珠江口盆地WCA油田珠江組一段無(wú)障壁海岸相沉積特征研究

鄧 玄，薛國(guó)慶，王繼成,趙澄圣，王 靜

(1.中海石油(中國(guó))有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057;2.武漢時(shí)代地智科技股份有限公司，湖北 武漢 430040)

珠江口盆地位于中國(guó)南海北部。古近系中新統(tǒng)珠江期隨著海侵加劇，珠江口盆地隆起帶開(kāi)始發(fā)育碳酸鹽臺(tái)地，其后轉(zhuǎn)變?yōu)閺V海陸棚沉積環(huán)境[1]，珠江組縱向上為一個(gè)持續(xù)海進(jìn)的沉積層序，由二段潮汐濱海相向一段濱海相、淺海相逐漸過(guò)渡。前人對(duì)于珠江組海相沉積研究較少，對(duì)砂體展布規(guī)律缺乏系統(tǒng)研究，且淺海相沉積儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，生產(chǎn)井開(kāi)采效果差異大，制約了下步精細(xì)調(diào)整挖潛。為此，本次研究以沉積學(xué)為指導(dǎo)[2-4]，從巖心觀察入手，結(jié)合測(cè)井、錄井、 地震等資料，系統(tǒng)研究了WCA油田珠江組一段4油組海相儲(chǔ)層沉積特征及相控砂體展布，為后續(xù)的開(kāi)發(fā)調(diào)整提供基礎(chǔ)依據(jù)和指導(dǎo)。

1 地質(zhì)概況

WCA油田位于QH凸起上的中東部，是在基底隆起的基礎(chǔ)上發(fā)育的低幅披覆背斜構(gòu)造，構(gòu)造完整平緩；兩翼的傾角下陡上緩，2個(gè)高點(diǎn)，1井區(qū)軸向?yàn)楸睎|向，2井區(qū)軸向?yàn)楸北睎|向；斷層不發(fā)育，主要集中在構(gòu)造北部。珠江組縱向上為一個(gè)持續(xù)海進(jìn)的沉積層序，水體逐漸向盆地邊緣遷移，沉積體系不斷后退。珠一段晚期海水加深，同時(shí)神狐隆起繼續(xù)下沉，基本沒(méi)于水下，障壁作用減小，波浪作用進(jìn)一步加強(qiáng)，此時(shí)整個(gè)珠三坳陷由潮汐濱海向開(kāi)闊的波浪濱海轉(zhuǎn)換，形成區(qū)域性波浪為主的濱岸沉積[5]。重礦物類型及ZTR指數(shù)表明WCA油田沉積物源主要來(lái)自于西北部。

目前已動(dòng)用珠江組一段4油組、珠江組二段1，2油組。珠江組一段4油組分為4U、4M和4L砂組，4U和4M砂組為含油層，細(xì)分為4U-1、4U-2、4M-1、4M-2和4M-3共5個(gè)小層。4U砂組儲(chǔ)層凈厚4.3 m，孔隙度22.5%，滲透率95.2×10-3μm2；4M砂組儲(chǔ)層凈厚15.0 m，孔隙度24.7%，滲透率726.1×10-3μm2，砂組間物性差異大。4U-1小層為低阻低滲層，4U-2小層以中高滲為主，層間差異大，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)。

2 沉積相類型

2.1 沉積相標(biāo)志

(1)巖性特征：目的層位泥巖顏色以淺灰色、灰色、灰綠色為主，反映淺水的弱還原沉積環(huán)境。砂層組砂巖中石英含量較高，為中等—高成熟度，符合濱海相沉積特征。在本地區(qū)4M砂層組地層中廣泛發(fā)育海綠石膠結(jié)物，表現(xiàn)為襯邊膠結(jié)于顆粒之間和充填于有孔蟲(chóng)體腔內(nèi)，可以作為濱淺海環(huán)境的指相礦物，地層中局部可見(jiàn)黃鐵礦。

(2)結(jié)構(gòu)特征：4M砂層組儲(chǔ)層巖性主要為細(xì)砂巖和粉砂巖，細(xì)砂常為含粉細(xì)砂巖或粉砂質(zhì)細(xì)砂巖；4U砂層組儲(chǔ)層巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖，自下而上儲(chǔ)層粒度逐漸變細(xì)，表明沉積環(huán)境水體逐漸加深，水動(dòng)力條件逐漸減弱。粒度概率曲線以兩段式為主，由高斜率的跳躍和懸浮次總體組成，由于受波浪流與潮汐流雙重作用，可見(jiàn)雙跳躍組分，反映一種牽引流沉積環(huán)境。

(3)構(gòu)造特征：構(gòu)造特征是巖心觀察的重要內(nèi)容，其中層理構(gòu)造、層面構(gòu)造、同生變形構(gòu)造、生物成因構(gòu)造能很好反映沉積環(huán)境，具有很好的指相作用。研究區(qū)主要沉積構(gòu)造有：水平層理、波狀層理、透鏡狀層理和塊狀層理，并且較多生物碎屑，少量生物擾動(dòng)，少量生物鉆孔。

綜合巖石學(xué)特征、粒度結(jié)構(gòu)特征、沉積構(gòu)造分析巖心沉積相標(biāo)志，并結(jié)合地震反射特征、測(cè)井曲線特征、砂體平面和剖面特征，對(duì)研究區(qū)進(jìn)行沉積特征分析。ZJ1-4油組為無(wú)障壁浪控型濱岸沉積環(huán)境，主要發(fā)育臨濱亞相，包括臨濱砂壩主體、砂壩側(cè)緣、裂流溝槽、凹槽、臨濱淺灘和臨濱泥微相。

圖1 珠江口盆地WCA油田ZJ1-4油組巖心沉積特征

2.2 沉積相特征

(1)臨濱砂壩：粒度較粗，見(jiàn)含礫石粗砂巖，可見(jiàn)波狀層理、貝殼印模等，反映水動(dòng)力較強(qiáng)，水體較淺(見(jiàn)圖1a、b、c)。粒度概率曲線顯示為高、低截點(diǎn)兩段式，由高斜率的跳躍和懸浮次總體組成，高截點(diǎn)兩段式所占比例較高。砂壩主體自然伽馬為高幅箱形或漏斗形，平滑或微齒，頂突變底漸變。砂壩側(cè)緣、裂流溝槽、凹陷自然伽馬為指形，幅度較高，整體呈中低幅漏斗形，弱齒化。

(2)臨濱淺灘：粒度較細(xì)，多為粉砂巖，可見(jiàn)生物介殼(見(jiàn)圖1d、e)。粒度概率曲線為雙跳躍兩段式，由具有兩個(gè)跳躍組分次總體和懸浮次總體組成，見(jiàn)沖刷的間斷點(diǎn)；跳躍次總體含量占優(yōu)勢(shì)。臨濱淺灘自然伽馬為中低幅指形，微齒化，頂?shù)诐u變，整體表現(xiàn)為箱形。

(3)臨濱泥：該微相多表現(xiàn)為灰色或灰綠色粉砂質(zhì)泥巖，可見(jiàn)水平層理和波狀層理(圖1f)。臨濱泥自然伽馬為中高幅指形，微齒化，頂?shù)诐u變或突變。

3 沉積相分布特征

3.1 縱向沉積特征

(1)單井相分析：對(duì)取心井A7井ZJ1-4油組進(jìn)行巖心描述(見(jiàn)圖2)。

4M-1層：上部以灰綠色粉砂巖為主，較為疏松，局部鈣質(zhì)膠結(jié)致密，見(jiàn)生物遺跡和方解石結(jié)晶充填的生物骨架，可見(jiàn)黃鐵礦充填古生物介殼。自然伽馬曲線為低幅箱形，電阻率曲線呈低幅平直狀，粒度概率曲線表現(xiàn)為雙跳躍兩段式，見(jiàn)沖刷間斷點(diǎn)，為臨濱淺灘微相。

4M-2層：上部為灰色油浸含泥粉砂巖，自然伽馬為低幅漏斗形，電阻率為低幅度差，為臨濱砂壩側(cè)緣微相。下部為鈣質(zhì)膠結(jié)含細(xì)礫粗砂巖，細(xì)礫主要成分為石英，分選、磨圓較好，細(xì)礫呈條帶狀分布，夾薄泥質(zhì)條帶和鈣質(zhì)夾層，見(jiàn)雙殼類化石印模。自然伽馬曲線為中幅漏斗形，電阻率曲線呈中幅度差，垂向上為上細(xì)下粗的正旋回，為臨濱砂壩主體微相。底部巖性為灰綠色粉砂質(zhì)泥巖，見(jiàn)水平層理，自然伽馬低值，為臨濱泥微相。

(2)縱向分布特征：垂向上，研究區(qū)主要發(fā)育臨濱亞相，表現(xiàn)為“砂包泥”的宏觀特征。在4M砂組與4U砂組之間形成大范圍海泛泥，之后快速水退，整體表現(xiàn)為海侵。

同時(shí)，砂體沉積受構(gòu)造控制，構(gòu)造高部位離海泛面相對(duì)較近，水動(dòng)力較強(qiáng)，砂體堆積厚度較大；構(gòu)造低部位水動(dòng)力相對(duì)較弱，砂體粒度較細(xì)，厚度較薄，體現(xiàn)“構(gòu)造控砂”的特征。從剖面上看，順物源方向儲(chǔ)層分布較穩(wěn)定，井間連續(xù)性較好；垂直物源方向井間連續(xù)性較差，變化較大(見(jiàn)圖3)。

圖2 珠江口盆地WCA油田A7井單井相圖

3.2 平面沉積特征

(1)地震相分析:地震相反映了該地震單元所對(duì)應(yīng)沉積物在平面上的分布特征，并間接反映該地震層序所對(duì)應(yīng)沉積時(shí)期內(nèi)沉積環(huán)境的變化。地震相分析是進(jìn)行沉積相研究的一種強(qiáng)有力方法，為沉積相研究提供豐富的地質(zhì)信息，通過(guò)“井震結(jié)合”能合理預(yù)測(cè)砂體空間展布。

總體上，沿構(gòu)造軸線方向，地層反射特征明顯，橫向連續(xù)性好，縱向上穩(wěn)定，有較好的對(duì)比性，沉積砂體分布廣泛，地震反射強(qiáng)度由下向上呈現(xiàn)出減弱趨勢(shì)。

珠江組識(shí)別的沉積相地震反射特征清晰：臨濱砂壩沉積粒度較粗,連續(xù)性好,呈披覆狀分布，縱向上較穩(wěn)定，其地震反射特征表現(xiàn)為一套加積的中強(qiáng)振幅、中-強(qiáng)連續(xù)性、平行或亞平行反射，雙向下伏。同相軸較連續(xù)，反映砂壩橫向連續(xù)性較好，此外，可見(jiàn)單期砂壩及多期疊加砂壩沉積。臨濱淺灘沉積粒度較細(xì)，連續(xù)性中等，其地震反射特征表現(xiàn)為一套加積的中弱振幅、中—弱連續(xù)性、平行或亞平行反射、縱向上不穩(wěn)定(見(jiàn)圖4)。

圖3 珠江口盆地WCA油田南北向(垂直物源方向)連井剖面

圖4 文昌A油田ZJ1-4油組地震相特征

通過(guò)提取各小層地震屬性，用于屬性和平面相優(yōu)選，根據(jù)屬性相關(guān)性分析，優(yōu)選與砂巖厚度相關(guān)性較好的均方根振幅、最小振幅、弧長(zhǎng)特征屬性，并進(jìn)行三屬性融合,用于微相劃分見(jiàn)(圖5(a)、圖5(b))。以4U-2小層為例，建立過(guò)井地震剖面，在地震剖面圖上圈定砂體邊界，對(duì)應(yīng)于平面圖上微相邊界，進(jìn)一步得到平面微相展布(見(jiàn)圖6)。

圖5(a) ZJ1-4U-2小層優(yōu)選地震屬性

圖5(b) ZJ1-4U-2小層地震相平面圖

(2)平面相展布:在單井相和連井相分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合砂體厚度、地震屬性及地震反射特征，開(kāi)展小層沉積微相平面展布研究。隨著盆地進(jìn)一步沉降，海平面繼續(xù)上升，研究區(qū)位于平均高潮線至浪基面之間，波浪起控制作用，沉積物始終遭受著波浪的沖洗、擾動(dòng)，該沉積時(shí)期廣泛發(fā)育波浪濱岸環(huán)境的臨濱沉積。砂體受構(gòu)造控制，構(gòu)造高部位離海泛面相對(duì)較近，水動(dòng)力較強(qiáng)，砂體堆積厚度較大；構(gòu)造低部位，水動(dòng)力相對(duì)較弱，砂體粒度較細(xì)，厚度較薄，表現(xiàn)為“構(gòu)造控砂”的特征。

4M-1沉積時(shí)期：發(fā)生短暫海侵，水體進(jìn)一步變深，沉積基準(zhǔn)面處于頻繁升降變化中，全區(qū)大面積發(fā)育臨濱淺灘(圖7(a))。

4U-2沉積時(shí)期：發(fā)生海退，基準(zhǔn)面下降，水體變淺，臨濱砂壩主體個(gè)數(shù)增多，裂流溝槽和凹槽較為發(fā)育，平面相變快(圖7(b))。該層主要發(fā)育灘相，局部發(fā)育壩相，砂體整體從西南-北東方向推進(jìn)。3個(gè)砂壩集中發(fā)育在構(gòu)造高部位，呈現(xiàn)北西-南東方向條帶狀分布，砂壩間的凹槽，將砂壩分隔開(kāi)，相控砂體展布是影響儲(chǔ)層物性和開(kāi)采特征差異的主要原因[6]。

圖6 ZJ1-4U-2小層“井震結(jié)合”指導(dǎo)沉積相研究

圖7(a) ZJ1-4M-1小層沉積微相平面圖

圖7(b) ZJ1-4U-2小層沉積微相平面圖

3.3 沉積演化模式

QH凸起海侵前為一個(gè)環(huán)水古島環(huán)境，恩平組沉積末期發(fā)生海侵，水體向上依次變深，為一個(gè)持續(xù)的海進(jìn)過(guò)程，局部層段發(fā)生海退，研究區(qū)在“構(gòu)造控砂”的背景下，受多方向海洋潮汐和波浪流影響。

ZJ1-4油組自下而上水體變深，由4L的前濱相過(guò)渡為4M和4U的臨濱相。4M砂組內(nèi)4M-3小層發(fā)育上臨濱亞相，以砂壩為主，砂壩厚度大，受沿岸流和波浪的影響，離岸搬運(yùn)，在構(gòu)造高點(diǎn)處平行岸線沉積，以中砂巖為主，儲(chǔ)層物性好。之后水體加深，4M-2小層發(fā)育中臨濱亞相，砂壩規(guī)模減小，局部可見(jiàn)裂流溝槽，顆粒變細(xì)，以中細(xì)砂巖為主。4M-1小層水體進(jìn)一步加深，發(fā)育下臨濱亞相，局部構(gòu)造高部位聚砂能力減弱，以灘砂為主，砂巖粒度細(xì)，儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)(見(jiàn)圖8)。之后海泛面急劇變淺，砂組間廣泛沉積海泛泥，4U砂組由底部的上臨濱相向上過(guò)渡為下臨濱亞相，水體總體向上變深。

圖8 珠江口盆地WCA油田ZJ1-4油組沉積演化模式

4 結(jié)論

通過(guò)“井震結(jié)合”對(duì)研究區(qū)進(jìn)行沉積相和砂體展布研究，得到了砂體展布新認(rèn)識(shí)：

ZJ1-4油組沉積體系為無(wú)障壁浪控型濱岸沉積環(huán)境，主要發(fā)育臨濱亞相，包括臨濱砂壩主體、砂壩側(cè)緣、裂流溝槽、凹槽、臨濱淺灘和臨濱泥微相。自下而上水體變深，為一個(gè)持續(xù)的海進(jìn)過(guò)程，局部層段發(fā)生海退，砂體在“構(gòu)造控砂”的背景下，受沿岸流和波浪的影響，在構(gòu)造高點(diǎn)處平行岸線沉積，相控砂體展布影響了儲(chǔ)層非均質(zhì)性和油田的開(kāi)采效果。