Bongor盆地N油田下白...角洲前缘沉积模式及构型演化_杨云松.pdf

东北石油大学学报第 卷第期 年月 收稿日期：；编辑：蔡田田基金项目：国家科技重大专项（）；国家自然科学青年基金项目（）作者简介：杨云松（），男，硕士，主要从事地震及沉积储层学方面的研究。盆地油田下白垩统油组扇三角洲前缘沉积模式及构型演化杨云松，金吉能，刘永华（长江大学 地球科学学院，湖北 武汉 ；中法渤海地质服务有限公司，天津 ）摘要：扇三角洲沉积体是陆相湖盆重要的油气储集体，确定储层内部砂体叠置关系是油田后期增储上产的关键。以 盆地 油田下白垩统油组为例，基于岩心、测井和地震资料，识别井下单砂体，分析扇三角洲前缘内部构型单元，建立由低位域期、湖侵域期到高位域期的扇三角洲前缘内部构型，研究砂体叠置样式的演化规律。结果表明：扇三角洲前缘发育水下分流河道、河口坝、席状砂及水下分流间湾类微相，其中水下分流河道和河口坝为主要的单砂体类型，与四级构型单元相对应，存在切叠型、接触型和孤立型类叠置样式。由低位域期、湖侵域期到高位域期演化过程中，扇三角洲前缘的砂体由高角度前积式、退积式到加积式、低角度前积式变化；平面上，表现为由长帚状、小朵状到大朵状演化。低位域期，具有水下分流河道构型优势，砂体以切叠型为主；湖侵域期，砂体发育有限，以孤立型为主；高位域期，河口坝和水下分流河道构型同时发育，演化为接触型。层序演化控制扇三角洲前缘内部砂体叠置样式与构型展布规律。该结果对扇三角洲前缘储层构型演化及油田后期开发和剩余油挖潜具有指导意义。关键词：扇三角洲前缘；储层构型；构型界面；砂体叠置；油组；油田；盆地中图分类号：文献标识码：文章编号：（）引言扇三角洲为紧邻高地或断层边缘发育、前缘侵入盆地稳定水体的近源扇形冲积体系，具有同冲积扇相似的物源供给特征；扇体前端沉积物受湖水作用，整体表现为快速堆积、砂砾泥混杂的特点，具有冲积扇和辫状河三角洲的部分特征。古代扇三角洲在中国陆相盆地中广泛发育，如准噶尔盆地、北部湾盆地、渤海湾盆地等，油气资源丰富。近年来，扇三角洲研究主要集中于个方面：（）沉积特征和模式，王越、等 明确陆源碎屑与碳酸盐组分混合沉积下的特征和模式，蒋庆平等、邹志文等 提出河控型、浅水退覆式、陆相湖盆大型扇三角洲等模式；（）控制因素，潮湿气候通常发育河流主导的扇三角洲类型，构造作用是控制扇三角洲地层保存的主要因素，如古沟谷和同沉积断层形成沉积扇三角洲的保存，通过扇三角洲的沉积记录也可以推断古代构造运动；（）扇体动力学，如扇体表面自生动力作用和间歇性洪水、沉积物供给变化下的扇体形态演化；（）沉积储层构型 ，在中国油田开发中受到关注，尤其是构型组合关系和砂体叠置方式。总结一套适用于河流沉积构型要素的分析方法 。人们扩展构型方法的研究对象，应用于曲流河三角洲及辫状河三角洲 、冲积扇、深水沉积 及扇三角洲。扇三角洲沉积储层构型研究集中于砂体叠置和剩余油分布的影响 。扇三角洲内部构型单元组合和界面影响剩余油分布 ，其中界面发育的泥质隔夹层阻隔油气运移，导致扇体内部非均质性增强，构型单元的分类识别和表征可以预测高含水期的剩余油分布。明确各构型单元之间的叠置样式有助于地下砂体间连通性研究，古代露头揭示扇三角洲前缘内部具有不完全叠拼式、侧拼式和孤立式类砂体构型样式，与河流、三角洲体系构型研究中的切叠型、接触型和孤立型类叠置样式一致。这些研究虽然明确扇三角洲内部储层构型单元类型和叠置方式，但是缺乏完整层序半定量化的构型单元分布和演化规律探讨，如河道河口坝及各类叠置方式在层序中演化，明确构型单元特征有助于开发过程中优化射孔方案、提高剩余油驱替效率。以乍得 盆地油田下白垩统油组为研究对象，利用岩心、测井、地震等资料，识别扇三角洲前缘内部构型单元，开展内部骨架砂体对比并刻画沉积相平面展布，明确层序内不同体系域时期的构型展布特点及砂体叠置样式，对油田后期开发和剩余油挖潜具有指导意义。地质概况 盆地位于乍得南部，是受中西非裂谷系影响发育的中新生代裂谷盆地，处于中非剪切断裂带北侧，呈 走向，长度约为 ，宽度为 ，面积约为 。根据构造特征，将盆地划分为南部坳陷、南部隆起、中央坳陷和北部斜坡个构造单元（见图（）。盆地的基底为前寒武纪花岗岩，地层经历中生界早白垩统断陷期、晚白垩统坳陷期、古近系反转期及第四系沉积期，受抬升再埋藏作用改造，成岩作用复杂 。油田位于 盆地北部斜坡带，呈北凸南凹特征，为断背斜和断鼻构造，油气产出层自下而上为下白垩统的组、组、组、组和组，其中主力油层组为组的油组（见图（）。油田现今产量递减，油层普遍较厚，砂体平面延伸短，横向尖灭快，储层内部结构不明确。油组发育一套粗粒近源扇三角洲沉积，扇三角洲平原在后期抬升过程中被剥蚀，仅保留前缘部分，物源来自北部高地，近似南北向进入湖泊。图 盆地构造区域、地层综合柱状图及油组层序划分 ，运用 技术分析研究区的测井数据，生成 油组的 曲线，其拐点和曲线趋势反映层序界面和沉积旋回变化，正向拐点代表可能的洪泛面，负向拐点指示层序界面。根据经典层序地层学方案，结合 曲线，识别油组底界具有下超地震反射的不整合面，以及大套厚层砂砾岩底第期杨云松等：盆地油田下白垩统油组扇三角洲前缘沉积模式及构型演化部区域分布的河道冲刷侵蚀面，将其作为层序边界面。由强振幅反射同相轴和大套厚层泥岩段划分洪泛面，将油组划分为低位域、海侵域和高位域，对应低位域期、湖侵域期和高位域期的扇三角洲前缘沉积（见图（）。扇三角洲前缘构型特征构型级次划分参考文献 的级次划分方案，结合 盆地 油田油组扇三角洲构型单元的复杂性，将研究区扇三角洲划分个级次构型单元（见表）。七级构型反映一个完整三级层序的扇三角洲朵体，即代表油组的扇三角洲沉积，界面可在整个盆地进行追踪，为区域性的不整合面；六级构型为不同期次的水下分流河道和河口坝叠置体，表现为砂组级次的界面，反映单个体系域发育的扇体在地震界面上可进行有效对比；五级构型为同一期次水下分流河道和河口坝的复合体，一般为小层界面，代表同类构型要素的砂体组合，界面可在扇体内部进行追踪；四级构型为单一水下分流河道或河口坝，纵向上反映一个完整的河道或河口坝砂体的顶底界面，测井曲线上表现为单一的箱形、钟形或漏斗形，代表一次完整的水动力过程变化，对应油气田开发的单砂体，可通过测井资料识别；三级到一级构型属于单砂体内部界面，在单个岩心容易识别，由于面积范围有限，很少能在井之间连续追踪。扇三角洲前缘的单砂体对应构型级次中的四级构型单元，采用密井网并利用岩心资料可识别扇三角洲前缘的四级构型单元。表研究区扇三角洲构型级次及特征 构型级次沉积单元特征地层特征界面特征层序特征七级扇三角洲朵体油层组砂层组区域不整合面三级层序六级不同期次复合河道河口坝的叠置砂组大型下切河道侵蚀面洪泛面四级层序体系域五级同一期次复合河道河口坝小层河道底部冲刷面五级层序四级单一河道河口坝单砂体河道底部冲刷面五级层序三级河道增生体厚层泥质沉积面二级交错层系组薄层泥质沉积面一级交错层系薄层泥质沉积面单砂体划分及识别扇三角洲前缘的单砂体对应构型级次的四级构型单元，划分单砂体边界的同时识别前缘发育的构型单元。单砂体边界识别主要根据高程差异、曲线形态差异、河道与河口坝转换和“厚薄厚”特征。高程差异：在明显的层序或洪泛面的限定下，不同邻井之间的水下分流河道或河口坝砂体距离地层界面的高度存在差异时，反映空间或时间上不同期的水下分流河道或河口坝。部分井位的河道砂体相对于小层顶部位置较高，其他井之间的河道砂体相对较低，根据河道砂体的高程差异，可以识别河道砂体的边界（见图（）。曲线形态差异：对于同期的水下分流河道和河口坝，由于特殊的水动力条件变化，垂向上的岩相变化趋势存在显著相似性，代表不同沉积成因的砂体，表现为形态差异的测井曲线，可识别单砂体边界，特别是河口坝和水下分流河道的（见图（）。河道与河口坝转换：扇三角洲前缘内部，水下分流河道和河口坝在平面上互相转换，邻井剖面上可见水下分流河道与河口坝相接触，形成河道与河口坝转换的组合样式。根据组合样式，可识别水下分流河道和河口坝砂体边界，砂体边界具有良好的接触（见图（）。“厚薄厚”特征：常见于水下分流河道间的组合样式。根据席状砂的井上分布进行识别，其两侧可能分别存在两期水下分流河道砂体，砂体横向尖灭快，可以识别平面上同时发育的两期砂体（见图（）。东北石油大学学报第 卷 年图研究区扇三角洲前缘单砂体边界识别方式 构型单元特征不同级次的构型单元构成油组层序内扇三角洲前缘的沉积体。对岩心和测井资料进行解释，油田油组扇三角洲前缘发育类微相：水下分流河道、河口坝、席状砂和水下分流间湾，与四级构型单元相对应（见表）。水下分流河道：岩性以细砾岩、中粗砂岩为主，垂向上呈正粒序。粒度较粗，分选中等。底部发育冲刷面和槽状交错层理，可见砾石沿层理界面排列或泥岩撕裂屑，受随水动力方向变化的冲刷沉积影响，河道下切并迁移。上部发育板状交错层理及块状层理，反映顺水流方向存在加积作用，为较强水流作用下的快速沉积，底部多见钙质夹层。多套水下分流河道砂体在垂向上相互叠加，叠置厚层砂体的细粒沉积受冲刷作用而较少保留。砂体物性较好，平均孔隙度约为，平均渗透率约为 ，属于中孔高渗储层。测井曲线上表现为齿化箱形或微齿化钟形，由于钻遇位置不同，沉积厚度、构造存在差异，曲线形态也随之不同，如河道中部多表现为箱形，两侧多为钟形，少数为薄层箱形或微齿化钟形。河口坝：岩性主要为中粗砂岩，部分可见由河道推进形成的含砾粗砂岩，受间歇性的物源供给影响，在坝体边缘形成泥质披覆，表现为复合反粒序特征。粒度比水下分流河道的细，分选较好，磨圆度高。河口坝中常发育板状交错层理、块状层理和平行层理，反映快速的水流冲刷作用，偶尔发育由滑动作用形成的滑塌变形构造，以及由沉积物液化作用形成的包卷变形层理。随垂向上的水动力逐渐增强，剖面上表现为底平顶凸的透镜状，顶部发育泥质夹层。砂体物性较好，平均孔隙度约为，平均渗透率约为 ，属于中孔高渗储层，测井曲线形态为齿化漏斗形，接触关系为顶部突变、底部渐变。席状砂：多发育于扇三角洲前缘扇体边缘，平面上大范围连续分布，随河流携带的沉积物向盆内水体第期杨云松等：盆地油田下白垩统油组扇三角洲前缘沉积模式及构型演化输送，河流牵引水动力减弱，受湖水改造而形成，分布范围广，沉积厚度薄，垂向上韵律不明显，通常与湖相泥质沉积形成互层。砂体平均孔隙度约为，平均渗透率约为 ，属于中低孔中渗储层。测井曲线形态呈中低幅指形，延伸较远，剖面形态为条形、楔形。水下分流间湾：由水下分流河道间的细粒沉积物悬浮堆积形成，弱水动力条件下纹层界面发育，岩性以厚层分布的粉砂岩和泥岩为主，局部可见少量植物碎屑，形成油层组的隔层，阻隔油藏内部油气的渗移。测井曲线形态呈低幅度微齿线形，接触关系为顶部渐变、底部渐变。表研究区扇三角洲前缘四级构型单元 砂体叠置样式研究区扇三角洲前缘物性较好，分析水下分流河道和河口坝两类主要构型单元，识别砂体在横向剖面上的相互关系，水下分流河道水下分流河道和水下分流河道河口坝两类组合的砂体叠置样式存在切叠型、接触型和孤立型种（见表）。切叠型：发育垂向、横向和斜向切叠，具有水下分流河道水下分流河道和水下分流河道河口坝两类组合。成因为河道的侧向迁移和侵蚀、垂向加积和侵蚀，水动力条件不稳定且相对较强，河道底部的下切冲刷作用突出，不间断侵蚀下部和侧向的邻近砂体，导致两期砂体之间的切割叠置，形成厚度和规模较大的复合砂体，复合砂体内部具有正反粒序的组合。测井形态上表现为箱形、钟形和漏斗形的垂向过渡。砂体在注水驱替过程中处于连通状态，流体可以通过砂体间的切叠处流通。接触型：发育垂向、横向和斜向接触，具有水下分流河道水下分流河道和水下分流河道河口坝两类组合。成因主要为河流的水动力作用相对稳定，沉积速率保持恒定状态，河道冲刷作用有限，后期河道未对前期河道与河口坝形成侵蚀，未发生完全的叠置，只是相互接触。可能发育较薄的泥质夹层，阻隔两个砂体间的连通，在后期注水开发过程中，各方向处于弱连通状态。孤立型：发育垂向、横向和斜向孤立，由于河口坝发育于两个水下分流河道之间，与河道切叠或接触，单个河口坝砂体不能孤立存在。该种砂体叠