松辽盆地北部沙河子组储层沉积特征研究

邓圣甲

（大庆钻探地质录井一公司地质研究中心, 黑龙江大庆 163000）

1 概述

松辽盆地北部沙河子组广泛发育, 多年勘探实践揭示了沙河子组天然气勘探前景较好。沙河子组储层岩性主要为砂砾岩, 储层厚度大, 可达上百米, 砂砾岩储层含气性较好, 但储层物性较差, 属于低孔低渗, 甚至特低孔特低渗致密气藏[1]。研究区多口探井录井气测显示好, 部分探井试气达高产工业气流, 但生产过程中产量和压力下降较快, 反映致密砂砾岩储层有效开发难度较大。因此, 为了提升致密气藏开发效果, 还需进一步加强地质认识, 加深对致密砂砾岩储层沉积特征研究, 厘清有利砂体空间展布范围, 为识别储层发育甜点区提供重要依据, 对于高效开发砂砾岩致密气藏具有重要意义。

2 构造及地层特征

研究区位于松辽盆地北部安达地区徐家围子断陷, 徐家围子断陷规模较大, 南北延时距离达95km, 东西相最宽可达60km。徐家围子断陷由早期的徐西断裂和中期的徐中断裂所控制, 形成东西两翼高、中间低的箕状构造, 总体上西部地势较陡, 东部地势相对较缓, 断陷期东部普遍发生地层超覆现象[2-3]。

松辽盆地北部徐家围子深部地层自下而上主要包括火石岭组（基底）、沙河子组、营城组、登娄库组、泉头组, 如表1所示。火石岭组形成于断陷初期, 底部为碎屑岩地层, 中上部发育火山岩, 地层岩性主要为泥岩、板岩及侵入火山岩（花岗岩）等[4]。沙河子组整体表现为东部薄、西部厚, 东部以缓坡辫状河三角洲为主、西部以陡坡扇三角洲为主, 凹陷中心为滨浅湖相沉积。根据沉积旋回特征, 沙河子组地层自下而上依次可以划分为沙一段、沙二段、沙三段、沙四段, 沙一段岩性以砂砾岩、砂岩、暗色泥岩、煤为主, 地层厚度分布范围0～200m, 沙二段岩性以砂砾岩、泥岩、粉砂岩为主, 地层相对较厚, 局部遭受剥蚀尖灭, 地层厚度介于0～750m之间, 沙三段地层岩性以砂砾岩、粉砂岩、暗色泥岩为主, 地层相对较厚, 局部遭受剥蚀尖灭, 地层厚度介于0～800m之间, 沙四段岩性以砂砾岩、细砂岩、暗色泥岩为主, 地层厚度分布范围50～300m。钻井揭示沙三段、沙四段地层含气性较好, 储层厚度大, 物性较差, 为低孔低渗致密气藏。

表1 松辽盆地北部深层地层

3 岩性特征分析

松辽盆地北部沙河子组目前已钻多口探井及水平井, 通过实钻井岩芯资料、录井资料、测井资料等, 揭示地层岩性主要为沉积岩, 岩石类型多样, 沉积岩中所含矿物成分差别较大, 砾石分选磨圆差别大, 非均质性较强。沙河子组岩石类型主要有灰色深灰色粗砾岩、中砾岩、细砾岩、砂质砾岩、含砂砾岩, 灰色粗砂岩、中砂岩、细砂岩、含砾砂岩、砾质砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩, 黑色泥岩、煤等, 根据测录井对岩性大类的识别, 也方便岩性分类, 通常将粗砾岩、中砾岩、细砾岩、砂质砾岩、含砂砾岩等划分为砾岩, 将粗砂岩、中砂岩、细砂岩、含砾砂岩、砾质砂岩、粉砂岩等划分为砂岩, 将粉砂质泥岩、泥岩等划分为砾岩。代表性岩性如图1所示。

图1 沙河子组代表性岩性

4 沉积相特征分析

4.1 沉积特征

通过分析研究区多口井岩芯资料、录井岩屑、测井资料、成像资料, 通过对岩性、颜色、粒度、矿物组份分析等, 建立研究区典型沉积相识别图版。通过已钻井, 揭示了沙河子组四套地层岩性特征, 根据岩芯观察、岩屑样品识别、薄片镜下特征等, 结合地震反射特征、测井曲线特征等, 分析区域沉积特征, 对砂体分布特征进行预测及刻画, 最后根据沉积演化各种, 识别出沙河子典型沉积相特征。

对松辽盆地北部沙河子组沉积特征分析表明, 沙河子组主要发育扇三角洲相、辫状河三角洲相及滨浅湖相三种典型的沉积类型。研究区构造上呈现两边高、中间低的箕状构造。根据沉积相平面展布特征, 东部主要发育辫状河三角洲, 构造落差较小, 为缓坡状。西部主要发育扇三角洲相, 受到徐西大断裂控制, 地势相对较陡, 西部物源快速堆积搬运形成扇三角洲。中部相对较深, 发育滨浅湖相沉积。物源主要来自于东西两侧, 东部地势相对较缓, 搬运距离较远, 形成辫状和三角洲, 西部受徐西大断裂抬升影响, 地势相对较陡, 来自西部物源快速堆积形成扇三角洲。中部地势相对较低, 接受东西两侧物源, 堆积形成滨浅湖相沉积, 沉积模式如图2所示。

4.2 辫状河三角洲相

辫状河三角洲相主要发育辫状河三角洲平原亚相和辫状河三角洲前缘亚相。

4.2.1 辫状河三角洲平原亚相

辫状河三角洲平原亚相岩性以含砂砾岩、砂质砾岩、细砂岩、泥质粉砂岩为主, 发育辫状河道微相、越岸沉积微相。其中, 辫状河道微相以砂砾岩、含砂砾岩为主, 越岸沉积以粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主。辫状河道是沉积的主力砂体, 砂砾岩成熟度较低, 分选磨圆较差, 在底部可见冲刷面。

4.2.2 辫状河三角洲前缘亚相

辫状河三角洲前缘亚相以水下分流河道、水下分流河道间及河口坝沉积微相为主, 岩性主要为砂砾岩、粗砂岩, 发育平行层理。水下分流河道岩性主要为粗砂岩、含砾砂岩, 底部具有冲刷面, 岩石颗粒底部较粗, 往上逐渐变细, 具有正韵律特征。水下分流河道间在分流河道两侧, 以泥岩和粉砂质泥岩为主, 具有水平层理。河口坝在水下分流河道前缘, 以细砂岩、粉砂岩为主, 分选较好, 具有平行层理、交错层理等。

4.3 扇三角洲相

扇三角洲相主要发育扇三角洲平原亚相和扇三角洲前缘亚相。

4.3.1 扇三角洲平原亚相

扇三角洲平原亚相发育分流河道、漫滩沼泽微相, 岩性以砂砾岩、粉砂岩、泥质粉砂岩为主, 发育块状层理。分流河道处于扇三角洲平原上, 岩性主要为砂砾岩、粗砂岩, 分选磨圆较差、成熟度较低, 底部具有冲刷面, 粒度由下往上逐渐变细。漫滩沼泽处于扇三角洲平原低洼地带, 岩性主要为含砾砂岩、泥质砂岩等, 发育水平层理, 块状构造。

4.3.2 扇三角洲平原前缘亚相

扇三角洲前缘亚相以水下分流河道、水下分流河道间、河口沙坝及前缘席状砂沉积微相为主。水下分流河道是沉积砂岩主体, 岩性以含砾砂岩、砂岩为主, 具有冲刷底面, 往上岩性变细, 具有正韵律沉积特征。水下分流河道间岩性以泥岩、粉砂质泥岩为主, 发育水平层理。河口沙坝处于分流河道向湖延伸的部位, 沉积粉砂岩、细砂岩为主, 分选较好, 具有水平层理、交错层理。前缘席状砂分布在河口沙坝的侧方和前方, 岩性以细砂岩、粉砂岩为主, 分选磨圆好, 粒度较为均匀, 可见波纹层理。

5 结论

（1）沙河子组地层自下而上依次可以划分为沙一段、沙二段、沙三段、沙四段, 其中沙三段、沙四段地层含气性较好, 储集岩为砂砾岩, 储层厚度大, 物性较差, 为低孔低渗致密气藏。

（2）对松辽盆地北部沙河子组沉积特征分析表明, 沙河子组主要发育扇三角洲相、辫状河三角洲相及滨浅湖相三种典型的沉积相类型。研究区构造上呈现两边高、中间低的箕状构造。根据沉积相平面展布特征, 东部主要发育辫状河三角洲, 构造落差较小, 为缓坡状。西部主要发育扇三角洲相, 受到徐西大断裂控制, 地势相对较陡, 西部物源快速堆积搬运形成扇三角洲。中部相对较深, 发育滨浅湖相沉积。