高邮凹陷花庄油田阜三段沉积相研究

胡望水,江秋菊,李相明 (油气资源与勘探技术教育部重点实验室 (长江大学),湖北荆州434023)

秦迎春 (中石化河南石油勘探局地球物理测井公司,河南南阳4731 32)

芦玉花 (中石化胜利油田油气勘探公司鲁明科研中心,山东东营257000)

高邮凹陷位于苏北盆地的东台坳陷中部,东西长约100km,南北宽约25～30km,呈北东向长条形分布,沉积厚达7000m的新生界地层,也是苏北盆地沉降最大的一个凹陷[1]。高邮凹陷构造单元从南至北划分为南部断阶带、中央深凹带、北部斜坡带3个次级构造带[2]。花庄油田阜三段为西北高东南低的单斜构造,单斜构造发育一系列东西走向的断层,主要依靠断层的局部弯曲与地层在断层的上升盘形成 “新月形”构造 (宽缓的断鼻构造),形成一系列复杂的断块。花庄地区不同于一般的断块油田,具有含油断块多,含油层系多,各含油断块面积小且破碎的特点[3,4]。油层分布受断层和储层岩性、物性等因素控制,具有多套含油气组合。阜三段油层是花庄地区主力含油层位,主体部位油层分布在阜三段一亚段、二亚段。但由于对该区沉积体系,储层分布认识不清,注水开发效果差。下面,笔者重点对高邮凹陷花庄油田阜三段沉积微相进行划分和研究,从而为后期开发提供重要的地质依据。

1 沉积相标

1)岩石学特征 研究区阜三段发育的砂岩类型主要为长石岩屑质石英砂岩为主,同时发育少量的岩屑质石英砂岩及长石质岩屑砂岩,颜色呈灰白色、灰色、深灰色,石英含量为55%～72%,长石含量为15%～20%,岩屑含量为13%～30%;岩屑以变质岩岩屑和火山岩岩屑较多,沉积岩岩屑相对较少。填隙物主要为泥质、泥晶云灰质,其中粘土矿物以高岭石、伊利石为主。

2)粒度分布特征 沉积物的粒度分布主要受物源和沉积时的水动力条件两方面因素的影响,这些因素可以通过粒度概率累积曲线有效地反映[5]。花庄地区沉积环境复杂,粒度在各区域分布较广,粒度概率曲线形态较多,根据已收集到资料的研究成果,研究区粒度概率曲线有典型三段式、过渡三段式、二段式。典型三段式粒度概率曲线其滚动组分约为20%、跳跃组分约为40%、悬浮组分约为20%,最大粒径0.5mm,粒径介于0.01～0.35mm之间。粒度曲线形态主要表现为二段式,属于三角洲前缘沉积特征。

3)沉积构造特征 通过对取心井进行岩心观察发现,研究区层理构造相当发育 (见图1),主要有发育在细砂岩中的平行层理、交错层理,反映高能态的沉积环境以及发育在粉砂岩中的反映低能态环境水平层理、沙纹层理、波状层理等。此外,还可见有冲刷和泥砾,以上这些沉积构造均反映了曲流河三角洲的沉积特征。

4)测井曲线特征 测井曲线的幅度特征、形态特征、变化特征及数值大小是储集层岩性特征及其组合的反映,不仅可以作为识别地层划分和对比的标志,同时也可以用于微相分析[6]。将测井曲线特征与沉积特征相结合,确定了花庄油田阜三段沉积环境,并划分沉积微相 (见表1)。

图1 研究区阜三段典型沉积构造岩心照片

2 沉积相类型与特征

综合岩心观察、测井曲线分析等相标志分析认为,研究区并未出现三角洲平原,主要为水下三角洲沉积[7]。进一步划分为三角洲前缘、前三角洲2种亚相。三角洲前缘亚相沉积是三角洲体系沉积中储层最为发育、成藏条件最好的有利相带[8],主要发育水下分流河道、河口砂坝、远砂坝、前缘席状砂、水下分流河道间等微相。

表1 花庄油田阜三段测井曲线特征与沉积微相类型

1)水下分流河道微相 水下分流河道为陆上分支河道的水下延伸部分,在向湖的延伸过程中,河道加宽,深度减小,分叉增多,流速减缓,堆积速率增大。由浅灰、灰色细砂岩、粉细砂岩、粉砂岩组成正韵律结构,砂层底部多含泥砾和泥屑。单层厚度大于3m。发育的沉积构造有小型槽状交错层理、平行层理及波状层理,自然电位曲线特征多为钟形、箱形及两者的复合。粒度概率曲线多数由跳跃和悬浮二段组成,因坡度较缓,水动力较弱,所以滚动组份含量很少,一般不超过0.2%。

2)河口砂坝微相 河口砂坝是三角洲前缘亚相中最典型的沉积微相,位于水下分流河道的河口处,沉积速率较大。水下分支河道持续供应碎屑物质,因此河口坝的规模较大,成为三角洲前缘重要的砂体类型。岩性主要为粉砂岩、粉细砂岩。砂体厚度2～6m。沉积构造有低角度交错层理、平行层理和浪成沙纹层理,少见生物扰动构造。测井曲线为低值,主要表现为漏斗形。河口砂坝概率曲线主要出现2种类型:①由跳跃总体和悬浮总体组成的2段式;②由跳跃总体和悬浮总体及其过渡段组成的2段加过渡段式。

3)远砂坝微相 远砂坝位于河口砂坝向前三角洲方向过渡的末端,研究区沉积物以泥质粉砂岩、粉砂岩为主,较河口坝细,分选较好。远砂坝砂体厚度2～4m,具有水平层理。自然电位和电阻率曲线也主要表现为以漏斗形为主的反旋回,但幅度较河口坝要小,厚度也要薄,反映了水动力较弱,离物源相对更远的特征。

4)前缘席状砂微相 前缘席状砂是河口砂坝受到波浪和岸流的改造后重新分布而形成的。它们分布在河口砂坝前缘和侧翼,呈席状或带状分布于三角洲前缘。研究区席状砂体分布面积较广,与河口坝的沉积特征相比,粒度变细,砂层减薄,主要由薄层细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩组成,砂质纯,分选好。沉积构造发育平行层理和低角度交错层理、沙纹层理和波状层理。自然电位曲线为指状和齿状,粒度概率曲线分布为高悬浮陡跳跃2段式。

5)水下分流河道间微相 水下分流河道间又称支流间湾,是位于水下分流河道之间的较细颗粒沉积,由于水下分流河道的不断改道和不同期次水下分流河道的相互叠加,分支间湾在单井剖面上与水下分流河道密切共生,反复叠置。研究区以深灰色泥岩为主,厚度变化较大,通常为1～10m之间;沉积构造以发育水平层理为主,可见小型波状层理及沙纹层理,显示该沉积微相处于相对安静的低能环境,但有间歇性的湖浪改造作用。自然伽马曲线为高值,呈锯齿状。

3 沉积微相平面展布及沉积模式

沉积微相的平面展布规律是沉积微相研究的核心,它是在砂体等厚图、测井相平面分区图的基础上,以沉积体系分析与测井相图版为指导而编制的[9]。通过对研究区沉积相标志以及沉积相类型和特征研究分析,对花庄油田阜三段的沉积相带的展布进行了研究,绘制该区阜三段沉积微相平面图 (见图2)。总体上,该区沉积砂体主要受东北部物源的控制。沿砂体的展布方向,沉积微相大体上存在着水下分流河道微相→河口砂坝微相→前缘席状砂微相→前三角洲泥微相的分布规律;水下分流河道微相呈条带状分布,砂体较厚,河口砂坝微相多为扇形,分布于水下分流河道微相的末端,前缘席状砂呈片状分布,延伸较远。

根据对研究区沉积相发育特征以及沉积微相平面展布的研究认为,沉积物源主要来自研究区东北部,为三角洲沉积环境,且主要发育三角洲前缘和前三角洲2种亚相。结合该区的地质背景,建立了研究区三角洲的沉积模式 (见图3)。

图2 花庄地区阜三段典型单层沉积微相平面图

图3 花庄地区阜三段沉积模式图

[1]赵澄林,朱平,陈方鸿.高邮凹陷高分辨率层序地层学及储层研究[M].北京:石油工业出社,2001:1-7.

[2]傅强,纪友亮,刘玉瑞,武晓光.苏北盆地高邮凹陷古近系阜宁组储层动力学特征 [J].天然气工业,2007(7):31.

[3]张兆林,黄伟.江苏复杂小断块中低渗油藏开发实践与认识[J].断块油气田,2004,11(4):36-39.

[4]朱平.江苏油田油气藏基本特征及其分类 [J].断块油气田,2001,8(5):12-17.

[5]冯增昭.沉积岩石学 [M].北京:石油工业出版社,1993:63.

[6]李祺,陈振林.南襄盆地泌阳凹陷下二门油田核二段沉积微相研究[J].岩性油气藏,2007,19(3):66-72.

[7]张金亮.高邮凹陷阜三段沉积相分析 [J].青岛海洋大学学报,2002,32(4):591-596.

[8]裘怿楠,陈子琪.油藏描述 [M].北京:石油工业出版社,1996.

[9]周红,杨永利,鲁国甫.储层沉积微相研究——以下二门油田核三段砂体为例 [J].地质科技情报,2002,21(2):80-82.