珠江口盆地WCA油田珠江組一段無障壁海岸相沉積特征研究

鄧 玄，薛國慶，王繼成,趙澄圣，王 靜

(1.中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057;2.武漢時代地智科技股份有限公司，湖北 武漢 430040)

珠江口盆地位于中國南海北部。古近系中新統珠江期隨著海侵加劇，珠江口盆地隆起帶開始發育碳酸鹽臺地，其后轉變為廣海陸棚沉積環境[1]，珠江組縱向上為一個持續海進的沉積層序，由二段潮汐濱海相向一段濱海相、淺海相逐漸過渡。前人對于珠江組海相沉積研究較少，對砂體展布規律缺乏系統研究，且淺海相沉積儲層非均質性強，生產井開采效果差異大，制約了下步精細調整挖潛。為此，本次研究以沉積學為指導[2-4]，從巖心觀察入手，結合測井、錄井、 地震等資料，系統研究了WCA油田珠江組一段4油組海相儲層沉積特征及相控砂體展布，為后續的開發調整提供基礎依據和指導。

1 地質概況

WCA油田位于QH凸起上的中東部，是在基底隆起的基礎上發育的低幅披覆背斜構造，構造完整平緩；兩翼的傾角下陡上緩，2個高點，1井區軸向為北東向，2井區軸向為北北東向；斷層不發育，主要集中在構造北部。珠江組縱向上為一個持續海進的沉積層序，水體逐漸向盆地邊緣遷移，沉積體系不斷后退。珠一段晚期海水加深，同時神狐隆起繼續下沉，基本沒于水下，障壁作用減小，波浪作用進一步加強，此時整個珠三坳陷由潮汐濱海向開闊的波浪濱海轉換，形成區域性波浪為主的濱岸沉積[5]。重礦物類型及ZTR指數表明WCA油田沉積物源主要來自于西北部。

目前已動用珠江組一段4油組、珠江組二段1，2油組。珠江組一段4油組分為4U、4M和4L砂組，4U和4M砂組為含油層，細分為4U-1、4U-2、4M-1、4M-2和4M-3共5個小層。4U砂組儲層凈厚4.3 m，孔隙度22.5%，滲透率95.2×10-3μm2；4M砂組儲層凈厚15.0 m，孔隙度24.7%，滲透率726.1×10-3μm2，砂組間物性差異大。4U-1小層為低阻低滲層，4U-2小層以中高滲為主，層間差異大，儲層非均質性強。

2 沉積相類型

2.1 沉積相標志

(1)巖性特征：目的層位泥巖顏色以淺灰色、灰色、灰綠色為主，反映淺水的弱還原沉積環境。砂層組砂巖中石英含量較高，為中等—高成熟度，符合濱海相沉積特征。在本地區4M砂層組地層中廣泛發育海綠石膠結物，表現為襯邊膠結于顆粒之間和充填于有孔蟲體腔內，可以作為濱淺海環境的指相礦物，地層中局部可見黃鐵礦。

(2)結構特征：4M砂層組儲層巖性主要為細砂巖和粉砂巖，細砂常為含粉細砂巖或粉砂質細砂巖；4U砂層組儲層巖性主要為泥質粉砂巖和粉砂巖，自下而上儲層粒度逐漸變細，表明沉積環境水體逐漸加深，水動力條件逐漸減弱。粒度概率曲線以兩段式為主，由高斜率的跳躍和懸浮次總體組成，由于受波浪流與潮汐流雙重作用，可見雙跳躍組分，反映一種牽引流沉積環境。

(3)構造特征：構造特征是巖心觀察的重要內容，其中層理構造、層面構造、同生變形構造、生物成因構造能很好反映沉積環境，具有很好的指相作用。研究區主要沉積構造有：水平層理、波狀層理、透鏡狀層理和塊狀層理，并且較多生物碎屑，少量生物擾動，少量生物鉆孔。

綜合巖石學特征、粒度結構特征、沉積構造分析巖心沉積相標志，并結合地震反射特征、測井曲線特征、砂體平面和剖面特征，對研究區進行沉積特征分析。ZJ1-4油組為無障壁浪控型濱岸沉積環境，主要發育臨濱亞相，包括臨濱砂壩主體、砂壩側緣、裂流溝槽、凹槽、臨濱淺灘和臨濱泥微相。

圖1 珠江口盆地WCA油田ZJ1-4油組巖心沉積特征

2.2 沉積相特征

(1)臨濱砂壩：粒度較粗，見含礫石粗砂巖，可見波狀層理、貝殼印模等，反映水動力較強，水體較淺(見圖1a、b、c)。粒度概率曲線顯示為高、低截點兩段式，由高斜率的跳躍和懸浮次總體組成，高截點兩段式所占比例較高。砂壩主體自然伽馬為高幅箱形或漏斗形，平滑或微齒，頂突變底漸變。砂壩側緣、裂流溝槽、凹陷自然伽馬為指形，幅度較高，整體呈中低幅漏斗形，弱齒化。

(2)臨濱淺灘：粒度較細，多為粉砂巖，可見生物介殼(見圖1d、e)。粒度概率曲線為雙跳躍兩段式，由具有兩個跳躍組分次總體和懸浮次總體組成，見沖刷的間斷點；跳躍次總體含量占優勢。臨濱淺灘自然伽馬為中低幅指形，微齒化，頂底漸變，整體表現為箱形。

(3)臨濱泥：該微相多表現為灰色或灰綠色粉砂質泥巖，可見水平層理和波狀層理(圖1f)。臨濱泥自然伽馬為中高幅指形，微齒化，頂底漸變或突變。

3 沉積相分布特征

3.1 縱向沉積特征

(1)單井相分析：對取心井A7井ZJ1-4油組進行巖心描述(見圖2)。

4M-1層：上部以灰綠色粉砂巖為主，較為疏松，局部鈣質膠結致密，見生物遺跡和方解石結晶充填的生物骨架，可見黃鐵礦充填古生物介殼。自然伽馬曲線為低幅箱形，電阻率曲線呈低幅平直狀，粒度概率曲線表現為雙跳躍兩段式，見沖刷間斷點，為臨濱淺灘微相。

4M-2層：上部為灰色油浸含泥粉砂巖，自然伽馬為低幅漏斗形，電阻率為低幅度差，為臨濱砂壩側緣微相。下部為鈣質膠結含細礫粗砂巖，細礫主要成分為石英，分選、磨圓較好，細礫呈條帶狀分布，夾薄泥質條帶和鈣質夾層，見雙殼類化石印模。自然伽馬曲線為中幅漏斗形，電阻率曲線呈中幅度差，垂向上為上細下粗的正旋回，為臨濱砂壩主體微相。底部巖性為灰綠色粉砂質泥巖，見水平層理，自然伽馬低值，為臨濱泥微相。

(2)縱向分布特征：垂向上，研究區主要發育臨濱亞相，表現為“砂包泥”的宏觀特征。在4M砂組與4U砂組之間形成大范圍海泛泥，之后快速水退，整體表現為海侵。

同時，砂體沉積受構造控制，構造高部位離海泛面相對較近，水動力較強，砂體堆積厚度較大；構造低部位水動力相對較弱，砂體粒度較細，厚度較薄，體現“構造控砂”的特征。從剖面上看，順物源方向儲層分布較穩定，井間連續性較好；垂直物源方向井間連續性較差，變化較大(見圖3)。

圖2 珠江口盆地WCA油田A7井單井相圖

3.2 平面沉積特征

(1)地震相分析:地震相反映了該地震單元所對應沉積物在平面上的分布特征，并間接反映該地震層序所對應沉積時期內沉積環境的變化。地震相分析是進行沉積相研究的一種強有力方法，為沉積相研究提供豐富的地質信息，通過“井震結合”能合理預測砂體空間展布。

總體上，沿構造軸線方向，地層反射特征明顯，橫向連續性好，縱向上穩定，有較好的對比性，沉積砂體分布廣泛，地震反射強度由下向上呈現出減弱趨勢。

珠江組識別的沉積相地震反射特征清晰：臨濱砂壩沉積粒度較粗,連續性好,呈披覆狀分布，縱向上較穩定，其地震反射特征表現為一套加積的中強振幅、中-強連續性、平行或亞平行反射，雙向下伏。同相軸較連續，反映砂壩橫向連續性較好，此外，可見單期砂壩及多期疊加砂壩沉積。臨濱淺灘沉積粒度較細，連續性中等，其地震反射特征表現為一套加積的中弱振幅、中—弱連續性、平行或亞平行反射、縱向上不穩定(見圖4)。

圖3 珠江口盆地WCA油田南北向(垂直物源方向)連井剖面

圖4 文昌A油田ZJ1-4油組地震相特征

通過提取各小層地震屬性，用于屬性和平面相優選，根據屬性相關性分析，優選與砂巖厚度相關性較好的均方根振幅、最小振幅、弧長特征屬性，并進行三屬性融合,用于微相劃分見(圖5(a)、圖5(b))。以4U-2小層為例，建立過井地震剖面，在地震剖面圖上圈定砂體邊界，對應于平面圖上微相邊界，進一步得到平面微相展布(見圖6)。

圖5(a) ZJ1-4U-2小層優選地震屬性

圖5(b) ZJ1-4U-2小層地震相平面圖

(2)平面相展布:在單井相和連井相分析的基礎上，結合砂體厚度、地震屬性及地震反射特征，開展小層沉積微相平面展布研究。隨著盆地進一步沉降，海平面繼續上升，研究區位于平均高潮線至浪基面之間，波浪起控制作用，沉積物始終遭受著波浪的沖洗、擾動，該沉積時期廣泛發育波浪濱岸環境的臨濱沉積。砂體受構造控制，構造高部位離海泛面相對較近，水動力較強，砂體堆積厚度較大；構造低部位，水動力相對較弱，砂體粒度較細，厚度較薄，表現為“構造控砂”的特征。

4M-1沉積時期：發生短暫海侵，水體進一步變深，沉積基準面處于頻繁升降變化中，全區大面積發育臨濱淺灘(圖7(a))。

4U-2沉積時期：發生海退，基準面下降，水體變淺，臨濱砂壩主體個數增多，裂流溝槽和凹槽較為發育，平面相變快(圖7(b))。該層主要發育灘相，局部發育壩相，砂體整體從西南-北東方向推進。3個砂壩集中發育在構造高部位，呈現北西-南東方向條帶狀分布，砂壩間的凹槽，將砂壩分隔開，相控砂體展布是影響儲層物性和開采特征差異的主要原因[6]。

圖6 ZJ1-4U-2小層“井震結合”指導沉積相研究

圖7(a) ZJ1-4M-1小層沉積微相平面圖

圖7(b) ZJ1-4U-2小層沉積微相平面圖

3.3 沉積演化模式

QH凸起海侵前為一個環水古島環境，恩平組沉積末期發生海侵，水體向上依次變深，為一個持續的海進過程，局部層段發生海退，研究區在“構造控砂”的背景下，受多方向海洋潮汐和波浪流影響。

ZJ1-4油組自下而上水體變深，由4L的前濱相過渡為4M和4U的臨濱相。4M砂組內4M-3小層發育上臨濱亞相，以砂壩為主，砂壩厚度大，受沿岸流和波浪的影響，離岸搬運，在構造高點處平行岸線沉積，以中砂巖為主，儲層物性好。之后水體加深，4M-2小層發育中臨濱亞相，砂壩規模減小，局部可見裂流溝槽，顆粒變細，以中細砂巖為主。4M-1小層水體進一步加深，發育下臨濱亞相，局部構造高部位聚砂能力減弱，以灘砂為主，砂巖粒度細，儲層非均質性較強(見圖8)。之后海泛面急劇變淺，砂組間廣泛沉積海泛泥，4U砂組由底部的上臨濱相向上過渡為下臨濱亞相，水體總體向上變深。

圖8 珠江口盆地WCA油田ZJ1-4油組沉積演化模式

4 結論

通過“井震結合”對研究區進行沉積相和砂體展布研究，得到了砂體展布新認識：

ZJ1-4油組沉積體系為無障壁浪控型濱岸沉積環境，主要發育臨濱亞相，包括臨濱砂壩主體、砂壩側緣、裂流溝槽、凹槽、臨濱淺灘和臨濱泥微相。自下而上水體變深，為一個持續的海進過程，局部層段發生海退，砂體在“構造控砂”的背景下，受沿岸流和波浪的影響，在構造高點處平行岸線沉積，相控砂體展布影響了儲層非均質性和油田的開采效果。