李衛(wèi)華

(中國(guó)石油測(cè)井有限公司西南分公司，重慶 401147)

謝俊陽(yáng)，余海濤

(中石油新疆油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊 830013)

隨著我國(guó)油氣勘探進(jìn)程不斷加大，各大油田逐漸步入隱蔽油氣藏的勘探階段。砂礫巖體油藏在我國(guó)分布廣泛，各大油氣田內(nèi)均有砂礫巖油藏的發(fā)現(xiàn)[1]。因此，砂礫巖油藏在隱蔽油氣藏中占有不可或缺的地位，是隱蔽油氣藏的主要研究對(duì)象之一[2，3]。砂礫巖巖體主要發(fā)育于斷陷盆地的陡坡帶，斷陷盆地發(fā)育過(guò)程中，沉積和構(gòu)造背景導(dǎo)致了砂礫巖體油氣藏普遍具有近源、快速堆積的特征，在縱向上厚度變化大、巖相變化快，巖性復(fù)雜，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)。上述特性為后期的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)帶來(lái)了很大困難[4]。測(cè)井資料由于其較高的縱向分辨率，以及包含了豐富的地下地質(zhì)特征和沉積環(huán)境信息，是研究砂礫巖沉積相的絕佳資料。為此，筆者對(duì)基于測(cè)井曲線識(shí)別砂礫巖沉積相的方法進(jìn)行研究總結(jié)，并以實(shí)際單井為例進(jìn)行分析，演示了基于測(cè)井曲線的單井沉積相分析方法[5]。

1 砂礫巖的成因及形成背景

圖1 砂礫巖扇體發(fā)育模式圖

砂礫巖體主要發(fā)育于斷陷盆地的陡坡帶，在斷陷湖盆發(fā)育的不同時(shí)期，由于古構(gòu)造特征、湖平面的升降以及古氣候條件變化等因素的影響，砂礫巖體的沉積類型、展布范圍、規(guī)模以及巖性等都會(huì)有所不同。因此，在斷陷盆地陡坡帶的不同部位發(fā)育了不同類型的砂礫巖體[6，7]。根據(jù)發(fā)育部位的不同，可以將砂礫巖體的沉積類型劃分為洪積扇、辮狀河三角洲、陡坡深水濁積扇等[8](圖1)。不同成因下形成的砂礫巖體分別具有不同的巖性組合、沉積構(gòu)造、測(cè)井特征以及地震特征。

1)洪積扇 洪積扇的發(fā)育背景為盆湖發(fā)育初期，古氣候環(huán)境以干旱氣候?yàn)橹?。地面起伏大，地形高低差距大，水蒸發(fā)量大于補(bǔ)給量，季節(jié)性洪水帶來(lái)的碎屑沉積物快速填充在盆地內(nèi)部，大部分沉積物沉積在水上。該沉積背景下的砂礫巖體巖性主要由大塊的角礫巖、砂巖和含礫砂巖組成。在沉積構(gòu)造上，越向盆地內(nèi)，越多的表現(xiàn)為楔形構(gòu)造；平行于盆地邊緣方向，表現(xiàn)為丘形構(gòu)造，巖體內(nèi)部可見(jiàn)斜交構(gòu)造。測(cè)井曲線上多表現(xiàn)為齒化箱形。

2)扇三角洲 扇三角洲的沉積背景為湖盆發(fā)育的中早期，盆地下陷，季節(jié)性洪水帶來(lái)的碎屑沉積物堆積在湖盆的入口處，由于盆地下陷，水體變深，大部分沉積物沉積在水下。該沉積背景下形成的砂礫巖體的巖性主要為互層的砂泥巖，具有由下向上逐漸變粗的反旋回特征。測(cè)井曲線上多表現(xiàn)為漏斗狀、箱形或鐘形。

3)辮狀河三角洲 辮狀河三角洲沉積時(shí)期通常在湖盆深陷期，盆內(nèi)水體逐漸變淺，地勢(shì)變得較為平緩，古氣候較為濕潤(rùn)，沉積物主要由河流攜帶，主要沉積在河流入湖處，沉積物前端主要在水下，后端在水上。該沉積背景下形成的砂礫巖體的巖性主要為砂巖，厚度由下而上逐漸增大，粒度呈反旋回特征。沉積構(gòu)造上可見(jiàn)波狀層理、流水沙紋層理及交錯(cuò)層理。在測(cè)井曲線上表現(xiàn)為箱形-鐘形、漏斗狀及復(fù)合狀。

4)近岸水下扇 近岸水下扇沉積時(shí)期主要為湖盆的深陷期，沉積物主要由季節(jié)性洪水帶入湖體，主要碎屑物都沉積在水體之下。巖性組合主要為砂礫巖、泥巖和粒度較細(xì)的砂巖。沉積構(gòu)造上主要為塊狀構(gòu)造，層序上總體表現(xiàn)為由下向上逐漸變細(xì)的正旋回。測(cè)井曲線上表現(xiàn)為漏斗狀、箱形或者鐘形。

5)濁積扇 濁積扇形成背景主要為盆地內(nèi)湖盆最大深陷期，通常在兩種情況下最為常見(jiàn)，一是陡坡下的深水濁積扇；另一種是三角洲前緣滑塌濁積扇。該沉積背景下的砂礫巖體的巖性組合主要為泥巖夾砂礫巖。沉積構(gòu)造自下而上具有粒度逐漸變細(xì)的正旋回，可見(jiàn)完整的鮑馬層序。測(cè)井曲線上表現(xiàn)為齒化鐘形和指形。

2 砂礫巖沉積相的識(shí)別

2.1 測(cè)井相標(biāo)志識(shí)別方法

測(cè)井相是指通過(guò)測(cè)井曲線上不同的表現(xiàn)及曲線特征來(lái)識(shí)別不同的沉積微相，該類特定的沉積微相所對(duì)應(yīng)的測(cè)井曲線特征稱作測(cè)井相[9，10]。測(cè)井相主要分析不同沉積環(huán)境下，物源、水動(dòng)力條件等因素造成沉積物組合不同，從而導(dǎo)致在測(cè)井曲線上表現(xiàn)出不同的曲線形態(tài)[11]。測(cè)井相標(biāo)志就是用來(lái)識(shí)別上述特征，進(jìn)而區(qū)分不同沉積相的標(biāo)志(表1)。

表1層序內(nèi)部測(cè)井曲線特征

確定測(cè)井相標(biāo)志的首要條件是對(duì)測(cè)井曲線形態(tài)的研究，即對(duì)測(cè)井曲線的幅度、形態(tài)、接觸關(guān)系以及光滑程度等進(jìn)行分析。

1)幅度 測(cè)井曲線的幅度變化主要反映了沉積物的粒度粗細(xì)、分選性的好壞以及泥質(zhì)含量的高低。不同沉積背景下，地層巖性組合特征、巖層厚度以及流體性質(zhì)等因素都會(huì)影響曲線幅度的大小。通常來(lái)說(shuō)，碎屑粒度較粗、滲透性好的巖層發(fā)育于高能沉積環(huán)境下，在測(cè)井曲線上具體表現(xiàn)為“高電阻率、高自然電位、低自然伽馬”；反之，則代表低能沉積環(huán)境。

2)形態(tài) 曲線形態(tài)主要包括鐘形、漏斗形、線形、舌形、箱形及指形等。在不同沉積背景下，沉積環(huán)境的水動(dòng)力條件不同、物源供應(yīng)的變化等古氣候條件會(huì)影響巖石粒度的粗細(xì)以及巖層分選的好壞，從而對(duì)巖層縱向上的粒度及分選產(chǎn)生巨大影響。測(cè)井曲線的形態(tài)主要反映縱向上不同深度巖層分選性的好壞以及巖石粒度的粗細(xì)。

3)接觸關(guān)系 測(cè)井曲線的接觸關(guān)系主要分為2種：漸變式接觸和突變式接觸。不同的接觸關(guān)系反映的是砂體在不同的沉積背景下，不斷變化的水動(dòng)力條件和物源供給情況。漸變式接觸代表的是逐漸緩慢變化的沉積環(huán)境；突變式接觸關(guān)系代表的則是急劇變化的沉積環(huán)境。

4)平滑程度 曲線的平滑程度通常也分為2類：平滑形和齒形。測(cè)井曲線的平滑程度代表的是沉積環(huán)境的平穩(wěn)狀態(tài)以及沉積物的平均密度變化情況。平滑形態(tài)的測(cè)井曲線代表的是沉積環(huán)境平穩(wěn)，水體能量較弱，碎屑沉積物變換緩慢，為均質(zhì)沉積；齒形曲線代表的是沉積環(huán)境不穩(wěn)定，水體能量較強(qiáng)，碎屑沉積物變化快，為非均質(zhì)沉積。

2.2 單井沉積相分析

以新疆某探區(qū)三疊系百口泉組砂礫巖鉆井曲線資料為例，通過(guò)取心對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，自然伽馬曲線變化靈敏，對(duì)砂泥巖的區(qū)分效果較好，同時(shí)自然電位曲線與巖性的對(duì)應(yīng)關(guān)系也比較好。因此優(yōu)選自然伽馬曲線和自然電位曲線作為測(cè)井相的主要識(shí)別曲線。

以sp1井為例，該井位于研究區(qū)南部，百口泉組發(fā)育完整，根據(jù)地層層序分析認(rèn)為，sp1井可以劃分出4個(gè)層序界面，具體可以細(xì)分出3個(gè)三級(jí)層序SQ1、SQ2、SQ3(圖2)。從巖性上分析，百口泉組的上部、中部、下部巖性變化明顯，上部和下部巖層以灰色砂礫巖、細(xì)砂巖及褐色含礫泥質(zhì)砂巖為主，而中部則主要以灰色、褐灰色砂礫巖為主。上述巖性組合體現(xiàn)了該區(qū)域沉積背景水動(dòng)力條件由弱變強(qiáng)再變?nèi)醯倪^(guò)程，巖性顏色主要為灰色，表示沉積環(huán)境為弱氧化-還原環(huán)境。

1)SQ1沉積層 對(duì)應(yīng)百口泉組一段及二段下部，該沉積層還可以進(jìn)一步劃分為3套巖層：①底部巖性主要為褐灰色砂礫，粒度較粗，自然伽馬曲線整體表現(xiàn)為齒化鐘形特征，說(shuō)明該區(qū)沉積時(shí)期水動(dòng)力條件逐漸減弱，同時(shí)泥質(zhì)含量逐漸增加；②中部巖性主要為褐灰色含礫泥質(zhì)細(xì)砂巖，巖層粒度相較于底部更細(xì)，自然伽馬曲線主要呈齒化線形，說(shuō)明沉積時(shí)期水體能量總體來(lái)說(shuō)穩(wěn)中漸弱，且波動(dòng)比較大；③上部巖性主要為褐灰色砂礫巖，自然伽馬曲線整體呈齒化漏斗形，說(shuō)明沉積時(shí)期水動(dòng)力條件變強(qiáng)，巖層砂質(zhì)沉積增加，泥質(zhì)含量逐漸降低。結(jié)合巖性及測(cè)井曲線綜合分析認(rèn)為，SQ1沉積層的沉積相應(yīng)為扇三角洲平原分流河道微相，其中夾雜的泥巖沉積層應(yīng)為扇三角洲平原分流河道間微相。

2)SQ2沉積層 對(duì)應(yīng)百口泉組二段中、上部以及百口泉組三段下部，該沉積層主要分為2套巖層：①下部主要為一大套厚層的灰色砂礫巖夾灰色砂質(zhì)泥巖，自然伽馬曲線形態(tài)呈鐘形，說(shuō)明該沉積時(shí)期區(qū)域湖侵增加，巖層中的泥質(zhì)含量逐漸增大，直到巖層中部自然伽馬達(dá)到峰值；②上部巖性主要為灰色含礫細(xì)砂巖，自然伽馬曲線呈漏斗形-鐘形，表明其沉積過(guò)程中水體先降后升，水動(dòng)力先增強(qiáng)再降低。結(jié)合巖性以及測(cè)井曲線綜合分析認(rèn)為，SQ2沉積初期的沉積相與SQ1沉積相一致，為扇三角洲平原分流河道微相，SQ2后期受水體湖侵作用影響，沉積相由扇三角洲平原過(guò)渡為扇三角洲前緣，因此分析認(rèn)為SQ2上部巖層為扇三角洲前緣水下分流河道微相。

3)SQ3沉積層 對(duì)應(yīng)百口泉組三段上部，該段地層巖性組合主要為疊置沉積的褐灰色泥巖和灰褐色砂質(zhì)泥巖，巖層總體較薄，自然伽馬曲線呈鐘形-漏斗形，曲線齒化幅度小，說(shuō)明沉積水環(huán)境總體比較穩(wěn)定，波動(dòng)幅度小，為濱淺湖亞相沉積。

圖2 sp1井單井沉積相柱狀圖

2.3 應(yīng)用效果分析

利用鉆井巖心資料對(duì)上述分析方法進(jìn)行檢驗(yàn)。通過(guò)巖心與電測(cè)曲線(圖2)及錄井巖屑(圖3)對(duì)比可以看出，鉆井巖心的粒度粗細(xì)與自然伽馬曲線的齒化程度對(duì)應(yīng)較好，與自然電位曲線對(duì)應(yīng)關(guān)系一般，不能精細(xì)反映出粒度粗細(xì)的細(xì)節(jié)變化，而錄井巖屑則只能大致反映出該井段的巖石類型，不能體現(xiàn)其具體的變化及特征。因此，利用測(cè)井曲線尤其是自然伽馬曲線對(duì)砂礫巖的沉積特征進(jìn)行分析是行之有效的。

圖3 錄井巖屑圖

3 結(jié)語(yǔ)

砂礫巖沉積相研究一直是隱蔽型砂礫巖體油氣藏的研究重點(diǎn)，由于砂礫巖主要發(fā)育于斷陷盆地的陡坡帶，其沉積特征總是伴隨著近源、快速堆積、物性變化大、儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)等特征?；跍y(cè)井曲線的砂礫巖沉積相識(shí)別方式主要運(yùn)用于單井沉積相上的識(shí)別劃分，而單井沉積相的劃分恰恰是區(qū)域沉積相劃分的基礎(chǔ)與重點(diǎn)。由于測(cè)井曲線在縱向上具有較高的分辨率，包含了豐富的地下地質(zhì)特征以及沉積環(huán)境信息，是用于研究砂礫巖沉積相的最佳資料?；跍y(cè)井曲線識(shí)別砂礫巖沉積相仍然存在一系列技術(shù)難題，受區(qū)域沉積背景的影響，同一套識(shí)別標(biāo)志并不能通用于所有地區(qū)，仍然需要研究人員針對(duì)不同研究區(qū)塊進(jìn)行更加細(xì)致的研究與總結(jié)。

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