惠州X油區(qū)潮流砂脊特征及對開發(fā)的指導(dǎo)意義

謝世文，李慶明，柳保軍，王緒誠，李小東

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司，廣東 廣州 510240)

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惠州X油區(qū)潮流砂脊特征及對開發(fā)的指導(dǎo)意義

謝世文，李慶明，柳保軍，王緒誠，李小東

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司，廣東 廣州 510240)

油區(qū)沉積微相的分布規(guī)律直接影響地下流體的流動特征，制約著砂體的垂向疊置形式與側(cè)向連通性。以惠州X油區(qū)L30油藏為主要描述對象，在區(qū)域沉積大背景調(diào)研的基礎(chǔ)上，利用巖心、薄片、測井資料進行沉積單元的識別及細分，推測X3油田L30砂體為陸架潮流砂脊相。同時，在地震層序格架中追蹤砂體，結(jié)合地震反演刻畫砂體空間展布特征，佐證了潮流砂脊的存在。這一認識解釋了X3油田L30油藏壓力下降快、邊水能量不足的原因，對油藏后期開發(fā)有重要的指導(dǎo)意義。

潮流砂脊；沉積微相；巖性油藏；珠江口盆地；惠州X油區(qū)

引 言

近年來，海洋地質(zhì)學(xué)家對以浪控為主的陸架進行了較為廣泛的研究，并將現(xiàn)代沉積與地層記錄的濱岸砂進行了對比，但很少論述以潮控為主的陸架[1-2]。然而，在以潮控為主的陸架區(qū)帶通常發(fā)育一定規(guī)模(可達幾十公里)的潮流砂脊[3]，砂體常年受到潮水的反復(fù)淘洗，極易形成優(yōu)質(zhì)的儲集體，儲層物性和橫向連通性較好，且在側(cè)向上易相變?yōu)殛懠苣噘|(zhì)沉積，十分有利于形成地層巖性圈閉。這對于已轉(zhuǎn)向勘探開發(fā)巖性油氣藏的含油氣盆地來說具有巨大的指示意義。

在區(qū)域沉積背景的地質(zhì)思維模式下[4]，通過對比單井取心及測井特征，推測研究區(qū)X3油田主力油層L30(L系列)油層砂體具有潮流砂脊的沉積特征，地震反演資料佐證了該觀點。油區(qū)沉積微相的分布規(guī)律直接影響了地下流體(油氣)的流動特征。結(jié)合油田開發(fā)和生產(chǎn)實踐，L30砂體潮流砂脊的提出，有效指導(dǎo)了油田后期的開采。

1 地質(zhì)概況

惠州X油區(qū)位于珠江口盆地東沙隆起西北斜坡，地處惠州凹陷南部，屬于惠西含油氣系統(tǒng)[5]。目前在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)有X8、X3及X1油田，主要含油層分布在上古近系、下中新統(tǒng)珠江組和漸新統(tǒng)珠海組。珠江組自上而下發(fā)育J、K、L系列油層，為一套灰色厚層泥巖與中—細砂巖互層，局部含有灰?guī)r夾層，砂巖以細粒為主，分選中等—好；珠海組發(fā)育M系列油層，主要為一套灰色厚層細—中粗砂巖夾泥巖層，分選好。根據(jù)地震、測井資料分析，惠州X油區(qū)多數(shù)油層為受低幅度披覆背斜控制的構(gòu)造圈閉油藏，個別油層(如K18和L30)為受構(gòu)造和巖性邊界共同控制的巖性-構(gòu)造圈閉油藏[5-6]。

按照經(jīng)典層序地層學(xué)Vail建立的層序劃分方案，惠州地區(qū)珠江組(23.8～16.5 Ma)可識別出5個三級層序，層序結(jié)構(gòu)以海侵體系域和高位體系域為主[6]，其中惠州X油區(qū)主力油層L30處于SQ2低位-海侵體系域內(nèi)。關(guān)于區(qū)域沉積體系的歸屬問題，前人基本達到共識[3-5]，認為盆地下部從西北向東南發(fā)育了三角洲平原—三角洲前緣—濱岸(臺碳酸鹽巖地)相沉積(東沙隆起北側(cè))。在惠州凹陷珠江組沉積演化過程中，惠州地區(qū)從23.8 Ma開始到18.5 Ma，古珠江三角洲逐漸向東沙隆起推進，在惠州X油區(qū)發(fā)育L系列油層，主體為三角洲前緣亞相；18.5 Ma最大海泛以后，三角洲向北萎縮，東沙隆起北側(cè)(包括惠州油區(qū))受沿岸流影響變大，發(fā)育1套明顯的陸架潮流砂脊，地震屬性體為呈NE—SW條帶狀分布的砂體，為惠州地區(qū)K系列油層主要部分[7]。因此，研究區(qū)珠江組自下而上相序為三角洲前緣—陸架潮流砂脊—前三角洲或陸棚泥—碳酸鹽臺地相，從而在縱向上形成了有利的儲蓋組合。

2 單井相差異推斷潮流砂脊存在

2.1 來自巖心的證據(jù)

過去對惠州凹陷潮流砂脊的研究基本停留在對K系列油層的描述中，而籠統(tǒng)地將L系列油層劃歸為三角洲前緣相，或水下分分流河道微相或河口壩微相。主要原因是可供海上油田沉積相研究的取心單井資料太少，過分依賴縱向上分辨率較差的地震資料，難以精細表征砂體。因此，利用有限的巖心資料大膽推測X3油田L30為潮流砂脊的沉積背景。

(1) X8-2井針對L30砂體進行了全段取心，而X3及X1油田沒有可以考究的L30巖心資料，X3油田僅有少量井壁心薄片照片。X8-2井L30層巖心上主要為1套灰褐色細—中粒砂巖，發(fā)育正粒序和不明顯的平行層理，局部夾灰色薄層泥巖，發(fā)育多個平直的沖刷面，沖刷面上為薄層含礫粗砂巖和砂質(zhì)細礫巖，表現(xiàn)為三角洲前緣水下分流河道夾水下天然堤及分流間灣的特征。局部粉—細砂巖中發(fā)育砂紋層理、脈狀、條帶狀—波狀層理和底沖刷構(gòu)造，沉積構(gòu)造組合特征表現(xiàn)為底沖刷—交錯層理—砂紋層理—脈狀(波狀)層理重復(fù)出現(xiàn)，因此，縱向上L30砂體為水下分流河道多期砂體的疊加，是水下河床頻繁擺動的結(jié)果。脈狀(波狀)層理的存在顯示該區(qū)出現(xiàn)過頻繁的潮汐改造作用。

(2) X3與X8油田L30鏡下特征有所不同(均采用相同取樣方式的井壁心薄片資料對比)。巖性均為長石巖屑砂巖，兩者具有繼承性，表現(xiàn)為同一物源特征；但X8砂體含大量菱鐵礦，指示水下河道還原環(huán)境，黏土質(zhì)填隙物較重，結(jié)構(gòu)成熟度比X3地區(qū)差，主要原因應(yīng)為X3砂體受到較強的水體淘洗作用。由此推斷，X3與X8地區(qū)的沉積環(huán)境應(yīng)有所不同。且惠州X油區(qū)處于三角洲—陸棚過渡區(qū)，X8地區(qū)巖心顯示為受潮汐改造的三角洲前緣水下分流河道相，X3地區(qū)可能為陸架(棚)潮流砂脊相所處位置。

2.2 測井曲線特征

L30砂體的測井響應(yīng)，X8地區(qū)主要反映河道側(cè)向遷移，頻繁擺動而形成鋸齒形、鐘形或漏斗形，平均厚度約為12 m；X3地區(qū)曲線類型多樣，但整體表現(xiàn)為箱形，曲線頂部受鈣質(zhì)影響，呈多樣性，反映海侵及較強、穩(wěn)定的水動力條件，平均厚度約為4 m；而X1地區(qū)環(huán)境較為動蕩，曲線抖動較大，平均厚度約為3 m。從X8至X3(X1)具有明顯的厚度差異。

根據(jù)單井資料分析認為，惠州X油區(qū)L30砂體存在沉積相變，X8與X3地區(qū)處于不同沉積環(huán)境或沉積體系。X8地區(qū)為海相三角洲前緣的水下分流河道砂體，砂體經(jīng)受過潮汐的改造作用。X3地區(qū)由于沒有取心資料，不能從巖心上直觀地劃分沉積相。從區(qū)域沉積背景(K系列砂體具有明顯的潮流砂脊特征)及已有的資料推測，X3地區(qū)沉積環(huán)境應(yīng)該為海侵環(huán)境、水動力條件較強且穩(wěn)定的陸架潮流砂。值得注意的是，如果只觀察X3地區(qū)L30的GR測井曲線特征，很容易將其認為是河口壩反粒序(漏斗形)的特征。這在平面相序上(在X8地區(qū)的水下分流河道前發(fā)育河口壩)也是合理的，但通過密度曲線及測井解釋得知，X3地區(qū)L30漏斗形的出現(xiàn)是由于鈣質(zhì)的影響。因此，X3地區(qū)的沉積相帶應(yīng)該劃歸為陸架潮流砂。

3 地震響應(yīng)特征佐證潮流砂脊

3.1 剖面特征

X8地區(qū)L30地震反射軸整體表現(xiàn)為連續(xù)、中—強振幅，X3地區(qū)表現(xiàn)為斷續(xù)、中—弱振幅，從X8到X3地區(qū)存在明顯的地震反射軸間斷，這與前面在單井相討論中認為2個地區(qū)所處的沉積環(huán)境不同是相吻合的。通過地震反演(圖1)來觀察L30砂體，可見X3地區(qū)L30砂體為孤立的單砂體，與X8的河道砂體不連續(xù)，砂體處于SB21層序界面與Mfs最大海泛面之間。從層析地層學(xué)的角度，可以確定L40是低位期三角洲向前延伸的砂體，之后海侵，L30為三角洲萎縮后在海侵早期背景下形成的退積砂。由于海侵，三角洲沉積退縮到X8地區(qū)，此時X3地區(qū)已經(jīng)不再接受三角洲的沉積，與X8為不同的沉積體系。Posamentier等[8-9]對印尼西北Java盆地古近紀Cibulakan組地層的陸架沉積進行研究，認為陸架砂脊一般發(fā)育于海侵體系域，具有海侵侵蝕面及向上變細的沉積序列，在平面上呈條帶狀展布。前已述及，研究區(qū)L30位于層序的海侵體系域內(nèi)。因此與Java盆地陸架砂脊具有可比性，結(jié)合研究區(qū)潮流沉積背景，L30砂體應(yīng)為陸架潮流砂脊。

圖1 惠州X油區(qū)X8-1—X3-1—X1-1X地震反演剖面

關(guān)于L30潮流砂脊的成因，大致可將其分為3個階段：①高位期古珠江三角洲砂體向海進積(L40)；②低位期由于強制性海退，古珠江三角洲砂體呈階梯狀向海推進，形成點狀砂體；③海侵期海流(潮流)對強制性海退形成的點狀砂體進行侵蝕改造，部分砂體形成海侵期陸架砂體。也有觀點

認為潮流砂脊是海侵期河口潮汐改造了河口灣砂體的結(jié)果[10]。無論那種觀點，砂脊的產(chǎn)生都與海侵背景有關(guān)，且在近海地帶或海灣內(nèi)，由于研究區(qū)東面為東沙隆起(古高點)，西面為三角洲沉積區(qū)帶(沉積高點)，在兩側(cè)高中間低的地形影響下，潮流則被限制在一定范圍內(nèi)做往返運動，易于形成呈孤立狀存在的潮流砂脊。

3.2 平面特征

不同的沉積環(huán)境可形成不同的沉積體系，而不同的沉積巖因巖性和物性的差異會產(chǎn)生與之相應(yīng)的地震響應(yīng)，導(dǎo)致反射波特征如形態(tài)、振幅、連續(xù)性等不同的反映特征[11-13]，因此地震相單元與沉積相單元有“一定”的對應(yīng)關(guān)系。針對研究區(qū)地震品質(zhì)及實際地質(zhì)特征，提取研究區(qū)地震平面屬性圖，并畫出砂體的邊界，確定砂體的展布特征及沉積微相(圖2)。X8地區(qū)屬性圖表現(xiàn)為三角洲前緣水下分流河道特征，X3地區(qū)L30砂體呈NE—SW方向的孤立砂體分布，推測砂體受到NE—SW向潮流水體的淘洗影響。X1地區(qū)為陸架上濱岸砂體的分布特征，含鈣特征明顯。

圖2 L30地震平面屬性及沉積微相

4 油藏動態(tài)響應(yīng)及應(yīng)用

L30層是目前X3油田儲量最大的邊水油藏，近幾年的開采表現(xiàn)為：生產(chǎn)該層的X3-8和X3-6井產(chǎn)量遞減較快，無水采油期長，地層壓力下降快，生產(chǎn)不到2 a的時間下降了8.07 MPa，表現(xiàn)為天然能量供給不足。這正是由于L30潮流砂脊砂體較為孤立、封閉造成的。砂體周緣物性較差，制約著砂體的垂向與側(cè)向連通性，造成含水上升緩慢，天然水驅(qū)能量不足。

因此，結(jié)合潮流砂脊的展布特征，采取以下生產(chǎn)措施：①減小L30油藏開發(fā)強度，關(guān)停進行自流注水試驗；②調(diào)整井水平段設(shè)計時，配合構(gòu)造軸向，沿砂體展布軸向(NE—SW向)進行鉆進，保證水平段的長度。通過以上措施，L30開采過程中，地層壓力明顯回升，產(chǎn)油量增加至136 t/d，達到良好效果。

5 結(jié) 論

(1) 根據(jù)海上油田有限的巖心資料、測井相分析及地震反演，認為惠州X油區(qū)X8地區(qū)L30為連片的三角洲前緣水下分流河道砂體，而X3地區(qū)為陸架孤立的潮流砂脊。

(2) L30潮流砂脊巖性以細—粉砂巖為主，其形成與海侵背景有關(guān)。在近海地帶或海灣內(nèi)，研究區(qū)受地形的影響，潮流被限制在一定范圍內(nèi)做往返運動，易于形成潮流砂脊，與K系列潮流砂脊具有繼承性。

(3) L30砂體平面展布特征表現(xiàn)為NE—SW方向的條帶狀，是一套頂部含鈣、周緣為濱外泥巖的孤立砂體。因此在開發(fā)過程中表現(xiàn)為地層壓力下降快，天然水驅(qū)能量不足，開采過程中水平段沿砂體軸向鉆遇砂體并采用注水開采，有效地提高了油藏開發(fā)效果。

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編輯 黃華彪

20140914；改回日期：20150120

中國海洋石油有限公司綜合科研項目“珠江口盆地海相砂巖油田水驅(qū)極限采收率”(YXKY-2013-SZ-01)

謝世文(1985-)，男，工程師，2008年畢業(yè)于成都理工大學(xué)資源勘查專業(yè)，現(xiàn)主要從事沉積學(xué)與儲層精細描述的研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.02.017

TE122.1

A

1006-6535(2015)02-0070-04