长岭气田登娄库组储层沉积特征及沉积微相研究

代金友，王胜华，王 静，李子龙，张慧先

(1.中国石油大学(北京) 石油工程学院，北京 102249；2.中国石油长庆油田公司第二采油厂)

长岭气田登娄库组储层沉积特征及沉积微相研究

代金友1，王胜华2，王 静1，李子龙1，张慧先1

(1.中国石油大学(北京) 石油工程学院，北京 102249；2.中国石油长庆油田公司第二采油厂)

松辽盆地南部长岭气田尚处于开发前期，储层沉积微相及砂体展布规律认识不清。为指导后续开发，结合岩心观察、薄片鉴定、测录井等资料进行了沉积特征和沉积微相研究，明确了沉积微相类型及其空间分布和演化规律。结果表明：下白垩统登娄库组储层为辫状河沉积，可细分为辫状河道、心滩、决口扇、泛滥平原等4种微相；沉积微相具有继承性，总体呈SE→NW向，辫状河道和心滩是沉积主体，决口扇分布局限且与泛滥平原共生。其中，d4-2→d3-2沉积期河道带不稳定、横向摆动和局部调整频繁。d3-1沉积期河流作用弱、泛滥平原发育，河道整体向西南部迁移；d2-3→d1-1沉积期河道稳定、横向摆动幅度小。辫状河道及心滩对油气富集有利，93.4%气层为河道及心滩砂体。

松辽盆地；长岭气田；登娄库组；沉积微相；分布规律

长岭气田区域构造上处于松辽盆地南部长岭断陷中部隆起带东南部,被南北断洼所夹,为油气运移聚集的有利区带 (图1)。中生界白垩系下统登娄库组低孔低渗致密砂岩储层是其主要的产气层之一,埋深3 300～3 700 m。登娄库组自上而下分为8个砂组，气层主要赋存在上部1-4砂组，平均孔隙度5.1%、平均渗透率0.15×10-3μm2。

图1 长岭气田构造位置示意

目前长岭气田尚处于开发前期，钻井少、井距大(2～3 km)，储层沉积微相及砂体展布规律认识不清。为指导后续开发与生产，在前人研究认识基础上[1-9]，利用岩心观察、薄片鉴定、测录井资料，对登娄库组1～4砂组储层沉积特征和沉积相进行研究，明确了沉积微相类型及其空间分布和演化规律，对气田后续深入开发与选区提供依据。

1 登娄库组储层沉积特征

长岭气田自下而上主要发育中生界上侏罗统火石岭组、白垩系、新生界第三系和第四系地层。白垩系由下至上包括沙河子组、营城组、登娄库组和泉头组。火石岭组、沙河子组、营城组沉积于断陷发育期,火山活动强烈,形成大面积火山岩[1]。登娄库组沉积于盆地断坳转换期,属于多物源、近物源沉积。此时盆地水体变浅，大部分地区由深湖、半深湖演化为滨浅湖，广泛发育浅水湖泊背景下的河流、三角洲、冲积扇砂体，沉积物源主要来自盆地南部[2-4]。

在继承前人认识成果基础上，通过岩心、钻井和测录井资料的进一步分析，确定登娄库组储层为辨状河沉积，主要依据如下。

1.1 杂色泥岩的出现表明登娄库组为水上沉积

岩性颜色是沉积岩最直观、最醒目的标志，尤其是沉积岩的自生色，它不但反映了岩石中含铁自生矿物和有机质的种类及数量，而且是沉积环境的良好指示剂。

岩心观察及岩性录井资料统计表明，登娄库组1～4砂组主要由中砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩组成，其中，砂岩以灰色-灰绿色为主，而泥岩多呈氧化色(包括紫红色、棕红色、深紫色、紫色、紫灰色、绿灰色，占78%)，杂色泥岩的出现说明本区沉积物处于经常暴露的季节性干旱沉积环境。这种气候环境会导致河道堤岸植被的覆盖程度下降，从而使其稳固程度降低，容易被河水冲决而形成侧向迁移较快的河流沉积。

1.2 储层岩石学特征揭示登娄库组为辫状河沉积

登娄库组沉积期长岭断陷处于由裂陷向坳陷转变时期，湖盆发育。从盆缘到盆地中心其沉积充填样式符合冲积扇-河流-三角洲-湖相的充填体系。在这种充填体系中，从盆缘冲积扇到湖边的三角洲沉积，沉积物的成分成熟度和结构成熟度整体会逐步提高，即三角洲沉积将具有比河流沉积更高的成分和结构成熟度，而河流沉积则显著好于冲积扇。

根据长深1-1、长深1-2、长深1-3井的薄片鉴定、粒度分析及碎屑组分分析资料统计表明，长岭气田登娄库组砂岩应为辫状河沉积：

(1)碎屑组分资料表明，1～4砂组砂岩颗粒主要由石英、长石和岩屑组成。其中，稳定性矿物石英含量低，仅占29%～40%(平均34.6%)；而不稳定长石矿物含量较高，在23%～31%(平均26.5%)；岩屑含量高，介于29%～45%(平均38.9%)；因此不稳定组分约占颗粒总数的2/3，说明储层岩性以长石岩屑砂岩为主，成分成熟度比较低，具有近源沉积特点，更接近冲积扇和辫状河流沉积环境。

(2)薄片鉴定显示，1～4砂组砂岩颗粒磨圆中等，呈次棱角-次圆状，岩石以颗粒支撑为主，接触式胶结，接触方式以线状和缝合线状为主，颗粒分选较好，反映其结构成熟度中等，岩石定名为中细粒长石岩屑砂岩。这些特征与冲积扇沉积岩性较粗、分选较差的特点具有明显不同，而与辫状河流沉积更为吻合。

(3)粒度分析表明：岩石样品的粒度概率累积曲线多为两段式，但以跳跃总体为主，含量一般为70%以上，与悬浮组分的截点一般在4φ左右。说明本区砂岩沉积载荷以跳跃和悬浮组分的混合负载为主，具有河流沉积的典型特点。

(4)CM图(图2)显示本区砂岩主要为递变悬浮沉积(QR段为主)，其次为以悬浮为主、含有少量滚动组分的PQ段，主要反映了河流沉积特点。

图2 登娄库组岩石C-M图

1.3 砂体侧向切割叠置现象普遍，指示河道侧向迁移快，符合辫状河特征

储层结构是指储集砂体的几何形态及其在三维空间的展布，是砂体连通性及砂体与渗流屏障空间组合分布的表征。不同的沉积条件会形成不同的储层结构类型，目前将储层结构类型归纳为千层饼状、拼合板状和迷宫状3类。

砂地比是衡量储层结构直观且重要的指标：拼合板状储层结构砂地比高，多表现为砂包泥特点；迷宫状储层结构砂地比低，多表现为泥包砂特征。区内4条沉积相剖面分析表明，区内井普遍具有砂泥不等厚互层特征，统计本区砂地比平均为73.1%，具有典型的砂包泥结构特点。这些特征完全有别于曲流河乃至三角洲平原泥包砂的结构特征，说明砂体侧向切割叠置现象普遍，指示河道侧向迁移快，符合辫状河沉积特征。

2 储层沉积微相

根据辫状河沉积特点，结合实际的岩性、电性及其垂向序列和组合特征，将登娄库组地层划分为辫状河道、心滩、决口扇、泛滥平原等4种沉积微相。

2.1 辫状河道

辫状河道位于河底滞留沉积之上，或通过冲刷面与下伏地层呈直接冲刷接触，有时位于心滩沉积之上。在平面上，它位于河道内的心滩之间，但通常不是主活动河道，更多是在洪峰期间有水流通过时发生沉积，碎屑物在较短的时间内以填塞河道的方式堆积形成填积体。其形成机制包括沉积物快速卸载发生的填积或下游段的回流促使上游段的填积以及河道内砂丘的迁移沉积等。本区辫状河道砂体以细砂岩填积沉积为主，与下伏地层突变接触而与上伏地层渐变接触，代表了一次河道沉积填积的过程。总体上具正韵律特征，反映了水体能量逐步减弱或物源供给减小的特点。岩石粒度由粗变细，向上常过渡为泥岩，测井曲线为钟形。

2.2 心滩

心滩是辫状河河道中标志性的地貌单元，也是本区最发育的微相之一。在完整的河道亚相序列中，它位于河底滞留沉积微相之上。在平面上，心滩位于河道的中心。沉积构造以大型槽状交错层理为主，并可见楔状交错层理、板状交错层理、块状构造、平行层理和小波痕层理。在垂向上，辫状河河道易侧向迁移和水流具阵发性的特点导致其形成的沉积序列无明显的规律可寻，可形成多个正粒序的叠加或正、反粒序的叠加或是反粒序的叠加。

本区心滩沉积物以细砂岩为主，沉积构造包括大型槽状交错层理、平行层理、沙纹交错层理等。砂体厚度较大,测井曲线为箱形、多齿化，反映沉积过程中水动力条件变化大、河道迁移快，水体能量变化频繁导致泥质薄夹层比较发育。单旋回向上呈变细的正韵律特征，通常顶底部具有突变接触特征。

2.3 决口扇

在高水位时，过量的洪水冲决天然堤，并在堤岸靠平原方向的斜坡上形成树枝状水系的扇状堆积物，厚度小，一般由细砂岩和粉砂岩组成。决口扇在平面上与泛滥平原比邻，沉积物越远离河道，其粒度越细。常见沙纹层理、块状层理，局部层段发育浪成交错层理，分选差。本区决口扇的测井曲线(GR与RT)一般呈漏斗形，上下与泛滥平原泥接触。

2.4 泛滥平原

泛滥平原微相较常见，岩石以杂色泥岩、砂质泥岩为主，沉积构造以块状构造和水平层理为主。泛滥平原沉积物主要是从洪水越岸搬运的悬浮质中沉积下来的细碎屑沉积物。层内含有丰富的植物根系和分散的钙质结核，发育水平层理， 测井曲线一般为平值基线，幅度低。

3 沉积微相展布及演化

长岭气田登娄库组1～4砂组可细分为d1-1→d1-3、d2-1→d2-3、d3-1→d3-4、d4-1→d4-2等12个小层，在单井及剖面相标定基础上，结合物源方向、砂体等厚图、地震储层预测结果及砂地比图等资料，综合编制了小层的沉积微相图, 落实小层沉积微相分布和演化规律(图3)：

(1)在d4-2→d3-2沉积期沉积微相分布具有继承性，主要特点是河流作用强，心滩及河道砂体发育，主流线呈SE→NW向、水流方向包括NW、NNW、NE向。决口扇发育局限，泛滥平原零散分布且面积大小不一，二者相共生。对比发现，各小层泛滥平原分布位置变化较大，反映了河道不稳定、快速迁移和递变特点，说明河流横向摆动和局部调整频繁。

(2)d3-1沉积期河道主流线呈SE→NW向，在长深1-1→长深102→长深107井河道心滩砂体发育，而长深103、长深104、长深105、长深1井均处于泛滥平原沉积，仅长深1-3井为决口扇。本期河道带规模明显缩小，整体向西南部迁移，泛滥平原十分发育。反映了基准面上升晚期可容空间大、水动力弱、沉积物供给不足的沉积特点。

(3)d2-3→d1-1沉积期沉积微相分布具有继承性，又恢复了砂体大面积连片的特点。由于河流作用强，心滩及河道砂体发育，水流方向基本呈SE→NW向且变化不大。河道带内决口扇分布局限，泛滥平原呈零散分布、面积大小不一，但各小层泛滥平原分布具有继承性，反映河道稳定、继承性好、河流横向摆动幅度小等特点。

因此，长岭气田登娄库组沉积特征表现为：河流作用强、河道带宽、砂体厚度大，心滩及河道砂体发育，具有拼合板结构；决口扇不发育并与泛滥平原共生。在d4-2→d3-2沉积期河道带不稳定、河流横向摆动和局部调整频繁。d3-1沉积期河流作用能力最弱，代表了最大湖泛期，具有离散式河道沉积特点； d2-3→d1-1沉积期河道稳定、河流横向摆动幅度小。

测井解释成果统计，气层中有253.7 m为心滩沉积，占总有效厚度的79.2%；45.3 m为河道沉积，占总有效厚度的14.2%，说明辫状河道及心滩对油气富集有利。

4 结论

(1)长岭气田登娄库组储层岩石成分成熟度低、杂色泥岩发育、砂包泥结构明显，为典型辫状河沉积，可细分为辫状河道、心滩、决口扇、泛滥平原等4种沉积微相类型；本区河流作用强、河道带宽、砂体厚度大，心滩及河道砂体发育，决口扇不发育并与泛滥平原共生。

(2)河道带主流线呈SE-NW，其中d4-2→d3-2沉积期河流作用强、河道带不稳定并横向摆动和局部调整；d3-1沉积期河流作用能力最弱、泛滥平原发育；d2-3→d1-1沉积期河流作用强、河道稳定且横向摆动幅度小。

图3 长岭气田登娄库组1～4砂组部分小层沉积微相

(3)辫状河道和心滩对油气富集有利，93.4%气层为河道及心滩砂体。

(4)长岭气田登娄库组储层沉积特征和沉积微相研究深化了储层认识，对气田后续深入开发与选区有实际意义。

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编辑：吴官生

1673-8217(2015)04-0005-04

2015-01-20

代金友， 副研究员，1975 年生，1997 年毕业于石油大学( 华东) 石油与天然气地质勘查专业，2000 年毕业于中国石油大学( 北京) 油气田开发地质工程专业，获博士学位，现从事油气田开发教学与研究工作。

国家重大专项“复杂油气田地质与提高采收率技术”( 2008ZX05009 -004 -03)，中国石油大学( 北京) 基金资助( KYJJ2012 -02 -05)。

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