涠洲11区M1油田流沙港组三段储层沉积特征

孙天建 (中石油勘探开发研究院,北京 100083)

于兴河,李胜利 (中国地质大学(北京)能源学院,北京 100083)

李茂 (中海石油 (中国)有限公司湛江分公司湛江分公司,广东湛江524057)

王振军 (中石油吉林油田分公司勘探开发研究院,吉林松原 138000)

涠洲11区M1油田流沙港组三段储层沉积特征

孙天建 (中石油勘探开发研究院,北京 100083)

于兴河,李胜利 (中国地质大学(北京)能源学院,北京 100083)

李茂 (中海石油 (中国)有限公司湛江分公司湛江分公司,广东湛江524057)

王振军 (中石油吉林油田分公司勘探开发研究院,吉林松原 138000)

针对涠洲11区M1油田流沙港组三段(El3)储层沉积特征差异大,沉积相类型及沉积成因不清的问题,结合岩心、录井和测井资料,对El3的岩性、沉积构造、粒度和测井曲线特征进行对比分析,识别出3种亚相5种微相。El3自下而上依次经历了水退、水进和水退的沉积演化过程,水退时期形成箱型厚层朵状砂体,水进早期形成砂泥互层枝状砂体,水进中后期与水退早期形成泥包砂为主的鸟足状薄互层砂体,水退中后期形成砂泥互层鸟足状砂体。

涠洲;辫状河三角洲前缘;沉积特征;沉积演化

1 地质概况

涠洲11区M1油田位于涠西南凹陷的东北部 (图1),相继经历了张裂、断陷和拗陷3个阶段,构造结构特征复杂,北部受1号断裂带控制,南部受2、3号断裂影响,整个凹陷表现为北断南超的箕状凹陷[1]。

古近系始新统流沙港组三段 (El3)为断陷盆地裂陷期的陆相复杂储层沉积,地层厚度为300m左右,下部箱型厚层70m左右,上部的薄互层200m左右,自下而上分为4个油组。箱型厚层与薄互层的沉积相类型、成因机理和分布特征尚不清楚。笔者综合岩心、测井资料,确定了储层沉积微相类型及其成因机制,明确了储层沉积微相分布规律和沉积演化过程。

图1 涠西南凹陷构造位置图

2 沉积微相类型

2.1 岩性特征

岩心观察确定M1油田El3箱型厚层岩性主要为浅灰色或灰色砂砾岩、含砾砂岩、中细砂岩及深灰色粉砂质泥岩,其中粉砂质泥岩主要以夹层形式存在。El3薄互层岩性主要为灰色含砾细砂岩、细砂岩、粉砂岩、深灰色或灰黑色粉砂质泥页岩,呈泥包砂的特征。箱型厚层陆源碎屑体积分数在75%左右,胶结物体积分数在1%以下,颗粒多见次棱-次圆状,分选中-差,颗粒支撑,颗粒间多为点-线状接触,孔隙式胶结。薄互层陆源碎屑体积分数在80%左右,胶结物体积分数平均在5.5%左右,颗粒多见次圆-次棱状,分选中等,颗粒支撑,颗粒间多为线状接触,接触-孔隙式胶结。

El3薄互层与箱型厚层相比具有粒度较细,泥岩颜色较深,石英、长石含量较多,分选、磨圆较好的特征,反映了El3薄互层沉积时相对于箱型厚层水动力弱、物源远、水体深、物源供给不足的特点。

2.2 沉积构造特征

El3箱型厚层主要发育快速沉积的块状层理 (图2(a)),具有强牵引流作用形成的槽状、板状交错层理(图2(b)、图2(c))和冲刷面(图2(a))。冲刷面是由砂砾岩沉积物冲刷下伏细粒沉积物形成的,冲刷面之上为砂砾岩充填,可见泥砾,厚度为几厘米,说明El3厚层沉积时期水动力强,对早期沉积泥岩的冲刷、短距离搬运和再沉积作用明显。在El3箱型厚层的泥质夹层中可见生物扰动和植物碎片(图2(d)),反映了该沉积时期为浅水还原的沉积环境。

El3薄互层发育小型槽状交错层理 (图2(e)),反映了该沉积时期具有较强的水动力特点。小型冲刷面与规则泥砾 (图2(f))的存在,反映了较强水流对早期沉积泥岩的冲刷、长距离搬运和再沉积作用。沙纹层理与平行层理 (图2(h))的发育,反映了水动力较弱、物源供给不足的沉积环境。植物碎屑、虫孔、富含有机质黑色泥 (页)岩和菱铁矿结核 (图2(g))的存在,反映了该沉积时期为水体较深的强还原沉积环境[2]。

图2 El3典型岩相类型及特征

2.3 粒度概率累计曲线特征

El3薄互层的粒度概率累计曲线以一跳一悬夹过渡式为主,具有跳跃和悬浮总体间夹过渡段的两段式特征(图3(a))。跳跃总体体积分数为5%～10%,粒度φ为0.75～1.5,斜率65～70°;过渡段体积分数在20%～40%之间,斜率40～45°,与跳跃总体间的交切点φ为1～1.5;悬浮总体体积分数为20%～30%,斜率15～20°,与过渡段的交切点φ为2.5～3.0,反映了薄互层沉积时期分选较好,水体较深,受多种水动力作用。厚层的粒度概率累计曲线也以一跳一悬夹过渡式为主 (图3(b))。跳跃总体体积分数为40%～60%,粒度区间的φ为0.5～1.5,斜率45～55°;过渡段体积分数在40%～70%之间,斜率10～15°,与跳跃总体间的交切点φ为1～1.5;悬浮总体体积分数为25%～30%,斜率低,与过渡段的交切点φ为2.5～3.0,反映了厚层沉积时期分选差,流速快,水动力强的沉积环境[3]。

图3 粒度概率累计曲线

3 沉积相特征

通过对研究区5口井岩心观察与精细描述,结合室内化验分析和测井曲线特征分析,对M1油田El3的沉积特征进行研究,共识别出3种亚相5种微相(图4)。

3.1 辫状河三角洲前缘

3.1.1 辫状河三角洲内前缘

辫状河三角洲内前缘是辫状河三角洲沉积体系最主要的储集体,El3辫状河三角洲内前缘共识别出水下分流河道、河口坝、席状砂和水下分流河道间4种沉积微相类型。El3沉积时期水体较浅,物源供给充足,水下分流河道微相发育,为辫状河三角洲前缘的沉积主体,研究区河口坝、水下分流河道间微相少量发育,席状砂微相不发育。

辫状河三角洲内前缘水下分流河道微相极为发育,为箱型厚层。水下分流河道岩性主要以灰色砂砾岩、含砾中粗砂岩为主,发育块状、槽状、板状交错层理和冲刷充填构造,自然伽马 (qAPI)与电阻率曲线 (ρ)为高幅箱形,曲线的顶底部突变。由于El3箱型厚层沉积时期,水体较浅,水动力强,物源供给充足,水下分流河道侧向迁移频繁,为箱型厚层,厚度在30～70m。在箱型厚层内部仅残留薄层深灰色粉砂质泥岩或泥岩夹层,夹层的厚度0.5m左右。

河口坝微相在研究区较少发育,岩性以灰色含砾中粗砂岩为主,发育中小型槽状交错层理,qAPI与ρ为高幅漏斗形,单个河口坝砂体的厚度在6m左右。由于受河水与湖水的共同作用,河口坝砂体沉积物的成分、结构成熟度和分选性较好。河口坝砂体在研究区发育较少,主要是由于El3厚层沉积时期物源供给充足,水动力强,水下分流河道迁移频繁,对前期沉积的河口坝具有很强的改造作用,使保留下来的河口坝砂体较少,反映El3箱型厚层沉积时期以河控为主。

水下分流河道间微相为水下分流河道之间相对低洼的湖湾地区。岩性主要以深灰色粉砂质泥岩和泥岩为主,沉积构造以小型纹层为主,可见植物碎屑及生物扰动构造。qAPI与ρ在基线附近,呈微齿化特征。水下分流河道间为水动力不强,物源供给不足,水体稳定的沉积环境,厚度为1～3m。

图4 A6井单井综合柱状图

3.1.2 辫状河三角洲外前缘

辫状河三角洲外前缘是El3沉积时期水体加深,水动力减弱,物源供给不足的情况下形成的。El3辫状河三角洲外前缘共识别出水下分流河道、河口坝、水下分流河道间和席状砂4种沉积微相类型,其中水下分流河道、河口坝微相为辫状河三角洲外前缘的沉积主体。

研究区辫状河三角洲外前缘水下分流河道微相较为发育,水下分流河道岩性主要以含砾细砂岩、细砂岩为主,发育槽状交错层理和冲刷充填构造,qAPI与ρ为中高幅钟形,测井曲线的底部突变顶部渐变。单一水下分流河道呈正韵律,厚度为5～7m。由于El3辫状河三角洲外前缘沉积时期水体加深,水动力、物源供给减弱,水下分流河道规模较辫状河三角洲内前缘小,水下分流河道迁移能力变弱,深灰色水下分流河道间泥岩厚度变大,平均为3～5m。

河口坝微相在El3辫状河三角洲外前缘较为发育,岩性以灰色粉细砂岩为主,发育波状纹层层理, qAPI与ρ为中低幅漏斗形,单个河口坝砂体的厚度在3m左右。与箱型厚层内河口坝相比,其岩性主要以粉细砂岩为主,结构成熟度和分选性较好,受河水与湖水共同作用,以河水作用为主,但较厚层内河口坝受河水作用较弱。

3.2 前辫状河三角洲

El3前辫状河三角洲以薄互层为主,可识别出水下分流河道、河口坝和席状砂微相,其中以河口坝和席状砂微相为主体。河口坝砂体以灰色粉细砂岩为主,发育波状纹层层理,qAPI与ρ为中低幅漏斗形。单个河口坝砂体的厚度在1～3m,主要以粉细砂岩为主,受河水与湖水共同作用,结构成熟度和分选性较好。席状砂砂体以粉细砂岩和泥质粉砂岩为主,发育波纹层理,qAPI与ρ以中低幅指状为主,顶底部均呈渐变特征,单个席状砂厚度在1～2m。席状砂以漫积与加积作用为主,反映了在El3前辫状河三角洲沉积时期,水体深,水动力条件弱,物源供给不足的沉积环境。

3.3 浅湖亚相

浅湖亚相岩性以深灰色或灰黑色粉砂质泥岩、泥 (页)岩为主,页岩富含有机质和菱铁矿结核,沉积构造以波纹层理为主,qAPI与ρ为齿化线形。浅湖亚相泥 (页)岩较浅湖亚相泥岩颜色更深,且富含有机质和菱铁矿结核,反映了深水强还原沉积环境。

4 沉积相展布规律

图5油组沉积微相平面图

5 沉积演化规律

图6 El3横切物源方向沉积微相剖面图

El3自下而上经历了水退、水进和水退的沉积演化过程 (图6)。箱型厚层沉积时期,沉积基准面下降,可容纳空间与沉积物供给量比值 (A/S)逐渐减小,发育辫状河三角洲内前缘砂体。该沉积时期水动力条件增强,水下分流河道迁移、切割频繁,形成水退进积特征的箱型厚层砂体,平面上呈朵状。沉积早期,沉积基准面上升,A/S逐渐增大,发育辫状河三角洲外前缘砂体,水下分流河道砂体发育,呈水进退积的砂泥互层特征,平面上呈分枝状。El23沉积早期,沉积基准面达到最大,A/S最大,发育半深湖相沉积,沉积微相以小规模河口坝、席状砂和湖相泥为主,砂体呈泥包砂的薄互层,整体为加积特征,湖相泥以深灰色或灰黑色泥 (页)岩为主,平面上呈鸟足状。El23沉积中后期和El13沉积时期,沉积基准面下降,A/S减小,发育前辫状河三角洲,沉积微相以小型水下分流河道与河口坝为主,该时期沉积基准面处于高位,砂体规模较小,平面上呈鸟足状。

6 结论

1)研究区El3共发育辫状河三角洲前缘、前辫状河三角洲和浅湖相3种亚相类型,水下分流河道、河口坝、席状砂、水下分流间和湖相泥5种微相类型。

2)El3自下而上依次经历了水退、水进和水退的沉积演化过程,水退时期形成箱型厚层朵状砂体,水进早期形成砂泥互层枝状砂体,水进中后期与水退早期形成泥包砂为主的鸟足状砂泥薄互层,水退中后期形成鸟足状砂泥互层砂体。

[1]席敏红,余学兵,黄建军.涠西南凹陷(西部)古近系层序地层及沉积特征研究[J].海洋石油,2007,27(3):1～12.

[2]袁静,杜玉闽,李云南.惠民凹陷古近系碎屑岩主要沉积环境粒度概率累积曲线特征[J].石油勘探与开发,2003,30(3):103～106

[3]黄保家,黄合庭,吴国瑄,等.北部湾盆地始新统湖相富有机质页岩特征及成因机制[J].石油学报,2012,33(1):25～31.

[4]操应长,宋玲,王健,等.重矿物资料在沉积物源分析中的应用——以涠西南凹陷古近系流三段下亚段为例 [J].沉积学报, 2011,29(5):835～841.

[5]胡望水,吴婵,梁建设,等.北部湾盆地构造迁移特征及对油气成藏的影响[J].石油与天然气地质,2011,32(54):920～927.

[6]赵军,洪庆玉,董伟良.北部湾盆地涠西南凹陷物源方向及古地理景观分析[J].石油勘探与开发,2001,28(5):25～28.

[7]黄保家,黄合庭,吴国瑄,等.北部湾盆地始新统湖相富有机质页岩特征及成因机制[J].石油学报,2012,33(1):25～31.

[编辑]邓磊

TE121.3

A

1000-9752(2014)02-0012-07

2013-03-27

国家自然科学基金项目(41072084)

孙天建(1978-),男,2003年大学毕业,博士,工程师,主要从事油气田开发地质研究工作。