柴達木盆地南八仙油氣田下油砂山組砂體展布特征

顏冠山，李建明，涂加沙，，汪立群，李 清

(1.長江大學地球科學學院，湖北武漢 430100；2.中國石油青海油田分公司勘探開發研究院)

1 研究區概況

南八仙油氣田位于柴達木盆地北緣馬海-南八仙背斜帶西部(圖1)，于1999年開始原油試采，2001年10月開始天然氣試采[1]，目前，已具備3×104t原油年生產能力和1.4×108m3天然氣年產氣能力。

圖1 南八仙油氣田構造位置圖

研究區自侏羅系以來共發育七套沉積層，由下至上分別為小煤溝組(J1)、路樂河組(E1+2)、下干柴溝組下段(E31)、下干柴溝組上段(E32)、上干柴溝組(N1)、下油砂山組(N21)、上油砂山組(N22)[2]，其中下油砂山組為主力油層組。南八仙地區北東部發育有一北東東向的中生代古隆起[3]，為其原始沉積提供了良好的物源基礎。研究區物源較近，主要發育辮狀河三角洲沉積及濱淺湖沉積。因此，開展其砂體展布特征的研究將對油氣藏的評價和進一步開發具有重要意義。

2 沉積相特征

以研究區12口取心井巖心和全井段沉積相分析為立足點，結合100余口鉆井、錄井和測井等資料的研究，綜合巖性、沉積序列、沉積構造、電性組合特征和粒度特征等多種分析方法，建立研究區連井沉積相剖面。在此基礎上，以地震屬性平面圖、砂巖厚度等值線圖、測井相平面圖等為依據，結合區域沉積背景、沉積相共生組合關系等的研究表明，南八仙油氣田下油沙山組(N21)主要發育辮狀河三角洲相及濱淺湖相(圖2)，包括三角洲平原、三角洲前緣、前三角洲三個亞相。三角洲平原亞相細分為分流河道、天然堤-決口扇、分流間灣三個微相(三角洲平原亞相在研究區內欠發育)；三角洲前緣亞相細分為水下分流河道、水下分流河道間、河口沙壩、遠沙壩-席狀沙4個微相；前三角洲亞相僅劃分出前三角洲泥一個微相類型。濱淺湖相細分為灘、壩和泥坪3個微相。研究區河口沙壩大多被水下分流河道改造，僅在部分層位分布。前三角洲泥和泥坪不易區分，且都是泥巖隔夾層，因此前三角洲泥和泥坪合稱前三角洲泥-泥坪微相。不同砂體類型形成于不同的沉積微相[4]，研究區總體沉積特征為北東部、北部以及南東部的三角洲前緣沉積，砂體較厚，具有55個含砂體小層，縱向上和平面上砂體連續性較好；中部及西部以前三角洲-濱淺湖泥沉積為主，砂體不厚，以點狀砂為主。

圖2 南八仙油氣田下油砂山組沉積相展布

3 單砂體類型及特征

根據本區的沉積微相類型可以對應的區分出以下5種類型的砂體。

3.1 分流河道-水下分流河道砂體

分流河道-水下分流河道砂體構成了三角洲相沉積的骨架，主要為細砂巖及薄層含礫砂巖、礫巖與泥巖互層，粒度較粗，砂巖厚度一般大于2 m，砂地比大于50%(包括河道側翼)。砂巖分選性較好，雜基含量相對較少；自然伽馬曲線異常幅度中-高，自然電位曲線呈箱形或鐘形，幅度中-高。鐘形代表了一種正粒序，代表河道邊部沉積，箱形則為水道能量均勻的沉積特征，代表河道中心沉積，多期水道疊置則會使曲線呈鐘形或箱形的相互疊加[5]。在剖面上單個砂體常呈下凸上平的厚而窄的透鏡體。

3.2 河口沙壩砂體

河口沙壩砂體位于水下分流河道的河口處，由于受多期河道的改造，本區河口沙壩少見。在平面上分布于水下分流河道內，近河口附近砂體增厚處，粒度中等，砂巖厚度為2～3 m，砂地比在30%～50%。該砂體是水下分流河道砂經湖水沖刷和湖浪簸選改造后的沉積產物，故河口沙壩沉積物通常由分選好、質純凈的細砂和粉砂組成。河口沙壩砂體常具向上變粗層序。其自然電位曲線形態多呈漏斗形或漏斗形-箱形的復合型，自然伽馬曲線異常幅度中等和中-高，齒中線可向內收斂，為加積式-前積式幅度組合[6]。

3.3 遠沙壩-席狀沙砂體

遠沙壩-席狀沙砂體較河口沙壩細，主要為灰色泥質粉砂巖和粉、細砂巖與泥巖、粉砂質泥巖薄互層組成的多期反韻律沉積的砂巖夾層，粒度較細，單層厚度薄，一般不超過2 m，砂地比在10%～30%。自然伽馬、自然電位曲線表現為指形-漏斗狀或為多個漏斗形曲線疊加，幅度低-中等。常常表現為幅度自下而上變大，形成前積式幅度組合，代表了多期疊加反粒序的沉積特征。曲線形態與河口沙壩相類似，但整體幅度值比河口沙壩略低[5，7]。在剖面上單個砂體常呈下凸上平的薄而寬的透鏡體。

3.4 濱淺湖壩砂體

在開闊湖岸的濱淺湖區，陸源碎屑物供應充分，擊岸浪的沖刷、簸選和淘洗形成，該類型砂體成熟度高，分選、磨圓度好[8]。在該區的濱淺湖壩砂體由分選中-好的粉砂巖或泥質粉砂巖組成，多顯示為細-粗-細的完整層序特征。粒度較粗，壩砂單層厚度一般超過3 m，砂地比大于40%。自然電位曲線呈中-低幅齒狀的漏斗形、指形，有時出現箱形，總體反映了反粒序的結構[9]，也反映了物源供應的不斷增加。自然伽馬為中幅齒化漏斗形或指形特征。在剖面上單個砂體常呈上凸下平的厚而窄的透鏡體，相當于河道砂體形態的上下倒置。

3.5 濱淺湖灘砂體

濱淺湖灘砂體粒度中等，砂層厚度0.25～3.0 m，砂地比大于15%；電測曲線表現為中-低幅指形或低幅齒化指形。在剖面上單個砂體常呈上凸下平的透鏡體，相對壩砂其厚度變薄。平面上灘與壩砂體長寬差異不明顯。

4 單砂體搭接類型及砂體剖面特征

4.1 單砂體搭接類型

通過井間模擬技術及測井曲線特征，建立了覆蓋全區的6條砂體連井剖面圖，對南八仙油氣田下油砂山組單砂體的解剖，總結出該區單砂體搭接類型主要有4種基本模式：孤立分散、水平搭接、錯位疊置、垂向疊置。

(1)孤立分散模式：是一種較為特殊的疊加模式，在南八仙油氣田包括河道孤立式砂體和濱淺湖孤立式砂體，也是本研究區最為發育的一種砂體類型。

河道孤立式砂體是由于兩個單期河道中間(上下或左右)有泥巖相隔，或兩個單期河道砂體疊加在一個較大河道砂體之上，在不考慮下伏較大河道時，2個單砂體構成孤立式[10](圖3)。

濱淺湖孤立式砂體由以點狀或土豆狀孤立式分布于濱淺湖相的灘壩砂體組成，這些砂體往往呈上凸下平的透鏡狀，與河道孤立式的砂體下凸上平的透鏡狀形態相反(圖3)。

(2)水平搭接模式：河道砂體向連接方向厚度逐漸變薄，物性差異一般較大，多表現出河道側翼的沉積特征；連接處兩口井砂體測井曲線特征有明顯差異；該類型砂體主要在河道對下伏或鄰近的薄層遠沙壩-席狀沙砂體的侵蝕和下切作用下形成。此類型砂體搭接模式也可出現在河道砂體與其它類型砂體的搭接關系中及濱淺湖沉積的灘壩砂體對下伏砂體的側向疊置中(圖3)。

(3)錯位疊置模式：兩河道砂體向中間方向厚度變化不明顯，但中間部分砂體測井曲線呈明顯的回返，顯示出兩期河道砂體的疊加，從曲線上可看出第二期河道對第一期河道的切割。此類型砂體也可出現在濱淺湖沉積的灘壩砂體中(圖3)。

(4)垂向疊置模式：兩河道砂體垂向上有明顯的疊加關系，測井曲線一般表現出兩種形式[10]：一種是河道砂體兩側有楔狀泥質夾層等非滲透夾層存在，而且夾層較厚(一般大于0.25 m)，此時兩口井測井響應明顯；另一種無明顯非滲透性夾層，后期砂體對前期砂體高度疊置且切割嚴重，上下兩砂體大多連通，自然電位幾乎呈巨厚的箱型且越過小層界線。此類型砂體也可出現在濱淺湖沉積的灘壩砂體中(圖3)。

圖3 南八仙油氣田砂體疊加模式

4.2 砂體剖面特征

在單井相分析的基礎上，應用測井相分析對非取心井的沉積微相類型進行了劃分，結合產能差異等，建立了覆蓋全區的6條砂體連井剖面圖。由此反映出下油砂山組三角洲、濱淺湖沉積進積作用相互交替的特點。

下油砂山組Ⅱ-6至Ⅱ-3沉積期，湖盆水體范圍較小，廣泛發育辮狀河三角洲前緣亞相，沉積砂體主要為水下分流河道砂體和遠沙壩-席狀沙砂體，砂體厚度較大，在砂體剖面上砂體分布密度大，形成較好的砂巖儲集體。Ⅱ-3至Ⅱ-2沉積期隨著湖盆擴張水深逐漸變深，濱淺湖沉積區域迅速擴大，砂體也隨之變薄，分布密度變小。而后，湖水面萎縮，辮狀河三角洲前緣亞相開始出現并逐漸向研究區中部遷移，水下分流河道砂體廣泛發育，砂質純，砂體厚，連通性好，形成具有良好孔滲空間和多類型砂體連通的儲層。

5 砂體平面分布特征

根據單砂體的剖面特征及橫向對比，描繪出了南八仙油氣田下油砂山組55個小層的單砂體平面形態圖。整個研究區河道砂體均較發育，仙中21井附近、仙中20井附近砂體較厚，砂體最大厚度可達140 m左右。以Ⅱ-3-5小層為例(圖4)，辮狀河三角洲平原單河道寬度200～1000 m，平均約500 m；辮狀河三角洲前緣單河道的寬度大約200～1000 m，平均約400 m；遠砂壩-席狀沙砂體變化范圍較大，可以從300 m變化到覆蓋整個區域；濱淺湖相灘壩砂體以土豆狀為主，大小約300～800 m，平均約400 m。總體上，各個小層的單砂體的連通性順物源方向比垂直物源方向的要好。研究區中部前三角洲泥-濱淺湖泥坪沉積發育，砂體連通性較差；三角洲前緣砂體連通性好于三角洲平原。砂體連通性表現為從沉積中心向外先變好再變差的特征。

6 結論

(1)南八仙油氣田下油砂山組主要發育三角洲相-濱淺湖相沉積體系，包括分流河道-水下分流河道砂體、河口沙壩砂體、遠沙壩-席狀沙砂體、濱淺湖壩砂體、濱淺湖灘砂體等5種類型砂體。

(2)通過井間模擬技術及測井數據對南八仙油氣田下油砂山組單砂體解剖研究表明，主要有孤立分散、水平搭接、錯位疊置、垂向疊置4種單砂體搭接類型。四種搭接類型砂體在研究區不同沉積期交替出現。

(3)根據單砂體的剖面特征及橫向對比，描繪出了南八仙油氣田下油砂山組55個小層的單砂體平面形態圖，總體上，各個小層的單砂體的連通性順物源方向好于垂直物源方向。研究區中部前三角洲泥-濱淺湖泥坪沉積發育，砂體連通性差；三角洲前緣砂體連通性好于三角洲平原砂體，表現為從沉積中心向外先變好再變差。

圖4 南八仙油氣田Ⅱ-3-5小層沉積微相平面分布

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