镇53井区长81储层沉积微相研究

2011-01-16曲春霞张永强林艳波王选茹杨卫国

岩性油气藏 2011年3期

曲春霞，张永强，林艳波，王选茹，杨卫国

（1.西安石油大学；2.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院；3.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室；4.中国石油长庆油田分公司第五采油厂）

1 地质概况

研究区位于鄂尔多斯盆地西南部，区域上属陕北斜坡西南段，为西倾单斜背景上局部发育的微弱鼻状构造。

鄂尔多斯盆地三叠系延长组是一套内陆湖泊—三角洲碎屑沉积，湖盆经历了发展期、兴盛期、衰亡期。延长组深、浅湖相暗色泥岩及油页岩有机质丰富，尤其是长7段地层，湖盆中心烃源岩厚度达50～100 m，既是良好的生油岩，又是区域盖层［1］。沿深湖相边缘发育的三角洲前缘砂体和三角洲分流河道砂体为良好的油气储层。由于纵向沉积的多旋回性和横向上沉积相带的变化，浅湖相砂泥岩或三角洲分流间湾泥质岩为延长组大面积、多层系复合岩性圈闭的形成创造了条件，并使延长组成为主要的含油层系［2］。延长组平面上可划分为两大沉积体系，即东北沉积体系和西南沉积体系；纵向上自下而上可划分为3期储盖组合，即长8—长7期储盖组合、长6—长4+5期储盖组合以及长3—长1期储盖组合。研究区属西南沉积体系，三叠纪时由于受西南物源控制，长8段储层形成一套以碎屑岩为主的沉积物。研究区湖盆经过长7期的扩张后开始收缩，到长3期收缩较快，其沉积环境自大面积的水下沉积演变为水上沉积，直至深湖相消失并全部演变为浅湖相沉积［3］。

在区域标志层控制下，依据电性曲线的组合特征，并参考地层厚度及长8段顶部局部分布的凝灰岩低电阻、低自然电位、低密度、高时差、高自然伽马的曲线特征，将长8段储层划分为长81和长82共2个小层，其中长81为主要含油层［4］，本次研究以该小层为主。

2 沉积特征

2.1 沉积物特征

研究区长81储层的砂岩以灰色、灰绿色、深灰色和灰褐色为主，泥岩多为灰黑色，沉积岩中含有机质如碳质、沥青、分散状硫化铁等物质。该储层整体表现为水下还原条件的暗色特征［5］。

2.2 岩石成分

研究区长81储层碎屑岩成分有石英、长石和暗色岩屑，长石含量为30.6%，石英含量为29.8%，岩屑含量为24.0%（图1）。该储层岩石成分成熟度低，结构成熟度中等，岩石颗粒的磨圆呈次圆—次棱角状，磨圆度差，分选性中偏好。

图1 镇53井区长81储层砂岩分类图Fig.1 The components of sandstone of Chang 81reservoir in Zhen 53 well field

2.3 沉积构造特征

沉积构造是沉积岩在沉积过程中或沉积后固结成岩前形成的构造现象［6］。前者称沉积构造，后者称准同生变形构造，它们可反映沉积介质的性质和能量强弱，成为沉积环境的重要标志之一。研究区底部多发育透镜状层理、波状层理，并伴有水平纹层及生物扰动构造，常为粉砂岩、泥岩；中部以交错层理为主，如板状交错层理及槽状交错层理，并伴有水流波痕、浪成波痕、冲刷面及滑塌构造等，常为砂岩及粉砂岩；顶部常见水平纹层和透镜状层理，并见生物扰动构造及韵律层理，常为分流间湾相的泥质粉砂岩（图2）。这种沉积构造特征充分说明了研究区属三角洲前缘亚相沉积。

图2 镇53井区长81储层层理特征Fig.2 Bedding characteristics of Chang 81reservoir in Zhen 53 well field

2.4 概率累积曲线特征

沉积物的粒度分布受沉积时水动力条件的控制，是反映原始沉积状态的直接标志，可直接提供沉积时的水动力条件［6］。实践表明，不同沉积环境的粒度分布具有差别，且具有各自的图形。

不同的水动力条件和颗粒搬运方式，在粒度概率累积曲线上具有不同的形态。砂体的搬运方式可分为滚动搬运、跳跃搬运和悬浮搬运3类，它们在概率累积曲线上分别各自成段，并组成3个次总体［6］。研究区长81储层砂岩粒度概率累积曲线多为两段式（图3），以跳跃总体和悬浮总体为主，C-M曲线出现平行于C=M线的带状（图4）。图3和图4显示出长81储层具有水下分流河道特征。

图3 镇53井区长81储层粒度概率累积曲线Fig.3 Grain size accumulation curve of Chang 81 reservoir in Zhen 53 well field

图4 镇53井区长81储层C-M图Fig.4 The connectional chart of C-M of Chang 81 reservoir in Zhen 53 well field

3 沉积微相划分

根据岩性、沉积结构、构造、垂向序列及测井曲线特征，以沉积环境标志为依据进行分析，认为长81储层属三角洲前缘亚相沉积环境。该储层发育有水下分流河道、河口坝、远砂坝、水下天然堤和分流间湾共5种沉积微相，并以水下分流河道与河口坝为主要沉积微相［7］。

3.1 水下分流河道微相

水下分流河道是三角洲平原上分流河道向湖内的自然延伸［8］，河流作用越强，水下河道延伸则越长，并呈带状与岸线斜交。研究区水下分流河道微相垂向上表现为正韵律或复合正韵律（图5），底部具冲刷面，常发育含泥砾砂岩，向上为中厚层状细砂岩或中—细粒砂岩，夹薄层粉砂岩、泥质粉砂岩及粉砂质泥岩。该微相沉积构造中常见平行层理、板状交错层理、槽状交错层理及变形层理，泥砾等滞留沉积明显。其测井响应特征明显，自然电位与自然伽马曲线幅度较大，中上部厚砂层多发育“钟形”和“箱形”2种类型的河道，“钟形”反映向上变细的垂向序列，“箱形”尤其是厚层状“箱形”多反映多期河道砂体叠置（图5）。

图5 镇53井区长81储层沉积微相特征（53井）Fig.5 Sedimentary microfacies characteristics of Chang 81 reservoir in well 53 in Zhen 53 well field

3.2 河口坝微相

分流河道入湖以后，砂质物质由于流速降低而在河口处堆积，从而形成河口砂坝［8］。强烈的冲刷和筛选作用，使泥质沉积物被带走，砂质沉积物被保存下来，所以河口坝沉积物主要有分选性好、质地纯净的细砂岩和粉砂岩组成［8］。在研究区，河道砂体与河口坝砂体常叠加出现，下部先期沉积的河口坝砂体常被后来的水下分流河道砂体所切割，上部为叠加着水下分流河道的正粒序砂体。

上部河道砂体对下部河口坝砂体的切割，常使河口坝砂体保存不完整或在主河道部位消失而表现为河道沉积特征［8］。河口坝微相在垂向上表现为上粗下细的反韵律，沉积构造中可见平行层理和交错层理，储层电测曲线显示明显的“漏斗形”（反韵律），幅度较高（图6）。

图6 镇53井区长81储层沉积微相特征（218井）Fig.6 Sedimentary microfacies characteristics of Chang 81 reservoir in well 218 in Zhen 53 well field

3.3 远砂坝微相

远砂坝位于河口砂坝的前方，沉积特征与河口坝有明显不同，粒度变细，砂层减薄，常见粉砂岩和粉砂质泥岩薄互层。沉积构造中无各类大型交错层理，主要发育平行层理和低角度斜层理，有时出现波状层理和波状交错层理。远砂坝微相在沉积层序上多表现为顶、底突变的交错层理的薄层砂体，自然电位曲线为指状和齿状（图5）。

3.4 水下天然堤微相

研究区水下天然堤常见中—薄层细砂岩及粉砂岩或粉—细砂岩，砂岩常与泥岩组成薄互层。该微相在垂向上表现为向上变细变薄的正韵律或向上变粗再变细的全韵律特征。沉积构造中常见小型波纹层理、交错层理、水平层理，有时具块状层理和变形层理。自然电位曲线以中—低幅度指形或多个指形呈台阶状叠置为主（图5）。

3.5 分流间湾微相

分流间湾以悬浮在河道流水中，随流水向下移动的较细的泥沙及胶质物等悬移质沉积为主，岩性以黑色泥岩为主，夹泥质粉砂岩与粉砂岩，且泥岩与砂岩常组成薄互层。沉积构造中常见小型水平层理及波状层理，有时见小型交错层理。自然电位曲线靠近泥岩基线，多为低幅齿形。该微相常与水下分流河道微相相间发育（图6）。

4 沉积微相平面展布

笔者根据沉积微相划分原则及沉积微相接触关系，结合岩心观察及对储层电测曲线与沉积相的研究，并参考相序变化，对研究区所有井开展小层级别的沉积微相对比分析，同时依据所钻井的井位关系，建立了沉积微相平面分布图（图7）。由图7可看出，研究区西南方向发育4条南西—北东向展布的河道，河道宽度为2～12 km，在河道前缘河口坝微相较为发育。

图7 镇53井区长81储层沉积微相图Fig.7 Sedimentary microfacies of Chang 81reservoir in Zhen 53 well field

5 沉积微相对储层物性的影响

沉积微相不同，砂体粒度及泥质含量也不同，从而会导致储层物性发生变化。不同沉积相带砂体的厚度、粒度、分选性、杂基含量等均有差异，即便在同一沉积相带，由于水动力条件的变化，沉积物成分会发生变化，从而导致储层渗透率存在差异［9-10］。研究区水下分流河道砂体渗透率平均为1.49 mD，孔隙度平均为11.29%；河口坝砂体渗透率平均为0.72 mD，孔隙度平均为10.16%；远砂坝砂体渗透率平均为0.55 mD，孔隙度平均为9.88%（表1）。研究区各微相砂体的物性由好到差的顺序依次为：水下分流河道→河口坝→远砂坝→水下天然堤，水下分流河道砂体与河口坝砂体是主要的有利储层。