大民屯西陡坡沙四段沉積儲層特征研究

鄭見中

(中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院，遼寧盤錦 124010)

大民屯西陡坡沙四段沉積儲層特征研究

鄭見中

(中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院，遼寧盤錦 124010)

摘要：通過對大民屯西陡坡沙四段巖心觀察分析、測井特征解釋、沉積儲層的系統研究，認為研究區發育完整的扇三角洲沉積體系，前扇三角洲以泥巖和粉砂巖為主，同時在沈273、沈262井區可見由扇三角洲前緣亞相向前扇三角洲滑塌形成的典型透鏡狀濁流砂體；扇三角洲前緣以粉細巖、河道砂巖、礫質砂巖為主，發育廣泛，物性較好，為油層主力發育區；扇三角洲平原巖性以砂礫巖為主，沉積主要為陸上沉積，沈267、沈357井可見明顯的陸上沉積特征，泥巖顏色復雜，紅層碳質泥巖發育，沉積時期為低位體系域和水進體系域；儲集砂體類型相對單一，以扇三角洲前緣砂體為主，儲層巖性主要為礫巖類和砂巖類；儲集空間類型主要有粒間孔、溶蝕孔以及微裂縫、溶蝕縫；儲集孔隙結構特征以低滲、中孔、細-微細喉不均勻型為主。

關鍵詞：大民屯西陡坡； 沙四段； 沉積特征；儲層特征

大民屯西陡坡位于大民屯平安堡-安福屯地區。古近系沙四時期，大民屯凹陷處于湖盆初始裂陷階段，區內廣泛發育濱淺湖-半深湖沉積[1]，沿陡岸形成一系列呈扇裙分布的扇三角洲沉積體系，扇體直接入湖，與烴源巖緊密接觸，為油氣藏的形成提供了充足的油源，油氣在優勢巖相帶富集成藏。2014年針對該相帶鉆探了沈354、沈358等一批探井并獲得了成功，打開了該區勘探的新局面。2015年該區新增控制儲量4 111×104t。本文從沉積演化入手，分析沉積砂體發育類型、展布特征、儲層巖性特征和儲集空間類型，為該區沙四段進一步的勘探及儲量升級提供可靠的地質依據。

1沉積特征

研究區沙四段為斷陷湖盆裂陷期階段沉積，沉降幅度大、沉積速率快。在西部邊界斷裂活動的控制下，該時期盆地邊界與沉降區高差大，加上外側凸起區的物源供給充足，形成垂直湖岸方向的近岸碎屑搬運和沉積，這種近岸出山入湖的砂體沉積特點表現為物源供給量充足，并且在觸發機制的作用下形成多物源、多沉積事件砂體沉積。沙四段低位體系域發育扇三角洲-湖相沉積體系，物源主要來自西側，多個扇體相互疊置沉積，儲層以扇三角洲前緣水下分支流河道為主，儲層巖性為中粗-細砂巖、砂礫巖和角礫巖；沙四段水進體系域靠近邊界斷層主要為扇三角洲沉積，前緣部位由于構造以及古地形的關系，發育小型滑塌濁積扇。

1.1沉積相類型

大民屯凹陷古近系沙四段-沙三段沉積經歷了“低位體系域—水進體系域—高位體系域”三級層序沉積過程[2-3]，沙四上亞段發育的可全區追蹤對比的暗色泥巖頂面為最大湖泛面(MFS)。沙四中亞段大范圍發育的油頁巖頂面及與之對比的暗色泥巖底面為初始湖泛面(FFS)，據此界面可劃分出低位體系域( LST) 和水進體系域( TST)。在長期沉降和水進過程中，大民屯西斜坡主要發育扇三角洲相，且發育完善，具備平原亞相、前緣亞相、前扇三角洲亞相三個亞相：

(1)扇三角洲平原亞相。扇三角洲平原是扇三角洲的陸上部分[4]，以正旋回沉積為特征，為水上氧化和弱氧化環境[5]。巖性以砂巖和砂礫巖層夾綠色、紅色泥巖層為主，并見沼澤相碳質泥巖發育。粒度較前緣相粗，以中粗砂和砂礫巖為主，為水上分流河道、天然堤和分流間沼澤等組合。電性曲線呈指狀、鐘狀和齒狀等。巖心存在明顯的沖刷面、槽狀和楔狀交錯層理，也有一定量的波狀紋層、疊覆狀層理和透鏡狀層理，在礫巖中可以見到明顯的礫石定向排列，主要發育在沈247井區、沈327井區和沈273井區。

(2)扇三角洲前緣亞相。該亞相為扇三角洲在水下的前積部分，為水下分支流河道、河口壩、遠砂壩和席狀砂等組合。下伏地層為前扇三角洲泥巖或湖相泥巖[6-7]，粉砂-粗砂巖(少部分含礫石)與暗色泥巖互層，巖性較平原相細。電性曲線特征：分流河道多呈指狀和鐘狀，砂壩多為漏斗形和齒狀，席狀砂為齒狀并平面分布為連續性較廣的薄層砂體，剖面呈反旋回特點。沉積構造類型復雜，巖心中見有小型交錯層理、波狀層理、疊覆層理、水平層理、脈狀、透鏡狀和變形層理等。介螺和鱗片化石豐富，多生物潛穴和生物攪動構造，多炭屑、炭紋、植物殘體及云母屑等。除變形構造外還見有高角度的同生斷裂擦面。礦物成份：石英(36.5%)，長石(35.4%)，巖屑(14.0%)，其長石和巖屑含量遠比典型三角洲含量高。

(3)前扇三角洲亞相。為扇三角洲前緣到較深湖、陸架泥巖過渡區域，缺少明顯的巖性界線，主要發育細粉砂巖與灰色深灰色泥巖，發育水平層理，揉皺構造[8-9]。電性特征：自然電位曲線平直，自然伽馬和電阻率曲線表現出明顯的砂泥巖薄互層特點，整體油氣顯示和物性較差。值得注意的是，在扇三角洲沉積過程中，由于沉積物的快速側向堆積，沉積物表面傾角不斷增加，沉積物在自身重力作用下，加之地震、斷裂活動等多種誘發因素的影響，扇三角洲前緣亞相向前滑塌，經液化形成濁流，并在低洼區沉積下來，形成透鏡狀濁流砂體。如在沈273井2 687 m處可見典型的以砂礫巖為主的滑塌沉積。

1.2單井微相類型劃分

通過對研究區107.42 m巖心觀察，進一步確定沉積相在垂向上和橫向上的變化規律。選取重點井進行單井相分析，從單井相分析來看，平原亞相主要發育分流河道及河道間微相；前緣亞相主要發育水下分支流河道、河道間、河口壩等微相，局部地區發育席狀砂。總體來看，自平原亞相至前扇三角洲亞相，沉積物粒度變細、砂體厚度變薄(圖1)。

圖1　沈247井-沈625井沉積相剖面圖

低位體系域主要發育扇三角洲平原、扇三角洲前緣以及前扇三角洲；水進體系域整體沉積體系為扇三角洲-滑塌扇-湖相沉積。水進體系域的濁積扇規模較小，砂體厚度變化快。據單井揭示情況看，該類扇體主要分布在扇三角洲前緣和前扇三角洲。

從單井相連井對比分析來看，本區沙四段沉積均為多物源且近物源的快速堆積，導致扇體發育范圍小、相變快，油氣藏以巖性油氣藏為主。又由于沉積物顆粒粗、分選差，儲層成為低孔低滲儲層，因此油井均需以壓裂方式投產[10]。

1.3沉積砂體展布特征

低位體系域沉積時期，湖盆處于初始裂陷期，凹陷開始形成，水體開始注入匯集，水體逐漸加深并接受沉積[11-12]。沉積物主要為雜色、暗色的泥巖、粗碎屑砂礫巖。早期水體相對穩定，在凹陷中心帶普遍發育一套油頁巖。油頁巖沉積以后，湖盆裂陷速度加快，西側山地向凹陷中心輸送大量碎屑巖。在湖盆西部地區，以沈281、沈262和沈225井為中心形成以礫巖、砂礫巖為主，夾暗色及雜色泥巖的扇三角洲沉積相，這些砂體向湖盆中心方向快速尖滅，分布范圍受古構造控制。依據本區的巖性-電性組合特征和沉積特征，開展精細地層對比工作：低位體系域自上而下分為三個砂層組，I砂組在沈257-沈351井區最為發育，最大厚度200 m，砂組分布面積91 km2,頂點埋深2 600 m，砂體厚度0～240 m，為主要含油層段；II砂組分布面積98 km2, 頂點埋深2 800 m，砂體厚度0～150 m，均發育油層；III砂組分布面積104 km2, 頂點埋深3 000 m，砂體厚度0～240 m，油層主要發育在扇三角洲前緣亞相。

沙四段水進體系域繼承了低位體系域扇體展布特征[13-14]，在平安堡到安福屯井區扇體均有分布，但由于水域相對低位體系域進一步擴張，導致扇三角洲砂體分布范圍相對小，厚度薄。由于構造以及水流作用，水進體系域發育的滑塌濁積扇具有較好的儲集性能。水進體系域扇三角洲自上而下分為兩個砂層組，I砂組在沈281井區最為發育，面積6.0 km2,頂點埋深1 700 m，砂體厚度0～80 m；II砂組面積16.0 km2, 頂點埋深2 200 m，砂體厚度0～60 m。兩組均發育油層，滑塌扇面積較小，僅2.0 km2，但揭露井顯示段較厚，而且產量較高。

2儲層特征

本區的儲集砂體類型相對單一，以扇三角洲前緣砂體為主，儲集砂體主要分布在近岸地帶，水進體系域局部發育的濁積砂體距湖岸有一定的距離。低位體系域砂體由湖岸向凹陷迅速減薄，最大延伸長度4.5 km，砂巖厚度大，最大厚度400 m。

2.1儲集層巖石學特征

本區儲層巖性主要為砂礫巖、中粗砂巖、細砂巖，巖石礦物成分以石英、長石為主，碎屑顆粒分選差～中等，磨圓次棱角～次圓狀。儲集層巖石結構由三部分組成：碎屑顆粒、填隙物、孔隙，其中填隙物包括雜基和膠結物[15]。碎屑顆粒是巖石的主體部分，占碎屑巖組成的50%以上，碎屑顆粒組成以石英、長石為主，巖屑次之。巖石的礦物組成主要為：黏土、石英、鉀長石、斜長石、方解石，還含有少量的云母、菱鐵礦、黃鐵礦、菱錳礦等。其中黏土含量較高，平均高達58.6%；其次為石英，平均含量為25.8%；再次為鉀長石和斜長石，平均含量分別為3.4%和4.0%。

儲集砂巖的成分成熟度較低，巖性以顆粒多樣、結構混雜、分選和磨圓均差、巖屑含量高、風化程度高為特點。

2.2儲集空間類型

本區主要發育礫巖類及砂巖類兩種儲層。從鑄體薄片可以看出，礫巖類儲層的儲集空間類型主要有粒間孔、溶蝕孔以及微裂縫、溶蝕縫；砂巖類儲層的儲集空間類型主要以粒間孔、溶蝕孔為主，見少量粒內溶孔，存在個別長石完全溶蝕形成鑄模孔。

2.3儲集層物性特征

礫巖類和砂巖類兩種儲層類型的物性特征有較大的差異。據常規物性分析，礫巖類儲層的孔隙度為4%～10%，平均7.2%；滲透率為(0.06～28)×10-3μm2，平均1.7×10-3μm2。砂巖類儲層的孔隙度為6%～12%，平均9.6%；滲透率為(0.06～7.5)×10-3μm2，平均為0.80×10-3μm2(圖2)。

圖2　大民屯凹陷西斜坡沙四段儲層孔隙度分布直方圖

2.4儲層毛管壓力特征及孔隙結構特征

根據壓汞分析資料，本區的砂巖孔隙結構特征以低滲、中孔、細-微細喉不均勻型為主。礫巖類儲層最大孔喉半徑為0.73～212.50μm，排驅壓力0.030～5.093 MPa。砂巖類儲層最大孔喉半徑0.06～4.80 μm，排驅壓力為0.153～2.080 MPa。這說明本區的孔隙喉道差異較大，儲層的非均質性較強。從具體數值分析，砂巖類儲層最大平均孔徑分布范圍較小，比礫巖類儲層非均質性弱。

2.5有效儲層地震預測

從完鉆井揭示來看，油氣分布縱向和橫向上變化較快，含油性差異決定于儲層的品質，因此需開展有效儲層分布預測工作。有效儲層的描述過程中采用了重構的阻抗反演資料。自然電位是最早產生的測井測量方式，在常規砂巖油藏中用來表征儲層滲透性的好壞，也可以根據其幅度大小來判斷油氣水層[16]。在本區研究過程中發現，致密儲層的含油性與自然電位具有較好的相關性，顯示較好井段的自然電位幅度差值大于顯示較差井段的自然電位幅度差值；而在無顯示層段，自然電位基本與基線重合。在利用自然電位開展有效儲層預測研究過程中，首先開展自然電位的基線校正，為了保證多井之間可以開展對比，必須將各井經過基線校正后的自然電位進行歸一化處理，然后重構有效儲層的阻抗曲線，在原有阻抗約束基礎上開展有效儲層的預測。從完鉆井揭示來看，預測效果較好。

3結論

通過對研究區沉積儲層的研究分析，明確了沙四段為扇三角洲沉積體系，物源來自西部，從西向東依次為扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲，砂體厚度依次減薄。扇三角洲平原主要發育砂礫巖類儲層，扇三角洲前緣主要發育砂巖類儲層，而前扇三角洲以粉砂巖和泥巖為主，難以形成有效儲層，但是從扇三角洲平原、扇三角洲前緣滑塌而來的沉積砂體可以在此相帶形成透鏡型或者滑塌型油氣藏。

從儲層分類評價來看，前扇三角洲滑塌濁積砂體快速堆積，物性較好，且與生油巖直接接觸，油源充足，為Ⅰ類儲層，但其砂體分布面積有限，油氣儲量規模小；扇三角洲前緣砂巖類儲層屬于緩慢沉積，儲層非均質性弱，距離生油巖近，單井穩產好，為Ⅱ類儲層；扇三角洲平原砂礫巖儲層，非均質性強，距離生油巖遠，屬于Ⅲ類儲層。

本區沙四段儲層縱向上發育低位域和水進域兩套沉積序列，低位域發育完整的扇三角洲沉積序列，水進域主要發育扇三角洲前緣和前扇三角洲。對本區沙四段含油面積進行了圈定，低位域新增含油面積17.7 km2，水進域新增含油面積7.7 km2，為本區的儲量評價提供了準確的儲量面積參數。

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編輯：王金旗

文章編號：1673-8217(2016)03-0052-04

收稿日期：2016-01-10

作者簡介：鄭見中，工程師，1980年生，2004年畢業于中國地質大學(武漢)資源勘查與工程專業，現從事油氣田勘探部署與儲量研究工作。

中圖分類號：TE112.23

文獻標識碼：A