涠西南凹陷流一段湖底扇沉积及储层特征

胡德胜 张建新 金秋月 何卫军 李安琪

（中海石油（中国）有限公司湛江分公司，广东 湛江 524057）

0 引言

深水湖底扇的概念是借鉴Walker的海底扇沉积模式提出，一般指在湖泊中由较长供给水道注入深水湖盆形成的重力流扇体。由于其一般位于深水湖盆的相对中央位置，距离成熟烃源岩较近或处于烃源岩的包围之中，成藏条件优越，常形成规模不等的岩性油气藏[1-2]。但湖底扇埋藏深度较深，储层非均质性强，储层物性是勘探研究的重点。涠西南凹陷是北部湾盆地第一个被证实的富烃凹陷[3]，经过多年的油气勘探工作，目前勘探程度较高，已进入隐蔽性油气藏勘探阶段。该凹陷古近系流沙港组发育系列规模的湖底扇沉积，是该区隐蔽性油气藏勘探的重点之一，储层非均质性强，明确其储层特征及物性主控因素是进一步勘探面临的首要问题。笔者以涠西南凹陷流沙港组一段为目的层，综合地震、测井、井壁心及薄片鉴定等资料，系统分析研究区湖底扇沉积与储层特征，揭示该沉积类型的有利储集相带和优质储层分布特征，以期为后续的油气勘探工作提供借鉴。

1 湖底扇发育背景及位置

涠西南凹陷位于北部湾盆地的东北部，是北部湾盆地北部坳陷带的一个次级凹陷，面积约3800 km2，整体上呈近东西向展布，具有北断南超、北陡南缓的基本构造格局。其形成和演化主要是受华南古陆与印支板块碰撞后新生代再活动、发生右旋扭张作用所控制，构造演化过程经历了古近纪张裂阶段和新近纪裂后热沉降阶段，自下而上依次发育古近系长流组、流沙港组、涠洲组陆相沉积，新近系下洋组、角尾组、灯楼角组、望楼港组海相沉积以及第四系砂岩和黏土沉积[3-5]。

流沙港组沉积时期是涠西南凹陷强断陷期，尤其是流沙港组二段沉积期是断裂活动最为强烈的时期，控洼的1号、2号断层强烈活动，盆地形成两个明显的沉降中心A洼和B洼（图1a），整个盆地水深达到最大，以中深湖沉积为主。流沙港组一段沉积时期，湖盆继承了流沙港组二段中深湖的环境，水体较深，断裂活动逐渐减弱，在盆地边缘有短物源的扇三角洲注入（图1b、1c）。研究区位于B洼中心，流沙港组一段沉积时期B洼南部的斜坡带发育物源来自企西隆起的扇三角洲沉积，同时，斜坡带发育系列北掉的小型同生断裂，形成断裂坡折（图1c），南部的扇三角洲砂体在重力作用下沿断裂坡折在B洼中心卸载后形成了大型的湖底扇（图1b）。流沙港组一段地层可以划分为上（顶面T80）、中（顶面T81）、下（顶面T82）3个四级层序，其中湖底扇砂体主要发育于上、下层序。目前针对该扇体已有3口钻井，均取得良好的油气显示。

图1 涠西南凹陷流一段区域地质特征图

2 沉积特征

2.1 岩石学特征

壁心分析表明，流沙港组一段砂岩类型主要为中粗粒石英岩屑砂岩和长石岩屑砂岩，少量岩屑石英砂岩。石英含量为6.7%～74.5%，平均含量为39.7%；长石含量为4.1%～20.6%，平均含量为9.8%；岩屑含量为18.6%～87.4%，平均含量为50.8%（图2a）。从粒度上看主要为不等粒砂岩，以含砾中粗砂岩为主，少量的砂砾岩，颗粒分选中等—差，磨圆度低，多呈棱角—次棱角状，结构成熟度低，成分成熟度最大为2.92，最小为0.07，平均为0.91，整体上成分成熟度非常低，反映了近源快速搬运和沉积的特点。粒度曲线以滚动和悬浮的两段式为主，缺少跳跃次总体，其中滚动和悬浮交截点粒度约为1mm，滚动次总体含量相对较少，为20%～40%，悬浮次总体含量较高，为60%～80%（图2b、2c），反映出典型浊流沉积的特点。C-M图中C（累计曲线上颗粒含量1%处对应的粒径）与M（累计曲线上颗粒含量1%处对应的粒径）值呈线性关系，无明显的分段性，表明了湖底扇沉积过程中整体以浊流的搬运方式为主（图2d）。

2.2 钻井岩心特征

图2 涠西南凹陷流一段湖底扇储层岩石学特征图

W3井在流沙港组一段有两筒取心，取心段岩性组合为厚层砂、砾岩夹薄层泥岩，砂、砾岩为灰色砾岩、砂砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩、中砂岩和细砂岩，泥岩颜色为灰色—深灰色，说明为深水还原沉积环境，岩心沉积构造反映出浊流沉积特征，描述如下：第二筒心（3184.8～3194.5m）下段由多套反韵律旋回组成，每一套底部为粉砂质泥岩和泥岩互层，发育水平层理；中部为灰色中砂岩、细砂岩，发育板状交错层理、波状层理，局部可见泥质条带或者较大泥质团块，发育变形层理；顶部为灰色含砾砂岩、粗砂岩，层理不发育（图3a、3b）。第二筒心上段由多套正韵律旋回组成，每一套中下部为含砾细砂岩，砾石最大直径可达20mm，砂岩呈次棱角—次圆状，分选性差，胶结较致密；顶部为灰色细砂岩，发育波状层理。部分旋回底部含砾砂岩与下伏地层呈冲刷接触，可见明显的“A-C”段鲍玛序列（图3c）。第一筒心（3176.15～3184.8m），下段岩性为灰色粗砂岩，成分以石英为主，含少量暗色矿物，分选性、磨圆性较好。水平裂缝相发育，岩心常沿裂缝方向发生断裂。局部泥屑、泥质碎块富集。岩心新鲜面可见大量溶孔发育，与下伏地层呈冲刷突变接触（图3d）；第一筒心中段由多套正韵律旋回组成，每套下部为中粗砂岩、含砾砂岩，砾石最大直径可达10mm，砂岩碎屑颗粒呈次棱角—次圆状，分选中等—较差，胶结较致密，底部与下伏地层呈冲刷接触，上部为灰色细砂岩、含泥质条带细砂岩，发育水平层理、波状层理、脉状层理，呈明显的“A-B-C”段鲍玛序列（图3e）；第一筒心上段下部为粗砂岩，发育板状—槽状交错层理，底部为滞留沉积砂砾岩，砾石最大直径可达15mm，与下伏地层呈冲刷接触，中部为平行层理细砂岩、含砾细砂岩，上部发育块状层理，为典型的“A-B-A”段鲍玛序列（图3f）。此外，W2井流沙港组一段成像测井资料中同样可以解释出不完整的鲍玛序列A-BE段，火焰构造、包卷层理、泥砾和泥岩撕裂屑等沉积构造，纵向上以正粒序为主，偶见冲刷面，均为典型浊流沉积的特征。

图3 W3井流一段岩心层理特征图

2.3 地震相、测井相特征

湖底扇不同亚相在地震剖面上有明显的响应[4-6]，可以识别出内扇、中扇和外扇，其中内扇区表现出相对杂乱的丘形弱振幅弱连续的反射特征，且对周围的地层形成较强的侵蚀特征，表明浊流初入湖盆时水动力较强，随着沉积物向中扇区搬运，水动力变弱，对周围地层的侵蚀逐渐减弱，地震上表现为平行连续强振幅反射的特征。远离物源的外扇区水动力继续减弱，以静水环境下的泥岩沉积为主，地震上表现为亚平行连续弱振幅反射特征，与作为主力烃源岩的流沙港组二段（T83界面之下）厚层富泥地层地震相类似（图1c）。从已钻3口井的位置分析，W1井钻遇中扇亚相，W2井钻遇内扇的近源端，W3井钻遇内扇的远源端。从3口钻井的测井曲线特征以及岩性组合均反映出水动力由强到弱的特征，内扇近源端的W2井测井曲线表现为齿化箱形和钟形，浊积水道特征明显，岩性以含砾中粗砂岩为主，砾石含量较高。内扇远源端的W3井测井曲线特征，由近源端W2井的正韵律逐渐变为正韵律和反韵律的交互叠加，曲线相对W2井略显光滑，说明沉积物经过一定距离的搬运，发生了一定的分异，砂岩粒度变细，主要以中砂岩和细砂岩为主，中扇区W1井泥岩夹层明显变厚，只有底部早期水道和顶部最晚期的水道推进至此，水道测井曲线表现为正韵律的钟形和箱形。其余井段为砂、泥互层沉积，测井曲线表现为齿形和漏斗形，砂岩粒度则以细砂岩和粉砂岩为主（图4）。

图4 W1井—W3井—W2井流一段沉积相分析对比图

3 储层特征

3.1 储层物性特征

井壁心分析数据以及测井物性统计表明，研究区流沙港组一段湖底扇储层物性整体较差，以特低孔、低孔—特低渗、低渗储层为主，但是局部发育中孔—低渗、中孔—高渗的储层甜点。随着埋深的变化具有明显的分带性，2700～3100m储层物性随着埋深的增大逐渐变差，孔隙度为5.48%～23.6%，平均为12.24%，渗透率为1.24～557.9mD，平均为32.5mD；3100～3470m储层物性变差，但是随着埋深的增大变化不大，孔隙度为2.82%～16.05%，平均为10.82%，渗透率为0.01～25.1mD，平均为1.99mD；3470m以下明显存在次生孔隙发育带，孔隙度为7.72%～21.82%，平均为12.77%，渗透率为1.9～226.52mD，平均为38.46mD（图5）。

图5 流一段湖底扇砂体孔隙度、渗透率与深度交汇图

3.2 储层空间类型和孔隙结构

根据薄片资料分析表明，本区储层孔隙类型多样，发育原生粒间孔、粒内溶孔、粒间溶孔、铸模孔和裂缝等（图6），且孔隙类型和发育程度随埋深的不同具有明显的差异性。2700～3100m埋深较浅，孔隙类型以原生粒间孔为主，粒间溶孔和粒内溶孔次之（图6a）。图像分析结果表明，2700～3100m深度段内储层面孔率为14.4%～18%，平均为16.3%，平均孔径在127.5～182μm，平均吼道为9.3～15.8 μm，平均孔喉比高，为5.9～6.2，平均配位数为0.9～1.1。3100m以下由于压实作用强烈，孔隙组合以铸模孔为主，次为粒内溶孔、粒间溶孔和少量的原生粒间孔（图6b、6c、6d）。喉道包括缩颈状、片状和湾片状。流沙港组一段地层下层序平均孔径在94.3～353.1μm，为中孔—大孔，平均孔喉比高，为4.8～7.3，平均配位数很低，为0.3～0.9。

图6 涠西南凹陷流一段湖底扇储层孔隙类型图版图

4 储层物性控制因素

4.1 沉积作用

流沙港组一段湖底扇砂体主要是集中在埋深大于3100m的流沙港组一段下层序，因此所取岩心、壁心以及送样的分析化验资料主要集中在该层段。分析结果表明，沉积作用是影响研究区湖底扇储层物性的次要因素。笔者分别从粒度中值、泥质含量以及分选系数3个方面分析沉积因素对储层物性的影响。粒度中值与泥质含量分析样品数均为44个，其中粒度中值为80～500μm的样品数19个，渗透率平均值为0.59mD，孔隙度平均值为11.8%；粒度中值为500～1000μm的样品数16个，渗透率平均值为1.5mD，孔隙度平均值为12.2%；粒度中值为1000～3000μm的样品数9个，渗透率平均值为6.37mD，孔隙度平均值为12.1%。数据分析表明，随着粒度中值的增加，渗透率有变大的趋势，说明粗粒砂岩抗压实能力强，很好地保护了吼道，而孔隙度受粒度中值的影响不大，结合上文孔隙结构分析，埋深大于3100m之后原生的孔隙保存较少，随埋深的增大，孔隙度变化较小。44个泥质含量样品分析结果表明，研究区湖底扇砂体泥质含量整体较少，为0～9.5%，其中38个样品泥质含量小于4%，孔隙度、渗透率与泥质含量没有相关性。分选系数分析样品数49个，数值为2.87～6.65，分选性相对较好（分选系数小，为2.87～4）的样品29个，渗透率平均值为0.97mD，孔隙度平均值为12.1%。分选性相对较差（分选系数大，为4～6.65）的样品数20个，渗透率平均值为0.95mD，孔隙度平均值为11.4%，基本没有相关性。

4.2 成岩作用

由上述物性特征分析可知，储层物性与埋藏深度密切相关[7-8]。究其原因主要是压实作用引起的，随着埋藏深度的增加，压实作用增强，孔隙度急剧下降，压实作用导致颗粒排列紧密，软岩屑呈假杂基状态，使喉道变窄，改变了孔喉结构，是储层渗透率降低的主要因素。定量分析表明，W2井、W3井由于压实作用损失的孔隙度平均值为28.4%，压实作用减少的孔隙占原始孔隙的平均值达75.6%，而由于胶结作用损失的孔隙度平均值为2.3%，胶结作用减少的孔隙占原始孔隙的平均值为5.9%。溶蚀作用是影响研究区储层物性的另外一个重要因素。长石颗粒和不稳定岩石碎屑颗粒常沿解理缝溶解，溶蚀作用主要在粒内发生，形成粒内溶孔，甚至完全溶解，形成铸模孔。溶蚀作用的发生对由压实作用减少的孔隙起到了一定的补偿作用，但喉道并没有得到明显改善，因此现今的孔隙结构体现出孔隙大、喉道细的特征，这也是研究区低渗透的主要原因。

5 结论

1）综合地震、钻井取心、录井、测井以及分析化验等资料分析表明，流沙港组一段湖底扇以浊流的方式搬运形成，可以分为内扇、中扇和外扇3个亚相，岩性以中粗粒石英岩屑砂岩和长石岩屑砂岩为主，沉积构造以粒序层理、滑塌变形构造，鲍玛序列为主，冲刷充填构造发育。

2）流沙港组一段湖底扇以特低孔、低孔—特低渗、低渗储层为主，但是局部发育中孔—低渗、中孔—高渗的储层甜点。储层孔隙类型和发育程度随埋深的不同具有明显的差异性，2700～3100m埋深较浅，以原生粒间孔为主，次为粒间溶孔和粒内溶孔；大于3100m埋深时以铸模孔为主，次为粒内溶孔、粒间溶孔和少量的原生粒间孔。

3）流沙港组一段湖底扇储层物性主要受成岩压实作用及溶蚀作用的影响，沉积作用影响较小。相对粗粒的内扇主水道以及中扇浊积水道砂体抗压实能力强，溶蚀孔隙发育，是最有利的储集相带。

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