厄瓜多爾Oriente盆地DF油田白堊系M1層沉積特征

劉慧盈， 張克鑫， 國殿斌， 張超前

( 1. 中國石化新星(北京) 新能源研究院有限公司，北京 100083； 2. 中國石化地?zé)豳Y源開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083； 3. 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083 )

0 引言

南美洲主要含油氣盆地的儲采比遠(yuǎn)高于世界平均水平的。Oriente盆地是南美洲油氣勘探開發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域[1]，有關(guān)盆地的沉積演化特征分析多限于盆地南部和西北部區(qū)塊白堊系Napo組。Oriente盆地南部區(qū)塊Napo組處于海陸交互沉積環(huán)境，碎屑巖和灰?guī)r頻繁互層，發(fā)育緩坡型混積陸棚邊緣沉積相模式[2-9]；盆地西北部區(qū)塊Napo組以富含有機(jī)質(zhì)的泥巖、生物粒屑灰?guī)r、泥?；?guī)r和陸源砂巖為特征，發(fā)育河口灣沉積[10-11]。

位于Oriente盆地東北部的DF油田M1層發(fā)育潮控河口灣和潮控三角洲沉積，沉積條件復(fù)雜，研究程度低，沉積微相的研究精度有待提高。筆者利用巖心、測井和地震屬性資料，分析DF油田M1層沉積微相類型及特征，預(yù)測研究區(qū)沉積微相空間展布特征，優(yōu)選有利儲集相帶，對評價(jià)儲層、預(yù)測剩余油分布和挖掘剩余油潛力具有指導(dǎo)意義，為DF油田滾動擴(kuò)邊、井位部署提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

厄瓜多爾Oriente盆地是南美洲次安第斯前陸盆地群中最主要的產(chǎn)油氣盆地之一[6]，是自古生代開始階段性發(fā)育的疊合盆地，經(jīng)歷3個(gè)主要的原型盆地發(fā)育過程，即晚古生代的克拉通邊緣盆地、晚三疊世—早白堊世的裂谷盆地和晚白堊世至今的前陸盆地。

主力DF油田位于Oriente前陸盆地斜坡區(qū)東北部(見圖1[10])，西側(cè)以近南北走向的壓扭性斷層為界，面積約為175 km2；最主要的含油層系——白堊系包括Hollin組、Napo組和Tena組，其中M1層位于上白堊統(tǒng)Napo組頂部，與上覆Tena組、下伏Napo組upper Napo shale層呈不整合接觸，是研究區(qū)最主要的產(chǎn)出層位[1]。upper Napo shale層沉積末期，研究區(qū)經(jīng)歷小型構(gòu)造運(yùn)動改造，形成2個(gè)泥質(zhì)褶皺條帶；M1層沉積時(shí)期，研究區(qū)在構(gòu)造上呈東北高、西南低單斜背景下的低幅度構(gòu)造群，地層傾角約為2°，褶皺構(gòu)造幅度小于15 m。upper Napo shale層沉積末期，研究區(qū)構(gòu)造運(yùn)動對M1層沉積相的發(fā)育及演化具有控制作用。

圖1 Oriente盆地DF油田構(gòu)造位置Fig.1 Structural location of DF oilfield in Oriente basin

丁增勇等[8]、陳詩望等[9]、劉暢等[12]以經(jīng)典層序地層學(xué)理論為指導(dǎo)，將Napo組M1層定義為三級層序，在M1層內(nèi)識別1個(gè)沉積作用轉(zhuǎn)換面，將它分為2個(gè)四級層序，分別對應(yīng)M1SS和M1-Zone砂巖組。米立軍等[13]、鄧宏文等[14]、王紅亮[15]、Ritchie B D等[16-17]應(yīng)用高分辨率層序地層學(xué)研究方法，根據(jù)巖心、測井等資料，在M1SS砂巖組內(nèi)識別2個(gè)巖性轉(zhuǎn)換面，將它分為3個(gè)具有上升半旋回的五級層序，由下至上依次為M1SS-3、M1SS-2和M1SS-1小層。

2 沉積特征及微相類型

2.1 M1層

M1層具有較豐富的潮汐環(huán)境的典型沉積構(gòu)造，為潮汐主控成因[9,12]。M1SS砂巖組巖石類型為含礫中—粗粒石英巖屑砂巖、中—粗粒石英砂巖、細(xì)粒石英砂巖和泥質(zhì)粉砂巖等，成分成熟度為中等—高，分選為中等—好，顏色多為灰白色、褐灰色、深灰色；沉積構(gòu)造包括潮汐環(huán)境中典型的羽狀交錯(cuò)層理(見圖2(a))、雙泥披層(見圖2(b))、泥披層(見圖2(c))、脈狀層理、透鏡狀層理(見圖2(f))和波狀復(fù)合層理(見圖2(g))等，也可見流水成因的泥巖撕裂屑(見圖2(c))和大型槽狀交錯(cuò)層理(見圖2(d))等；細(xì)粒沉積物中常見豐富的Planolites遺跡化石等位于浪基面以下(見圖2(e))，反映陸架淺海水動能較低至中等的遺跡化石[18]。M1SS砂巖組下部發(fā)育潮汐水道褐灰色、灰色含礫中—粗粒石英巖屑砂巖，分選為較差—中等，其中普遍含有水道沖刷形成的泥礫，向上逐漸變?yōu)榛疑辛Ｊr屑砂巖；中、上部發(fā)育多期潮汐砂壩沉積的灰色、深灰色中—細(xì)粒石英砂巖，分選好，磨圓好，成分成熟度高。M1SS砂巖組整體呈向上變細(xì)的沉積韻律，且向上層理規(guī)模逐漸變小，反映開始沉積時(shí)水體能量較強(qiáng)，而后隨水體逐漸加深，能量逐漸減弱(見圖3)。

M1-Zone砂巖組巖石類型為中—細(xì)砂巖、粉砂巖、煤、炭質(zhì)泥巖和泥巖，其中煤層標(biāo)志沉積環(huán)境的轉(zhuǎn)變，指示陸上沼澤沉積。砂巖中發(fā)育潮汐韻律層理、水平層理等沉積構(gòu)造，反映沉積過程受潮汐作用的影響；泥巖中常出現(xiàn)干裂，炭質(zhì)泥巖中含大量炭化植物碎片，反映水體較淺、間歇性暴露的沉積環(huán)境。此外，砂巖中常見反映水動力較強(qiáng)的Skolithos石針跡遺跡化石(見圖2(h))，與短暫的侵蝕相關(guān)，指示濱海到潮間帶的近岸砂質(zhì)沉積[18]。Dalrymple R W等[19]指出，河口灣是地質(zhì)上的暫時(shí)現(xiàn)象，只在相對海平面上升(海侵)時(shí)形成，當(dāng)相對海平面停止上升或下降時(shí)，河口灣被充填滿而消失，出現(xiàn)其他海岸沉積相，即M1-Zone砂巖組的沉積過程。

圖2 DF油田白堊系M1層典型沉積構(gòu)造巖心照片

圖3 DF油田白堊系M1層Dor20井沉積微相—層序地層綜合柱狀圖

Fig.3 Comprehensive microfacies-sequence stratigraphic column of well Dor20 of the upper Cretaceous M1 sandstone in DF oilfield

根據(jù)9口取心井巖心觀察及245口井測井資料，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景分析表明，隨相對海平面不斷上升至最大海泛面，研究區(qū)M1層M1SS砂巖組發(fā)育具有海侵型退積序列的外潮控河口灣沉積；而后相對海平面下降，在河口灣系統(tǒng)的最后充填階段發(fā)育具有海退型進(jìn)積序列的M1-Zone砂巖組小型潮控三角洲沉積體系(見圖3)，進(jìn)一步識別潮汐砂壩、潮汐水道、砂坪、混合坪、潮汐砂壩間、分流河道、河道間沼澤和潮坪等8種沉積微相。

2.2 M1SS砂巖組

2.2.1 潮汐砂壩微相

潮汐砂壩是由潮汐水道側(cè)向遷移加積而成的，且垂直海岸線分布。巖性以中—細(xì)粒石英砂巖為主，分選好，磨圓度高，砂壩底界具有明顯的海侵沖刷—侵蝕構(gòu)造，下部多發(fā)育大型槽狀交錯(cuò)層理、高角度羽狀交錯(cuò)層理，向上逐漸過渡為低角度交錯(cuò)層理，不同期次砂壩的低角度交錯(cuò)層理內(nèi)部紋層的傾向不同，代表漲潮和退潮兩種相反的潮流流向。此外，砂壩內(nèi)部發(fā)育大量的再作用面構(gòu)造(見圖2、圖4)。測井曲線形態(tài)多為箱形，RT和SP曲線平滑，反映壩內(nèi)巖性變化穩(wěn)定，無砂泥間互現(xiàn)象；電阻率曲線值較高，GR和AC值極低，反映砂壩沉積物性良好，泥質(zhì)含量低。

圖4 潮汐砂壩微相巖相和測井相識別模板(FB26井)Fig.4 Lithofacies and electrofacies identification template of tidal sand bar(well FB26)

2.2.2 潮汐水道微相

潮汐水道和潮汐砂壩相間分布，砂壩兩側(cè)的水道內(nèi)部潮流流動方向相反，一側(cè)向海，另一側(cè)向陸。潮汐水道巖性以分選較差的含礫中—粗粒石英巖屑砂巖、中粒石英巖屑砂巖為主，泥質(zhì)含量較潮汐砂壩的高；水道內(nèi)部可見槽狀交錯(cuò)層理、低角度交錯(cuò)層理等沉積構(gòu)造，水道底部常見泥巖撕裂屑(見圖5)，泥礫為深灰色的準(zhǔn)同生泥礫，是相對海平面上升時(shí)被潮汐水道強(qiáng)烈沖刷的、尚末完全固結(jié)的泥巖，經(jīng)過再搬運(yùn)、再沉積而成的。測井曲線呈箱形或鐘形，箱形反映物源充足、水動力穩(wěn)定的快速堆積，鐘形代表水流能量向上減弱，水道側(cè)向遷移，垂向上形成正旋回沉積；GR、AC曲線值較低，稍高于潮汐砂壩微相的，物性較好。

圖5 潮汐水道微相巖相和測井相識別模板(Dor40井)Fig.5 Lithofacies and electrofacies identification template of tidal channel(well Dor40)

2.2.3 砂坪微相

潮流對海岸強(qiáng)烈的沖刷侵蝕及對潮汐砂壩的破壞改造，使研究區(qū)砂體廣為發(fā)育；加之潮汐水道側(cè)向遷移擺動，從而形成研究區(qū)大面積連片分布的砂坪微相。巖性以細(xì)砂巖和中砂巖為主，泥質(zhì)含量中等，高于砂壩和潮汐水道微相的；巖心上可見豐富的砂坪微相典型沉積構(gòu)造，主要包括脈狀層理、波狀層理、透鏡狀層理和再作用面沉積構(gòu)造等。砂坪對應(yīng)的GR值較下部潮汐砂壩的明顯升高，電阻率曲線值明顯減小，AC值較大，反映砂坪微相物性中等，差于潮汐砂壩和潮汐水道的(見圖6)。

圖6 砂坪微相巖相和測井相識別模板(FB26井)Fig.6 Lithofacies and electrofacies identification template of sand flat(well FB26)

2.2.4 混合坪微相

混合坪微相主要局限于研究區(qū)upper Napo shale層沉積末期形成的兩個(gè)泥質(zhì)褶皺。由于砂體優(yōu)先沿褶皺條帶兩側(cè)的低勢區(qū)沉積，在褶皺脊部沉積較薄，只有在漲潮和退潮后的憩水期沉積一定量的細(xì)粒物質(zhì)。巖性以粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖為主；測井曲線具有齒化現(xiàn)象，GR和AC值明顯高于其他微相的，物性較差。

2.2.5 潮汐砂壩間微相

潮汐砂壩間微相形成于潮汐砂壩之間相對低洼的地區(qū)，垂向上主要發(fā)育于兩期潮汐砂壩之間，規(guī)模較小，平均厚度約為1.0 m。巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，含少量細(xì)砂巖，內(nèi)部具水平層理、波狀層理(見圖4)。潮汐砂壩間微相對應(yīng)的測井曲線形態(tài)多呈指狀(見圖3)，GR和AC值較高。

2.3 M1Zone砂巖組

2.3.1 分流河道微相

分流河道微相主要發(fā)育于M1-Zone砂巖組的小型潮控三角洲平原，表現(xiàn)為薄層砂巖沉積，厚度為1.0～2.0 m(見圖3)。巖性以中—細(xì)砂巖、粉砂巖為主，內(nèi)部具有小型潮汐韻律層理。測井曲線多為鐘形，電阻率曲線和GR值較低，AC值較高，物性較差。

2.3.2 河道間沼澤微相

河道間沼澤微相巖性以炭質(zhì)泥巖、煤和泥巖沉積為主，夾薄層粉砂巖。炭質(zhì)泥巖中可見大量炭化植物碎片，多發(fā)育收縮裂縫；粉砂巖內(nèi)可見小型潮汐層理，反映在沉積過程中受到潮汐作用的影響(見圖7)。炭質(zhì)泥巖GR值極高，深、中、淺電阻率曲線無幅度差，且值較低，物性極差，是無滲透性的非儲層；煤巖電阻率曲線值較高，密度極低，AC值較高，可與砂泥質(zhì)碎屑巖明顯區(qū)分。

2.3.3 潮坪微相

潮坪微相巖性以粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖為主(見圖7)，內(nèi)部發(fā)育潮汐層理和生物擾動構(gòu)造，含Planolites遺跡化石。測井曲線微齒化，GR、AC和電阻率曲線值較低，深、中、淺電阻率曲線無幅度差，物性較差。

3 沉積微相空間展布

根據(jù)識別的微相巖相和測井相識別模板，進(jìn)行各小層單井沉積微相劃分，分析主要剖面的沉積微相，研究M1層沉積相縱向演化規(guī)律；“由點(diǎn)及面”，考慮井間控制因素，利用優(yōu)選的地震屬性分布圖、砂地比圖和砂體厚度圖約束研究區(qū)砂體的沉積走向，分析各小層沉積微相在平面上的展布特征。

圖7 河道間沼澤微相和潮坪微相巖相和測井相識別模板(FB66井)

Oriente盆地白堊系沉積期的物源主要來自盆地東南部的巴西地盾。根據(jù)地層厚度圖、砂地比圖和砂體厚度圖，分析古地形的變化趨勢，明確地層沉積時(shí)的物源方向。根據(jù)研究區(qū)M1層的地層厚度圖等資料，研究區(qū)的物源來自東南方向，與區(qū)域地質(zhì)背景相符。

3.1 M1SS砂巖組

M1SS砂巖組發(fā)育外潮控河口灣沉積，沉積期潮汐水流動能較大，沉積物供給豐富，砂體分布廣泛，潮控河口灣潮汐水道保存程度較低，潮汐砂壩沉積相當(dāng)發(fā)育。根據(jù)研究區(qū)西北—東南順物源走向的連井沉積相剖面(見圖8)，M1SS-3小層連片砂坪西北部砂壩較東南部的發(fā)育，M1SS-2和M1SS-3小層中東南部潮汐砂壩逐漸增多，小層厚度和砂體厚度逐漸減薄，反映相對海平面逐漸上升，潮控河口灣沉積體系逐漸被充填。

圖8 DF油田Dor2—Dor3—Dor15—FB14—FB10—FB20—FB83連井沉積相剖面

upper Napo shale層沉積末期，構(gòu)造運(yùn)動對M1層沉積相發(fā)育及演化具有控制作用，形成的褶皺位置發(fā)育混合坪沉積，由于沿混合坪的鉆井較少，較難確定范圍?；旌掀耗噘|(zhì)含量高，兩側(cè)砂坪砂質(zhì)含量高，巖性沿邊界變化明顯，而地震屬性能很好地反映沉積體巖性變化。地震屬性優(yōu)選顯示，均方根振幅屬性與鉆井沉積微相吻合較好，作為平面約束，刻畫混合坪延展范圍及方向(見圖9)，研究區(qū)兩個(gè)混合坪條帶呈東南—西北向展布。

M1SS-3小層在平面上發(fā)育7個(gè)孤立分布的自東南向西北方向延伸的潮汐砂壩沉積(見圖10)。FB81—FB78井、FB83井、F1—FB2井和FB44—FB45井一帶，發(fā)育規(guī)模較小的土豆?fàn)钌皦危皦蝺?nèi)發(fā)育1個(gè)主體壩核，說明砂壩沉積較為穩(wěn)定。Dor66—Dor34—Dor15—FB9井、Dor8—Dor33—Dor3—Dor56井和Dor7—Dor1井一帶，發(fā)育拉長型的具有多個(gè)壩核的砂壩沉積，表明砂壩處于開裂初期。砂壩兩側(cè)潮道內(nèi)主控潮流流向相反，一旦流向突然改變，砂壩彎曲度隨之增加，易于開裂而形成兩個(gè)或多個(gè)砂壩。潮汐水道發(fā)育不穩(wěn)定，易受潮流改造作用的破壞，很難保存和識別，因此未在平面相圖中表示出來。M1SS-2小層沉積期，相對海面不斷上升，混合坪發(fā)育具有繼承性，規(guī)模逐漸變小，層內(nèi)多發(fā)育具一定彎曲度的拉長型砂壩，砂壩隨潮道擺動不斷遷移，如原沿Dor66—Dor34—Dor15—FB9井一帶發(fā)育的砂壩裂開，與原沿Dor8—Dor33—Dor3—Dor56井一帶發(fā)育的砂壩合并(見圖11)。隨相對海面上升減慢，可容納空間逐漸被充滿，M1SS-1小層在研究區(qū)最南部早期地層缺失的位置發(fā)育混合坪沉積，混合坪規(guī)模進(jìn)一步縮小，研究區(qū)最北部出現(xiàn)陸棚相沉積，發(fā)育4個(gè)彎曲度較大的拉長型砂壩，且砂壩和砂坪砂體厚度變化較大(見圖12)。

圖9 DF油田均方根振幅屬性Fig.9 RMS amplitude map of DF oilfield

圖10 M1SS-3小層沉積微相平面分布Fig.10 Plane figure of microfacies in M1SS-3 layer

圖11 M1SS-2小層沉積微相平面分布Fig.11 Plane figure of microfacies in M1SS-2 layer

圖12 M1SS-1小層沉積微相平面分布Fig.12 Plane figure of microfacies in M1SS-1 layer

3.2 M1-Zone砂巖組

M1-Zone砂巖組形成于大型河口灣系統(tǒng)的最后充填階段，相對海平面開始下降，形成小型潮控三角洲沉積，有幾米厚。研究區(qū)發(fā)育潮控三角洲平原亞相，分為近海的潮成三角洲平原和近陸的非潮成三角洲平原。研究區(qū)西北部的潮成三角洲平原主要發(fā)育潮溝和潮坪沉積。研究區(qū)中部和東南部的非潮成三角洲平原發(fā)育分流河道薄層砂體，在砂體不發(fā)育的地區(qū)，濕地植物廣泛發(fā)育，形成廣闊的河道間沼澤沉積，最后演變?yōu)槊簩?見圖13)。

4 有利儲集相帶預(yù)測

M1SS砂巖組3個(gè)小層砂體展布的優(yōu)勢方向?yàn)闁|南—西北向。M1SS-3小層砂體最為發(fā)育，潮汐砂壩砂體厚度大于5.0 m，砂地比大于0.90，砂坪砂體厚度為2.5～5.0 m，砂地比為0.70～0.90，混合坪砂體厚度小于2.5 m，砂地比為0.50～0.80(見圖14)。砂體最大厚度可達(dá)11.5 m，出現(xiàn)在FB2井位置，砂地比為1.00。M1SS-2小層中，潮汐砂壩砂體厚度大于5.0 m，砂地比大于0.85，砂坪砂體厚度為2.5～5.0 m，砂地比為0.60～0.85，混合坪砂體厚度小于2.5 m，砂地比變化較大。砂體最大厚度可達(dá)11.0 m，出現(xiàn)在Dor8井位置，砂地比為0.96。M1SS-1小層中，砂體相對不發(fā)育，潮汐砂壩和砂坪砂體厚度變化較大，潮汐砂壩砂地比大于0.75，砂坪砂地比大于0.50，砂地比變化較大。3個(gè)小層砂體厚度和砂地比顯示，潮汐砂壩具有研究區(qū)最有利的砂體分布。

圖13 M1-Zone砂巖組潮控三角洲平原沉積模式

Fig.13 Depositional model of tide-dominated delta plain of the M1-Zone member

圖14 M1SS-3小層砂體厚度Fig.14 Isopach map of sand bodies in M1SS-3 layer

在M1層儲層物性方面，659塊巖心分析結(jié)果表明：M1SS砂巖組孔隙度分布在20.0%～34.0%之間，平均孔隙度為25.2%；滲透率分布在1.000～8.000 μm2之間，平均滲透率為3.445 μm2，屬于高孔特高滲儲層。M1SS砂巖組儲層孔隙度和砂巖厚度具有良好的正相關(guān)關(guān)系，且孔隙度主要受沉積因素控制，潮汐砂壩平均孔隙度大于30.0%，潮汐水道平均孔隙度大于25.0%，砂坪平均孔隙度大于23.0%。

綜上所述，研究區(qū)M1層內(nèi)潮汐砂壩物性最好，潮汐水道的次之；沉積微相平面展布規(guī)律控制儲集相帶的分布特征，東南—西北向的拉長型潮汐砂壩發(fā)育區(qū)為研究區(qū)最有利的儲集相帶。

5 結(jié)論

(1)厄瓜多爾Oriente盆地DF油田白堊系M1層M1SS砂層組發(fā)育形成于海侵期的外潮控河口灣亞相，包括潮汐砂壩、潮汐水道、砂坪、混合坪和潮汐砂壩間等5種沉積微相；潮汐水道和潮汐砂壩微相相間分布在砂坪之上，混合坪微相局限于泥質(zhì)褶皺條帶位置發(fā)育。由M1SS-3小層至M1SS-1小層，相對海平面不斷上升至最大海泛面，可容納空間逐漸減小，層內(nèi)混合坪微相發(fā)育規(guī)模逐漸變小，潮汐砂壩微相不斷開裂、合并；在 M1SS-1小層沉積期間，研究區(qū)最北部出現(xiàn)陸棚相沉積。

(2)相對海平面上升至最大海泛面后開始下降，M1-Zone砂層組發(fā)育形成于海退初期的小型潮控三角洲平原亞相沉積；研究區(qū)西北部發(fā)育近海的潮成三角洲平原，中部和東南部的非潮成三角洲平原主要發(fā)育分流河道薄層砂體和大面積河道間沼澤沉積。

(3)M1層儲層物性主要受沉積微相控制，層內(nèi)各沉積微相的儲層物性由好到差依次為潮汐砂壩、潮汐水道、砂坪、混合坪、分流河道。潮汐砂壩微相發(fā)育區(qū)為最有利的儲集相帶。