苏丹Melut盆地Palogue地区Galhak组沉积相特征及有利储集相带划分

2013-11-22范乐元长城钻探工程有限公司解释研究中心北京100101

石油天然气学报 2013年11期

关键词：亚相辫状河沉积相

范乐元（长城钻探工程有限公司解释研究中心，北京 100101）

汪勇（长江大学地球物理与石油资源学院，湖北武汉 430100）

汪文湛，胡胜利，戴婉薇（长城钻探工程有限公司解释研究中心，北京 100101）

穆鹏飞（中海油天津分公司勘探开发研究院，天津 300452）

1 区域地质背景

Palogue地区位于苏丹Melut盆地北部（图1），地理位置属于苏丹东南部的上尼罗省。Melut盆地是中非裂谷系第二大盆地，总体构造格局由5个凹陷和1个凸起组成，是在中非剪切带右旋走滑构造应力场背景下发育起来的中－新生代陆内裂谷盆地，走向呈北西－北北西向，与中非剪切带斜交。Melut盆地由前中生界变质基底、白垩系、古近系和新近系组成。白垩系地层分为上白垩统和下白垩统。下白垩统自下而上分为Algager组与Alrenk组，其中Alrenk组为深湖相沉积体系，岩性为暗色泥岩，是该盆地的主要生烃岩系，与上覆Galhak组区域不整合接触。上白垩统自下而上分为Galhak组与Melut组，Galhak组为浅湖－辫状河三角洲沉积体系，岩性组合为砂岩与泥岩的不等厚互层，泥岩颜色较暗，是该盆地的次要生烃岩，与上覆Melut组区域不整合接触。Melut盆地Palogue地区的Galhak组是该次研究的主要目的层段。

图1 研究区位置图

2 层序地层格架

根据层序地层学原理，以钻井、录井剖面和测井曲线分析为基础，结合测井－地震标定结果，对Palogue地区Galhak组地层进行了地震与测井的层序划分对比。从地震资料反射终止关系出发，分析和识别了最大湖泛面（MFS）、首次湖泛面（FFS）和体系域。结合构造与沉积演化特征，应用地震资料识别MFS和FFS界面，并得到了测井资料验证。

通过地震资料与测录井资料综合分析，在Galhak组三级层序内进行了体系域和中、短期基准面旋回的识别与划分（图2），共划分了10个中期基准面旋回，其中FFS位于Galhak组Ⅹ段顶部，MFS位于Galhak组Ⅲ段顶部；低水位体系域（LST）为Galhak组Ⅹ段，水进体系域（TST）为Galhak组Ⅸ～Ⅲ段，高水位体系域（HST）包括Galhak组Ⅰ段和Ⅱ段。

同时，对研究区内钻遇地层较全的井进行连井分析，以工区内北东－南西向的典型剖面（图3）为例。PN－26井位于北部构造高部位斜坡带，Galhak组地层顶部由于断层的作用，断缺了Galhak组三级层序的Ⅰ和Ⅱ段中期旋回。从层序地层对比结果看，断层的活动控制了沉积中心的变化，控凹断层位于R－1A井以北，控制了研究区西南部凹陷的沉降中心。从PN－26井～A－1井表现为各中期基准面旋回的厚度加厚，西南部的R－1A井位置变高。R－1A井区由于构造的抬升，Galhak组Ⅰ～Ⅴ段顶部的地层直接沉积在基底之上，Galhak组Ⅴ段底部及以下地层缺失。

图2 Melut盆地Palogue地区Galhak组地层层序格架

3 沉积相研究

研究区Palogue地区Galhak组地层由于缺少岩心资料，沉积相研究主要以测井相为主，结合录井信息、成像资料进行沉积相类型的划分，以地震属性资料和反演阻抗反演进行平面相分析。

3.1 单井沉积相分析

通过分析研究区探井的测井曲线资料，总结各种具有代表性的测井相模式（图4），对单井的测井相进行解释。该区录井资料显示砂岩粒度以细砂岩和细粉砂岩为主，粗粒的砂岩较少；砂岩的磨圆度较高，岩石类型主要为石英砂岩、方解石、高岭石和泥页岩。同时，成像测井资料显示波纹层理、交错层理等十分发育，反映三角洲相水动力对沉积颗粒的反复冲刷和淘洗作用，结合测井相分析和录井资料的信息，综合判定该区主要发育辫状河三角洲前缘沉积。在分析全区各井的自然伽马或自然电位曲线与沉积相的对应关系规律的基础上，总结出典型自然伽马或自然电位曲线与各种沉积微相间的对应关系，同时，结合FMI（地层微电阻率扫描成像）测井资料，对沉积微相进行了研究（见图5）。研究表明，Palogue地区沉积相主要为辫状河三角洲相和滨浅湖相，其中辫状河三角洲相主要进一步划分为三角洲平原亚相、三角洲前缘亚相和前三角洲亚相，微相主要识别出水下分流河道、分流间湾、河口坝和席状砂等类型（图6）。

图3 R－1A井～PN－26井中期基准面旋回及层序地层展布图

3.1.1 辫状河三角洲相

1）辫状河三角洲平原亚相由分支河道沉积和泛滥平原沉积组成。分流河道的自然伽马曲线特征为中－高幅箱形或漏斗形。泛滥平原沉积较细，自然伽马曲线以齿形或平直基线为特征。微相有分支河道、废弃河道、天然堤、决口扇、沼泽和分支间湾等类型。岩性组合为粉－细砂岩、泥岩、泥炭、褐煤交互层。具有正韵律特点，底部有轻度的剥蚀，见泥砾。

2）辫状河三角洲前缘亚相包括水下分流河道、水下分流间湾、河口坝、远砂坝等微相。水下分流河道在垂向上呈正粒序特征，自然伽马曲线形态为中－高幅钟形。水下分流间湾为泥岩与粉砂岩或泥质粉砂岩薄互层，自然伽马曲线特征为中－高幅钟形。河口坝沉积在垂向上通常以反粒序为特征，自然伽马曲线形态以中－高幅漏斗形为主。远砂坝沉积和河口坝沉积序列类似。

3）辫状河前三角洲亚相沉积岩性以泥岩为主，夹薄层粉砂岩或细砂岩。自然伽马曲线平直。在物源供给比较充足的情况下，三角洲沉积不断向湖进积的，因此从下往上依次为前三角洲（或湖相）、三角洲前缘相、三角洲平原相。纵向上看，三角洲相的垂向特征为由细变粗的反粒序。

3.1.2 滨浅湖相

岩性以泥岩、泥质粉砂岩和粉砂岩薄互层为主。自然伽马曲线为齿形。在滨浅湖相中会发育一些滩、坝和一些重力流沉积物，自然伽马曲线上显示为指状、钟形和漏斗形。在研究区范围内滨浅湖相主要发育在南部构造带。

图4 几类主要的测井相模板图

图5 R－1A井单井相综合分析

图6 Palogue地区Galhak组Ⅲ段典型沉积微相特征图

3.2 平面沉积相特征

在层序地层格架控制下，研究了Melut盆地Galhak组地层沉积相平面展布特征（图7）。研究表明，从Galhak组Ⅷ段～Ⅲ段沉积时期，不同构造带不同断裂系统的差异活动控制沉积分异显著。北部构造带为北西－南东走向的断裂系统，主要发育辫状河三角洲前缘沉积，水下分流河道沿断层走向发育，物源主体来自西北部；南部构造带位于构造较深部位，其边界发育大断裂，断裂系统多为近北东走向，主要以滨浅湖相沉积为主；中部构造带则处于上述两组断裂系统的过渡带，主要为辫状河前三角洲亚相，R－1A井区有次要物源供给，三角洲前缘亚相有所发育，延伸范围较小。由Galhak组Ⅷ段～Ⅲ段，沉积发育的继承性特征明显，水体逐渐变深，三角洲前缘范围向北部退积，湖相沉积范围扩大。