青西油田窿6区块下白垩统下沟组沉积相研究

2013-10-25彭立才杨仁超王言龙

石油地质与工程 2013年6期

侯乾，彭立才，杨仁超，3，王言龙

（1.山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室·山东科技大学地质学院，山东青岛 266510；2.清华大学地震波勘探开发研究所；3.中国石化石油勘探开发研究院）

青西油田位于酒泉盆地酒西坳陷青西凹陷青南次凹南部，窟窿山逆掩推覆体构成其主要油气聚集场所，窿六区块位于窟窿山逆掩推覆构造带中部，是窟窿山油藏油气最富集的区块，具有原始地层压力大、含油性好、油井初产高等特点［1－3］。据前人研究［4］，窿六区块下白垩统下沟组储层沉积特征非常复杂，属近源的快速堆积沉积，岩相变化迅速，储集性能变化大，非均质性强，有利储层分布范围及控制因素难以确定，直接影响油田的高效开发。根据岩心、钻井、录井、测井和分析化验等资料，运用沉积学基本原理和方法，在前人研究成果的基础上，对青西油田窿6区块下白垩统下沟组沉积环境特征和微相类型进行了进一步研究，以期对该区油藏的下一步开发提供指导和理论依据。

1 地质背景

青南次凹总体上呈南高北低、西高东低的不对称箕状构造，构造南部较缓，北部较陡。凹陷主体面积约为135 km2，沉积最大厚度约7300 m，其中下白垩统最大厚度约3400 m［5］，窿6区块整体构造形态表现为由东北向西南方向逐渐抬升并被断裂复杂化的单斜构造。据前人研究［6－7］，青南次凹下白垩统下沟组古流水方向为以西向东和西南向北东流向为主；沉积物主要来自西部志留纪、石炭纪、二叠纪地层剥蚀产物，沉积物由西向东注入盆地。下沟组为窿6区块目前最主要的开发目的层，下沟组（K1g）可划分为4段：K1g3、K1g2、K1g1、K1g0。最主要的目的段为K1g0、K1g1，可分为8个亚段：K1g01、K1g02、K1g03、K1g04、K1g11、K1g12、K1g13、K1g14。

2 相识别标志及依据［8－13］

2.1 岩石颜色

通过岩心观察，研究区内下沟组下段岩石颜色主要以灰色、杂色、棕红色、灰白色为主，间有灰绿色、棕褐色。在研究区西部L7井4393.06～4393.17 m处可看到在氧化条件下棕红色岩石沉积；而L6井4464.6～4464.85 m处可看到湖岸线过渡带所特有的杂色泥岩沉积；在Q2－4井4022.78 m处岩石颜色多表现为暗色特征，表明其沉积时处于水下还原环境。

2.2 岩石类型

区内岩石类型主要有砾岩、细砾岩、泥岩、白云质泥岩、泥质白云岩等。其中研究区西部L7井4302～4304 m处，南部的Q2－30井4234～4236 m处多以较粗的砾岩为主（图1，L7井、Q2－30井）；在Q2－4井4025～4031 m处可看到砾岩逐渐向砂岩过渡（图2，Q2－4井）；而在研究区东北部的L4井4196～4201 m处、L13井4422～4428 m处则以较细的泥岩为主（图2，L4井、L13井）。在Q2－12井4316～4322 m处以泥岩和白云岩为主（图1，Q2－12井）。

2.3 沉积构造

图1 窿6区块下沟组钻井取心沉积特征

根据各个井岩心观察（图1），研究区发育的沉积构造主要有：水平层理，形成于低能环境的低流态中，常见于分流河道间沉积和湖相沉积；块状层理，由沉积物在重力流的作用下快速堆积而成的，常见于河道间沉积中；平行层理，代表了一种较强的水动力条件，分流河道等沉积中常见；交错层理，常见于河道沉积；间或发育波状层理、包卷层理、斜层理等。沉积构造的不同组合是判断沉积微相的重要依据，对环境的重塑有重要的作用［10］。

2.4 测井相标志

窿6区块下沟组测井曲线的幅度以中、高幅为主，这与沉积物粒度较粗有关；突变式接触在该区很发育，反映了沉积体沉积前后水动力条件和沉积物供应类型的剧烈变化；测井曲线的光滑程度以齿化较为常见，表明了沉积不连续或水动力条件频繁变化所造成的沉积物分选差，物性非均质性强。

3 沉积相类型和特征

根据对研究区内已有井的岩心、录井及测井资料分析，认为窿6区块下沟组内沉积相发育扇三角洲相和湖泊相两种。扇三角洲相具体可细分为分流河道、分流河道间、水下分流河道、水下分流河道间、河口坝和前缘滑塌等六类微相。

3.1 扇三角洲相

根据扇三角洲沉积特征并结合研究区沉积背景，研究认为窿6区块下沟组扇三角洲相可划分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲三种亚相。

3.1.1 扇三角洲平原亚相

结合研究区沉积背景及岩心、录井资料，认为研究区扇三角洲平原发育有分流河道和分流河道间沉积。岩性以砾岩为主，分选差，砾石中的填隙物和泥质粉砂岩及粉砂质泥岩因褐铁矿化严重而呈现棕红色，反映了陆上的强氧化沉积环境。

（1）分流河道微相。本区中L7井下沟组下部最为发育（图1，L7井），岩性主要以砾岩为主，发育洪积层里、平行层理和冲刷面。其电阻率曲线呈高值，自然伽马曲线数值较低，多呈箱形、齿化箱形，如Q2－15井4440～4464 m处。

（2）分流河道间微相。岩性主要为以红色为主要基调的杂色、棕红色泥岩为主，夹杂有少量棕红色砂砾岩。沉积构造主要发育块状层理、水平层理和波状层理。自然伽马曲线为微齿化线型、微齿形夹单指形，如Q2－15井4480～4500 m处，沉积物偏细，是中低能沉积环境下的产物。

3.1.2 扇三角洲前缘亚相

研究区内扇三角洲前缘亚相粒度较扇三角洲平原亚相细，颜色以灰色为主，砂质含量增加，其内主要发育水下分流河道，水下分流河道间，局部发育河口坝、前缘滑塌微相。

（1）水下分流河道微相。岩性以砂砾岩和砂岩与薄层粉砂岩互层，分选较好，砾石成分主要是石英岩、板岩、千枚岩、酸性喷发岩，含少量泥质沉积物，发育交错层理、平行层理、冲刷充填和波状层理。如图1中Q2－4井，水下分流河道微相岩性颜色呈暗色，表现为中砾岩和粉砂岩互层。测井相呈中－高幅钟形，如Q2－4井4026～4029 m处。

（2）水下分流河道间微相。水下分流河道间水动力较弱，主要发育细粒沉积体［14］。其典型特征以过度岩类为主，岩性以泥质粉砂岩和粉砂质泥岩为主，沉积构造发育块状、水平和波状层理（图1，L4井）。电性特征表现为低幅线型或齿化线型，如Q2－4井4016～4020 m。

（3）河口坝和前缘滑塌微相。河口坝微相分布于水下分流河道前端，由河流带来的碎屑物质在河口处因流速降低堆积而成［15］。砂岩为主，粗至细粒级皆有，含砾岩，发育交错层理和水平层理，自然伽马曲线呈漏斗形，曲线齿化。前缘滑塌微相的岩性为砂砾岩，形成于较深水环境，顶底为半深湖－深湖沉积（图1，Q2－43井），自然伽马曲线呈齿化钟形和齿化箱形。

3.2 半深湖亚相

半深湖亚相岩性主要是黑色白云质泥岩、灰色泥质白云岩等，其沉积特点与扇三角洲截然不同，岩性横向分布稳定，垂向上常具连续的完整韵律，沉积厚度大［16］，发育水平层理及细波状层理（图1，Q2－12井），在电性上表现为低幅线型或齿化线型。

4 沉积相展布特征

4.1 沉积相剖面特征

通过岩性、沉积构造和测井相分析，建立了研究区东北－西南、西北－东南方向的两条沉积相剖面（图1），对研究区域的沉积相进行分析。

从西北－东南向的剖面图（图2）可以看出，在K1g0前期，在L13井、Q2－20井、Q2－4井和Q2－58井都发育水下分流河道相；在K1g0后期和K1g1初期可见到L13井和Q2－15井开始发育分流河道沉积，说明陆源沉积向湖盆方向推移；到K1g1时期，L13井发育水下分流河道和河口坝沉积，同时在Q2－58井－Q2－4井－Q2－20井－Q2－15井发育有半深湖沉积相，表现出湖盆扩大，显示出多次短期的湖进过程；到K1g1后期，可见到在L13井处发育分流河道微相，说明陆源沉积体向湖盆方向又一次推进，而半深湖沉积也从Q2－15井退至Q2－4井，发生了湖退。从整个沉积相剖面来看，以扇三角洲前缘的水下分流河道沉积和半深湖相沉积为主，由水体上升半旋回和下降半旋回构成。

图2 窿6区块下沟组L13井－Q2－12井沉积相剖面

而从西南－东北方向的剖面图看（图3），整体上基本没有出现三角洲平原相。K1g0时期，Q2－30井、Q2－45井、Q2－29井、L4井和Q2－33井都发育有水下分流河道沉积，在Q2－33井处育有分流河道间沉积；而在K1g1时期，Q2－30井、Q2－29井、L4井和Q2－33井发育了半深湖沉积，说明在这几口井处都发生了湖进，而在此期间Q2－45井和Q2－56井并没有发育半深湖沉积，表明湖进是从西南、北东两个方向向西或北西方向推进的；在

K1g1中期，Q2－29井、L4井发育水下分流河道沉积，而Q2－56井发育有半深湖沉积，说明扇三角洲沉积向北东方向推移。整个剖面以扇三角洲前缘的水下分流河道沉积和半深湖相沉积为主体。目的层段以水体上升半旋回为主，K1g1后期，水体下降，扇三角洲沉积有自西南向北偏东方向迁移的特点。

4.2 沉积相平面展布

通过对青西油田窿6区块的40多口井下白垩统各层段的岩石的颜色、类型、沉积构造、岩性组合、测井相等特征的综合研究和分析，结合上述单井相、剖面相特征，对下白垩统各层段及小层的沉积微相平面展布进行了划分并编制了各小层的沉积微相平面图。这里以较典型的下沟组K1g03－1和K1g13－1时期的沉积相为例来说明研究区沉积相的平面展布（图4）。

在K1g03－1时期（图4a），湖盆处于发育初期，水体较浅，物源供给充足，主要发育了扇三角洲平原沉积和近源的扇三角洲前缘沉积，分流河道较宽，水下分流河道沉积发育，在水下分流河道沉积到滨浅湖沉积过渡带局部发育河口坝及席状砂沉积而且相带较窄，滨浅湖沉积较发育，半深湖沉积分布范围小。从图中K1g13－1时期小层平面沉积相平面展布特征来看（图4b），研究区南部和中部水下分流河道明显向研究区西北方向退缩；河口坝和席状砂发育范围扩大；水下分流河道间沉积在研究区北部、中部和南部均比较发育。湖盆范围扩大，湖水上升，半深湖沉积向西和西南逐渐扩大。

5 研究区沉积相模式

根据研究区下沟组单井相、联井相剖面及小层沉积相平面分布特征，可将下沟组K1g0－K1g1时期归纳为2种沉积模式：一种是K1g0模式，研究区扇三角洲沉积属陡坡扇三角洲沉积，沉积厚度大，相带窄、相变快、岩性粗而且杂；扇三角洲平原窄，扇三角洲前缘沉积是主体，主要为水下分流河道微相，河口坝、水下分流河道间及席状砂微相发育范围小（图5a）。另一种为K1g1模式，湖面处于上升时期，湖平面与物源区的高度差减小，物源供给的强度逐渐减小，使得各种沉积相不断向陆后退，随着沉积水体的加深，沉积物入水后，沉积物可容空间增大，水下分流河道河道间距加大，河道变得清晰，河口坝、水下分流河道间及席状砂微相发育范围扩大（图5b）。

图5 青西油田窿6区块下沟组沉积模式

6 结论

（1）青西油田窿6区块下沟组K1g0－K1g1时期发育扇三角洲相和湖泊相沉积。扇三角洲相可进一步划分为分流河道、分流河道间、水下分流河道、水下分流河道间、河口坝、前缘席状砂和前缘滑塌7种沉积微相。

（2）青西油田窿6区块下沟组K1g0－K1g1时期，扇三角洲前缘沉积不同时期发育规模和位置有一定变化。K1g0时期，扇三角洲前缘沉积主要发育在西南部和中部，主要为由西北向东南方向延伸，发育规模较大；K1g1时期，湖水上升，半深湖沉积向西和西南逐渐扩大，扇三角洲前缘沉积自西南向北偏东方向迁移，规模减小。

（3）K1g0－K1g1时期，由于湖盆水体逐步扩大，研究区内发育两种沉积模式：一种为K1g0时期沉积模式，该模式特点是近源陡坡沉积扇三角洲，沉积厚度大，相带窄、相变快、岩性粗而且杂，水下分流河道沉积是主体，非常发育，而其它沉积微相不很发育。另一种为K1g1时期沉积模式，其特点是伴随湖进作用，沉积物源供给强度减小，沉积物入水后可溶空间增大，水下分流河道、河口坝、水下分流河道间及席状砂等沉积微相发育齐全，分异明显，扇三角洲沉积范围扩大。

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