紅河油田長81儲層沉積相研究
——以紅河油田1057井為例

王豆豆，梅秋勇，陳彩玲，李南焜，崔宇詩

（西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川成都610500）

紅河油田長81儲層沉積相研究
——以紅河油田1057井為例

王豆豆*，梅秋勇，陳彩玲，李南焜，崔宇詩

（西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川成都610500）

主要通過對紅河油田長81儲層取芯的薄片觀察、巖石構(gòu)造分析，判斷出該研究區(qū)的古沉積環(huán)境和沉積特點。結(jié)合測井解釋曲線，建立有關(guān)沉積微相測井相模型，建立有關(guān)沉積相微相測井響應(yīng)閥值參數(shù)與沉積相評判標(biāo)準(zhǔn)。配合該工區(qū)的油氣分布規(guī)律和控制因素，得到該研究井沉積微相縱向分布規(guī)律。為加快該區(qū)石油資源的勘探開發(fā)和增儲上產(chǎn)提供依據(jù)。

沉積相；環(huán)境參數(shù)；相標(biāo)志；測井相；閥值

1 概述

紅河油田位于鄂爾多斯盆地的西南方向，甘肅省鎮(zhèn)原、崇信和涇川等三縣交界處，屬黃土塬地貌，紅河經(jīng)油田西南側(cè)向東南流去，地形大致呈由紅河谷向東北抬高的趨勢，高差約300m，平均海拔1200m。1057井地理位置位于甘肅省涇川縣玉都鎮(zhèn)尹家洼行政村南頭組，構(gòu)造位置位于鄂爾多斯盆地天環(huán)坳陷南端，完鉆層位為延長組長81段，1057井完鉆井深2315.00m，本井共解釋層位30層，細(xì)分為33小層，其中延長組長81段解釋油層2層，總的視厚度為6.00m，出油比較差的油層有3層，累計視厚度為5.20m，裂隙含油層2層，累計視厚度3.30m，裂隙油層1層，視厚度5.80m；在該研究工區(qū)長81段解釋油水同層5層，累計視厚度為9.90m。在紅河油田這一區(qū)塊前人已經(jīng)做了很多的研究工作，故本文將從研究沉積相的劃分標(biāo)志、測井相和單井相入手，建立該地區(qū)的沉積相沉積規(guī)律，為該工區(qū)的勘探和開發(fā)提供指導(dǎo)。

2 沉積相標(biāo)志

所謂的相標(biāo)志也就是相標(biāo)記是可以反映沉積環(huán)境的參數(shù)和沉積過程當(dāng)中的各類特點，按照人們現(xiàn)階段的科研水平，把沉積相標(biāo)記總結(jié)為以下幾點：巖石學(xué)標(biāo)志（原生的成巖標(biāo)志，如成分、構(gòu)造等）、古生物標(biāo)志（生物只有在一定的環(huán)境下生存）、地球化學(xué)標(biāo)志（同位素、有機(jī)化學(xué)等）、另有測井相反應(yīng)等。我們根據(jù)相標(biāo)志進(jìn)行判斷沉積相時不可能一種或兩種相標(biāo)志進(jìn)行研究，因為具有相同層理類型及粒度概率累積曲線的巖相可以出現(xiàn)于不同的微相之中，在這種情況下我們就要依靠微相配置、相組合、測井曲線響應(yīng)特征等綜合考慮。

2.1 巖性

我們通過對紅河油田1057井30多張的薄片觀察分析發(fā)現(xiàn)在該研究內(nèi)長81儲層的巖性主要為泥巖、粉砂巖和細(xì)砂巖少見中砂巖，同時發(fā)現(xiàn)在該研究內(nèi)長81儲層砂巖類型主要為長石巖屑砂巖和長石質(zhì)巖屑砂巖,有少量的巖屑砂巖，如圖1所示。在該工區(qū)長81儲層中長石主要是鉀長石和斜長石,含量基本相等,平均在12%左右。

在碎屑巖中巖性主要是由其所含的造巖礦物所決定的?；疑秃谏饕且驗閹r石中存在有機(jī)質(zhì)或分散的硫化鐵，如果沉積巖中出現(xiàn)這樣的顏色則一般情況下反映的此沉積巖是在非氧化的環(huán)境下形成的。紅、棕、黃色則主要是因為沉積巖中存在有Fe3+，如果這些顏色是自聲色則說明沉積巖在強(qiáng)氧化性的環(huán)境下形成的。綠色大多數(shù)是因為含有低價鐵的礦物少數(shù)是因為含有銅的化合物所引起的（如孔雀石），主要反映的是弱氧化沉積環(huán)境。根據(jù)長81儲層取出的巖芯來看該層段的巖層主要為淺灰色，部分層段因為含油而呈現(xiàn)黑褐色。

2.2 沉積構(gòu)造

2.2.1 流動構(gòu)造

所謂的流動構(gòu)造就是指在沉積物進(jìn)行搬運、沉積固結(jié)成巖的過程中，由于搬運介質(zhì)的流動而形成在表面或者內(nèi)部的構(gòu)造。通過研究發(fā)現(xiàn)，在該工區(qū)內(nèi)長81儲層的流動構(gòu)造主要有下列幾種：

（1）平行層理。平行層里主要是由相互平行或又幾乎水平的紋層狀砂組成，紋層的厚度超過1mm，常出現(xiàn)在激流和高能環(huán)境中，如三角洲前緣水下河道及河口壩砂巖中快速堆積等沉積環(huán)境，在該研究區(qū)中常見。

（2）交錯層理。交錯層理又稱斜層理在層系的內(nèi)部有一組傾斜的細(xì)層（前積層）與層面或?qū)酉到缑嫦嘟?。在該研究區(qū)中發(fā)現(xiàn)的單層厚一般比較薄,層系厚度不超過3cm,主要在粉砂巖中有所發(fā)現(xiàn)。此種構(gòu)造主要是在水動力條件比較弱的環(huán)境中形成，如三角洲前緣的水下天然堤、水下決口扇等沉積環(huán)境。

選擇2017年5月—2018年5月我院急診科30名護(hù)理人員作為研究組，年齡21～50歲，平均年齡（28.5±3.3）歲；其中主管護(hù)師5名、護(hù)師11名、護(hù)士14名；工作時間為2～25年，平均工作時間（6.5±2.8）年。選擇2016年4月—2017年4月我院急診科30名護(hù)理人員作為對照組，年齡20～49歲，平均年齡（27.5±3.5）歲；其中主管護(hù)師5名、護(hù)師11名、護(hù)士14名；工作時間為2～25年，平均工作時間（6.3±2.5）年。兩組在年齡、年齡、職稱與工作時間對比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

（3）水平層理。水平層理主要產(chǎn)于泥巖和粉砂巖中紋層水平，在該研究區(qū)常見到的紋層呈直線狀平行于層面，常出現(xiàn)在比較穩(wěn)定的水動力環(huán)境中，如海、湖深水地帶、廢棄河道、水下分流間灣、沼澤等沉積環(huán)境。

（4）塊狀層理。塊狀層理又稱均質(zhì)層理，層理內(nèi)部的物質(zhì)組分均勻無差異，層內(nèi)細(xì)層分布不明顯，一般是由重力流來不及分異快速堆積而成，如三角洲前緣的水下分流河道、河口砂壩和水下分流間灣等沉積環(huán)境。

（5）韻律層理。韻律層理是由層與層間平行或近于平行的，在成分、結(jié)構(gòu)與顏色方面不同的薄層做有規(guī)律重復(fù)出現(xiàn)組成的。這種韻律出現(xiàn)的原因主要是物質(zhì)搬運或產(chǎn)生方式有規(guī)律地發(fā)生變化造成的。這種變化可以是短期的也可以是長期的，如潮汐、季節(jié)性變化等，并且常出現(xiàn)在穩(wěn)定的沉積環(huán)境中，如水下分流間灣、水下天然堤等。

（6）透鏡狀層理。透鏡狀層理它是在水流和波浪作用影響較弱，而停滯水作用的影響占主要作用，砂的供應(yīng)不足，泥質(zhì)的沉積比砂的沉積更為有利。透鏡狀層理的特點是砂質(zhì)沉積物呈透鏡體被包在泥質(zhì)沉積物中。該種層理常常形成于三角洲前緣水下決口扇沉積環(huán)境。

2.2.2 同生變形構(gòu)造

同生變形構(gòu)造是指沉積物在沉積后固結(jié)成巖之前，由于孔隙中含水的變化所引起的沉積構(gòu)造的變化，主要受顆粒的粘度、滲透性和沉積速率的控制。在本次研究的工區(qū)中長81儲層出現(xiàn)的同生變形構(gòu)造主要有火焰構(gòu)造、滑塌構(gòu)造和包卷層理，這3種同生變形構(gòu)造多出現(xiàn)在三角洲前緣環(huán)境中，在本工區(qū)也能看得到。

2.2.3 生物成因構(gòu)造

生物成因構(gòu)造是指除了生物的死亡、埋藏和保存留下的化石之外還有生物在沉積物表層或者內(nèi)部活動時所對沉積物的構(gòu)造影響保留下來的活動的遺跡等。在本工區(qū)中我們常見到生物構(gòu)造是生物擾動構(gòu)造和潛穴。

3 測井相

3.1 測井相的特征

測井相是表征沉積物特征，并據(jù)此辨別沉積相的一組測井響應(yīng)。測井相的特點是與沉積相相對應(yīng)的，不同的巖性、物性、電性和含油氣性在測井曲線上有不同的反映。但測井曲線是沉積相的間接反映，因此但兩者之間并不是嚴(yán)格上的一一對應(yīng)關(guān)系。通過分析不同種類測井曲線的單層及其組合形態(tài)、幅度、頂?shù)捉佑|關(guān)系、光滑程度、齒中線等基本要素，可以幫助我們劃分巖性掌握該研究區(qū)的巖性垂向變化，是研究沉積微相極為重要的標(biāo)志。在實際的工作中一般是自然電位和自然伽馬曲線交叉使用進(jìn)行測井相分析，典型的自然電位和自然伽馬測井曲線形態(tài)主要有鐘形曲線、漏斗形曲線、箱形曲線和齒形曲線，如表1所示。

通過對該研究區(qū)內(nèi)大量的測井曲線進(jìn)行研究分析發(fā)現(xiàn)，自然伽馬測井曲線對泥巖和砂巖的總體相應(yīng)響應(yīng)較好,可以用來作為泥質(zhì)含量大小的一種指示。紅河油田泥巖、頁巖具有較高的自然伽馬,砂巖具有相對較低的自然伽馬,粉砂巖介于泥巖與砂巖之間。自然伽馬曲線在本工區(qū)內(nèi)長81儲層多為鐘形曲線和箱形曲線。

最后我們綜合應(yīng)用自然伽馬和自然電位曲線的形態(tài)結(jié)合電阻率曲線進(jìn)行分析，在研究區(qū)內(nèi)識別出了長81儲層三角洲前緣亞相及河口壩、水下天然堤、水下分流河道、分流間彎沉積微相。

表1 典型的自然電位和自然伽馬測井曲線形態(tài)

3.2 單井相的分析

我們通過對紅河油田1057井30多張的薄片觀察發(fā)現(xiàn)有以下幾個特點：

（1）粒度總體較細(xì)，以細(xì)砂為主，中砂次之，粒徑介于0.136～0.274mm；

（2）巖石顆粒分選總體較差，以中等為主；

（3）巖石顆粒的磨圓度總體中等，以次棱為主，棱角和次棱—次圓次之；

（4）支撐類型大多為顆粒支撐，極個別為雜基支撐；

（5）接觸關(guān)系以線接觸最為常見，點接觸次之，也見點—線接觸以及線—凹凸接觸；

（6）膠結(jié)類型以接觸式膠結(jié)為主，壓嵌式膠結(jié)次之，少量連晶式膠結(jié)，個別孔隙式膠結(jié)及基底式膠結(jié)。石英含量介于47%～54%，長石含量介于6%～24%，巖屑含量介于13%～25%。

對紅河油田1057井的測井曲線進(jìn)行分析將其主要劃分為以下2段：

從2337～2239m巖性為淺灰色粉砂巖,自然伽馬曲線幅度變化較大，值為93～120API，均值為106.2API；自然電位曲線呈負(fù)異常，反映儲層巖性不均勻，具有一定滲透性。聲波時差曲線值相對較高，均值為220.7μs/m，反映地層孔隙較發(fā)育。深感應(yīng)電阻率值為31.9Ω·m，表明地層具有含油性,為水下天然堤沉積,表2為該段沉積相的各類測井曲線的響應(yīng)值范圍。

從2251.30～2255.70m為淺灰色細(xì)砂巖,自然伽馬曲線有起伏變化，均值為78.8API，表明巖性較純；自然電位具有負(fù)異常顯示，表明地層具有滲透性；聲波時差值為247.4μs/m，在整套砂體中物性最好；雙感應(yīng)曲線重合，受孔隙性變好影響，該段的下部電阻率數(shù)值降低，深感應(yīng)電阻率值為為14.3～16.9Ω·m，均值為15.2Ω·m,其為水下分流河道沉積,表3為該段沉積相的各類測井曲線的響應(yīng)值范圍。

表2 水下天然堤測井響應(yīng)值

表3 水下分流河道測井響應(yīng)值

3.3 單井沉積微相解釋與規(guī)律

根據(jù)文獻(xiàn)與測井資料分析，將測井曲線進(jìn)行解釋，得到沉積相圖并劃分優(yōu)勢沉積微相，做出紅河1057井單井沉積柱狀圖，如圖2所示。

圖2 紅河1057井單井沉積柱狀圖

根據(jù)對上圖分析，紅河1057井長81下部主要發(fā)育水下分流河道沉積微相，向上水下河道逐漸遷移，開始發(fā)育水下天然堤。該段中部沉積微相過渡到發(fā)育水下分流河道間灣。該段上部，隨著水下河道遷移，繼續(xù)沉積發(fā)育水下分流河道。在此大環(huán)境中，湖水上漲，于是在該井長7段沉積為半深湖相。

4 結(jié)論與認(rèn)識

（1）綜合各方面的成果確定了紅河油田長81儲層的沉積亞相是三角洲前緣亞相，可進(jìn)一步劃分為水下分支河道、水下天然提、水下分流間灣、河口砂壩等4種沉積微相。

（2）綜合單井沉積柱狀圖，結(jié)合相關(guān)資料，得到紅河1057井長81段沉積微相縱向分布規(guī)律，主要為水下河道遷移的過程。

（3）通過對測井曲線的分析，水下天然堤沉積微相的GR值比較高在93～120API之間，SP值相對較高在86～89mV之間；水下分流河道的GR值和SP值相比較水下天然堤的測井響應(yīng)要低一點，GR值介于71～91API之間，SP值介于80～87mV之間。通過統(tǒng)計不同沉積微相的變化明顯的測井曲線響應(yīng)值，為該區(qū)其它井利用測井曲線自動識別沉積微相提供了判定閥值。

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TE122

A

1004-5716(2015)09-0045-05

2014-10-07

2014-10-10

構(gòu)造與油氣資源教育部重點實驗基金（TPR-3013-16）聚類分析校級重點項目（紅河油田長8儲層成巖相識別研究KSZ13033）資助。

王豆豆（1993-），男（漢族），河南周口人，西南石油大學(xué)在讀本科生，研究方向：勘查技術(shù)與工程物探。