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.長江大學地球物理與石油資源學院，湖北武漢 430100；2中國石化西北油田分公司；3中國石化河南油田分公司）

王集復雜斷塊油田包括王集東區、柴莊區、泌242塊和西區四個開發區塊，經過前期的快速開發，目前油田已進入高含水期。分析認為，前期對儲層的非均質程度認識不夠，致使注水過程中水驅程度較低，進而影響了后期剩余油的分布［1－2］。考慮到沉積相對儲層和油氣聚集的控制作用［3］，有必要對沉積特征與沉積微相的空間展布開展專門細致研究，為油藏精細地質建模和挖潛方案調整提供理論依據。

1 區域沉積模式

王集油田是一個被斷層復雜化的向南東方向傾伏的鼻狀構造［4］，其構造位置處于泌陽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，發源于泌陽凹陷緩坡帶北部伏牛山脈的東段，來自山區的河流攜帶大量碎屑流經狹窄的山前平原向湖推進，由伏牛山水系沿北東向的盆地長軸入湖形成。王集三角洲發源于泌陽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砂巖為主，主要巖性包括頁巖、泥巖、砂質泥巖、泥質粉砂巖、細砂巖、粉砂巖、中砂巖、粗砂巖、礫巖和砂礫巖等。從錄井資料來看，除泥巖和頁巖外，具有儲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，王集油田主要為長石砂巖和巖屑長石砂巖為主，也有部分巖屑砂巖和長石巖屑砂巖。石英含量在5%～80%不等，長石含量集中在20%～40%之間，巖屑含量在2%～80%之間。長石主要為斜長石，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，顆粒支撐結構，風化程度中等。

總的巖石學特征為：結構成熟度低、成份成熟度低，即分選差、石英、長石含量低，巖屑含量高且不穩定組分占多數。但不同區域陸源碎屑中石英、長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近及母巖性質的不同。石英和巖屑含量變化大，表明沉積物搬運距離有較大差別。

2.2 粒度特征

對研究區18口井的607個粒度數據統計得知，樣品的分選系數最大為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）。標準偏差最大為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，王集油田儲層砂體粒度為典型的牽引流搬運沉積，OP滾動段、PQ懸浮和滾動段、QR遞變懸浮段和RS均勻懸浮段都存在，但主要以OP和QR段為主。根據粒度累積概率曲線的形態、斜率、截點位置和總體數，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，泥質膠結，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80%左右，總體分選較差，反映強河流能量期，能量迅速減弱，細粒與粗粒物質快速堆積；③多段式，牽引總體較少，跳躍總體與懸浮總體的截點較細，甚至無截點，個別較粗，出現跳躍次總體，反映受水流改造的特點三角洲前緣席狀砂、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、結構、成巖性等，它可以反映沉積時水流能量的大小及垂向變化，而且巖石相的成因對微相分析及儲層宏觀非均質分布有重要的意義。在對王集油田21口取心井（總心長593 m）巖心觀察的基礎上，對核三段儲層的巖石相進行了劃分，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律組合，形成了不同微相的層序特征。

2.4 測井相特征

由于取心井數量有限，目前常用方法是通過建立不同沉積微相與測井曲線特征的對應關系，然后綜合利用測井曲線和沉積砂體的分布開展沉積微相展布的研究［8］。本研究主要根據自然電位與自然伽馬曲線為主，結合深淺側向電阻率曲線特征，來建立目的層段不同沉積亞相和微相的測井相與地質相的對應關系。

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律的基礎上，結合單井的測井相類型，對王集油田核三段七個油組各小層沉積微相進行了劃分，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模和連續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模較小；攔河砂壩型水下分流河道寬，在河道前段常形成規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，河道發育呈現明顯的多期次（強→弱→強→弱）特征；河口砂壩發育廣泛，尤其在Ⅳ油組發育規模較大，與河道的發育強弱有顯著關系。

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，幾乎位于研究區域的西北部。整體看來該剖面受斷層斷失影響，砂體發育規模小，連續性和連通性較差（圖3）。

Ⅰ～Ⅲ油組：Ⅰ油組砂體在剖面中間出現了一個大的缺失區，僅在頂部1、2兩個小層較為連續，砂體的連通性和穩定性相對較好。另外，砂體沿著剖面線的方向，有由厚變薄的趨勢。尤其表現在泌134井和泌166井，在該油組發育了厚層的礫狀砂巖或含礫砂巖，是該油組砂體發育最好的區域。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井發育有規模較大的砂體。該油組整體而言頂部和底部砂體發育較厚，中部砂體薄。Ⅲ油組雖受地層缺失的影響相對較小，在該油組的頂部和底部均發育了一套連續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。

Ⅳ～Ⅴ油組：Ⅳ油組和Ⅴ油組受斷層影響都十分嚴重，尤其表現在Ⅴ油組，砂體僅在泌166井、泌157井以及泌174井有所發育。就Ⅳ油組而言，雖然砂體發育規模變小，砂體的連續性變差，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，僅發育了一些獨立的薄層砂體。

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域的南部，砂體的發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象嚴重，上部受斷層影響小，因此砂體大規模發育在上部地層（圖4）。

Ⅰ～Ⅲ油組：Ⅰ油組砂體發育規模較大，整體看呈現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，在該油組底部8、9小層，發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油組兩口井斷失，其砂體發育規模明顯比Ⅰ油組小。相同的是，在該油組的底部也發育了兩套連續性好且巖性較粗的厚層砂體。Ⅲ油組砂體局部可見獨立的厚層砂體，但砂體的規模與厚度都不能與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，中間砂體偏薄；而剖面中間，砂體自上而下游增厚的趨勢。

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。剖面南西端地區由于離物源較遠，多為薄層孤立砂體；相反剖面北東端地區砂體明顯變厚，而且局部地區砂地比很高。在柴10井、柴12井，Ⅳ油組頂部發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井有一定的砂體發育。很明顯，柴10井發育的砂體較厚，中部和底部都可見含礫的厚層砂。

4 結論及認識

（1）王集油田由相對遠源的粒度較細的王集三角洲和相對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育，且主體為東西向；王集三角洲在深層處較發育，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模較小；攔河砂壩型水下分流河道寬，在河道前段常形成規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、連通性和規模差異性大。砂體越靠近下部油組，越靠近區塊邊部，整體受斷層的影響較大，沉積相帶變化快，砂體的斷失嚴重。

［1］李勝彪.王集復雜斷塊油藏開發地質綜合評價及調整治理研究［D］.四川成都：西南石油大學博士學位論文，2010.

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［4］秦飛，姚光慶，馬偉竣，等.泌陽凹陷付灣－張廠地區砂壩微相沉積特征［J］.西南石油大學學報（自然科學版），2012，34（3）：24－32.

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

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［8］王峰，岳強，譚霞.測井相在王集地區沉積微相分析中的應用［J］.內江科技，2012，（3）：160－161.