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

(中國石油遼河油田分公司 勘探開發研究院，遼寧 盤錦 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，油田工區長約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，縱向上含油層數多(一般5～8層)、單層厚度小(一般0.5～3 m)、隔夾層發育，橫向上具有相變快、砂體分布和油水關系復雜多變的特點[1-2]。自2004年以來油田正式進入快速上產階段，目前處于上產階段的中后期。因此對該區沉積特征進行詳細研究及預測有利儲集相帶的展布，對認識油氣富集規律具有重要的指導意義，也為優化注采井網和滾動勘探提供了重要的地質依據。

1 區域地質概況

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

白堊紀經歷了海水淺-深-淺的過程，早白堊世為侏羅紀后期構造抬升形成的地層剝蝕面上一個長期的海侵過程，潮汐及波浪對三角洲前緣沉積的影響作用逐漸增強，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巖所覆蓋，這種富含有機質的頁巖全區穩定分布，容易識別，厚度一般為20～40 m；晚白堊世為一套進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15 m，與下伏和上覆泥巖呈突變接觸關系，下細上粗，為一反旋回，是較為典型的進積型河控三角洲沉積序列，該套砂巖在全區大部分地區分布穩定，是白堊系的目的層。

2 白堊系沉積特征

2.1 沉積微相類型及特征

綜合取心井巖心觀察描述、非取心井測井曲線資料和分析測試資料統計，從巖石類型、沉積成因、沉積構造和測井相等方面總結規律[3]，將研究區目的層三角洲前緣亞相細分為水下分流河道、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，并總結了不同沉積微相類型的識別標志。

水下分流河道：為陸上分流河道在水下延伸部分，向海延伸過程中河道逐漸加寬，并產生一系列分叉，流速減緩，堆積速度增大[4]。沉積物主要為砂巖、粉砂巖為主，常發育平行層理、交錯層理，以正韻律為主。河道砂體厚度比較大，由河道中心向兩側表現為巖性變細、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的砂脊，主要由細砂巖、粉砂巖、泥巖組成，粒度較邊灘沉積細，比泛濫平原粗，垂向上突出的特點是砂、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大、增長，平面上呈面狀分布，厚度一般較薄，粒度變細，并逐漸過渡到泛濫平原沉積。在測井曲線形態上，伽瑪和電阻率曲線常表現為指形或鐘形。

河道間砂：位于水下分流河道之間，局部與河道相通的地帶，砂質沉積多是河道漫溢沉積的結果，主要由灰綠色粉砂巖、泥質粉砂巖構成，含少量的細砂巖，發育平行層理、波狀層理等。河道間砂主要發育與水下分支流河道的側翼，一般縱向厚度較薄，砂體規模小，儲層物性差。伽瑪和電阻率曲線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，縱向上砂體多呈復合韻律和反韻律組合，偶爾也見正韻律[6]。平面上單砂體順物源方向呈指狀、舌狀、扇狀展布。砂體巖性相對分流河道微相變細，以細巖、粉砂巖為主，單砂層厚度較大，一般單層厚度在5～10 m，砂體的側翼和前緣較砂體變細、層數增多、砂層變薄，具有互層的特點。沉積構造多發育平行、板狀和斜層理為主。伽瑪和電阻率曲線一般為鐘形或指形。

前緣席狀砂：由于河口砂壩經海水沖刷作用再沉積于周邊而形成的席狀砂體[7]，主要為細砂、粉砂及泥質砂巖類，發育波狀層理、水平層理及生物擾動層理，砂體的單層厚度較小，一般小于2 m。伽瑪和電阻率曲線表現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，發育水平層理，含炭屑、螺化石、樹葉化石、蚌殼化石。伽瑪和電阻率曲線表現為微伏平直狀。

2.2 測井相特征

在巖心描述的基礎上，結合區域沉積特征，應用測井相分析技術進行單井沉積微相劃分，歸納沉積微相電性特征，建立測井相模型[8-9](見表1)。

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

2)厚度中等的鐘形：單砂體厚度2～10 m，泥質含量增大，為分流河道側緣沉積的天然堤和河口砂壩，以粉細砂巖沉積為主。

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油田電性標志特征曲線

4)齒狀曲線：單砂體厚度小于2 m，垂向上多個砂體疊加，形成齒狀曲線，反映砂泥巖頻繁交互的沉積環境，為前緣席狀砂沉積。

5)微伏平直形：巖性多為泥質巖類，伽瑪曲線形態平直，呈線性狀或微有起伏。平面上一般分布在河道間泥發育的低能地區。

2.3 單井相特征

單井沉積相分析是以巖心觀察描述為基礎，來判別研究區內可能出現的沉積微相類型。在此基礎上，根據測井相和錄井相特征，參考分析化驗資料，在層序格架內分析沉積序列的相類型和相序組合特征[10-11]。研究區主要發育水下分流河道、河道間砂、河口砂壩、前緣席狀砂、河道間泥共5種沉積微相，天然堤并不發育，以研究區中部構造高部位NB1井單井相(見圖1)分析為例，白堊系埋深295～410 m，分為A、B、C、D四個組，其中D組相當于低位體系域，C組相當于海侵體系域，B組、A組相當于高位體系域，均為三角洲前緣亞相沉積。

白堊系D組：下伏為區域分布的角度不整合面，即侏羅紀晚期構造抬升形成的地層剝蝕面。測井相表現為鐘形、齒形特征，為三角洲前緣河口砂壩和席狀砂沉積的特點，由四個次級旋回組成，底部為厚層砂巖，向上變為薄層砂巖，與淺海相泥巖互層。

白堊系C組：由一個正向旋回組成，測井相為齒化箱形，定義為水下分流河道微相，底部為砂巖，向上變為細砂巖，厚度較薄，與泥巖頻繁交互發育，頂部為一套富含有機質的頁巖，其頂部為白堊紀的最大海泛面。

白堊系B組和A組：共計有三套較大的反旋回構成的砂巖、粉砂巖組合，砂體發育程度向上逐漸增加，其中頂部為厚層的塊狀中細砂巖，單層最大厚度為5 m，其它兩套旋回砂體單層厚度相對要薄，總的測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據體上反射特征的總和，地震相標志主要包括反射振幅、頻率、連續性、內部結構、外部形態及其伴生關系，根據這些標志將地震反射特征在剖面上分類，劃分為若干個三維地震反射單元，投影到平面上即形成地震相的初始形態[12]。綜合區域沉積特征研究、巖相識別及測井相分析對不同反射特征進行識別和標定，對各種不同的反射形態賦予固定的地質意義，并找到其平面分布規律，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(見圖2a)，該特征在研究區白堊系中普遍可見，是三角洲入水部分沉積特征的反映。

2)分流河道下切及側向尖滅反射，白堊系地震屬性與地震剖面存在良好的對應關系，從振幅屬性平面圖上識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，地震反射特征表現為局部下凹的強振幅；圖2d為多期分流河道橫向疊置之后形成的河道復合體橫截面，表現為橫向上相接的幾個強振幅段之間出現振幅減弱現象。

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

2.5 沉積微相分布特征

通過單井測井相分析，結合地震相特征、砂體分布特征等，對白堊系各小層的沉積微相分布進行了研究。以單層K2-B1的沉積微相平面分布圖(見圖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生遷移，分布于不同部位的水道構成了三角洲前緣的骨架砂體，也是目的層儲層的主體部位。主力砂體之間被分流河道間較細粒沉積所分隔，水下分流河道呈南北向沿著物源方向條帶狀發育，側向上相互疊加，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中部的構造高部位，發育八條三角洲前緣水下分流河道，分流河道向海延伸過程中不斷的分流，互相交叉，河道間主要以河道間砂微相為主，局部地區發育河道間泥微相，并在河口處發育三個扇形河口砂壩。研究區東部和西部地區主要發育前緣席狀砂和河道間泥沉積，局部發育水下分流河道微相。

3 有利儲集相帶預測

沉積環境是形成沉積巖的決定因素，有利儲層的形成往往發育于有利的沉積相帶，儲層的產出狀態、內部特征和巖石類型都由沉積相決定。沉積微相是沉積微環境的產物和物質表現，儲層砂體的內部結構與組成砂巖的微相類型有關，所以沉積微相直接影響了儲層的孔隙結構和物性條件。

利用測井資料、地震屬性分析技術可以有效地識別地質體的地震屬性特征、儲層儲集空間變化規律以及預測有利的儲集帶，對于油田實際的勘探開發有著重要的意義[13]。通過對比分析多種地震屬性提取方法(自動增益控制、貸通濾波、瞬時屬性、變密度等)，結果顯示變密度顯示技術在下白堊統主力單砂體的地震響應特征最為明顯。該砂體在地震屬性上表現為強振幅的特點，橫向連續性差，說明了河道較窄且變遷較為頻繁。利用這一地震反射特征，首先建立過完鉆井的骨干識別剖面，橫向追蹤單砂體的平面分布，實現全區內的單砂體的橫向分布預測。然后利用沿層地震屬性提取實現單砂體的縱向分布預測和平面顯示，研究區主力單砂體明顯受沉積微相控制，厚度穩定，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(見圖4)看出，砂體延伸遠、縱貫全區的水下分流河道砂體為油氣的聚集提供了可能。根據油田的沉積相和砂體分布特征并結合已發現的油層看出，含油砂體呈條帶狀分布。有利的儲層微相類型主要為水下分流河道和河道間砂體，厚度較大，物性較好。從儲層分布、巖性和物性特征看，水下分流河道相砂體粒度相對較粗，平面上呈條帶狀，巖性以砂巖、粉砂巖為主，少量的細砂巖，孔隙度大于26%，滲透率大于500 mD，含油性最好，是最好的儲集相帶，是NB油田主力的勘探開發相帶。河道間砂的粒度較細，結構相對較均勻，以細巖、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，為次要的儲層相帶。前緣席狀砂發育薄層的砂體，巖性以粉細砂巖和泥質粉砂巖為主，儲層非均質性強，儲集物性和含油氣性也變差。

4 結論

1)NB油田白堊系為三角洲前緣相沉積，主要發育水下分流河道、河道間砂、河口砂壩、前緣席狀砂和河道間泥等沉積微相，綜合巖心觀察描述、測井曲線資料統計分析建立了相應的測井相識別模型。

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

3)白堊系水下分流河道自北向南呈條帶狀發育，河道的位置不斷發生遷移，構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、前緣席狀砂等較細粒沉積所分隔，共同組成了NB油田白堊系砂體構型。

4)利用測井資料、地震屬性分析，對有利儲集砂體進行了預測。有利的儲層微相類型主要為水下分流河道和河道間砂。該地區主力單砂體明顯受沉積微相控制，厚度穩定，平面上呈條帶狀展布，水下分流河道相砂體物性好，是最好的儲集相帶，河道間砂是次要的儲集相帶，前緣席狀砂儲層非均質性強，物性和含油氣性相對變差。