渤海海域A構造區(qū)沙二段混合沉積特征及儲層研究

宋章強，陳延芳，杜曉峰，王清斌，王雪蓮

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院，天津塘沽 300452）

渤海海域A構造區(qū)沙二段混合沉積特征及儲層研究

宋章強，陳延芳，杜曉峰，王清斌，王雪蓮

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院，天津塘沽 300452）

渤海海域A構造區(qū)沙二段高孔高滲型混合巖類儲層的發(fā)現(xiàn)改變了此區(qū)缺乏優(yōu)質儲層的認識。以鉆井取心化驗資料為基礎，綜合分析了該類儲層的巖石學特征、沉積成因、儲層特征及影響因素。研究認為該類儲層是受間歇性陸源供給影響的混合沉積產(chǎn)物，沉積相帶是影響儲層質量的主要因素，后期混合白云石化對儲層質量保護及改善具有積極作用。

混合沉積；成因分析；儲層特征；渤海海域

渤海海域在構造位置上位于渤海灣盆地東北部，為疊覆在華北地臺古生界之上的新生界裂谷盆地，古近紀大部分時期處于裂谷斷陷階段，形成了以“四扇一溝”陸源碎屑充填為主的斷陷湖盆沉積層序序列[1]，在適宜的構造、水體、氣候條件下，湖相碳酸鹽巖也有一定規(guī)模的分布[2]。然而，在渤海海域A構造扇三角洲發(fā)育區(qū)，鉆井發(fā)現(xiàn)了厚達幾十米、以生屑云巖為主、含有一定陸源碎屑的碳酸鹽巖，與通常認識的湖相碳酸鹽巖有很大差異，具有明顯的碎屑巖和碳酸鹽巖混合沉積特征。本文以渤海海域A構造實際鉆井資料為基礎，根據(jù)大量的化驗分析成果，綜合分析其巖石類型、沉積成因及模式、儲層特征及主控因素等，以期對今后的勘探研究工作提供借鑒。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于渤中凹陷西部斜坡帶，為石臼坨凸起東段南傾末端斷層下降盤向渤中凹陷傾沒的斜坡區(qū)（圖1）。受邊界大斷裂、古地貌以及坡折帶等影響，大量發(fā)育構造、巖性以及構造—巖性等多種類型的圈閉，背山面洼，油氣運移通暢，成藏條件優(yōu)越。目前該構造鉆井三口，主要目的層系為古近系沙河街組沙二段，儲層為扇三角洲沉積碎屑巖系及含陸屑生物白云巖等混合巖類，儲層物性好、油氣產(chǎn)能高，為近年來渤海海域重大油氣發(fā)現(xiàn)之一。在渤海海域中深部儲層物性普遍較差進而影響中深部油氣勘探進展的背景下，研究該套儲層特征及成因機制，對渤海海域中深層油氣勘探具有重要意義。

圖1 渤海海域A構造區(qū)位置

2 沉積巖石學特征

研究區(qū)巖石類型復雜多樣，同一巖層中陸源碎屑組分與碳酸鹽巖組分混合沉積特征明顯。對于混積巖的分類很多學者做過一定研究[3-10]，并制定了相關分類方案，如楊朝青就根據(jù)巖石中黏土、陸源碎屑和碳酸鹽巖礦物的含量，將巖石分為泥巖、混積巖質泥巖、砂巖、碳酸鹽巖、含碳酸鹽陸源碎屑混積巖、含陸源碎屑碳酸鹽混積巖、碳酸鹽質陸源碎屑混積巖、陸源碎屑質碳酸鹽混積巖八大類（圖2）。根據(jù)研究區(qū)取心段26個全巖樣品化驗分析結果，以含陸源碎屑碳酸鹽混積巖為主，其次為陸源碎屑質碳酸鹽混積巖及碳酸鹽巖質陸源混積巖，屬于典型的混積巖。

根據(jù)鑄體薄片鏡下鑒定結果，研究層段以含陸源碎屑的生屑白云巖為主，占全部鑒定樣品的90%以上。巖石組構主要為生物屑（24%～73%，平均49.8%）、陸屑（2%～34%，平均11.8%）、鮞粒（1%～38%，平均14.6%）及亮晶膠結物（3%～28%，平均14.9%），部分為泥晶膠結。生物屑主要為腹足類及介形類生物碎片，較均勻分布，個別腹足類保存較完整，生物殼體普遍被溶蝕，體腔被泥晶白云石混合陸屑充填。陸源碎屑主要包括砂級的石英、長石及巖屑，巖屑主要為中性及酸性噴出巖巖塊；鮞粒均勻分布，鮞核多為石英及長石等陸源碎屑，被泥晶白云石包裹形成表皮鮞，部分鮞核完全或部分被白云石交代；粒屑間充填大量亮晶或泥晶膠結物，主要呈櫛殼狀分布于生屑、陸屑及鮞粒等粒屑邊緣。

圖2 混積巖分類三角圖（據(jù)楊朝青[3]）

除生屑云巖外，也有少量的鮞粒云巖及陸屑云巖，這里不再詳述。值得一提的是，取心段陸源碎屑砂巖中，同樣含有大量腹足類及介殼類生物化石及碎片，生物殼體多被完全溶蝕形成鑄?？祝糠稚矬w腔被泥晶白云石混合細砂充填。

3 混積成因及沉積模式

前人將海相碳酸鹽巖與陸源碎屑巖的混合沉積作用分為四種類型：母源混合、相緣混合、原地混合和間斷混合[3-10]。筆者通過對A構造區(qū)沙二段混合沉積的巖石類型、分布位置、沉積背景等因素綜合分析其成因及沉積模式后認為，本區(qū)的混合作用與海相混合沉積作用有一定相似之處，其混合沉積以原地混合、事件性混合為主；相帶邊緣漸變混合局部存在，母源混合也有一定貢獻。

3.1 原地混合

原地混合沉積是指在先期陸源碎屑沉積物或基底之上，由原地死亡的生物形成的碳酸鹽巖與陸源碎屑物質的混合沉積。這類混合沉積作用產(chǎn)生的碳酸鹽巖其巖石結構組分以保存完整或破碎的生物碎屑為主。Q36構造生屑云巖為主要巖石類型，生屑質量分數(shù)高達70%以上（圖3a）。原地混合是該區(qū)形成厚層碳酸鹽巖的主要因素。

3.2 事件性混合

事件性混合沉積可以看做是間斷混合的一種特例。間斷混合指的是高強度事件，如風暴、重力流等把沉積物從一個沉積環(huán)境搬運到另一個沉積環(huán)境再次沉積。在本區(qū)事件混合則表現(xiàn)在陸源碎屑沉積物的間歇性供給，無陸源供給時期，適宜生物生長發(fā)育，形成以生物灰?guī)r/云巖為主的沉積；陸源碎屑物供給期，則在先期沉積的基礎上形成一期次扇三角洲沉積。取心段大套生屑云巖中粗碎屑巖夾層就是事件性水流典型標志，底部沖刷特征明顯，碎屑巖中含大量生物碎屑（圖4左）。事件性混合是本區(qū)形成生物碳酸鹽巖與碎屑巖混合沉積的主要因素。

3.3 相帶邊緣漸變混合

相帶邊緣漸變沉積是指由于相鄰沉積相雖然在縱向和橫向上都有其邊界，但是它們并非決然突變接觸，必然存在一個過渡環(huán)境，因此沉積物沿不同相之間的擴散邊界發(fā)生側向遷移至相帶間的過渡環(huán)境而產(chǎn)生混合。在陸相湖盆中，相帶混合主要發(fā)育在湖相碳酸鹽巖發(fā)育區(qū)之間或邊緣的過渡地帶，一般在靠近陸源供給一側更為發(fā)育。A構造區(qū)已經(jīng)證實發(fā)育扇三角洲和生物碳酸鹽巖兩類不同的沉積體，必然存在相帶邊緣混合帶，1井和3井扇三角洲主體發(fā)育區(qū)發(fā)現(xiàn)了含一定生物碎屑的砂巖就是有力證明（圖4右）。

圖3 主要巖石類型鏡下特征

3.4 母源混合

這里母源混合指的是某沉積區(qū)域既受能提供陸源碎屑物質母源區(qū)的影響，同時周邊又有只能提供碳酸鹽巖類的母巖區(qū)，適宜環(huán)境下可形成碳酸鹽巖沉積，陸源碎屑與碳酸鹽巖這兩種沉積作用可以同時進行，形成不同母源類型上的混合沉積。A構造沙二時期母源來自于其北部緊鄰的石臼坨凸起東段，鉆井證實其基巖類型主要為中生界安山巖和玄武巖等噴出巖類，同時石炭系碎屑巖類、寒武系碳酸鹽巖類和前寒武系變質花崗巖類也有一定分布。中生界噴出巖和前寒武系變質巖的剝蝕可以提供碎屑供給，形成扇三角洲沉積。而沙一二時期該區(qū)構造活動弱，物源區(qū)面積小，碎屑供給能力并不充沛，出露的寒武系碳酸鹽巖類經(jīng)過化學風化為水體提供碳酸鹽類物質，在適宜的氣候、地貌背景下可形成碳酸鹽巖沉積。

圖4 渤海海域A構造區(qū)混合沉積

圖5 沉積發(fā)育模式示意圖

3.5 綜合沉積模式

混合沉積由于受雙重因素制約，沉積成因模式極為復雜。綜合前述，筆者將A構造區(qū)總結為受陸源供給影響的以原地混合、事件性混合為主的混合型沉積。

本構造區(qū)為石臼坨凸起東段南傾末端向渤中凹陷傾沒的斜坡區(qū)，在沙二時期，凸起區(qū)有一定的碎屑供給能力，已鉆井表明在下降盤斜坡部位發(fā)育有面積不大的扇三角洲沉積。然而，凸起區(qū)面積較小，并不具備長期提供充足碎屑物質供給的能力，在碎屑供給不足的間歇期，沙一二時期的氣候水體適宜，本區(qū)就成了一個適宜生物生長發(fā)育的碳酸鹽巖緩坡，在淺緩坡處形成了厚層生物云巖。受陸源碎屑間歇供給的影響，在垂向上形成生物碳酸鹽巖與碎屑巖間互的混合沉積特征（圖5）。同時，單層巖性上也表現(xiàn)為生物碳酸鹽巖中含有大量陸源碎屑、碎屑巖系中也含有大量生屑（云質或灰質）的混合沉積特點（圖3）。

4 儲層物性特征及影響因素分析

4.1 儲層物性特征

巖心實測結果表明，富含生屑的混積巖類多有高孔高滲特征，實測孔隙度2.1%～40.1%，平均27.6%；實測滲透率（0.02～2 350.4）×10-3μm2，平均442×10-3μm2。從巖石鏡下特征看，巖石孔隙發(fā)育普遍較好（圖3），面孔率2%～38%，平均22.6%，主要為粒內(nèi)孔及粒間孔，粒內(nèi)孔多為生物體腔孔，孔隙分布較均勻，連通性較好。巖石類型不同，儲層物性有較大差異，筆者分析后認為，主要受沉積相帶和后期成巖作用的影響。

4.2 沉積相帶對儲層的影響

沉積相是影響儲層質量的基本因素。不同的沉積環(huán)境下沉積產(chǎn)物不同，對應不同的巖石類型，從而直接導致了物性的差異。理論上，處于淺水高能環(huán)境下的各類顆粒灘（包括生物灘、混合灘及鮞粒灘等），因其生物含量高、顆粒分選好，是最有利的優(yōu)質儲層發(fā)育相帶；而低能環(huán)境下的云坪則儲層基本不發(fā)育。

實際統(tǒng)計結果與理論是一致的，生物灘微相儲層物性最好，平均孔隙度達31.8%、平均滲透率598.7×10-3μm2，其次是鮞粒灘和混合灘，同樣也具有高孔高滲特征。富含陸屑或砂屑的碎屑灘儲層物性稍差，平均孔隙度15.5%，平均滲透率19.6 ×10-3μm2，為中孔中滲型儲層。而云坪則基本不具備儲集能力。另外，水下分流河道砂體也具有良好的儲集物性，平均孔隙度21%，平均滲透率211.8×10-3μm2（圖6）。

圖6 不同沉積微相儲層物性對比圖

沉積相對儲層的影響還表現(xiàn)在另一方面，在生物碎屑的含量上，儲層物性與巖石中生物碎屑含量具有明顯的正相關性（圖7）。這是因為不同的沉積相帶生物碎屑富集程度不同，而生物體腔孔和生物體殼溶蝕孔又是碳酸鹽巖類儲層最為重要的孔隙類型，碎屑巖中混合的生物碎屑因后期溶蝕作用也能大大改善儲層質量。

4.3 白云石化作用對儲層的影響

不同沉積環(huán)境下生屑含量對本區(qū)儲層質量有著決定性影響作用，但后期成巖作用對儲層物性的影響也不容忽視。在研究區(qū)，后期成巖作用類型多樣，其中白云石化作用明顯，且白云石化程度與儲層質量密切相關。

圖7 孔隙度與生屑及白云石含量關系

多年來，學者們提出了多種白云石化模式來解釋白云石的成因，如蒸發(fā)泵、滲透回流及混合水白云石化等[11,12]。從沉積背景環(huán)境看，研究區(qū)比較符合混合水白云石化的觀點，其成因與湖平面的頻繁升降及大氣淡水的淋濾作用有關。

在湖平面緩慢上升時期，由于研究區(qū)各方面條件均較適宜，混合灘體發(fā)育并向上生長；當湖平面下降時期，灘體頂部暴露受大氣淡水影響，發(fā)生混合水白云石化作用。隨著湖平面的頻繁變化，灘體不斷生長、混合白云石化不斷發(fā)生。由于灘體沉積有一定厚度，由上至下受大氣淡水影響逐漸減小、白云石化作用逐漸減弱而發(fā)生膠結作用。巖心取心段裂隙中明顯有淋濾充填痕跡，同時儲層物性由淺至深受白云石含量的降低而降低（圖7），底部以灰質碎屑灘則基本不具備儲集能力。這說明灘體發(fā)生白云石化作用時，大部分沉積物還沒有固結，屬于典型的混合水白云石化作用的產(chǎn)物，同時也表明了白云石化對儲層原始孔隙保存及物性改善所起的積極作用。

5 結論及意義

研究區(qū)為典型的混合沉積，巖石類型以富含生物碎屑的顆粒白云巖為主。在成因上，是由于本區(qū)沙二沉積時期具有生物碳酸鹽巖形成的背景條件，受間歇性陸源供給影響而形成事件性混合沉積；富含生物碎屑的混積巖類具有較好的儲層物性，是最有利的優(yōu)質儲層發(fā)育帶。本研究突破了盆內(nèi)小型低凸起周邊缺乏優(yōu)質儲層的傳統(tǒng)認識，可為渤海海域其他相似區(qū)域儲層預測提供借鑒，具有重要的勘探意義。

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上海局發(fā)現(xiàn)6號多纜物探船正式作業(yè)

10月29日晚，多纜物探船發(fā)現(xiàn)6號在作業(yè)海域拖帶八纜，打響了正式作業(yè)第一炮。

發(fā)現(xiàn)6號采用國際著名動力系統(tǒng)開發(fā)商羅爾斯?羅伊斯的設計與設備包，是用于全球I類無限航區(qū)范圍三維地震采集作業(yè)并能對三維采集資料現(xiàn)場處理，具有采集數(shù)據(jù)高速傳輸系統(tǒng)的專用地球物理勘探工作船，配備直升機平臺。該船長100.10 m，型寬24 m，主機功率4000千瓦×2，總噸10 882，航速可達16節(jié)，可拖帶12根8 000 m地震采集電纜（相鄰電纜間距100 m）和雙震源共7排氣槍陣列。

建造多纜物探船對于中國石化建設世界一流能源化工公司、打造上游長板具有重大戰(zhàn)略意義，是中國石化推進海域油氣勘探實現(xiàn)突破所作出的系列舉措之一。9月14日，由中國石化投資建造的首艘多纜物探船“發(fā)現(xiàn)6號”在崇明上海船廠碼頭成功亮相。中國石化集團副總經(jīng)理曹耀峰為新船命名，中船集團公司、上海船廠、中石化物資裝備部、石油工程技術服務公司和上海海洋石油局相關部門負責人出席命名儀式。

《海洋石油》編輯部摘編

中海油合作氣田麗水36-1近期將投產(chǎn)

總部設在加拿大的超準能源控股公司10月10日表示，中海油已完成大約95%的開發(fā)作業(yè)并計劃近期開始麗水36-1氣田的天然氣生產(chǎn)。

麗水36-1氣田位于東海的25/34合同區(qū)塊，該區(qū)塊的作業(yè)者是中海油合作伙伴加拿大超準能源控股公司，中海油為麗水36-1氣田開發(fā)作業(yè)者。

摘編自《石油商報》2013年10月16日

Study on Sedimentary Characteristics and Reservoir
of Second Member of Shahejie Formation, A Structural Area, Bohai Sea

SONG Zhangqiang, CHEN Yanfang, DU Xiaofeng, WANG Qingbin, WANG Xuelian

（Exploration and Development Institute of Bohai Oil Field, CNOOC Ltd., Tanggu Tianjin 300452, China）

The discovery of high porosity and high permeability reservoirs has changed the traditional understanding about reservoir quality in E3s2in A structural area, Bohai Sea. On the basis of the drilling core and the laboratory analyzing results, study has been conducted on the lithologic characteristics, sedimentary genesis, reservoir characteristics and infuence factors on this type of reservoir. The study results indicate that this type of reservoir was mixed deposits, affected by intermittent local terrigenous supply, and the sedimentary facies is the main factor infuencing the reservoir quality. In addition, the later mixed dolomitization has some positive infuence on reservoir quality protection and improvement.

mixed deposition; cause analysis; reservoir characteristics; Bohai Sea

TE122.1

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2013.04.013

1008-2336（2013）04-0013-06

國家重大專項子課題“近海隱蔽油氣藏勘探技術”(2011ZX05023-002)。

2012-11-14；改回日期：2013-06-01

宋章強，男，1981年生，工程師，2005年畢業(yè)于西南石油大學，獲碩士學位，主要從事沉積儲層預測研究工作。E-mail：songzhangqiang@163.com。