哈薩克斯坦NB油田白堊系沉積微相及有利相帶

王 艷，季彥姝，王呈呈，叢 鵬

(中國(guó)石油遼河油田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧 盤(pán)錦 124010)

哈薩克斯坦NB油田位于里海東北部海岸的布扎奇半島西北端，油田工區(qū)長(zhǎng)約27 km，寬約7 km，面積約125 km2，主要目的層為侏羅系和白堊系。白堊系油藏主要受沉積微相控制，縱向上含油層數(shù)多(一般5～8層)、單層厚度小(一般0.5～3 m)、隔夾層發(fā)育，橫向上具有相變快、砂體分布和油水關(guān)系復(fù)雜多變的特點(diǎn)[1-2]。自2004年以來(lái)油田正式進(jìn)入快速上產(chǎn)階段，目前處于上產(chǎn)階段的中后期。因此對(duì)該區(qū)沉積特征進(jìn)行詳細(xì)研究及預(yù)測(cè)有利儲(chǔ)集相帶的展布，對(duì)認(rèn)識(shí)油氣富集規(guī)律具有重要的指導(dǎo)意義，也為優(yōu)化注采井網(wǎng)和滾動(dòng)勘探提供了重要的地質(zhì)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

NB油田構(gòu)造上為一完整的背斜，中部隆起并具有兩個(gè)高點(diǎn)，高點(diǎn)之間以鞍部相接，向四周傾斜，北陡南緩，整體看可分為三個(gè)構(gòu)造層，即三疊系、侏羅系、白堊系構(gòu)造層，白堊紀(jì)主要受晚期燕山運(yùn)動(dòng)的影響，構(gòu)造高部位繼續(xù)抬升平緩，構(gòu)造整體比較平穩(wěn)，地層厚度變化不大。

白堊紀(jì)經(jīng)歷了海水淺-深-淺的過(guò)程，早白堊世為侏羅紀(jì)后期構(gòu)造抬升形成的地層剝蝕面上一個(gè)長(zhǎng)期的海侵過(guò)程，潮汐及波浪對(duì)三角洲前緣沉積的影響作用逐漸增強(qiáng)，厚層較純的泥巖，夾薄層砂巖、粉砂巖，后被一期大范圍但短暫沉積的頁(yè)巖所覆蓋，這種富含有機(jī)質(zhì)的頁(yè)巖全區(qū)穩(wěn)定分布，容易識(shí)別，厚度一般為20～40 m；晚白堊世為一套進(jìn)積的三角洲前緣相沉積物，為砂泥巖互層，砂巖厚度一般為1～5 m，最大厚度可達(dá)15 m，與下伏和上覆泥巖呈突變接觸關(guān)系，下細(xì)上粗，為一反旋回，是較為典型的進(jìn)積型河控三角洲沉積序列，該套砂巖在全區(qū)大部分地區(qū)分布穩(wěn)定，是白堊系的目的層。

2 白堊系沉積特征

2.1 沉積微相類(lèi)型及特征

綜合取心井巖心觀(guān)察描述、非取心井測(cè)井曲線(xiàn)資料和分析測(cè)試資料統(tǒng)計(jì)，從巖石類(lèi)型、沉積成因、沉積構(gòu)造和測(cè)井相等方面總結(jié)規(guī)律[3]，將研究區(qū)目的層三角洲前緣亞相細(xì)分為水下分流河道、天然堤、河道間砂、河口砂壩、前緣席狀砂和河道間泥等沉積微相，并總結(jié)了不同沉積微相類(lèi)型的識(shí)別標(biāo)志。

水下分流河道：為陸上分流河道在水下延伸部分，向海延伸過(guò)程中河道逐漸加寬，并產(chǎn)生一系列分叉，流速減緩，堆積速度增大[4]。沉積物主要為砂巖、粉砂巖為主，常發(fā)育平行層理、交錯(cuò)層理，以正韻律為主。河道砂體厚度比較大，由河道中心向兩側(cè)表現(xiàn)為巖性變細(xì)、厚度變薄。在三維地震剖面上呈頂平底凸的透鏡狀，伽瑪和電阻率曲線(xiàn)主要為箱形和齒化箱形。

天然堤：為陸上天然堤的水下延伸部分，為水下分流河道兩側(cè)的砂脊，主要由細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖組成，粒度較邊灘沉積細(xì)，比泛濫平原粗，垂向上突出的特點(diǎn)是砂、泥巖組成薄互層[5]。隨著河床遷移，天然堤砂體隨邊灘不斷擴(kuò)大、增長(zhǎng)，平面上呈面狀分布，厚度一般較薄，粒度變細(xì)，并逐漸過(guò)渡到泛濫平原沉積。在測(cè)井曲線(xiàn)形態(tài)上，伽瑪和電阻率曲線(xiàn)常表現(xiàn)為指形或鐘形。

河道間砂：位于水下分流河道之間，局部與河道相通的地帶，砂質(zhì)沉積多是河道漫溢沉積的結(jié)果，主要由灰綠色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖構(gòu)成，含少量的細(xì)砂巖，發(fā)育平行層理、波狀層理等。河道間砂主要發(fā)育與水下分支流河道的側(cè)翼，一般縱向厚度較薄，砂體規(guī)模小，儲(chǔ)層物性差。伽瑪和電阻率曲線(xiàn)一般為指形或漏斗形。

河口砂壩：位于水下分支河道的河口處，沉積速率最高，也是三角洲前緣亞相沉積主體，縱向上砂體多呈復(fù)合韻律和反韻律組合，偶爾也見(jiàn)正韻律[6]。平面上單砂體順物源方向呈指狀、舌狀、扇狀展布。砂體巖性相對(duì)分流河道微相變細(xì)，以細(xì)巖、粉砂巖為主，單砂層厚度較大，一般單層厚度在5～10 m，砂體的側(cè)翼和前緣較砂體變細(xì)、層數(shù)增多、砂層變薄，具有互層的特點(diǎn)。沉積構(gòu)造多發(fā)育平行、板狀和斜層理為主。伽瑪和電阻率曲線(xiàn)一般為鐘形或指形。

前緣席狀砂：由于河口砂壩經(jīng)海水沖刷作用再沉積于周邊而形成的席狀砂體[7]，主要為細(xì)砂、粉砂及泥質(zhì)砂巖類(lèi)，發(fā)育波狀層理、水平層理及生物擾動(dòng)層理，砂體的單層厚度較小，一般小于2 m。伽瑪和電阻率曲線(xiàn)表現(xiàn)為小型的漏斗形及齒形。

河道間泥：位于水下分流河道間的相對(duì)低洼地帶，巖性主要為灰黑色、灰色、灰綠色泥巖，常夾有洪水沉積的薄層砂巖，發(fā)育水平層理，含炭屑、螺化石、樹(shù)葉化石、蚌殼化石。伽瑪和電阻率曲線(xiàn)表現(xiàn)為微伏平直狀。

2.2 測(cè)井相特征

在巖心描述的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域沉積特征，應(yīng)用測(cè)井相分析技術(shù)進(jìn)行單井沉積微相劃分，歸納沉積微相電性特征，建立測(cè)井相模型[8-9](見(jiàn)表1)。

1)厚度較大的正旋回鐘形或箱形：?jiǎn)紊绑w厚度大于5 m，多為正旋回，主要為三角洲前緣水下分流河道主河道，底部常發(fā)育底礫巖。

2)厚度中等的鐘形：?jiǎn)紊绑w厚度2～10 m，泥質(zhì)含量增大，為分流河道側(cè)緣沉積的天然堤和河口砂壩，以粉細(xì)砂巖沉積為主。

3)具有一定的厚度的反旋漏斗形：砂體粒度為反韻律，反映河道間砂、前緣席狀砂沉積。

表1 NB油田電性標(biāo)志特征曲線(xiàn)

4)齒狀曲線(xiàn)：?jiǎn)紊绑w厚度小于2 m，垂向上多個(gè)砂體疊加，形成齒狀曲線(xiàn)，反映砂泥巖頻繁交互的沉積環(huán)境，為前緣席狀砂沉積。

5)微伏平直形：巖性多為泥質(zhì)巖類(lèi)，伽瑪曲線(xiàn)形態(tài)平直，呈線(xiàn)性狀或微有起伏。平面上一般分布在河道間泥發(fā)育的低能地區(qū)。

2.3 單井相特征

單井沉積相分析是以巖心觀(guān)察描述為基礎(chǔ)，來(lái)判別研究區(qū)內(nèi)可能出現(xiàn)的沉積微相類(lèi)型。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)測(cè)井相和錄井相特征，參考分析化驗(yàn)資料，在層序格架內(nèi)分析沉積序列的相類(lèi)型和相序組合特征[10-11]。研究區(qū)主要發(fā)育水下分流河道、河道間砂、河口砂壩、前緣席狀砂、河道間泥共5種沉積微相，天然堤并不發(fā)育，以研究區(qū)中部構(gòu)造高部位NB1井單井相(見(jiàn)圖1)分析為例，白堊系埋深295～410 m，分為A、B、C、D四個(gè)組，其中D組相當(dāng)于低位體系域，C組相當(dāng)于海侵體系域，B組、A組相當(dāng)于高位體系域，均為三角洲前緣亞相沉積。

白堊系D組：下伏為區(qū)域分布的角度不整合面，即侏羅紀(jì)晚期構(gòu)造抬升形成的地層剝蝕面。測(cè)井相表現(xiàn)為鐘形、齒形特征，為三角洲前緣河口砂壩和席狀砂沉積的特點(diǎn)，由四個(gè)次級(jí)旋回組成，底部為厚層砂巖，向上變?yōu)楸由皫r，與淺海相泥巖互層。

白堊系C組：由一個(gè)正向旋回組成，測(cè)井相為齒化箱形，定義為水下分流河道微相，底部為砂巖，向上變?yōu)榧?xì)砂巖，厚度較薄，與泥巖頻繁交互發(fā)育，頂部為一套富含有機(jī)質(zhì)的頁(yè)巖，其頂部為白堊紀(jì)的最大海泛面。

白堊系B組和A組：共計(jì)有三套較大的反旋回構(gòu)成的砂巖、粉砂巖組合，砂體發(fā)育程度向上逐漸增加，其中頂部為厚層的塊狀中細(xì)砂巖，單層最大厚度為5 m，其它兩套旋回砂體單層厚度相對(duì)要薄，總的測(cè)井相為箱形和漏斗形，定義為水下分流河道、河道間砂微相。

2.4 地震相

地震相是沉積體在地震數(shù)據(jù)體上反射特征的總和，地震相標(biāo)志主要包括反射振幅、頻率、連續(xù)性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部形態(tài)及其伴生關(guān)系，根據(jù)這些標(biāo)志將地震反射特征在剖面上分類(lèi)，劃分為若干個(gè)三維地震反射單元，投影到平面上即形成地震相的初始形態(tài)[12]。綜合區(qū)域沉積特征研究、巖相識(shí)別及測(cè)井相分析對(duì)不同反射特征進(jìn)行識(shí)別和標(biāo)定，對(duì)各種不同的反射形態(tài)賦予固定的地質(zhì)意義，并找到其平面分布規(guī)律，即為地震相。圖2為NB油田地震相模式剖面圖。

1)三角洲前緣前積反射(見(jiàn)圖2a)，該特征在研究區(qū)白堊系中普遍可見(jiàn)，是三角洲入水部分沉積特征的反映。

2)分流河道下切及側(cè)向尖滅反射，白堊系地震屬性與地震剖面存在良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從振幅屬性平面圖上識(shí)別出的分流河道大部分可以在地震剖面上追蹤，圖2b為水體寬緩、水動(dòng)力較弱的水下分流河道的橫截面，地震反射同相軸在橫向上呈透鏡狀；圖2c為水體狹窄、下切較深的分流河道橫截面，地震反射特征表現(xiàn)為局部下凹的強(qiáng)振幅；圖2d為多期分流河道橫向疊置之后形成的河道復(fù)合體橫截面，表現(xiàn)為橫向上相接的幾個(gè)強(qiáng)振幅段之間出現(xiàn)振幅減弱現(xiàn)象。

通過(guò)地震相分析，在平面上識(shí)別出水下分流、廢棄河道、彎曲河道間及河口砂壩等沉積微相，并根據(jù)河道展布特征初步確定了不同時(shí)期的物源方向，明確了研究區(qū)白堊紀(jì)沉積時(shí)期北部物源占主導(dǎo)地位。

2.5 沉積微相分布特征

通過(guò)單井測(cè)井相分析，結(jié)合地震相特征、砂體分布特征等，對(duì)白堊系各小層的沉積微相分布進(jìn)行了研究。以單層K2-B1的沉積微相平面分布圖(見(jiàn)圖3)為例，物源供給隨著洪水期和枯水期的變化，三角洲前緣水下分流河道的位置不斷發(fā)生遷移，分布于不同部位的水道構(gòu)成了三角洲前緣的骨架砂體，也是目的層儲(chǔ)層的主體部位。主力砂體之間被分流河道間較細(xì)粒沉積所分隔，水下分流河道呈南北向沿著物源方向條帶狀發(fā)育，側(cè)向上相互疊加，局部河道砂體連片分布，反映了水下分流河道不斷分流改道的特征。

K2-B1物源主要沉積分布在研究區(qū)中部的構(gòu)造高部位，發(fā)育八條三角洲前緣水下分流河道，分流河道向海延伸過(guò)程中不斷的分流，互相交叉，河道間主要以河道間砂微相為主，局部地區(qū)發(fā)育河道間泥微相，并在河口處發(fā)育三個(gè)扇形河口砂壩。研究區(qū)東部和西部地區(qū)主要發(fā)育前緣席狀砂和河道間泥沉積，局部發(fā)育水下分流河道微相。

3 有利儲(chǔ)集相帶預(yù)測(cè)

沉積環(huán)境是形成沉積巖的決定因素，有利儲(chǔ)層的形成往往發(fā)育于有利的沉積相帶，儲(chǔ)層的產(chǎn)出狀態(tài)、內(nèi)部特征和巖石類(lèi)型都由沉積相決定。沉積微相是沉積微環(huán)境的產(chǎn)物和物質(zhì)表現(xiàn)，儲(chǔ)層砂體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與組成砂巖的微相類(lèi)型有關(guān)，所以沉積微相直接影響了儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)和物性條件。

利用測(cè)井資料、地震屬性分析技術(shù)可以有效地識(shí)別地質(zhì)體的地震屬性特征、儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間變化規(guī)律以及預(yù)測(cè)有利的儲(chǔ)集帶，對(duì)于油田實(shí)際的勘探開(kāi)發(fā)有著重要的意義[13]。通過(guò)對(duì)比分析多種地震屬性提取方法(自動(dòng)增益控制、貸通濾波、瞬時(shí)屬性、變密度等)，結(jié)果顯示變密度顯示技術(shù)在下白堊統(tǒng)主力單砂體的地震響應(yīng)特征最為明顯。該砂體在地震屬性上表現(xiàn)為強(qiáng)振幅的特點(diǎn)，橫向連續(xù)性差，說(shuō)明了河道較窄且變遷較為頻繁。利用這一地震反射特征，首先建立過(guò)完鉆井的骨干識(shí)別剖面，橫向追蹤單砂體的平面分布，實(shí)現(xiàn)全區(qū)內(nèi)的單砂體的橫向分布預(yù)測(cè)。然后利用沿層地震屬性提取實(shí)現(xiàn)單砂體的縱向分布預(yù)測(cè)和平面顯示，研究區(qū)主力單砂體明顯受沉積微相控制，厚度穩(wěn)定，平面上呈條帶狀展布。

NB油田白堊系主要油層組砂體展布圖(見(jiàn)圖4)看出，砂體延伸遠(yuǎn)、縱貫全區(qū)的水下分流河道砂體為油氣的聚集提供了可能。根據(jù)油田的沉積相和砂體分布特征并結(jié)合已發(fā)現(xiàn)的油層看出，含油砂體呈條帶狀分布。有利的儲(chǔ)層微相類(lèi)型主要為水下分流河道和河道間砂體，厚度較大，物性較好。從儲(chǔ)層分布、巖性和物性特征看，水下分流河道相砂體粒度相對(duì)較粗，平面上呈條帶狀，巖性以砂巖、粉砂巖為主，少量的細(xì)砂巖，孔隙度大于26%，滲透率大于500 mD，含油性最好，是最好的儲(chǔ)集相帶，是NB油田主力的勘探開(kāi)發(fā)相帶。河道間砂的粒度較細(xì)，結(jié)構(gòu)相對(duì)較均勻，以細(xì)巖、粉砂巖為主，孔隙度大于20%，滲透率大于50 mD，相帶較為有利，而且砂體分布范圍較大，為次要的儲(chǔ)層相帶。前緣席狀砂發(fā)育薄層的砂體，巖性以粉細(xì)砂巖和泥質(zhì)粉砂巖為主，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，儲(chǔ)集物性和含油氣性也變差。

4 結(jié)論

1)NB油田白堊系為三角洲前緣相沉積，主要發(fā)育水下分流河道、河道間砂、河口砂壩、前緣席狀砂和河道間泥等沉積微相，綜合巖心觀(guān)察描述、測(cè)井曲線(xiàn)資料統(tǒng)計(jì)分析建立了相應(yīng)的測(cè)井相識(shí)別模型。

2)白堊系可分為A、B、C、D四個(gè)組，其中D組相當(dāng)于低位體系域，C組相當(dāng)于海侵體系域，B組、A組相當(dāng)于高位體系域，B組主要發(fā)育水下分流河道相，砂體單層厚度大，儲(chǔ)層物性好，是NB油田白堊系的主力產(chǎn)層。

3)白堊系水下分流河道自北向南呈條帶狀發(fā)育，河道的位置不斷發(fā)生遷移，構(gòu)成了三角洲前緣的骨架砂體，目的層K2-B1層河道較窄，主要分布于中部構(gòu)造高部位，主力砂體之間被河道間砂、河口砂壩、前緣席狀砂等較細(xì)粒沉積所分隔，共同組成了NB油田白堊系砂體構(gòu)型。

4)利用測(cè)井資料、地震屬性分析，對(duì)有利儲(chǔ)集砂體進(jìn)行了預(yù)測(cè)。有利的儲(chǔ)層微相類(lèi)型主要為水下分流河道和河道間砂。該地區(qū)主力單砂體明顯受沉積微相控制，厚度穩(wěn)定，平面上呈條帶狀展布，水下分流河道相砂體物性好，是最好的儲(chǔ)集相帶，河道間砂是次要的儲(chǔ)集相帶，前緣席狀砂儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，物性和含油氣性相對(duì)變差。