哈萨克斯坦NB油田白垩系沉积微相及有利相带

2022-05-18季彦姝王呈呈

承德石油高等专科学校学报 2022年2期

王艳，季彦姝，王呈呈，丛鹏

(中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦 124010)

哈萨克斯坦NB油田位于里海东北部海岸的布扎奇半岛西北端，油田工区长约27 km，宽约7 km，面积约125 km2，主要目的层为侏罗系和白垩系。白垩系油藏主要受沉积微相控制，纵向上含油层数多(一般5～8层)、单层厚度小(一般0.5～3 m)、隔夹层发育，横向上具有相变快、砂体分布和油水关系复杂多变的特点[1-2]。自2004年以来油田正式进入快速上产阶段，目前处于上产阶段的中后期。因此对该区沉积特征进行详细研究及预测有利储集相带的展布，对认识油气富集规律具有重要的指导意义，也为优化注采井网和滚动勘探提供了重要的地质依据。

1 区域地质概况

NB油田构造上为一完整的背斜，中部隆起并具有两个高点，高点之间以鞍部相接，向四周倾斜，北陡南缓，整体看可分为三个构造层，即三叠系、侏罗系、白垩系构造层，白垩纪主要受晚期燕山运动的影响，构造高部位继续抬升平缓，构造整体比较平稳，地层厚度变化不大。

白垩纪经历了海水浅-深-浅的过程，早白垩世为侏罗纪后期构造抬升形成的地层剥蚀面上一个长期的海侵过程，潮汐及波浪对三角洲前缘沉积的影响作用逐渐增强，厚层较纯的泥岩，夹薄层砂岩、粉砂岩，后被一期大范围但短暂沉积的页岩所覆盖，这种富含有机质的页岩全区稳定分布，容易识别，厚度一般为20～40 m；晚白垩世为一套进积的三角洲前缘相沉积物，为砂泥岩互层，砂岩厚度一般为1～5 m，最大厚度可达15 m，与下伏和上覆泥岩呈突变接触关系，下细上粗，为一反旋回，是较为典型的进积型河控三角洲沉积序列，该套砂岩在全区大部分地区分布稳定，是白垩系的目的层。

2 白垩系沉积特征

2.1 沉积微相类型及特征

综合取心井岩心观察描述、非取心井测井曲线资料和分析测试资料统计，从岩石类型、沉积成因、沉积构造和测井相等方面总结规律[3]，将研究区目的层三角洲前缘亚相细分为水下分流河道、天然堤、河道间砂、河口砂坝、前缘席状砂和河道间泥等沉积微相，并总结了不同沉积微相类型的识别标志。

水下分流河道：为陆上分流河道在水下延伸部分，向海延伸过程中河道逐渐加宽，并产生一系列分叉，流速减缓，堆积速度增大[4]。沉积物主要为砂岩、粉砂岩为主，常发育平行层理、交错层理，以正韵律为主。河道砂体厚度比较大，由河道中心向两侧表现为岩性变细、厚度变薄。在三维地震剖面上呈顶平底凸的透镜状，伽玛和电阻率曲线主要为箱形和齿化箱形。

天然堤：为陆上天然堤的水下延伸部分，为水下分流河道两侧的砂脊，主要由细砂岩、粉砂岩、泥岩组成，粒度较边滩沉积细，比泛滥平原粗，垂向上突出的特点是砂、泥岩组成薄互层[5]。随着河床迁移，天然堤砂体随边滩不断扩大、增长，平面上呈面状分布，厚度一般较薄，粒度变细，并逐渐过渡到泛滥平原沉积。在测井曲线形态上，伽玛和电阻率曲线常表现为指形或钟形。

河道间砂：位于水下分流河道之间，局部与河道相通的地带，砂质沉积多是河道漫溢沉积的结果，主要由灰绿色粉砂岩、泥质粉砂岩构成，含少量的细砂岩，发育平行层理、波状层理等。河道间砂主要发育与水下分支流河道的侧翼，一般纵向厚度较薄，砂体规模小，储层物性差。伽玛和电阻率曲线一般为指形或漏斗形。

河口砂坝：位于水下分支河道的河口处，沉积速率最高，也是三角洲前缘亚相沉积主体，纵向上砂体多呈复合韵律和反韵律组合，偶尔也见正韵律[6]。平面上单砂体顺物源方向呈指状、舌状、扇状展布。砂体岩性相对分流河道微相变细，以细岩、粉砂岩为主，单砂层厚度较大，一般单层厚度在5～10 m，砂体的侧翼和前缘较砂体变细、层数增多、砂层变薄，具有互层的特点。沉积构造多发育平行、板状和斜层理为主。伽玛和电阻率曲线一般为钟形或指形。

前缘席状砂：由于河口砂坝经海水冲刷作用再沉积于周边而形成的席状砂体[7]，主要为细砂、粉砂及泥质砂岩类，发育波状层理、水平层理及生物扰动层理，砂体的单层厚度较小，一般小于2 m。伽玛和电阻率曲线表现为小型的漏斗形及齿形。

河道间泥：位于水下分流河道间的相对低洼地带，岩性主要为灰黑色、灰色、灰绿色泥岩，常夹有洪水沉积的薄层砂岩，发育水平层理，含炭屑、螺化石、树叶化石、蚌壳化石。伽玛和电阻率曲线表现为微伏平直状。

2.2 测井相特征

在岩心描述的基础上，结合区域沉积特征，应用测井相分析技术进行单井沉积微相划分，归纳沉积微相电性特征，建立测井相模型[8-9](见表1)。

1)厚度较大的正旋回钟形或箱形：单砂体厚度大于5 m，多为正旋回，主要为三角洲前缘水下分流河道主河道，底部常发育底砾岩。

2)厚度中等的钟形：单砂体厚度2～10 m，泥质含量增大，为分流河道侧缘沉积的天然堤和河口砂坝，以粉细砂岩沉积为主。

3)具有一定的厚度的反旋漏斗形：砂体粒度为反韵律，反映河道间砂、前缘席状砂沉积。

表1 NB油田电性标志特征曲线

4)齿状曲线：单砂体厚度小于2 m，垂向上多个砂体叠加，形成齿状曲线，反映砂泥岩频繁交互的沉积环境，为前缘席状砂沉积。

5)微伏平直形：岩性多为泥质岩类，伽玛曲线形态平直，呈线性状或微有起伏。平面上一般分布在河道间泥发育的低能地区。

2.3 单井相特征

单井沉积相分析是以岩心观察描述为基础，来判别研究区内可能出现的沉积微相类型。在此基础上，根据测井相和录井相特征，参考分析化验资料，在层序格架内分析沉积序列的相类型和相序组合特征[10-11]。研究区主要发育水下分流河道、河道间砂、河口砂坝、前缘席状砂、河道间泥共5种沉积微相，天然堤并不发育，以研究区中部构造高部位NB1井单井相(见图1)分析为例，白垩系埋深295～410 m，分为A、B、C、D四个组，其中D组相当于低位体系域，C组相当于海侵体系域，B组、A组相当于高位体系域，均为三角洲前缘亚相沉积。

白垩系D组：下伏为区域分布的角度不整合面，即侏罗纪晚期构造抬升形成的地层剥蚀面。测井相表现为钟形、齿形特征，为三角洲前缘河口砂坝和席状砂沉积的特点，由四个次级旋回组成，底部为厚层砂岩，向上变为薄层砂岩，与浅海相泥岩互层。

白垩系C组：由一个正向旋回组成，测井相为齿化箱形，定义为水下分流河道微相，底部为砂岩，向上变为细砂岩，厚度较薄，与泥岩频繁交互发育，顶部为一套富含有机质的页岩，其顶部为白垩纪的最大海泛面。

白垩系B组和A组：共计有三套较大的反旋回构成的砂岩、粉砂岩组合，砂体发育程度向上逐渐增加，其中顶部为厚层的块状中细砂岩，单层最大厚度为5 m，其它两套旋回砂体单层厚度相对要薄，总的测井相为箱形和漏斗形，定义为水下分流河道、河道间砂微相。

2.4 地震相

地震相是沉积体在地震数据体上反射特征的总和，地震相标志主要包括反射振幅、频率、连续性、内部结构、外部形态及其伴生关系，根据这些标志将地震反射特征在剖面上分类，划分为若干个三维地震反射单元，投影到平面上即形成地震相的初始形态[12]。综合区域沉积特征研究、岩相识别及测井相分析对不同反射特征进行识别和标定，对各种不同的反射形态赋予固定的地质意义，并找到其平面分布规律，即为地震相。图2为NB油田地震相模式剖面图。

1)三角洲前缘前积反射(见图2a)，该特征在研究区白垩系中普遍可见，是三角洲入水部分沉积特征的反映。

2)分流河道下切及侧向尖灭反射，白垩系地震属性与地震剖面存在良好的对应关系，从振幅属性平面图上识别出的分流河道大部分可以在地震剖面上追踪，图2b为水体宽缓、水动力较弱的水下分流河道的横截面，地震反射同相轴在横向上呈透镜状；图2c为水体狭窄、下切较深的分流河道横截面，地震反射特征表现为局部下凹的强振幅；图2d为多期分流河道横向叠置之后形成的河道复合体横截面，表现为横向上相接的几个强振幅段之间出现振幅减弱现象。

通过地震相分析，在平面上识别出水下分流、废弃河道、弯曲河道间及河口砂坝等沉积微相，并根据河道展布特征初步确定了不同时期的物源方向，明确了研究区白垩纪沉积时期北部物源占主导地位。

2.5 沉积微相分布特征

通过单井测井相分析，结合地震相特征、砂体分布特征等，对白垩系各小层的沉积微相分布进行了研究。以单层K2-B1的沉积微相平面分布图(见图3)为例，物源供给随着洪水期和枯水期的变化，三角洲前缘水下分流河道的位置不断发生迁移，分布于不同部位的水道构成了三角洲前缘的骨架砂体，也是目的层储层的主体部位。主力砂体之间被分流河道间较细粒沉积所分隔，水下分流河道呈南北向沿着物源方向条带状发育，侧向上相互叠加，局部河道砂体连片分布，反映了水下分流河道不断分流改道的特征。

K2-B1物源主要沉积分布在研究区中部的构造高部位，发育八条三角洲前缘水下分流河道，分流河道向海延伸过程中不断的分流，互相交叉，河道间主要以河道间砂微相为主，局部地区发育河道间泥微相，并在河口处发育三个扇形河口砂坝。研究区东部和西部地区主要发育前缘席状砂和河道间泥沉积，局部发育水下分流河道微相。

3 有利储集相带预测

沉积环境是形成沉积岩的决定因素，有利储层的形成往往发育于有利的沉积相带，储层的产出状态、内部特征和岩石类型都由沉积相决定。沉积微相是沉积微环境的产物和物质表现，储层砂体的内部结构与组成砂岩的微相类型有关，所以沉积微相直接影响了储层的孔隙结构和物性条件。

利用测井资料、地震属性分析技术可以有效地识别地质体的地震属性特征、储层储集空间变化规律以及预测有利的储集带，对于油田实际的勘探开发有着重要的意义[13]。通过对比分析多种地震属性提取方法(自动增益控制、贷通滤波、瞬时属性、变密度等)，结果显示变密度显示技术在下白垩统主力单砂体的地震响应特征最为明显。该砂体在地震属性上表现为强振幅的特点，横向连续性差，说明了河道较窄且变迁较为频繁。利用这一地震反射特征，首先建立过完钻井的骨干识别剖面，横向追踪单砂体的平面分布，实现全区内的单砂体的横向分布预测。然后利用沿层地震属性提取实现单砂体的纵向分布预测和平面显示，研究区主力单砂体明显受沉积微相控制，厚度稳定，平面上呈条带状展布。

NB油田白垩系主要油层组砂体展布图(见图4)看出，砂体延伸远、纵贯全区的水下分流河道砂体为油气的聚集提供了可能。根据油田的沉积相和砂体分布特征并结合已发现的油层看出，含油砂体呈条带状分布。有利的储层微相类型主要为水下分流河道和河道间砂体，厚度较大，物性较好。从储层分布、岩性和物性特征看，水下分流河道相砂体粒度相对较粗，平面上呈条带状，岩性以砂岩、粉砂岩为主，少量的细砂岩，孔隙度大于26%，渗透率大于500 mD，含油性最好，是最好的储集相带，是NB油田主力的勘探开发相带。河道间砂的粒度较细，结构相对较均匀，以细岩、粉砂岩为主，孔隙度大于20%，渗透率大于50 mD，相带较为有利，而且砂体分布范围较大，为次要的储层相带。前缘席状砂发育薄层的砂体，岩性以粉细砂岩和泥质粉砂岩为主，储层非均质性强，储集物性和含油气性也变差。