大民屯西陡坡沙四段沉積儲(chǔ)層特征研究

鄭見中

(中國(guó)石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦 124010)

大民屯西陡坡沙四段沉積儲(chǔ)層特征研究

鄭見中

(中國(guó)石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦 124010)

摘要：通過(guò)對(duì)大民屯西陡坡沙四段巖心觀察分析、測(cè)井特征解釋、沉積儲(chǔ)層的系統(tǒng)研究，認(rèn)為研究區(qū)發(fā)育完整的扇三角洲沉積體系，前扇三角洲以泥巖和粉砂巖為主，同時(shí)在沈273、沈262井區(qū)可見由扇三角洲前緣亞相向前扇三角洲滑塌形成的典型透鏡狀濁流砂體；扇三角洲前緣以粉細(xì)巖、河道砂巖、礫質(zhì)砂巖為主，發(fā)育廣泛，物性較好，為油層主力發(fā)育區(qū)；扇三角洲平原巖性以砂礫巖為主，沉積主要為陸上沉積，沈267、沈357井可見明顯的陸上沉積特征，泥巖顏色復(fù)雜，紅層碳質(zhì)泥巖發(fā)育，沉積時(shí)期為低位體系域和水進(jìn)體系域；儲(chǔ)集砂體類型相對(duì)單一，以扇三角洲前緣砂體為主，儲(chǔ)層巖性主要為礫巖類和砂巖類；儲(chǔ)集空間類型主要有粒間孔、溶蝕孔以及微裂縫、溶蝕縫；儲(chǔ)集孔隙結(jié)構(gòu)特征以低滲、中孔、細(xì)-微細(xì)喉不均勻型為主。

關(guān)鍵詞：大民屯西陡坡； 沙四段； 沉積特征；儲(chǔ)層特征

大民屯西陡坡位于大民屯平安堡-安福屯地區(qū)。古近系沙四時(shí)期，大民屯凹陷處于湖盆初始裂陷階段，區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育濱淺湖-半深湖沉積[1]，沿陡岸形成一系列呈扇裙分布的扇三角洲沉積體系，扇體直接入湖，與烴源巖緊密接觸，為油氣藏的形成提供了充足的油源，油氣在優(yōu)勢(shì)巖相帶富集成藏。2014年針對(duì)該相帶鉆探了沈354、沈358等一批探井并獲得了成功，打開了該區(qū)勘探的新局面。2015年該區(qū)新增控制儲(chǔ)量4 111×104t。本文從沉積演化入手，分析沉積砂體發(fā)育類型、展布特征、儲(chǔ)層巖性特征和儲(chǔ)集空間類型，為該區(qū)沙四段進(jìn)一步的勘探及儲(chǔ)量升級(jí)提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

1沉積特征

研究區(qū)沙四段為斷陷湖盆裂陷期階段沉積，沉降幅度大、沉積速率快。在西部邊界斷裂活動(dòng)的控制下，該時(shí)期盆地邊界與沉降區(qū)高差大，加上外側(cè)凸起區(qū)的物源供給充足，形成垂直湖岸方向的近岸碎屑搬運(yùn)和沉積，這種近岸出山入湖的砂體沉積特點(diǎn)表現(xiàn)為物源供給量充足，并且在觸發(fā)機(jī)制的作用下形成多物源、多沉積事件砂體沉積。沙四段低位體系域發(fā)育扇三角洲-湖相沉積體系，物源主要來(lái)自西側(cè)，多個(gè)扇體相互疊置沉積，儲(chǔ)層以扇三角洲前緣水下分支流河道為主，儲(chǔ)層巖性為中粗-細(xì)砂巖、砂礫巖和角礫巖；沙四段水進(jìn)體系域靠近邊界斷層主要為扇三角洲沉積，前緣部位由于構(gòu)造以及古地形的關(guān)系，發(fā)育小型滑塌濁積扇。

1.1沉積相類型

大民屯凹陷古近系沙四段-沙三段沉積經(jīng)歷了“低位體系域—水進(jìn)體系域—高位體系域”三級(jí)層序沉積過(guò)程[2-3]，沙四上亞段發(fā)育的可全區(qū)追蹤對(duì)比的暗色泥巖頂面為最大湖泛面(MFS)。沙四中亞段大范圍發(fā)育的油頁(yè)巖頂面及與之對(duì)比的暗色泥巖底面為初始湖泛面(FFS)，據(jù)此界面可劃分出低位體系域( LST) 和水進(jìn)體系域( TST)。在長(zhǎng)期沉降和水進(jìn)過(guò)程中，大民屯西斜坡主要發(fā)育扇三角洲相，且發(fā)育完善，具備平原亞相、前緣亞相、前扇三角洲亞相三個(gè)亞相：

(1)扇三角洲平原亞相。扇三角洲平原是扇三角洲的陸上部分[4]，以正旋回沉積為特征，為水上氧化和弱氧化環(huán)境[5]。巖性以砂巖和砂礫巖層夾綠色、紅色泥巖層為主，并見沼澤相碳質(zhì)泥巖發(fā)育。粒度較前緣相粗，以中粗砂和砂礫巖為主，為水上分流河道、天然堤和分流間沼澤等組合。電性曲線呈指狀、鐘狀和齒狀等。巖心存在明顯的沖刷面、槽狀和楔狀交錯(cuò)層理，也有一定量的波狀紋層、疊覆狀層理和透鏡狀層理，在礫巖中可以見到明顯的礫石定向排列，主要發(fā)育在沈247井區(qū)、沈327井區(qū)和沈273井區(qū)。

(2)扇三角洲前緣亞相。該亞相為扇三角洲在水下的前積部分，為水下分支流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩和席狀砂等組合。下伏地層為前扇三角洲泥巖或湖相泥巖[6-7]，粉砂-粗砂巖(少部分含礫石)與暗色泥巖互層，巖性較平原相細(xì)。電性曲線特征：分流河道多呈指狀和鐘狀，砂壩多為漏斗形和齒狀，席狀砂為齒狀并平面分布為連續(xù)性較廣的薄層砂體，剖面呈反旋回特點(diǎn)。沉積構(gòu)造類型復(fù)雜，巖心中見有小型交錯(cuò)層理、波狀層理、疊覆層理、水平層理、脈狀、透鏡狀和變形層理等。介螺和鱗片化石豐富，多生物潛穴和生物攪動(dòng)構(gòu)造，多炭屑、炭紋、植物殘?bào)w及云母屑等。除變形構(gòu)造外還見有高角度的同生斷裂擦面。礦物成份：石英(36.5%)，長(zhǎng)石(35.4%)，巖屑(14.0%)，其長(zhǎng)石和巖屑含量遠(yuǎn)比典型三角洲含量高。

(3)前扇三角洲亞相。為扇三角洲前緣到較深湖、陸架泥巖過(guò)渡區(qū)域，缺少明顯的巖性界線，主要發(fā)育細(xì)粉砂巖與灰色深灰色泥巖，發(fā)育水平層理，揉皺構(gòu)造[8-9]。電性特征：自然電位曲線平直，自然伽馬和電阻率曲線表現(xiàn)出明顯的砂泥巖薄互層特點(diǎn)，整體油氣顯示和物性較差。值得注意的是，在扇三角洲沉積過(guò)程中，由于沉積物的快速側(cè)向堆積，沉積物表面傾角不斷增加，沉積物在自身重力作用下，加之地震、斷裂活動(dòng)等多種誘發(fā)因素的影響，扇三角洲前緣亞相向前滑塌，經(jīng)液化形成濁流，并在低洼區(qū)沉積下來(lái)，形成透鏡狀濁流砂體。如在沈273井2 687 m處可見典型的以砂礫巖為主的滑塌沉積。

1.2單井微相類型劃分

通過(guò)對(duì)研究區(qū)107.42 m巖心觀察，進(jìn)一步確定沉積相在垂向上和橫向上的變化規(guī)律。選取重點(diǎn)井進(jìn)行單井相分析，從單井相分析來(lái)看，平原亞相主要發(fā)育分流河道及河道間微相；前緣亞相主要發(fā)育水下分支流河道、河道間、河口壩等微相，局部地區(qū)發(fā)育席狀砂?？傮w來(lái)看，自平原亞相至前扇三角洲亞相，沉積物粒度變細(xì)、砂體厚度變薄(圖1)。

圖1　沈247井-沈625井沉積相剖面圖

低位體系域主要發(fā)育扇三角洲平原、扇三角洲前緣以及前扇三角洲；水進(jìn)體系域整體沉積體系為扇三角洲-滑塌扇-湖相沉積。水進(jìn)體系域的濁積扇規(guī)模較小，砂體厚度變化快。據(jù)單井揭示情況看，該類扇體主要分布在扇三角洲前緣和前扇三角洲。

從單井相連井對(duì)比分析來(lái)看，本區(qū)沙四段沉積均為多物源且近物源的快速堆積，導(dǎo)致扇體發(fā)育范圍小、相變快，油氣藏以巖性油氣藏為主。又由于沉積物顆粒粗、分選差，儲(chǔ)層成為低孔低滲儲(chǔ)層，因此油井均需以壓裂方式投產(chǎn)[10]。

1.3沉積砂體展布特征

低位體系域沉積時(shí)期，湖盆處于初始裂陷期，凹陷開始形成，水體開始注入?yún)R集，水體逐漸加深并接受沉積[11-12]。沉積物主要為雜色、暗色的泥巖、粗碎屑砂礫巖。早期水體相對(duì)穩(wěn)定，在凹陷中心帶普遍發(fā)育一套油頁(yè)巖。油頁(yè)巖沉積以后，湖盆裂陷速度加快，西側(cè)山地向凹陷中心輸送大量碎屑巖。在湖盆西部地區(qū)，以沈281、沈262和沈225井為中心形成以礫巖、砂礫巖為主，夾暗色及雜色泥巖的扇三角洲沉積相，這些砂體向湖盆中心方向快速尖滅，分布范圍受古構(gòu)造控制。依據(jù)本區(qū)的巖性-電性組合特征和沉積特征，開展精細(xì)地層對(duì)比工作：低位體系域自上而下分為三個(gè)砂層組，I砂組在沈257-沈351井區(qū)最為發(fā)育，最大厚度200 m，砂組分布面積91 km2,頂點(diǎn)埋深2 600 m，砂體厚度0～240 m，為主要含油層段；II砂組分布面積98 km2, 頂點(diǎn)埋深2 800 m，砂體厚度0～150 m，均發(fā)育油層；III砂組分布面積104 km2, 頂點(diǎn)埋深3 000 m，砂體厚度0～240 m，油層主要發(fā)育在扇三角洲前緣亞相。

沙四段水進(jìn)體系域繼承了低位體系域扇體展布特征[13-14]，在平安堡到安福屯井區(qū)扇體均有分布，但由于水域相對(duì)低位體系域進(jìn)一步擴(kuò)張，導(dǎo)致扇三角洲砂體分布范圍相對(duì)小，厚度薄。由于構(gòu)造以及水流作用，水進(jìn)體系域發(fā)育的滑塌濁積扇具有較好的儲(chǔ)集性能。水進(jìn)體系域扇三角洲自上而下分為兩個(gè)砂層組，I砂組在沈281井區(qū)最為發(fā)育，面積6.0 km2,頂點(diǎn)埋深1 700 m，砂體厚度0～80 m；II砂組面積16.0 km2, 頂點(diǎn)埋深2 200 m，砂體厚度0～60 m。兩組均發(fā)育油層，滑塌扇面積較小，僅2.0 km2，但揭露井顯示段較厚，而且產(chǎn)量較高。

2儲(chǔ)層特征

本區(qū)的儲(chǔ)集砂體類型相對(duì)單一，以扇三角洲前緣砂體為主，儲(chǔ)集砂體主要分布在近岸地帶，水進(jìn)體系域局部發(fā)育的濁積砂體距湖岸有一定的距離。低位體系域砂體由湖岸向凹陷迅速減薄，最大延伸長(zhǎng)度4.5 km，砂巖厚度大，最大厚度400 m。

2.1儲(chǔ)集層巖石學(xué)特征

本區(qū)儲(chǔ)層巖性主要為砂礫巖、中粗砂巖、細(xì)砂巖，巖石礦物成分以石英、長(zhǎng)石為主，碎屑顆粒分選差～中等，磨圓次棱角～次圓狀。儲(chǔ)集層巖石結(jié)構(gòu)由三部分組成：碎屑顆粒、填隙物、孔隙，其中填隙物包括雜基和膠結(jié)物[15]。碎屑顆粒是巖石的主體部分，占碎屑巖組成的50%以上，碎屑顆粒組成以石英、長(zhǎng)石為主，巖屑次之。巖石的礦物組成主要為：黏土、石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、方解石，還含有少量的云母、菱鐵礦、黃鐵礦、菱錳礦等。其中黏土含量較高，平均高達(dá)58.6%；其次為石英，平均含量為25.8%；再次為鉀長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石，平均含量分別為3.4%和4.0%。

儲(chǔ)集砂巖的成分成熟度較低，巖性以顆粒多樣、結(jié)構(gòu)混雜、分選和磨圓均差、巖屑含量高、風(fēng)化程度高為特點(diǎn)。

2.2儲(chǔ)集空間類型

本區(qū)主要發(fā)育礫巖類及砂巖類兩種儲(chǔ)層。從鑄體薄片可以看出，礫巖類儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間類型主要有粒間孔、溶蝕孔以及微裂縫、溶蝕縫；砂巖類儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間類型主要以粒間孔、溶蝕孔為主，見少量粒內(nèi)溶孔，存在個(gè)別長(zhǎng)石完全溶蝕形成鑄模孔。

2.3儲(chǔ)集層物性特征

礫巖類和砂巖類兩種儲(chǔ)層類型的物性特征有較大的差異。據(jù)常規(guī)物性分析，礫巖類儲(chǔ)層的孔隙度為4%～10%，平均7.2%；滲透率為(0.06～28)×10-3μm2，平均1.7×10-3μm2。砂巖類儲(chǔ)層的孔隙度為6%～12%，平均9.6%；滲透率為(0.06～7.5)×10-3μm2，平均為0.80×10-3μm2(圖2)。

圖2　大民屯凹陷西斜坡沙四段儲(chǔ)層孔隙度分布直方圖

2.4儲(chǔ)層毛管壓力特征及孔隙結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)壓汞分析資料，本區(qū)的砂巖孔隙結(jié)構(gòu)特征以低滲、中孔、細(xì)-微細(xì)喉不均勻型為主。礫巖類儲(chǔ)層最大孔喉半徑為0.73～212.50μm，排驅(qū)壓力0.030～5.093 MPa。砂巖類儲(chǔ)層最大孔喉半徑0.06～4.80 μm，排驅(qū)壓力為0.153～2.080 MPa。這說(shuō)明本區(qū)的孔隙喉道差異較大，儲(chǔ)層的非均質(zhì)性較強(qiáng)。從具體數(shù)值分析，砂巖類儲(chǔ)層最大平均孔徑分布范圍較小，比礫巖類儲(chǔ)層非均質(zhì)性弱。

2.5有效儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)

從完鉆井揭示來(lái)看，油氣分布縱向和橫向上變化較快，含油性差異決定于儲(chǔ)層的品質(zhì)，因此需開展有效儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)工作。有效儲(chǔ)層的描述過(guò)程中采用了重構(gòu)的阻抗反演資料。自然電位是最早產(chǎn)生的測(cè)井測(cè)量方式，在常規(guī)砂巖油藏中用來(lái)表征儲(chǔ)層滲透性的好壞，也可以根據(jù)其幅度大小來(lái)判斷油氣水層[16]。在本區(qū)研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，致密儲(chǔ)層的含油性與自然電位具有較好的相關(guān)性，顯示較好井段的自然電位幅度差值大于顯示較差井段的自然電位幅度差值；而在無(wú)顯示層段，自然電位基本與基線重合。在利用自然電位開展有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究過(guò)程中，首先開展自然電位的基線校正，為了保證多井之間可以開展對(duì)比，必須將各井經(jīng)過(guò)基線校正后的自然電位進(jìn)行歸一化處理，然后重構(gòu)有效儲(chǔ)層的阻抗曲線，在原有阻抗約束基礎(chǔ)上開展有效儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)。從完鉆井揭示來(lái)看，預(yù)測(cè)效果較好。

3結(jié)論

通過(guò)對(duì)研究區(qū)沉積儲(chǔ)層的研究分析，明確了沙四段為扇三角洲沉積體系，物源來(lái)自西部，從西向東依次為扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲，砂體厚度依次減薄。扇三角洲平原主要發(fā)育砂礫巖類儲(chǔ)層，扇三角洲前緣主要發(fā)育砂巖類儲(chǔ)層，而前扇三角洲以粉砂巖和泥巖為主，難以形成有效儲(chǔ)層，但是從扇三角洲平原、扇三角洲前緣滑塌而來(lái)的沉積砂體可以在此相帶形成透鏡型或者滑塌型油氣藏。

從儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)來(lái)看，前扇三角洲滑塌濁積砂體快速堆積，物性較好，且與生油巖直接接觸，油源充足，為Ⅰ類儲(chǔ)層，但其砂體分布面積有限，油氣儲(chǔ)量規(guī)模小；扇三角洲前緣砂巖類儲(chǔ)層屬于緩慢沉積，儲(chǔ)層非均質(zhì)性弱，距離生油巖近，單井穩(wěn)產(chǎn)好，為Ⅱ類儲(chǔ)層；扇三角洲平原砂礫巖儲(chǔ)層，非均質(zhì)性強(qiáng)，距離生油巖遠(yuǎn)，屬于Ⅲ類儲(chǔ)層。

本區(qū)沙四段儲(chǔ)層縱向上發(fā)育低位域和水進(jìn)域兩套沉積序列，低位域發(fā)育完整的扇三角洲沉積序列，水進(jìn)域主要發(fā)育扇三角洲前緣和前扇三角洲。對(duì)本區(qū)沙四段含油面積進(jìn)行了圈定，低位域新增含油面積17.7 km2，水進(jìn)域新增含油面積7.7 km2，為本區(qū)的儲(chǔ)量評(píng)價(jià)提供了準(zhǔn)確的儲(chǔ)量面積參數(shù)。

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編輯：王金旗

文章編號(hào)：1673-8217(2016)03-0052-04

收稿日期：2016-01-10

作者簡(jiǎn)介：鄭見中，工程師，1980年生，2004年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源勘查與工程專業(yè)，現(xiàn)從事油氣田勘探部署與儲(chǔ)量研究工作。

中圖分類號(hào)：TE112.23

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A