辫状河三角洲前缘沉积微相与含油性关系——以欢喜岭油田锦99块杜家台油层为例

张瑞雪，杨少春，张瑞香，宋 璠

(1.中国石油大学(华东)地球科学与技术学院，山东青岛 266580； 2.中国石油大学胜利学院，山东东营 257000)

辫状河三角洲前缘沉积微相与含油性关系
——以欢喜岭油田锦99块杜家台油层为例

张瑞雪1，杨少春1，张瑞香2，宋 璠1

(1.中国石油大学(华东)地球科学与技术学院，山东青岛 266580； 2.中国石油大学胜利学院，山东东营 257000)

欢喜岭油田锦99块杜家台油藏属于辫状河三角洲前缘沉积，为目前处于注水开发中后期的稠油油藏，其构造复杂、断层发育、储层物性较好，但非均质性强.为确定各砂体沉积微相类型、空间展布特征，以及沉积微相与含油性关系，在岩心观察的基础上，结合钻井、测井、录井、岩石分析、试油试采和生产动态化验资料，分析研究区沉积微相特征及其与含油性关系.结果表明：该区为一套完整的水进体系沉积，包括水下分流河道主体、水下分流河道侧缘、河道砂坝、水下分流间湾、席状砂、湖相泥等6种沉积微相类型；沉积微相对储层含油性具有明显控制作用，其中水下分流河道主体和河道砂坝微相含油性较好，为油气聚集的有利沉积微相；席状砂和水下分流河道侧缘微相含油性较差.研究结果指明油田下一步勘探有利储集沉积砂体的方向，对油田后续注水开发具有指导意义.

辫状河三角洲前缘；沉积微相；储层含油性；杜家台油层；欢喜岭油田

0 引言

辫状河三角洲前缘是辫状河三角洲沉积的最活跃场所，其沉积物构成辫状河三角洲的主体[1].自1987年McPherson J G等提出辫状河三角洲概念以来，人们对辫状河三角洲的研究已取得丰硕成果[2-3].辽河盆地发育多期旋回裂谷沉积，其中古近系为裂谷发育的第二个旋回，是裂谷发育的主要时期，该时期发育陆相湖泊沉积体系，形成一套淡水—半咸水的陆源碎屑沉积.古近系杜家台油层沙四段为浅水—淡水环境下的三角洲沉积[4]，砂体比较发育，沙四段晚期由盆地西侧注入的湖盆水系较为发育，形成西八千、齐家和曙光3个三角洲砂体[5-6]，砂体受古地形影响比较严重，在杜家台油层沉积初期为充填式沉积.

欢喜岭油田锦99块杜家台油层于1983年投入开发，目前综合含水率为94%，处于低速、低效、高含水开发阶段[7]，存在砂体横向变化快、砂泥互层频繁、沉积微相展布特征认识不清等问题，李明生、陈和平等研究辽河盆地沙一段沉积微相及物性特征[8-9]，认为水下分流河道和河口砂坝物性相对较好；时瑞坤、李相明等分析欢喜岭地区沙河街组成岩作用及孔隙特征[10-11]，认为其成岩作用复杂，次生孔隙带发育.人们对该地区单砂层的含油性及沉积微相与含油性关系问题研究不深入，影响油藏的后续开发.为寻找研究区有利含油沉积砂体，利用地质、测井、试油试采和生产动态等资料，分析杜家台油层沉积微相类型、特征和含油性分布，以及沉积微相与含油性的关系，为欢喜岭油田锦99块优质储层预测提供指导.

1 研究区概况

欢喜岭油田位于辽河盆地西部凹陷南部，由欢喜岭断裂鼻状构造带、双台子断裂背斜构造带和鸳鸯沟断裂鼻状构造带3个二级构造带组成，油气资源丰富[12].锦99块处于该油田西斜坡带复杂区域构造背景下，块内断层比较发育，为被多次断裂活动破碎的断块构造，总体形态为一个被多条断层所切割的断垒构造[13]，分为中东、中西和西3个断块(见图1).目前钻遇地层自下而上为前震旦系、中生界上侏罗系，古近系沙河街组、东营组，新近系馆陶组、明化镇组，以及第四系平原组.目的层沙河街组杜家台油层Ⅱ油组，属于古近系沙河街组沙四上亚段地层[14].

图1 欢喜岭油田锦99块构造位置Fig.1 Structural lacation of Jin 99 block in Huanxiling oilfiled

2 沉积微相

2.1 沉积相标志

(1)岩石颜色：锦99块杜家台油层泥岩主要呈灰色和灰绿色，泥质粉砂岩及粉砂岩的颜色主要呈浅灰色，可见大量黑色炭屑，偶尔可见沉积的铁质结核，反映目的层沉积时处于浅水还原环境[15].

(2)岩性：储层岩性为棕褐色细砂岩、中砂岩、粗砂岩及砂砾岩，含油性较好.薄片观察岩性主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩，岩屑主要为火山岩岩屑和沉积岩岩屑，变质岩岩屑含量极少，表明砂岩成分成熟度较低.

(3)岩石结构特征：储层岩性为细砂岩至砂砾岩不等，砾石直径为2～30 mm，储层的碎屑颗粒变化较大，分选程度中等.粒度概率曲线主要为两段式，粒级分布宽，悬浮总体比较发育，但分选较差，具有较强水动力条件沉积的特点(见图2(a)).C-M图中数据点集中分布在PQ和QR段，以递变悬浮沉积为主[16](见图2(b)).

(4)构造特征：锦99块沙河街组杜家台油层Ⅱ油组发育平行层理、斜层理、波状层理和小型交错层理等，为较强水动力条件下的产物.

(5)测井响应特征：测井曲线形态主要呈箱型、钟型、漏斗型、中幅指型和低幅齿型等形态，也可见箱型—钟型、漏斗型—箱型等复合形态[17].

分析锦99块杜家台油层沉积相标志结果，该油层沉积时处于浅水还原环境，结构成熟度较低，冲刷构造明显，表现为典型的辫状河三角洲沉积特征，主要发育辫状河三角洲前缘河道砂体.

2.2 沉积微相类型及特征

锦99块杜家台油层发育辫状河三角洲前缘亚相沉积，分析区域沉积背景[18-19]及岩心资料，将该油层划分为6种沉积微相类型[20-21](见图3).

(1)水下分流河道主体：以砂砾岩和粗砂岩为主，主要发育平行层理、斜层理及小型交错层理，碎屑颗粒大小混杂堆积.自然电位曲线呈钟型、箱型，微电极幅度差一般大于1.0Ω·m.砂体在平面上呈条带状或片状分布.

(2)水下分流河道侧缘：岩性较细，以粉砂岩、细砂岩及含细砾砂岩为主，主要发育爬升交错层理和小型交错层理，水动力相对较弱.自然电位曲线呈指型，微电极幅度差减小，一般小于0.5Ω·m.砂体在平面上呈条带状分布.

图2 欢喜岭油田锦99块沙河街组岩石粒度特征(深度为1 456.25 m)Fig.2 Grain size characteristics of Shahejie formation in Jin 99 block of Huanxiling oilfield(at the depth of 1 456.25 m)

图3 欢喜岭油田锦99块杜家台油层沉积微相特征Fig.3 Characteristics of sedimentary microfacies of Dujiatai reservoir in Jin 99 block of Huanxiling oilfield

(3)河道砂坝：属于河口砂坝的叠合体，颗粒以较粗的砂砾岩、粗砂岩和细砂岩为主，主要发育小型交错层理和斜层理.自然电位曲线常呈大型的钟型、箱型及漏斗型—箱型组合，砂体在平面上呈椭圆状、土豆状或不规则状分布.

(4)水下分流间湾：岩性相对较细，以泥岩和泥质粉砂岩为主，岩心观察发现大量植物炭屑，主要发育水平层理和小型波状层理.自然电位曲线常呈低幅突起的指型和微齿化的平直形态.沉积主要以垂向加积为主，粒度细，粒度概率曲线多表现为直线形.

(5)席状砂：由灰色粉砂岩和少量灰色泥岩组成，粒度较细，分选较好，泥质含量较少，主要发育波状层理和低角度交错层理.自然电位曲线主要呈漏斗型、指型和低—中幅对称齿型，部分井呈现出低幅突起型.砂体在平面上常呈条带状、席状分布.

(6)湖相泥：位于辫状河三角洲前缘最前沿，岩性纯，以灰黑和灰绿等暗色泥岩为主，可见呈层分布的植物炭屑.自然电位曲线呈平直的泥岩基线型，自然伽马曲线幅度变化较小.砂体在平面上常呈片状、带状分布.

2.3 沉积微相演化特征

锦99块杜家台油层Ⅱ油组砂体纵向连通性好，厚度变化均匀，顺物源方向砂体数量逐渐减少、厚度逐渐变薄，剖面上可见多期砂体纵向叠置，呈互层沉积(见图4).该油层沉积初期，物源区砂体多、厚度较大，沿物源方向沉积微相类型由主力相带变化为弱相带；沉积中、后期，中西块砂体较发育，物源区砂体厚度变化较小、连通性较好，纵向上砂体叠置关系复杂，多期单砂体纵向叠置形成较厚的砂层，泥质夹层比较发育，沉积微相类型主要为水下分流河道和河道砂坝，部分层位发育席状砂，纵向变化较快，顺物源方向沉积微相类型主要由水下分流河道主体、侧缘和河道砂坝向水下分流河道侧缘和泥岩变化，沉积初期至沉积末期为1个沉积半旋回.

图4 欢喜岭油田锦99块杜家台油层Ⅱ油组剖面相展布Fig.4 Sectional facies distribution of formationⅡof Dujiatai reservoir in Jin 99 block of Huanxiling oilfield

锦99块杜家台油层Ⅱ油组在平面上砂体连片分布，水下分支河道频繁改道，存在多个厚度中心，不同层位砂体平面上分布范围、形态和叠加厚度有较大变化(见图5).沉积初期，西块主要发育湖相泥，砂体主要在中东块和中西块发育，平面上主要呈条带状和舌状分布，沿北西—南东方向砂体连通性相对较好，沿北东—南西方向砂体的连通性相对较差；中东块和中西块主要为水下分流河道主体、侧缘和河道砂坝微相沉积，并存在多个沉积厚度中心，整个地区发育大片湖泥沉积.沉积中期，砂体南进力度总体加大，主要呈连片状分布，整个地区发育较厚砂体；中东块和西块砂体发育相对较好，中西块砂体分布范围相对较小，连片的湖泥微相沉积主要分布在西块；物源方向为北西方向，也有来自北东方向的小分支河道砂体，砂体横向连通性相对较好，厚度相对较大，主要呈宽条带状、舌状分布，主要为水下分流河道主体、侧缘和河道砂坝微相沉积，西块局部地区可见席状砂微相沉积.沉积末期，全区发育砂体，在中东块和中西块沉积厚度相对较大，砂体在平面上主要呈连片状、条带状分布，局部可见舌进状砂体，西块存在孤立的土豆状砂体，横向连通性相对较好.

图5 欢喜岭油田锦99块杜家台油层Ⅱ油组单砂层沉积微相演化过程Fig.5 Evolvement of sand layer sedimentary microfacies of formationⅡof Dujiatai reservoir in Jin99 block of Huanxiling oilfield

3 沉积微相与含油性关系

欢喜岭油田锦99块杜家台油层的沉积微相对储层含油性有明显控制作用[22-24]，不同的沉积微相之间储层含油性存在较大差异(见表1).水下分流河道主体和河道砂坝沉积微相的储集物性明显优于其他沉积微相的(见图6).同一微相带内，除水下分流河道主体的物性变化较大外，其他类型微相内储集层的物性变化较小.

表1 不同沉积微相物性差异Table 1 Properties differences of different sedimentary microfacies comparative table

图6 辫状河三角洲前缘主力微相对储层含油性的影响Fig.6 The influence between braided-river delta front key micro-facies and oiliness of the reservoir

水下分流河道主体沉积微相砂体一般为多期水道叠加形成的复合砂体，碎屑颗粒混杂，粒度较粗，平均厚度为3.2 m，日产油为29.0 t，该类砂体的储层物性好，孔隙度分布范围为12%～25%，平均为20%；平均渗透率为420×10-3μm2，储层整体连通性较好，渗流能力较强，平均含油饱和度为50%，含油能力较高，是重要的储层类型.河道砂坝沉积微相分布于河道内部，砂体厚度较大，水动力较强，底部发育冲刷面，平均厚度为5.4 m，日产油为30.7 t，孔隙度的分布范围为23%～29%，平均为26%；平均渗透率为650× 10-3μm2，平均含油饱和度为56%，含油能力最高，是最重要的储层类型.水下分流河道主体和河道砂坝沉积微相的平面连续性较好，在注水开发过程中吸水量大，容易造成水淹.水下分流河道侧缘沉积微相分布于水下分流河道主体的两侧，砂体厚度较主体部位的薄，平均厚度为1.6 m，日产油为21.0 t，孔隙度分布范围为5%～20%，平均为10%；平均渗透率为185×10-3μm2，平均含油饱和度为40%，储层物性变差.席状砂沉积微相是大面积分布于河道侧翼的薄层砂，平均厚度为1.7 m，日产油为19.0 t，孔隙度分布范围为10%～24%，平均为16%；平均渗透率为112×10-3μm2，平均含油饱和度为42%，储层物性较好.

4 结论

(1)欢喜岭油田锦99块杜家台油层发育典型的辫状河三角洲前缘沉积，共识别出水下分流河道主体、水下分流河道侧缘、河道砂坝、席状砂、水下分流间湾和湖相泥等6种沉积微相类型，各沉积微相主要受水动力控制，水下分流河道主体和河道砂坝沉积微相是该区重要的储集体.河道改道频繁，砂体变化快，中东块和中西块砂体发育较好.

(2)沉积微相对储层含油性具有明显控制作用，不同沉积微相的储层含油性存在很大差异，河道砂坝沉积微相的储层含油性最好，水下分流河道主体的次之，为油气聚集的有利沉积微相；席状砂和水下分流河道侧缘的储层含油性相对较差，为油气聚集的不利沉积微相.

(3)锦99块杜家台油层未来开采的重点区是中东和中西块的河道砂坝和水下分流河道主体沉积微相对应油层.此类油层含油饱和度高，渗透率和孔隙度也较高，平面上连续性好，在注水开发过程中，水推速度快，易造成水淹，对此类油层应采取相应注水措施，实施可控开发.

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TE122.2

A

2095-4107(2014)05-0078-08

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2014.05.010

2014-07-23；编辑张兆虹

国家科技重大专项(2011ZX05009-003)

张瑞雪(1989-)，女，硕士研究生，主要从事油气地质及勘探方面的研究.