断阶带沉积相及储层展布规律分析范文

摘要:为揭示歧口凹陷东侧歧南断阶带沙二段沉积相分布，明确储层展布规律，依据岩心、测井、分析化验及地震资料，充分类比典型水下冲积扇沉积特征，确定目的层沉积体系属于扇三角洲沉积。目的层由低位体系域、水进体系域和高位体系域组成，低位体系域水下分流河道发育，储层较厚，水进体系域储层主要分布在体系域中下部，高位体系域储层主要分布在体系域顶部。在此基础上，基于研究区高分辨率地震资料，通过大量统计分析，明确均方根振幅可以有效反映研究区储层岩性变化，由此形成了一套综合应用三维地震资料和钻井资料进行储层展布规律预测的技术和方法。

关键词:歧南断阶带；扇三角洲；均方根振幅属性；储层展布规律

渤海湾盆地歧口凹陷歧南断裂带沙二段沉积体系历来存在争议［1－3］，一些专家认为其沉积体系为比较典型的扇三角洲沉积，有些专家认为是深湖相中发育的一系列滑塌浊积扇，但前人在研究时，受勘探程度及开发阶段限制，动静态资料相对匮乏，影响沉积相判别及储层展布规律认识，进而影响油田开发效果。因此，研究区沉积相及储层发育特征的不明确已成为制约油田高效开发的关键。本文结合QK油田丰富的岩心、测井、地震及动态资料，在建立精细地层格架基础上，研究歧南断阶带沙二段沉积相发育特征，并结合研究区高分辨率三维地震资料，形成了一套综合应用三维地震资料和钻井资料进行储层展布规律预测技术和方法，为油田高效开发提供依据。

1区域地质概况

QK油田位于渤海湾盆地歧口凹陷东侧歧南断阶带。歧南断阶带是埕子口凸起向歧口凹陷过渡的一个斜坡断阶构造带，呈北东向展布，自北向南平行发育海一、海四和羊二庄3条北倾正断层(见图1)。边界断层渐新世(从沙三期至东二期)长期活动，对QK油田构造演化、沉积发育、储层展布及油气分布起控制作用［4－7］。研究区目的层为黄骅拗陷进入古近系以来，构造活动稳定期背景下，在海四断层下降盘的深湖相中形成的一系列呈扇状分布的砂体，岩性以含砾砂岩和细砂岩夹深灰色泥岩为主。通过大量岩心观察，QK油田沙二段沉积构造以底部冲刷构造、平行层理、槽状交错层理以及波纹层理为主(见图3)。从图3可以看出，沉积构造与典型的深水重力流所具有的典型递变层理、叠覆递变层理和滑塌变

2沉积相类型及特征

本文以钻井岩心分析为基础，结合粒度分析、测井曲线特征及大量地震资料，同时与国内典型水下冲积扇的特征进行类比，最终确定歧南断阶带沙二段沉积体系属于典型的扇三角洲沉积。

2.1扇三角洲相特征扇三角洲沉积体系与重力流沉积体系相比，具有较明显特征，特别是粒度特征、沉积构造及地震剖面形态［8］。研究区沙二段岩性比较细，主要以细砂岩和粉砂岩为主，岩石类型为岩屑质长石砂岩和长石砂岩。颗粒磨圆度为次棱－次圆状，分选中等。胶结物含量3%～30%，平均13%，成分主要为泥质、方解石和白云石。胶结类型主要为孔隙式，填隙物中杂基含量普遍较低，沉积砂岩的重力流特征不明显。在粒度概率曲线图上，研究区主要存在两段式及弧形2种类型(见图2)，这与典型的深水浊积扇粒度概率曲线明显不同，典型重力流粒度概率曲线由3条斜率较低的直线段组成，粒度区间可大可小，反映动荡环境中能量不稳定的重力流特点［9］;研究区C－M图两段式主要由悬浮组分和跳跃组分组成，一般悬浮组分均大于50%，多数只发育Q－R段，说明沉积物主要以递变悬浮方式搬运，悬浮总体含量一般超过60%。通过大量岩心观察，QK油田沙二段沉积构造以底部冲刷构造、平行层理、槽状交错层理以及波纹层理为主(见图3)。从图3可以看出，沉积构造与典型的深水重力流所具有的典型递变层理、叠覆递变层理和滑塌变形层理有着明显区别。QK油田顺物源方向地震反射主要为平行和亚平行反射特征(见图4)，反映地层横向分布稳定，具有扇三角洲沉积特征［10］;而典型浊积扇主要为杂乱反射和楔状反射，在沿物源方向的地震剖面上，浊积扇体外形呈丘状，内部具波状或杂乱反射结构，反射波组为低频率、变振幅和差连续性，反映高能快速填充的沉积特点［11］，这与研究区地震反射特征存在较大差异，反映出目的层沉积特征为扇三角洲沉积。

2.2沉积微相类型歧南断阶带沙二段沉积时期主要发育扇三角洲前缘亚相。本文通过岩心资料与测井资料相互结合，建立了研究区沉积微相的相标志。(1)水下分流河道:扇三角洲前缘亚相在本区大范围分布，水下分流河道相互叠置、衔接，在研究区形成展布范围较广的水下分流河道砂体复合带。岩性主要为浅灰色、灰白色砂岩，具有向上变细的正旋回，从含砾中砂岩到粗、细、粉砂岩等;底部多具冲刷面和河道滞留沉积，砾石顺层排列，以泥砾为主，主要发育平行层理、递变层理;测井响应特征为典型的钟形或箱形，钟形曲线反映水流能量向上逐渐减弱或碎屑物质供应量减少，表征河流发生沉积后水流能量降低。箱形曲线反映物源供应充足，水流能量较稳定(见图5a)。(2)河口坝:河口坝砂体也是本区主要的储体，其产油能力仅次于水下分流河道砂体。本区河口坝为进积式沉积，因此较粗的沉积物往往覆盖在较细的沉积物之上，形成反韵律的剖面特征。其岩性主要由浅灰色、灰白色粉砂岩、细砂岩和中砂岩组成，分选、磨圆较好;主要发育波状交错层理以及块状层理等。块状层理构造一般是由悬浮物快速堆积，沉积物来不及分异而不显细层，波状交错层理是由沉积介质的流动形成;自然伽马曲线为典型的漏斗形，反映水流能量向下逐渐减弱或碎屑物质供应量减少，表征河流发生沉积后水流能量增大，表现为反旋回(见图5b)。(3)席状砂:研究区席状砂为河道在向湖逐渐推进的过程中，河道能量逐渐减弱，湖水能量逐渐增强，使河口砂坝受到改造并重新分布形成。沉积物较河口坝细，主要为浅灰色、灰色泥岩、泥质粉砂岩和粉砂岩，与前三角洲泥岩呈过渡关系，特别是前缘末端—前三角洲泥岩沉积中夹较粗粒(细粒)薄砂层，说明洪水季节沉积物或灾变性沉积物，以底流的形式周期性地直达前缘末端—前三角洲部位，使剖面结构复杂化;沉积构造以小型板状层理、波状交错层理、压扁层理和块状层理为主;测井曲线呈低幅漏斗形和低幅指形，旋回特征为反旋回(见图5c)。(4)分流间湾微相:分流间湾为水下分流河道之间相对凹陷的地区，研究区分流间湾岩性以粘土沉积为主，含少量粉砂和细沙，砂质沉积多是洪水季节河床漫溢的结果，常为粘土夹层或呈透镜状，具水平层理和透镜状层理，可见生物介壳和植物残体，自然伽马曲线接近泥岩基线，有时夹杂粉砂岩或泥质粉砂岩薄层，具有一定的幅度。(5)前三角洲泥:研究区部分钻井揭示前三角洲泥，其岩性主要以暗灰色或灰黑色泥质沉积为主，仅含少量河流带来的极细砂，沉积构造不发育，可见水平纹理和块状层理，偶见透镜状层理，其中发育有生物扰动构造和潜穴，自然伽马曲线比较平直，接近泥岩基线。

3沉积相分布特征

根据层序地层研究结果，歧口凹陷沙二段由低位域、水进体系域和高位体系域组成，本文以体系域为单位，解释区内沉积相时空分布规律。研究区低位域细分为4个具有不同特征的准层序组，这4个准层序组从下到上的特征依次为:下半部分的两个准层序组为进积准层序组，上半部分的两个准层序组为退积准层序组。在最先发育的进积准层序组中，储层沉积特征主要是多期河道叠置，厚度厚，整体延伸在2个井距以上，是很好的储集砂体;在其上发育的进积准层序组内，由于沉积水体水动力的明显增加，水下分流河道微相延伸长度在2个井距以下，并且出现了河口坝沉积，支流间湾泥岩沉积也有所增加;上半部分两个退积准层序组发育地层厚度较下半部分变薄，主要发育水下分流河道砂体，延伸长度大都小于2个井距，厚度变薄但是纵向厚度变化不大，河口坝较少(见图6a)。水进体系域有利储层主要分布在体系域中下部(见图6b)，厚度可达10m。从下到上分为3个不同特征的准层序组，下部准层序组为退积准层序组，河口坝储层比较发育，水下分流河道砂体延伸距离较短，厚度较薄;中部发育一套加积准层序组，河口坝较发育，水下分流河道厚度稳定，约为5m，延伸距离在1个井距以上;顶部的进积准层序组水下分流河道和河口坝砂体较薄，延伸长度较短，顶部被稳定的湖侵泥岩覆盖。高位体系域有利储层主要发育在体系域中下部和顶部，以水下分流河道沉积为主。综合测井曲线幅度和韵律又可细分为三个准层序组，底部准层序组特征为退积，底部由于最大湖泛的影响，仍有较稳定的湖侵泥岩发育，向上水下分流河道沉积变厚，延伸长度从1个井距变为2个井距以上;中部也发育了一套退积准层序组，整体特征与下部相似，整个地层厚度有明显增加，河口坝开始发育;顶部准层序组为进积准层序组，具有明显的前积特征，发育的水下分流河道延伸长度较长，厚度在5m以上，后期受到剥蚀，形成层序边界SB3(见图6c)。

4储层展布规律研究

针对海上油田三维地震品质较好、空间上密集采样的优势，采用地质、测井、岩石物理等作约束，通过对研究区目的层位时窗确定、属性提取与筛选，明确均方根振幅可以有效反映储层岩性变化规律［12－16］，据此形成了一套能在无井或少井控制条件下，对储集层的沉积相带、岩性、空间分布、形态、储层物性进行预测的方法。以沙二段Ⅰ3小层为例，1井区井上解释单砂体厚度大于15m，中部呈扇体分布，与井上的单砂体解释符合较好;像周边井上解释为泥岩或薄层砂体，在地震上并不能识别(见图7)。图7沙二段Ⅰ3小层均方根振幅图8沙二段III油组平面沉积相图在区域沉积相研究基础上，结合地震储层预测结果，工区内水下分流河道方向主要为南北向，砂体厚度总体上也南厚北薄，处于主河道的砂体相对较厚。以沙二段III油组为例，河道砂体长轴方向与水流方向一致，物源为南东海四断层向西北或东北方向，砂体在工区内也呈4个大小不一的扇体叠置发育。工区西侧扇体发育面积最小，砂体平均厚度为10m左右;东侧扇体发育面积较大，砂体平均厚度为15m左右;中部扇体规模最大，由2个扇体叠合形成，砂体厚度最大25m左右，平均20m(见图8)。

5结论

(1)歧口凹陷歧南断阶带沙二段主要发育扇三角洲沉积，沉积微相以水下分流河道、河口坝和席状砂为主。(2)研究区目的层由低位体系域、水进体系域和高位体系域组成，低位体系域中分流河道发育，储层较厚。水进体系域中有利储层沉积微相主要分布在体系域中下部，而高位体系域储层主要分布在中下部和顶部，沉积微相以水下分流河道沉积为主。(3)明确了均方根振幅可以有效反映研究区储层岩性变化规律，据此得到研究区目的层储层展布规律，水下分流河道主要为南北向，砂体厚度总体上也南厚北薄，河道砂体长轴方向与水流方向一致。

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作者：黄建廷 李振鹏 曲炳昌 李金蔓 刘建国 单位：中海石油限公司天津分公司渤海石油研究院