印度河盆地Z探區砂壩儲層沉積微相及沉積模式

董玉文, 歐榮生

(1.油氣地球化學與環境湖北省重點實驗室(長江大學), 武漢 430100； 2.青海油田公司勘探事業部， 敦煌 736202)

濱岸砂壩是含油氣沉積盆地廣泛分布的儲層類型[1-3]，然而該儲層內部存在較強的非均質性[4-9]，表現為儲層物性變化快，橫向連通性差，甚至出現油水關系矛盾的難題，這些制約了砂壩型油氣藏的快速開發進程。因此需要采用多種技術手段開展濱岸砂壩內部微相沉積、微相變化及儲層展布規律研究。近年來，砂壩儲層精細研究方面取得一系列突破，姜在興等[10]根據濱岸帶水動力特征將濱岸砂壩劃分了近岸壩、遠岸壩和壩間灘等微相類型，從一定程度上解決了儲集體平面定位與規模預測的難題。雷剛等[11]根據海岸帶地形變化及成因模式，將沿岸砂質海灘劃分為海岸疊置砂體沉積、濱外壩砂體連續沉積和浪控三角洲平原岸改造沉積等。商曉飛等[12]根據濱岸砂壩沉積砂泥空間配置關系，剖析了砂壩儲集層內部結構，并分析了儲層形成的主控因素。李偉等[13]將珠江口盆地珠江組淺海陸架砂體類型分為濱外砂壩、潮流沙脊和風暴砂，并指出了巖性圈閉廣泛存在。胡勇等[14]根據數值模擬方法分析了指狀砂壩儲層非均質性特征及對剩余油分布的控制，預測出寬條帶狀或近連片狀的疊置指狀砂壩內部多發育穩定的泥質隔層。不難發現，目前在砂壩儲層構型、內部地質結構和控制因素方面取得了一定認識，然而隨著高分辨率地震勘探技術的進步，采用井、震結合驗證的方法，即是利用鉆井垂向分辨率高和地震橫向分辨率高的優勢，進行砂壩儲層精細刻畫及模式研究，必將為砂壩儲層研究提供技術支撐。

印度河盆地Z探區下白堊統發育濱岸砂壩儲層，是巴基斯坦國內油氣勘探的主要儲集目標[15-17]。20世紀90年代以來，中外學者對該區構造圈閉和油氣成藏方面研究較多，而對儲層方面研究較少[18-23]，從一定程度上制約了油氣評價開發進程。近年來隨著中國石油“一帶一路”倡議深入進行，Z探區也加快了滾動勘探開發的步伐，這就需要技術人員對該探區的沉積微相及儲層特征有更加深入的研究。

基于此，現綜合取芯、測井、地震資料、分析化驗和油氣田生產動態資料，在豐富翔實的沉積相標志識別基礎上，充分利用高分辨地震數據，通過井震密切結合的手段，開展砂壩微相沉積、儲層分布規律及沉積模式研究，為砂壩儲層精細刻畫提供參考。

1 地質概況

印度河盆地地處南亞次大陸巴基斯坦境內，是在古生界結晶基底之上發育演化的中新生代盆地，面積近40萬km2，地層厚度在3～6 km。盆地演化共產生3次重要構造運動，分別為侏羅紀裂陷階段、白堊紀走滑拉張階段和新近紀至今的喜馬拉雅板塊碰撞造山階段[23-25]。現今盆地為后生的前陸盆地，表現為向西北傾斜的構造特征，共劃分為蘇來曼前陸造山帶、西南部薩哈爾褶皺帶、蘇來曼前淵帶、薩哈爾前淵帶、塔爾斜坡、德信臺地、瑪里高地、盼遮普臺地和塔爾斜坡9個二級構造單元[25-26]，如圖1(a)所示。沉積地層自下而上依次為：侏羅系三角洲砂泥巖-碳酸鹽巖臺地沉積，白堊系海相三角洲-濱淺海碎屑巖沉積，頂部含少量火山巖夾層。古近系以來的陸相碎屑巖，為陸相河流三角洲及湖泊相沉積[21-22]，如圖1(b)所示。

圖1 盆地構造單元及地層綜合柱狀

盆地的油氣勘探程度總體較低，油氣資源發現集中在盆地南部的塔爾斜坡，此外在中部的瑪里高地和海域有少量油氣發現[23-24]。此次研究區位于塔爾斜坡南側的Z探區，目前有一批構造油氣藏相繼被發現，目的層為白堊系濱岸砂壩砂巖儲層[22-23]，其中下白堊統頂部的A砂層油氣充滿度高，油氣產量客觀，油氣開發潛力較大[24]。

2 沉積微相

研究區白堊紀早期古構造輪廓是一寬闊的緩坡區，盆地演化過程中，東南部持續抬升隆起，水系十分發育，物源供給充足，西北部持續穩定沉降，海岸線寬廣，形成了大面積的淺水區[22-24]。Z區塊處于三角洲前緣末端—濱海相帶，波浪、沿岸流和潮汐等水動力作用較強，形成一系列長條狀的、平行于海岸線分布的砂壩復合體沉積。鉆井揭示巖性為(淺)灰色砂巖和深色泥巖互層。

2.1 壩中微相

壩中微相在砂壩核部，鉆井資料揭示單砂體厚度在3～6 m，累計厚度最大可達15 m，垂向上多為正韻律，構成優勢儲層。巖性成分表明，石英等穩定顆粒含量高達94%以上，砂巖顆粒以細—中粒為主，偶見粗粒砂巖，顆粒分選及磨圓度中等—好，接觸方式為點、線型，成熟度較高。常見平行層理(局部含生物介殼夾層)、低角度交錯層理和塊狀層理，取芯偶見貝殼碎片、植物莖化石或泥質條帶，反映了濱岸淺水區高流態、強水動力條件的特征(圖2)。

測井相和地震相特征規律性明顯。測井曲線多為中、高幅鐘型或箱型，曲線形態為微齒狀或光滑，自然伽馬(GR)值范圍極低(與泥巖基線相比)，反映巖性較單一、砂質純凈的特點。壩中具有“低頻強振幅”的地震反射特征，在地震剖面上易于識別、追蹤(圖2)。

圖2 壩中微相的相標志

油井生產和動態分析資料也能為砂壩微相分析提供佐證(圖3)。壩中原生孔隙發育，取芯孔隙度值在12%～30%，平均值約19.2%，滲透率值在50～800 mD，最高可達1 680 mD，為優質儲層。此外，通過毛細管壓力曲線分析發現壩中儲層(W1井鉆遇)原生孔隙發育，孔喉分選好，粗歪度，排驅壓力低，油井生產動態數據對比也揭示該井持續穩產、累計產量較高。

2.2 壩緣微相

壩緣緊鄰壩中，在其側翼位置廣泛分布，巖性為砂泥互層，單層砂厚小于2 m，垂向上為反韻律。與壩中相比，巖性變細，以細砂巖或(泥質)粉砂巖為主，成熟度中等。沉積構造以小型波狀、壓扁和透鏡狀層理為主，見生物擾動現象，指示水體動蕩的沉積環境。壩緣測井相為微齒化漏斗狀或指狀，自然伽馬(GR)值中等。地震反射特征為中等振幅、中高頻率和亞平行組合特征(圖4)。

RS為淺側向電阻率；RD為深側向電阻率

儲層物性相對較好，孔隙范圍為5%～20%，平均值10.3%，滲透率10～100 mD。此外，孔喉結構為較細歪度，排驅壓力中等。與臨近的W1井(壩中)相比，W2井(壩緣)儲層的物性和產能均明顯低于W1井(圖3)。

2.3 壩間微相

壩間微相處在不同期次的砂壩之間。巖性偏細，由(泥質)粉砂巖和泥巖組成，單砂厚度約1 m，一般小于2 m。泥質成分高，顆粒分選差。粉砂巖主要發育波狀、透鏡狀和水平層理，見生物孔穴和大量泥質條帶，生物擾動現象強烈。測井相為中、低幅的漏斗形或指狀。壩間微相地震反射振幅弱，能量低，同相軸常常出現錯斷現象(圖5)。

RS為淺側向電阻率；RD為深側向電阻率

孔隙類型為微小孔隙，孔喉分選差，細歪度。孔隙度一般小于6%，滲透率小于10 mD。W3井(壩間)揭示泥質含量高，巖性相對致密，油氣產量低，目前W3井已經關井停產(圖3)。

圖3 砂壩油井的動態曲線圖

3 沉積相展布

3.1 剖面相

在垂直濱岸砂壩方向的連井地震及儲層反演剖面上[圖6(a)、圖6(b)、圖7]，由目的層頂(T2)、底面(T2a)限定的地震波阻反射單元內，可以預測砂壩儲層的橫向變化關系。W1、W4井鉆遇壩中微相，地震相為“低頻強振幅”反射特征，縱波阻抗為中高阻抗值(紅黃暖色調)。W2、W5井鉆遇壩緣微相，地震反射為中等振幅、亞平行反射，縱波阻抗為中等阻抗值(綠色調)。W3井鉆遇壩間微相，地震反射特征發生驟然變化，同相軸連續性中斷，振幅能量變弱，縱波阻抗變低(藍色冷色調)。

從連井沉積相剖面[圖6(c)]容易看出，雖然這些鉆井均鉆遇了砂壩相帶，然而砂壩內部不同類型微相類型砂體疊置，降低了砂壩儲層橫向連通性，進一步影響了儲層的含油氣性。

3.2 平面相

研究區能量衰減屬性與砂壩平面微相變化有較強的對應關系，圖7(a)中紅黃暖色調區(黑色虛線內部)，平面上呈平坦席狀展布，大體上與海岸線方向平行，地質解釋為砂壩有利儲集相帶。其內部仍可劃分三個區帶。紅黃暖色調區域呈點狀、條帶狀的分布特征，鉆遇巖性為富砂沉積，單砂層厚度大(>3 m)，為壩中微相沉積。綠色調區域分布在紅黃暖色調周邊，條帶狀或席狀分布，鉆井鉆遇為砂泥互層，單砂厚度小(<2 m)，為壩緣微相沉積。此外藍色低值區多以泥巖夾薄層砂沉積，沉積環境處于濱岸砂壩內部相對低能區，為壩間微相。

圖7 沉積微相平面分析圖

4 沉積模式

砂壩沉積處于濱岸沉積環境，海侵作用強烈，由于海岸線遷移、沉積物源和海浪能量傳遞變化等因素的影響[3-8]，濱岸砂壩在空間上往返擺動、遷移，導致砂壩形態、規模及砂體疊置特征變得復雜。研究發現，濱岸砂壩不同微相類型砂體在空間上相互疊置，導致砂壩內部普遍存在巖性橫向變化快和儲層非均質性強的現象(圖8)。壩中在砂壩的核部，砂巖儲層厚度大，在砂壩內部為點狀或條帶狀，構成優勢儲層。壩緣位于壩中側翼，平面上席狀分布，巖性為薄的砂泥互層。在濱岸砂壩內部相對低能區，發育壩間微相，巖性以泥質為主。由于砂壩內部微相變化快，尤其是壩間的偏細粒沉積在砂壩內部廣泛分布，降低了儲層內部連通性。

基于鉆井和地震結合研究，建立“壩中—壩緣和壩間”的微相沉積模式，可以有效預測砂壩內部的砂巖和泥巖空間疊置關系，探討砂壩儲層橫向變化“灰箱”，進一步指導儲層精細評價(圖8)。

圖8 砂壩微相沉積模式

5 結論

(1)印度河盆地Z探區下白堊統沉積時期發育濱岸砂壩有利巖性相帶，細分為壩中、壩緣和壩間3種微相類型。

(2)通過鉆井和地震密切結合的方法分析，揭示砂壩內部微相變化快，不同的微相類型相互疊置，導致砂壩沉積結構關系復雜，儲層橫向變化快，增加了砂壩儲層的非均質性。因此，開展井、震結合的沉積微相特征及模式研究，預測砂壩內部的砂泥配置關系和儲層橫向變化特點，有利于油氣藏的評價開發。