李亞茹 李 華 楊朝強 周 偉 王 玉 劉圣乾 何幼斌

1 長江大學地球科學學院，湖北武漢 430100 2 中海石油(中國)有限公司海南分公司，海南?？?570312

近年來，對海底扇儲層構型研究時，主要對深海海底扇構型要素水道和朵葉的類型及特征、構型級次劃分方案、不同級次構型分布模式及成因機理和控制因素展開研究，揭示了單砂體分布樣式、定量規(guī)模及疊置關系等(Mutti and Normark，1987；Lambetal.，2003；Kolia，2007；Clark and Cartwright，2009；趙曉明等，2012，2019；Celmaetal.，2014；林煜等，2014；Kondetal.，2015；McArthuretal.，2016；張文彪等，2017；藺鵬，2018；Zhangetal.，2018；張佳佳和吳勝和，2019；張磊夫和李易隆，2020)，而對于淺海海底扇構型要素類型及特征、構型模式研究較少(鐘澤紅等，2015；黃銀濤，2016)。

南海鶯歌海盆地東方X氣田黃流組高溫高壓氣藏是中國海上開發(fā)的首個高溫高壓氣藏，具有良好的儲集層物性，中新統(tǒng)黃流組一段是東方X氣田的主力儲集層。該氣田發(fā)育淺海海底扇沉積，前人多是從層序地層學、沉積學、地震沉積學等角度出發(fā)，對該氣田內部地層分布特征、沉積特征、沉積演化及控制因素展開研究(李華等，2011；劉峰等，2015；黃銀濤，2016；王玉等，2019；岳紹飛等，2020)，其成果有效地促進了該區(qū)的油氣勘探。然而隨著氣田的逐步開發(fā)，大量動態(tài)資料表明研究區(qū)海底扇水道相互切割頻繁，砂體內部疊置連通性不易識別，極大地阻礙了有利儲集層的精細預測，從而影響了該區(qū)氣田勘探開發(fā)的進程。

為此，作者綜合利用巖心、鉆井、測井、三維地震和地震波阻抗反演成果等資料，通過對黃流組一段Ⅱb氣組淺海海底扇的微相組合、小層微相復合體、單一微相3個級次的儲層構型研究，構建儲集層內部砂體疊置樣式及儲層構型模式，探究影響淺海海底扇儲層構型發(fā)育的控制因素，為類似的儲層構型研究提供參考。該工作的開展不僅可以加深對于海底扇儲層構型單元特征、內部砂體疊置樣式及主控因素的認識，還可為油氣勘探提供地質依據(jù)。

1 區(qū)域地質概況

鶯歌海盆地位于海南島與印支半島之間，總體呈NW-SE走向，發(fā)育在南海北部大陸架，是一個新生代轉換—伸展型含油氣盆地(劉峰等，2015)。盆地分為鶯東斜坡帶、中央坳陷、鶯西斜坡帶和河內坳陷帶等4個一級構造單元，東方X氣田位于中央底辟帶西北部(圖1)。自新生代以來，盆地構造演化分為裂陷期和裂后期2個階段，裂后期進一步分為熱沉降期(中新世)和加速沉降期(上新世)，熱沉降期構造活動趨于平靜，沉降范圍擴大，主要發(fā)育濱淺海、三角洲及海底扇沉積(黃銀濤，2016；許璐，2018)。

盆地從下至上發(fā)育中新統(tǒng)三亞組、梅山組和黃流組，上新統(tǒng)鶯歌海組及第四系樂東組(廖計華等，2018)。黃流組分為2段，王華等(2015)將黃流組一段整體劃分為1個三級層序SQHL1，黃流組一段的底界面為S31、頂界面為S30和初始海泛面為S301，下部低位體系域(S301-S31)內部自下而上劃分為4個準層序組PSS4、PSS3、PSS2和PSS1。目的層位為準層序組PSS3的Ⅱb氣組，根據(jù)巖性變化及旋回特征等標志將Ⅱb氣組自下而上劃分為3個小層：PS4、PS5和PS6(表 1)。

表1 南海鶯歌海盆地東方X氣田黃流組一段低位域層序劃分Table 1 Sequence division of the lowerstand systems tract of Member 1 of Huangliu Formation of Dongfang X Gas Field in Yinggehai Basin，South China Sea

2 研究材料與方法

研究區(qū)鉆井數(shù)量少，僅8口井，且井距大。因此，僅利用鉆井信息對井間儲層構型單元進行精細預測存在較大的困難。所以，通過地震波形指示反演技術，能夠識別出厚度10 m左右的砂體，提高砂體識別精度和分析儲集層內部砂體疊置連通關系的能力。通過對比反演井旁地震道與實際波阻抗曲線、盲井驗證、反演數(shù)據(jù)連井剖面進行正演模擬等手段進行反演符合率驗證，反演結果具有較高的可靠性。

3 儲層構型特征

3.1 儲層構型級次劃分

儲層構型級次的劃分為構型研究的前提，既可以系統(tǒng)性地對儲集層進行表征，又可以利用不同級次表征的結果相互約束和驗證，達到更好地表征儲集層的目的(秦國省等，2015)。研究區(qū)東方X氣田黃流組一段的單一微相與張佳佳和吳勝和(2019)的7級構型單元水道/朵葉復合體類似，且考慮儲集層分布特征對油田開發(fā)生產(chǎn)的影響，確定了氣組微相組合為5級構型單元、小層微相復合體為6級構型單元、單一微相為7級構型單元的構型級次劃分方案，進而對研究區(qū)黃流組一段海底扇內部砂體疊置及連通規(guī)律進行研究，以期提高氣藏采收率(表 2)。

表3 南海鶯歌海盆地東方X氣田黃流組一段海底扇構型單元特征Table 3 Architecture unit characteristics of submarine fan in the Member 1 of Huangliu Formation of Dongfang X Gas Field in Yinggehai Basin，South China Sea

表2 南海鶯歌海盆地東方X氣田黃流組一段海底扇儲層構型級次劃分Table 2 Reservoir architecture classification of submarine fan in the Member 1 of Huangliu Formation of Dongfang X Gas Field in Yinggehai Basin，South China Sea

3.2 構型單元類型及特征

構型單元精細研究是其砂體構型研究的基礎(Xianetal.，2017；Liuetal.，2020)，因此在構型單元研究基礎上討論儲層構型特征，才能更準確地把握砂體構型的疊置連通規(guī)律?；趩尉?、測井和地震剖面對研究區(qū)構型單元特征研究，發(fā)現(xiàn)該區(qū)黃流組一段發(fā)育海底扇沉積，發(fā)育中扇亞相水道沉積、堤岸沉積、席狀砂及扇緣砂構型單元，各構型單元特征如下(表 3；圖2)。

Sm：塊狀層理砂巖；Sp：平行層理砂巖；Sg：遞變層理砂巖；SOD巖性突變面；Sd：變形層理砂巖；Sr：沙紋層理砂巖；Sy：含泥礫砂巖；Sh：均勻狀構造砂巖；Sc：含泥屑砂巖圖2 南海鶯歌海盆地東方X氣田黃流組一段海底扇構型單元類型及特征Fig.2 Architecture unit types and characteristics of submarine fan in the Member 1 of Huangliu Formation of Dongfang X Gas Field in Yinggehai Basin，South China Sea

圖3 南海鶯歌海盆地東方X氣田黃流組一段Ⅱb氣組地震屬性(RMS)(a)、厚度等值線(b)、波阻抗分布(c)與構型單元平面展布(d)Fig.3 Seismic attribute (RMS)(a)，thickness contour(b)，impedance distribution(c)and plane distribution of architecture unit(d)of the Ⅱb gas group of Member 1 of Huangliu Formation of Dongfang X Gas Field in Yinggehai Basin，South China Sea

a—水道沉積地震反演結果；b—水道沉積剖面構型；c—水道和堤岸沉積組合地震反演結果；d—水道和堤岸沉積組合剖面構型圖4 南海鶯歌海盆地東方X氣田黃流組一段Ⅱb氣組單井構型解剖圖(剖面位置見圖3-d)Fig.4 Single well architecture anatomy of the Ⅱb gas group of Member 1 of Huangliu Formation of Dongfang X Gas Field in Yinggehai Basin，South China Sea(see Fig.3-d for profile location)

堤岸沉積常發(fā)育在水道沉積的兩側，巖性主要為粉砂巖、粉—細砂巖，粒度比水道沉積細；測井曲線呈現(xiàn)齒化箱形與鐘形；地震反射剖面上為楔形、中等—好連續(xù)、中等—強反射特征，與水道沉積構成“海鷗翼狀”(圖2-d，2-e，2-f)，規(guī)模較水道沉積大。

扇緣砂發(fā)育于海底扇的邊緣，巖性主要為粉砂巖，發(fā)育水平層理，測井曲線顯示箱形和齒化箱形；地震剖面上顯示出中等—差連續(xù)、弱反射特征(圖2-j，2-k，2-l)，單一扇緣砂寬度513～1712 m，厚度12～31 m，寬厚比19.4～60.2。

3.3 構型單元平面展布特征

PSS3時期廣泛發(fā)育NW-SE向水道和堤岸，水道集中發(fā)育在北西和中部地區(qū)，2個大的水道帶，分為2期發(fā)育(圖3-d)。第一期，北西地區(qū)地層較厚，藍江物源細粒物質沉降下來，發(fā)育水道沉積和堤岸沉積，堤岸切疊水道；水道沉積充填后順物源向中心低洼處沉積，在中部最厚區(qū)沉積大型水道帶，延伸至B-11井附近，內部5個水道疊置關系復雜，在西南、東北和東南也發(fā)育有3個水道和堤岸；第一期的水道沉積充填后溢出，順物源向東南沉積，形成第二期水道沉積和堤岸沉積。A2井發(fā)育堤岸沉積，B-4井附近發(fā)育W-E向的水道和堤岸，規(guī)模較大，東南的NW-SW向水道和堤岸是由第一期的東北方向的水道和堤岸順物源方向沉積充填形成。外側以發(fā)育席狀砂為主，常見細砂巖、粉砂巖，海底扇邊緣發(fā)育扇緣砂構型單元。

3.4 儲集層內部砂體疊置樣式

依據(jù)上述擬定的構型級次劃分方案，在井-震聯(lián)合標定和構型單元解釋的基礎上，利用井-震結合的方法，開展了研究區(qū)黃流組一段海底扇儲層構型表征。

由構型單元研究可知，C-14井黃流組一段發(fā)育水道沉積、A2井黃流組一段發(fā)育堤岸沉積，以C-14井和A2井為例，進行單井構型研究。結合構型單元平面展布和地震反演剖面綜合分析，C-14井在Ⅱb氣組鉆遇1厚層砂，厚86.2 m，測井曲線顯示箱形，地震反演剖面上水道沉積內砂體呈層狀充填式，頂部見少量垂向切疊式，水道沉積與溢出的席狀砂砂體波阻抗值明顯不同，表明為不同套砂體，砂體斷開不連通；席狀砂呈楔狀，多期垂向加積，連續(xù)性好；席狀砂與邊部扇緣砂弱連通(圖4-a，4-b)。A2井在Ⅱb氣組鉆遇1較厚層細砂巖，厚15.7 m，向上巖性變細、為泥質粉砂巖；測井曲線顯示箱形、鐘形、漏斗形，地震反演剖面上水道沉積內砂體呈層狀充填式，兩側的堤岸沉積側向切疊，堤岸沉積與席狀砂弱聯(lián)通(圖4-c，4-d)。

a—B-11井—C-14井地震反演結果；b—B-11井—C-14井剖面構型圖圖5 南海鶯歌海盆地東方X氣田黃流組一段Ⅱb氣組連井構型解剖圖(剖面位置見圖3-d)Fig.5 Architecture anatomy of well connection configuration of the Ⅱb gas group of Member 1 of Huangliu Formation of Dongfang X Gas Field in Yinggehai Basin，South China Sea(see Fig.3-d for profile location)

基于沉積微相的精細刻畫，綜合考慮構型單元、砂體構型級次劃分、測井和地震反演振幅反射特征對砂體儲層構型疊置樣式進行分類，建立了東方X氣田中新統(tǒng)黃流組一段Ⅱb氣組儲集層內部砂體疊置樣式。水道沉積內砂體發(fā)育層狀充填和垂向切疊2種垂向疊置樣式，以層狀充填為主；堤岸沉積內部砂體為側向切疊式；席狀砂和扇緣砂內部砂體也以層狀充填式為主(圖6)。

圖6 南海鶯歌海盆地東方X氣田黃流組一段Ⅱb氣組儲集層內部砂體疊置樣式Fig.6 Aggradation of reservoir internal sand bodies in the Ⅱb gas group of Member 1 of Huangliu Formation of Dongfang X Gas Field in Yinggehai Basin，South China Sea

作者主要考慮到以下因素：(1)沉積背景方面，研究區(qū)鶯歌海盆地東方X氣田中新統(tǒng)黃流組一段Ⅱb氣組為海底扇的中扇遠端—下扇亞相，重力流能量較弱，沉積物較細，以水道沉積和堤岸沉積為主，水道侵蝕能力較弱，以充填、沉積作用為主；(2)僅在PS6時期，因水道充填將滿、要消亡時，出現(xiàn)了小水道垂向切疊；(3)野外露頭中，鄂爾多斯盆地西緣奧陶系拉什仲組垂向加積型水道沉積，以層狀充填為主(李華等，2018；李華和何幼斌，2020)。因此，盡管在理論上還存在水道內部的次級水道斜切及拼接情況，但本次仍采用水道沉積內部層狀充填樣式進行儲層構型特征研究。

4 儲層構型的主要控制因素

儲層構型控制因素多樣(Clark and Cartwright，2009；Gongetal.，2016a，2016b；陳宇航等，2017；梁曉偉等，2021)，研究區(qū)儲層構型主要受控于物源供給、地形坡度及重力流流體能量的強弱。

4.1 物源供給

物源可影響構型單元發(fā)育的規(guī)模及位置，晚中新世黃流組一段沉積時期，研究區(qū)整體處于相對穩(wěn)定的淺海環(huán)境，西北部的藍江三角洲前緣滑塌供源，沿坡折帶由溝槽向陸架內的坳陷運移。中央坳陷的西北部靠近物源，重力流能量相對較強，此時以水道沉積發(fā)育為主，水道沉積兩側的堤岸沉積較少發(fā)育，且此時水道沉積規(guī)模較大；遠離物源區(qū)，隨著重力流能量的逐漸減弱，此時以堤岸沉積、席狀砂和扇緣砂發(fā)育為主，水道沉積規(guī)模較小。水道沉積在近物源區(qū)與遠物源區(qū)的寬度與深度之間均呈負相關冪函數(shù)關系，但二者的變化規(guī)律不盡相同(公式(1)，(2)；圖7)。近物源區(qū)水道沉積多為窄厚型，遠物源區(qū)水道沉積多為寬薄型，且有利于堤岸沉積構型單元的發(fā)育。順物源方向發(fā)育水道沉積—堤岸沉積—席狀砂—扇緣砂構型單元，以層狀充填和垂向切疊式—層狀充填、垂向切疊和側向切疊式—層狀充填式—層狀充填式內部砂體疊置樣式為主要特征。

y1=465.01x1-0.366，R2=0.7257

(1)

y2=831.99x2-0.545，R2=0.6506

(2)

式中：y1和y2分別為近物源區(qū)水道沉積的厚度和遠物源區(qū)水道沉積的厚度，單位為m；x1和x2分別為近物源區(qū)水道沉積的寬度和遠物源

圖7 南海鶯歌海盆地東方X氣田黃流組一段Ⅱb氣組水道沉積寬度與厚度的關系Fig.7 Relationship between width and thickness of channel in the Ⅱb gas group of Member 1 of Huangliu Formation of Dongfang X Gas Field in Yinggehai Basin，South China Sea

R

2

圖8 南海鶯歌海盆地東方X氣田黃流組一段Ⅱb氣組水道沉積與堤岸沉積寬度、厚度與坡度的關系Fig.8 Relationship between width，thickness and slope gradients of channel and levee in the Ⅱb gas group of Member 1 of Huangliu Formation of Dongfang X Gas Field in Yinggehai Basin，South China Sea

4.2 地形坡度

地形坡度與構型單元的演化密切相關。研究區(qū)地形坡度為0.1°～2.9°，0.1°～1.8°為緩坡區(qū)，1.8°～2.9°為陡坡區(qū)。堤岸沉積、席狀砂和扇緣砂在緩坡區(qū)較為發(fā)育，堤岸沉積坡度與厚度呈正相關性、與寬度呈負相關性。席狀砂和扇緣砂坡度極小，小于0.3°，堤岸沉積坡度0.3°～1.8°。水道沉積多發(fā)育在陡坡區(qū)，沉積厚度較大但寬度較小，厚度隨坡度的增加而增加，而寬度隨坡度的增加而減小(圖8)。

4.3 重力流能量

研究區(qū)中新統(tǒng)黃流組一段重力流能量較弱，侵蝕過路極少。水道沉積由于重力流能量相對較強，以充填、沉積作用為主，遷移及相互侵蝕、切割特征較少見，內部重力流流態(tài)較為穩(wěn)定，沉積物濃度較低，通常內部砂體以層狀充填式為主。而對于堤岸沉積來說，由于重力流能量減弱，以側向切疊式為主。席狀砂和扇緣砂也主要以層狀充填式為主，但單期砂體厚度較小，表明重力流能量已經(jīng)達到最弱。重力流能量較強時，侵蝕能力強，水道內部次級水道相互侵蝕、切割，水道沉積內部砂體以下切式為主(趙曉明等，2012；李華和何幼斌，2020)，該類型水道常見于鄂爾多斯盆地和瓊東南盆地等深水環(huán)境中，水道底部可見明顯的侵蝕特征，整體遷移不明顯，沉積物粒度較粗(Khan and Arnott，2011)。

5 儲層構型模式

鶯歌海盆地東方X氣田中新統(tǒng)黃流組一段Ⅱb氣組發(fā)育淺海陸架背景下的海底扇，主要發(fā)育水道沉積、堤岸沉積、席狀砂和扇緣砂構型單元。受物源供給、地形坡度及重力流流體能量強弱的影響，其構型特征自西北向東南存在差異。

在西北近物源位置，發(fā)育第一期水道沉積，規(guī)模較大，發(fā)育一大型水道帶，水道帶內部砂體連續(xù)且呈層狀充填式；在遠物源位置，發(fā)育第二期水道沉積，且規(guī)模減小，堤岸沉積、席狀砂、扇緣砂規(guī)模增大。堤岸沉積內部砂體為側向切疊疊置樣式，水道沉積與堤岸沉積組合內部砂體為層狀充填、垂向切疊和側向切疊的疊置樣式，席狀砂和扇緣砂微相內部砂體也呈層狀充填。綜合上述認識，最終建立了東方X氣田中新統(tǒng)黃流組一段Ⅱb氣組的儲層構型模式(圖9)。

圖9 南海鶯歌海盆地東方X氣田黃流組一段Ⅱb氣組儲層構型模式Fig.9 Reservoir architecture model of the Ⅱb gas group of Member 1 of Huangliu Formation of Dongfang X Gas Field in Yinggehai Basin，South China Sea

6 結論

1)南海鶯歌海盆地東方X氣田黃流組一段Ⅱb氣組海底扇儲集層共發(fā)育4種構型單元，分別是水道沉積、堤岸沉積、席狀砂和扇緣砂。水道沉積地震反射剖面上顯示U形、V形和W形，中等連續(xù)，強反射特征；堤岸沉積測井曲線呈現(xiàn)齒化箱形與鐘形，地震反射剖面上為楔形、中等—好連續(xù)、中等—強反射特征；席狀砂測井曲線呈齒化箱形和指形，地震剖面上為席狀、平行—亞平行、強反射特征；扇緣砂以粉砂巖為主，測井曲線顯示箱形和齒化箱形，地震剖面具中等—差連續(xù)、弱反射特征。

2)Ⅱb氣組以水道沉積及席狀砂發(fā)育為主，分2期發(fā)育，水道沉積整體呈NW-SE向展布。第一期以大型水道帶發(fā)育為主，第二期堤岸沉積較為發(fā)育，外側以發(fā)育席狀砂為主，扇緣砂發(fā)育在海底扇邊緣。

3)儲集層內部砂體有3種疊置模式。水道沉積內部砂體以層狀充填式為主，垂向切疊式少見；堤岸沉積內部砂體為側向切疊式，席狀砂和扇緣砂也為層狀充填式。

4)儲層構型受控于物源供給、地形坡度及重力流能量。研究區(qū)地形坡度為0.1°～2.9°，靠近物源時重力流能量相對較強，坡度較大，以水道沉積發(fā)育為主；遠離物源區(qū)重力流能量減弱，坡度較小，以堤岸沉積、席狀砂和扇緣砂發(fā)育為主。

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