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辽西低凸起锦州25-1南油田沙二段沉积体系特征及演化

2015-07-02吕坐彬张占女周凤军李广龙

石油地质与工程 2015年5期
关键词:辫状河层序锦州

程 奇,吕坐彬,张占女,周凤军,李广龙,房 娜

(中海石油(中国)天津分公司渤海石油研究院,天津塘沽 300452)

辽西低凸起锦州25-1南油田沙二段沉积体系特征及演化

程 奇,吕坐彬,张占女,周凤军,李广龙,房 娜

(中海石油(中国)天津分公司渤海石油研究院,天津塘沽 300452)

渤海油田古近系沙河街组普遍发育辫状河三角洲沉积,其沉积背景复杂,储层横向变化快。以锦州25-1南油田沙二段为例,综合运用岩心、测井、地震、古生物及重矿物等资料,以层序地层学理论为指导,建立精细层序地层格架,并以此为基础开展了沙二段沉积特征精细研究。研究表明:①锦州25-1南油田受控于双物源,沙二段可划分出3个四级层序,9个五级层序;②分析各级层序的沉积特征及演化规律,建立了等时层序地层格架下的锦州25-1南油田沉积模式;③应用研究成果有效指导油田各四级层序开发策略。

锦州25-1南油田;沙二段;古地貌;层序地层;辫状河三角洲前缘

锦州25-1南油田发现于2002年,位于渤海辽东湾海域辽西低凸起中北段(图1),是辽西低凸起上发育规模较大、开发效益较好的油田之一,其中沙二段是主要油气产出层段。开发初期前人研究沙二段主要发育层状构造油气藏,随着油田不断开发,新钻井资料逐渐丰富,油气藏类型逐渐复杂,主要为构造岩性油气藏,揭示出油田沉积特征的复杂性。

图1 锦州25-1南油田地理及区域位置图

本文根据岩心、录井、测井和分析化验资料,结合地震等资料,运用沉积学基本原理和方法,在区域沉积模式的指导下研究锦州25-1南油田沙二段的层序地层特征与沉积相的构成、演化与分布规律,结合在层序格架内辫状河三角洲的演化特点,对受古地貌控制的辫状河三角洲沉积特征开展深入研究,建立油田精细沉积模式,对油田实现增储上产具有重要意义。

1 油田地质概况

辽东湾地区古近纪呈北东走向的凸-凹相间构造格局,形成3凹2凸共5个次级构造单元[1],自西向东分别包括辽西凹陷、辽西低凸起、辽中凹陷、辽东凸起、辽东凹陷。各构造单元均呈北东-南西向相互平行展布。锦州25-1南油田位于辽西低凸起中北段,西侧以辽西大断层为界紧邻辽西凹陷中洼, 东南呈缓坡向凹陷过渡,毗邻辽中凹陷中、北洼,处于油气富集有利位置[2-4]。该地区主要发育太古宇潜山、古近系沙河街组、东营组和新近系馆陶组、明化镇组等地层。油田油藏埋深较深,测试产能高,油藏丰度高。含油层系为沙河街组的沙二段和太古宇潜山,原油具有中等密度、低黏度、含硫量低、胶质沥青质中等、含蜡量由低到高的特点。

2 锦州25-1南油田层序地层格架

锦州25-1南油田沙二段地层层序划分,三级层序识别参考辽东湾地区的层序格架划分方案[5-9]。以此为基础,利用钻井、测井、岩心和高分辨率三维地震资料进行四级层序的划分与对比,将锦州25-1南油田沙二段划分1个三级层序,3个四级层序(SC1~SC3)(对应于3个油层组)和9个五级层序(对应于9个砂层组)。锦州25-1南油田沙二段伴随着基准面升降和可容纳空间增减的变化,纵向上沉积亚相自下而上具有辫状河三角洲前缘-前三角洲的交互演化序列,反映出两个湖平面变化旋回。

3 锦州25-1南油田沉积特征

3.1 微相特征

(1)水下分流河道:研究区典型发育的微相类型之一,主要由灰色细砂岩、粉细砂岩组成,垂向上呈现下粗上细的正旋回沉积序列;单层厚度一般2~5 m,最厚也不超过10 m;各单砂层底部为突变接触,底部常含泥砾和冲刷侵蚀现象,沉积构造由下而上为平行层理,小型槽状、板状交错层理,波状层理及水平层理;自然电位曲线多为钟形,箱形及箱形-钟形。

(2)水下溢岸:水下溢岸沉积微相位于水下分流河道的两侧或前缘,沉积物粒度较细,以粉砂岩为主其间夹少量的黏土夹层,常含植物碎片。其水动力条件比水下分流河道主流线弱,相应的沉积物粒度变细,泥质含量增加,主要由粉砂岩组成;砂体单层厚度小,一般为1~3 m;其垂向沉积构造序列与分流主河道相似,即底部为冲刷面,向上过渡为块状层理、平行层理、板状交错层理、槽状交错层理、水平层理,但交错层理的规模有所减小;自然电位曲线为低幅刺刀形为主,微电阻率曲线呈齿化箱形。

(3)水下分流间湾:主要为一套细粒悬浮成因的泥岩、粉砂质泥岩、少量粉砂岩或泥质粉砂岩;砂质沉积多是洪水季节河床漫溢的结果,砂层中具波状、上攀、波状交错等层理;自然电位曲线为低幅锯齿形。

(4)河口坝:研究区最为发育的微相类型,单层厚度一般2~6 m;形态呈新月型、朵状、条状等;岩性主要由浅灰、灰白色粉细砂岩及细砂岩组成,分选较好;沉积构造主要有槽状交错层理、浪成砂纹层理;自然电位曲线为齿化箱形、漏斗形,反映出下细上粗的结构特征。

(5)远砂坝:主要为粉砂岩,含细砂、黏土。沉积构造有韵律层理、波状层理、浪成交错层理;垂向层序上位于前三角洲泥质沉积之上,河口砂坝沉积之下。砂体单层厚度较河口坝薄,单个沉积序列的厚度一般为1~3 m,纵向上为下细上粗的反旋回沉积序列;粒度概率曲线为双段式,悬浮总体较发育;测井相表现为中到低幅的反向刺刀形、指形,或低幅漏斗形。

(6)席状砂:砂质较纯,分选好,多由粉砂岩组成,其间为薄层泥所隔开,单个沉积序列的厚度一般为0.5~1 m;有小型上攀、波状交错等层理,粒度概率曲线分布为高悬浮陡跳跃两段式;在测井曲线上表现为低幅度的微齿化曲线。

(7)前三角洲泥:主要由深灰色泥岩组成,中间夹杂粉砂、泥。

(8)浅湖泥:发育深色泥岩,由于泥岩分布连片,本次研究过程中将水下分流间湾、前三角洲泥和浅湖泥皆划为滨浅湖泥。

将表1的数据代入公式(1)即可得到各评价指标的云模型参数,取k为0.01。运用正态云发生器分别对上述10个评价指标生成相对应的综合云模型,并选取其中结构面的倾角指标和mrqd指标的云模型,分别如图1和图2所示。

3.2 单井相分析

JZ25-1S-6井位于锦州25-1南油田6井区,钻遇完整沙二段地层。根据区域沉积相分析、结合岩心和测井曲线特征,JZ25-1S-6井沙二段主要发育辫状河三角洲前缘和前三角洲两个亚相,单井上可识别出辫状水下分流河道、河口坝、席状砂、远砂坝、水下溢岸、水下分流间湾、浅湖泥等7种微相类型。

3.3 沉积相平面展布特征

本文以辫状河三角洲沉积模式为指导,基于单因素分析综合作图法的思想,在单井相、剖面相分析的基础上,结合砂地比等值线图、砂岩厚度图等单因素图件分析和地质背景资料分析[10-11],锦州25-1南油田受西北和西南两支物源控制,分析了五级层序沉积相平面展布特征。

(1)SC3层序,基准面的上升而形成水进层序,整体表现为纵向上发育水进微相沉积序列,横向上发育退积型三角洲,SC3层序可进一步划分出3个五级层序(SC3-3~ SC3-1)(图2a)。

(2)SC2层序,基准面变化不明显,物源供给明显变弱,尤其是西北物源供给变弱,主要发育辫状三角洲前缘远端沉积,以6、4D井区小型河口坝、远砂坝、席状砂沉积为特征(图2b)。

(3)SC1层序,基准面的下降而形成明显的水退层序,湖域面积开始缩小,河水动力增强,物源砂体不断向湖盆推进,发育建设性三角洲。该时期物源供给充足,河口处发生大规模的沉积物卸载,发育大规模连片分布的河口坝及席状砂。自下而上,沉积范围逐渐扩大,进积过程(图2c)。

4 沉积演化及模式建立

4.1 沉积演化规律

由于古地貌、基准面升降和沉积物供给的联合作用,锦州25-1南油田沙二段沉积经历了古地貌逐渐被填平的过程,湖平面经历了上升(水进)-下 降(水退)的过程,沉积物的供给经历了充足-不充足-充足三个阶段。使锦州25-1南油田沙二段辫状河三角洲演化明显表现为以下3个阶段。

图2 沙二段五级层序沉积相平面分布和砂体等厚图

SC3层序主控沉积因素是古地貌,沟谷水道充填,湖平面略上升,退积,发育水下分流河道沉积微相。SC2层序主控沉积因素是物源供给,湖平面变化不明显,但是物源供给明显变弱,尤其是西北物源供给变弱,主要发育辫状三角洲前缘远端沉积,以6、4D井区小型河口坝、远砂坝、席状砂沉积为特征。SC1层序湖平面持续下降,物源供给充足,沉积物大量卸载,发育水下分流河道、河口坝砂体,河口坝砂体占优势,连片发育。

4.2 沉积模式

锦州25-1南油田沙二段发育两个物源方向的辫状河三角洲(图3)。4D、6井区发育辫状河三角洲前缘亚相沉积。主要物源来自西北方向,在油田内部由多个不同方向的三角洲前缘朵体组成。SC3、SC1时期,研究区沉积受古地貌的控制,沟谷带与主物源方向基本垂直,故而在多个出水口发育河道沉积,沉积物二次分配,发育多个次一级朵体。多个朵体横向叠加,变化快。3井区发育辫状河三角洲前缘,物源方向来自西南方向的辽西低凸起。在3井区附近发育两个规模不同的辫状河三角洲,其中在SZ30-3-1井、SZ30-3-2井及JZ25-1S-B7井一带发育一个规模相对较小的辫状河三角洲,含砂高,储层变化快,类似扇三角洲沉积特征;在JZ25-1S-9井处发育规模较大的辫状河三角洲,地震反射轴连续稳定,沉积中心位于锦州25-1南油田东南部,3井区仅为该辫状河三角洲前缘的边部。

图3 锦州25-1南油田沙二段沉积模式

5 应用

SC3层序由于受古地貌控制,主要发育水下分流河道,短期旋回为正旋回和复合旋回,短期旋回加积形成中期对称旋回,普遍发育水下分流河道,砂体较厚,但横向变化快,风险大,开发策略为边评价边调整。SC2层序主要发育小规模水下分流河道、河口坝及水下溢岸微相,物源供应相对较弱;短期旋回多为反旋回、复合旋回,短期旋回进积构成中期反旋回;砂体横向变化快,厚度薄,风险大,因此须加强过路井评价,落实风险,规避风险。SC1层序物源供给充足,湖平面持续下降,河口处发生大规模的沉积物卸载,发育连片分布的水下分流河道和河口坝,砂体发育较厚,储层展布连续,风险小,开发策略为增加加密井,充分挖潜。

6 结论

(1)锦州25-1南油田沙二段划分为1个三级层序,3个四级层序(SC1~SC3)(对应于3个油层组)和9个五级层序(对应于9个砂层组)。

(2)锦州25-1南油田沙二段储层属于双物源沉积,主要发育辫状河三角洲前缘亚相,其中辫状河三角洲前缘发育水下分流河道、水下溢岸、水下分流间湾、河口坝、远砂坝、席状砂等微相,主力含油层段主要发育水下分流河道和河口坝微相。

(3)SC3层序是基准面上升而形成水进层序,横向上发育退积型辫状河三角洲,同时沉积受古地貌控制,发育沟谷水道充填,但砂岩百分含量较高;SC2层序基准面变化不明显,物源供给明显变弱,尤其是西北物源供给变弱,主要发育辫状三角洲前缘远端沉积;SC1层序是基准面的下降而形成明显的水退层序,古物源充足和湖平面持续变浅,物源砂体不断向湖盆推进,发育建设性辫状河三角洲。

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编辑:吴官生

1673-8217(2015)05-0021-05

2015-05-13

程奇,工程师,1986年生,2010年毕业于中国石油大学(华东),现从事油气地质研究工作。

中国海洋石油总公司“十一五”重点科技攻关项目(2007CNBO0415)。

TE111.3

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