留西油田沙三上亞段沉積微相與含油性關(guān)系研究

李國艷,董 偉,孫 康,謝 爽,甘 霖,熊 俊

(1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院,成都610059;2.中國石油青海油田公司)

留西油田沙三上亞段沉積微相與含油性關(guān)系研究

李國艷1,董 偉1,孫 康2,謝 爽1,甘 霖1,熊 俊1

(1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院,成都610059;2.中國石油青海油田公司)

通過大量巖心、錄井和測(cè)井等資料分析,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景和各種相標(biāo)志,對(duì)研究區(qū)的沉積相進(jìn)行了詳細(xì)劃分,分析認(rèn)為留西油田沙三上亞段為辮狀河三角洲沉積體系和濱淺湖沉積體系。辯狀河三角洲發(fā)育三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲三個(gè)亞相;三角洲平原亞相發(fā)育辮狀河道和漫灘2種微相,三角洲前緣亞相發(fā)育水下分流河道、河口砂壩、遠(yuǎn)砂壩3個(gè)微相。在此基礎(chǔ)上,分析了沉積微相與含油性的關(guān)系,沉積微相控制著砂體的展布和儲(chǔ)層物性,各種微相的分布與配置有利于油氣藏的形成。

留西油田;沙三上段;沉積微相;含油性

留西油田位于冀中坳陷饒陽凹陷中南部留西構(gòu)造帶,整體構(gòu)造為一大的斷階構(gòu)造帶,自東向西階階下掉,構(gòu)成北向東延伸的長條形斷階結(jié)構(gòu),由北東向西南分為留416、留17、路44、留80等4個(gè)區(qū)塊。區(qū)內(nèi)斷層密集,斷塊破碎,主要發(fā)育構(gòu)造油藏。斷層按走向分為北東向和北西向斷層兩大類,北東向斷層是形成研究區(qū)構(gòu)造形態(tài)的主控?cái)鄬?為油氣成藏起到至關(guān)重要的作用。該油田沙河街發(fā)育三套儲(chǔ)層,分別是沙一段、沙二段和沙三段,主要的含油層段為沙三段。

1 巖石學(xué)特征

根據(jù)巖心薄片分析資料統(tǒng)計(jì),研究區(qū)沙三上亞段砂巖巖石類型主要為長石砂巖和巖屑長石砂巖。在碎屑顆粒組分含量中,石英55%～65%,長石25%～35%,巖屑為8%～13%。長石顆粒中正長石占絕大多數(shù),占長石相對(duì)含量的90%左右,較為穩(wěn)定。巖屑以酸性噴出巖巖屑為主,含有少量花崗巖、沉積巖和變質(zhì)巖巖屑。砂巖中的重礦物類型主要有石榴石、重晶石、電氣石、綠簾石、磁鐵礦、綠泥石等。從砂巖的礦物成分分析,該區(qū)砂巖的成分成熟度具有中等偏低的特征。砂巖中顆粒為次圓-次棱角狀,分選中等-較好,顆粒支撐,顆粒以點(diǎn)-線接觸、線接觸為主。

2 沉積微相類型及特征

留西油田沙三上亞段為水進(jìn)沉積,從上至下劃分為三個(gè)油組,Ⅰ油組以濱淺湖沉積為主,Ⅱ、Ⅲ油組以辮狀河三角洲沉積為主。結(jié)合測(cè)井曲線、巖心和錄井等資料,將各類亞相進(jìn)一步劃分為辮狀河道、漫灘、水下分流河道、河口砂壩、遠(yuǎn)砂壩、濱淺湖泥、濱淺湖砂壩等微相。

2.1 三角洲平原亞相

留西油田沙三上亞段發(fā)育的三角洲平原亞相主要發(fā)育于Ⅲ油組,正旋回結(jié)構(gòu),顏色雜,粒度較粗,分選中等,成分成熟度中等;底部發(fā)育底沖刷構(gòu)造,一般上覆著泥礫。由辮狀河道和漫灘沉積組成,其中以辮狀河道沉積為主,為牽引流沉積。

(1)辮狀河道:留西油田沙三上亞段發(fā)育的辮狀河道巖性較粗,巖石相類型較多,包括灰白色礫巖相、灰綠色含泥礫中細(xì)砂巖相、灰綠色塊狀中細(xì)砂巖相及灰色鈣質(zhì)膠結(jié)中細(xì)砂巖相等,組成向上變細(xì)的序列,從砂礫巖、含礫砂巖至中細(xì)砂巖,頂部出現(xiàn)粉砂巖層。最下部發(fā)育沖刷面,底部以含泥礫粗砂巖粗碎屑沉積為主,顆粒支撐,泥質(zhì)雜基含量很少,為明顯的底部滯留沉積。累計(jì)概率曲線為兩段式,代表由跳躍總體和懸浮總體組成。測(cè)井相特征十分明顯,電阻率和自然電位曲線常呈鐘狀和箱狀,電阻率曲線呈高值(圖1)。

圖1 研究區(qū)辮狀河道沉積微相特征

(2)漫灘:由于研究區(qū)整體處于氧化環(huán)境,漫灘沉積表現(xiàn)為紫紅色或雜色泥巖,含粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖,薄厚不等,一般為3～4m,泥巖具水平層理,有時(shí)會(huì)發(fā)育漫溢成因的小型的薄層狀孤立砂體。電阻率曲線呈中低幅棗核狀,電位和自然伽馬均為高值。

2.2 三角洲前緣亞相

研究區(qū)三角洲前緣亞相長時(shí)間內(nèi)處于水面之下,泥巖顏色以深灰色、暗色泥巖為主,局部夾有短期水面下降暴露形成的紫紅色泥巖。據(jù)沉積特征的不同,進(jìn)一步劃分為水下分流河道、河口砂壩、分流間灣和遠(yuǎn)砂壩等微相[1]。

(1)水下分流河道:研究區(qū)水下分流河道微相基本上繼承了辮狀河道的特征,但沉積規(guī)模、幾何形態(tài)和微相間的配置關(guān)系發(fā)生了變化,規(guī)模變小、粒度變細(xì),下切侵蝕能力明顯減弱,單砂層厚度變薄,砂層密度和砂/泥比也有所下降。由于研究區(qū)的河流作用較強(qiáng),推移質(zhì)與懸移質(zhì)比值較高,因而水下分流河道較為發(fā)育,成為研究區(qū)辮狀河三角洲前緣的主要砂體;砂體底部常具有明顯的沖刷面,垂向上表現(xiàn)為正韻律或復(fù)合正韻律。單河道砂體厚度一般為2～5m,復(fù)合河道厚達(dá)數(shù)十米,SP高負(fù)異常,形態(tài)為箱形或鐘形或者為箱形與鐘形的疊加,微齒-光滑;GR低值,齒化,變化幅度較小;電阻曲線為高值,鐘形(圖 2)。

圖2 研究區(qū)水下分流河道沉積特征

(2)河口砂壩:在研究區(qū),河口砂壩大多發(fā)育于離湖岸線較遠(yuǎn)的分流河道的末端而很少發(fā)育于入湖的河口處,這是因?yàn)檗p狀河水流能量較強(qiáng),分流河道入湖后在水下繼續(xù)延伸一段距離并不馬上發(fā)生沉積作用[2]。另外,分流河道遷移性較強(qiáng),河口不穩(wěn)定,形成的河口砂壩規(guī)模小而無法與正常三角洲前緣的大型河口壩砂體相比。巖性以砂巖為主,也有粉砂巖,厚度一般大于4m,有的可達(dá)10m以上,在垂向上一般呈下細(xì)上粗的反韻律,可見平行層理和波紋層理。電阻率和自然電位曲線呈中高幅的漏斗狀(圖 3)。

圖3 研究區(qū)河口砂壩沉積特征

(3)遠(yuǎn)砂壩:研究區(qū)遠(yuǎn)砂壩常呈孤立的透鏡狀或與河口壩相連,厚度一般在0.5～3m,以砂巖、粉砂巖為主,垂向韻律不明顯。由于該區(qū)湖流或波浪能量較強(qiáng),遠(yuǎn)砂壩砂體基本上連成一片。測(cè)井曲線上表現(xiàn)為中幅的指狀,上下漸變或突變?yōu)槟鄮r基線。

2.3 前三角洲亞相

前三角洲亞相以深灰色的泥巖和粉砂質(zhì)泥巖為主,含有大量的有機(jī)質(zhì)。研究區(qū)前三角洲亞相主要發(fā)育暗色及灰綠色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖,夾有灰白色薄層狀遠(yuǎn)砂壩沉積。

2.4 濱淺湖亞相

(1)濱淺湖泥:研究區(qū)濱淺湖泥巖微相由巖性非常單一的泥、頁巖夾薄層粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖組成。代表了低能的環(huán)境,顏色以深灰色、灰綠色為主,有時(shí)也夾有少量由于湖灣淤塞或短期暴露形成的紅色泥巖。發(fā)育水平層理,厚度在全區(qū)分布較穩(wěn)定。自然電位曲線為光滑平直的等幅曲線,正異常十分明顯;自然伽馬曲線較高,齒化;電阻率曲線為低值,弱齒化,局部高值,可能指示鈣化。

(2)濱淺湖砂壩:研究區(qū)濱淺湖砂壩微相的巖性為灰色、灰綠色粉砂巖、細(xì)砂巖,垂向剖面上與濱淺湖泥巖夾層發(fā)育。發(fā)育平行層理,砂體單層厚度薄(一般2～6m),其成因與沿岸流或湖浪對(duì)沉積物的簸選和再搬運(yùn)、沉積作用有關(guān)。測(cè)井響應(yīng)特征為:自然電位曲線負(fù)異常,自然伽馬曲線低值呈指狀,電阻率曲線相對(duì)為高值。

3 沉積微相與含油性關(guān)系

沉積作用是形成儲(chǔ)層的基礎(chǔ),它直接或間接影響著儲(chǔ)層砂體展布、砂體連通性和連續(xù)性、縱向隔夾層的發(fā)布和油氣富集成藏規(guī)律等[3-4]。通過對(duì)研究區(qū)沉積儲(chǔ)層、含油氣性等方面的研究,認(rèn)為該區(qū)沉積微相與含油性有如下關(guān)系。

3.1 沉積微相控制著砂體的展布

不同沉積微相所形成的砂體巖性、厚度和形態(tài)各不相同。對(duì)研究區(qū)Ⅱ、Ⅲ油組各沉積微相進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)可知,砂體厚度呈現(xiàn)出“平原辮狀河道-分流河道-河口砂壩-遠(yuǎn)砂壩”依次減薄的趨(表1),平原辮狀河道砂體平均厚度為14.3m,并出現(xiàn)巨厚(＞20m)主河道砂,分流河道砂體平均厚度為11.8 m,河口砂壩砂體平均厚度為6.55m,遠(yuǎn)砂壩砂體平均厚度為5.8m。分流河道以細(xì)砂巖為主,呈條帶狀分布,延伸遠(yuǎn);河口壩砂以細(xì)砂巖、粉砂巖為主,呈朵狀。

表1 不同微相砂體厚度以及物性統(tǒng)計(jì)對(duì)比

3.2 沉積微相控制著儲(chǔ)層的物性

據(jù)巖心物性分析資料統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),不同沉積微相的砂巖儲(chǔ)層物性差異較大(表1)。Ⅱ油組水下分流河道主體部位和河口砂壩的儲(chǔ)集性能好,粒度較粗、分選好,平均孔隙度達(dá)到15%以上,兩微相的平均滲透率分別為 12.43×10-3μm2和 18.63×10-3μm2;Ⅲ油組各沉積微相的砂巖平均孔隙度相差不大,但平均滲透率差別較大。通過比較分析,Ⅱ油組砂體對(duì)油氣的儲(chǔ)集能力和滲流能力好于Ⅲ油組。

3.3 沉積微相的分布有利于油氣藏的形成

留西油田沙三上亞段下部發(fā)育三角洲沉積,上部發(fā)育濱淺湖沉積,形成正粒序組合,宏觀上形成了下儲(chǔ)上蓋組合模式,有利于油氣的聚集和保存?？v向來看,辮狀河道、水下分流河道、河口砂壩和遠(yuǎn)砂壩等砂體,能形成良好的儲(chǔ)層,前三角洲亞相、漫灘微相和濱淺湖亞相沉積以泥巖為主,是良好的生油層和蓋層(或隔層),能夠形成良好的巖性油藏圈閉,同時(shí)可形成上生下儲(chǔ)式油藏。橫向來看,分流間灣等微相形成的泥巖分割了沉積砂體,影響砂體的橫向展布,同時(shí),分流間灣沉積的泥巖也是良好的生油巖,所生油氣能及時(shí)運(yùn)移到鄰近砂體聚集,形成自生自儲(chǔ)式油氣藏。通過計(jì)算,研究區(qū)Ⅱ、Ⅲ油組含有豐富的石油地質(zhì)儲(chǔ)量。

4 結(jié)論

(1)留西地區(qū)沙三上亞段可以劃分為三個(gè)油組,Ⅰ油組為濱淺湖沉積體系;Ⅱ、Ⅲ油組為辮狀河三角洲沉積體系,包括三角洲平原、三角洲前緣、前三角洲3個(gè)亞相。

(2)Ⅱ、Ⅲ油組為該區(qū)主要的儲(chǔ)集層,發(fā)育辮狀河道、漫灘、水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩等微相。

(3)沉積微相對(duì)儲(chǔ)層的砂體展布和物性具有控制作用,各沉積微相的分布有利于油氣藏的形成。

[1] 熊運(yùn)斌,王德發(fā),田世澄,等.文南油田沙二段下亞段沉積微相特征研究[J].地質(zhì)科技情報(bào),2003,22(1):l-5

[2] 胡望水,黃慶,鄒起陽.大安油田紅崗北區(qū)高臺(tái)子油層沉積微相特征[J].石油地質(zhì)與工程,2010,24(1):27-33

[3] 林壬子,張金亮.陸相儲(chǔ)層沉積相進(jìn)展[M].北京:石油工業(yè)出版社,1996:29-74

[4] 徐俊杰,寧正福,薛永超.鄂爾多斯盆地杏白地區(qū)長6段沉積微相研究[J].石油地質(zhì)與工程,2009,23(3):27-29

編輯:吳官生

TE111.3

A

2010-06-18;改回日期:2010-08-30

李國艷,1982年生,2008年畢業(yè)于長江大學(xué),成都理工大學(xué)能源學(xué)院在讀碩士生,研究方向:油氣田開發(fā)地質(zhì)。

1673-8217(2010)06-0026-03