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摘要:為揭示歧口凹陷東側歧南斷階帶沙二段沉積相分布,明確儲層展布規律,依據巖心、測井、分析化驗及地震資料,充分類比典型水下沖積扇沉積特征,確定目的層沉積體系屬于扇三角洲沉積。目的層由低位體系域、水進體系域和高位體系域組成,低位體系域水下分流河道發育,儲層較厚,水進體系域儲層主要分布在體系域中下部,高位體系域儲層主要分布在體系域頂部。在此基礎上,基于研究區高分辨率地震資料,通過大量統計分析,明確均方根振幅可以有效反映研究區儲層巖性變化,由此形成了一套綜合應用三維地震資料和鉆井資料進行儲層展布規律預測的技術和方法。
關鍵詞:歧南斷階帶;扇三角洲;均方根振幅屬性;儲層展布規律
渤海灣盆地歧口凹陷歧南斷裂帶沙二段沉積體系歷來存在爭議[1-3],一些專家認為其沉積體系為比較典型的扇三角洲沉積,有些專家認為是深湖相中發育的一系列滑塌濁積扇,但前人在研究時,受勘探程度及開發階段限制,動靜態資料相對匱乏,影響沉積相判別及儲層展布規律認識,進而影響油田開發效果。因此,研究區沉積相及儲層發育特征的不明確已成為制約油田高效開發的關鍵。本文結合QK油田豐富的巖心、測井、地震及動態資料,在建立精細地層格架基礎上,研究歧南斷階帶沙二段沉積相發育特征,并結合研究區高分辨率三維地震資料,形成了一套綜合應用三維地震資料和鉆井資料進行儲層展布規律預測技術和方法,為油田高效開發提供依據。
1區域地質概況
QK油田位于渤海灣盆地歧口凹陷東側歧南斷階帶。歧南斷階帶是埕子口凸起向歧口凹陷過渡的一個斜坡斷階構造帶,呈北東向展布,自北向南平行發育海一、海四和羊二莊3條北傾正斷層(見圖1)。邊界斷層漸新世(從沙三期至東二期)長期活動,對QK油田構造演化、沉積發育、儲層展布及油氣分布起控制作用[4-7]。研究區目的層為黃驊拗陷進入古近系以來,構造活動穩定期背景下,在海四斷層下降盤的深湖相中形成的一系列呈扇狀分布的砂體,巖性以含礫砂巖和細砂巖夾深灰色泥巖為主。通過大量巖心觀察,QK油田沙二段沉積構造以底部沖刷構造、平行層理、槽狀交錯層理以及波紋層理為主(見圖3)。從圖3可以看出,沉積構造與典型的深水重力流所具有的典型遞變層理、疊覆遞變層理和滑塌變
2沉積相類型及特征
本文以鉆井巖心分析為基礎,結合粒度分析、測井曲線特征及大量地震資料,同時與國內典型水下沖積扇的特征進行類比,最終確定歧南斷階帶沙二段沉積體系屬于典型的扇三角洲沉積。
2.1扇三角洲相特征扇三角洲沉積體系與重力流沉積體系相比,具有較明顯特征,特別是粒度特征、沉積構造及地震剖面形態[8]。研究區沙二段巖性比較細,主要以細砂巖和粉砂巖為主,巖石類型為巖屑質長石砂巖和長石砂巖。顆粒磨圓度為次棱-次圓狀,分選中等。膠結物含量3%~30%,平均13%,成分主要為泥質、方解石和白云石。膠結類型主要為孔隙式,填隙物中雜基含量普遍較低,沉積砂巖的重力流特征不明顯。在粒度概率曲線圖上,研究區主要存在兩段式及弧形2種類型(見圖2),這與典型的深水濁積扇粒度概率曲線明顯不同,典型重力流粒度概率曲線由3條斜率較低的直線段組成,粒度區間可大可小,反映動蕩環境中能量不穩定的重力流特點[9];研究區C-M圖兩段式主要由懸浮組分和跳躍組分組成,一般懸浮組分均大于50%,多數只發育Q-R段,說明沉積物主要以遞變懸浮方式搬運,懸浮總體含量一般超過60%。通過大量巖心觀察,QK油田沙二段沉積構造以底部沖刷構造、平行層理、槽狀交錯層理以及波紋層理為主(見圖3)。從圖3可以看出,沉積構造與典型的深水重力流所具有的典型遞變層理、疊覆遞變層理和滑塌變形層理有著明顯區別。QK油田順物源方向地震反射主要為平行和亞平行反射特征(見圖4),反映地層橫向分布穩定,具有扇三角洲沉積特征[10];而典型濁積扇主要為雜亂反射和楔狀反射,在沿物源方向的地震剖面上,濁積扇體外形呈丘狀,內部具波狀或雜亂反射結構,反射波組為低頻率、變振幅和差連續性,反映高能快速填充的沉積特點[11],這與研究區地震反射特征存在較大差異,反映出目的層沉積特征為扇三角洲沉積。
2.2沉積微相類型歧南斷階帶沙二段沉積時期主要發育扇三角洲前緣亞相。本文通過巖心資料與測井資料相互結合,建立了研究區沉積微相的相標志。(1)水下分流河道:扇三角洲前緣亞相在本區大范圍分布,水下分流河道相互疊置、銜接,在研究區形成展布范圍較廣的水下分流河道砂體復合帶。巖性主要為淺灰色、灰白色砂巖,具有向上變細的正旋回,從含礫中砂巖到粗、細、粉砂巖等;底部多具沖刷面和河道滯留沉積,礫石順層排列,以泥礫為主,主要發育平行層理、遞變層理;測井響應特征為典型的鐘形或箱形,鐘形曲線反映水流能量向上逐漸減弱或碎屑物質供應量減少,表征河流發生沉積后水流能量降低。箱形曲線反映物源供應充足,水流能量較穩定(見圖5a)。(2)河口壩:河口壩砂體也是本區主要的儲體,其產油能力僅次于水下分流河道砂體。本區河口壩為進積式沉積,因此較粗的沉積物往往覆蓋在較細的沉積物之上,形成反韻律的剖面特征。其巖性主要由淺灰色、灰白色粉砂巖、細砂巖和中砂巖組成,分選、磨圓較好;主要發育波狀交錯層理以及塊狀層理等。塊狀層理構造一般是由懸浮物快速堆積,沉積物來不及分異而不顯細層,波狀交錯層理是由沉積介質的流動形成;自然伽馬曲線為典型的漏斗形,反映水流能量向下逐漸減弱或碎屑物質供應量減少,表征河流發生沉積后水流能量增大,表現為反旋回(見圖5b)。(3)席狀砂:研究區席狀砂為河道在向湖逐漸推進的過程中,河道能量逐漸減弱,湖水能量逐漸增強,使河口砂壩受到改造并重新分布形成。沉積物較河口壩細,主要為淺灰色、灰色泥巖、泥質粉砂巖和粉砂巖,與前三角洲泥巖呈過渡關系,特別是前緣末端—前三角洲泥巖沉積中夾較粗粒(細粒)薄砂層,說明洪水季節沉積物或災變性沉積物,以底流的形式周期性地直達前緣末端—前三角洲部位,使剖面結構復雜化;沉積構造以小型板狀層理、波狀交錯層理、壓扁層理和塊狀層理為主;測井曲線呈低幅漏斗形和低幅指形,旋回特征為反旋回(見圖5c)。(4)分流間灣微相:分流間灣為水下分流河道之間相對凹陷的地區,研究區分流間灣巖性以粘土沉積為主,含少量粉砂和細沙,砂質沉積多是洪水季節河床漫溢的結果,常為粘土夾層或呈透鏡狀,具水平層理和透鏡狀層理,可見生物介殼和植物殘體,自然伽馬曲線接近泥巖基線,有時夾雜粉砂巖或泥質粉砂巖薄層,具有一定的幅度。(5)前三角洲泥:研究區部分鉆井揭示前三角洲泥,其巖性主要以暗灰色或灰黑色泥質沉積為主,僅含少量河流帶來的極細砂,沉積構造不發育,可見水平紋理和塊狀層理,偶見透鏡狀層理,其中發育有生物擾動構造和潛穴,自然伽馬曲線比較平直,接近泥巖基線。
3沉積相分布特征
根據層序地層研究結果,歧口凹陷沙二段由低位域、水進體系域和高位體系域組成,本文以體系域為單位,解釋區內沉積相時空分布規律。研究區低位域細分為4個具有不同特征的準層序組,這4個準層序組從下到上的特征依次為:下半部分的兩個準層序組為進積準層序組,上半部分的兩個準層序組為退積準層序組。在最先發育的進積準層序組中,儲層沉積特征主要是多期河道疊置,厚度厚,整體延伸在2個井距以上,是很好的儲集砂體;在其上發育的進積準層序組內,由于沉積水體水動力的明顯增加,水下分流河道微相延伸長度在2個井距以下,并且出現了河口壩沉積,支流間灣泥巖沉積也有所增加;上半部分兩個退積準層序組發育地層厚度較下半部分變薄,主要發育水下分流河道砂體,延伸長度大都小于2個井距,厚度變薄但是縱向厚度變化不大,河口壩較少(見圖6a)。水進體系域有利儲層主要分布在體系域中下部(見圖6b),厚度可達10m。從下到上分為3個不同特征的準層序組,下部準層序組為退積準層序組,河口壩儲層比較發育,水下分流河道砂體延伸距離較短,厚度較薄;中部發育一套加積準層序組,河口壩較發育,水下分流河道厚度穩定,約為5m,延伸距離在1個井距以上;頂部的進積準層序組水下分流河道和河口壩砂體較薄,延伸長度較短,頂部被穩定的湖侵泥巖覆蓋。高位體系域有利儲層主要發育在體系域中下部和頂部,以水下分流河道沉積為主。綜合測井曲線幅度和韻律又可細分為三個準層序組,底部準層序組特征為退積,底部由于最大湖泛的影響,仍有較穩定的湖侵泥巖發育,向上水下分流河道沉積變厚,延伸長度從1個井距變為2個井距以上;中部也發育了一套退積準層序組,整體特征與下部相似,整個地層厚度有明顯增加,河口壩開始發育;頂部準層序組為進積準層序組,具有明顯的前積特征,發育的水下分流河道延伸長度較長,厚度在5m以上,后期受到剝蝕,形成層序邊界SB3(見圖6c)。
4儲層展布規律研究
針對海上油田三維地震品質較好、空間上密集采樣的優勢,采用地質、測井、巖石物理等作約束,通過對研究區目的層位時窗確定、屬性提取與篩選,明確均方根振幅可以有效反映儲層巖性變化規律[12-16],據此形成了一套能在無井或少井控制條件下,對儲集層的沉積相帶、巖性、空間分布、形態、儲層物性進行預測的方法。以沙二段Ⅰ3小層為例,1井區井上解釋單砂體厚度大于15m,中部呈扇體分布,與井上的單砂體解釋符合較好;像周邊井上解釋為泥巖或薄層砂體,在地震上并不能識別(見圖7)。圖7沙二段Ⅰ3小層均方根振幅圖8沙二段III油組平面沉積相圖在區域沉積相研究基礎上,結合地震儲層預測結果,工區內水下分流河道方向主要為南北向,砂體厚度總體上也南厚北薄,處于主河道的砂體相對較厚。以沙二段III油組為例,河道砂體長軸方向與水流方向一致,物源為南東海四斷層向西北或東北方向,砂體在工區內也呈4個大小不一的扇體疊置發育。工區西側扇體發育面積最小,砂體平均厚度為10m左右;東側扇體發育面積較大,砂體平均厚度為15m左右;中部扇體規模最大,由2個扇體疊合形成,砂體厚度最大25m左右,平均20m(見圖8)。
5結論
(1)歧口凹陷歧南斷階帶沙二段主要發育扇三角洲沉積,沉積微相以水下分流河道、河口壩和席狀砂為主。(2)研究區目的層由低位體系域、水進體系域和高位體系域組成,低位體系域中分流河道發育,儲層較厚。水進體系域中有利儲層沉積微相主要分布在體系域中下部,而高位體系域儲層主要分布在中下部和頂部,沉積微相以水下分流河道沉積為主。(3)明確了均方根振幅可以有效反映研究區儲層巖性變化規律,據此得到研究區目的層儲層展布規律,水下分流河道主要為南北向,砂體厚度總體上也南厚北薄,河道砂體長軸方向與水流方向一致。
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作者:黃建廷 李振鵬 曲炳昌 李金蔓 劉建國 單位:中海石油限公司天津分公司渤海石油研究院