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