姜建偉

(中國石化河南油田分公司科技處，河南南陽 473132)

泌陽凹陷南部陡坡帶泌293井區(qū)沉積特征研究

姜建偉

(中國石化河南油田分公司科技處，河南南陽 473132)

綜合利用巖心、鉆井、測井、錄井、分析化驗等資料，開展泌陽凹陷南部陡坡帶沉積特征研究，確定研究區(qū)為水下沖積扇沉積體系；開展了砂體發(fā)育特征、沉積微相及展布、微相物性參數(shù)、微相含油性等研究，共劃分三種亞相、六種微相類型，其中扇根主河道和辮狀河道砂體儲集層物性及含油性最好，是油田產(chǎn)能建設(shè)的主要區(qū)域。

泌陽凹陷；南部陡坡帶；沉積體系；水下扇；儲層特征

1 區(qū)域地質(zhì)背景

泌陽凹陷位于河南省南部的唐河縣與泌陽縣之間，是南襄盆地中的一個富含油氣的次級小型斷陷[1-2]，面積約1 000 km2。凹陷被北西向栗園-唐河斷裂和北東向栗園-泌陽斷裂所夾持，形成南深北淺的箕狀凹陷。構(gòu)造單元大體可劃分為南部陡坡帶、中部深凹帶、北部斜坡帶。

栗園地區(qū)位于泌陽凹陷南部陡坡帶東段，緊鄰邊界斷裂[3-4]。由于受晚期構(gòu)造活動影響，沿邊界斷裂走向在淺層發(fā)育多個后期反轉(zhuǎn)構(gòu)造，泌293區(qū)構(gòu)造位置位于南部陡坡帶東部的栗園-唐河斷裂與栗園-泌陽斷裂的交叉部位，緊鄰兩條邊界斷裂。

2 沉積相標(biāo)志

2.1 巖石學(xué)特征

巖心觀察顯示，研究區(qū)巖性主要為砂質(zhì)礫巖、礫巖、角礫巖、含礫粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、白云質(zhì)泥巖、泥巖。砂礫巖多為雜色、砂巖大部分為灰色，僅遭油浸時呈褐色，磨圓差，次棱-棱角狀，分選中-差，砂巖顆粒大小不等，多含礫。

通過研究薄片、全巖等分析化驗資料，儲層巖性主要為砂質(zhì)礫巖、礫巖、角礫巖，石英含量1%～3%，平均含量為2.5%；長石含量2%～3%，平均含量2.3%；巖屑含量79%～97%，平均含量88.3%；黏土礦物X衍射檢測蒙脫石相對含量58%～82%，平均69.8%，說明儲層結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度都很低。

2.2 粒度分布特征

沉積巖的粒度主要受到搬運方式、搬運介質(zhì)、水動力條件、沉積環(huán)境等因素控制，其粒度累計曲線能夠有效的反映這些因素，研究區(qū)砂巖粒度最大粒徑為0.8～5 mm,主要粒徑0.125～1 mm，磨圓度次棱-次圓，分選中等，顆粒支撐，顆粒之間呈點、線和線凹凸接觸，為孔隙膠結(jié)類型。

2.3 沉積構(gòu)造特征

原生沉積構(gòu)造可以直觀反映介質(zhì)的性質(zhì)、流體水動力情況,沉積物的搬運和沉積方式，巖心觀察顯示核一段(H1)到核三段(H3)水下扇沉積發(fā)育遞變層理、塊狀層理、平行層理，在層面構(gòu)造上主要有沖刷-充填構(gòu)造、溝模、重荷模、變形構(gòu)造等，這些沉積構(gòu)造特征反映了核一段到核三段水下扇沉積是重力流和牽引流共同作用下形成[5]。

2.4 測井相特征

測井曲線的形態(tài)特征、變化特征、幅度特征及數(shù)值大小是儲集層巖性特征及其組合的反映，它不僅可以作為識別地層劃分的標(biāo)志，也可以用于沉積微相的劃分。實踐證明，不同沉積環(huán)境常常具有不同的測井曲線形態(tài)特征，通過建立取心井測井曲線的形態(tài)組合特征與砂體沉積層序之間的關(guān)系，就可以利用該關(guān)系對未取心井的測井曲線做出正確的地質(zhì)解釋，在研究區(qū)各種測井曲線中篩選出自然電位、自然伽馬、聲波時差、深側(cè)向電阻和淺側(cè)向電阻作為測井相分析的主要依據(jù)，并建立了南部陡坡帶測井相模式(圖1)。

3 沉積微相特征

圖1 泌陽凹陷南部陡坡帶測井相與巖石相

3.1 扇根亞相

3.1.1 扇根主水道

巖性以砂礫巖為主，碎屑流沉積形成，礫石粗細(xì)混雜，分選差，有一定磨圓，懸浮在砂巖中，礫石以白云巖和變質(zhì)巖為主，含量50%～60%，顆粒支撐為主，膠結(jié)較致密，粒間縫和構(gòu)造縫中見油斑顯示，厚度5～25 m。典型電性特征：特高阻齒化箱型或鐘型(圖1)，自然電位和自然伽馬低值，電阻率70～250 Ω·m ，聲波時差225～275 μs/m。

3.1.2 扇根水道間

巖性以含泥礫巖和含砂礫巖為主，泥石流沉積形成，礫石粗細(xì)混雜，分選極差，礫石懸浮在泥巖和砂巖中，礫石成分以白云巖和變質(zhì)巖為主，含量在50%～60%，膠結(jié)致密，泥質(zhì)支撐為主，厚度5～30 m。典型電性特征：特高-高阻齒化箱型或鐘型，自然電位和自然伽馬低值，電阻率90～400 Ω·m，聲波時差190～200 μs/m。

3.2 扇中亞相

3.2.1 辮狀水道

巖性以含礫砂巖、中砂巖和細(xì)砂巖沉積為主，分選磨圓較好，多呈遞變層理。辮狀水道頂部漸變?yōu)槟鄮r，底部多見底礫，平面形態(tài)一般窄而長呈放射狀延伸。厚度1～3 m，礫石被砂巖支持常呈下粗上細(xì)正韻律。典型電性特征：電阻中-高值箱型或鐘型，自然電位和自然伽馬低值，電阻率70～90 Ω·m，聲波時差250～280 μs/m。

3.2.2 漫流砂體

為沖積扇常見的一種沉積類型，巖性以細(xì)砂巖、粉砂巖沉積為主。分選中等。漫流砂體常與水道伴生，粒度較辮狀水道更細(xì)。厚度0.2～1 m，典型電性特征：電阻指狀中值，自然電位和自然伽馬指狀中值，電阻率50～80 Ω·m。

3.2.3 辮狀水道間

巖性以粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、白云質(zhì)泥巖為主，厚度1～5 m，平行層理，粉砂巖薄層分布于泥巖中。典型電性特征：電阻低-特低值，GR箱型高值，電阻率20～60 Ω·m。

3.3 扇端亞相

巖性以灰色泥巖、灰色白云質(zhì)泥巖為主，偶見薄層狀粉砂巖條帶，主要發(fā)育于水下沖積扇扇端區(qū)域，低能環(huán)境，發(fā)育平行層理，厚度2～10 m。典型電性特征：電阻低-特低值，自然電位和自然伽馬箱型高值，電阻率1～20 Ω·m，聲波時差150～200 μs/m。

4 沉積微相展布特征

4.1 沉積微相的平面展布

泌陽凹陷南部陡坡帶泌293區(qū)塊H3Ⅰ3油組到H1Ⅱ6油組，氣候條件和物源未發(fā)生大的變化，但由于南部大斷層向南移動，長期旋回是湖進扇退過程，水動力條件逐漸變?nèi)酰瑤r性表現(xiàn)為下粗上細(xì)，扇體逐漸向南移動(規(guī)?；静蛔?，古沖溝保持2～3條，方向常發(fā)生擺動。中短期旋回同樣具有下粗上細(xì)的正旋回，這主要是由于河道砂體的正韻律造成的，扇根附近的陣發(fā)性碎屑流沉積呈厚層塊狀層理(圖2)。

圖2 H1Ⅱ5、H2Ⅰ4、H2Ⅱ3 、H3Ⅰ3油組沉積相

H3I3油組：斷層位于泌293井附近，湖泊面積最小，沿著斷層發(fā)育3條古沖溝，河道砂體呈鳥足狀向北延伸，由于水下扇坡度逐漸變緩，水流也由主河道-辮狀河道-徑流-漫流演化，辮狀水道延伸至安2189井附近的研究區(qū)邊緣的最遠(yuǎn)位置。

H2Ⅱ3油組：斷層明顯向南移動，位于泌335井附近，湖泊范圍變大，湖進扇退過程，泌293井附近由H3I3油組時期的扇根亞相逐漸變?yōu)樯戎衼喯?，?189井附近變?yōu)樯榷四鄮r沉積。古沖溝數(shù)量未變但方向發(fā)生變化，由于氣候和物源未發(fā)生明顯變化，水下扇體的面積和H3I3時期變化不大。

H2I4油組：斷層位于園淺1井附近，湖泊范圍進一步變大，扇體向南移動，古沖溝變?yōu)?條方向也發(fā)生變化，辮狀河道5～10條，放射狀分布，指向湖泊中心。

H1Ⅱ5油組，斷層越過園淺1井繼續(xù)向南，湖泊面積基本達(dá)到最大，發(fā)育2條主水道，辮狀水道只能延伸到工區(qū)中部，扇體面積基本穩(wěn)定。

4.2 沉積微相垂向組合特征

南部陡坡帶水下扇形成于泌陽凹陷成長期[6]，由于湖盆面積不斷擴大，湖水進積，沖積扇向物源退積形成下粗上細(xì)的正旋回層序。這種自下而上依次發(fā)育扇根-扇中-扇端的相序組合是沖積扇最常見的垂向?qū)有?。但是很多時候洪水規(guī)模變化很大，洪水期碎屑流的強烈侵蝕下切作用，會將前期沉積的砂泥巖剝蝕，造成沉積相序垂相變化很不明顯，多期砂礫巖疊合(圖3)。

圖3 南部陡坡帶沉積相剖面

5 沉積微相物性特征

5.1 沉積微相物性參數(shù)特征

沉積作用影響下，不同沉積微相具有不同的巖石組成及物性特征，南部陡坡帶水下扇沉積的八種微相中，辮狀水道和扇根主水道砂體具有較好的孔隙度、滲透率和較大的粒度中值(表1)，是最有利的儲集相帶；漫流砂體分選好、但粒徑較小，孔隙度和滲透率偏低的二類儲集層；扇根水道間、辮狀河道間微相是泥質(zhì)含量高，孔隙度、滲透率極低的非儲集層。

5.2 沉積微相含油氣性

差異物性特征的各微相具有不同的含油性。研究區(qū)扇根主河道和辮狀河道為中孔、中喉道、中滲型儲集層， 漫流砂體為低孔、細(xì)喉道、中低滲型儲集層。泌

表1 沉積微相物性參數(shù)表

293井1040.4～1 044.8 m和1 081.0～1 085.8 m井段油浸含礫粗砂巖，典型的辮狀河道沉積微相，孔隙度14.95%、滲透率64×10-3μm2、電阻中-高值箱型或鐘型、自然電位自然伽馬低值。泌405井2 277.2～2 324.0 m 井段油斑砂礫巖，典型的扇根主河道微相，孔隙度8.8%、滲透率6.0×10-3μm2，特高阻齒化箱型或鐘型，自然電位、自然伽馬低值。泌129井1 715～1 716.8 m井段為油斑細(xì)砂巖，典型的漫流砂體微相，孔隙度11.0%、滲透率13.0×10-3μm2、電阻指狀中值、自然電位和自然伽馬指狀中-低值。

6 結(jié)論

(1)通過對巖心、巖屑、分析化驗資料、鑄體薄片、測井相、地震相等綜合研究，對泌陽凹陷南部陡坡帶沉積相進行較為深入的研究，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)在類似的沉積背景下發(fā)育多個水下扇，其中泌293區(qū)塊為典型的陣發(fā)性水下扇:主要分為扇根、扇中、扇端三種亞相和扇根主水道、扇根水道間、辮狀水道、辮狀水道間、漫流砂體、扇端泥六種沉積微相。

(2)在研究區(qū)各種測井曲線中篩選出自然電位、自然伽馬、聲波時差、深側(cè)向電阻和淺側(cè)向電阻作為測井相分析的主要依據(jù)，并建立了南部陡坡帶測井相模式和沉積相的平面分布特征。

(3)沉積微相及儲層物性研究認(rèn)為，南部陡坡帶砂體儲集性能以扇根主河道和辮狀河道微相最好，含油氣性最佳。因此這兩種相帶是研究區(qū)下一步評價和挖潛的主要目標(biāo)。

[1] 夏冬領(lǐng)，尹偉，李治.南襄盆地泌陽凹陷南部陡坡帶油氣成藏過程分析[J].石油實驗地質(zhì)，2010，32(3)：62-65.

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)06-0041-03

2015-07-15

姜建偉， 高級工程師，1969年生，1992年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院石油地質(zhì)專業(yè)，現(xiàn)從事油田開發(fā)工作。

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