涠洲10－3油田及围区流三段Ⅳ油组沉积相特征

2014-11-22霍宇琦何幼斌孙芳长江大学地球科学学院湖北武汉430100

石油天然气学报 2014年4期

霍宇琦，何幼斌，孙芳（长江大学地球科学学院，湖北武汉 430100）

董桂玉（河北联合大学矿业工程学院，河北唐山 063009）

涠西南凹陷是南海北部湾盆地的富生烃凹陷，其中古近系始新统流沙港组三段（El3）是主要含油层系之一。前人研究认为［1～3］，流沙港组三段Ⅳ油组（）发育冲积扇相，但对扇体的分布位置、数量和规模却没有明确指出［4，5］。笔者以岩心观察和描述为基础，通过对岩石类型、颜色、结构和沉积构造等特征的综合分析，结合测井曲线及地震反射特征，对涠洲10－3油田及围区的沉积相进行了深入研究，重新划分了沉积微相类型，探讨了碎屑流沉积的相带归属，刻画了沉积体系的时空展布规律，阐明了砂体的分布特征，有效地预测了有利油气储层的分布。

1 区域地质概况

北部湾盆地位于粤桂古生代褶皱带和海南褶皱带之间，是南海北部大陆架西部一个以新生代沉积为主的盆地［6］。由于该区地处欧亚板块的南缘，受太平洋板块、欧亚板块和印度板块的共同作用，在构造上具有十分复杂的特点［7］。涠西南凹陷地处北部湾盆地北部坳陷的北部，北接涠西南大断层，南靠北部湾盆地海中凹陷及企西凸起，东临涠洲岛，发育于中、新生代［8］，是北部湾盆地的一个三级构造单元，面积3780km2，预测资源量6.86×108t。涠洲10－3油田位于涠西南凹陷1号断层东南侧下降盘，是一个被断层复杂化的断鼻构造，为南海西部海域第一个投入生产的油田（图1）。

图1 涠洲10－3油田构造位置图

流沙港组（El）自下而上可分为3段（El3、El2、El1）。其中，El3为湖盆扩张时期形成的沉积，物源主要来自1号断裂带的西北方向，供应较为充足，表现为一套砂岩、砂砾岩和泥岩互层的冲积扇、扇三角洲和滨浅湖相沉积，仅分布于凹陷内，是涠西南凹陷的主要储层［4，5］。通过钻井岩心、录井剖面、测井曲线和地震剖面的系统分析，运用综合地层对比技术，将涠洲10－3油田 El3划分为 4 个油组（、、、）。结合 “高分辨率层序地层学”原理和方法，将El3划分为2个长期基准面旋回和8个中期基准面旋回（表1）。

表1 涠洲10－3油田El3高分辨率层序地层划分表

2 沉积相标志

2.1 岩石颜色

2.2 岩石类型及沉积构造

图2 涠洲10－3油田及围区中典型岩石类型及沉积构造

而区内东南方向的X16井、X19井、X21井、X30井和X32井附近，岩性粒度较细，多为灰绿色细砂岩、粉砂岩和杂色页岩，其中细砂岩中常见块状层理和平行层理，粉砂岩和杂色页岩中可见水平层理等。在纵向上，区内岩性粒度变化不大，底部细砂岩中发育有块状层理和平行层理，向上渐变为粉砂岩和页岩，发育有水平层理。综上所述，研究区由北西向南东，沉积物粒度逐渐变细，沉积构造既有重力流成因也有牵引流成因，表现为牵引流沉积物与重力流沉积物复杂交互的构造序列，但整体上以重力流成因为主，在东南方向牵引流成因的沉积构造有所增加。

2.3 粒度分析

沉积岩的粒度是受搬运介质、搬运方式和沉积环境等因素控制的。根据X1井和X2井的粒度分析资料，绘制了研究区砂岩中的典型粒度概率累积曲线（图3）。图中曲线3为典型二段式，以跳跃总体为主，斜率较大，碎屑颗粒分选较好，代表牵引流沉积；曲线4为简单一段悬浮式，呈一条直线段，碎屑颗粒分选差，代表浊流沉积；曲线1和曲线2分别为低斜率二段式和三段式，滚动、跳跃和悬浮3个总体均存在，斜率普遍较低，为浊流与牵引流过渡类型沉积，反映出该区沉积环境中存在重力流向牵引流过渡的现象［9～11］。研究区砂岩中既有牵引流沉积又有重力流沉积，即具有牵引流和重力流复合型水动力机制。

图3 涠洲10－3油田及围区砂岩中典型粒度概率累积曲线

图4 X1井测井曲线特征

2.4 测井曲线

根据取心井观察，选择岩性及沉积构造特征典型的层段，结合对应的测井曲线（以自然伽马曲线为主）分析可知，研究区自然伽马曲线多呈中－高幅齿化箱形和钟形或二者的复合形态，部分呈低幅指形（图4、5）。块状砂岩、砂砾岩在自然伽马曲线上呈齿化箱形，顶、底起伏程度基本一致，均与泥岩呈渐变接触，为物源和水动力稳定的沉积环境下混杂堆积而成，具碎屑流沉积的特征。中－高幅钟形曲线从下到上，幅度减小，底部和泥岩呈突变接触，顶部和泥岩呈渐变接触，反映沉积物粒度由粗到细，水动力能量减弱，具河道沉积的特征。泥岩在自然伽马曲线上表现为低幅指形，具漫流沉积的特征［12～15］。

图5 X3井测井曲线特征

2.5 地震反射

3 沉积相类型及特征

3.1 扇中亚相

研究区扇中亚相岩性以砂岩、砾状砂岩和砂砾岩为主，自然伽马曲线以中－高幅箱形为主，发育于冲积扇的中部，构成主体。扇中亚相可进一步划分为河道沉积微相、漫流沉积微相和非水道化砂（泥）质碎屑流沉积微相（见图4、7、8）。

图6 涠洲10－3油田及围区El3地震反射特征

图7 X1井取心井段（2098～2103.12m）扇中亚相沉积特征

1）河道沉积微相岩性以灰绿色、浅灰色砂砾岩、含砾砂岩、砂岩和棕红色含砾泥岩为主，组成若干个向上变细的旋回，砂体底部冲刷充填构造发育，砂体内见平行层理和交错层理。河道沉积发育以重力流成因和牵引流成因为主的砂砾岩体，整体上河道充填碎屑流沉积体占优势，但局部层段牵引流成因砂砾岩体也较发育。

2）漫流沉积微相岩性由红棕色、杂色泥岩、粉砂质泥岩和砂质泥岩组成，局部可见块状层理和水平层理，主要为洪水携带沉积物从河床溢出而形成的片状或席状细粒沉积物堆积体，通常构成冲积扇的主体。

图8 X2井取心井段（2035.28～2039.2m）扇中亚相沉积特征

3）非水道化砂（泥）质碎屑流沉积微相砂质碎屑流沉积物以浅灰色、灰色、灰绿色含砾（砾质）细砂岩、细砂岩、含砾粉砂岩为主；泥质碎屑流沉积物以红棕色含砾泥岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩为主。非水道化砂（泥）质碎屑流沉积微相中常见块状层理、漂砾构造，剖面上多为中－厚层块状、带状、透镜体状，平面上多为不规则沉积体。该微相类型的砂、砾岩体往往与河道充填碎屑流沉积体在垂向上叠加，构成冲积扇的富砂主体。

3.2 扇端亚相

研究区扇端亚相岩性粒度较细，多为细砂岩粒级以下，分选和磨圆好于扇中，自然伽马曲线多为低幅指形。扇端亚相发育于冲积扇的下部至外缘，地形较为平缓，其微相类型主要有漫流沉积、河道沉积和非水道化砂（泥）质碎屑流沉积。

漫流沉积物主要由棕红色砂质泥岩组成，可见块状层理和小型交错层理。河道沉积物由灰绿色砾状细砂岩、砂岩组成，主要发育块状层理，局部可见平行层理、小型交错层理和水平层理。非水道化砂质碎屑流沉积物以灰绿色、浅灰色含砾细砂岩、含砾粉砂岩为主，砾石大小不等，分选较差；非水道化泥质碎屑流沉积物以棕红色含砾泥岩为主，大小不等的砾石呈悬浮状杂乱分布于泥质基质中。碎屑流沉积中主要发育有块状层理，多呈不规则体产出，局部可充填于河道中（图5、9）。

4 沉积相平面展布特征

在单井、连井剖面沉积相分析的基础上，综合地层厚度等值线图、沟谷＋坡折带平面分布图、地震相平面分布图、砂砾岩厚度等值线图，以中期基准面旋回（MSC1和MSC2）相域为等时编图单元，绘制了各中期旋回的沉积相平面分布图（图10、11），直观地展示了涠洲10－3油田及围区沉积相带的平面展布规律。

1）MSC1沉积时期，在研究区北部1号断裂带附近发育有5个冲积扇构成的扇群，扇体之间通过扇间漫流沉积相连，物源主要来自于西北方向；在研究区南部X39井、X40井和X41井附近发育3个冲积扇扇体，物源主要来自于南部和西南方向；在研究区中部南北扇体前端的扇间漫流沉积背景上，零星分布着一些非水道化砂质碎屑流沉积。