留西油田沙三上亞段沉積微相與含油性關系研究

李國艷,董 偉,孫 康,謝 爽,甘 霖,熊 俊

(1.成都理工大學能源學院,成都610059;2.中國石油青海油田公司)

留西油田沙三上亞段沉積微相與含油性關系研究

李國艷1,董 偉1,孫 康2,謝 爽1,甘 霖1,熊 俊1

(1.成都理工大學能源學院,成都610059;2.中國石油青海油田公司)

通過大量巖心、錄井和測井等資料分析,結合區域地質背景和各種相標志,對研究區的沉積相進行了詳細劃分,分析認為留西油田沙三上亞段為辮狀河三角洲沉積體系和濱淺湖沉積體系。辯狀河三角洲發育三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲三個亞相;三角洲平原亞相發育辮狀河道和漫灘2種微相,三角洲前緣亞相發育水下分流河道、河口砂壩、遠砂壩3個微相。在此基礎上,分析了沉積微相與含油性的關系,沉積微相控制著砂體的展布和儲層物性,各種微相的分布與配置有利于油氣藏的形成。

留西油田;沙三上段;沉積微相;含油性

留西油田位于冀中坳陷饒陽凹陷中南部留西構造帶,整體構造為一大的斷階構造帶,自東向西階階下掉,構成北向東延伸的長條形斷階結構,由北東向西南分為留416、留17、路44、留80等4個區塊。區內斷層密集,斷塊破碎,主要發育構造油藏。斷層按走向分為北東向和北西向斷層兩大類,北東向斷層是形成研究區構造形態的主控斷層,為油氣成藏起到至關重要的作用。該油田沙河街發育三套儲層,分別是沙一段、沙二段和沙三段,主要的含油層段為沙三段。

1 巖石學特征

根據巖心薄片分析資料統計,研究區沙三上亞段砂巖巖石類型主要為長石砂巖和巖屑長石砂巖。在碎屑顆粒組分含量中,石英55%～65%,長石25%～35%,巖屑為8%～13%。長石顆粒中正長石占絕大多數,占長石相對含量的90%左右,較為穩定。巖屑以酸性噴出巖巖屑為主,含有少量花崗巖、沉積巖和變質巖巖屑。砂巖中的重礦物類型主要有石榴石、重晶石、電氣石、綠簾石、磁鐵礦、綠泥石等。從砂巖的礦物成分分析,該區砂巖的成分成熟度具有中等偏低的特征。砂巖中顆粒為次圓-次棱角狀,分選中等-較好,顆粒支撐,顆粒以點-線接觸、線接觸為主。

2 沉積微相類型及特征

留西油田沙三上亞段為水進沉積,從上至下劃分為三個油組,Ⅰ油組以濱淺湖沉積為主,Ⅱ、Ⅲ油組以辮狀河三角洲沉積為主。結合測井曲線、巖心和錄井等資料,將各類亞相進一步劃分為辮狀河道、漫灘、水下分流河道、河口砂壩、遠砂壩、濱淺湖泥、濱淺湖砂壩等微相。

2.1 三角洲平原亞相

留西油田沙三上亞段發育的三角洲平原亞相主要發育于Ⅲ油組,正旋回結構,顏色雜,粒度較粗,分選中等,成分成熟度中等;底部發育底沖刷構造,一般上覆著泥礫。由辮狀河道和漫灘沉積組成,其中以辮狀河道沉積為主,為牽引流沉積。

(1)辮狀河道:留西油田沙三上亞段發育的辮狀河道巖性較粗,巖石相類型較多,包括灰白色礫巖相、灰綠色含泥礫中細砂巖相、灰綠色塊狀中細砂巖相及灰色鈣質膠結中細砂巖相等,組成向上變細的序列,從砂礫巖、含礫砂巖至中細砂巖,頂部出現粉砂巖層。最下部發育沖刷面,底部以含泥礫粗砂巖粗碎屑沉積為主,顆粒支撐,泥質雜基含量很少,為明顯的底部滯留沉積。累計概率曲線為兩段式,代表由跳躍總體和懸浮總體組成。測井相特征十分明顯,電阻率和自然電位曲線常呈鐘狀和箱狀,電阻率曲線呈高值(圖1)。

圖1 研究區辮狀河道沉積微相特征

(2)漫灘:由于研究區整體處于氧化環境,漫灘沉積表現為紫紅色或雜色泥巖,含粉砂質泥巖和泥質粉砂巖,薄厚不等,一般為3～4m,泥巖具水平層理,有時會發育漫溢成因的小型的薄層狀孤立砂體。電阻率曲線呈中低幅棗核狀,電位和自然伽馬均為高值。

2.2 三角洲前緣亞相

研究區三角洲前緣亞相長時間內處于水面之下,泥巖顏色以深灰色、暗色泥巖為主,局部夾有短期水面下降暴露形成的紫紅色泥巖。據沉積特征的不同,進一步劃分為水下分流河道、河口砂壩、分流間灣和遠砂壩等微相[1]。

(1)水下分流河道:研究區水下分流河道微相基本上繼承了辮狀河道的特征,但沉積規模、幾何形態和微相間的配置關系發生了變化,規模變小、粒度變細,下切侵蝕能力明顯減弱,單砂層厚度變薄,砂層密度和砂/泥比也有所下降。由于研究區的河流作用較強,推移質與懸移質比值較高,因而水下分流河道較為發育,成為研究區辮狀河三角洲前緣的主要砂體;砂體底部常具有明顯的沖刷面,垂向上表現為正韻律或復合正韻律。單河道砂體厚度一般為2～5m,復合河道厚達數十米,SP高負異常,形態為箱形或鐘形或者為箱形與鐘形的疊加,微齒-光滑;GR低值,齒化,變化幅度較小;電阻曲線為高值,鐘形(圖 2)。

圖2 研究區水下分流河道沉積特征

(2)河口砂壩:在研究區,河口砂壩大多發育于離湖岸線較遠的分流河道的末端而很少發育于入湖的河口處,這是因為辮狀河水流能量較強,分流河道入湖后在水下繼續延伸一段距離并不馬上發生沉積作用[2]。另外,分流河道遷移性較強,河口不穩定,形成的河口砂壩規模小而無法與正常三角洲前緣的大型河口壩砂體相比。巖性以砂巖為主,也有粉砂巖,厚度一般大于4m,有的可達10m以上,在垂向上一般呈下細上粗的反韻律,可見平行層理和波紋層理。電阻率和自然電位曲線呈中高幅的漏斗狀(圖 3)。

圖3 研究區河口砂壩沉積特征

(3)遠砂壩:研究區遠砂壩常呈孤立的透鏡狀或與河口壩相連,厚度一般在0.5～3m,以砂巖、粉砂巖為主,垂向韻律不明顯。由于該區湖流或波浪能量較強,遠砂壩砂體基本上連成一片。測井曲線上表現為中幅的指狀,上下漸變或突變為泥巖基線。

2.3 前三角洲亞相

前三角洲亞相以深灰色的泥巖和粉砂質泥巖為主,含有大量的有機質。研究區前三角洲亞相主要發育暗色及灰綠色泥巖、粉砂質泥巖,夾有灰白色薄層狀遠砂壩沉積。

2.4 濱淺湖亞相

(1)濱淺湖泥:研究區濱淺湖泥巖微相由巖性非常單一的泥、頁巖夾薄層粉砂巖或粉砂質泥巖組成。代表了低能的環境,顏色以深灰色、灰綠色為主,有時也夾有少量由于湖灣淤塞或短期暴露形成的紅色泥巖。發育水平層理,厚度在全區分布較穩定。自然電位曲線為光滑平直的等幅曲線,正異常十分明顯;自然伽馬曲線較高,齒化;電阻率曲線為低值,弱齒化,局部高值,可能指示鈣化。

(2)濱淺湖砂壩:研究區濱淺湖砂壩微相的巖性為灰色、灰綠色粉砂巖、細砂巖,垂向剖面上與濱淺湖泥巖夾層發育。發育平行層理,砂體單層厚度薄(一般2～6m),其成因與沿岸流或湖浪對沉積物的簸選和再搬運、沉積作用有關。測井響應特征為:自然電位曲線負異常,自然伽馬曲線低值呈指狀,電阻率曲線相對為高值。

3 沉積微相與含油性關系

沉積作用是形成儲層的基礎,它直接或間接影響著儲層砂體展布、砂體連通性和連續性、縱向隔夾層的發布和油氣富集成藏規律等[3-4]。通過對研究區沉積儲層、含油氣性等方面的研究,認為該區沉積微相與含油性有如下關系。

3.1 沉積微相控制著砂體的展布

不同沉積微相所形成的砂體巖性、厚度和形態各不相同。對研究區Ⅱ、Ⅲ油組各沉積微相進行分類統計可知,砂體厚度呈現出“平原辮狀河道-分流河道-河口砂壩-遠砂壩”依次減薄的趨(表1),平原辮狀河道砂體平均厚度為14.3m,并出現巨厚(＞20m)主河道砂,分流河道砂體平均厚度為11.8 m,河口砂壩砂體平均厚度為6.55m,遠砂壩砂體平均厚度為5.8m。分流河道以細砂巖為主,呈條帶狀分布,延伸遠;河口壩砂以細砂巖、粉砂巖為主,呈朵狀。

表1 不同微相砂體厚度以及物性統計對比

3.2 沉積微相控制著儲層的物性

據巖心物性分析資料統計發現,不同沉積微相的砂巖儲層物性差異較大(表1)。Ⅱ油組水下分流河道主體部位和河口砂壩的儲集性能好,粒度較粗、分選好,平均孔隙度達到15%以上,兩微相的平均滲透率分別為 12.43×10-3μm2和 18.63×10-3μm2;Ⅲ油組各沉積微相的砂巖平均孔隙度相差不大,但平均滲透率差別較大。通過比較分析,Ⅱ油組砂體對油氣的儲集能力和滲流能力好于Ⅲ油組。

3.3 沉積微相的分布有利于油氣藏的形成

留西油田沙三上亞段下部發育三角洲沉積,上部發育濱淺湖沉積,形成正粒序組合,宏觀上形成了下儲上蓋組合模式,有利于油氣的聚集和保存。縱向來看,辮狀河道、水下分流河道、河口砂壩和遠砂壩等砂體,能形成良好的儲層,前三角洲亞相、漫灘微相和濱淺湖亞相沉積以泥巖為主,是良好的生油層和蓋層(或隔層),能夠形成良好的巖性油藏圈閉,同時可形成上生下儲式油藏。橫向來看,分流間灣等微相形成的泥巖分割了沉積砂體,影響砂體的橫向展布,同時,分流間灣沉積的泥巖也是良好的生油巖,所生油氣能及時運移到鄰近砂體聚集,形成自生自儲式油氣藏。通過計算,研究區Ⅱ、Ⅲ油組含有豐富的石油地質儲量。

4 結論

(1)留西地區沙三上亞段可以劃分為三個油組,Ⅰ油組為濱淺湖沉積體系;Ⅱ、Ⅲ油組為辮狀河三角洲沉積體系,包括三角洲平原、三角洲前緣、前三角洲3個亞相。

(2)Ⅱ、Ⅲ油組為該區主要的儲集層,發育辮狀河道、漫灘、水下分流河道、河口壩、遠砂壩等微相。

(3)沉積微相對儲層的砂體展布和物性具有控制作用,各沉積微相的分布有利于油氣藏的形成。

[1] 熊運斌,王德發,田世澄,等.文南油田沙二段下亞段沉積微相特征研究[J].地質科技情報,2003,22(1):l-5

[2] 胡望水,黃慶,鄒起陽.大安油田紅崗北區高臺子油層沉積微相特征[J].石油地質與工程,2010,24(1):27-33

[3] 林壬子,張金亮.陸相儲層沉積相進展[M].北京:石油工業出版社,1996:29-74

[4] 徐俊杰,寧正福,薛永超.鄂爾多斯盆地杏白地區長6段沉積微相研究[J].石油地質與工程,2009,23(3):27-29

編輯:吳官生

TE111.3

A

2010-06-18;改回日期:2010-08-30

李國艷,1982年生,2008年畢業于長江大學,成都理工大學能源學院在讀碩士生,研究方向:油氣田開發地質。

1673-8217(2010)06-0026-03