惠州X油区潮流砂脊特征及对开发的指导意义

谢世文，李庆明，柳保军，王绪诚，李小东

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司，广东 广州 510240)



惠州X油区潮流砂脊特征及对开发的指导意义

谢世文，李庆明，柳保军，王绪诚，李小东

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司，广东 广州 510240)

油区沉积微相的分布规律直接影响地下流体的流动特征，制约着砂体的垂向叠置形式与侧向连通性。以惠州X油区L30油藏为主要描述对象，在区域沉积大背景调研的基础上，利用岩心、薄片、测井资料进行沉积单元的识别及细分，推测X3油田L30砂体为陆架潮流砂脊相。同时，在地震层序格架中追踪砂体，结合地震反演刻画砂体空间展布特征，佐证了潮流砂脊的存在。这一认识解释了X3油田L30油藏压力下降快、边水能量不足的原因，对油藏后期开发有重要的指导意义。

潮流砂脊；沉积微相；岩性油藏；珠江口盆地；惠州X油区

引 言

近年来，海洋地质学家对以浪控为主的陆架进行了较为广泛的研究，并将现代沉积与地层记录的滨岸砂进行了对比，但很少论述以潮控为主的陆架[1-2]。然而，在以潮控为主的陆架区带通常发育一定规模(可达几十公里)的潮流砂脊[3]，砂体常年受到潮水的反复淘洗，极易形成优质的储集体，储层物性和横向连通性较好，且在侧向上易相变为陆架泥质沉积，十分有利于形成地层岩性圈闭。这对于已转向勘探开发岩性油气藏的含油气盆地来说具有巨大的指示意义。

在区域沉积背景的地质思维模式下[4]，通过对比单井取心及测井特征，推测研究区X3油田主力油层L30(L系列)油层砂体具有潮流砂脊的沉积特征，地震反演资料佐证了该观点。油区沉积微相的分布规律直接影响了地下流体(油气)的流动特征。结合油田开发和生产实践，L30砂体潮流砂脊的提出，有效指导了油田后期的开采。

1 地质概况

惠州X油区位于珠江口盆地东沙隆起西北斜坡，地处惠州凹陷南部，属于惠西含油气系统[5]。目前在该地区发现有X8、X3及X1油田，主要含油层分布在上古近系、下中新统珠江组和渐新统珠海组。珠江组自上而下发育J、K、L系列油层，为一套灰色厚层泥岩与中—细砂岩互层，局部含有灰岩夹层，砂岩以细粒为主，分选中等—好；珠海组发育M系列油层，主要为一套灰色厚层细—中粗砂岩夹泥岩层，分选好。根据地震、测井资料分析，惠州X油区多数油层为受低幅度披覆背斜控制的构造圈闭油藏，个别油层(如K18和L30)为受构造和岩性边界共同控制的岩性-构造圈闭油藏[5-6]。

按照经典层序地层学Vail建立的层序划分方案，惠州地区珠江组(23.8～16.5 Ma)可识别出5个三级层序，层序结构以海侵体系域和高位体系域为主[6]，其中惠州X油区主力油层L30处于SQ2低位-海侵体系域内。关于区域沉积体系的归属问题，前人基本达到共识[3-5]，认为盆地下部从西北向东南发育了三角洲平原—三角洲前缘—滨岸(台碳酸盐岩地)相沉积(东沙隆起北侧)。在惠州凹陷珠江组沉积演化过程中，惠州地区从23.8 Ma开始到18.5 Ma，古珠江三角洲逐渐向东沙隆起推进，在惠州X油区发育L系列油层，主体为三角洲前缘亚相；18.5 Ma最大海泛以后，三角洲向北萎缩，东沙隆起北侧(包括惠州油区)受沿岸流影响变大，发育1套明显的陆架潮流砂脊，地震属性体为呈NE—SW条带状分布的砂体，为惠州地区K系列油层主要部分[7]。因此，研究区珠江组自下而上相序为三角洲前缘—陆架潮流砂脊—前三角洲或陆棚泥—碳酸盐台地相，从而在纵向上形成了有利的储盖组合。

2 单井相差异推断潮流砂脊存在

2.1 来自岩心的证据

过去对惠州凹陷潮流砂脊的研究基本停留在对K系列油层的描述中，而笼统地将L系列油层划归为三角洲前缘相，或水下分分流河道微相或河口坝微相。主要原因是可供海上油田沉积相研究的取心单井资料太少，过分依赖纵向上分辨率较差的地震资料，难以精细表征砂体。因此，利用有限的岩心资料大胆推测X3油田L30为潮流砂脊的沉积背景。

(1) X8-2井针对L30砂体进行了全段取心，而X3及X1油田没有可以考究的L30岩心资料，X3油田仅有少量井壁心薄片照片。X8-2井L30层岩心上主要为1套灰褐色细—中粒砂岩，发育正粒序和不明显的平行层理，局部夹灰色薄层泥岩，发育多个平直的冲刷面，冲刷面上为薄层含砾粗砂岩和砂质细砾岩，表现为三角洲前缘水下分流河道夹水下天然堤及分流间湾的特征。局部粉—细砂岩中发育砂纹层理、脉状、条带状—波状层理和底冲刷构造，沉积构造组合特征表现为底冲刷—交错层理—砂纹层理—脉状(波状)层理重复出现，因此，纵向上L30砂体为水下分流河道多期砂体的叠加，是水下河床频繁摆动的结果。脉状(波状)层理的存在显示该区出现过频繁的潮汐改造作用。

(2) X3与X8油田L30镜下特征有所不同(均采用相同取样方式的井壁心薄片资料对比)。岩性均为长石岩屑砂岩，两者具有继承性，表现为同一物源特征；但X8砂体含大量菱铁矿，指示水下河道还原环境，黏土质填隙物较重，结构成熟度比X3地区差，主要原因应为X3砂体受到较强的水体淘洗作用。由此推断，X3与X8地区的沉积环境应有所不同。且惠州X油区处于三角洲—陆棚过渡区，X8地区岩心显示为受潮汐改造的三角洲前缘水下分流河道相，X3地区可能为陆架(棚)潮流砂脊相所处位置。

2.2 测井曲线特征

L30砂体的测井响应，X8地区主要反映河道侧向迁移，频繁摆动而形成锯齿形、钟形或漏斗形，平均厚度约为12 m；X3地区曲线类型多样，但整体表现为箱形，曲线顶部受钙质影响，呈多样性，反映海侵及较强、稳定的水动力条件，平均厚度约为4 m；而X1地区环境较为动荡，曲线抖动较大，平均厚度约为3 m。从X8至X3(X1)具有明显的厚度差异。

根据单井资料分析认为，惠州X油区L30砂体存在沉积相变，X8与X3地区处于不同沉积环境或沉积体系。X8地区为海相三角洲前缘的水下分流河道砂体，砂体经受过潮汐的改造作用。X3地区由于没有取心资料，不能从岩心上直观地划分沉积相。从区域沉积背景(K系列砂体具有明显的潮流砂脊特征)及已有的资料推测，X3地区沉积环境应该为海侵环境、水动力条件较强且稳定的陆架潮流砂。值得注意的是，如果只观察X3地区L30的GR测井曲线特征，很容易将其认为是河口坝反粒序(漏斗形)的特征。这在平面相序上(在X8地区的水下分流河道前发育河口坝)也是合理的，但通过密度曲线及测井解释得知，X3地区L30漏斗形的出现是由于钙质的影响。因此，X3地区的沉积相带应该划归为陆架潮流砂。

3 地震响应特征佐证潮流砂脊

3.1 剖面特征

X8地区L30地震反射轴整体表现为连续、中—强振幅，X3地区表现为断续、中—弱振幅，从X8到X3地区存在明显的地震反射轴间断，这与前面在单井相讨论中认为2个地区所处的沉积环境不同是相吻合的。通过地震反演(图1)来观察L30砂体，可见X3地区L30砂体为孤立的单砂体，与X8的河道砂体不连续，砂体处于SB21层序界面与Mfs最大海泛面之间。从层析地层学的角度，可以确定L40是低位期三角洲向前延伸的砂体，之后海侵，L30为三角洲萎缩后在海侵早期背景下形成的退积砂。由于海侵，三角洲沉积退缩到X8地区，此时X3地区已经不再接受三角洲的沉积，与X8为不同的沉积体系。Posamentier等[8-9]对印尼西北Java盆地古近纪Cibulakan组地层的陆架沉积进行研究，认为陆架砂脊一般发育于海侵体系域，具有海侵侵蚀面及向上变细的沉积序列，在平面上呈条带状展布。前已述及，研究区L30位于层序的海侵体系域内。因此与Java盆地陆架砂脊具有可比性，结合研究区潮流沉积背景，L30砂体应为陆架潮流砂脊。

图1 惠州X油区X8-1—X3-1—X1-1X地震反演剖面

关于L30潮流砂脊的成因，大致可将其分为3个阶段：①高位期古珠江三角洲砂体向海进积(L40)；②低位期由于强制性海退，古珠江三角洲砂体呈阶梯状向海推进，形成点状砂体；③海侵期海流(潮流)对强制性海退形成的点状砂体进行侵蚀改造，部分砂体形成海侵期陆架砂体。也有观点

认为潮流砂脊是海侵期河口潮汐改造了河口湾砂体的结果[10]。无论那种观点，砂脊的产生都与海侵背景有关，且在近海地带或海湾内，由于研究区东面为东沙隆起(古高点)，西面为三角洲沉积区带(沉积高点)，在两侧高中间低的地形影响下，潮流则被限制在一定范围内做往返运动，易于形成呈孤立状存在的潮流砂脊。

3.2 平面特征

不同的沉积环境可形成不同的沉积体系，而不同的沉积岩因岩性和物性的差异会产生与之相应的地震响应，导致反射波特征如形态、振幅、连续性等不同的反映特征[11-13]，因此地震相单元与沉积相单元有“一定”的对应关系。针对研究区地震品质及实际地质特征，提取研究区地震平面属性图，并画出砂体的边界，确定砂体的展布特征及沉积微相(图2)。X8地区属性图表现为三角洲前缘水下分流河道特征，X3地区L30砂体呈NE—SW方向的孤立砂体分布，推测砂体受到NE—SW向潮流水体的淘洗影响。X1地区为陆架上滨岸砂体的分布特征，含钙特征明显。

图2 L30地震平面属性及沉积微相

4 油藏动态响应及应用

L30层是目前X3油田储量最大的边水油藏，近几年的开采表现为：生产该层的X3-8和X3-6井产量递减较快，无水采油期长，地层压力下降快，生产不到2 a的时间下降了8.07 MPa，表现为天然能量供给不足。这正是由于L30潮流砂脊砂体较为孤立、封闭造成的。砂体周缘物性较差，制约着砂体的垂向与侧向连通性，造成含水上升缓慢，天然水驱能量不足。

因此，结合潮流砂脊的展布特征，采取以下生产措施：①减小L30油藏开发强度，关停进行自流注水试验；②调整井水平段设计时，配合构造轴向，沿砂体展布轴向(NE—SW向)进行钻进，保证水平段的长度。通过以上措施，L30开采过程中，地层压力明显回升，产油量增加至136 t/d，达到良好效果。

5 结 论

(1) 根据海上油田有限的岩心资料、测井相分析及地震反演，认为惠州X油区X8地区L30为连片的三角洲前缘水下分流河道砂体，而X3地区为陆架孤立的潮流砂脊。

(2) L30潮流砂脊岩性以细—粉砂岩为主，其形成与海侵背景有关。在近海地带或海湾内，研究区受地形的影响，潮流被限制在一定范围内做往返运动，易于形成潮流砂脊，与K系列潮流砂脊具有继承性。

(3) L30砂体平面展布特征表现为NE—SW方向的条带状，是一套顶部含钙、周缘为滨外泥岩的孤立砂体。因此在开发过程中表现为地层压力下降快，天然水驱能量不足，开采过程中水平段沿砂体轴向钻遇砂体并采用注水开采，有效地提高了油藏开发效果。

[1] Serge Berne， Pierre Vagner， Francois Guichard，et.al Pleistocene forced regressions and tidal sand ridges in the East China Sea[J].Marine Geology， 2002， 188： 293-315.

[2] 雷刚， 蔡锋， 苏贤泽， 等. 中国砂质海滩区域差异分布的构造成因及其堆积地貌研究[J]. 应用海洋学学报， 2014， 33(1)： 1- 10.

[3] Nnafie A， Swart H， Calvete D， et al. Effects of sea level rise on the formation and drowning of shoreface- connected sand ridges， a model study[J].Continental Shelf Research，2014： 1-17.

[4] 刘曾勤， 王英民， 施和生， 等. 惠州地区珠江组下部层序划分及沉积相展布特征[J]. 海洋地质动态， 2010， 26 (5)： 8- 14.

[5] 陈长民，施和生，等. 珠江口盆地(东部)第三系油气藏形成条件[M].北京：科学出版社，2003.

[6] 陈维涛，杜家元，龙更生，等. 珠江口盆地惠州地区珠江组控砂机制及地层-岩性圈闭发育模式[J].石油与天然气地质，2012，33(3)：449-458.

[7] 赵宁，邓宏文. 珠江口盆地惠州凹陷A区块珠江组下段和珠海组滨岸—潮汐沉积储层特征及物性评价[J]. 现代地质，2009，23(5)：835-842.

[8] Posamentier H W. Ancient shelf ridges—a potentially significant component of the transgressive system stract：case study from off shore north west Java [J]. AAPG Bulletin，2002 ( 86 )： 75- 106.

[9] Dyer K R， Huntley D A . The origin classification and modeling of sand banks and sand ridges[J] . Continental Shelf Research， 1999，19(10)： 1285-1330.

[10] Caston V N D， Stride A H. Tidal sand movement between some linear sand banks in the North Sea off northeast Norfolk[J]. Marine G eology， 1970，9 (5)：38-42.

[11] 董春梅，等. 关于地震沉积学若干问题的探讨[J].石油地球物理勘探， 2006， 41(4)： 405-409.

[12] 刘志峰，王升兰，印斌浩，等.珠江口盆地珠Ⅰ、珠Ⅲ坳陷裂陷期湖相分布差异及其控制因素[J].石油实验地质，2013，35(5)：523-527.

[13] 付振群，傅恒，汪瑞良，等.珠江口盆地东沙隆起珠江组储层特征及主控因素[J].油气地质与采收率，2013，20(4)：10-16.

编辑 黄华彪

20140914；改回日期：20150120

中国海洋石油有限公司综合科研项目“珠江口盆地海相砂岩油田水驱极限采收率”(YXKY-2013-SZ-01)

谢世文(1985-)，男，工程师，2008年毕业于成都理工大学资源勘查专业，现主要从事沉积学与储层精细描述的研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.02.017

TE122.1

A

1006-6535(2015)02-0070-04