KL10-1油田明下段窄河道型曲流河沉積特征研究1

李卓，周立業，郭誠，趙漢卿，穆朋飛

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 渤海石油研究院，天津 300452)

KL10-1油田明化鎮組沉積相及沉積微相研究是在區域沉積環境、巖心描述、巖心室內外分析化驗資料、錄井資料、測井資料及砂層發育變化的基礎上，結合渤海海域中南部古近系沉積模式，通過對各沉積相的沉積特點及相標志與KL10-1油田的實際資料綜合對比分析，確定沉積環境及沉積相，建立研究區沉積相模式的。在明確沉積背景及沉積相研究的基礎上，根據巖性、電性資料建立單井的沉積微相、相剖面等，對它進行平面微相分析，并分析油氣分布與沉積微相的關系。

1 區域沉積背景

KL10-1油田位于萊北低凸起的南端，墾東凸起東端及濰北凸起的北端，淺層主要目的層為明下段。明下段巖性為泥巖與粉砂巖、細砂巖、中砂巖、含礫細砂巖呈不等厚互層,夾灰質粉砂巖和泥質粉砂巖薄層，明下段底部各井均鉆遇高伽馬泥巖段，是本區對比標志層之一。該地區第三紀構造活動強烈，湖盆不斷沉降，渤海海域中南部是渤海灣盆地的沉積沉降中心，特殊的沉積背景決定了本區特殊的沉積環境[1-3]。由于氣候環境的原因，地面植被較差，巖石機械風化作用較強，萊北低凸起以及墾東凸起提供了豐富的碎屑物源。在此沉積背景下，發育了曲流河沉積體系,河道擺動頻繁，砂體縱橫疊置，整體呈現出“泥包砂”特征，在平面上呈枝狀展布[4，5]。

2 沉積特征

2.1 古生物特征

明化鎮組巖心古生物鑒定結果顯示：NmⅢ油組含大量的藻類、被子及蕨類植物，常見光面球藻、粒面球藻、毛球藻屬、棒球藻、錐藻、角凸藻及水生粗肋孢、蓼粉屬等(KL10-1-5井1225.0～1290.0 m)。NmⅣ油組發育有豐富的被子類植物，主要有粗肋孢、蓼粉屬、小蓼粉、榆粉屬、胡桃粉屬、山核桃粉屬、榿木粉屬及藻類的卵形藻屬、毛球藻屬等(KL10-1-5井1330.0～1390.0 m，KL10-1-2井1350.0 m)。NmⅤ油組以被子植物為主，其次為裸子植物，少量的藻類植物，發育有豐富的水生粗肋孢，蓼粉屬，胡桃粉屬，山核桃粉屬，榆粉屬以及藻類的卵形藻屬、毛球藻屬等(KL10-1-5井1415.0～1485.0 m，KL10-1-2井1430.0 m、1475.0 m)。從以上古生物種屬植被類型可以看出明化鎮組當時的氣候條件為亞熱帶，屬淡水沉積環境。

2.2 顏色標志

從本油田取心井巖心觀察發現明下段泥巖顏色為紫紅色與綠灰色，表明明下段沉積時期既有水上的氧化環境，同時也有還原環境，反映了整體的淺水環境，湖盆震蕩比較明顯。

2.3 沉積構造

KL10-1油田巖石構造主要為塊狀層理，無明顯的粒序及紋層，包括中砂和細砂巖；波狀層理，包括細粉砂巖及泥質粉砂巖，紋層厚度一般為數毫米；波狀交錯紋層理主要由細砂巖構成；斜層理主要出現在粉砂質泥巖中；泥巖、粉砂巖中見蟲跡及攪動、負荷構造。砂泥巖互層中平行層理、斜層理、砂紋交錯層理較發育，而大型的交錯層理不發育。縱向上，儲層段以正旋回沉積為主，有部分反旋回沉積。

2.4 粒度分布特征

2.4.1 粒度曲線

本區目的層段粒度概率曲線主要以兩段式為主，反映河道沉積特征。從曲線圖中可以看出主要由跳躍、懸浮兩個次總體組成，跳躍次總體部分線段較陡，說明分選較好，多為分支河道。總體上本區目的層沉積物的搬運方式以跳躍、懸浮搬運為主，具沖流與回流兩種沉積作用，反映波浪沖刷特征。

2.4.2C-M圖

本油田明下段的C-M圖主要有兩種類型。即PQ-QR兩段式和QR一段式(見圖1)。PQ段：以懸浮搬運為主，但含有少量的滾動搬運組分。QR段：此段為遞變懸浮段，平行于C=M基線，C值與M值成比例增加。一般發育于水流底部，常由渦流作用形成，當渦流流速降低則迅速發生滾動。

圖1 KL10-1油田C-M曲線(三角形符號為數據點)

根據C-M圖可判斷出明下段NmⅣ和NmⅤ油組均以遞變懸浮搬運方式搬運并快速沉積；NmⅢ油組仍以懸浮搬運為主，但粒級與NmⅣ和NmⅤ油組相比較粗，以粗、中砂巖顆粒為主，有滾動搬運組分。

2.5 物源方向分析

結合地震屬性，對各個小層物源方向進行確認，以4～7小層為例。

明下段NmⅤ-(6+7)小層：屬性分析結果認為物源主要來自北東方向，由于該時期地殼繼續抬升，湖盆萎縮，水道露出地表，因此在該時期發育曲流河沉積體系；主要發育有曲流河分流河道、邊灘、廢棄河道、決口扇、天然堤與泛濫平原等微相。邊灘發育，單個心灘發育規模較大，其他微相發育較差。

明下段NmⅤ-(4+5)小層：物源主要來自北東方向，主要發育有曲流河分流河道、邊灘、廢棄河道、決口扇、天然堤與泛濫平原等微相。河道主要分布在北方與西北方向，河道規模變小，邊灘發育，單個邊灘發育規模變化較大，決口扇較為發育，其他微相發育較差。

2.6 地震反射特征

沿各小層提取的地層切片顯示，均方根振幅呈現分帶現象，較強振幅呈北東-南西向展布，河道砂體表現為強反射特征，而泛濫平原屬于低能沉積環境，泥巖發育，一般振幅較弱。

2.7 測井曲線特征及測井相模式

研究中對KL10-1-3井、KL10-1-4井、KL10-1-5井和KL10-1-6井的明下段進行了單井相分析(見圖2)。研究顯示明下段主要沉積微相類型有曲流河道、邊灘、決口扇、廢棄河道及泛濫平原等微相。在單井相分析基礎上，建立了KL10-1油田明下段曲流河測井相圖版(見圖3)[6,7]。

圖2 KL10-1油田KL10-1-3井明下段單井沉積微相分析

資料來源: KL10-1-5(NmⅣ-1)曲線類型: 鐘形環境解釋:邊灘資料來源: KL10-1-4(NmⅤ-2)曲線類型: 箱形環境解釋:邊灘資料來源: KL10-1-6(NmⅤ-4)曲線類型: 鐘形環境解釋:曲流河道資料來源: KL10-1-4(NmⅢ-6)曲線類型: 指狀環境解釋:曲流河決口扇

河道沉積：河道砂巖一般為中粗砂巖，底部有河床底部滯留沉積，呈向上變細的正旋回。GR測井曲線呈鐘形，向上值變高，電阻率曲線呈高阻特征，反映水動力較強的沉積環境。

邊灘沉積：GR測井曲線呈鐘形或箱形。

決口扇沉積：GR測井曲線呈齒化

指狀，泥質回返較多，反映水動力明顯減弱的沉積環境。

2.8 沉積微相平面分布特征

在對平面沉積微相研究過程中，利用所有井點的測井資料，分小層獲取測井曲線，并結合砂體厚度等值圖，考慮古物源、古流向等區域沉積特點，進行研究區小層平面微相劃分。

明下段各小層沉積特征如下：明下段NmⅤ-5小層：物源主要來自北東方向，主要發育有曲流河道、邊灘、廢棄河道、決口扇與泛濫平原等微相。末期河道比較發育，東南部欠發育，邊灘發育，單個邊灘發育規模變化較大，決口扇局部發育(見圖4)。

明下段NmⅣ-6小層：物源主要來自北東方向，主要發育有曲流河道、邊灘、廢棄河道、決口扇與泛濫平原等微相。河道發育規模大，分布整個工區，邊灘發育，單個邊灘發育規模變化較大，北東、北西部2、3、4井區邊灘規模相對較大，中部河道變窄，邊灘規模變小，僅在5井區和8井區南發育決口扇(見圖5)。

圖4 KL10-1油田NmⅤ-5小層沉積微相平面分布 圖5 KL10-1油田NmⅣ-6小層沉積微相平面分布

明下段NmⅢ-5小層：物源主要來自北東方向，在工區內曲流河流主要分布在東南部及西南部，主要有曲流河道、邊灘、決口扇與泛濫平原等微相。邊灘發育，單個邊灘發育規模變化較大，在西北部2井區發育規模較大，河道寬；在東部河道較窄，邊灘規模變小；僅在6井區和B55井發育有決口扇(見圖6)。

圖6 KL10-1油田NmⅢ-5小層沉積微相平面分布 圖7 KL10-1油田2-1353砂體邊灘沉積對油氣分布的控制作用

3 窄河道沉積對油氣分布的控制作用

曲流河沉積不同的微相，其中邊灘是其主要儲層，邊灘或者邊灘內側積層的發育對油氣分布起控制作用，最明顯的表現是由于邊灘內側積層的發育，引起側積層兩側油水界面的差異[8],邊灘發育的地方油層較厚，堤岸及河漫灘亞相油層發育局限(見圖7)。

4 結論

(1)基于沉積相標志和單井沉積相分析，KL10-1油田窄河道曲流河沉積主要發育成末期河道、邊灘、廢棄河道及決口扇等微相，天然堤微相不發育。其中河道沉積及邊灘沉積是曲流河中砂體沉積最厚的沉積微相類型，被認為是最佳的儲油相帶，泛濫平原是研究區分布最廣、面積最大的微相類型。

(2)結合研究區地震屬性和測井資料，對研究區單砂體類型進行識別，分析了單砂體的分布特點。分析認為，在研究區的目標層段內河道發育延續性較好，反映出沉積期較為穩定的構造活動，河道在平面上順物源方向呈樹枝狀分布，厚度差異變化較大，但分布連續，周圍被泛濫平原包圍，呈現“泥包砂”特征。

(3)窄河道特別是邊灘及其內部側積層沉積，對油氣分布有明顯的控制作用。邊灘發育的地方油層較厚，堤岸及河漫灘亞相油層發育局限。以此確定KL10-1油田窄河道曲流河沉積的砂體展布特征，為油田進一步挖潛提供理論依據。