張永成 （中石油大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠，黑龍江 大慶163001）

沉積環(huán)境和沉積相決定沉積地層的巖石類(lèi)型、結(jié)構(gòu)及其空間組合關(guān)系，決定生儲(chǔ)蓋層的發(fā)育和分布［1］。沉積微相的研究，對(duì)儲(chǔ)層砂體展布規(guī)律及油田注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)具有重要意義。三肇凹陷位于松遼盆地北部中央凹陷區(qū)內(nèi) （圖1），是松遼盆地重要的產(chǎn)油區(qū)和主力生油凹陷之一；發(fā)育于下白堊統(tǒng)泉頭組四段的扶余油層是該凹陷中部含油氣組合的主要產(chǎn)層［2，3］。研究區(qū)內(nèi)扶余油層砂體雖然較厚，但受沉積環(huán)境影響，砂體分布比較復(fù)雜，儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)。

針對(duì)研究區(qū)內(nèi)鉆井較多，采用模糊C均值聚類(lèi)與測(cè)井相 （抽稀井）識(shí)別相結(jié)合的方法可以充分利用研究區(qū)的所有井信息，提高識(shí)別精度。

圖1 三肇凹陷構(gòu)造區(qū)劃及研究區(qū)地理位置示意圖

1 沉積環(huán)境分析

三肇凹陷扶余油層處于沉積體系的交匯部位［4］。根據(jù)重礦物組合研究，區(qū)內(nèi)主要有3個(gè)物源方向：其中西北部的太東－宋芳屯地區(qū)重礦物組合主要為鋯石、白鈦石組合；東北部的升平地區(qū)重礦物組合主要為綠簾石、鋯石和石榴石組合，應(yīng)屬于北部沉積體系；南部的肇源和頭臺(tái)地區(qū)重礦物組合主要為石榴石、鋯石組合，應(yīng)屬于懷德沉積體系。由于該區(qū)扶余油層沉積受到古中央隆起帶所形成的古地形的限制，在古湖盆高水位體系域下形成了以淺水三角洲相為主的沉積［3］。

扶余油層儲(chǔ)層巖石以長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，并含有少量的巖屑長(zhǎng)石砂巖，成分成熟度較低。通過(guò)對(duì)61口井的粒度分析及巖心觀察表明：扶余油層碎屑顆粒分選系數(shù)為1．47～14．6，平均為4．8；粒度中值在0．013～0．225mm，平均為0．098mm，多為含泥粉砂質(zhì)細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)細(xì)砂巖、砂質(zhì)細(xì)砂巖。粒度概率曲線以兩段式為主，三段式較少；其中跳躍次總體一般為70%，懸浮次總體為25%～30%，跳躍次總體與懸浮次總體之間的交截點(diǎn)在 （3～4）區(qū)間內(nèi)，跳躍次總體的傾斜度相對(duì)較大45～60°（圖2），表明水流強(qiáng)度大。

圖2 三肇凹陷扶余油層組粒度概率曲線圖

與典型的牽引流沉積C－M模式圖［1］相比，目的層粒徑多數(shù)小于500μm，缺少滾動(dòng)搬運(yùn)部分，主要由遞變懸浮沉積和均勻懸浮沉積組成。就其原因，主要是扶余油層沉積顆粒比較細(xì)，泥質(zhì)含量高造成的，巖性以細(xì)砂巖為主。

巖心觀察表明，扶余油層沉積構(gòu)造主要以交錯(cuò)層理為主 （圖3），其次為平行層理、塊狀層理，偶見(jiàn)變形構(gòu)造；巖石顏色以紫紅色、棕色、淺灰色為主，粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖中富含黃鐵礦，泥巖顏色雜有綠色、灰綠色；沖刷面、泥礫比較發(fā)育。

通過(guò)以上巖石成分、粒度、沉積構(gòu)造及巖心特征等相指標(biāo)研究，認(rèn)為該區(qū)扶余油層屬于三角洲沉積環(huán)境。

圖3 三肇凹陷扶余油層巖心照片

2 沉積微相研究

根據(jù)研究區(qū)扶余油層目前勘探開(kāi)發(fā)認(rèn)識(shí)和現(xiàn)狀，以FⅠ上、FⅠ中、FⅠ下、FⅡ共4個(gè)油層組為單元開(kāi)展沉積相研究。通過(guò)對(duì)典型井 （取心井Z113井）分析，建立了測(cè)井微相模式，共識(shí)別出1類(lèi)大相（淺水三角洲相）、2類(lèi)亞相 （三角洲平原亞相和三角洲前緣亞相）、7種微相 （分流河道、天然堤、決口扇、分流間灣、水下分流河道、席狀砂、淺湖泥）（見(jiàn)圖4）。

圖4 Z113井沉積微相柱狀圖

3 沉積微相定量識(shí)別

3．1 識(shí)別流程

首先根據(jù)分層數(shù)據(jù)表提取目的層測(cè)井曲線，計(jì)算反映沉積微相特征的參數(shù)；然后對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行歸一化及模糊C均值聚類(lèi)；最后在主干剖面相控制下，結(jié)合測(cè)井相繪制沉積微相平面分布圖。

3．2 測(cè)井曲線特征提取

定量識(shí)別沉積相的關(guān)鍵就是從測(cè)井曲線中提取反映沉積微相變化特征的參數(shù)；結(jié)合研究區(qū)的測(cè)井曲線特征，通過(guò)對(duì)比最終選取了自然電位、自然伽馬、微電極和地層電阻率等測(cè)井曲線計(jì)算了目的層段的平均值、地層厚度、相對(duì)重心及變差方差根4個(gè)反映沉積微相的特征參數(shù)［5，6］。

3．3 模糊C均值模型

模糊C均值聚類(lèi)算法 （FCM）用隸屬度矩陣給出了每個(gè)樣本隸屬于某個(gè)聚類(lèi)的程度，對(duì)于很難明顯分類(lèi)的變量，模糊C均值聚類(lèi)也能得到較為滿意的分類(lèi)效果［7，8］。

利用Excel中VBA模塊編制了批量按小層提取測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、計(jì)算特征參數(shù)的程序，對(duì)各個(gè)小層的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算和歸一化處理；利用Matlab模糊邏輯工具箱（fuzzy logic toolbox）中 提供的模糊C均值聚類(lèi)函數(shù) （“fcm”）編制程序，對(duì)各個(gè)研究層的沉積微相進(jìn)行了聚類(lèi)識(shí)別。

4 沉積微相定量識(shí)別結(jié)果

根據(jù)模糊C均值聚類(lèi)識(shí)別結(jié)果結(jié)合沉積微相平面分布模式，繪制了各個(gè)目的層的沉積微相平面分布圖。圖5為FⅠ中油層組的沉積微相平面分布圖。

從劃分結(jié)果看，研究區(qū)各個(gè)目的層的分流河道均比較發(fā)育，平面上分流河道以EN向展布為主，河道呈條帶狀、樹(shù)枝狀展布。縱向上自FⅡ油層組至FⅠ上油層組，三角洲前緣亞相不斷擴(kuò)大；FⅡ油層組－FⅠ中油層組具有三角洲平原亞相的特征，F(xiàn)Ⅰ上油層組具有三角洲前緣亞相的特征。

5 結(jié) 論

1）研究區(qū)扶余油層為淺水三角洲沉積體系，主要發(fā)育分流河道、天然堤、決口扇、分流間灣、水下分流河道、席狀砂、淺湖泥等沉積微相。

2）研究區(qū)各目的層平面上分流河道以EN向展布為主，河道呈條帶狀、樹(shù)枝狀展布；FⅡ油層組－FⅠ中油層組具有三角洲平原亞相的特征，F(xiàn)Ⅰ上油層組具有三角洲前緣亞相的特征。

3）與傳統(tǒng)的測(cè)井相法識(shí)別沉積微相的方法相比，筆者采用的模糊C均值聚類(lèi)法，可以充分利用研究區(qū)的所有井信息，提高識(shí)別精度，具有一定的推廣價(jià)值。

圖5 三肇凹陷FⅠ中油層組沉積微相平面分布圖

［1］劉寶珺 ．沉積巖石學(xué) ［M］．北京：地質(zhì)出版社，1980．

［2］付廣，王有功，袁大偉 ．三肇凹陷扶楊油層源斷裂的再認(rèn)識(shí)及其對(duì)成藏的控制作用 ［J］ ．石油學(xué)報(bào)，2010，31 （5）：762～766，773．

［3］魯健，呂延防，劉宗堡 ．三肇凹陷葡萄花油層淺水三角洲沉積特征及成藏模式［J］ ．科 學(xué) 技 術(shù) 與 工 程，2010，10（34）：8407～8411．

［4］張雷，盧雙舫，張學(xué)娟，等 ．大慶長(zhǎng)垣及以東地區(qū)泉頭組三、四段重礦物特征及沉積體系分析 ［J］．大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，34（1）：10～13．

［5］文政，雍世和，王中文 ．應(yīng)用測(cè)井資料定量識(shí)別沉積微相 ［J］．沉積學(xué)報(bào)，1996，14（1）：40～46．

［6］陳燁菲，彭仕宓 ．沉積微相定量研究方法 ［J］．石油勘探與開(kāi)發(fā)，2003，30 （4）：51～53．

［7］Dae－won K，Kwang L H，Doheon L．A novel initialization scheme for the fuzzy C－means algorithm for color clustering ［J］．Pattern Recognition Letters，2004，25 （2）：227～237．

［8］Ruspini E H．A new approach to custering［J］．Inform Contr，1969，19 （15）：22～32．