岩性主要为砂砾岩、含砾粗中砂岩、含砾细中砂岩以及少量纯净的粉细砂岩和中细砂岩, 呈灰、褐灰色, 发育大型交错层理、板状交错层理和平行层理, 大多由粒度变化显示, 部分砂砾岩和砾质砂岩中砾石具弱定向排列, 也可见均一块状层理、混杂块状层理和粒序层理。单层厚度1~10, m, 叠加厚度可达数十米。矿物成分以石英为主, 包括单晶石英和多晶石英, 含量一般在75%~85%之间, 以前者为主; 其次是长石, 含量一般在10%~20%之间, 几乎全为钾长石, 斜长石仅少量到微量; 岩屑含量相对较高, 一般在5.5%~15.5%之间, 平均值为11.3%。碎屑颗粒的磨圆度为次圆— 次棱状, 分选性变化大, 从中等、差到很差。水下分流河道沉积中发育多期次的冲刷侵蚀面, 也可见以砂和粉砂岩为主的滑塌变形层。粒度概率曲线可区分为3种类型, 包括重力流、牵引流以及过渡性沉积, 自然伽马一般呈叠加齿化箱形或钟形, 总体显示出牵引流叠加有密度流的河道沉积特征(图 3)。

图3

Fig.3

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	图3 WZ油田K4井流一段扇三角洲前缘水下分流河道沉积微相特征Fig.3 Sedimentary characteristics of subaqueous distributary channel of fan delta front in the Member 1 of Liushagang Formation in Well K4 of WZ Oilfield

岩性主要为粉细砂岩、中细砂岩和粉砂岩, 偶含砾, 呈褐灰色— 浅灰色, 发育小型板状交错层理和槽状交错层理, 少量平行层理, 厚度十几厘米到1, m, 岩心中以几十厘米常见; 矿物成分与水下分流河道砂岩相似, 但更加均一纯净, 石英含量更高、岩屑含量减少, 分选性和磨圆度相对于河道沉积要好, 岩心中均见良好的含油性。粒度概率曲线显示, 以跳跃和悬浮组分为主, 其中跳跃组分的斜率较大。纵向上河口坝微相多与水下分流河道砂岩相邻或夹于河道间暗色泥岩与远砂坝沉积之中, 呈反韵律特征, 自然伽马曲线多呈齿化漏斗状或波浪状高值(图 4)。

图4

Fig.4

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	图4 WZ油田K3井流一段扇三角洲前缘河口坝和远砂坝沉积微相特征Fig.4 Sedimentary characteristics of mouth bar and distal bar microfacies of fan delta front in the Member 1 of Liushagang Formation in Well K3 of WZ Oilfield

岩性主要是含泥质的粉砂岩和粉细砂岩, 多呈灰色与褐灰色, 发育块状层理、波状层理和小型交错层理; 单层厚度为几厘米至十几厘米, 常与暗色粉砂质泥岩和浊流沉积构成互层, 叠加厚度可达几十厘米到几米。矿物成分以石英为主, 其次为长石, 分选性和磨圆度中等, 岩心中质纯并含油, 但因厚度小岩性细含油性比河口坝沉积要差(图 4), 在常规测井曲线上也难以体现。粒度概率曲线图为两段式, 其斜率均较小, 并多具混合带, 测井曲线上显示为高伽马锯齿状形态(图 4)。

河道间微相是指分布于河道间湾或扇间的暗色细粒沉积, 岩性以暗色泥岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩为主, 厚度为厘米级, 常构成韵律性薄互层沉积, 发育水平纹层理, 在流一段发育有两层比较稳定的河道间沉积(图 2)。

重力滑塌沉积是先成沉积物因重力作用滑动— 滑塌沉积所致, 属于重力流沉积系列中的一种(高振中和段太忠, 1994), 以强烈变形并发生破碎为特征。本区重力滑塌沉积可分为两种类型:一种是滑塌变形构造发育、岩性以泥质岩为主, 可称为变形泥砾岩(图 5-a), 多以塑性泥质岩层的强烈变形和较高角度与围岩相交为特点, 变形纹层主要是灰色— 褐灰色的泥岩或粉砂质泥岩, 其连续性往往较好; 另一种是变形泥砾岩的持续滑动、破碎并混杂有一些陆源砂砾质成分, 但仍可区分出有关联的岩层, 可称为混杂泥砾岩(图 5-b)。重力滑塌沉积的厚度不大, 单层一般为几到几十厘米, 夹于扇三角洲前缘较细粒的沉积之中, 从其沉积特征和区域分布的普遍性看, 应是由于扇三角洲前缘斜坡带坡度较陡、其上快速沉积的弱固结的韵律性泥质物因剪切失稳产生的沿斜坡向下蠕动、滑动和破碎的产物, 主要分布于斜坡带的中下部, 属于小型的重力滑塌作用, 在高速沉积的三角洲前缘斜坡带十分常见(Reineck and Singh, 1979)。

图5

Fig.5

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	图5 WZ油田T3井流一段常见重力流沉积类型Fig.5 Common types of gravity flow sediments of the Member 1 of Liushagang Formation in Well T3 of WZ Oilfield

碎屑流沉积以发育块状、混杂无序构造为特征, 表现为砾石和基质呈混杂无序状堆积。研究区碎屑流沉积按基质含量可划分为2种, 即砂质砾岩和砾质泥岩, 分布普遍。

砂质砾岩以浅灰色和灰白色为主, 块状构造, 非常致密坚硬, 所含砾石以灰白色碳酸盐岩为主, 分选中等, 圆度较好, 次棱角到次圆状, 砾石含量在60%以上。砾间所含砂质和粉砂质基质含量一般在40%以下, 泥质少于5%。常夹于扇三角洲前缘暗色泥岩之中, 在岩心看到其层状特征清晰、厚度变化快, 从几厘米到十几厘米, 呈楔状尖灭(图 5-c), 这一特征表明斜坡带应很陡。

砾质泥岩其主体为暗色泥岩, 而砾石则为浅灰色或灰白色, 整体呈浅灰色块状构造, 非常致密坚硬。砾质泥岩所含砾石与砂质砾岩相似, 以灰白色碳酸盐岩为主, 大小混杂不一, 大者达几厘米, 圆度较好, 次棱角到次圆状, 砾石含量差别大, 从30%到60%, 一般在50%以下, 在泥质中的分布颇像“ 天女散花” (图 5-d)。从砾石特征看, 应主要来源于近岸带, 并经受过较强的改造。

碎屑流沉积明显不同于重力滑塌沉积, 由于其厚度小、粒度粗、来源于近岸带并常夹于扇三角洲前缘细粒沉积之中, 不同于由地震作用形成的体积巨大的震浊积岩(杨仕维和李建明, 2008); 很可能是由于盆缘构造的活动以及事件性特大风暴流等因素的触发、导致近岸带粗碎屑在重力作用下带入较深水湖区或斜坡带沉积的产物, 其中砂质砾岩成层分布, 是近岸斜坡带沉积的产物, 砾质泥岩则是远岸斜坡带沉积的结果。

浊流沉积一般与碎屑流沉积共生(王泽中等, 1997), 多是盆缘扇三角洲前缘砂体厚度大失稳后阵发性滑塌再搬运沉积的异地相产物, 可分为近端浊流沉积和远端浊流沉积两类(王良忱和张金亮, 1996)。

近端浊流沉积的岩性较粗, 主要为含砾粗中砂岩和含砾中细砂岩(图 5-e), 整体致密坚硬, 块状构造为主, 正粒序层理常见, 砾石主要为陆源碎屑颗粒, 其分选性中等到较差, 磨圆度较好, 个别砾石圆度很好且具氧化特征, 表明来源于水动力能量较强的近岸带环境, 概率曲线表现为重力流沉积特征。近端浊流沉积的厚度不大, 一般在50, cm以下, 几厘米到十几厘米常见, 多见不完整鲍马序列, 以A段常见, 部分还发育B段, 常与较深水泥岩及远砂坝沉积呈互层状。

远端浊流沉积岩性主要为砂质粉砂岩、含泥或泥质粉砂岩, 递变层理和块状构造常见(图 5-f), 分选性和磨圆度中等, 整体均一性好, 概率曲线表现为重力流沉积特征。远端浊流沉积的厚度更小, 以小规模片状分布为特征, 一般在20~30, cm以下, 相当于鲍马序列的A段, 多呈薄的夹层出现于暗色泥岩中, 也有与远砂坝沉积呈互层, 质纯时有一定含油性(图 5-f, 图6), 自然伽马值相对较高(图 6)。由此推断, 远端浊流沉积既可能是近端浊积物向深水区继续推进的产物, 又根据其粒度均一、以鲍马序列的A段出现和与暗色泥岩共生, 认为其可能是扇三角洲前缘远端砂坝在波浪作用下被带到较深水区沉积的产物(张关龙等, 2006; 鄢继华等, 2007, 2008)。

图6

Fig.6

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	图6 WZ油田T3井流一段远端浊流沉积微相特征Fig.6 Sedimentary characteristics of distant turbidite deposit of the Member 1 of Liushagang Formation in Well T3 of WZ Oilfield

液化流沉积比较少见, 主要岩性是褐色或浅色粉砂岩薄层, 呈块状, 单层厚度为厘米级, 夹于暗色泥质岩中, 发育泄水构造、旋卷变形构造等(图 5-g)。从成因和实验看这是扇三角洲前缘沉积的纯净粉砂质沉积, 因孔隙中富含水形成超孔隙水压力, 在震动等因素的触发下, 液化的粉砂质物失稳后沿斜坡向下流动, 这时孔隙流体因不断向上流动减少, 形成逃逸性的泄水构造, 一旦流体丧失殆尽, 就沉积下来形成块状无递变或递变差的液化流沉积(姜在兴, 2003)。

研究区流一段沉积类型复杂, 特别是重力流沉积很发育, 在水下分流河道、河口坝、远沙坝及河道间沉积中均有出现, 厚度一般不足1, m, 总体又很致密, 这就导致了流一段常规测井曲线形态的复杂性和储集层油气识别及分布预测的困难。在油田开发期采集的2口取心井岩心及其高精度测井扫描资料以及4口成像测井资料为上述问题的解决发挥了重要作用。基于高精度(5, cm)的岩心扫描GR和DEN曲线, 通过仔细研究, 建立了利用测井资料从曲线形态和交会图区分扇三角洲沉积与重力流沉积的方法, 尤其是可以有效地识别出重力滑塌沉积、碎屑流沉积和浊流沉积, 液化流沉积少见尚难以识别。在此基础上, 将高精度的岩心扫描曲线与分辨率较低的常规测井曲线对比后, 就可以在全井段识别出碎屑流沉积, 重力滑塌沉积与泥质碎屑流沉积较相似, 基本归于碎屑流沉积中; 浊流沉积虽厚度很小, 但主要出现于较深水沉积中, 是可以识别的。从图2就可以看出碎屑流沉积在流一段分布很普遍, 浊流则在深湖沉积中常见。

关于成像测井资料所发挥的作用主要体现在沉积构造解释、砂体古水流方向分析及分布预测方面, 因为研究区地震资料的分辨率都有限, 井点处古流向对砂体分布和沉积微相分析就起到了重要的作用。

在深入的单井相分析基础上, 根据精细准层序分析和对比结果, 结合油层赋存状况和测井古流向分析, 编制了流一段横向连井沉积相对比图(图 7)和主要油组(Ⅳ 、Ⅱ 油组)的沉积微相平面图(图 8)。

图7

Fig.7

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	图7 WZ油田流沙岗组一段东西向多井沉积相对比图Fig.7 East-west correlation of multiple well sedimentary microfacies of the Member 1 of Liushagang Formation in WZ Oilfield

图8

Fig.8

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图8 WZ油田流一段主力油组(Ⅳ 油组, a; Ⅱ 油组, b)沉积微相平面图Fig.8 Distribution of sedimentary microfacies of key oil units, Ⅳ interval (a) and Ⅱ interval (b)of the Member 1 of Liushagang Formation in WZ Oilfield

从图7看出, 流一段沉积前, 本区物源不足, 在广大区域形成深湖环境, 沉积了富含烃源岩的泥页岩和重力流沉积的流二段。进入流一段沉积期, 本区大体呈NEE— NE向, 随着湖盆基底沉降变缓, 气候变湿, 物源充沛, 来自北部和西部的物源注入湖盆, 由于北部斜坡带较陡, 水体较深, 在半深湖环境中形成了以扇三角洲前缘为主的沉积体系。从图8-a看出, 在关键的Ⅳ 油组沉积初期, 主要形成扇三角洲前缘水下辨状分流河道、河口坝、远砂坝和重力流沉积等微相, 其中北部是水下分流河道沉积发育区, 从部分井点古流向看物源主要来自北部, 其南侧是河口坝和远砂坝砂体分布区, 二者受湖水进退改造后保存下来但界限不易区分; 南部基本是前扇三角洲— — 深湖区域, 发育暗色泥质岩系和浊流沉积。Ⅲ 油组的沉积环境和沉积特征与Ⅳ 油组相似, 但持续时间和规模都明显变小, 自西向东总体上从水道过渡到水道的边缘, 显示出扇三角洲后退的迹象。

至Ⅱ 油组, 湖盆区域物源充沛, 从图8-b看, 物源来自北部和西部, 形成了两个较粗粒的扇三角洲前缘水下分流河道沉积, 构成了流一段最为发育的水道型优质储集层, 也是油田的主力含油层系, 在南部和东部广大区域为半深湖韵律性互层和浊流沉积。在Ⅱ 油组沉积的晚期物源供应能力下降, 许多地区由水下分流河道沉积演变为水道边缘沉积与河口坝沉积。到Ⅰ 油组沉积时, 盆地结构和物源发生较大变化, 主要是物源供应不足、盆地下陷幅度加大, 全区总体演变成前扇三角洲— — 半深湖环境, 沉积了较厚的以泥质为主的沉积岩系, 前期在北部存在的水道已经消失, 西部存在的水道退缩到K1井附近, 全区总体为远砂坝、韵律性互层和远端浊流沉积, 并保持了长期的稳定性。

总体来看, 流一段沉积期, 本区沉降与沉积基本保持平衡, 各井区基本处于较深水的扇三角洲前缘沉积环境。因斜坡带较陡, 近物源、近岸带碎屑物堆积快, 受特大洪水、风暴、地震等多种因素诱发产生沿斜坡顺坡及水道内的滑塌作用和重力流作用, 在斜坡带及较深水区形成重力流沉积与韵律性互层沉积并存的格局。

扇三角洲是断陷盆地边缘常见的一种沉积相, 多为湖盆与物源区之间高差大、坡度陡和地质构造活动性强的条件下, 近源扇三角洲辫状河流推进到较深水湖盆环境形成的(赵澄林等, 1992; 冯增昭, 1993), 其突出特征是具有厚而完整的进积序列。通过上述沉积微相分析和区域展布的研究, 建立了流一段较深水陡坡型扇三角洲沉积模式示意图(图 9)。

图9

Fig.9

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	图9 流一段较深水陡坡型扇三角洲沉积模式图Fig.9 Depositional model diagram of deeper water steep slope fan delta of the Member 1 of Liushagang Formation

从图9可看出, 在流一段沉积时, 物源较充分, 来自北部为主的近源扇三角洲注入本区, 形成较深水扇三角洲沉积, 因斜坡带较陡, 在扇三角洲前缘至前扇三角洲— — 半深湖环境经常发育各类重力流沉积, 主要沉积微相有水下分流河道、河口坝、远砂坝、韵律性互层和多种重力流沉积, 从远岸半深湖到近岸浅湖沉积总体构成远端浊积岩、近端浊积岩、远端重力滑塌沉积— 近端重力滑塌沉积、近端碎屑流沉积、远砂坝沉积、河口坝— 水下分流河道沉积的下细上粗的逆粒序扇三角洲沉积体系, 即所谓的进积型沉积序列。这种沉积序列的特征是以底负载为主, 沉积物较粗, 但因水体较深, 易于保存完整层序, 受波浪的影响, 河口坝多被改造, 侧向上并入席状砂, 构成朵叶状形态, 分布于扇体外缘。

该油田沉积类型及成因复杂、砂体厚度变化大、非均质性强, 致使油气层的成因认识、测井识别和砂体横向分布预测困难, 油田储量动用程度较低。为了增加可采储量, 提高油田产量及采收率, 亟需找到有利储集层及挖潜区域。

根据岩心观察和测试, 储集层的含油性与物性关系密切, 物性好的储集层含油性和产能都较好。从岩心看出, 有4类微相的砂体即水下分流河道、河口坝、远砂坝和远端浊流沉积含油性较好, 其他沉积因非常致密含油性很差。根据常规测井解释结果, 不同沉积微相的砂体物性差别较明显, 水下分流河道主体砂体的物性最好, 孔隙度和渗透率平均值分别为20.1%和196.2× 10^-3 μ m², 属于中孔中渗储集层; 水下分流河道边缘部位的砂体物性较好, 孔隙度和渗透率平均值分别为18.5%和36.8× 10^-3 μ m²; 河口坝砂体的孔隙度和渗透率平均值分别为14.2%和17.3× 10^-3 μ m², 远砂坝与远端浊积砂体的物性相似, 比河口坝砂体稍差, 基本都属于低孔低渗储集层, 但很多实例表明远端浊积砂体可形成有利的隐蔽油气藏(雷怀玉等, 1999; 鄢继华等, 2007, 2008; 陈国俊等, 2008)。根据物源研究、精细沉积微相分析和地震剖面资料, 在Ⅳ 油组沉积时(图 8-a), 预测在本区中部存在一个水下分流河道沉积区, 大面积缺乏井控, 储量动用程度低; 在Ⅱ 油组沉积时(图 8-b), 该水道仍存在, 但稍向岸萎缩, 这是一个有利的钻探挖潜区域。因此, 建议在T2井与K4井之间部署一口调整井位A(图 8-a), 以证实Ⅳ 油组和Ⅱ 油组的储集层发育情况和含油性。钻探结果证实, 所建议的井位A在Ⅳ 油组发现水道砂体, 在Ⅱ 油组主要发育水道边缘和河口坝砂体, 共钻遇油层斜厚64.1 m、垂厚为43, m, 效果很好, 为油田增储上产发挥了重要作用。