王集油田沉積特征與沉積微相展布研究

秦中正，秦 飛，金燕林，李偉才，吳 群，閆永芳

（1.長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北武漢 430100；2中國(guó)石化西北油田分公司；3中國(guó)石化河南油田分公司）

王集復(fù)雜斷塊油田包括王集東區(qū)、柴莊區(qū)、泌242塊和西區(qū)四個(gè)開發(fā)區(qū)塊，經(jīng)過前期的快速開發(fā)，目前油田已進(jìn)入高含水期。分析認(rèn)為，前期對(duì)儲(chǔ)層的非均質(zhì)程度認(rèn)識(shí)不夠，致使注水過程中水驅(qū)程度較低，進(jìn)而影響了后期剩余油的分布［1－2］?？紤]到沉積相對(duì)儲(chǔ)層和油氣聚集的控制作用［3］，有必要對(duì)沉積特征與沉積微相的空間展布開展專門細(xì)致研究，為油藏精細(xì)地質(zhì)建模和挖潛方案調(diào)整提供理論依據(jù)。

1 區(qū)域沉積模式

王集油田是一個(gè)被斷層復(fù)雜化的向南東方向傾伏的鼻狀構(gòu)造［4］，其構(gòu)造位置處于泌陽(yáng)凹陷北部斜坡帶的東北部，主力含油層位為古近系核桃園組核三段［5］。最新研究表明，王集油田物源方向主要由兩部分組成［6－7］：北部王集三角洲和東部侯莊辮狀河三角洲。侯莊辮狀三角洲，發(fā)源于泌陽(yáng)凹陷緩坡帶北部伏牛山脈的東段，來自山區(qū)的河流攜帶大量碎屑流經(jīng)狹窄的山前平原向湖推進(jìn)，由伏牛山水系沿北東向的盆地長(zhǎng)軸入湖形成。王集三角洲發(fā)源于泌陽(yáng)凹陷西北部社旗低凸起，在王集油田位置主要為王集三角洲前緣相帶。

2 單井沉積特征

2.1 巖性特征

從巖心觀察來看，王集油田以較粗的砂礫巖和粉細(xì)砂巖為主，主要巖性包括頁(yè)巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、中砂巖、粗砂巖、礫巖和砂礫巖等。從錄井資料來看，除泥巖和頁(yè)巖外，具有儲(chǔ)集意義的巖性主要為砂礫巖和粉砂巖，分別占18.7%和10.9%。

從巖石薄片來看，王集油田主要為長(zhǎng)石砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，也有部分巖屑砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖。石英含量在5%～80%不等，長(zhǎng)石含量集中在20%～40%之間，巖屑含量在2%～80%之間。長(zhǎng)石主要為斜長(zhǎng)石，巖屑主要為花崗巖和石英巖。碎屑顆粒磨圓度以次尖和次圓為主，次棱次之，分選以中等為主，孔隙式膠結(jié)，顆粒支撐結(jié)構(gòu)，風(fēng)化程度中等。

總的巖石學(xué)特征為：結(jié)構(gòu)成熟度低、成份成熟度低，即分選差、石英、長(zhǎng)石含量低，巖屑含量高且不穩(wěn)定組分占多數(shù)。但不同區(qū)域陸源碎屑中石英、長(zhǎng)石及巖屑的含量及成份不同，砂巖類型的不同反映出距物源的遠(yuǎn)近及母巖性質(zhì)的不同。石英和巖屑含量變化大，表明沉積物搬運(yùn)距離有較大差別。

2.2 粒度特征

對(duì)研究區(qū)18口井的607個(gè)粒度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得知，樣品的分選系數(shù)最大為6.15，最小為1.2，平均為2.0，總體分選較差。粒度中值半徑最大為2.28 mm，平均為0.27 mm（0.25 mm 為中砂）。標(biāo)準(zhǔn)偏差最大為2.63φ，最小為0.93φ，平均為1.72φ；偏度最大為0.72，最小為0.02，平均為0.37。

C－M圖（圖1）顯示，王集油田儲(chǔ)層砂體粒度為典型的牽引流搬運(yùn)沉積，OP滾動(dòng)段、PQ懸浮和滾動(dòng)段、QR遞變懸浮段和RS均勻懸浮段都存在，但主要以O(shè)P和QR段為主。根據(jù)粒度累積概率曲線的形態(tài)、斜率、截點(diǎn)位置和總體數(shù)，可以分為以下三種類型：①近一段式，主要為含礫不等粒砂巖，反映沉積砂體分選極差，為河口壩沉積微相，顆粒大小混雜，泥質(zhì)膠結(jié)，分選極差；②上拱兩段式，大部分以牽引＋跳躍總體為主，概率達(dá)80%左右，總體分選較差，反映強(qiáng)河流能量期，能量迅速減弱，細(xì)粒與粗粒物質(zhì)快速堆積；③多段式，牽引總體較少，跳躍總體與懸浮總體的截點(diǎn)較細(xì)，甚至無截點(diǎn)，個(gè)別較粗，出現(xiàn)跳躍次總體，反映受水流改造的特點(diǎn)三角洲前緣席狀砂、河口壩和間灣等沉積。

圖1 王集油田粒度C－M圖

2.3 巖石相特征

巖石相是成因單元中最小的巖石單位，它是由一定的巖石特征所限定的巖石單位，這些巖石特征包括顏色、成分、結(jié)構(gòu)、成巖性等，它可以反映沉積時(shí)水流能量的大小及垂向變化，而且?guī)r石相的成因?qū)ξ⑾喾治黾皟?chǔ)層宏觀非均質(zhì)分布有重要的意義。在對(duì)王集油田21口取心井（總心長(zhǎng)593 m）巖心觀察的基礎(chǔ)上，對(duì)核三段儲(chǔ)層的巖石相進(jìn)行了劃分，共劃分出18種具有成因意義的巖石相。這18種巖石相垂向上按一定規(guī)律組合，形成了不同微相的層序特征。

2.4 測(cè)井相特征

由于取心井?dāng)?shù)量有限，目前常用方法是通過建立不同沉積微相與測(cè)井曲線特征的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后綜合利用測(cè)井曲線和沉積砂體的分布開展沉積微相展布的研究［8］。本研究主要根據(jù)自然電位與自然伽馬曲線為主，結(jié)合深淺側(cè)向電阻率曲線特征，來建立目的層段不同沉積亞相和微相的測(cè)井相與地質(zhì)相的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

3 沉積微相展布

3.1 平面分布特征

在小層砂體厚度圖分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，結(jié)合單井的測(cè)井相類型，對(duì)王集油田核三段七個(gè)油組各小層沉積微相進(jìn)行了劃分，并繪制小層沉積微相平面分布圖（圖2）。從各小層的微相展布來看，侯莊辮狀河三角洲規(guī)模和連續(xù)性均大于王集三角洲，從水下分流河道－河口壩－席狀砂－前三角洲－湖相沉積都有，主要有兩種模式：水下棧橋型和攔河砂壩型兩種。水下棧橋型河道較深，寬度小，在河道前段河口壩規(guī)模較??；攔河砂壩型水下分流河道寬，在河道前段常形成規(guī)模較大的新月形河口砂壩。河口砂壩前段為指狀或薄層反旋回測(cè)井曲線特征的席狀砂沉積。席狀砂前端為深度較深的河道間和湖相沉積。從平面微相分布的垂向差異性來看，河道發(fā)育呈現(xiàn)明顯的多期次（強(qiáng)→弱→強(qiáng)→弱）特征；河口砂壩發(fā)育廣泛，尤其在Ⅳ油組發(fā)育規(guī)模較大，與河道的發(fā)育強(qiáng)弱有顯著關(guān)系。

圖2 王集油田油組沉積頂面疊合圖

3.2 剖面分布特征

基于物源方向和控制全區(qū)的目的，選取南東－北西方向（泌134井～泌244井）和南西－北東方向（柴21井～泌242井）兩條剖面，以分析沉積微相剖面分布特征。

泌134井～泌244井剖面呈北西－南東向，垂直于侯莊物源方向，幾乎位于研究區(qū)域的西北部。整體看來該剖面受斷層斷失影響，砂體發(fā)育規(guī)模小，連續(xù)性和連通性較差（圖3）。

Ⅰ～Ⅲ油組：Ⅰ油組砂體在剖面中間出現(xiàn)了一個(gè)大的缺失區(qū)，僅在頂部1、2兩個(gè)小層較為連續(xù)，砂體的連通性和穩(wěn)定性相對(duì)較好。另外，砂體沿著剖面線的方向，有由厚變薄的趨勢(shì)。尤其表現(xiàn)在泌134井和泌166井，在該油組發(fā)育了厚層的礫狀砂巖或含礫砂巖，是該油組砂體發(fā)育最好的區(qū)域。Ⅱ油組在剖面線的兩端受斷層影響很大，僅在中部柴1井、柴21井和泌174井發(fā)育有規(guī)模較大的砂體。該油組整體而言頂部和底部砂體發(fā)育較厚，中部砂體薄。Ⅲ油組雖受地層缺失的影響相對(duì)較小，在該油組的頂部和底部均發(fā)育了一套連續(xù)性和連通性好的厚層砂體，整體看來砂體沿著剖面線的方向有變薄的趨勢(shì)。

Ⅳ～Ⅴ油組：Ⅳ油組和Ⅴ油組受斷層影響都十分嚴(yán)重，尤其表現(xiàn)在Ⅴ油組，砂體僅在泌166井、泌157井以及泌174井有所發(fā)育。就Ⅳ油組而言，雖然砂體發(fā)育規(guī)模變小，砂體的連續(xù)性變差，但砂體厚度大。在泌134井、泌157井以及泌166井的中部、柴1井的頂部和中部都發(fā)育了厚層的含礫砂巖，砂地比很大。沿著剖面線的方向，砂體明顯減薄，到邊部泌174井、泌244井，僅發(fā)育了一些獨(dú)立的薄層砂體。

圖3 泌134井～泌244井剖面（Ⅰ～Ⅲ油組）沉積微相展布

柴21井～泌242井剖面呈南西－北東向，平行于侯莊物源方向但更靠近研究區(qū)域的南部，砂體的發(fā)育極有可能受到侯莊物源的影響。整體看來該剖面下部地層斷失現(xiàn)象嚴(yán)重，上部受斷層影響小，因此砂體大規(guī)模發(fā)育在上部地層（圖4）。

Ⅰ～Ⅲ油組：Ⅰ油組砂體發(fā)育規(guī)模較大，整體看呈現(xiàn)兩端薄中間厚的特征。油組自上而下，砂體有很顯著的加厚趨勢(shì)，在該油組底部8、9小層，發(fā)育了具有河道特征的厚層砂體，砂體含礫，巖性較粗，反映了侯莊的沉積物特征。Ⅱ油組兩口井?dāng)嗍?，其砂體發(fā)育規(guī)模明顯比Ⅰ油組小。相同的是，在該油組的底部也發(fā)育了兩套連續(xù)性好且?guī)r性較粗的厚層砂體。Ⅲ油組砂體局部可見獨(dú)立的厚層砂體，但砂體的規(guī)模與厚度都不能與Ⅰ、Ⅱ油組相比。整體看，剖面兩端靠近邊部的地方，油組頂部和底部砂體較厚，中間砂體偏??；而剖面中間，砂體自上而下游增厚的趨勢(shì)。

Ⅳ～Ⅴ油組：Ⅳ、Ⅴ油組砂體受斷層影響極大，砂體明顯分布于剖面的兩端。剖面南西端地區(qū)由于離物源較遠(yuǎn)，多為薄層孤立砂體；相反剖面北東端地區(qū)砂體明顯變厚，而且局部地區(qū)砂地比很高。在柴10井、柴12井，Ⅳ油組頂部發(fā)育了大量厚層含礫的砂體，極具侯莊物源的特征，中部砂體變薄，局部可見厚層的河口壩砂體。Ⅴ油組僅在泌242井、柴10井、柴12井有一定的砂體發(fā)育。很明顯，柴10井發(fā)育的砂體較厚，中部和底部都可見含礫的厚層砂。

4 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）王集油田由相對(duì)遠(yuǎn)源的粒度較細(xì)的王集三角洲和相對(duì)近源的粒度較粗的侯莊辮狀河三角洲沉積物組成。其中侯莊辮狀河三角洲普遍發(fā)育，且主體為東西向；王集三角洲在深層處較發(fā)育，總體為西北至東南方向，少量為東西方向。

圖4 柴242井～柴21井剖面（Ⅰ～Ⅲ油組）沉積微相展布

（2）王集油田沉積屬三角洲沉積體系，亞相主要屬三角洲前緣，沉積微相主要為水下分流河道、河口壩、席狀砂、河道間和湖相。

（3）平面上看，沉積微相展布主要有兩種模式：棧橋型和攔河砂壩型。水下棧橋型河道較深，寬度小，在河道前段河口壩規(guī)模較??；攔河砂壩型水下分流河道寬，在河道前段常形成規(guī)模較大的新月形河口砂壩。

（4）縱向上看，沉積微相受雙向物源的影響，砂體厚度、連通性和規(guī)模差異性大。砂體越靠近下部油組，越靠近區(qū)塊邊部，整體受斷層的影響較大，沉積相帶變化快，砂體的斷失嚴(yán)重。

［1］李勝彪.王集復(fù)雜斷塊油藏開發(fā)地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)及調(diào)整治理研究［D］.四川成都：西南石油大學(xué)博士學(xué)位論文，2010.

［2］袁燕麗，架中偉，楊玉貞，等.王集油田改善注水開發(fā)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)［J］.石油地質(zhì)與工程，2006，20（5）：35－37.

［3］黃欣，張海萍，陳琦，等.王集油田深層系油氣聚集規(guī)律淺析［J］.石油地質(zhì)與工程，2011，25（增刊）：31－32.

［4］秦飛，姚光慶，馬偉竣，等.泌陽(yáng)凹陷付灣－張廠地區(qū)砂壩微相沉積特征［J］.西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，34（3）：24－32.

［5］崔連訓(xùn).王集油田核三段Ⅲ油組沉積微相研究［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2012，（10）：135－137.

［6］王晗.王集油田流動(dòng)單元識(shí)別與分布規(guī)律研究［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2011，33（4）：47－49.

［7］王紅漫，汪佳榮，彭華，等.地震地質(zhì)綜合研究在王集復(fù)雜斷塊群油藏滾動(dòng)勘探開發(fā)中的應(yīng)用［J］.石油地質(zhì)與工程，2010，24（4）：5－7.

［8］王峰，岳強(qiáng)，譚霞.測(cè)井相在王集地區(qū)沉積微相分析中的應(yīng)用［J］.內(nèi)江科技，2012，（3）：160－161.