三肇凹陷扶余油層沉積微相定量識別

張永成 （中石油大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠，黑龍江 大慶163001）

沉積環(huán)境和沉積相決定沉積地層的巖石類型、結(jié)構(gòu)及其空間組合關(guān)系，決定生儲蓋層的發(fā)育和分布［1］。沉積微相的研究，對儲層砂體展布規(guī)律及油田注水開發(fā)過程中流體運動規(guī)律的認(rèn)識具有重要意義。三肇凹陷位于松遼盆地北部中央凹陷區(qū)內(nèi) （圖1），是松遼盆地重要的產(chǎn)油區(qū)和主力生油凹陷之一；發(fā)育于下白堊統(tǒng)泉頭組四段的扶余油層是該凹陷中部含油氣組合的主要產(chǎn)層［2，3］。研究區(qū)內(nèi)扶余油層砂體雖然較厚，但受沉積環(huán)境影響，砂體分布比較復(fù)雜，儲層非均質(zhì)性較強。

針對研究區(qū)內(nèi)鉆井較多，采用模糊C均值聚類與測井相 （抽稀井）識別相結(jié)合的方法可以充分利用研究區(qū)的所有井信息，提高識別精度。

圖1 三肇凹陷構(gòu)造區(qū)劃及研究區(qū)地理位置示意圖

1 沉積環(huán)境分析

三肇凹陷扶余油層處于沉積體系的交匯部位［4］。根據(jù)重礦物組合研究，區(qū)內(nèi)主要有3個物源方向：其中西北部的太東－宋芳屯地區(qū)重礦物組合主要為鋯石、白鈦石組合；東北部的升平地區(qū)重礦物組合主要為綠簾石、鋯石和石榴石組合，應(yīng)屬于北部沉積體系；南部的肇源和頭臺地區(qū)重礦物組合主要為石榴石、鋯石組合，應(yīng)屬于懷德沉積體系。由于該區(qū)扶余油層沉積受到古中央隆起帶所形成的古地形的限制，在古湖盆高水位體系域下形成了以淺水三角洲相為主的沉積［3］。

扶余油層儲層巖石以長石巖屑砂巖為主，并含有少量的巖屑長石砂巖，成分成熟度較低。通過對61口井的粒度分析及巖心觀察表明：扶余油層碎屑顆粒分選系數(shù)為1．47～14．6，平均為4．8；粒度中值在0．013～0．225mm，平均為0．098mm，多為含泥粉砂質(zhì)細砂巖、粉砂質(zhì)細砂巖、砂質(zhì)細砂巖。粒度概率曲線以兩段式為主，三段式較少；其中跳躍次總體一般為70%，懸浮次總體為25%～30%，跳躍次總體與懸浮次總體之間的交截點在 （3～4）區(qū)間內(nèi)，跳躍次總體的傾斜度相對較大45～60°（圖2），表明水流強度大。

圖2 三肇凹陷扶余油層組粒度概率曲線圖

與典型的牽引流沉積C－M模式圖［1］相比，目的層粒徑多數(shù)小于500μm，缺少滾動搬運部分，主要由遞變懸浮沉積和均勻懸浮沉積組成。就其原因，主要是扶余油層沉積顆粒比較細，泥質(zhì)含量高造成的，巖性以細砂巖為主。

巖心觀察表明，扶余油層沉積構(gòu)造主要以交錯層理為主 （圖3），其次為平行層理、塊狀層理，偶見變形構(gòu)造；巖石顏色以紫紅色、棕色、淺灰色為主，粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖中富含黃鐵礦，泥巖顏色雜有綠色、灰綠色；沖刷面、泥礫比較發(fā)育。

通過以上巖石成分、粒度、沉積構(gòu)造及巖心特征等相指標(biāo)研究，認(rèn)為該區(qū)扶余油層屬于三角洲沉積環(huán)境。

圖3 三肇凹陷扶余油層巖心照片

2 沉積微相研究

根據(jù)研究區(qū)扶余油層目前勘探開發(fā)認(rèn)識和現(xiàn)狀，以FⅠ上、FⅠ中、FⅠ下、FⅡ共4個油層組為單元開展沉積相研究。通過對典型井 （取心井Z113井）分析，建立了測井微相模式，共識別出1類大相（淺水三角洲相）、2類亞相 （三角洲平原亞相和三角洲前緣亞相）、7種微相 （分流河道、天然堤、決口扇、分流間灣、水下分流河道、席狀砂、淺湖泥）（見圖4）。

圖4 Z113井沉積微相柱狀圖

3 沉積微相定量識別

3．1 識別流程

首先根據(jù)分層數(shù)據(jù)表提取目的層測井曲線，計算反映沉積微相特征的參數(shù)；然后對這些參數(shù)進行歸一化及模糊C均值聚類；最后在主干剖面相控制下，結(jié)合測井相繪制沉積微相平面分布圖。

3．2 測井曲線特征提取

定量識別沉積相的關(guān)鍵就是從測井曲線中提取反映沉積微相變化特征的參數(shù)；結(jié)合研究區(qū)的測井曲線特征，通過對比最終選取了自然電位、自然伽馬、微電極和地層電阻率等測井曲線計算了目的層段的平均值、地層厚度、相對重心及變差方差根4個反映沉積微相的特征參數(shù)［5，6］。

3．3 模糊C均值模型

模糊C均值聚類算法 （FCM）用隸屬度矩陣給出了每個樣本隸屬于某個聚類的程度，對于很難明顯分類的變量，模糊C均值聚類也能得到較為滿意的分類效果［7，8］。

利用Excel中VBA模塊編制了批量按小層提取測井?dāng)?shù)據(jù)、計算特征參數(shù)的程序，對各個小層的測井?dāng)?shù)據(jù)進行了計算和歸一化處理；利用Matlab模糊邏輯工具箱（fuzzy logic toolbox）中 提供的模糊C均值聚類函數(shù) （“fcm”）編制程序，對各個研究層的沉積微相進行了聚類識別。

4 沉積微相定量識別結(jié)果

根據(jù)模糊C均值聚類識別結(jié)果結(jié)合沉積微相平面分布模式，繪制了各個目的層的沉積微相平面分布圖。圖5為FⅠ中油層組的沉積微相平面分布圖。

從劃分結(jié)果看，研究區(qū)各個目的層的分流河道均比較發(fā)育，平面上分流河道以EN向展布為主，河道呈條帶狀、樹枝狀展布?？v向上自FⅡ油層組至FⅠ上油層組，三角洲前緣亞相不斷擴大；FⅡ油層組－FⅠ中油層組具有三角洲平原亞相的特征，F(xiàn)Ⅰ上油層組具有三角洲前緣亞相的特征。

5 結(jié) 論

1）研究區(qū)扶余油層為淺水三角洲沉積體系，主要發(fā)育分流河道、天然堤、決口扇、分流間灣、水下分流河道、席狀砂、淺湖泥等沉積微相。

2）研究區(qū)各目的層平面上分流河道以EN向展布為主，河道呈條帶狀、樹枝狀展布；FⅡ油層組－FⅠ中油層組具有三角洲平原亞相的特征，F(xiàn)Ⅰ上油層組具有三角洲前緣亞相的特征。

3）與傳統(tǒng)的測井相法識別沉積微相的方法相比，筆者采用的模糊C均值聚類法，可以充分利用研究區(qū)的所有井信息，提高識別精度，具有一定的推廣價值。

圖5 三肇凹陷FⅠ中油層組沉積微相平面分布圖

［1］劉寶珺 ．沉積巖石學(xué) ［M］．北京：地質(zhì)出版社，1980．

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