孫天建 (中石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083)

于興河,李勝利 (中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院,北京 100083)

李茂 (中海石油 (中國)有限公司湛江分公司湛江分公司,廣東湛江524057)

王振軍 (中石油吉林油田分公司勘探開發(fā)研究院,吉林松原 138000)

潿洲11區(qū)M1油田流沙港組三段儲層沉積特征

孫天建 (中石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083)

于興河,李勝利 (中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院,北京 100083)

李茂 (中海石油 (中國)有限公司湛江分公司湛江分公司,廣東湛江524057)

王振軍 (中石油吉林油田分公司勘探開發(fā)研究院,吉林松原 138000)

針對潿洲11區(qū)M1油田流沙港組三段(El3)儲層沉積特征差異大,沉積相類型及沉積成因不清的問題,結(jié)合巖心、錄井和測井資料,對El3的巖性、沉積構(gòu)造、粒度和測井曲線特征進(jìn)行對比分析,識別出3種亞相5種微相。El3自下而上依次經(jīng)歷了水退、水進(jìn)和水退的沉積演化過程,水退時(shí)期形成箱型厚層朵狀砂體,水進(jìn)早期形成砂泥互層枝狀砂體,水進(jìn)中后期與水退早期形成泥包砂為主的鳥足狀薄互層砂體,水退中后期形成砂泥互層鳥足狀砂體。

潿洲;辮狀河三角洲前緣;沉積特征;沉積演化

1 地質(zhì)概況

潿洲11區(qū)M1油田位于潿西南凹陷的東北部 (圖1),相繼經(jīng)歷了張裂、斷陷和拗陷3個(gè)階段,構(gòu)造結(jié)構(gòu)特征復(fù)雜,北部受1號斷裂帶控制,南部受2、3號斷裂影響,整個(gè)凹陷表現(xiàn)為北斷南超的箕狀凹陷[1]。

古近系始新統(tǒng)流沙港組三段 (El3)為斷陷盆地裂陷期的陸相復(fù)雜儲層沉積,地層厚度為300m左右,下部箱型厚層70m左右,上部的薄互層200m左右,自下而上分為4個(gè)油組。箱型厚層與薄互層的沉積相類型、成因機(jī)理和分布特征尚不清楚。筆者綜合巖心、測井資料,確定了儲層沉積微相類型及其成因機(jī)制,明確了儲層沉積微相分布規(guī)律和沉積演化過程。

圖1 潿西南凹陷構(gòu)造位置圖

2 沉積微相類型

2.1 巖性特征

巖心觀察確定M1油田El3箱型厚層巖性主要為淺灰色或灰色砂礫巖、含礫砂巖、中細(xì)砂巖及深灰色粉砂質(zhì)泥巖,其中粉砂質(zhì)泥巖主要以夾層形式存在。El3薄互層巖性主要為灰色含礫細(xì)砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、深灰色或灰黑色粉砂質(zhì)泥頁巖,呈泥包砂的特征。箱型厚層陸源碎屑體積分?jǐn)?shù)在75%左右,膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)在1%以下,顆粒多見次棱-次圓狀,分選中-差,顆粒支撐,顆粒間多為點(diǎn)-線狀接觸,孔隙式膠結(jié)。薄互層陸源碎屑體積分?jǐn)?shù)在80%左右,膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)平均在5.5%左右,顆粒多見次圓-次棱狀,分選中等,顆粒支撐,顆粒間多為線狀接觸,接觸-孔隙式膠結(jié)。

El3薄互層與箱型厚層相比具有粒度較細(xì),泥巖顏色較深,石英、長石含量較多,分選、磨圓較好的特征,反映了El3薄互層沉積時(shí)相對于箱型厚層水動(dòng)力弱、物源遠(yuǎn)、水體深、物源供給不足的特點(diǎn)。

2.2 沉積構(gòu)造特征

El3箱型厚層主要發(fā)育快速沉積的塊狀層理 (圖2(a)),具有強(qiáng)牽引流作用形成的槽狀、板狀交錯(cuò)層理(圖2(b)、圖2(c))和沖刷面(圖2(a))。沖刷面是由砂礫巖沉積物沖刷下伏細(xì)粒沉積物形成的,沖刷面之上為砂礫巖充填,可見泥礫,厚度為幾厘米,說明El3厚層沉積時(shí)期水動(dòng)力強(qiáng),對早期沉積泥巖的沖刷、短距離搬運(yùn)和再沉積作用明顯。在El3箱型厚層的泥質(zhì)夾層中可見生物擾動(dòng)和植物碎片(圖2(d)),反映了該沉積時(shí)期為淺水還原的沉積環(huán)境。

El3薄互層發(fā)育小型槽狀交錯(cuò)層理 (圖2(e)),反映了該沉積時(shí)期具有較強(qiáng)的水動(dòng)力特點(diǎn)。小型沖刷面與規(guī)則泥礫 (圖2(f))的存在,反映了較強(qiáng)水流對早期沉積泥巖的沖刷、長距離搬運(yùn)和再沉積作用。沙紋層理與平行層理 (圖2(h))的發(fā)育,反映了水動(dòng)力較弱、物源供給不足的沉積環(huán)境。植物碎屑、蟲孔、富含有機(jī)質(zhì)黑色泥 (頁)巖和菱鐵礦結(jié)核 (圖2(g))的存在,反映了該沉積時(shí)期為水體較深的強(qiáng)還原沉積環(huán)境[2]。

圖2 El3典型巖相類型及特征

2.3 粒度概率累計(jì)曲線特征

El3薄互層的粒度概率累計(jì)曲線以一跳一懸夾過渡式為主,具有跳躍和懸浮總體間夾過渡段的兩段式特征(圖3(a))。跳躍總體體積分?jǐn)?shù)為5%～10%,粒度φ為0.75～1.5,斜率65～70°;過渡段體積分?jǐn)?shù)在20%～40%之間,斜率40～45°,與跳躍總體間的交切點(diǎn)φ為1～1.5;懸浮總體體積分?jǐn)?shù)為20%～30%,斜率15～20°,與過渡段的交切點(diǎn)φ為2.5～3.0,反映了薄互層沉積時(shí)期分選較好,水體較深,受多種水動(dòng)力作用。厚層的粒度概率累計(jì)曲線也以一跳一懸夾過渡式為主 (圖3(b))。跳躍總體體積分?jǐn)?shù)為40%～60%,粒度區(qū)間的φ為0.5～1.5,斜率45～55°;過渡段體積分?jǐn)?shù)在40%～70%之間,斜率10～15°,與跳躍總體間的交切點(diǎn)φ為1～1.5;懸浮總體體積分?jǐn)?shù)為25%～30%,斜率低,與過渡段的交切點(diǎn)φ為2.5～3.0,反映了厚層沉積時(shí)期分選差,流速快,水動(dòng)力強(qiáng)的沉積環(huán)境[3]。

圖3 粒度概率累計(jì)曲線

3 沉積相特征

通過對研究區(qū)5口井巖心觀察與精細(xì)描述,結(jié)合室內(nèi)化驗(yàn)分析和測井曲線特征分析,對M1油田El3的沉積特征進(jìn)行研究,共識別出3種亞相5種微相(圖4)。

3.1 辮狀河三角洲前緣

3.1.1 辮狀河三角洲內(nèi)前緣

辮狀河三角洲內(nèi)前緣是辮狀河三角洲沉積體系最主要的儲集體,El3辮狀河三角洲內(nèi)前緣共識別出水下分流河道、河口壩、席狀砂和水下分流河道間4種沉積微相類型。El3沉積時(shí)期水體較淺,物源供給充足,水下分流河道微相發(fā)育,為辮狀河三角洲前緣的沉積主體,研究區(qū)河口壩、水下分流河道間微相少量發(fā)育,席狀砂微相不發(fā)育。

辮狀河三角洲內(nèi)前緣水下分流河道微相極為發(fā)育,為箱型厚層。水下分流河道巖性主要以灰色砂礫巖、含礫中粗砂巖為主,發(fā)育塊狀、槽狀、板狀交錯(cuò)層理和沖刷充填構(gòu)造,自然伽馬 (qAPI)與電阻率曲線 (ρ)為高幅箱形,曲線的頂?shù)撞客蛔?。由于El3箱型厚層沉積時(shí)期,水體較淺,水動(dòng)力強(qiáng),物源供給充足,水下分流河道側(cè)向遷移頻繁,為箱型厚層,厚度在30～70m。在箱型厚層內(nèi)部僅殘留薄層深灰色粉砂質(zhì)泥巖或泥巖夾層,夾層的厚度0.5m左右。

河口壩微相在研究區(qū)較少發(fā)育,巖性以灰色含礫中粗砂巖為主,發(fā)育中小型槽狀交錯(cuò)層理,qAPI與ρ為高幅漏斗形,單個(gè)河口壩砂體的厚度在6m左右。由于受河水與湖水的共同作用,河口壩砂體沉積物的成分、結(jié)構(gòu)成熟度和分選性較好。河口壩砂體在研究區(qū)發(fā)育較少,主要是由于El3厚層沉積時(shí)期物源供給充足,水動(dòng)力強(qiáng),水下分流河道遷移頻繁,對前期沉積的河口壩具有很強(qiáng)的改造作用,使保留下來的河口壩砂體較少,反映El3箱型厚層沉積時(shí)期以河控為主。

水下分流河道間微相為水下分流河道之間相對低洼的湖灣地區(qū)。巖性主要以深灰色粉砂質(zhì)泥巖和泥巖為主,沉積構(gòu)造以小型紋層為主,可見植物碎屑及生物擾動(dòng)構(gòu)造。qAPI與ρ在基線附近,呈微齒化特征。水下分流河道間為水動(dòng)力不強(qiáng),物源供給不足,水體穩(wěn)定的沉積環(huán)境,厚度為1～3m。

圖4 A6井單井綜合柱狀圖

3.1.2 辮狀河三角洲外前緣

辮狀河三角洲外前緣是El3沉積時(shí)期水體加深,水動(dòng)力減弱,物源供給不足的情況下形成的。El3辮狀河三角洲外前緣共識別出水下分流河道、河口壩、水下分流河道間和席狀砂4種沉積微相類型,其中水下分流河道、河口壩微相為辮狀河三角洲外前緣的沉積主體。

研究區(qū)辮狀河三角洲外前緣水下分流河道微相較為發(fā)育,水下分流河道巖性主要以含礫細(xì)砂巖、細(xì)砂巖為主,發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理和沖刷充填構(gòu)造,qAPI與ρ為中高幅鐘形,測井曲線的底部突變頂部漸變。單一水下分流河道呈正韻律,厚度為5～7m。由于El3辮狀河三角洲外前緣沉積時(shí)期水體加深,水動(dòng)力、物源供給減弱,水下分流河道規(guī)模較辮狀河三角洲內(nèi)前緣小,水下分流河道遷移能力變?nèi)?深灰色水下分流河道間泥巖厚度變大,平均為3～5m。

河口壩微相在El3辮狀河三角洲外前緣較為發(fā)育,巖性以灰色粉細(xì)砂巖為主,發(fā)育波狀紋層層理, qAPI與ρ為中低幅漏斗形,單個(gè)河口壩砂體的厚度在3m左右。與箱型厚層內(nèi)河口壩相比,其巖性主要以粉細(xì)砂巖為主,結(jié)構(gòu)成熟度和分選性較好,受河水與湖水共同作用,以河水作用為主,但較厚層內(nèi)河口壩受河水作用較弱。

3.2 前辮狀河三角洲

El3前辮狀河三角洲以薄互層為主,可識別出水下分流河道、河口壩和席狀砂微相,其中以河口壩和席狀砂微相為主體。河口壩砂體以灰色粉細(xì)砂巖為主,發(fā)育波狀紋層層理,qAPI與ρ為中低幅漏斗形。單個(gè)河口壩砂體的厚度在1～3m,主要以粉細(xì)砂巖為主,受河水與湖水共同作用,結(jié)構(gòu)成熟度和分選性較好。席狀砂砂體以粉細(xì)砂巖和泥質(zhì)粉砂巖為主,發(fā)育波紋層理,qAPI與ρ以中低幅指狀為主,頂?shù)撞烤蕽u變特征,單個(gè)席狀砂厚度在1～2m。席狀砂以漫積與加積作用為主,反映了在El3前辮狀河三角洲沉積時(shí)期,水體深,水動(dòng)力條件弱,物源供給不足的沉積環(huán)境。

3.3 淺湖亞相

淺湖亞相巖性以深灰色或灰黑色粉砂質(zhì)泥巖、泥 (頁)巖為主,頁巖富含有機(jī)質(zhì)和菱鐵礦結(jié)核,沉積構(gòu)造以波紋層理為主,qAPI與ρ為齒化線形。淺湖亞相泥 (頁)巖較淺湖亞相泥巖顏色更深,且富含有機(jī)質(zhì)和菱鐵礦結(jié)核,反映了深水強(qiáng)還原沉積環(huán)境。

4 沉積相展布規(guī)律

圖5油組沉積微相平面圖

5 沉積演化規(guī)律

圖6 El3橫切物源方向沉積微相剖面圖

El3自下而上經(jīng)歷了水退、水進(jìn)和水退的沉積演化過程 (圖6)。箱型厚層沉積時(shí)期,沉積基準(zhǔn)面下降,可容納空間與沉積物供給量比值 (A/S)逐漸減小,發(fā)育辮狀河三角洲內(nèi)前緣砂體。該沉積時(shí)期水動(dòng)力條件增強(qiáng),水下分流河道遷移、切割頻繁,形成水退進(jìn)積特征的箱型厚層砂體,平面上呈朵狀。沉積早期,沉積基準(zhǔn)面上升,A/S逐漸增大,發(fā)育辮狀河三角洲外前緣砂體,水下分流河道砂體發(fā)育,呈水進(jìn)退積的砂泥互層特征,平面上呈分枝狀。El23沉積早期,沉積基準(zhǔn)面達(dá)到最大,A/S最大,發(fā)育半深湖相沉積,沉積微相以小規(guī)模河口壩、席狀砂和湖相泥為主,砂體呈泥包砂的薄互層,整體為加積特征,湖相泥以深灰色或灰黑色泥 (頁)巖為主,平面上呈鳥足狀。El23沉積中后期和El13沉積時(shí)期,沉積基準(zhǔn)面下降,A/S減小,發(fā)育前辮狀河三角洲,沉積微相以小型水下分流河道與河口壩為主,該時(shí)期沉積基準(zhǔn)面處于高位,砂體規(guī)模較小,平面上呈鳥足狀。

6 結(jié)論

1)研究區(qū)El3共發(fā)育辮狀河三角洲前緣、前辮狀河三角洲和淺湖相3種亞相類型,水下分流河道、河口壩、席狀砂、水下分流間和湖相泥5種微相類型。

2)El3自下而上依次經(jīng)歷了水退、水進(jìn)和水退的沉積演化過程,水退時(shí)期形成箱型厚層朵狀砂體,水進(jìn)早期形成砂泥互層枝狀砂體,水進(jìn)中后期與水退早期形成泥包砂為主的鳥足狀砂泥薄互層,水退中后期形成鳥足狀砂泥互層砂體。

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[編輯]鄧?yán)?/p>

TE121.3

A

1000-9752(2014)02-0012-07

2013-03-27

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41072084)

孫天建(1978-),男,2003年大學(xué)畢業(yè),博士,工程師,主要從事油氣田開發(fā)地質(zhì)研究工作。