KL10-1油田明下段窄河道型曲流河沉积特征研究1

李卓，周立业，郭诚，赵汉卿，穆朋飞

(中海石油(中国)有限公司天津分公司 渤海石油研究院，天津 300452)

KL10-1油田明化镇组沉积相及沉积微相研究是在区域沉积环境、岩心描述、岩心室内外分析化验资料、录井资料、测井资料及砂层发育变化的基础上，结合渤海海域中南部古近系沉积模式，通过对各沉积相的沉积特点及相标志与KL10-1油田的实际资料综合对比分析，确定沉积环境及沉积相，建立研究区沉积相模式的。在明确沉积背景及沉积相研究的基础上，根据岩性、电性资料建立单井的沉积微相、相剖面等，对它进行平面微相分析，并分析油气分布与沉积微相的关系。

1 区域沉积背景

KL10-1油田位于莱北低凸起的南端，垦东凸起东端及潍北凸起的北端，浅层主要目的层为明下段。明下段岩性为泥岩与粉砂岩、细砂岩、中砂岩、含砾细砂岩呈不等厚互层,夹灰质粉砂岩和泥质粉砂岩薄层，明下段底部各井均钻遇高伽马泥岩段，是本区对比标志层之一。该地区第三纪构造活动强烈，湖盆不断沉降，渤海海域中南部是渤海湾盆地的沉积沉降中心，特殊的沉积背景决定了本区特殊的沉积环境[1-3]。由于气候环境的原因，地面植被较差，岩石机械风化作用较强，莱北低凸起以及垦东凸起提供了丰富的碎屑物源。在此沉积背景下，发育了曲流河沉积体系,河道摆动频繁，砂体纵横叠置，整体呈现出“泥包砂”特征，在平面上呈枝状展布[4，5]。

2 沉积特征

2.1 古生物特征

明化镇组岩心古生物鉴定结果显示：NmⅢ油组含大量的藻类、被子及蕨类植物，常见光面球藻、粒面球藻、毛球藻属、棒球藻、锥藻、角凸藻及水生粗肋孢、蓼粉属等(KL10-1-5井1225.0～1290.0 m)。NmⅣ油组发育有丰富的被子类植物，主要有粗肋孢、蓼粉属、小蓼粉、榆粉属、胡桃粉属、山核桃粉属、桤木粉属及藻类的卵形藻属、毛球藻属等(KL10-1-5井1330.0～1390.0 m，KL10-1-2井1350.0 m)。NmⅤ油组以被子植物为主，其次为裸子植物，少量的藻类植物，发育有丰富的水生粗肋孢，蓼粉属，胡桃粉属，山核桃粉属，榆粉属以及藻类的卵形藻属、毛球藻属等(KL10-1-5井1415.0～1485.0 m，KL10-1-2井1430.0 m、1475.0 m)。从以上古生物种属植被类型可以看出明化镇组当时的气候条件为亚热带，属淡水沉积环境。

2.2 颜色标志

从本油田取心井岩心观察发现明下段泥岩颜色为紫红色与绿灰色，表明明下段沉积时期既有水上的氧化环境，同时也有还原环境，反映了整体的浅水环境，湖盆震荡比较明显。

2.3 沉积构造

KL10-1油田岩石构造主要为块状层理，无明显的粒序及纹层，包括中砂和细砂岩；波状层理，包括细粉砂岩及泥质粉砂岩，纹层厚度一般为数毫米；波状交错纹层理主要由细砂岩构成；斜层理主要出现在粉砂质泥岩中；泥岩、粉砂岩中见虫迹及搅动、负荷构造。砂泥岩互层中平行层理、斜层理、砂纹交错层理较发育，而大型的交错层理不发育。纵向上，储层段以正旋回沉积为主，有部分反旋回沉积。

2.4 粒度分布特征

2.4.1 粒度曲线

本区目的层段粒度概率曲线主要以两段式为主，反映河道沉积特征。从曲线图中可以看出主要由跳跃、悬浮两个次总体组成，跳跃次总体部分线段较陡，说明分选较好，多为分支河道。总体上本区目的层沉积物的搬运方式以跳跃、悬浮搬运为主，具冲流与回流两种沉积作用，反映波浪冲刷特征。

2.4.2C-M图

本油田明下段的C-M图主要有两种类型。即PQ-QR两段式和QR一段式(见图1)。PQ段：以悬浮搬运为主，但含有少量的滚动搬运组分。QR段：此段为递变悬浮段，平行于C=M基线，C值与M值成比例增加。一般发育于水流底部，常由涡流作用形成，当涡流流速降低则迅速发生滚动。

图1 KL10-1油田C-M曲线(三角形符号为数据点)

根据C-M图可判断出明下段NmⅣ和NmⅤ油组均以递变悬浮搬运方式搬运并快速沉积；NmⅢ油组仍以悬浮搬运为主，但粒级与NmⅣ和NmⅤ油组相比较粗，以粗、中砂岩颗粒为主，有滚动搬运组分。

2.5 物源方向分析

结合地震属性，对各个小层物源方向进行确认，以4～7小层为例。

明下段NmⅤ-(6+7)小层：属性分析结果认为物源主要来自北东方向，由于该时期地壳继续抬升，湖盆萎缩，水道露出地表，因此在该时期发育曲流河沉积体系；主要发育有曲流河分流河道、边滩、废弃河道、决口扇、天然堤与泛滥平原等微相。边滩发育，单个心滩发育规模较大，其他微相发育较差。

明下段NmⅤ-(4+5)小层：物源主要来自北东方向，主要发育有曲流河分流河道、边滩、废弃河道、决口扇、天然堤与泛滥平原等微相。河道主要分布在北方与西北方向，河道规模变小，边滩发育，单个边滩发育规模变化较大，决口扇较为发育，其他微相发育较差。

2.6 地震反射特征

沿各小层提取的地层切片显示，均方根振幅呈现分带现象，较强振幅呈北东-南西向展布，河道砂体表现为强反射特征，而泛滥平原属于低能沉积环境，泥岩发育，一般振幅较弱。

2.7 测井曲线特征及测井相模式

研究中对KL10-1-3井、KL10-1-4井、KL10-1-5井和KL10-1-6井的明下段进行了单井相分析(见图2)。研究显示明下段主要沉积微相类型有曲流河道、边滩、决口扇、废弃河道及泛滥平原等微相。在单井相分析基础上，建立了KL10-1油田明下段曲流河测井相图版(见图3)[6,7]。

图2 KL10-1油田KL10-1-3井明下段单井沉积微相分析

资料来源: KL10-1-5(NmⅣ-1)曲线类型: 钟形环境解释:边滩资料来源: KL10-1-4(NmⅤ-2)曲线类型: 箱形环境解释:边滩资料来源: KL10-1-6(NmⅤ-4)曲线类型: 钟形环境解释:曲流河道资料来源: KL10-1-4(NmⅢ-6)曲线类型: 指状环境解释:曲流河决口扇

河道沉积：河道砂岩一般为中粗砂岩，底部有河床底部滞留沉积，呈向上变细的正旋回。GR测井曲线呈钟形，向上值变高，电阻率曲线呈高阻特征，反映水动力较强的沉积环境。

边滩沉积：GR测井曲线呈钟形或箱形。

决口扇沉积：GR测井曲线呈齿化

指状，泥质回返较多，反映水动力明显减弱的沉积环境。

2.8 沉积微相平面分布特征

在对平面沉积微相研究过程中，利用所有井点的测井资料，分小层获取测井曲线，并结合砂体厚度等值图，考虑古物源、古流向等区域沉积特点，进行研究区小层平面微相划分。

明下段各小层沉积特征如下：明下段NmⅤ-5小层：物源主要来自北东方向，主要发育有曲流河道、边滩、废弃河道、决口扇与泛滥平原等微相。末期河道比较发育，东南部欠发育，边滩发育，单个边滩发育规模变化较大，决口扇局部发育(见图4)。

明下段NmⅣ-6小层：物源主要来自北东方向，主要发育有曲流河道、边滩、废弃河道、决口扇与泛滥平原等微相。河道发育规模大，分布整个工区，边滩发育，单个边滩发育规模变化较大，北东、北西部2、3、4井区边滩规模相对较大，中部河道变窄，边滩规模变小，仅在5井区和8井区南发育决口扇(见图5)。

图4 KL10-1油田NmⅤ-5小层沉积微相平面分布 图5 KL10-1油田NmⅣ-6小层沉积微相平面分布

明下段NmⅢ-5小层：物源主要来自北东方向，在工区内曲流河流主要分布在东南部及西南部，主要有曲流河道、边滩、决口扇与泛滥平原等微相。边滩发育，单个边滩发育规模变化较大，在西北部2井区发育规模较大，河道宽；在东部河道较窄，边滩规模变小；仅在6井区和B55井发育有决口扇(见图6)。

图6 KL10-1油田NmⅢ-5小层沉积微相平面分布 图7 KL10-1油田2-1353砂体边滩沉积对油气分布的控制作用

3 窄河道沉积对油气分布的控制作用

曲流河沉积不同的微相，其中边滩是其主要储层，边滩或者边滩内侧积层的发育对油气分布起控制作用，最明显的表现是由于边滩内侧积层的发育，引起侧积层两侧油水界面的差异[8],边滩发育的地方油层较厚，堤岸及河漫滩亚相油层发育局限(见图7)。

4 结论

(1)基于沉积相标志和单井沉积相分析，KL10-1油田窄河道曲流河沉积主要发育成末期河道、边滩、废弃河道及决口扇等微相，天然堤微相不发育。其中河道沉积及边滩沉积是曲流河中砂体沉积最厚的沉积微相类型，被认为是最佳的储油相带，泛滥平原是研究区分布最广、面积最大的微相类型。

(2)结合研究区地震属性和测井资料，对研究区单砂体类型进行识别，分析了单砂体的分布特点。分析认为，在研究区的目标层段内河道发育延续性较好，反映出沉积期较为稳定的构造活动，河道在平面上顺物源方向呈树枝状分布，厚度差异变化较大，但分布连续，周围被泛滥平原包围，呈现“泥包砂”特征。

(3)窄河道特别是边滩及其内部侧积层沉积，对油气分布有明显的控制作用。边滩发育的地方油层较厚，堤岸及河漫滩亚相油层发育局限。以此确定KL10-1油田窄河道曲流河沉积的砂体展布特征，为油田进一步挖潜提供理论依据。