孤東—紅柳油田接合部館陶組河流相沉積類型及特征

劉世斌，邵水利，史篤濤

(中國石化勝利油田分公司 孤東采油廠，山東 東營 257237)

孤東-紅柳油田接合部井控程度相對較低，但含油層位多，館陶組上亞段4～6砂組(N1g14—6)及館陶組下亞段頂部砂組(N1g2)均含油。南部構(gòu)造高部位已發(fā)現(xiàn)館陶組上亞段的墾東642-4、墾東斜641及館下段的墾東521等油藏，實(shí)現(xiàn)了孤東—紅柳油田的連片。從老井復(fù)查結(jié)果看，探明區(qū)外多口井均鉆遇含油層，東部的墾東642-7井在館陶組上亞段6砂組到館陶組下亞段1砂組(N1g16—N1g21)鉆遇油層9.4 m/3層、油水同層3.0 m/1層，孤東27-1、孤東27-斜2、孤東27-斜3也在館陶組上亞段5砂組到館陶組下亞段1砂組(N1g15—N1g21)鉆遇油層，構(gòu)造低部位的孤東26井也在館陶組見到熒光顯示，展示了該區(qū)N1g15—N1g21良好的滾動(dòng)勘探潛力。整體上，在勝利灘海地區(qū)館陶組上亞段一般為曲流河沉積，館陶組下亞段為辮狀河沉積[1-4]。從孤東-紅柳地區(qū)館陶組上亞段底部的5—6砂組(N1g15—N1g16)、館陶組下亞段頂部的1砂組(N1g21)地層發(fā)育特征來看，其不同于典型曲流河沉積的“泥包砂”地層結(jié)構(gòu)，也不同于典型辮狀河沉積的“砂包泥”地層結(jié)構(gòu)，電測曲線呈現(xiàn)“砂泥巖互層”測井響應(yīng)特征，呈現(xiàn)由典型的辮狀河沉積向曲流河沉積過渡的特征。相對應(yīng)其油藏類型也比較復(fù)雜，既有巖性上傾尖滅形成的巖性油藏，也有斷層與巖性控制形成的構(gòu)造巖性油藏，巖性控藏作用明顯大于構(gòu)造控藏作用，與館下段不同。孤東—紅柳油田接合部館陶組河流相沉積類型及發(fā)育分布特征，也成為該區(qū)勘探急需解決的關(guān)鍵問題。筆者在精細(xì)地層劃分對比基礎(chǔ)上，明確了“砂泥巖間互”的河道砂體縱橫向展布特征，并在文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，研究認(rèn)為該區(qū)館陶組上亞段底部、下亞段頂部發(fā)育辮狀河向曲流河轉(zhuǎn)化的過渡河型—分汊河[5-6]。通過連井剖面相、平面沉積微相分析，明確了辮狀河、曲流河、分汊河發(fā)育層系、位置及特征，為該區(qū)滾動(dòng)勘探開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

孤東—紅柳油田接合部位于孤東八區(qū)南部、孤東九區(qū)東部、墾東521塊斷鼻構(gòu)造北翼，西臨孤南洼陷，整體受孤東26向斜構(gòu)造控制，地層西低東高，北低南高。西部整體受近南東—北西走向的孤東八、九區(qū)分區(qū)斷層控制，內(nèi)部發(fā)育多條近東西走向的斷層，有利于油氣的運(yùn)移和輸導(dǎo)，成藏條件十分有利[1](圖1)。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造

2 精細(xì)地層對比

以河流相沉積模式為指導(dǎo)，采用“旋回對比，標(biāo)志層控制，厚度約束”的原則，地震資料橫向追蹤與單井劃分相互印證，結(jié)合等高程對比法進(jìn)行小層精細(xì)對比與劃分，同時(shí)以油水關(guān)系、動(dòng)態(tài)資料驗(yàn)證地層對比細(xì)分結(jié)果。

研究區(qū)館下段相態(tài)以辮狀河沉積相為主，大套的塊狀砂巖巖性純，泥質(zhì)含量少，不易形成波阻抗界面，地震上表現(xiàn)為空白反射，測井曲線形態(tài)電位(伽馬)表現(xiàn)在館下段下部箱形，少見泥巖夾層，反映不整合面上大型沖刷面的特點(diǎn)。館上段為一套砂泥巖組合，以泥巖為主夾部分薄—中、厚層砂巖，其中以細(xì)砂巖為主，也有部分粉砂巖及少量含礫砂巖，為曲流河沉積，地震上表現(xiàn)為中強(qiáng)地震反射特征，電性上砂巖在自然電位上多為鋸齒狀，局部為指狀或箱狀。

為分析辮—曲過渡相帶沉積特點(diǎn)，將館下段劃分為7個(gè)砂組，館上段劃分為6砂組，在此基礎(chǔ)上將館上段5砂組細(xì)分為4個(gè)小層、館上段6砂組細(xì)分為8個(gè)小層，館下段1砂組細(xì)分為7個(gè)小層(圖2)。

圖2 孤東9井單井層序劃分及沉積微相分析

在單井地層劃分對比基礎(chǔ)上，建立典型井地層劃分對比方案，并根據(jù)典型井的測井標(biāo)志層特征，進(jìn)行全區(qū)地層劃分與對比?？傮w上，館陶組沒有經(jīng)歷大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，地層分布相對穩(wěn)定。

3 沉積類型分析

3.1 河流沉積相關(guān)率

針對研究區(qū)館陶組上亞段底部地層呈現(xiàn)出的典型辮狀河及曲流河沉積特征差異較大的特征，開展巖心觀察，結(jié)合前人研究綜合表明，在勝利油田灘海地區(qū)館陶組到明化鎮(zhèn)組，除發(fā)育典型的辮狀河和曲流河沉積外，還發(fā)育辮狀河到曲流河轉(zhuǎn)化的過渡類型分汊河[3-7]。分汊河在沉積學(xué)界使用相對較少，但其在水利學(xué)界和地貌學(xué)界是已被普遍接受的河流類型[8-9]。分汊河沉積學(xué)特征與辮狀河、曲流河相比，既有相似之處，又有獨(dú)特之處。在垂向巖性組合上常見河道砂壩與決口扇頻繁互層的現(xiàn)象，河道內(nèi)發(fā)育類似心灘的河道砂壩，也稱為江心洲，其突出特點(diǎn)是決口扇比較發(fā)育，與曲流河相比，沒有穩(wěn)定的天然堤，因此二元結(jié)構(gòu)不如曲流河典型；在平面形態(tài)上，常表現(xiàn)為單雙河道交替出現(xiàn)，連通砂體規(guī)模與曲流河接近，但長度大于曲流河[3,10]。分汊河與辮狀河相比，二元結(jié)構(gòu)特征更為明顯，沉積物粒度較細(xì)，有時(shí)表現(xiàn)為泥包砂。測井響應(yīng)特征來說，分汊河河道砂壩與曲流河邊灘砂測井曲線一般為鐘形，分汊河河道砂壩垂向上常與決口扇共生，構(gòu)成下扇上砂組合或下砂上扇組合，SP 曲線表現(xiàn)為復(fù)合韻律(圖3)。

圖3 辮狀河、分汊河、曲流河垂向沉積序列(據(jù)文獻(xiàn)[4])

3.2 單井沉積相特征分析

單井沉積學(xué)分析是進(jìn)行剖面對比和平面相分析的基礎(chǔ)。在巖心觀察、描述的基礎(chǔ)上，結(jié)合測井資料、地震資料等分析，對研究區(qū)內(nèi)20余口井進(jìn)行了單井沉積學(xué)分析，以孤東9井為例進(jìn)行詳細(xì)剖析(圖2)。

孤東9井在N1g21砂組發(fā)育辮狀河沉積[4]。自下向上整體表現(xiàn)為的多期正粒序疊加特征，整體為砂包泥特征，巖性為含礫砂巖、礫狀砂巖夾灰綠色薄層泥巖，砂體單層厚度在6～10 m，粒度較粗，自然電位曲線表現(xiàn)為鐘形、箱形特征，反映河道沖刷激烈，水流湍急，河道下蝕強(qiáng)烈，表現(xiàn)為垂向加積特征。整體發(fā)育河床亞相，以心灘微相為主，河道間為灰綠色泥巖沉積。

館下段頂部至館上段N1g165層隨著構(gòu)造坡度變緩，植被發(fā)育，河岸抗沖擊性變強(qiáng)，水流能量減弱，水量減少，迫使辮狀河道進(jìn)行選擇，小的分支河道被逐步廢棄，直至達(dá)到河流能量的相對平衡態(tài)(由游蕩性河道到相對固定化的過程)。同時(shí)，各河道存在沉積差異性，部分河道的淤積堵塞遭受廢棄，在洪水期，主河道決口沖積又形成新的河道，最終形成多分支、低彎度的組合河道形態(tài)。最終由辮狀河逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉帚夂映练e。

整體主要表現(xiàn)為砂泥薄互層沉積，巖性灰綠色、灰白色含礫砂巖、粉砂巖與雜色泥巖互層，整體同樣表現(xiàn)為多期正粒序疊加特征，自然電位表現(xiàn)為鐘形特征，主要發(fā)育河床亞相心灘微相沉積，砂體單層厚度約為2～5 m，厚層泥巖發(fā)育區(qū)為堤岸亞相和河漫亞相，堤岸亞相自然電位曲線為指狀特征，單層砂體約為2 m，為決口扇沉積。

從館上段上部N1g164—N1g14層隨著構(gòu)造活動(dòng)減弱，植被發(fā)育，可容空間減小，水流速度減緩，水流能量減弱，發(fā)育高寬度高彎度河流，逐漸由分汊河轉(zhuǎn)變?yōu)榍骱映练e。整體表現(xiàn)為泥包砂特征。厚層雜色泥巖夾灰綠色砂巖相，單層厚度為2～4 m，自然電位曲線為鐘形，頂部厚層泥巖為河漫/泛濫平原相，內(nèi)部薄層砂巖發(fā)育堤岸亞相，河床亞相是主要的含油層段，以側(cè)向加積為主，主要發(fā)育邊灘沉積，整體為正粒度疊加特征。

3.3 剖面沉積相特征分析

在單井沉積相分析研究基礎(chǔ)上，在研究區(qū)選取多條剖面，對研究區(qū)館陶組沉積相進(jìn)行橫向?qū)Ρ?。以過墾東52-5—孤東22-斜7—孤東22-2井近南北向連井剖面為例(圖4)，研究區(qū)館陶組儲層厚，砂地比高主要發(fā)育了河流相沉積。N1g21砂組接受來自南北方向的物源供給，由于構(gòu)造坡度大，氣候?yàn)闇囟仍龈邼穸茸兇?，突然增多的降雨使地表徑流快速增大，物源區(qū)剝蝕的產(chǎn)物被急劇增大的水流攜帶，此時(shí)基準(zhǔn)面處于低位，可容空間小，河流能量強(qiáng)，此時(shí)植被不甚發(fā)育，河岸的抗沖性差，河道不穩(wěn)定，地貌上以河谷下切為主，形成游蕩型河流即辮狀河沉積。整體巖性為含礫砂巖、礫狀砂巖，砂體厚度大，粒度粗，自然電位曲線以箱形為主，橫向上分布穩(wěn)定，連續(xù)性好，縱向上相互疊置，呈鱗片狀，隔夾層基本不發(fā)育。

圖4 過墾東52-5—孤東22-斜7—孤東22—孤東22-2近南北向連井剖面

進(jìn)入N1g16砂組水動(dòng)力逐漸減弱，整體進(jìn)入坳陷期，可容空間增大，構(gòu)造坡降減小，物源供給同樣充足，但河流的下切侵蝕能力減弱，主要發(fā)生垂向充填沉積，發(fā)育界于辮狀河與曲流河之間的分汊河沉積。巖性主要為含礫砂巖、粉砂巖沉積，單層厚度減小，砂地比含量相對于辮狀河沉積有所減小，表現(xiàn)為砂泥互層沉積，電性上為呈鐘形多期正韻律的疊加，橫連續(xù)性好，但縱向上相互疊置發(fā)育的特征。

進(jìn)入N1g15—N1g14砂組，基準(zhǔn)面處于高位，可容空間增加速度趨緩，氣候進(jìn)一步干旱，河流能量進(jìn)一步減弱，沉積上由以垂向加積為主轉(zhuǎn)變?yōu)閭?cè)向加積和側(cè)向侵蝕為主，河道彎曲度增大，沉積物以懸浮載荷為主，電性上呈現(xiàn)鐘形正韻律疊加的特征，發(fā)育曲流河沉積。砂地比降至30%～40%，單砂體厚度一般較小，縱向上同樣相互疊置，但分散發(fā)育。

3.4 平面沉積相特征分析

在沉積相類型及特征研究基礎(chǔ)上，結(jié)合單井沉積相分析及剖面沉積相分析，編制主力油層組平面沉積相圖(圖5)，并對其沉積展布特征及演化進(jìn)行分析。

N1g211物源影響研究區(qū)南部發(fā)育辮狀河，整體平面上呈片狀展布，向北隨著河道能量減弱，遷移擺動(dòng)頻次降低逐漸演變?yōu)榉帚夂映练e。砂體的主要類型為心灘沉積，常發(fā)育決口扇沉積(圖5(a))。

N1g165受南部物源影響研究區(qū)發(fā)育三支分汊河，整體平面上呈帶狀近南北向展布，單雙河道交替出現(xiàn)。砂體的主要類型為心灘沉積，常發(fā)育決口扇沉積(圖5(b))。

N1g161受南部物源影響研究區(qū)發(fā)育兩支分汊河沉積，向北隨著河流能量的進(jìn)一步減弱，河流彎度逐漸增大，逐漸演變?yōu)榍骱映练e，平面上呈帶狀近南北向展布。砂體的主要類型為分汊河的心灘微相以及曲流河的邊灘沉積，另外由于洪水作用河道決口發(fā)育決口扇沉積(圖5(c))。

N1g154受南部物源影響研究區(qū)發(fā)育3支曲流河沉積，河流彎度大，平面上呈帶狀展布。砂體的主要類型為邊灘沉積，由于洪水作用河道決口發(fā)育決口扇沉積，以及由于河道遷移擺動(dòng)殘留廢棄河道微相沉積(圖5(d))。

圖5 主力油層組沉積相平面展布

自館下段—館上段，研究區(qū)發(fā)育從辮狀河—分汊河—曲流河的演化。在N1g211組開始出現(xiàn)自南向北由辮狀河向分汊河演化。在N1g161組開始出現(xiàn)自南向北由分汊河向曲流河演化。

4 結(jié) 論

(1)孤東紅柳油田結(jié)合部在館陶組發(fā)育辮狀河、分汊河、曲流河3種河流相沉積類型。

(2)“砂泥巖間互”的河道砂體主要集中發(fā)育在N1g154—N1g211砂組之間，且縱橫向變化快，平面分布具有明顯的差異性。

(3)自館下段—館上段，研究區(qū)發(fā)育從辮狀河—分汊河—曲流河的演化。從N1g211組自南向北呈現(xiàn)油辮狀河向分汊河演化；從N1g161組自南向北呈現(xiàn)由分汊河向曲流河演化。