大民屯西陡坡沙四段沉积储层特征研究

郑见中

(中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦 124010)

大民屯西陡坡沙四段沉积储层特征研究

郑见中

(中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦 124010)

摘要：通过对大民屯西陡坡沙四段岩心观察分析、测井特征解释、沉积储层的系统研究，认为研究区发育完整的扇三角洲沉积体系，前扇三角洲以泥岩和粉砂岩为主，同时在沈273、沈262井区可见由扇三角洲前缘亚相向前扇三角洲滑塌形成的典型透镜状浊流砂体；扇三角洲前缘以粉细岩、河道砂岩、砾质砂岩为主，发育广泛，物性较好，为油层主力发育区；扇三角洲平原岩性以砂砾岩为主，沉积主要为陆上沉积，沈267、沈357井可见明显的陆上沉积特征，泥岩颜色复杂，红层碳质泥岩发育，沉积时期为低位体系域和水进体系域；储集砂体类型相对单一，以扇三角洲前缘砂体为主，储层岩性主要为砾岩类和砂岩类；储集空间类型主要有粒间孔、溶蚀孔以及微裂缝、溶蚀缝；储集孔隙结构特征以低渗、中孔、细-微细喉不均匀型为主。

关键词：大民屯西陡坡； 沙四段； 沉积特征；储层特征

大民屯西陡坡位于大民屯平安堡-安福屯地区。古近系沙四时期，大民屯凹陷处于湖盆初始裂陷阶段，区内广泛发育滨浅湖-半深湖沉积[1]，沿陡岸形成一系列呈扇裙分布的扇三角洲沉积体系，扇体直接入湖，与烃源岩紧密接触，为油气藏的形成提供了充足的油源，油气在优势岩相带富集成藏。2014年针对该相带钻探了沈354、沈358等一批探井并获得了成功，打开了该区勘探的新局面。2015年该区新增控制储量4 111×104t。本文从沉积演化入手，分析沉积砂体发育类型、展布特征、储层岩性特征和储集空间类型，为该区沙四段进一步的勘探及储量升级提供可靠的地质依据。

1沉积特征

研究区沙四段为断陷湖盆裂陷期阶段沉积，沉降幅度大、沉积速率快。在西部边界断裂活动的控制下，该时期盆地边界与沉降区高差大，加上外侧凸起区的物源供给充足，形成垂直湖岸方向的近岸碎屑搬运和沉积，这种近岸出山入湖的砂体沉积特点表现为物源供给量充足，并且在触发机制的作用下形成多物源、多沉积事件砂体沉积。沙四段低位体系域发育扇三角洲-湖相沉积体系，物源主要来自西侧，多个扇体相互叠置沉积，储层以扇三角洲前缘水下分支流河道为主，储层岩性为中粗-细砂岩、砂砾岩和角砾岩；沙四段水进体系域靠近边界断层主要为扇三角洲沉积，前缘部位由于构造以及古地形的关系，发育小型滑塌浊积扇。

1.1沉积相类型

大民屯凹陷古近系沙四段-沙三段沉积经历了“低位体系域—水进体系域—高位体系域”三级层序沉积过程[2-3]，沙四上亚段发育的可全区追踪对比的暗色泥岩顶面为最大湖泛面(MFS)。沙四中亚段大范围发育的油页岩顶面及与之对比的暗色泥岩底面为初始湖泛面(FFS)，据此界面可划分出低位体系域( LST) 和水进体系域( TST)。在长期沉降和水进过程中，大民屯西斜坡主要发育扇三角洲相，且发育完善，具备平原亚相、前缘亚相、前扇三角洲亚相三个亚相：

(1)扇三角洲平原亚相。扇三角洲平原是扇三角洲的陆上部分[4]，以正旋回沉积为特征，为水上氧化和弱氧化环境[5]。岩性以砂岩和砂砾岩层夹绿色、红色泥岩层为主，并见沼泽相碳质泥岩发育。粒度较前缘相粗，以中粗砂和砂砾岩为主，为水上分流河道、天然堤和分流间沼泽等组合。电性曲线呈指状、钟状和齿状等。岩心存在明显的冲刷面、槽状和楔状交错层理，也有一定量的波状纹层、叠覆状层理和透镜状层理，在砾岩中可以见到明显的砾石定向排列，主要发育在沈247井区、沈327井区和沈273井区。

(2)扇三角洲前缘亚相。该亚相为扇三角洲在水下的前积部分，为水下分支流河道、河口坝、远砂坝和席状砂等组合。下伏地层为前扇三角洲泥岩或湖相泥岩[6-7]，粉砂-粗砂岩(少部分含砾石)与暗色泥岩互层，岩性较平原相细。电性曲线特征：分流河道多呈指状和钟状，砂坝多为漏斗形和齿状，席状砂为齿状并平面分布为连续性较广的薄层砂体，剖面呈反旋回特点。沉积构造类型复杂，岩心中见有小型交错层理、波状层理、叠覆层理、水平层理、脉状、透镜状和变形层理等。介螺和鳞片化石丰富，多生物潜穴和生物搅动构造，多炭屑、炭纹、植物残体及云母屑等。除变形构造外还见有高角度的同生断裂擦面。矿物成份：石英(36.5%)，长石(35.4%)，岩屑(14.0%)，其长石和岩屑含量远比典型三角洲含量高。

(3)前扇三角洲亚相。为扇三角洲前缘到较深湖、陆架泥岩过渡区域，缺少明显的岩性界线，主要发育细粉砂岩与灰色深灰色泥岩，发育水平层理，揉皱构造[8-9]。电性特征：自然电位曲线平直，自然伽马和电阻率曲线表现出明显的砂泥岩薄互层特点，整体油气显示和物性较差。值得注意的是，在扇三角洲沉积过程中，由于沉积物的快速侧向堆积，沉积物表面倾角不断增加，沉积物在自身重力作用下，加之地震、断裂活动等多种诱发因素的影响，扇三角洲前缘亚相向前滑塌，经液化形成浊流，并在低洼区沉积下来，形成透镜状浊流砂体。如在沈273井2 687 m处可见典型的以砂砾岩为主的滑塌沉积。

1.2单井微相类型划分

通过对研究区107.42 m岩心观察，进一步确定沉积相在垂向上和横向上的变化规律。选取重点井进行单井相分析，从单井相分析来看，平原亚相主要发育分流河道及河道间微相；前缘亚相主要发育水下分支流河道、河道间、河口坝等微相，局部地区发育席状砂。总体来看，自平原亚相至前扇三角洲亚相，沉积物粒度变细、砂体厚度变薄(图1)。

图1　沈247井-沈625井沉积相剖面图

低位体系域主要发育扇三角洲平原、扇三角洲前缘以及前扇三角洲；水进体系域整体沉积体系为扇三角洲-滑塌扇-湖相沉积。水进体系域的浊积扇规模较小，砂体厚度变化快。据单井揭示情况看，该类扇体主要分布在扇三角洲前缘和前扇三角洲。

从单井相连井对比分析来看，本区沙四段沉积均为多物源且近物源的快速堆积，导致扇体发育范围小、相变快，油气藏以岩性油气藏为主。又由于沉积物颗粒粗、分选差，储层成为低孔低渗储层，因此油井均需以压裂方式投产[10]。

1.3沉积砂体展布特征

低位体系域沉积时期，湖盆处于初始裂陷期，凹陷开始形成，水体开始注入汇集，水体逐渐加深并接受沉积[11-12]。沉积物主要为杂色、暗色的泥岩、粗碎屑砂砾岩。早期水体相对稳定，在凹陷中心带普遍发育一套油页岩。油页岩沉积以后，湖盆裂陷速度加快，西侧山地向凹陷中心输送大量碎屑岩。在湖盆西部地区，以沈281、沈262和沈225井为中心形成以砾岩、砂砾岩为主，夹暗色及杂色泥岩的扇三角洲沉积相，这些砂体向湖盆中心方向快速尖灭，分布范围受古构造控制。依据本区的岩性-电性组合特征和沉积特征，开展精细地层对比工作：低位体系域自上而下分为三个砂层组，I砂组在沈257-沈351井区最为发育，最大厚度200 m，砂组分布面积91 km2,顶点埋深2 600 m，砂体厚度0～240 m，为主要含油层段；II砂组分布面积98 km2, 顶点埋深2 800 m，砂体厚度0～150 m，均发育油层；III砂组分布面积104 km2, 顶点埋深3 000 m，砂体厚度0～240 m，油层主要发育在扇三角洲前缘亚相。

沙四段水进体系域继承了低位体系域扇体展布特征[13-14]，在平安堡到安福屯井区扇体均有分布，但由于水域相对低位体系域进一步扩张，导致扇三角洲砂体分布范围相对小，厚度薄。由于构造以及水流作用，水进体系域发育的滑塌浊积扇具有较好的储集性能。水进体系域扇三角洲自上而下分为两个砂层组，I砂组在沈281井区最为发育，面积6.0 km2,顶点埋深1 700 m，砂体厚度0～80 m；II砂组面积16.0 km2, 顶点埋深2 200 m，砂体厚度0～60 m。两组均发育油层，滑塌扇面积较小，仅2.0 km2，但揭露井显示段较厚，而且产量较高。

2储层特征

本区的储集砂体类型相对单一，以扇三角洲前缘砂体为主，储集砂体主要分布在近岸地带，水进体系域局部发育的浊积砂体距湖岸有一定的距离。低位体系域砂体由湖岸向凹陷迅速减薄，最大延伸长度4.5 km，砂岩厚度大，最大厚度400 m。

2.1储集层岩石学特征

本区储层岩性主要为砂砾岩、中粗砂岩、细砂岩，岩石矿物成分以石英、长石为主，碎屑颗粒分选差～中等，磨圆次棱角～次圆状。储集层岩石结构由三部分组成：碎屑颗粒、填隙物、孔隙，其中填隙物包括杂基和胶结物[15]。碎屑颗粒是岩石的主体部分，占碎屑岩组成的50%以上，碎屑颗粒组成以石英、长石为主，岩屑次之。岩石的矿物组成主要为：黏土、石英、钾长石、斜长石、方解石，还含有少量的云母、菱铁矿、黄铁矿、菱锰矿等。其中黏土含量较高，平均高达58.6%；其次为石英，平均含量为25.8%；再次为钾长石和斜长石，平均含量分别为3.4%和4.0%。

储集砂岩的成分成熟度较低，岩性以颗粒多样、结构混杂、分选和磨圆均差、岩屑含量高、风化程度高为特点。

2.2储集空间类型

本区主要发育砾岩类及砂岩类两种储层。从铸体薄片可以看出，砾岩类储层的储集空间类型主要有粒间孔、溶蚀孔以及微裂缝、溶蚀缝；砂岩类储层的储集空间类型主要以粒间孔、溶蚀孔为主，见少量粒内溶孔，存在个别长石完全溶蚀形成铸模孔。

2.3储集层物性特征

砾岩类和砂岩类两种储层类型的物性特征有较大的差异。据常规物性分析，砾岩类储层的孔隙度为4%～10%，平均7.2%；渗透率为(0.06～28)×10-3μm2，平均1.7×10-3μm2。砂岩类储层的孔隙度为6%～12%，平均9.6%；渗透率为(0.06～7.5)×10-3μm2，平均为0.80×10-3μm2(图2)。

图2　大民屯凹陷西斜坡沙四段储层孔隙度分布直方图

2.4储层毛管压力特征及孔隙结构特征

根据压汞分析资料，本区的砂岩孔隙结构特征以低渗、中孔、细-微细喉不均匀型为主。砾岩类储层最大孔喉半径为0.73～212.50μm，排驱压力0.030～5.093 MPa。砂岩类储层最大孔喉半径0.06～4.80 μm，排驱压力为0.153～2.080 MPa。这说明本区的孔隙喉道差异较大，储层的非均质性较强。从具体数值分析，砂岩类储层最大平均孔径分布范围较小，比砾岩类储层非均质性弱。

2.5有效储层地震预测

从完钻井揭示来看，油气分布纵向和横向上变化较快，含油性差异决定于储层的品质，因此需开展有效储层分布预测工作。有效储层的描述过程中采用了重构的阻抗反演资料。自然电位是最早产生的测井测量方式，在常规砂岩油藏中用来表征储层渗透性的好坏，也可以根据其幅度大小来判断油气水层[16]。在本区研究过程中发现，致密储层的含油性与自然电位具有较好的相关性，显示较好井段的自然电位幅度差值大于显示较差井段的自然电位幅度差值；而在无显示层段，自然电位基本与基线重合。在利用自然电位开展有效储层预测研究过程中，首先开展自然电位的基线校正，为了保证多井之间可以开展对比，必须将各井经过基线校正后的自然电位进行归一化处理，然后重构有效储层的阻抗曲线，在原有阻抗约束基础上开展有效储层的预测。从完钻井揭示来看，预测效果较好。

3结论

通过对研究区沉积储层的研究分析，明确了沙四段为扇三角洲沉积体系，物源来自西部，从西向东依次为扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲，砂体厚度依次减薄。扇三角洲平原主要发育砂砾岩类储层，扇三角洲前缘主要发育砂岩类储层，而前扇三角洲以粉砂岩和泥岩为主，难以形成有效储层，但是从扇三角洲平原、扇三角洲前缘滑塌而来的沉积砂体可以在此相带形成透镜型或者滑塌型油气藏。

从储层分类评价来看，前扇三角洲滑塌浊积砂体快速堆积，物性较好，且与生油岩直接接触，油源充足，为Ⅰ类储层，但其砂体分布面积有限，油气储量规模小；扇三角洲前缘砂岩类储层属于缓慢沉积，储层非均质性弱，距离生油岩近，单井稳产好，为Ⅱ类储层；扇三角洲平原砂砾岩储层，非均质性强，距离生油岩远，属于Ⅲ类储层。

本区沙四段储层纵向上发育低位域和水进域两套沉积序列，低位域发育完整的扇三角洲沉积序列，水进域主要发育扇三角洲前缘和前扇三角洲。对本区沙四段含油面积进行了圈定，低位域新增含油面积17.7 km2，水进域新增含油面积7.7 km2，为本区的储量评价提供了准确的储量面积参数。

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编辑：王金旗

文章编号：1673-8217(2016)03-0052-04

收稿日期：2016-01-10

作者简介：郑见中，工程师，1980年生，2004年毕业于中国地质大学(武汉)资源勘查与工程专业，现从事油气田勘探部署与储量研究工作。

中图分类号：TE112.23

文献标识码：A