李晨暉 薛海濤 盧雙舫 楊金秀

海拉爾盆地烏北地區(qū)南屯組儲層特征與四性關(guān)系研究

李晨暉1，2薛海濤2盧雙舫2楊金秀2

（1.中國石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266000；2.中國石油大學(xué)（華東）非常規(guī)油氣與新能源研究院，山東 青島 266000）

海拉爾盆地烏北地區(qū)南屯組主要分布在蘇仁諾爾構(gòu)造帶兩側(cè)，生油洼槽的北東向，作為凹陷主要產(chǎn)能層位，發(fā)育良好的生儲蓋成藏條件。前人對該地區(qū)的層序格架、沉積環(huán)境及演化模式等進(jìn)行了深入研究，但有關(guān)四性關(guān)系研究內(nèi)容較少。故對烏北地區(qū)南屯組的錄井、測井及巖心等資料進(jìn)行收集整理，運用科學(xué)有效的數(shù)據(jù)分析方法，對研究區(qū)南屯組的巖性、物性、含油性及其相互之間的關(guān)系展開研究。

南屯組；海拉爾盆地；四性關(guān)系

烏爾遜凹陷是海拉爾盆地最主要的含油氣凹陷之一，油氣資源相對豐富，已獲得了一大批工業(yè)油氣流井，尤其是烏北地區(qū)油氣資源更為豐富。南屯組作為主要的產(chǎn)能層位，沉積主要發(fā)育扇三角洲前緣相，洼槽地帶呈現(xiàn)深湖-半深湖沉積。南屯組一段主要發(fā)育灰黑色粉砂質(zhì)泥巖、灰黑色礫巖及流紋質(zhì)凝灰?guī)r等，與下伏地層銅缽廟組呈不整合接觸。南屯組二段主要為一套灰色、灰白色細(xì)砂巖和泥質(zhì)粉砂巖組成，偶含灰黑色泥巖［1］。研究區(qū)由蘇102區(qū)塊、蘇131區(qū)塊、蘇31區(qū)塊三個主區(qū)塊組成。研究區(qū)油藏類型豐富且成藏條件好、地形復(fù)雜，巖石類型豐富，但儲層橫向變化復(fù)雜。為了更好地劃分有利區(qū)塊，本文對研究區(qū)的目的層段四性關(guān)系進(jìn)行探究，為油田二次開發(fā)的進(jìn)一步增產(chǎn)和儲層評價提供有力證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

海拉爾盆地位于大興安嶺西部，盆地內(nèi)主要為下白堊統(tǒng)地層，即興安嶺群、銅缽廟組、南屯組、大磨拐河組、伊敏組。銅缽廟組、南屯組和大磨拐河組發(fā)育了三套烴源巖，烴源巖厚度較大，有機質(zhì)含量高。烏爾遜凹陷是海拉爾盆地貝爾湖坳陷的二級構(gòu)造單元，為一南北向展布、西斷東超的箕狀斷陷［2］。蘇仁諾爾油田位于內(nèi)蒙古自治區(qū)海拉爾市新巴爾虎左旗銅缽廟北約29km［3］。構(gòu)造位置屬于海拉爾盆地貝爾湖坳陷烏爾遜凹陷北部蘇仁諾爾構(gòu)造帶，其含油層位主要為下白堊系統(tǒng)南屯二組，局部地區(qū)為南屯一組。

烏北次凹是由烏西大斷裂控制的西陡東緩、西斷東超的箕狀斷陷，發(fā)育扎和廟洼槽和烏北洼槽，北部和東部發(fā)育地形較緩的黃旗廟背斜構(gòu)造帶和烏東斜坡帶，中間被北東東走向的蘇仁諾爾走滑斷裂構(gòu)造帶分割，北部和東部發(fā)育地形較緩的黃旗廟背斜構(gòu)造帶和烏東斜坡帶，西側(cè)的嵯崗隆起和和東側(cè)的巴彥山隆起是烏北次凹的主要物源區(qū)［4］。烏北地區(qū)演化經(jīng)歷了斷陷初始期、斷陷強烈裂期、斷-坳轉(zhuǎn)換期及坳陷發(fā)育期，其中斷陷強烈裂陷期發(fā)育目的層段南屯組。南屯組油氣主要分布地區(qū)為蘇仁諾爾構(gòu)造帶兩側(cè)，油氣藏分布受整體構(gòu)造格架及斷裂體系的影響。

2 儲層特征

儲層的“四性”關(guān)系是指儲層的巖性、物性、含油性和電性之間的關(guān)系。研究“四性”關(guān)系是進(jìn)一步探究沉積相展布、油藏類型及其分布和有利區(qū)塊預(yù)測的基礎(chǔ)。其中，巖性起主導(dǎo)作用，直接影響了儲層物性特征，如顆粒大小、分選好壞和膠結(jié)類型等；而電性特征通過自然電位、電阻率等曲線響應(yīng)特征，對礦物的類型、孔隙度、滲透率等物性特征和含油飽和度等含油性特質(zhì)有良好的指示作用。前人對該目的層段的“四性”關(guān)系研究較少，為加強測井解釋和有利區(qū)塊劃分的精度，對研究區(qū)儲層“四性”作深入研究。

2.1 巖性特征

根據(jù)巖屑、巖心及電性資料綜合研究，蘇仁諾爾油田南屯組巖性主要以粉砂巖為主，粗砂巖次之。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景分析認(rèn)為，南屯組主要發(fā)育扇三角洲沉積體系、辮狀河沉積體系和濱淺湖沉積體系等，其中從南屯組到銅缽廟組沉積相類型主要有扇三角洲、辮狀河三角洲、河流、湖泊和沖積扇等。本區(qū)目的層段發(fā)育主要以粉砂巖、細(xì)砂巖、粗砂巖、砂礫巖以及泥質(zhì)粉砂巖，其中粉砂巖約占50%，泥質(zhì)粉砂巖約占18%，粗砂巖約占15%等；細(xì)砂巖和砂礫巖的含量相對較少一些，大約只占17%。

2.2 物性特征

儲層的物性特征主要包括孔隙度和滲透率的基本特征。其是評價和預(yù)測儲層的核心內(nèi)容，也是進(jìn)行儲層評價的基本參數(shù)。

由所得測井資料分析表明，烏北地區(qū)南一段巖心分析孔隙度平均為11.5%，滲透率平均1.26×10-3μm2；南二段巖心分析孔隙度平均為9.76%，滲透率平均13.8×10-3μm2；不同地區(qū)因沉積物性質(zhì)不同，物性差異比較明顯，孔隙度和滲透率數(shù)值還明顯表現(xiàn)受砂體所處沉積微相控制（見表1）。數(shù)據(jù)分析表明：扇三角洲沉積相的物性最好，湖底扇沉積相次之；湖相和辮狀河三角洲沉積相的物性較差，孔滲數(shù)值較低。

表1 沉積微相和孔隙度、滲透率關(guān)系

2.3 電性特征

電性特征是儲層巖性、物性和含油性的綜合反映。巖性、物性和含油性的差異，都從根本上影響著儲層在測井曲線上的綜合響應(yīng)。

本地區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜，不同沉積微相的電性特征不同。三角洲平原分流河道電性特征表現(xiàn)為高幅度自然電位曲線，呈齒化箱型；高幅度電阻率曲線，呈齒化箱型；總體呈高能態(tài)的測井曲線特征。相較于三角洲平原分流河道的高能態(tài)特征，三角洲前緣水下分流河道間灣則呈現(xiàn)低幅度的自然電位和電阻率曲線，整體呈低能態(tài)的測井曲線特征。

2.4 含油性特征

從圖1中可以看出，儲層巖樣含油級別以熒光為主，南一段和南二段均為40%左右；其次為含油，油跡油斑較少；油浸最低，且南二段沒有油浸。整體觀察南屯組含油性較好，南一段和南二段熒光、油跡和油斑含量相近；南二段含油明顯高于南一段；而南一段存在南二段缺乏的含氣和油浸顯示。作為研究區(qū)開發(fā)初期的主要產(chǎn)油層，南屯組在油田二次開發(fā)中也會成為主要開發(fā)目的層。

圖1 烏北地區(qū)南屯組含油級別直方圖

3 儲層四性關(guān)系

3.1 巖性與物性

研究區(qū)儲層巖性從細(xì)砂巖到粗砂巖，巖礦成分不同，儲層不同。本區(qū)南二段物性最好的是粗砂巖，細(xì)砂巖和砂礫巖次之，泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖最差。其中粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖的孔隙度分布區(qū)間最廣，其他三類的孔隙度區(qū)間相對較窄，主要分布在10%～14%。

蘇仁諾爾油田南屯組南二段不同的巖性的儲層其孔隙度分布不同，滲透率也不同。如圖2所示，從總的分布來看，每種巖性的滲透率變化范圍很大，兩極分化明顯；其中，粉砂巖分布區(qū)間最廣。

圖2 烏北地區(qū)南屯組物性與含油性關(guān)系圖

3.2 巖性與含油性

南屯組主要巖性類型有粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和粗砂巖等，研究區(qū)目的層段巖性與含油性有良好的對應(yīng)關(guān)系?？芍诳诐B性較差的情況下，粉砂巖含油性最好且主要呈油浸、油斑和油跡。相較于粉砂巖，泥質(zhì)粉砂巖和粗砂巖含有類型主要為熒光且含油性較差。

3.3 物性與含油性

目的層段的物性與含油性之間也有很好的匹配關(guān)系，含油級別高的儲層，滲透率和孔隙度也相應(yīng)增大，符合一般儲層成藏的規(guī)律。

由圖2可知，南二段主要含油類型為含油、油斑和油跡，而南一段含油類型主要為油浸、油跡和熒光。南一段物性與南二段物性相比，孔隙度和滲透率發(fā)育都較為集中，但南二段含油性明顯優(yōu)于南一段。

3.4 沉積相類型與含油性

研究區(qū)沉積相分布與油藏分布特征有密不可分的關(guān)系，探究不同沉積相類型的含油性可以更好地進(jìn)行儲層評價，劃分有利區(qū)域。目的層段主要發(fā)育辮狀河三角洲、湖底扇、湖相和扇三角洲4種沉積相類型。

扇三角洲在南屯組分布范圍較局限。主要發(fā)育礫巖、砂質(zhì)礫巖和細(xì)砂巖，磨圓度呈次棱狀-次圓狀。主要發(fā)育交錯層理、平行層理等。把扇三角洲相細(xì)分為三個亞相：扇三角洲平原亞相、扇三角洲前緣亞相和前扇三角洲亞相。

辮狀河三角洲在研究區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相，主要發(fā)育微相有：水下分流河道、分流河道間、楔狀砂（或席狀砂）。主要發(fā)育巖屑長石砂巖、混合砂巖等。分選中等偏好，磨圓度以次棱-次圓狀為主。主要發(fā)育不規(guī)則交錯層理和水平層理等。

湖底扇主要發(fā)育滑塌沉積和碎屑流沉積，主要發(fā)育典型的重力流沉積特征的遞變層理、包卷層理等。湖底扇內(nèi)扇分布較廣，主要為灰綠色、灰色中層狀爍巖，常與砂巖、泥巖等構(gòu)成向上變細(xì)的韻律。

湖泊相多以灰色、深灰色泥巖發(fā)育為特征，厚度大小代表了水體穩(wěn)定性能的變化。本區(qū)湖泊可劃分為濱淺湖亞相、較深湖亞相。水平層理常見。

觀察總結(jié)可得：湖底扇和扇三角洲沉積微相含油性最好，辮狀河三角洲和湖相沉積相含油性較差。在湖底扇沉積相范圍內(nèi)易劃分出含油氣有利區(qū)域。

4 結(jié)論

①分布在蘇仁諾爾構(gòu)造帶兩側(cè)的南屯組發(fā)育良好的生儲蓋條件，作為主要產(chǎn)油層，巖性主要以細(xì)砂巖、粉砂巖、砂礫巖、粗砂巖以及泥質(zhì)粉砂巖為主，其中泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖和粗砂巖物性較好。橫向上，不同地區(qū)因沉積物性質(zhì)不同，物性差異比較明顯：扇三角洲沉積相的物性最好，湖底扇沉積相次之；湖相和辮狀河三角洲沉積相的物性最差?？v向上，南二段相較于南一段物性和含油性較好，孔隙度滲透率分布較為集中且數(shù)值較大。

②目的層段四性關(guān)系密切且具有良好的匹配性。油氣顯示較好的地區(qū)其普遍特征為：孔滲性較好，巖性主要為粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖。扇三角洲和湖底扇沉積相分布區(qū)域中孔滲性較好的粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖地區(qū)應(yīng)為油田二次開發(fā)的重要勘探區(qū)域。

［1］秦雁群，鄧宏文，侯秀林，等.海拉爾盆地烏爾遜凹陷北部高分辨率層序地層與儲層預(yù)測［J］.石油天然氣地質(zhì)，2011（4）：97-103.

［2］平貴東，呂延防，付曉飛，等.海拉爾盆地烏爾遜-貝爾凹陷構(gòu)造演化對油氣成藏的控制作用［J］.地質(zhì)科學(xué)，2014（1）：114-130.

［3］劉穎超，張靜，劉金龍.烏爾遜凹陷三級層序地層特征及沉積相帶展布規(guī)律——以烏北次洼南屯組為例［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2013（23）：112-113.

［4］姜茵華.海拉爾盆地烏爾遜凹陷南屯組沉積相分析［J］.沉積學(xué)報，2011（4）：12-16.

Hailaer Basin Wubei Nantun Fomation Set of Reservoir Characteristics and the Four Sex Research

Li Chenhui1,2Xue Haitao2Lu Shuangfang2Yang Jinxiu2
（1.College of Geosciences,China University of Petroleum，Qingdao Shandong 266000；2.Research Institute of Unconventional Oil&Gas and Renewable Energy，Qingdao Shandong 266000）

The Hailaer Basin Wubei Nantun Formation are mainly distributed on both sides of Suzy Noel tectonic belt,source subsags north east,as the sag of the main production layer,well developed reservoir and cover accumulation conditions.Predecessors to the regional sequence framework,sedimentary environment and evolution model carried on the thorough research,but the content is a little research on four relationships.Reason for the Wubei Nantun Fomation set of logging,well logging and core data are collected,using scientific and effective data analysis method,the south tun group in the studied area the lithology,physical property,oiliness and researches on the relationship between each other.

Nantun Fomation；Hailar Basin；four sex

P618.13

A

103-5168（2017）09-0087-03

2017-08-03

國家自然科學(xué)基金項目“擬海底反射層BSR的地震精細(xì)描述和數(shù)值模擬研究”（編號：41406050）。

李晨暉（1992-），女，碩士在讀，研究方向：油氣地質(zhì)與勘探。