哥伦比亚Magdalena盆地V油田沉积及演化特征

陈诗望,陈文学,王光付,姚合法

(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083）

哥伦比亚Magdalena盆地V油田沉积及演化特征

陈诗望,陈文学,王光付,姚合法

(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083）

通过岩心、录井、测井等资料分析认为研究区为辫状河三角洲沉积,沉积主体为辫状河三角洲前缘亚相,只在研究区北端为辫状河三角洲平原沉积。研究区 Guaduas组经历了两期湖平面的升降旋回,十几个短期旋回。由于辫状河道频繁改道,河漫滩以及水下分流河道间湾沉积形成的隔夹层分布广泛,储层的连通性变差,形成非常复杂的油水系统。储集砂体主要是水下分流河道与河口坝,物性受沉积微相的控制,河口坝砂体储层物性最好,水下分流河道次之,辫状河道最差。

辫状河三角洲;沉积相;哥伦比亚;马格达莱纳盆地

V油田位于哥伦比亚中部,中马格达莱纳(Middle Magdalena）盆地的西翼(图1）。此盆地是中生代开始发育的前陆盆地,盆地近南北走向,新生代构造反转,在盆地中西部发育南北走向东倾的高角度正断层。V油田西部为V断层,它基本上控制了油田的含油边界,油田内部被一系列近东西向断层复杂化,形成西北高、东南低的构造格局,含油面积约为20 km2。油田自下而上发育古近系、新近系、第四系。古近系始新统 Guaduas组为主力产油层,Guaduas组划分为五个段,岩性为灰色细—粗粒砂岩、细砾岩和灰色、灰绿色及红色泥岩。V油田虽然经过几十年的开发,但地质研究基础较薄弱,沉积相方面研究成果很少,前人初步认为是河流—三角洲相沉积。本文通过8口井的取心,12口的录井,163口井的测井资料,结合地震分析,总结出本区的沉积相特征。

1 辫状河三角洲识别依据

辫状河三角洲的概念最早由 McPherson于1987年提出[1],定义为由辫状河体系前积到停滞水体中形成的富含砂和砾石的三角洲,其辫状分流平原由单条或多条底负载河流提供物质。之后薛良清和 Galloway[2](1991）;李维锋等[3,4](1999,2000）;卜陶和陆正元[5](2000）;何幼斌和高振中[6](2006）;周洪瑞等[7](2006）许多学者从不同角度对其进行了研究,并提出了与扇三角洲相区别的依据。辫状河三角洲是介于粗碎屑的扇三角洲和细碎屑的正常三角洲之间的一种具独特属性的三角洲。V油田Guaduas组为辫状河三角洲沉积的主要依据是,该砂层组中的砾岩不是重力流沉积而是牵引流沉积的产物;同时,该砂层组的沉积构造特征表明它是辫状河三角洲沉积。

图1 V油田位置Fig.1 Location of V oilfield

1.1 总体沉积以及岩性组合特征

V油田以中—粗粒砂岩和砂岩为主,录井中多见砾岩、含砾砂岩、砂岩,而粉砂岩、泥岩相对较少(图2）。泥岩的颜色以灰色、灰绿色为主,也有褐色和红色泥岩。测井解释显示砂岩平均含量占58%,个别井含量达到80%以上,为0.7～5 m厚的砂岩与泥岩的薄互层沉积,同时地震剖面上显示为两期前积式特征。粒度较粗、岩性和泥岩颜色变化大,结构成熟度较低,反映近物源三角洲沉积特征。

图2 X7井岩心照片Fig.2 Core photos of well X7

1.2 粒度分布特征

碎屑岩粒度的大小、分布情况和分选性等能够反映介质的搬运能力、搬运方式及沉积环境,是判别沉积环境及水动力条件的良好标志。研究区粒度概率累积曲线可分为2类(图3）。Ⅰ类为两段式曲线,反映强水动力条件下的河道沉积,如辫状河河道沉积和三角洲平原分流河道沉积。Ⅱ类为三段式曲线,反映辫状河三角洲前缘河口坝沉积或泛滥平原沉积。取心井X7井的C-M图为N-O-P-QR-S五段齐全的图形(图4）,图中弯曲的S型图是以河流沉积的完整C-M图,也显示出清楚的牵引流沉积特征,反映研究区为辫状河三角洲而不是扇三角洲沉积。

图3 X7井粒度概率曲线Fig.3 Grain size probability of well X7

图4 X7井C-M图Fig.4 C-M map of well X7

1.3 沉积构造特征

研究区内取心井共8口,通过取心井岩心观察和描述,发现了以下沉积构造:A、斜层理(图5A）和楔状交错层理,主要出现在细砂岩和粉砂岩中;B、冲刷充填构造(图5B）;C、砾石定向排列(图5C）,其中砾岩颜色偏杂,有磨圆,分选较差,砾石颗粒间多被砂粒和泥质沉积物充填,以颗粒支撑为主;D、粒序层理(图5D）,以组分颗粒的粒度递变为特征,是沉积物在重力和水动力共同作用下沉积而成;E、平行层理(图2右）,平行层理在区内主要出现在粉细砂岩中,于冲刷充填构造砂砾岩上方,反映了较强水动力条件下的快速沉积作用。

综上所述,研究区为辫状河三角洲沉积环境。

图5 X7井沉积构造特征A.斜层理;B.冲刷充填构造;C.砾石定向排列;D.粒序层理Fig.5 Characteristics of sedimentary structures of well X7A.Oblique bedding;B.Scour-filling structures;C.Oriented arrangement of gravel;D.Graded bedding

2 沉积微相及特征

通过对岩心的详细观察描述,结合测井相,单井沉积相,联井剖面和相平面展布特征分析,在研究区识别了辫状河三角洲沉积相,包括三种亚相,8种微相(表 1,图 6）。

2.1 辫状河三角洲平原亚相

研究区辫状河三角洲平原亚相主要由辫状河道和河漫滩组成,心滩不太发育。

表1 V油田沉积微相类型Tab.1 Microfacies types of V oilfield

图6 X7井沉积微相划分Fig.6 Sedimentary microfacies of well X7

(1）辫状河道微相

以色杂、粒粗、分选较差、不稳定矿物含量高、底部发育冲刷充填构造为特征。辫状河道充填物宽厚比高,剖面呈透镜状,常见具大型板、槽状交错层理、平行层理的砾岩、砂岩。岩性呈下粗上细的正韵律,自然电位曲线呈高负偏的钟状、箱状和指状(图7）,单一砂体厚度1～2 m不等。

图7 辫状河三角洲平原亚相的微相类型Fig.7 Microfacies of braided delta plain

(2）心滩微相

心滩沉积一般粒度较粗,成分复杂,成熟度低。各种类型的交错层理发育,如巨型或大型槽状、板状交错层理,自然电位曲线呈高负偏的钟状或箱状(图6）。单一砂体厚度1.5～4 m不等。

(3）河漫滩微相

河漫滩微相由辫状河道的迁移摆动形成,一般范围较宽,由棕褐色泥岩、泥质粉砂岩构成。自然电位曲线幅度较低,一般成平直段或复合锯齿状(图7）。

2.2 辫状河三角洲前缘亚相

研究区内广泛发育辫状河三角洲前缘亚相,主要有水下分流河道、河口坝、远砂坝和水下分流间湾沉积。其中水下分流河道是辫状河三角洲前缘的沉积主体。

(1）水下分流河道微相

水下分流河道是平原辫状河道在水下的延伸部分,沉积物粒度较细,其它沉积特征与辫状河道极为相似:整体上向上粒度变细,单砂体厚度减薄。自然电位曲线呈高负偏的钟状、箱状、指状,曲线显示由下向上变细的正韵律为特征。

(2）河口坝微相

平原辫状河道入水后,携带的砂质由于流速降低而在河口处沉积下来即形成河口坝。然而一方面由于流体能量较强,辫状河道入水后并不立即发生沉积作用,而是在水下继续延伸一段距离,因此河口坝大多数发育于水下分流河道末端。辫状河三角洲前缘河口坝砂体主要为砂岩,也可见含砾砂岩和粉砂岩,在垂向上一般呈下细上粗的反韵律,砂体中可见平行层理和交错层理。其自然电位曲线为中—高幅度异常,呈漏斗形,反映其由下向上变粗的粒度特征。

(3）远砂坝微相

远砂坝与河口坝为连续沉积的砂体,位于河口坝的末端。同河口坝相比,远砂坝砂体厚度较薄,岩性较细,多为细砂岩和粉砂岩。其自然电位曲线为中—低幅度异常,呈漏斗形或小型箱形。

(4）水下分流间湾微相

水下分流间湾沉积为水下河道改道被冲刷保留下来或沉积的较细粒物质,其沉积作用以悬浮沉降为主,岩性一般为暗色泥岩,含粉砂泥岩及含泥粉砂岩,见水平层理及小型砂纹层理。自然电位曲线平直,电阻率低值,伽马值一般较高。

2.3 前辫状河三角洲亚相

位于辫状河三角洲前缘向湖的深水区,主要为泥岩夹杂薄层状粉砂质泥岩沉积,颜色较深,见水平层理。自然电位幅度值低,伽马值较高。此亚相分布较少。

3 沉积相展布与演化

为全面弄清研究区Guaduas组的沉积相展布与演化规律,选取了覆盖全区的东西向连井剖面23条,南北向连井剖面5条,沿着这些剖面,逐井逐层各个砂层组进行了微相划分(图8）。根据163口井的单井相分析结果,分别编绘了15个砂层组的沉积微相展布图。从结果可以看出,研究区 Guaduas组沉积经历了两个湖平面升降的中期旋回,十几个短期旋回。在湖平面升降控制下,Guad—Ⅱ段和Guad—Ⅳ段为湖面最大的时期。湖岸线在油田中部的X7到X8井之间摆动,油田北部和南部分别为辫状河三角洲平原和辫状河三角洲前缘沉积,中部地区形成了辫状河三角洲前缘和辫状河三角洲平原的交替的沉积。在 Guad—Ⅴ段和 Guad—Ⅳ段及Guad—Ⅱ段地层为辫状河三角洲前缘沉积;而在Guad—Ⅲ段及 Guad—Ⅰ段地层为辫状河三角洲平原沉积。

4 沉积微相与储层物性关系

据X7等取心井物性分析资料统计,储层孔隙度主要分布在15%～28%,渗透率一般为(10～2 000）×10-3μm2,以中孔中渗—中孔高渗储层为主。物性受沉积微相控制,根据163口井测井解释结果统计,河口坝砂体的渗透率最好,辫状河道最差(图9）。由于油田北部处于辫状河三角洲平原,主要是辫状河道砂体储层,因此油田北部的渗透率相对较低。

图8 V油田Guaduas组沉积相剖面Fig.8 Sedimentary facies section of Guaduas zone in V oilfield

图9 不同沉积微相储层的渗透率差异Fig.9 Permeability difference between different sedimentary microfacies

5 结论

哥伦比亚中马格达莱纳盆地V油田 Guaduas组以中—粗粒砂岩和砂岩为主,多见砾岩,粒度较粗、岩性和泥岩颜色变化大,结构成熟度较低,粒度曲线显示为牵引流特征,沉积构造包括楔状层理、斜层理、冲刷充填构造、粒序层理等,判定为辫状河三角洲沉积。

通过岩心、录井、测井、单井相分析以及平面相展布分析,发现研究区 Guaduas组沉积经历了两个湖平面升降的中期旋回和十几个短期旋回,Guad—Ⅱ和 Guad—Ⅳ段为湖面最大的时期。湖岸线在油田中部摆动,油田北部为辫状河三角洲平原沉积,主要发育辫状河道砂体,油田南部为辫状河三角洲前缘沉积,主要发育水下分流河道和河口坝沉积。储层物性受沉积微相的控制。

[1]Mc Pherson J G,Shanmugam G,Moioia R J.Fan-deltas and Braid Deltas:Varieties of coarse-grained deltas[J].Geological Society of America Bulletin,1987,99:331-340.

[2]薛良清,Galloway W E.扇三角洲、辫状河三角洲与三角洲体系的分类[J].地质学报,1991,65(4）:141-152.

[3]李维锋,高振中,彭德堂,等.库车坳陷中生界三种类型三角洲的比较研究[J].沉积学报,1999,17(3）:430-434.

[4]李维锋,高振中,彭德堂,等.塔里木盆地库车坳陷中三叠统辫状河三角洲沉积[J].石油实验地质,2000,22(1）:55-58.

[5]卜淘,陆正元.湖泊辫状河三角洲特征、储集性及分类[J].沉积与特提斯地质,2000,20(1）:78-84.

[6]何幼斌,高振中.海南岛福山凹陷古近系流沙港组沉积相[J].古地理学报,2006,8(3）:365-376.

[7]周洪瑞,王训练,刘智荣,等.准噶尔盆地南缘上三叠统黄山街组辫状河三角洲沉积[J].古地理学报,2006,8(2）:187-198.

Deposition and evolution of V oilfield in Magdalena Basin,Columbia

Chen Shiwang,Chen Wenxue,Wang Guangfu,Yao Hefa
(Petroleum Exploration and Production Research Institute of SINOPEC,Beijing100083）

After analyzing the coring,cuttings and well logging data,it can be concluded that V oilfield belongs to braided river delta facies with braided river delta front as its main subfacies and braided river delta plain deposited only in the north.After two periodsof up and down cycles,the lake level became the highest during Guad-Ⅳand Guad-Ⅱ.The frequent river diversions,widespread interlayers formed by flood plain and underwater distributary interchannel deposition and poor reservoir connectivity have resulted in a very complex oil-water system.And the underwater distributary channel and mouth bar are the main reservoirs.As controlled by sedimentary microfacies,the reservoir property of mouth bar is the best,followed by underwater distributary channel,and braided river is the worst.

braided river delta;sedimentary facies;Columbia;Magdalena Basin

TE121.3+1

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2011.01.053

1008-2336(2011）01-0053-05

2010-11-08;改回日期:2010-12-03

陈诗望,男,1976年生,博士后,主要从事储层沉积学研究工作。E-mail:chenshiwang@pepris.com。