旬-宜區(qū)塊長3 段沉積特征及有利勘探相帶

邢麗娟，張正強(qiáng)，顧 超，侯 娟，趙瑩彬，張高源

（1.中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450048； 2.中國石化華北石油工程有限公司錄井分公司，河南鄭州 450048）

1 地質(zhì)概況

旬-宜區(qū)塊跨陜西省旬邑、宜君、黃陵等縣，區(qū)域構(gòu)造處于鄂爾多斯盆地南部，橫跨伊陜斜坡及渭北隆起兩個一級構(gòu)造單元（圖1）。現(xiàn)今構(gòu)造為北西向平緩單斜，地層傾角1°～2°。區(qū)內(nèi)鉆遇地層由下到上分別為寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系等，主要含油層系為三疊系延長組[1]。

鄂爾多斯盆地晚三疊世湖盆的沉積演化經(jīng)歷了早期的初始沉降，中期加速擴(kuò)張和最大擴(kuò)張，再到 萎縮，最后湖盆消亡，完成了湖盆從發(fā)生、發(fā)展以至消亡的沉積演化過程。延長組沉積經(jīng)歷了4 個演化階段:長10 段-長9 段沉積期為沖斷坳陷盆地初始沉降-沉積充填階段；長8 段-長7 段沉積期為沖斷坳陷盆地快速-最大沉降-沉積充填階段；長6段-長4+5 段沉積期為沖斷坳陷盆地緩慢萎縮-沉積充填階段；長3 段、長2 段、長1 段沉積期為沖斷坳陷盆地快速萎縮-沉積充填階段。研究區(qū)距物源較近，沉積物供給充足，沉積了規(guī)模較大的長6 段三角洲前緣亞相；長4+5 段沉積時期，湖盆又發(fā)生短暫小幅度的湖進(jìn)，沉積了具次級湖泛特征的深灰色、黑色泥巖。在此之后，湖泊大面積退縮，三角洲前緣強(qiáng)烈進(jìn)積，沉積了主要產(chǎn)油層之一的長3 段[2]。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置

2 沉積相類型及特征

研究區(qū)長3 段地層厚度為105.0～153.0 m，上部地層巖性致密，下部地層巖性以淺灰色細(xì)砂巖為主，砂體發(fā)育但一般含泥質(zhì)薄夾層，低自然伽馬、低電阻率、低聲波時差，測井曲線相對長4+5 段地層齒狀更嚴(yán)重，但是相對上覆地層齒狀較輕，與上下地層容易區(qū)分。巖石類型以巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖為主，石英含量為42.0%，長石含量為27.6%，巖屑含量為24.1%。巖石粒度以中、細(xì)粒為主，磨圓呈次棱、次圓-次棱，分選中等-好，接觸關(guān)系以點(diǎn)-線接觸為主，成分成熟度與結(jié)構(gòu)成熟度中等[3-6]。

長3 段巖石顏色以灰色和淺灰色為主，不存在氧化條件下的紅色沉積和湖岸線過渡帶的雜色泥巖，整體表現(xiàn)為還原條件的暗色沉積特征，表明碎屑物沉積時整體處于水下環(huán)境。細(xì)砂巖中常見到植物的枝干，在粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖中常見到較多的由河流帶來的植物莖葉、碎片和垂直蟲孔，這些均表明長3 段處于一個淺水沉積環(huán)境。結(jié)合區(qū)域沉積認(rèn)識，長3 段沉積時期，由于湖水迅速退縮變淺，盆地邊緣碎屑物大量加積和進(jìn)積充填，在盆緣及盆內(nèi)大部分地區(qū)形成進(jìn)積式辮狀河三角洲，順物源方向地震剖面前積現(xiàn)象明顯（圖2），主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣水下分流河道、河口壩、分流間灣等沉積微相，三角洲平原、前三角洲亞相不發(fā)育。

圖2 過渭北51 井順物源方向地震剖面

2.1 水下分流河道

水下分流河道是三角洲平原分流河道的水下延伸部分，在向水下的延伸過程中，河道加寬、深度減小、分支增多、流速減緩、沉積速度增大，沉積物以細(xì)砂巖、粉砂巖為主，砂體厚度大。研究區(qū)長3 段水下分流河道單砂體厚度為8.0～18.0 m，平均厚度為12.0 m，孔隙度為8.0%～14.0%，平均為11.3%；滲透率為0.3×10-3～3.0×10-3μm2，平均為0.7×10-3μm2。以渭北79 井為例，縱向剖面具有下粗上細(xì)的正旋回特點(diǎn)，砂巖中發(fā)育塊狀層理、槽狀交錯層理，底部為沖刷面，見滯留礫，部分泥礫具有一定的分選和磨圓，呈撕裂狀懸浮在砂巖中，指示辮狀分流河道受季節(jié)性洪泛影響的底負(fù)載牽引流的控制。垂直流向地震剖面上砂體呈透鏡狀，側(cè)向漸變?yōu)榧?xì)粒沉積物。自然電位（SP）及自然伽馬（GR）呈較高值，自然伽馬曲線呈鐘形或箱形（圖3）。

2.2 河口壩

河口壩微相巖性以細(xì)砂巖為主，研究區(qū)河口壩砂體厚度較大，單砂體厚度為4.0～10.0 m，平均為6.3 m。孔隙度為6.0%～12.0%，平均為7.6%；滲透率為0.3×10-3～0.7×10-3μm2，平均為0.5×10-3μm2，是較好的儲集巖類型。以渭北51 井為例，439.0～443.0 m 井段為河口壩沉積，發(fā)育塊狀層理、波紋交錯層理，分選好，具多個沖刷面，總體上呈向上變粗的反旋回，是由多個次級的向上變細(xì)段疊置而形成進(jìn)積型河口壩微相組合，GR 曲線上表現(xiàn)為“漏斗狀”的特征（圖4）。在海湖作用較強(qiáng)的河口區(qū)，河口壩受波浪和岸流的沖刷和淘洗，并發(fā)生側(cè)向遷移，使砂體呈席狀或帶狀廣泛分布于三角洲前緣，形成三角洲前緣席狀砂。席狀砂的砂質(zhì)純、分選好，廣泛發(fā)育小型交錯層理；砂體向岸方向增厚，向湖方向減薄。

圖3 渭北79 井長3 段水下分流河道沉積垂向組合

圖4 渭北51 井長3 段河口壩沉積垂向組合

2.3 分流間灣

分流間灣為水下分流河道之間相對凹陷的區(qū)域，主要由細(xì)粒沉積物組成，研究區(qū)分流間灣巖性為灰色、深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，砂體厚度薄，物性差，主要作為蓋層。建1 井、渭北63 井巖心可見植物碎片、植物化石，保存較完好；泥質(zhì)粉砂巖具波狀層理，并發(fā)育大量傾斜的生物潛穴。渭北32 井鉆井取心為灰黑色泥巖，發(fā)育塊狀層理，GR 曲線呈微幅齒狀（圖5）。

3 沉積體系展布

圖5 渭北32 井長3 段分流間灣沉積垂向組合

結(jié)合前人研究成果，旬-宜區(qū)塊延長組長3 段沉積時期，物源主要來自南部北秦嶺造山帶的渭北古隆起[7]，沉積體系自南東向北西展布。本次研究在區(qū)域沉積體系分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)研究區(qū)95 口鉆井、測井及巖心資料，編制了長3 段沉積相平面展布圖。該時期區(qū)塊內(nèi)水體較淺，主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣濱淺湖沉積。以水下分流河道沉積微相為主，只在局部井區(qū)識別出河口壩微相。在研究區(qū)南部由東向西依次發(fā)育四條水下分流河道，全部由南東向北西推進(jìn)，分流河道寬度較大，物源供給充足，在中北部地區(qū)相互交匯，隨之又分為四條水下分流河道繼續(xù)向北西方向推進(jìn)（圖6）。砂體發(fā)育受沉積微相控制作用明顯，水下分流河道發(fā)育區(qū)及河道交匯處砂體較厚，渭北7、渭北69、渭北89、渭北32 等井區(qū)砂體厚度大于40.0 m，渭北27、渭北46、渭北49 等井區(qū)砂體厚度大于30.0 m。

4 有利勘探相帶

圖6 長3 段沉積相平面分布

旬-宜區(qū)塊延長組目前油氣勘探主要在長3 段發(fā)現(xiàn)規(guī)模儲量，油藏類型為巖性油藏，均集中在水下分流河道分布區(qū)域。沉積特征在一定程度上控制油氣的生成和儲集規(guī)律[8]。通過分析渭北11 井、渭北13 井、渭北49 井三口典型井壓汞數(shù)據(jù)，明確了沉積微相控制儲集結(jié)構(gòu)，從而控制砂體的含油氣情況[9]。渭北49 井位于水下分流河道主體部位，砂體厚度30.0 m，最大孔喉半徑14.80 μm，平均孔喉半徑1.80 μm，排驅(qū)壓力0.1 MPa，累計產(chǎn)油744.0 t；渭北11 井位于水下分流河道側(cè)緣，砂體厚度9.0 m，最大孔喉半徑2.20 μm，平均孔喉半徑0.30 μm，排驅(qū)壓力0.3 MPa，累計產(chǎn)油363.0 t；渭北13 井位于分流間灣發(fā)育區(qū)，砂體厚度6.0 m，最大孔喉半徑0.20 μm，平均孔喉半徑0.03 μm，排驅(qū)壓力4.8 MPa，未出油。由此可見，低孔低滲油田有利儲層分布主要受沉積相帶的控制[10-11]，下一步在沉積微相研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合儲層微觀分析數(shù)據(jù)進(jìn)一步明確有利儲層發(fā)育區(qū)，是進(jìn)一步擴(kuò)大長3 段勘探成果的關(guān)鍵。

5 結(jié)論

旬-宜區(qū)塊長3 段物源主要來自南部北秦嶺造山帶的渭北古隆起，主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣沉積亞相，發(fā)育水下分流河道、河口壩、分流間灣等沉積微相。其中，水下分流河道微相分布范圍廣、砂體厚度大、儲層物性好，含油氣性最好，是有利的勘探相帶。在沉積微相研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合儲層微觀分析數(shù)據(jù)進(jìn)一步明確有利儲層發(fā)育區(qū)，是擴(kuò)大長3 段勘探成果的關(guān)鍵。