辮狀河三角洲前緣沉積微相與含油性關系
——以歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層為例

張瑞雪，楊少春，張瑞香，宋 璠

(1.中國石油大學(華東)地球科學與技術學院，山東青島 266580； 2.中國石油大學勝利學院，山東東營 257000)

辮狀河三角洲前緣沉積微相與含油性關系
——以歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層為例

張瑞雪1，楊少春1，張瑞香2，宋 璠1

(1.中國石油大學(華東)地球科學與技術學院，山東青島 266580； 2.中國石油大學勝利學院，山東東營 257000)

歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油藏屬于辮狀河三角洲前緣沉積，為目前處于注水開發中后期的稠油油藏，其構造復雜、斷層發育、儲層物性較好，但非均質性強.為確定各砂體沉積微相類型、空間展布特征，以及沉積微相與含油性關系，在巖心觀察的基礎上，結合鉆井、測井、錄井、巖石分析、試油試采和生產動態化驗資料，分析研究區沉積微相特征及其與含油性關系.結果表明：該區為一套完整的水進體系沉積，包括水下分流河道主體、水下分流河道側緣、河道砂壩、水下分流間灣、席狀砂、湖相泥等6種沉積微相類型；沉積微相對儲層含油性具有明顯控制作用，其中水下分流河道主體和河道砂壩微相含油性較好，為油氣聚集的有利沉積微相；席狀砂和水下分流河道側緣微相含油性較差.研究結果指明油田下一步勘探有利儲集沉積砂體的方向，對油田后續注水開發具有指導意義.

辮狀河三角洲前緣；沉積微相；儲層含油性；杜家臺油層；歡喜嶺油田

0 引言

辮狀河三角洲前緣是辮狀河三角洲沉積的最活躍場所，其沉積物構成辮狀河三角洲的主體[1].自1987年McPherson J G等提出辮狀河三角洲概念以來，人們對辮狀河三角洲的研究已取得豐碩成果[2-3].遼河盆地發育多期旋回裂谷沉積，其中古近系為裂谷發育的第二個旋回，是裂谷發育的主要時期，該時期發育陸相湖泊沉積體系，形成一套淡水—半咸水的陸源碎屑沉積.古近系杜家臺油層沙四段為淺水—淡水環境下的三角洲沉積[4]，砂體比較發育，沙四段晚期由盆地西側注入的湖盆水系較為發育，形成西八千、齊家和曙光3個三角洲砂體[5-6]，砂體受古地形影響比較嚴重，在杜家臺油層沉積初期為充填式沉積.

歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層于1983年投入開發，目前綜合含水率為94%，處于低速、低效、高含水開發階段[7]，存在砂體橫向變化快、砂泥互層頻繁、沉積微相展布特征認識不清等問題，李明生、陳和平等研究遼河盆地沙一段沉積微相及物性特征[8-9]，認為水下分流河道和河口砂壩物性相對較好；時瑞坤、李相明等分析歡喜嶺地區沙河街組成巖作用及孔隙特征[10-11]，認為其成巖作用復雜，次生孔隙帶發育.人們對該地區單砂層的含油性及沉積微相與含油性關系問題研究不深入，影響油藏的后續開發.為尋找研究區有利含油沉積砂體，利用地質、測井、試油試采和生產動態等資料，分析杜家臺油層沉積微相類型、特征和含油性分布，以及沉積微相與含油性的關系，為歡喜嶺油田錦99塊優質儲層預測提供指導.

1 研究區概況

歡喜嶺油田位于遼河盆地西部凹陷南部，由歡喜嶺斷裂鼻狀構造帶、雙臺子斷裂背斜構造帶和鴛鴦溝斷裂鼻狀構造帶3個二級構造帶組成，油氣資源豐富[12].錦99塊處于該油田西斜坡帶復雜區域構造背景下，塊內斷層比較發育，為被多次斷裂活動破碎的斷塊構造，總體形態為一個被多條斷層所切割的斷壘構造[13]，分為中東、中西和西3個斷塊(見圖1).目前鉆遇地層自下而上為前震旦系、中生界上侏羅系，古近系沙河街組、東營組，新近系館陶組、明化鎮組，以及第四系平原組.目的層沙河街組杜家臺油層Ⅱ油組，屬于古近系沙河街組沙四上亞段地層[14].

圖1 歡喜嶺油田錦99塊構造位置Fig.1 Structural lacation of Jin 99 block in Huanxiling oilfiled

2 沉積微相

2.1 沉積相標志

(1)巖石顏色：錦99塊杜家臺油層泥巖主要呈灰色和灰綠色，泥質粉砂巖及粉砂巖的顏色主要呈淺灰色，可見大量黑色炭屑，偶爾可見沉積的鐵質結核，反映目的層沉積時處于淺水還原環境[15].

(2)巖性：儲層巖性為棕褐色細砂巖、中砂巖、粗砂巖及砂礫巖，含油性較好.薄片觀察巖性主要為巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖，巖屑主要為火山巖巖屑和沉積巖巖屑，變質巖巖屑含量極少，表明砂巖成分成熟度較低.

(3)巖石結構特征：儲層巖性為細砂巖至砂礫巖不等，礫石直徑為2～30 mm，儲層的碎屑顆粒變化較大，分選程度中等.粒度概率曲線主要為兩段式，粒級分布寬，懸浮總體比較發育，但分選較差，具有較強水動力條件沉積的特點(見圖2(a)).C-M圖中數據點集中分布在PQ和QR段，以遞變懸浮沉積為主[16](見圖2(b)).

(4)構造特征：錦99塊沙河街組杜家臺油層Ⅱ油組發育平行層理、斜層理、波狀層理和小型交錯層理等，為較強水動力條件下的產物.

(5)測井響應特征：測井曲線形態主要呈箱型、鐘型、漏斗型、中幅指型和低幅齒型等形態，也可見箱型—鐘型、漏斗型—箱型等復合形態[17].

分析錦99塊杜家臺油層沉積相標志結果，該油層沉積時處于淺水還原環境，結構成熟度較低，沖刷構造明顯，表現為典型的辮狀河三角洲沉積特征，主要發育辮狀河三角洲前緣河道砂體.

2.2 沉積微相類型及特征

錦99塊杜家臺油層發育辮狀河三角洲前緣亞相沉積，分析區域沉積背景[18-19]及巖心資料，將該油層劃分為6種沉積微相類型[20-21](見圖3).

(1)水下分流河道主體：以砂礫巖和粗砂巖為主，主要發育平行層理、斜層理及小型交錯層理，碎屑顆粒大小混雜堆積.自然電位曲線呈鐘型、箱型，微電極幅度差一般大于1.0Ω·m.砂體在平面上呈條帶狀或片狀分布.

(2)水下分流河道側緣：巖性較細，以粉砂巖、細砂巖及含細礫砂巖為主，主要發育爬升交錯層理和小型交錯層理，水動力相對較弱.自然電位曲線呈指型，微電極幅度差減小，一般小于0.5Ω·m.砂體在平面上呈條帶狀分布.

圖2 歡喜嶺油田錦99塊沙河街組巖石粒度特征(深度為1 456.25 m)Fig.2 Grain size characteristics of Shahejie formation in Jin 99 block of Huanxiling oilfield(at the depth of 1 456.25 m)

圖3 歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層沉積微相特征Fig.3 Characteristics of sedimentary microfacies of Dujiatai reservoir in Jin 99 block of Huanxiling oilfield

(3)河道砂壩：屬于河口砂壩的疊合體，顆粒以較粗的砂礫巖、粗砂巖和細砂巖為主，主要發育小型交錯層理和斜層理.自然電位曲線常呈大型的鐘型、箱型及漏斗型—箱型組合，砂體在平面上呈橢圓狀、土豆狀或不規則狀分布.

(4)水下分流間灣：巖性相對較細，以泥巖和泥質粉砂巖為主，巖心觀察發現大量植物炭屑，主要發育水平層理和小型波狀層理.自然電位曲線常呈低幅突起的指型和微齒化的平直形態.沉積主要以垂向加積為主，粒度細，粒度概率曲線多表現為直線形.

(5)席狀砂：由灰色粉砂巖和少量灰色泥巖組成，粒度較細，分選較好，泥質含量較少，主要發育波狀層理和低角度交錯層理.自然電位曲線主要呈漏斗型、指型和低—中幅對稱齒型，部分井呈現出低幅突起型.砂體在平面上常呈條帶狀、席狀分布.

(6)湖相泥：位于辮狀河三角洲前緣最前沿，巖性純，以灰黑和灰綠等暗色泥巖為主，可見呈層分布的植物炭屑.自然電位曲線呈平直的泥巖基線型，自然伽馬曲線幅度變化較小.砂體在平面上常呈片狀、帶狀分布.

2.3 沉積微相演化特征

錦99塊杜家臺油層Ⅱ油組砂體縱向連通性好，厚度變化均勻，順物源方向砂體數量逐漸減少、厚度逐漸變薄，剖面上可見多期砂體縱向疊置，呈互層沉積(見圖4).該油層沉積初期，物源區砂體多、厚度較大，沿物源方向沉積微相類型由主力相帶變化為弱相帶；沉積中、后期，中西塊砂體較發育，物源區砂體厚度變化較小、連通性較好，縱向上砂體疊置關系復雜，多期單砂體縱向疊置形成較厚的砂層，泥質夾層比較發育，沉積微相類型主要為水下分流河道和河道砂壩，部分層位發育席狀砂，縱向變化較快，順物源方向沉積微相類型主要由水下分流河道主體、側緣和河道砂壩向水下分流河道側緣和泥巖變化，沉積初期至沉積末期為1個沉積半旋回.

圖4 歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層Ⅱ油組剖面相展布Fig.4 Sectional facies distribution of formationⅡof Dujiatai reservoir in Jin 99 block of Huanxiling oilfield

錦99塊杜家臺油層Ⅱ油組在平面上砂體連片分布，水下分支河道頻繁改道，存在多個厚度中心，不同層位砂體平面上分布范圍、形態和疊加厚度有較大變化(見圖5).沉積初期，西塊主要發育湖相泥，砂體主要在中東塊和中西塊發育，平面上主要呈條帶狀和舌狀分布，沿北西—南東方向砂體連通性相對較好，沿北東—南西方向砂體的連通性相對較差；中東塊和中西塊主要為水下分流河道主體、側緣和河道砂壩微相沉積，并存在多個沉積厚度中心，整個地區發育大片湖泥沉積.沉積中期，砂體南進力度總體加大，主要呈連片狀分布，整個地區發育較厚砂體；中東塊和西塊砂體發育相對較好，中西塊砂體分布范圍相對較小，連片的湖泥微相沉積主要分布在西塊；物源方向為北西方向，也有來自北東方向的小分支河道砂體，砂體橫向連通性相對較好，厚度相對較大，主要呈寬條帶狀、舌狀分布，主要為水下分流河道主體、側緣和河道砂壩微相沉積，西塊局部地區可見席狀砂微相沉積.沉積末期，全區發育砂體，在中東塊和中西塊沉積厚度相對較大，砂體在平面上主要呈連片狀、條帶狀分布，局部可見舌進狀砂體，西塊存在孤立的土豆狀砂體，橫向連通性相對較好.

圖5 歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層Ⅱ油組單砂層沉積微相演化過程Fig.5 Evolvement of sand layer sedimentary microfacies of formationⅡof Dujiatai reservoir in Jin99 block of Huanxiling oilfield

3 沉積微相與含油性關系

歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層的沉積微相對儲層含油性有明顯控制作用[22-24]，不同的沉積微相之間儲層含油性存在較大差異(見表1).水下分流河道主體和河道砂壩沉積微相的儲集物性明顯優于其他沉積微相的(見圖6).同一微相帶內，除水下分流河道主體的物性變化較大外，其他類型微相內儲集層的物性變化較小.

表1 不同沉積微相物性差異Table 1 Properties differences of different sedimentary microfacies comparative table

圖6 辮狀河三角洲前緣主力微相對儲層含油性的影響Fig.6 The influence between braided-river delta front key micro-facies and oiliness of the reservoir

水下分流河道主體沉積微相砂體一般為多期水道疊加形成的復合砂體，碎屑顆粒混雜，粒度較粗，平均厚度為3.2 m，日產油為29.0 t，該類砂體的儲層物性好，孔隙度分布范圍為12%～25%，平均為20%；平均滲透率為420×10-3μm2，儲層整體連通性較好，滲流能力較強，平均含油飽和度為50%，含油能力較高，是重要的儲層類型.河道砂壩沉積微相分布于河道內部，砂體厚度較大，水動力較強，底部發育沖刷面，平均厚度為5.4 m，日產油為30.7 t，孔隙度的分布范圍為23%～29%，平均為26%；平均滲透率為650× 10-3μm2，平均含油飽和度為56%，含油能力最高，是最重要的儲層類型.水下分流河道主體和河道砂壩沉積微相的平面連續性較好，在注水開發過程中吸水量大，容易造成水淹.水下分流河道側緣沉積微相分布于水下分流河道主體的兩側，砂體厚度較主體部位的薄，平均厚度為1.6 m，日產油為21.0 t，孔隙度分布范圍為5%～20%，平均為10%；平均滲透率為185×10-3μm2，平均含油飽和度為40%，儲層物性變差.席狀砂沉積微相是大面積分布于河道側翼的薄層砂，平均厚度為1.7 m，日產油為19.0 t，孔隙度分布范圍為10%～24%，平均為16%；平均滲透率為112×10-3μm2，平均含油飽和度為42%，儲層物性較好.

4 結論

(1)歡喜嶺油田錦99塊杜家臺油層發育典型的辮狀河三角洲前緣沉積，共識別出水下分流河道主體、水下分流河道側緣、河道砂壩、席狀砂、水下分流間灣和湖相泥等6種沉積微相類型，各沉積微相主要受水動力控制，水下分流河道主體和河道砂壩沉積微相是該區重要的儲集體.河道改道頻繁，砂體變化快，中東塊和中西塊砂體發育較好.

(2)沉積微相對儲層含油性具有明顯控制作用，不同沉積微相的儲層含油性存在很大差異，河道砂壩沉積微相的儲層含油性最好，水下分流河道主體的次之，為油氣聚集的有利沉積微相；席狀砂和水下分流河道側緣的儲層含油性相對較差，為油氣聚集的不利沉積微相.

(3)錦99塊杜家臺油層未來開采的重點區是中東和中西塊的河道砂壩和水下分流河道主體沉積微相對應油層.此類油層含油飽和度高，滲透率和孔隙度也較高，平面上連續性好，在注水開發過程中，水推速度快，易造成水淹，對此類油層應采取相應注水措施，實施可控開發.

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TE122.2

A

2095-4107(2014)05-0078-08

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2014.05.010

2014-07-23；編輯張兆虹

國家科技重大專項(2011ZX05009-003)

張瑞雪(1989-)，女，碩士研究生，主要從事油氣地質及勘探方面的研究.