地震沉积学在有利砂体预测方面的应用——以三肇地区XS14区块扶余油层为例

李永义

(中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712)

松辽盆地北部三肇凹陷自20世纪60 年代开始在内部区块做了一些勘探与开发工作，证实了该地区具有较好的勘探潜力[1]。随着构造有利区的相继开发，目前已将勘探重点目标转为岩性油气藏。砂体的识别与刻画是岩性油气藏勘探的关键[2]。尤其是对于XS14区块扶余油层这种河道宽度窄、空间变化快、砂体厚度薄的层位[3]，沉积微相类型和有利储集砂体预测的研究相对较少，造成空白区布井和开发区扩边工作困难。结合地质-地震相，采用地震沉积学理论，运用地震属性和储层反演等手段，对区块内的沉积相平面展布进行刻画，预测有利砂体分布，进而指导该区的油气勘探和开发。

1 区域地质概况

三肇凹陷是松辽盆地中央坳陷区内的一个二级构造单元，位于松辽盆地的中心地带，朝阳沟阶地西北部，西部为大庆长垣，北部接绥棱背斜带和明水阶地(图1)，是松辽盆地的主要生油气凹陷之一[4，5]。

XS14区块位于三肇凹陷中部，构造运动缓慢、地势起伏不大，整体上处于盆地拗陷阶段。区块内自下而上新生代沉积了沙河子组、营城组、登娄库组、泉头组、青山口组等，其中泉头组为主要产油层位。泉头组可划分为4个层段，位于泉三段和泉四段的扶余油层(F)为该次研究的目的层段，其中FⅠ2、FⅠ3和FⅡ1是重要产层。笔者对上述3个重要含油层段的沉积微相类型及平面展布特征进行研究，明确了砂体分布规律。

2 沉积微相类型

XS14区块在沉积期整体处于近湖岸线位置，主要发育浅水三角洲相(图2)。其沉积水体浅、地势平缓、水动力条件弱，形成的沉积物泥质含量高，沉积构造规模不大。

图1 研究区构造位置图

2.1 三角洲平原亚相

区块内的三角洲平原亚相主要在泉三段中上部沉积，其河道主要由薄层状的粉砂岩构成，粒度较细。三角洲平原亚相可进一步分为分流河道、决口扇、洪泛沉积等3种微相类型。

1) 分流河道 区块内的分流河道砂体具有正韵律的二元结构，岩性以灰色粉砂岩为主，颗粒分选和物性较好，测井曲线为高幅度钟形或箱形、底部突变接触，分流河道砂体沉积厚度大，为良好的储集层砂体。

2) 决口扇 决口扇是由于河水携带的大量泥砂溢出河道而在其两侧形成的扇形沉积体，岩性为砂泥岩互层，且泥质含量较高，呈现出小规模的正韵律。测井曲线为齿状，中等幅度的特征。

3)洪泛沉积 沉积物主要是河道间的泥质沉积，由灰色夹灰绿色泥岩、粉砂质泥岩组成，测井曲线上表现为微齿状、低幅度的直线形厚层的特征。

图2 区块典型沉积相层序柱状图(XS14-B井)

2.2 三角洲前缘亚相

与三角洲平原亚相比，三角洲前缘长期位于水体以下，沉积水体更深，处于还原-弱还原环境中，由水下分流河道、水下决口扇、支流间湾等3种微相组成。

1)水下分流河道 主要由灰白-杂色粉砂岩组成，向上变细。水下分流河道的砂岩粒度相比三角洲平原偏细，距离河岸越近，其特征越接近于陆上分流河道；两者的测井曲线表现特征相似，均为钟形或箱形组合，但幅度较分流河道小。

2)水下决口扇 主要由灰色泥质粉砂岩夹薄层粉砂岩组成，厚度一般小于1.5m，规模小于陆上决口扇，测井曲线具齿化扁箱形、中等幅度扁钟形的特征。

3)支流间湾 由厚层灰色泥岩、少量粉砂质泥岩组成，多为泥岩与漫流薄席状砂互层，测井曲线为微齿状或极低幅度的直线。

3 地震沉积学

在钻井资料基础上，结合地震属性、储层反演、波形聚类分析(图3)，对研究区砂体厚度、沉积相展布及纵向演化等进行了研究，以FⅡ1小层为例。

3.1 地震属性解释

依照已钻井统计的砂岩厚度与最大峰值振幅关系，选取合适的时窗，对FⅡ1小层提取最大峰值振幅属性(图3(a))。从图中可看出，FⅡ1小层振幅属性高值部分较多，低值部分较少，高值、低值区界限非常明显，砂体分布广泛，整体呈近SN向条带状分布，由北向南推进。

3.2 砂体厚度反演

在电阻率反演数据体转换成岩性数据体的基础上，选取合适的时窗，提取岩性体的时间厚度，再以研究区内统计的10口钻井剖面砂岩厚度值为基准，统计计算砂体的累加厚度，进行时深转换，得到FⅡ1小层的砂体厚度图(图3(b))。从图中可看出，FⅡ1小层砂体厚度为4～24m，平均约为7.5m，主砂体呈SN向展布。研究区北部XS14-B井附近砂岩厚度最大，可达16.8m，北部砂体较南部厚。

图3 研究区FⅡ1小层振幅属性(a)、厚度反演(b)及地震相(c)图

3.3 波形聚类分析地震相

波形聚类利用输入地震数据体的波形特征，采用神经网络的方法，求取模型道，进而划分地震相[7～9]。地震相与单井沉积相结合，识别沉积相的平面展布。从图3(c)可看出，研究区内地震相分为11类。其中，8～11类为河道沉积；1～7类为洪泛沉积；决口扇沉积分布于6～8类，需与河道和洪泛沉积相区分。

4 沉积相砂体平面展布及纵向演化

在层序地层对比格架的基础上，综合分析地震相、振幅属性及砂岩平面分布规律等地震沉积学图件，绘制出研究区沉积相河道砂体的大致展布范围，再以研究区内探井沉积相进行修正，最终编制出研究区内FⅠ2、FⅠ3和FⅡ1小层的沉积微相平面展布图。

4.1 沉积相平面展布分析

沉积相平面展布分析见图4。

图4 研究区重点层段沉积微相平面展布图

FⅡ1小层沉积时期发育三角洲平原沉积(图4(a))，河道砂体分布在研究区中部，平均厚度为7.5m，大于10m砂体位于中北部。东部地区沉积厚度较小，砂体粒度较粗，河道砂体整体呈NS向展布，分叉较多。中部地区河道两侧发育决口扇，洪泛沉积微相十分发育，主要为一套泥质沉积，与少量粉砂岩互层。

FⅠ3小层沉积时期发育三角洲前缘沉积(图4(b))，河道砂体总体继承了FⅡ1小层沉积时期的特征，砂体厚度中等，由灰白粉砂岩组成，平均厚度为7.2m，砂岩粒度偏细。河道砂体改道现象频繁，形成3条NS向展布的水下分流河道。西部地区河道两侧发育决口扇，水下分流间湾十分发育，主要为一套粉砂质泥岩沉积。

FⅠ2小层沉积时期仍发育三角洲前缘沉积(图4(c))，该沉积期砂体厚度较薄，由灰白-杂色粉砂岩组成，平均厚度7.0m，粒度偏细。河道砂体依然为NS向展布，西部和南部地区河道两侧为决口扇，水下分流间湾十分发育，主要为一套粉砂质泥岩沉积。

4.2 沉积相纵向演化

图5 研究区重点层段沉积模式图

通过对单井相及平面相特征分析，区块为浅水三角洲沉积，早期为三角洲平原沉积，后期为三角洲前缘沉积，3个小层的沉积具有明显的连续性。

研究区沉积演化具有以下特征，在FⅡ1、FⅠ3沉积时期，研究区主要为三角洲平原亚相，洪泛沉积微相大面积发育，受到北部物源影响，河道由北向南推进，分叉、改道现象较多，砂体岩性无较大变化，以灰色粉砂岩为主，泥质含量少。砂体沉积厚度较大区域主要位于工区的中北部，为良好的储集层。FⅠ3、FⅠ2沉积时期，研究区主要为三角洲前缘亚相沉积，水下分流间湾微相大面积发育，仍然受北部物源影响，水下分流河道由北向南推进，砂体粒度较FⅡ1、FⅠ3沉积时期偏细，沉积物主要由灰白-杂色粉砂岩组成(图5)。

5 有利储层砂体分布预测

通过地震相分析、振幅属性提取及砂岩厚度反演，对研究区FⅠ2、FⅠ3和FⅡ1小层的有利储集砂体进行预测。该次将3个小层的砂体厚度累加，得到累积砂体厚度图，以30m为约束条件，最终确定区块有利储层砂体分布范围(图6)。

图6 研究区重点层段有利砂体预测图

从图6可以看出，最有利储集砂体位于区块的北部和中部，呈条带状分布，有3口井位于其中，累积厚度均在40m以上，其中XS14-B井附近最大累积厚度可达50m以上，且砂体规模较大，为最有利目标区。次级有利储集砂体位于工区南部，呈点状分布，累积厚度大于40m的范围较小，规模不大，具有一定的开发潜力。

6 结论

1)XS14区块主要发育浅水三角洲相，FⅡ1～ FⅠ2小层沉积期，由三角洲平原亚相逐渐转变为三角洲前缘亚相。

2)研究区重要产层的沉积演化具有一定的发展性，沉积水体由浅变深，其中FⅡ1小层沉积期河道砂体厚度大，为良好的储集层。

3)研究区砂体主要呈条带状沿NS向发育，有利区位于区块的中北部，砂体规模较大且连续。

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