文昌19-A油田珠海组二段沉积相精细再认识

2021-01-14岳绍飞薛国庆汪明伟

非常规油气 2020年6期

岳绍飞，雷霄，叶青，薛国庆，汪明伟，付强

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司，广东湛江 524057)

文昌19-A油田位于南海北部大陆架珠江口盆地珠三坳陷文昌B凹陷中部东侧，油田的珠海组含油层系于2008年被发现。前人对文昌19-A油田的构造、沉积、成藏等开展了大量的研究并取得了较多的研究成果[1-12]，但由于勘探阶段钻井较少及取资料的限制，前人的研究局限于从盆地、凹陷角度，纵向限于组、段的尺度开展。油田于2013年投产至今已连续开采5年，仍存在较大规模的剩余油未动用，而勘探阶段的沉积认识已无法指导开发阶段细分至油组小层级别的精细调整。油田目前新增近10口开发井5年的动静态资料，在这些资料的指导下，厘清珠海组内各油组的砂体展布及沉积模式，对油田的后续调整挖潜具有极其重要的意义。

1 区域地质背景

文昌19-A油田距离海南岛文昌海岸约148 km，位于珠三南大断裂下降盘文昌B凹陷的边部(图1)。油田所在的珠三坳陷发育了完整的新生界地层。古近系上渐新统珠海组可分为2段，主要以砂岩为主，珠海组二段为本区主要储油层。珠海组二段纵向由上至下依次划分为ZH2Ⅰ～ZH2Ⅹ 10个油组，各个油组地层分布相对比较稳定，主力含油层系为Ⅰ～Ⅵ油组。油田构造形态南高北低、东高西低。古近系珠海组到新近系韩江组在整个区域属于海进的大沉积背景[2]，其珠海组二段下部储层为直接入海的扇三角洲沉积。油田于2013年7月投产，主力油组为ZH2Ⅵ油组，储层物性好，天然能量充足，水驱开发效果好。

图1 珠江口盆地西部文昌19-A油田区域位置(图左)与珠海组二段地层格架(图右)

2 沉积背景及沉积相类型

2.1 沉积背景

文昌B凹陷在古近系恩平组沉积时期为湖相沉积环境，恩平组进入珠海组后发生第一次较大规模的海侵，文昌B凹陷开始由封闭的湖盆向半封闭的海湾环境转化。由于神狐隆起对南部广海的障壁作用，海水只能从东北方向进入文昌B凹陷中。珠海组沉积时期文昌19-A油田整体处于“半封闭”的海湾环境内[2]，接受来自珠三南大断裂神狐隆起的物源供给，同时受“半封闭”海湾内潮汐作用的改造。珠海组时期为整个文昌B凹陷断陷到坳陷的过渡期，随着海水的入侵，神狐隆起逐渐淹没于水中，同时由于暴露剥蚀区不断萎缩，珠海组二段到一段物源供给能力不断减弱，神狐隆起在珠海组一段古地貌图上高差和规模均明显较珠海组二段减小(图2)。作为文昌B凹陷与广海之间的天然屏障，神狐隆起在该时期阻碍了凹陷与外界的沟通，从而造就了凹陷受潮汐作用影响的半封闭浅海环境。

图2 珠海组二段(左)及珠海组一段(右)古地貌图

2.2 沉积相标志

2.2.1 岩石学标志

文昌19-A油田岩心分析化验显示，岩石成分主要以岩屑石英砂岩和长石石英砂岩为主(图3a)，分选磨圆中等偏差，结构成熟度中等，砂岩成分成熟度指数在1.4～4.6，平均为2.8，属于低—中等成熟度，显示近源沉积物特征。岩石薄片鉴定多含椭圆状海绿石，且多见棘皮、苔藓类，显示受海相环境影响。C-M图主要发育OPQR段(图3b)，显示河道特征。粒度概率累计曲线主要呈二段、三段式(图3c、3d)，滚动和跳跃总体占75%，水动力较强，显示牵引流特征，曲线斜率较大，说明沉积物经历潮汐的搬运淘洗分选有变好的趋势。岩石学特征显示文昌19-A油田为海相近源水下沉积环境。

图3 文昌19-A油田岩心分析化验图

2.2.2 岩心—测井相标志

对文昌19-A油田珠海组二段仅有的两口取芯井20 m的岩心观察发现，近物源的WC19-A-8井Ⅲ油组的岩心粒度相对较粗，以含砾粗砂岩、砂砾岩为主；岩心中识别出较为典型的冲刷面、交错层理等，为近源快速堆积河道沉积特征。距离物源较远的WC19-A-1井Ⅵ油组取芯段的岩心粒度相对较细，以灰色粗砂岩、含砾中砂岩、粉细砂岩为主；岩心中砂岩段识别出块状层理、羽状交错层理、潮汐复合韵律层理、波状层理、冲刷构造面等。岩心特征显示该段整体为扇三角洲前缘水下分流河道特征，受潮汐多次涨潮和退潮反复作用冲刷改造(图4)。

图4 文昌19-A油田取芯段岩心图版

测井曲线形态是岩性、物性和各类流体性质的综合反映，珠海组二段测井相主要显示为箱形、钟形+漏斗形、平直基线形。测井相图版的分析结合上下地层的发育情况开展，分析认为扇三角洲前缘水下分流河道对应的测井相类型主要为微锯齿化的箱形，曲线上下为较纯的泥岩；而潮坪相的砂坪则主要对应的是锯齿化的箱形，表明沉积时期受潮汐作用的影响(图5)。

图5 文昌19-A油田珠海组二段典型测井相图版

WC19-A-1井珠海组二段的FMI成像测井图像解释Ⅳ～Ⅵ油组的岩性主要为粉细砂岩、含砾中砂岩、含砾粗砂岩；底部发育冲刷充填构造，砂岩具高角度交错层理；下部砂岩粒度较粗，向上粒度变细，呈下粗上细的正旋回特征(图6a)，粉砂岩中发育波状层理和小型交错层理(图6b)。Ⅲ～Ⅳ油组上部的岩性以细砂岩、粉砂岩和泥岩为主，细砂岩中发育羽状交错层理，具双向水流特征；底部发育冲刷充填构造。从剖面旋回看，底部具有块状或平行层理砂岩，中部为板状交错层理厚层砂岩，上部为具双向水流特征的羽状交错层理，顶部转变为以泥岩或粉砂岩为主的混合坪沉积，具有典型的潮坪相沉积特点(图6c)。粉砂岩及泥岩中多发育波状层理、透镜状层理及水平层理(图6d)，表明沉积时期水动力相对较多，受潮汐作用影响明显。

图6 文昌19-A油田WC19-A-1井FMI成像测井图像[13]

2.2.3 地震相标志

地震相是地质体的地震响应，是用外部形态、内部结构、连续性、振幅等一系列地震参数所限定的一定空间展布范围的地震反射单元，不同的地震相代表不同的沉积环境、水动力强度等[14-15]。文昌19-A油田顺物源方向地震剖面显示ZH2Ⅵ～ZH2Ⅳ油组，地震同相轴主要表现为楔状中强振幅中等—弱连续亚平行、杂乱反射地震相，表现为砂体的快速堆积、向前推进、水动力整体较强，符合扇三角洲前缘水下分流河道的认识。ZH2Ⅰ～ZH2Ⅲ油组，地震剖面主要显示为近端楔状、远端席状中强振幅连续平行反射地震相，表明沉积时期水动力整体较为稳定，显示为潮坪相的沉积环境(图7)。

图7 文昌19-A油田顺物源方向地震剖面图

2.3 沉积相类型

2.3.1 扇三角洲前缘亚相

扇三角洲前缘亚相主要发育在ZH2Ⅵ～ZH2Ⅲ油组靠近珠三南大断裂附近，平面上划分为水下分流河道、席状砂、水下分流间湾等微相类型。Ⅵ油组到Ⅲ油组时期，扇三角洲的规模逐渐缩小，Ⅵ油组发育扇三角洲前缘水下分流河道微相，河道砂体厚度较大。Ⅵ油组扇三角洲砂体推进的范围最远，垂直物源厚层砂体平面推进2 km左右，扇三角洲前端砂体受潮汐作用的改造，远源发育潮坪相。

Ⅴ～Ⅲ油组时期，扇三角洲主要发育在珠三南大断裂近处，扇体规模小，呈现短期次、快速堆积的沉积过程，扇体推进的范围只有500 m左右，物源供给能力大幅度减弱，纵向上沉积的泥岩厚度增加，水深逐渐加大。岩性主要以细砂岩、泥质粉砂岩为主，纵向主要表现为薄层砂泥岩互层沉积，扇三角洲前端发育潮坪相。

2.3.2 潮坪相

珠海组二段发育时期始终处于水下环境，主要发育潮坪相的潮间带。Ⅵ油组取芯段识别出羽状交错层理(图3d)，表明珠海组二段从Ⅵ油组沉积开始即受到潮汐作用的影响。Ⅵ～Ⅲ油组时期因神狐隆起物源供给较为充足，潮汐作用对扇三角洲的前端进行改造但并未破坏扇体的形态，在物源推进范围的远端沉积部分潮间带的砂坪和混合坪。Ⅱ～Ⅰ油组时期，神狐隆起物源供给能力减弱，顺物源方向连井剖面显示“近端泥、远端砂”的特征，纵向主要表现为薄层砂泥岩互层[16]，岩性总体较细，靠近珠三南大断裂主要以泥质粉砂岩为主，远距离方向，由泥质粉砂岩过渡为泥质细砂岩、细砂岩、含砾中砂岩(图8)，显示为潮间带泥坪—混合坪—砂坪的沉积特征。

图8 文昌19-A油田顺物源方向连井沉积剖面(剖面位置见图9c)

3 沉积模式分析

珠海组二段Ⅵ～Ⅰ油组属半封闭“海湾”内的潮坪—扇三角洲沉积体系。文昌B凹陷半封闭海湾内始终受到潮汐作用的影响，珠海组二段早期可容纳空间有限、物源供给充足，扇体的推进作为主要的地质营力，油田所在区域发育大规模的扇三角洲砂体沉积；随着时间的推移，凹陷内海平面逐渐上涨，可容纳空间逐渐增大，同时神狐隆起逐渐没于水中，物源供给能力逐渐减弱，扇体规模及砂体推进范围逐渐缩小；到珠海组二段晚期，神狐隆起提供的物源已不能稳定向前推进形成扇体，潮汐作用成为主要的地质营力，在研究区范围内发育潮坪相的砂坪、混合坪及泥坪沉积。总体而言，凹陷内持续发生的潮汐作用、可容纳空间的变化、沉积物供给量的变化三者共同作用，控制珠海组二段的沉积展布[17-21]，不同沉积时期的主控因素存在不同(图9、图10)。

图10 文昌19-A油田珠海组二段沉积演化剖面示意图

4 开发与应用

4.1 新增潮坪沉积认识与生产现状的吻合性

前人的研究多认为珠海组二段为扇三角洲沉积，潮坪相只出现在珠海组一段[1-2,8]，本次研究细化并更新了沉积认识，认为珠海组二段Ⅰ～Ⅱ油组时期已开始发育大规模的潮坪相沉积。此次新认识通过生产动态进行验证。珠海组二段Ⅰ油组在距离物源近2 km的4井区发现探明地质储量近20×104m3，目前生产井WC19-A-4井在该油组已连续开采5年且生产情况较为稳定。该油组在靠近珠三南大断裂位置所钻井均以泥岩为主，而在远离物源2 km的4井区的两口井分别钻遇30 m左右的砂岩，表现为“近端泥、远端砂”的特征，符合目前潮坪相的新认识。

4.2 沉积细化再认识加快了油田的调整挖潜进程

ZH2Ⅲ与ZH2Ⅳ油组存在较大的剩余未动用储量，初期设计调整井时水体能量是否充足是风险因素之一。最新的研究认为，扇三角洲虽然砂体发育规模有限，但远源潮坪相的砂坪沉积厚层砂体，砂体分布范围较广，水体能量风险较小。结合各油组剩余油及沉积优势相带的分布，在文昌19-A油田开展综合调整挖潜剩余油，在ZH2Ⅲ到ZH2Ⅳ油组共设计4口调整井，预计2020年投产，为油田增储上产作出一定的贡献。