層狀構(gòu)造油氣藏，隨著油田不斷開(kāi)發(fā)，新鉆井資料逐漸豐富，油氣藏類型逐漸復(fù)雜，主要為構(gòu)造巖性油氣藏，揭示出油田沉積特征的復(fù)雜性。

圖1 錦州25-1南油田地理及區(qū)域位置圖

本文根據(jù)巖心、錄井、測(cè)井和分析化驗(yàn)資料，結(jié)合地震等資料，運(yùn)用沉積學(xué)基本原理和方法，在區(qū)域沉積模式的指導(dǎo)下研究錦州25-1南油田沙二段的層序地層特征與沉積相的構(gòu)成、演化與分布規(guī)律，結(jié)合在層序格架內(nèi)辮狀河三角洲的演化特點(diǎn)，對(duì)受古地貌控制的辮狀河三角洲沉積特征開(kāi)展深入研究，建立油田精細(xì)沉積模式，對(duì)油田實(shí)現(xiàn)增儲(chǔ)上產(chǎn)具有重要意義。

1 油田地質(zhì)概況

遼東灣地區(qū)古近紀(jì)呈北東走向的凸-凹相間構(gòu)造格局，形成3凹2凸共5個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元[1]，自西向東分別包括遼西凹陷、遼西低凸起、遼中凹陷、遼東凸起、遼東凹陷。各構(gòu)造單元均呈北東-南西向相互平行展布。錦州25-1南油田位于遼西低凸起中北段，西側(cè)以遼西大斷層為界緊鄰遼西凹陷中洼, 東南呈緩坡向凹陷過(guò)渡，毗鄰遼中凹陷中、北洼，處于油氣富集有利位置[2-4]。該地區(qū)主要發(fā)育太古宇潛山、古近系沙河街組、東營(yíng)組和新近系館陶組、明化鎮(zhèn)組等地層。油田油藏埋深較深，測(cè)試產(chǎn)能高，油藏豐度高。含油層系為沙河街組的沙二段和太古宇潛山，原油具有中等密度、低黏度、含硫量低、膠質(zhì)瀝青質(zhì)中等、含蠟量由低到高的特點(diǎn)。

2 錦州25-1南油田層序地層格架

錦州25-1南油田沙二段地層層序劃分，三級(jí)層序識(shí)別參考遼東灣地區(qū)的層序格架劃分方案[5-9]。以此為基礎(chǔ)，利用鉆井、測(cè)井、巖心和高分辨率三維地震資料進(jìn)行四級(jí)層序的劃分與對(duì)比，將錦州25-1南油田沙二段劃分1個(gè)三級(jí)層序，3個(gè)四級(jí)層序(SC1～SC3)(對(duì)應(yīng)于3個(gè)油層組)和9個(gè)五級(jí)層序(對(duì)應(yīng)于9個(gè)砂層組)。錦州25-1南油田沙二段伴隨著基準(zhǔn)面升降和可容納空間增減的變化，縱向上沉積亞相自下而上具有辮狀河三角洲前緣-前三角洲的交互演化序列，反映出兩個(gè)湖平面變化旋回。

3 錦州25-1南油田沉積特征

3.1 微相特征

(1)水下分流河道：研究區(qū)典型發(fā)育的微相類型之一，主要由灰色細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖組成，垂向上呈現(xiàn)下粗上細(xì)的正旋回沉積序列；單層厚度一般2～5 m，最厚也不超過(guò)10 m；各單砂層底部為突變接觸，底部常含泥礫和沖刷侵蝕現(xiàn)象，沉積構(gòu)造由下而上為平行層理，小型槽狀、板狀交錯(cuò)層理，波狀層理及水平層理；自然電位曲線多為鐘形，箱形及箱形-鐘形。

(2)水下溢岸：水下溢岸沉積微相位于水下分流河道的兩側(cè)或前緣，沉積物粒度較細(xì)，以粉砂巖為主其間夾少量的黏土夾層，常含植物碎片。其水動(dòng)力條件比水下分流河道主流線弱，相應(yīng)的沉積物粒度變細(xì)，泥質(zhì)含量增加，主要由粉砂巖組成；砂體單層厚度小，一般為1～3 m；其垂向沉積構(gòu)造序列與分流主河道相似，即底部為沖刷面，向上過(guò)渡為塊狀層理、平行層理、板狀交錯(cuò)層理、槽狀交錯(cuò)層理、水平層理，但交錯(cuò)層理的規(guī)模有所減?。蛔匀浑娢磺€為低幅刺刀形為主，微電阻率曲線呈齒化箱形。

(3)水下分流間灣：主要為一套細(xì)粒懸浮成因的泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、少量粉砂巖或泥質(zhì)粉砂巖；砂質(zhì)沉積多是洪水季節(jié)河床漫溢的結(jié)果，砂層中具波狀、上攀、波狀交錯(cuò)等層理；自然電位曲線為低幅鋸齒形。

(4)河口壩：研究區(qū)最為發(fā)育的微相類型，單層厚度一般2～6 m；形態(tài)呈新月型、朵狀、條狀等；巖性主要由淺灰、灰白色粉細(xì)砂巖及細(xì)砂巖組成，分選較好；沉積構(gòu)造主要有槽狀交錯(cuò)層理、浪成砂紋層理；自然電位曲線為齒化箱形、漏斗形，反映出下細(xì)上粗的結(jié)構(gòu)特征。

(5)遠(yuǎn)砂壩：主要為粉砂巖，含細(xì)砂、黏土。沉積構(gòu)造有韻律層理、波狀層理、浪成交錯(cuò)層理；垂向?qū)有蛏衔挥谇叭侵弈噘|(zhì)沉積之上，河口砂壩沉積之下。砂體單層厚度較河口壩薄，單個(gè)沉積序列的厚度一般為1～3 m，縱向上為下細(xì)上粗的反旋回沉積序列；粒度概率曲線為雙段式，懸浮總體較發(fā)育；測(cè)井相表現(xiàn)為中到低幅的反向刺刀形、指形，或低幅漏斗形。

(6)席狀砂：砂質(zhì)較純，分選好，多由粉砂巖組成，其間為薄層泥所隔開(kāi)，單個(gè)沉積序列的厚度一般為0.5～1 m；有小型上攀、波狀交錯(cuò)等層理，粒度概率曲線分布為高懸浮陡跳躍兩段式；在測(cè)井曲線上表現(xiàn)為低幅度的微齒化曲線。

(7)前三角洲泥：主要由深灰色泥巖組成，中間夾雜粉砂、泥。

(8)淺湖泥：發(fā)育深色泥巖，由于泥巖分布連片，本次研究過(guò)程中將水下分流間灣、前三角洲泥和淺湖泥皆劃為濱淺湖泥。

將表1的數(shù)據(jù)代入公式(1)即可得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的云模型參數(shù)，取k為0.01。運(yùn)用正態(tài)云發(fā)生器分別對(duì)上述10個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)生成相對(duì)應(yīng)的綜合云模型，并選取其中結(jié)構(gòu)面的傾角指標(biāo)和mrqd指標(biāo)的云模型，分別如圖1和圖2所示。

3.2 單井相分析

JZ25-1S-6井位于錦州25-1南油田6井區(qū)，鉆遇完整沙二段地層。根據(jù)區(qū)域沉積相分析、結(jié)合巖心和測(cè)井曲線特征，JZ25-1S-6井沙二段主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣和前三角洲兩個(gè)亞相，單井上可識(shí)別出辮狀水下分流河道、河口壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂壩、水下溢岸、水下分流間灣、淺湖泥等7種微相類型。

3.3 沉積相平面展布特征

本文以辮狀河三角洲沉積模式為指導(dǎo)，基于單因素分析綜合作圖法的思想，在單井相、剖面相分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合砂地比等值線圖、砂巖厚度圖等單因素圖件分析和地質(zhì)背景資料分析[10-11]，錦州25-1南油田受西北和西南兩支物源控制，分析了五級(jí)層序沉積相平面展布特征。

(1)SC3層序，基準(zhǔn)面的上升而形成水進(jìn)層序，整體表現(xiàn)為縱向上發(fā)育水進(jìn)微相沉積序列，橫向上發(fā)育退積型三角洲，SC3層序可進(jìn)一步劃分出3個(gè)五級(jí)層序(SC3-3～ SC3-1)(圖2a)。

(2)SC2層序，基準(zhǔn)面變化不明顯，物源供給明顯變?nèi)?，尤其是西北物源供給變?nèi)?，主要發(fā)育辮狀三角洲前緣遠(yuǎn)端沉積，以6、4D井區(qū)小型河口壩、遠(yuǎn)砂壩、席狀砂沉積為特征(圖2b)。

(3)SC1層序，基準(zhǔn)面的下降而形成明顯的水退層序，湖域面積開(kāi)始縮小，河水動(dòng)力增強(qiáng)，物源砂體不斷向湖盆推進(jìn)，發(fā)育建設(shè)性三角洲。該時(shí)期物源供給充足，河口處發(fā)生大規(guī)模的沉積物卸載，發(fā)育大規(guī)模連片分布的河口壩及席狀砂。自下而上，沉積范圍逐漸擴(kuò)大，進(jìn)積過(guò)程(圖2c)。

4 沉積演化及模式建立

4.1 沉積演化規(guī)律

由于古地貌、基準(zhǔn)面升降和沉積物供給的聯(lián)合作用，錦州25-1南油田沙二段沉積經(jīng)歷了古地貌逐漸被填平的過(guò)程，湖平面經(jīng)歷了上升(水進(jìn))-下 降(水退)的過(guò)程，沉積物的供給經(jīng)歷了充足-不充足-充足三個(gè)階段。使錦州25-1南油田沙二段辮狀河三角洲演化明顯表現(xiàn)為以下3個(gè)階段。

圖2 沙二段五級(jí)層序沉積相平面分布和砂體等厚圖

SC3層序主控沉積因素是古地貌，溝谷水道充填，湖平面略上升，退積,發(fā)育水下分流河道沉積微相。SC2層序主控沉積因素是物源供給,湖平面變化不明顯，但是物源供給明顯變?nèi)?，尤其是西北物源供給變?nèi)?，主要發(fā)育辮狀三角洲前緣遠(yuǎn)端沉積，以6、4D井區(qū)小型河口壩、遠(yuǎn)砂壩、席狀砂沉積為特征。SC1層序湖平面持續(xù)下降，物源供給充足，沉積物大量卸載，發(fā)育水下分流河道、河口壩砂體，河口壩砂體占優(yōu)勢(shì)，連片發(fā)育。

4.2 沉積模式

錦州25-1南油田沙二段發(fā)育兩個(gè)物源方向的辮狀河三角洲(圖3)。4D、6井區(qū)發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相沉積。主要物源來(lái)自西北方向，在油田內(nèi)部由多個(gè)不同方向的三角洲前緣朵體組成。SC3、SC1時(shí)期，研究區(qū)沉積受古地貌的控制，溝谷帶與主物源方向基本垂直，故而在多個(gè)出水口發(fā)育河道沉積，沉積物二次分配，發(fā)育多個(gè)次一級(jí)朵體。多個(gè)朵體橫向疊加，變化快。3井區(qū)發(fā)育辮狀河三角洲前緣，物源方向來(lái)自西南方向的遼西低凸起。在3井區(qū)附近發(fā)育兩個(gè)規(guī)模不同的辮狀河三角洲，其中在SZ30-3-1井、SZ30-3-2井及JZ25-1S-B7井一帶發(fā)育一個(gè)規(guī)模相對(duì)較小的辮狀河三角洲，含砂高，儲(chǔ)層變化快，類似扇三角洲沉積特征；在JZ25-1S-9井處發(fā)育規(guī)模較大的辮狀河三角洲，地震反射軸連續(xù)穩(wěn)定，沉積中心位于錦州25-1南油田東南部，3井區(qū)僅為該辮狀河三角洲前緣的邊部。

圖3 錦州25-1南油田沙二段沉積模式

5 應(yīng)用

SC3層序由于受古地貌控制，主要發(fā)育水下分流河道，短期旋回為正旋回和復(fù)合旋回，短期旋回加積形成中期對(duì)稱旋回，普遍發(fā)育水下分流河道，砂體較厚，但橫向變化快，風(fēng)險(xiǎn)大，開(kāi)發(fā)策略為邊評(píng)價(jià)邊調(diào)整。SC2層序主要發(fā)育小規(guī)模水下分流河道、河口壩及水下溢岸微相，物源供應(yīng)相對(duì)較弱；短期旋回多為反旋回、復(fù)合旋回，短期旋回進(jìn)積構(gòu)成中期反旋回；砂體橫向變化快，厚度薄，風(fēng)險(xiǎn)大，因此須加強(qiáng)過(guò)路井評(píng)價(jià)，落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。SC1層序物源供給充足，湖平面持續(xù)下降，河口處發(fā)生大規(guī)模的沉積物卸載，發(fā)育連片分布的水下分流河道和河口壩，砂體發(fā)育較厚，儲(chǔ)層展布連續(xù)，風(fēng)險(xiǎn)小，開(kāi)發(fā)策略為增加加密井，充分挖潛。

6 結(jié)論

(1)錦州25-1南油田沙二段劃分為1個(gè)三級(jí)層序，3個(gè)四級(jí)層序(SC1～SC3)(對(duì)應(yīng)于3個(gè)油層組)和9個(gè)五級(jí)層序(對(duì)應(yīng)于9個(gè)砂層組)。

(2)錦州25-1南油田沙二段儲(chǔ)層屬于雙物源沉積，主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相，其中辮狀河三角洲前緣發(fā)育水下分流河道、水下溢岸、水下分流間灣、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、席狀砂等微相，主力含油層段主要發(fā)育水下分流河道和河口壩微相。

(3)SC3層序是基準(zhǔn)面上升而形成水進(jìn)層序，橫向上發(fā)育退積型辮狀河三角洲,同時(shí)沉積受古地貌控制，發(fā)育溝谷水道充填，但砂巖百分含量較高；SC2層序基準(zhǔn)面變化不明顯，物源供給明顯變?nèi)?，尤其是西北物源供給變?nèi)?，主要發(fā)育辮狀三角洲前緣遠(yuǎn)端沉積；SC1層序是基準(zhǔn)面的下降而形成明顯的水退層序，古物源充足和湖平面持續(xù)變淺，物源砂體不斷向湖盆推進(jìn)，發(fā)育建設(shè)性辮狀河三角洲。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)05-0021-05

2015-05-13

程奇，工程師，1986年生，2010年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)，現(xiàn)從事油氣地質(zhì)研究工作。

中國(guó)海洋石油總公司“十一五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目(2007CNBO0415)。

TE111.3

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