H201區(qū)延安組八段、九段油藏沉積微相研究

葉文軍，李靜文，張媛媛

(中國石油集團測井有限公司華北分公司，河北 任丘 062552)

浮昀

(中石油長慶油田分公司第八采油廠，陜西 西安 710000)

H油田H201區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡西南段，構造相對簡單，為一西傾的單斜構造，局部發(fā)育少量北東向展布的鼻狀構造[1～3]。區(qū)內主要目的層段為中侏羅統(tǒng)延安組八段、九段(J2y8、J2y9)，其中J2y8可劃分為4個小層，J2y9可劃分為3個小層。對區(qū)內油藏的勘探始于1998年，在J2y8、J2y9分別獲油層8.7、13.9m，兩層合試日產油77.4t；1999年投入全面滾動開發(fā)； 2002年4月開始，在含水上升的同時提高采液量，穩(wěn)產；2004年2月含水再次上升，產量開始下降，進入遞減階段?，F(xiàn)階段H201區(qū)油藏含水率高，產量遞減快，嚴重制約了油田的勘探與開發(fā)，究其原因主要是缺乏對目的層系沉積微相的系統(tǒng)研究及準確劃分。以沉積巖石學及層序地層學等理論為指導，利用巖心觀察、巖石薄片鏡下觀察、碎屑巖成分分析、測錄井等相關資料對區(qū)內J2y8、J2Y9的沉積微相類型及發(fā)展規(guī)律進行了深入剖析。

1 區(qū)域地質沉積特征

鄂爾多斯盆地延安組分布較為穩(wěn)定，地層厚度150～300m，發(fā)育一套河流、三角洲沉積的碎屑含煤巖系[4,5]。研究區(qū)沉積早期河流較為發(fā)育，由最初的辮狀河沉積逐漸發(fā)展成之后的曲流河沉積；沉積中晚期，甘陜古河進入衰減期，演變?yōu)槿侵蕹练e體系，盆地的中部與東南部開始沉降，形成湖泊。

2 沉積微相類型劃分

2.1 巖石學特征

通過對H201區(qū)4口取心井的巖心及薄片資料分析表明，J2y8、J2y9儲層巖性主要為細-中粒長石質石英砂巖。

J2y8儲層中，碎屑體積分數(shù)為82.3%，以石英、長石為主，分別占54.6%和25.3%；碎屑顆粒分選好，磨圓度為次棱狀，支撐類型為顆粒支撐；填隙物體積分數(shù)為17.7%，主要為硬石膏、高嶺土和水云母，分別占34.5%、22.0%和20.3%；膠結類型以接觸-孔隙式為主。J2y8底部為淺灰色、淺灰色細砂巖夾不等厚灰色泥巖，砂巖單層厚度5～8m，上部夾多層灰黑色泥質條帶(圖1(a))，可見植物碎片，塊狀或平行層理；頂部為淺灰色細砂巖、淺褐色粉砂巖與淺灰色泥巖、淺褐色粉砂質泥巖不等厚互層，局部夾有多層幾厘米厚的煤層(圖1(b))，砂巖單層厚度一般在1～3m，多具平行層理和交錯層理。

J2y9儲層中，碎屑體積分數(shù)為86.6%，與J2y8儲層一致，碎屑以石英、長石為主，但石英體積分數(shù)更高，約占62.1%，反映巖石成分成熟度較高，長石體積分數(shù)為25.3%；顆粒分選中等，磨圓度為次棱狀，支撐類型為顆粒支撐；填隙物體積分數(shù)為13.4%，以高嶺土和水云母為主，分別占填隙物的37.0%和31.1%，其次為白云石，占填隙物的9.1%。J2y9為厚層灰白色中砂巖或細砂巖夾薄層的淺褐色、灰色泥巖。砂巖單層厚度大，一般10～20m左右，底部為粒度較粗的中砂巖，夾淺灰色次棱狀的礫巖，向上逐漸演變?yōu)榧毶皫r，塊狀層理(圖1(c))；頂部可見少量黑色泥質條帶，厚2～3mm，局部不均勻分布幾厘米厚的煤層。

圖1 H201區(qū)巖心照片

2.2 沉積微相類型

依靠巖石學、沉積構造等特征，結合區(qū)域沉積背景分析各類砂體微相類型。結合4口取心井的巖心錄井資料、沉積微相標志組合特征，對取心井H201井進行了沉積相分析，建立了沉積相垂向層序剖面圖(圖2)。由圖2可知，區(qū)內J2y9為辮狀河沉積，主要發(fā)育辮狀主河道和泛濫平原等微相；J2y8的3、4小層為曲流河沉積，發(fā)育曲流河道、邊灘、決口扇、天然堤、泛濫平原等微相；J2y8的1、2小層為三角洲平原沉積，發(fā)育分流河道、決口扇、泛濫平原等沉積微相，頂部發(fā)育由沼澤沉積演化的2m左右的煤層。該沉積序列反映了在J2y9～J2y8沉積時期，沉積基準面逐漸抬升，碎屑粒度由粗到細，由砂巖極為發(fā)育的辮狀河演變?yōu)樯皫r較發(fā)育的曲流河，直至形成三角洲平原沼澤，是一個完整的水體向上逐漸變深的沉積序列。各沉積微相及測井曲線特征如下。

1)辮狀主河道 巖性為灰白色或淺褐色中、細砂巖，單層砂巖厚度一般在10m左右，最大厚度可達20m以上，為大套的砂巖夾少量薄層紫紅色或灰色泥巖。砂巖中具有植物碎片，多呈塊狀層理，頂部為平行層理，與下伏地層呈突變接觸。自然伽馬曲線常呈微齒化的高幅箱形。辮狀主河道內發(fā)育心灘，砂巖厚度較大，粒度較粗，其上缺少堤岸沉積。辮狀主河道邊部表現(xiàn)為1～3層砂巖，自然伽馬曲線呈高、中幅鐘形，與上覆泥巖、粉砂質泥巖呈漸變接觸。

2)曲流河道 為河床滯留沉積，巖性為灰白色或淺褐色中砂巖、含礫中砂巖。單層砂巖厚度一般為3～5m，多具有沖刷面，與下伏地層呈突變接觸。

3)邊灘 底部為灰白色中、細砂巖，頂部為淺褐色粉砂巖或泥質粉砂巖，具有典型的二元結構。單層砂巖厚度一般為5m左右，最大厚度為8～10m，與下伏地層突變接觸。自然伽馬曲線常呈中、高幅鐘形。

4)天然堤 多位于邊灘沉積之上，為淺褐色粉砂巖或泥質粉砂巖，單砂層厚度薄，一般1m左右，自然伽馬曲線表現(xiàn)為低幅指狀。

圖2 研究區(qū)H201井垂向層序剖面圖

5)決口扇 常與河道相伴生，為淺褐色、紫紅色細砂巖或粉砂巖沉積，平面上為扇根指向河道的扇形。單砂層砂巖厚度為2m左右，自然伽馬曲線表現(xiàn)為中幅鐘形、漏斗形。

6)三角洲平原分流河道 巖性為淺灰色中砂巖、細砂巖，單砂層厚2～4m，自然伽馬曲線為中、高幅鐘形或箱形，微齒化。

7)泛濫平原 巖性為淺灰色、灰色泥質粉砂巖和泥巖組成，砂巖厚度薄，一般在1m以下。自然伽馬曲線為齒化線形夾薄層低幅指形。

2.3 垂向沉積序列

每種沉積微相都具有一定的沉積層序，每種沉積層序都可以通過幾種巖石相的垂向組合來表示[6]。河流相沉積最顯著的特征是側向相變速度快，剖面上表現(xiàn)為河道沉積與泛濫平原交替成層，多次重復。H201區(qū)發(fā)育辮狀河、曲流河和三角洲沉積，垂向上不同沉積相具有不同的微相組合。

1)辮狀河垂向沉積序列 H201區(qū)是以砂質沉積為主的辮狀河。底部含有礫巖，底界具有明顯的沖刷面。自下而上為由粗到細的正韻律結構、塊狀層理巨厚中砂巖的主河道沉積；隨著水動力能量的減弱，載荷砂質粒度逐漸變小形成河道邊部砂，直至形成泛濫平原泥質沉積，形成一個完整的“砂包泥”沉積序列。辮狀河道寬而淺，時分時合，擺動頻繁，在H201區(qū)常表現(xiàn)為多期的、沉積序列不完整的河道砂巖的疊置。

2)曲流河垂向沉積層序 隨區(qū)域基準面的抬升，H201區(qū)整體沉降，河床坡度減小，進入曲流河沉積階段。曲流河完整的沉積序列自下而上分為3個沉積單元，底部為河道滯留沉積，為粒度較粗的中砂巖；中間為邊灘沉積，正韻律結構明顯，多具有交錯層理；頂部為泛濫平原沉積。由于曲流河河道相對穩(wěn)定，完整的序列比較常見。

3)三角洲平原垂向沉積層序 在J2y8沉積晚期，鄂爾多斯盆地中部、東南部進一步沉降，為河湖過渡期。該區(qū)僅發(fā)育退積型三角洲平原沉積體系。自下而上的沉積序列分為兩個沉積單元，底部為分流河道和天然堤沉積，頂部為廣泛分布的泛濫平原沉積，形成了2m左右穩(wěn)定分布的煤層。

3 沉積微相展布特征

H201區(qū)J2y9～J2y8沉積時期依次發(fā)育辮狀河、曲流河、三角洲平原沉積序列。J2y9發(fā)育辮狀河沉積，3小層辮狀主河道寬，在全區(qū)分布范圍廣，心灘微相發(fā)育；2、1小層辮狀主河道發(fā)育程度逐漸變差，河道寬度變窄，開始向曲流河過渡。J2y8的4、3小層為曲流河沉積，河道較窄，砂巖薄，泛濫平原微相發(fā)育廣泛；2、1小層為三角洲平原沉積，分流河道較寬，自下而上由兩支逐漸演變?yōu)橐恢?，砂巖不發(fā)育。各小層沉積微相展布特征如圖3所示。

1)J2y9的3小層 該時期全區(qū)發(fā)育辮狀主河道,近南北向展布，寬約1500m。辮狀河道內發(fā)育多個縱向心灘，中北部有長條形心灘，長約300m，寬150m,分布范圍??；在中南部形成了4個心灘，長約500～700m，寬約200～400m。主河道發(fā)育率在70%以上，泛濫平原發(fā)育率小于30%，主河道內心灘發(fā)育率在30%左右。

圖3 研究區(qū)J2y9～J2y8沉積微相平面展布圖

2)J2y9的2小層 2小層繼承3小層的沉積特點，依然發(fā)育辮狀主河道，但發(fā)育程度較差。辮狀主河道呈北寬南窄的特征，北部寬約900m，南部僅400m左右。發(fā)育2個心灘，其延伸方向與辮狀主河道一致?？傮w上該小層辮狀主河道寬度較3小層窄，主河道發(fā)育率為50%，主河道內心灘發(fā)育率10%，其余為廣泛分布的泛濫平原。

3)J2y9的1小層 該小層辮狀主河道雖仍保持著北寬南窄的沉積特征，但北部的主河道寬度已明顯收窄。辮狀主河道中發(fā)育3個心灘?？傮w該小層辮狀主河道持續(xù)變窄，主河道發(fā)育率為60%，主河道內心灘發(fā)育率20%，其余為泛濫平原。

4)J2y8的4小層 該小層沉積特征與J2y9具有顯著差異，砂巖厚度薄，分布面積小，為曲流河沉積。主要發(fā)育河道、天然堤、決口扇、泛濫平原等沉積微相。曲流河道橫貫H201區(qū)中北部，呈北東-南西向展布，寬約500m；曲流河道西南側發(fā)育寬約50～100m的天然堤；西北部發(fā)育決口扇。該小層曲流河道發(fā)育率為20%，天然堤發(fā)育率約為5%，決口扇發(fā)育率約為3%，其他區(qū)域均發(fā)育泛濫平原。

5)J2y8的3小層 該小層仍為曲流河沉積，發(fā)育2條河道。主河道呈北北西-南南東向展布，北部窄、南部寬，寬約300～600m；在研究區(qū)中東部發(fā)育邊灘，長約600m，寬約200m，分布范圍小。在研究區(qū)中部還發(fā)育一條北西向的河道，寬約100～200m，在東北部與主河道交匯?？傮w上，該小層河道不發(fā)育，砂巖厚度薄，河道發(fā)育率為25%，其他區(qū)域為廣泛分布的泛濫平原沉積。

6)J2y8的2小層 該小層沉積特征與3小層差別較大，為三角洲平原沉積，發(fā)育分流河道和泛濫平原等微相，主要發(fā)育2條分支河道，呈北西向延伸，分流河道寬200～500m，區(qū)內分流河道發(fā)育率為30%。

7)J2y8的1小層 該小層仍為三角洲平原沉積，但砂巖發(fā)育程度優(yōu)于2小層。區(qū)內發(fā)育了一條北西走向貫通全區(qū)的分流河道，寬約300～600m。在區(qū)內中東部發(fā)育小型決口扇。該小層分流河道發(fā)育率為25%，決口扇發(fā)育率為3%左右，泛濫平原分布范圍廣。

4 結論

1)H201區(qū)J2y8、J2y9儲層巖性主要為細-中粒長石質石英砂巖，其中J2y9發(fā)育辮狀河沉積，以辮狀主河道和泛濫平原等微相為主；J2y8的3、4小層為曲流河沉積， 1、2小層為三角洲平原沉積。

2)區(qū)內J2y8、J2y9沉積相的展布在垂向上，由辮狀河向曲流河再向三角洲平原逐漸過渡；平面上，河道砂體由2支變?yōu)?支，經歷了由寬變窄再變寬的一個過程，其展布方向也由最初的近南北向逐漸變?yōu)楸蔽飨颉?/p>