王集油田沉积特征与沉积微相展布研究

2013-10-25秦中正金燕林李伟才闫永芳

石油地质与工程 2013年6期

秦中正，秦飞，金燕林，李伟才，吴群，闫永芳

（1.长江大学地球物理与石油资源学院，湖北武汉 430100；2中国石化西北油田分公司；3中国石化河南油田分公司）

王集复杂断块油田包括王集东区、柴庄区、泌242块和西区四个开发区块，经过前期的快速开发，目前油田已进入高含水期。分析认为，前期对储层的非均质程度认识不够，致使注水过程中水驱程度较低，进而影响了后期剩余油的分布［1－2］。考虑到沉积相对储层和油气聚集的控制作用［3］，有必要对沉积特征与沉积微相的空间展布开展专门细致研究，为油藏精细地质建模和挖潜方案调整提供理论依据。

1 区域沉积模式

王集油田是一个被断层复杂化的向南东方向倾伏的鼻状构造［4］，其构造位置处于泌阳凹陷北部斜坡带的东北部，主力含油层位为古近系核桃园组核三段［5］。最新研究表明，王集油田物源方向主要由两部分组成［6－7］：北部王集三角洲和东部侯庄辫状河三角洲。侯庄辫状三角洲，发源于泌阳凹陷缓坡带北部伏牛山脉的东段，来自山区的河流携带大量碎屑流经狭窄的山前平原向湖推进，由伏牛山水系沿北东向的盆地长轴入湖形成。王集三角洲发源于泌阳凹陷西北部社旗低凸起，在王集油田位置主要为王集三角洲前缘相带。

2 单井沉积特征

2.1 岩性特征

从岩心观察来看，王集油田以较粗的砂砾岩和粉细砂岩为主，主要岩性包括页岩、泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩、粉砂岩、中砂岩、粗砂岩、砾岩和砂砾岩等。从录井资料来看，除泥岩和页岩外，具有储集意义的岩性主要为砂砾岩和粉砂岩，分别占18.7%和10.9%。

从岩石薄片来看，王集油田主要为长石砂岩和岩屑长石砂岩为主，也有部分岩屑砂岩和长石岩屑砂岩。石英含量在5%～80%不等，长石含量集中在20%～40%之间，岩屑含量在2%～80%之间。长石主要为斜长石，岩屑主要为花岗岩和石英岩。碎屑颗粒磨圆度以次尖和次圆为主，次棱次之，分选以中等为主，孔隙式胶结，颗粒支撑结构，风化程度中等。

总的岩石学特征为：结构成熟度低、成份成熟度低，即分选差、石英、长石含量低，岩屑含量高且不稳定组分占多数。但不同区域陆源碎屑中石英、长石及岩屑的含量及成份不同，砂岩类型的不同反映出距物源的远近及母岩性质的不同。石英和岩屑含量变化大，表明沉积物搬运距离有较大差别。

2.2 粒度特征

对研究区18口井的607个粒度数据统计得知，样品的分选系数最大为6.15，最小为1.2，平均为2.0，总体分选较差。粒度中值半径最大为2.28 mm，平均为0.27 mm（0.25 mm 为中砂）。标准偏差最大为2.63φ，最小为0.93φ，平均为1.72φ；偏度最大为0.72，最小为0.02，平均为0.37。

C－M图（图1）显示，王集油田储层砂体粒度为典型的牵引流搬运沉积，OP滚动段、PQ悬浮和滚动段、QR递变悬浮段和RS均匀悬浮段都存在，但主要以OP和QR段为主。根据粒度累积概率曲线的形态、斜率、截点位置和总体数，可以分为以下三种类型：①近一段式，主要为含砾不等粒砂岩，反映沉积砂体分选极差，为河口坝沉积微相，颗粒大小混杂，泥质胶结，分选极差；②上拱两段式，大部分以牵引＋跳跃总体为主，概率达80%左右，总体分选较差，反映强河流能量期，能量迅速减弱，细粒与粗粒物质快速堆积；③多段式，牵引总体较少，跳跃总体与悬浮总体的截点较细，甚至无截点，个别较粗，出现跳跃次总体，反映受水流改造的特点三角洲前缘席状砂、河口坝和间湾等沉积。

图1 王集油田粒度C－M图

2.3 岩石相特征

岩石相是成因单元中最小的岩石单位，它是由一定的岩石特征所限定的岩石单位，这些岩石特征包括颜色、成分、结构、成岩性等，它可以反映沉积时水流能量的大小及垂向变化，而且岩石相的成因对微相分析及储层宏观非均质分布有重要的意义。在对王集油田21口取心井（总心长593 m）岩心观察的基础上，对核三段储层的岩石相进行了划分，共划分出18种具有成因意义的岩石相。这18种岩石相垂向上按一定规律组合，形成了不同微相的层序特征。

2.4 测井相特征

由于取心井数量有限，目前常用方法是通过建立不同沉积微相与测井曲线特征的对应关系，然后综合利用测井曲线和沉积砂体的分布开展沉积微相展布的研究［8］。本研究主要根据自然电位与自然伽马曲线为主，结合深浅侧向电阻率曲线特征，来建立目的层段不同沉积亚相和微相的测井相与地质相的对应关系。

3 沉积微相展布

3.1 平面分布特征

在小层砂体厚度图分布规律的基础上，结合单井的测井相类型，对王集油田核三段七个油组各小层沉积微相进行了划分，并绘制小层沉积微相平面分布图（图2）。从各小层的微相展布来看，侯庄辫状河三角洲规模和连续性均大于王集三角洲，从水下分流河道－河口坝－席状砂－前三角洲－湖相沉积都有，主要有两种模式：水下栈桥型和拦河砂坝型两种。水下栈桥型河道较深，宽度小，在河道前段河口坝规模较小；拦河砂坝型水下分流河道宽，在河道前段常形成规模较大的新月形河口砂坝。河口砂坝前段为指状或薄层反旋回测井曲线特征的席状砂沉积。席状砂前端为深度较深的河道间和湖相沉积。从平面微相分布的垂向差异性来看，河道发育呈现明显的多期次（强→弱→强→弱）特征；河口砂坝发育广泛，尤其在Ⅳ油组发育规模较大，与河道的发育强弱有显著关系。

图2 王集油田油组沉积顶面叠合图

3.2 剖面分布特征

基于物源方向和控制全区的目的，选取南东－北西方向（泌134井～泌244井）和南西－北东方向（柴21井～泌242井）两条剖面，以分析沉积微相剖面分布特征。

泌134井～泌244井剖面呈北西－南东向，垂直于侯庄物源方向，几乎位于研究区域的西北部。整体看来该剖面受断层断失影响，砂体发育规模小，连续性和连通性较差（图3）。

Ⅰ～Ⅲ油组：Ⅰ油组砂体在剖面中间出现了一个大的缺失区，仅在顶部1、2两个小层较为连续，砂体的连通性和稳定性相对较好。另外，砂体沿着剖面线的方向，有由厚变薄的趋势。尤其表现在泌134井和泌166井，在该油组发育了厚层的砾状砂岩或含砾砂岩，是该油组砂体发育最好的区域。Ⅱ油组在剖面线的两端受断层影响很大，仅在中部柴1井、柴21井和泌174井发育有规模较大的砂体。该油组整体而言顶部和底部砂体发育较厚，中部砂体薄。Ⅲ油组虽受地层缺失的影响相对较小，在该油组的顶部和底部均发育了一套连续性和连通性好的厚层砂体，整体看来砂体沿着剖面线的方向有变薄的趋势。

Ⅳ～Ⅴ油组：Ⅳ油组和Ⅴ油组受断层影响都十分严重，尤其表现在Ⅴ油组，砂体仅在泌166井、泌157井以及泌174井有所发育。就Ⅳ油组而言，虽然砂体发育规模变小，砂体的连续性变差，但砂体厚度大。在泌134井、泌157井以及泌166井的中部、柴1井的顶部和中部都发育了厚层的含砾砂岩，砂地比很大。沿着剖面线的方向，砂体明显减薄，到边部泌174井、泌244井，仅发育了一些独立的薄层砂体。

图3 泌134井～泌244井剖面（Ⅰ～Ⅲ油组）沉积微相展布

柴21井～泌242井剖面呈南西－北东向，平行于侯庄物源方向但更靠近研究区域的南部，砂体的发育极有可能受到侯庄物源的影响。整体看来该剖面下部地层断失现象严重，上部受断层影响小，因此砂体大规模发育在上部地层（图4）。

Ⅰ～Ⅲ油组：Ⅰ油组砂体发育规模较大，整体看呈现两端薄中间厚的特征。油组自上而下，砂体有很显著的加厚趋势，在该油组底部8、9小层，发育了具有河道特征的厚层砂体，砂体含砾，岩性较粗，反映了侯庄的沉积物特征。Ⅱ油组两口井断失，其砂体发育规模明显比Ⅰ油组小。相同的是，在该油组的底部也发育了两套连续性好且岩性较粗的厚层砂体。Ⅲ油组砂体局部可见独立的厚层砂体，但砂体的规模与厚度都不能与Ⅰ、Ⅱ油组相比。整体看，剖面两端靠近边部的地方，油组顶部和底部砂体较厚，中间砂体偏薄；而剖面中间，砂体自上而下游增厚的趋势。

Ⅳ～Ⅴ油组：Ⅳ、Ⅴ油组砂体受断层影响极大，砂体明显分布于剖面的两端。剖面南西端地区由于离物源较远，多为薄层孤立砂体；相反剖面北东端地区砂体明显变厚，而且局部地区砂地比很高。在柴10井、柴12井，Ⅳ油组顶部发育了大量厚层含砾的砂体，极具侯庄物源的特征，中部砂体变薄，局部可见厚层的河口坝砂体。Ⅴ油组仅在泌242井、柴10井、柴12井有一定的砂体发育。很明显，柴10井发育的砂体较厚，中部和底部都可见含砾的厚层砂。