斷階帶沉積相及儲(chǔ)層展布規(guī)律分析范文

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摘要:為揭示歧口凹陷東側(cè)歧南斷階帶沙二段沉積相分布，明確儲(chǔ)層展布規(guī)律，依據(jù)巖心、測(cè)井、分析化驗(yàn)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(jìn)體系域和高位體系域組成，低位體系域水下分流河道發(fā)育，儲(chǔ)層較厚，水進(jìn)體系域儲(chǔ)層主要分布在體系域中下部，高位體系域儲(chǔ)層主要分布在體系域頂部。在此基礎(chǔ)上，基于研究區(qū)高分辨率地震資料，通過(guò)大量統(tǒng)計(jì)分析，明確均方根振幅可以有效反映研究區(qū)儲(chǔ)層巖性變化，由此形成了一套綜合應(yīng)用三維地震資料和鉆井資料進(jìn)行儲(chǔ)層展布規(guī)律預(yù)測(cè)的技術(shù)和方法。

關(guān)鍵詞:歧南斷階帶；扇三角洲；均方根振幅屬性；儲(chǔ)層展布規(guī)律

渤海灣盆地歧口凹陷歧南斷裂帶沙二段沉積體系歷來(lái)存在爭(zhēng)議［1－3］，一些專家認(rèn)為其沉積體系為比較典型的扇三角洲沉積，有些專家認(rèn)為是深湖相中發(fā)育的一系列滑塌濁積扇，但前人在研究時(shí)，受勘探程度及開(kāi)發(fā)階段限制，動(dòng)靜態(tài)資料相對(duì)匱乏，影響沉積相判別及儲(chǔ)層展布規(guī)律認(rèn)識(shí)，進(jìn)而影響油田開(kāi)發(fā)效果。因此，研究區(qū)沉積相及儲(chǔ)層發(fā)育特征的不明確已成為制約油田高效開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。本文結(jié)合QK油田豐富的巖心、測(cè)井、地震及動(dòng)態(tài)資料，在建立精細(xì)地層格架基礎(chǔ)上，研究歧南斷階帶沙二段沉積相發(fā)育特征，并結(jié)合研究區(qū)高分辨率三維地震資料，形成了一套綜合應(yīng)用三維地震資料和鉆井資料進(jìn)行儲(chǔ)層展布規(guī)律預(yù)測(cè)技術(shù)和方法，為油田高效開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

1區(qū)域地質(zhì)概況

QK油田位于渤海灣盆地歧口凹陷東側(cè)歧南斷階帶。歧南斷階帶是埕子口凸起向歧口凹陷過(guò)渡的一個(gè)斜坡斷階構(gòu)造帶，呈北東向展布，自北向南平行發(fā)育海一、海四和羊二莊3條北傾正斷層(見(jiàn)圖1)。邊界斷層漸新世(從沙三期至東二期)長(zhǎng)期活動(dòng)，對(duì)QK油田構(gòu)造演化、沉積發(fā)育、儲(chǔ)層展布及油氣分布起控制作用［4－7］。研究區(qū)目的層為黃驊拗陷進(jìn)入古近系以來(lái)，構(gòu)造活動(dòng)穩(wěn)定期背景下，在海四斷層下降盤(pán)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(xì)砂巖夾深灰色泥巖為主。通過(guò)大量巖心觀察，QK油田沙二段沉積構(gòu)造以底部沖刷構(gòu)造、平行層理、槽狀交錯(cuò)層理以及波紋層理為主(見(jiàn)圖3)。從圖3可以看出，沉積構(gòu)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(chǔ)，結(jié)合粒度分析、測(cè)井曲線特征及大量地震資料，同時(shí)與國(guó)內(nèi)典型水下沖積扇的特征進(jìn)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(gòu)造及地震剖面形態(tài)［8］。研究區(qū)沙二段巖性比較細(xì)，主要以細(xì)砂巖和粉砂巖為主，巖石類型為巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石砂巖。顆粒磨圓度為次棱－次圓狀，分選中等。膠結(jié)物含量3%～30%，平均13%，成分主要為泥質(zhì)、方解石和白云石。膠結(jié)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(qū)主要存在兩段式及弧形2種類型(見(jiàn)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(qū)間可大可小，反映動(dòng)蕩環(huán)境中能量不穩(wěn)定的重力流特點(diǎn)［9］;研究區(qū)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(shù)只發(fā)育Q－R段，說(shuō)明沉積物主要以遞變懸浮方式搬運(yùn)，懸浮總體含量一般超過(guò)60%。通過(guò)大量巖心觀察，QK油田沙二段沉積構(gòu)造以底部沖刷構(gòu)造、平行層理、槽狀交錯(cuò)層理以及波紋層理為主(見(jiàn)圖3)。從圖3可以看出，沉積構(gòu)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(qū)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(jiàn)圖4)，反映地層橫向分布穩(wěn)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(nèi)部具波狀或雜亂反射結(jié)構(gòu)，反射波組為低頻率、變振幅和差連續(xù)性，反映高能快速填充的沉積特點(diǎn)［11］，這與研究區(qū)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(shí)期主要發(fā)育扇三角洲前緣亞相。本文通過(guò)巖心資料與測(cè)井資料相互結(jié)合，建立了研究區(qū)沉積微相的相標(biāo)志。(1)水下分流河道:扇三角洲前緣亞相在本區(qū)大范圍分布，水下分流河道相互疊置、銜接，在研究區(qū)形成展布范圍較廣的水下分流河道砂體復(fù)合帶。巖性主要為淺灰色、灰白色砂巖，具有向上變細(xì)的正旋回，從含礫中砂巖到粗、細(xì)、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(fā)育平行層理、遞變層理;測(cè)井響應(yīng)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(zhì)供應(yīng)量減少，表征河流發(fā)生沉積后水流能量降低。箱形曲線反映物源供應(yīng)充足，水流能量較穩(wěn)定(見(jiàn)圖5a)。(2)河口壩:河口壩砂體也是本區(qū)主要的儲(chǔ)體，其產(chǎn)油能力僅次于水下分流河道砂體。本區(qū)河口壩為進(jìn)積式沉積，因此較粗的沉積物往往覆蓋在較細(xì)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(xì)砂巖和中砂巖組成，分選、磨圓較好;主要發(fā)育波狀交錯(cuò)層理以及塊狀層理等。塊狀層理構(gòu)造一般是由懸浮物快速堆積，沉積物來(lái)不及分異而不顯細(xì)層，波狀交錯(cuò)層理是由沉積介質(zhì)的流動(dòng)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(zhì)供應(yīng)量減少，表征河流發(fā)生沉積后水流能量增大，表現(xiàn)為反旋回(見(jiàn)圖5b)。(3)席狀砂:研究區(qū)席狀砂為河道在向湖逐漸推進(jìn)的過(guò)程中，河道能量逐漸減弱，湖水能量逐漸增強(qiáng)，使河口砂壩受到改造并重新分布形成。沉積物較河口壩細(xì)，主要為淺灰色、灰色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖，與前三角洲泥巖呈過(guò)渡關(guān)系，特別是前緣末端—前三角洲泥巖沉積中夾較粗粒(細(xì)粒)薄砂層，說(shuō)明洪水季節(jié)沉積物或?yàn)?zāi)變性沉積物，以底流的形式周期性地直達(dá)前緣末端—前三角洲部位，使剖面結(jié)構(gòu)復(fù)雜化;沉積構(gòu)造以小型板狀層理、波狀交錯(cuò)層理、壓扁層理和塊狀層理為主;測(cè)井曲線呈低幅漏斗形和低幅指形，旋回特征為反旋回(見(jiàn)圖5c)。(4)分流間灣微相:分流間灣為水下分流河道之間相對(duì)凹陷的地區(qū)，研究區(qū)分流間灣巖性以粘土沉積為主，含少量粉砂和細(xì)沙，砂質(zhì)沉積多是洪水季節(jié)河床漫溢的結(jié)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(jiàn)生物介殼和植物殘?bào)w，自然伽馬曲線接近泥巖基線，有時(shí)夾雜粉砂巖或泥質(zhì)粉砂巖薄層，具有一定的幅度。(5)前三角洲泥:研究區(qū)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(zhì)沉積為主，僅含少量河流帶來(lái)的極細(xì)砂，沉積構(gòu)造不發(fā)育，可見(jiàn)水平紋理和塊狀層理，偶見(jiàn)透鏡狀層理，其中發(fā)育有生物擾動(dòng)構(gòu)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(jù)層序地層研究結(jié)果，歧口凹陷沙二段由低位域、水進(jìn)體系域和高位體系域組成，本文以體系域?yàn)閱挝?，解釋區(qū)內(nèi)沉積相時(shí)空分布規(guī)律。研究區(qū)低位域細(xì)分為4個(gè)具有不同特征的準(zhǔn)層序組，這4個(gè)準(zhǔn)層序組從下到上的特征依次為:下半部分的兩個(gè)準(zhǔn)層序組為進(jìn)積準(zhǔn)層序組，上半部分的兩個(gè)準(zhǔn)層序組為退積準(zhǔn)層序組。在最先發(fā)育的進(jìn)積準(zhǔn)層序組中，儲(chǔ)層沉積特征主要是多期河道疊置，厚度厚，整體延伸在2個(gè)井距以上，是很好的儲(chǔ)集砂體;在其上發(fā)育的進(jìn)積準(zhǔn)層序組內(nèi)，由于沉積水體水動(dòng)力的明顯增加，水下分流河道微相延伸長(zhǎng)度在2個(gè)井距以下，并且出現(xiàn)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(gè)退積準(zhǔn)層序組發(fā)育地層厚度較下半部分變薄，主要發(fā)育水下分流河道砂體，延伸長(zhǎng)度大都小于2個(gè)井距，厚度變薄但是縱向厚度變化不大，河口壩較少(見(jiàn)圖6a)。水進(jìn)體系域有利儲(chǔ)層主要分布在體系域中下部(見(jiàn)圖6b)，厚度可達(dá)10m。從下到上分為3個(gè)不同特征的準(zhǔn)層序組，下部準(zhǔn)層序組為退積準(zhǔn)層序組，河口壩儲(chǔ)層比較發(fā)育，水下分流河道砂體延伸距離較短，厚度較薄;中部發(fā)育一套加積準(zhǔn)層序組，河口壩較發(fā)育，水下分流河道厚度穩(wěn)定，約為5m，延伸距離在1個(gè)井距以上;頂部的進(jìn)積準(zhǔn)層序組水下分流河道和河口壩砂體較薄，延伸長(zhǎng)度較短，頂部被穩(wěn)定的湖侵泥巖覆蓋。高位體系域有利儲(chǔ)層主要發(fā)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(cè)井曲線幅度和韻律又可細(xì)分為三個(gè)準(zhǔn)層序組，底部準(zhǔn)層序組特征為退積，底部由于最大湖泛的影響，仍有較穩(wěn)定的湖侵泥巖發(fā)育，向上水下分流河道沉積變厚，延伸長(zhǎng)度從1個(gè)井距變?yōu)?個(gè)井距以上;中部也發(fā)育了一套退積準(zhǔn)層序組，整體特征與下部相似，整個(gè)地層厚度有明顯增加，河口壩開(kāi)始發(fā)育;頂部準(zhǔn)層序組為進(jìn)積準(zhǔn)層序組，具有明顯的前積特征，發(fā)育的水下分流河道延伸長(zhǎng)度較長(zhǎng)，厚度在5m以上，后期受到剝蝕，形成層序邊界SB3(見(jiàn)圖6c)。

4儲(chǔ)層展布規(guī)律研究

針對(duì)海上油田三維地震品質(zhì)較好、空間上密集采樣的優(yōu)勢(shì)，采用地質(zhì)、測(cè)井、巖石物理等作約束，通過(guò)對(duì)研究區(qū)目的層位時(shí)窗確定、屬性提取與篩選，明確均方根振幅可以有效反映儲(chǔ)層巖性變化規(guī)律［12－16］，據(jù)此形成了一套能在無(wú)井或少井控制條件下，對(duì)儲(chǔ)集層的沉積相帶、巖性、空間分布、形態(tài)、儲(chǔ)層物性進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法。以沙二段Ⅰ3小層為例，1井區(qū)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(shí)別(見(jiàn)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(qū)域沉積相研究基礎(chǔ)上，結(jié)合地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)結(jié)果，工區(qū)內(nèi)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(duì)較厚。以沙二段III油組為例，河道砂體長(zhǎng)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(qū)內(nèi)也呈4個(gè)大小不一的扇體疊置發(fā)育。工區(qū)西側(cè)扇體發(fā)育面積最小，砂體平均厚度為10m左右;東側(cè)扇體發(fā)育面積較大，砂體平均厚度為15m左右;中部扇體規(guī)模最大，由2個(gè)扇體疊合形成，砂體厚度最大25m左右，平均20m(見(jiàn)圖8)。

5結(jié)論

(1)歧口凹陷歧南斷階帶沙二段主要發(fā)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(qū)目的層由低位體系域、水進(jìn)體系域和高位體系域組成，低位體系域中分流河道發(fā)育，儲(chǔ)層較厚。水進(jìn)體系域中有利儲(chǔ)層沉積微相主要分布在體系域中下部，而高位體系域儲(chǔ)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(qū)儲(chǔ)層巖性變化規(guī)律，據(jù)此得到研究區(qū)目的層儲(chǔ)層展布規(guī)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(zhǎng)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(guó) 單位：中海石油限公司天津分公司渤海石油研究院