文昌19-A油田珠海組二段沉積相精細(xì)再認(rèn)識(shí)

岳紹飛，雷 霄，葉 青，薛國慶，汪明偉，付 強(qiáng)

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057)

文昌19-A油田位于南海北部大陸架珠江口盆地珠三坳陷文昌B凹陷中部東側(cè)，油田的珠海組含油層系于2008年被發(fā)現(xiàn)。前人對文昌19-A油田的構(gòu)造、沉積、成藏等開展了大量的研究并取得了較多的研究成果[1-12]，但由于勘探階段鉆井較少及取資料的限制，前人的研究局限于從盆地、凹陷角度，縱向限于組、段的尺度開展。油田于2013年投產(chǎn)至今已連續(xù)開采5年，仍存在較大規(guī)模的剩余油未動(dòng)用，而勘探階段的沉積認(rèn)識(shí)已無法指導(dǎo)開發(fā)階段細(xì)分至油組小層級別的精細(xì)調(diào)整。油田目前新增近10口開發(fā)井5年的動(dòng)靜態(tài)資料，在這些資料的指導(dǎo)下，厘清珠海組內(nèi)各油組的砂體展布及沉積模式，對油田的后續(xù)調(diào)整挖潛具有極其重要的意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

文昌19-A油田距離海南島文昌海岸約148 km，位于珠三南大斷裂下降盤文昌B凹陷的邊部(圖1)。油田所在的珠三坳陷發(fā)育了完整的新生界地層。古近系上漸新統(tǒng)珠海組可分為2段，主要以砂巖為主，珠海組二段為本區(qū)主要儲(chǔ)油層。珠海組二段縱向由上至下依次劃分為ZH2Ⅰ～ZH2Ⅹ 10個(gè)油組，各個(gè)油組地層分布相對比較穩(wěn)定，主力含油層系為Ⅰ～Ⅵ油組。油田構(gòu)造形態(tài)南高北低、東高西低。古近系珠海組到新近系韓江組在整個(gè)區(qū)域?qū)儆诤＿M(jìn)的大沉積背景[2]，其珠海組二段下部儲(chǔ)層為直接入海的扇三角洲沉積。油田于2013年7月投產(chǎn)，主力油組為ZH2Ⅵ油組，儲(chǔ)層物性好，天然能量充足，水驅(qū)開發(fā)效果好。

圖1 珠江口盆地西部文昌19-A油田區(qū)域位置(圖左)與珠海組二段地層格架(圖右)

2 沉積背景及沉積相類型

2.1 沉積背景

文昌B凹陷在古近系恩平組沉積時(shí)期為湖相沉積環(huán)境，恩平組進(jìn)入珠海組后發(fā)生第一次較大規(guī)模的海侵，文昌B凹陷開始由封閉的湖盆向半封閉的海灣環(huán)境轉(zhuǎn)化。由于神狐隆起對南部廣海的障壁作用，海水只能從東北方向進(jìn)入文昌B凹陷中。珠海組沉積時(shí)期文昌19-A油田整體處于“半封閉”的海灣環(huán)境內(nèi)[2]，接受來自珠三南大斷裂神狐隆起的物源供給，同時(shí)受“半封閉”海灣內(nèi)潮汐作用的改造。珠海組時(shí)期為整個(gè)文昌B凹陷斷陷到坳陷的過渡期，隨著海水的入侵，神狐隆起逐漸淹沒于水中，同時(shí)由于暴露剝蝕區(qū)不斷萎縮，珠海組二段到一段物源供給能力不斷減弱，神狐隆起在珠海組一段古地貌圖上高差和規(guī)模均明顯較珠海組二段減小(圖2)。作為文昌B凹陷與廣海之間的天然屏障，神狐隆起在該時(shí)期阻礙了凹陷與外界的溝通，從而造就了凹陷受潮汐作用影響的半封閉淺海環(huán)境。

圖2 珠海組二段(左)及珠海組一段(右)古地貌圖

2.2 沉積相標(biāo)志

2.2.1 巖石學(xué)標(biāo)志

文昌19-A油田巖心分析化驗(yàn)顯示，巖石成分主要以巖屑石英砂巖和長石石英砂巖為主(圖3a)，分選磨圓中等偏差，結(jié)構(gòu)成熟度中等，砂巖成分成熟度指數(shù)在1.4～4.6，平均為2.8，屬于低—中等成熟度，顯示近源沉積物特征。巖石薄片鑒定多含橢圓狀海綠石，且多見棘皮、苔蘚類，顯示受海相環(huán)境影響。C-M圖主要發(fā)育OPQR段(圖3b)，顯示河道特征。粒度概率累計(jì)曲線主要呈二段、三段式(圖3c、3d)，滾動(dòng)和跳躍總體占75%，水動(dòng)力較強(qiáng)，顯示牽引流特征，曲線斜率較大，說明沉積物經(jīng)歷潮汐的搬運(yùn)淘洗分選有變好的趨勢。巖石學(xué)特征顯示文昌19-A油田為海相近源水下沉積環(huán)境。

圖3 文昌19-A油田巖心分析化驗(yàn)圖

2.2.2 巖心—測井相標(biāo)志

對文昌19-A油田珠海組二段僅有的兩口取芯井20 m的巖心觀察發(fā)現(xiàn)，近物源的WC19-A-8井Ⅲ油組的巖心粒度相對較粗，以含礫粗砂巖、砂礫巖為主；巖心中識(shí)別出較為典型的沖刷面、交錯(cuò)層理等，為近源快速堆積河道沉積特征。距離物源較遠(yuǎn)的WC19-A-1井Ⅵ油組取芯段的巖心粒度相對較細(xì)，以灰色粗砂巖、含礫中砂巖、粉細(xì)砂巖為主；巖心中砂巖段識(shí)別出塊狀層理、羽狀交錯(cuò)層理、潮汐復(fù)合韻律層理、波狀層理、沖刷構(gòu)造面等。巖心特征顯示該段整體為扇三角洲前緣水下分流河道特征，受潮汐多次漲潮和退潮反復(fù)作用沖刷改造(圖4)。

圖4 文昌19-A油田取芯段巖心圖版

測井曲線形態(tài)是巖性、物性和各類流體性質(zhì)的綜合反映，珠海組二段測井相主要顯示為箱形、鐘形+漏斗形、平直基線形。測井相圖版的分析結(jié)合上下地層的發(fā)育情況開展，分析認(rèn)為扇三角洲前緣水下分流河道對應(yīng)的測井相類型主要為微鋸齒化的箱形，曲線上下為較純的泥巖；而潮坪相的砂坪則主要對應(yīng)的是鋸齒化的箱形，表明沉積時(shí)期受潮汐作用的影響(圖5)。

圖5 文昌19-A油田珠海組二段典型測井相圖版

WC19-A-1井珠海組二段的FMI成像測井圖像解釋Ⅳ～Ⅵ油組的巖性主要為粉細(xì)砂巖、含礫中砂巖、含礫粗砂巖；底部發(fā)育沖刷充填構(gòu)造，砂巖具高角度交錯(cuò)層理；下部砂巖粒度較粗，向上粒度變細(xì)，呈下粗上細(xì)的正旋回特征(圖6a)，粉砂巖中發(fā)育波狀層理和小型交錯(cuò)層理(圖6b)。Ⅲ～Ⅳ油組上部的巖性以細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖為主，細(xì)砂巖中發(fā)育羽狀交錯(cuò)層理，具雙向水流特征；底部發(fā)育沖刷充填構(gòu)造。從剖面旋回看，底部具有塊狀或平行層理砂巖，中部為板狀交錯(cuò)層理厚層砂巖，上部為具雙向水流特征的羽狀交錯(cuò)層理，頂部轉(zhuǎn)變?yōu)橐阅鄮r或粉砂巖為主的混合坪沉積，具有典型的潮坪相沉積特點(diǎn)(圖6c)。粉砂巖及泥巖中多發(fā)育波狀層理、透鏡狀層理及水平層理(圖6d)，表明沉積時(shí)期水動(dòng)力相對較多，受潮汐作用影響明顯。

圖6 文昌19-A油田WC19-A-1井FMI成像測井圖像[13]

2.2.3 地震相標(biāo)志

地震相是地質(zhì)體的地震響應(yīng)，是用外部形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、連續(xù)性、振幅等一系列地震參數(shù)所限定的一定空間展布范圍的地震反射單元，不同的地震相代表不同的沉積環(huán)境、水動(dòng)力強(qiáng)度等[14-15]。文昌19-A油田順物源方向地震剖面顯示ZH2Ⅵ～ZH2Ⅳ油組，地震同相軸主要表現(xiàn)為楔狀中強(qiáng)振幅中等—弱連續(xù)亞平行、雜亂反射地震相，表現(xiàn)為砂體的快速堆積、向前推進(jìn)、水動(dòng)力整體較強(qiáng)，符合扇三角洲前緣水下分流河道的認(rèn)識(shí)。ZH2Ⅰ～ZH2Ⅲ油組，地震剖面主要顯示為近端楔狀、遠(yuǎn)端席狀中強(qiáng)振幅連續(xù)平行反射地震相，表明沉積時(shí)期水動(dòng)力整體較為穩(wěn)定，顯示為潮坪相的沉積環(huán)境(圖7)。

圖7 文昌19-A油田順物源方向地震剖面圖

2.3 沉積相類型

2.3.1 扇三角洲前緣亞相

扇三角洲前緣亞相主要發(fā)育在ZH2Ⅵ～ZH2Ⅲ油組靠近珠三南大斷裂附近，平面上劃分為水下分流河道、席狀砂、水下分流間灣等微相類型。Ⅵ油組到Ⅲ油組時(shí)期，扇三角洲的規(guī)模逐漸縮小，Ⅵ油組發(fā)育扇三角洲前緣水下分流河道微相，河道砂體厚度較大。Ⅵ油組扇三角洲砂體推進(jìn)的范圍最遠(yuǎn)，垂直物源厚層砂體平面推進(jìn)2 km左右，扇三角洲前端砂體受潮汐作用的改造，遠(yuǎn)源發(fā)育潮坪相。

Ⅴ～Ⅲ油組時(shí)期，扇三角洲主要發(fā)育在珠三南大斷裂近處，扇體規(guī)模小，呈現(xiàn)短期次、快速堆積的沉積過程，扇體推進(jìn)的范圍只有500 m左右，物源供給能力大幅度減弱，縱向上沉積的泥巖厚度增加，水深逐漸加大。巖性主要以細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，縱向主要表現(xiàn)為薄層砂泥巖互層沉積，扇三角洲前端發(fā)育潮坪相。

2.3.2 潮坪相

珠海組二段發(fā)育時(shí)期始終處于水下環(huán)境，主要發(fā)育潮坪相的潮間帶。Ⅵ油組取芯段識(shí)別出羽狀交錯(cuò)層理(圖3d)，表明珠海組二段從Ⅵ油組沉積開始即受到潮汐作用的影響。Ⅵ～Ⅲ油組時(shí)期因神狐隆起物源供給較為充足，潮汐作用對扇三角洲的前端進(jìn)行改造但并未破壞扇體的形態(tài)，在物源推進(jìn)范圍的遠(yuǎn)端沉積部分潮間帶的砂坪和混合坪。Ⅱ～Ⅰ油組時(shí)期，神狐隆起物源供給能力減弱，順物源方向連井剖面顯示“近端泥、遠(yuǎn)端砂”的特征，縱向主要表現(xiàn)為薄層砂泥巖互層[16]，巖性總體較細(xì)，靠近珠三南大斷裂主要以泥質(zhì)粉砂巖為主，遠(yuǎn)距離方向，由泥質(zhì)粉砂巖過渡為泥質(zhì)細(xì)砂巖、細(xì)砂巖、含礫中砂巖(圖8)，顯示為潮間帶泥坪—混合坪—砂坪的沉積特征。

圖8 文昌19-A油田順物源方向連井沉積剖面(剖面位置見圖9c)

3 沉積模式分析

珠海組二段Ⅵ～Ⅰ油組屬半封閉“海灣”內(nèi)的潮坪—扇三角洲沉積體系。文昌B凹陷半封閉海灣內(nèi)始終受到潮汐作用的影響，珠海組二段早期可容納空間有限、物源供給充足，扇體的推進(jìn)作為主要的地質(zhì)營力，油田所在區(qū)域發(fā)育大規(guī)模的扇三角洲砂體沉積；隨著時(shí)間的推移，凹陷內(nèi)海平面逐漸上漲，可容納空間逐漸增大，同時(shí)神狐隆起逐漸沒于水中，物源供給能力逐漸減弱，扇體規(guī)模及砂體推進(jìn)范圍逐漸縮小；到珠海組二段晚期，神狐隆起提供的物源已不能穩(wěn)定向前推進(jìn)形成扇體，潮汐作用成為主要的地質(zhì)營力，在研究區(qū)范圍內(nèi)發(fā)育潮坪相的砂坪、混合坪及泥坪沉積。總體而言，凹陷內(nèi)持續(xù)發(fā)生的潮汐作用、可容納空間的變化、沉積物供給量的變化三者共同作用，控制珠海組二段的沉積展布[17-21]，不同沉積時(shí)期的主控因素存在不同(圖9、圖10)。

圖10 文昌19-A油田珠海組二段沉積演化剖面示意圖

4 開發(fā)與應(yīng)用

4.1 新增潮坪沉積認(rèn)識(shí)與生產(chǎn)現(xiàn)狀的吻合性

前人的研究多認(rèn)為珠海組二段為扇三角洲沉積，潮坪相只出現(xiàn)在珠海組一段[1-2,8]，本次研究細(xì)化并更新了沉積認(rèn)識(shí)，認(rèn)為珠海組二段Ⅰ～Ⅱ油組時(shí)期已開始發(fā)育大規(guī)模的潮坪相沉積。此次新認(rèn)識(shí)通過生產(chǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行驗(yàn)證。珠海組二段Ⅰ油組在距離物源近2 km的4井區(qū)發(fā)現(xiàn)探明地質(zhì)儲(chǔ)量近20×104m3，目前生產(chǎn)井WC19-A-4井在該油組已連續(xù)開采5年且生產(chǎn)情況較為穩(wěn)定。該油組在靠近珠三南大斷裂位置所鉆井均以泥巖為主，而在遠(yuǎn)離物源2 km的4井區(qū)的兩口井分別鉆遇30 m左右的砂巖，表現(xiàn)為“近端泥、遠(yuǎn)端砂”的特征，符合目前潮坪相的新認(rèn)識(shí)。

4.2 沉積細(xì)化再認(rèn)識(shí)加快了油田的調(diào)整挖潛進(jìn)程

ZH2Ⅲ與ZH2Ⅳ油組存在較大的剩余未動(dòng)用儲(chǔ)量，初期設(shè)計(jì)調(diào)整井時(shí)水體能量是否充足是風(fēng)險(xiǎn)因素之一。最新的研究認(rèn)為，扇三角洲雖然砂體發(fā)育規(guī)模有限，但遠(yuǎn)源潮坪相的砂坪沉積厚層砂體，砂體分布范圍較廣，水體能量風(fēng)險(xiǎn)較小。結(jié)合各油組剩余油及沉積優(yōu)勢相帶的分布，在文昌19-A油田開展綜合調(diào)整挖潛剩余油，在ZH2Ⅲ到ZH2Ⅳ油組共設(shè)計(jì)4口調(diào)整井，預(yù)計(jì)2020年投產(chǎn)，為油田增儲(chǔ)上產(chǎn)作出一定的貢獻(xiàn)。

5 結(jié)論

(1)通過巖心觀察、錄井對比、測井、地震并結(jié)合區(qū)域沉積背景分析認(rèn)為，珠海組二段Ⅰ～Ⅵ油組沉積時(shí)期均受到潮汐作用的影響。

(2)珠海組二段Ⅲ～Ⅵ油組發(fā)育潮坪—扇三角洲沉積體系，隨著發(fā)育時(shí)期的延續(xù)，扇體規(guī)模逐漸減小。Ⅰ～Ⅱ油組發(fā)育潮坪沉積，本次研究更加做精做細(xì)沉積相，明確了潮汐作用在研究區(qū)的影響范圍，更新了對Ⅰ～Ⅱ油組沉積相的認(rèn)識(shí)。

(3)針對珠海組二段潮坪沉積的新認(rèn)識(shí)與北塊的開發(fā)現(xiàn)狀較為吻合，在沉積相研究基礎(chǔ)上完成了針對北塊新一輪的調(diào)整挖潛，實(shí)現(xiàn)增儲(chǔ)上產(chǎn)的目的。