高永德 孫殿強(qiáng) 陳 鳴 孫本強(qiáng) 劉 博

(1.中海石油(中國)有限公司湛江分公司 廣東湛江 524057； 2.斯倫貝謝(中國)地球科學(xué)與石油工程研究院 北京 100015)

陵水17-2氣田是中國海域自營深水勘探的第一個(gè)重大油氣發(fā)現(xiàn)[1]。該氣田位于瓊東南盆地陵水凹陷中央峽谷，主要發(fā)育重力流儲(chǔ)層。隨著勘探進(jìn)程的推進(jìn)，對(duì)該氣田的研究和認(rèn)識(shí)也更加全面和深入，特別是在儲(chǔ)層沉積特征的研究方面取得了較多的研究成果[2-6]。這些成果大多數(shù)都借助于地震資料和有限的巖心資料，二者的尺度差異大、解釋周期長。成像測井資料尺度介于地震和巖心之間，連續(xù)性更好，測井作業(yè)與解釋周期都較短，更加高效和易于快速準(zhǔn)確地做出決策。

本文重點(diǎn)從隨鉆電阻率成像(GVR)測井資料出發(fā)，綜合地震、巖心、井壁取心和錄井等資料，全面精細(xì)刻畫了研究區(qū)重力流沉積特征，總結(jié)出砂體的平面分布和縱向演化規(guī)律，提出了研究區(qū)沉積模式，為研究區(qū)進(jìn)一步勘探和開發(fā)提供了可靠的依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

瓊東南盆地為新生代陸緣型離散邊緣盆地，其西部與鶯歌海盆地相鄰，東北部與珠江口盆地相接，北起海南隆起，東南至西沙-中沙隆起[7]，呈NE向展布。該盆地具有南北分帶、東西分塊的基本構(gòu)造格局，由北向南依次劃分為北部坳陷帶、北部(中部)隆起帶、中央坳陷帶、南部隆起帶及南部坳陷帶等5個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元[8]。該盆地新生代先后經(jīng)歷了斷陷期、斷拗期、熱沉降期和加速沉降期，可劃分為裂陷期和裂后期沉積，具有早期陸相斷陷、晚期海相拗陷的特點(diǎn)和下斷上坳的雙層結(jié)構(gòu)，其中裂陷階段(古近紀(jì))接受了始新統(tǒng)陸相、下漸新統(tǒng)崖城組海陸過渡相、上漸新統(tǒng)陵水組濱淺海相沉積充填；拗陷階段(新近紀(jì)—第四紀(jì))接受了濱淺海相到深海相的連續(xù)沉積，包括下中新統(tǒng)三亞組、中中新統(tǒng)梅山組、上中新統(tǒng)黃流組、上新統(tǒng)鶯歌海組和第四系。

中央峽谷位于瓊東南盆地中央坳陷帶，平行于陸架坡折帶發(fā)育，為1個(gè)S形軸向深海峽谷，西起鶯歌海盆地，經(jīng)樂東-陵水凹陷、松南低凸起、寶島-長昌凹陷，向東延伸至西沙海槽，終止于南海西北次海盆[9]。陵水17-2構(gòu)造位于瓊東南盆地深水區(qū)，是發(fā)育于中央峽谷陵水段內(nèi)的巖性圈閉群，可劃分為多個(gè)塊體，為探明氣田的成藏類型、沉積和構(gòu)造特征、儲(chǔ)層物性及產(chǎn)能情況，在每1塊體上均部署有1口探井(圖1)。鉆井結(jié)果表明，陵水17-2構(gòu)造主要目的層黃流組平均厚度為249 m，主要發(fā)育泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖和細(xì)砂巖，主要分布在海底扇與淺海—半深海陸坡相區(qū)，沉積物以灰色為主，沉積構(gòu)造多樣，縱向變化頻繁。陵水17-2區(qū)塊黃流組以重力流沉積為主，局部為牽引流沉積，重力流環(huán)境中流體機(jī)制復(fù)雜多變，形成了濁流、碎屑流和塊體搬運(yùn)綜合的沉積特征。

圖1 研究區(qū)位置Fig .1 Location of the study area

2 巖心刻度GVR成像

在對(duì)6口井GVR測井資料解釋之前，先利用巖心或井壁取心對(duì)成像特征進(jìn)行刻度和對(duì)比[10]，然后根據(jù)標(biāo)定的結(jié)果對(duì)全井無取心段的巖性、沉積構(gòu)造等進(jìn)行識(shí)別和劃分，最后總結(jié)出研究區(qū)巖心或井壁取心與成像資料之間的關(guān)系，即GVR圖像橫向和縱向分辨率為1.2 in(3.048 cm)條件下可以真實(shí)地反映井壁上細(xì)微的巖性及沉積構(gòu)造特征，但它的顏色與實(shí)際巖石的顏色不相干。在此基礎(chǔ)上，最終實(shí)現(xiàn)全區(qū)成像測井的地質(zhì)刻度，圖2為L1井黃流組巖心和壁心資料刻度GVR成像結(jié)果。

圖2 L1井黃流組巖心和壁心資料刻度GVR成像Fig .2 GVR image calibrated by core and sidewall core of Huangliu Formation in Well L1

3 重力流沉積特征

3.1 沉積構(gòu)造特征

沉積構(gòu)造是判斷油氣儲(chǔ)層的古流向、沉積介質(zhì)性質(zhì)、水動(dòng)力狀況、沉積環(huán)境以及識(shí)別沉積物所經(jīng)受的物理、化學(xué)和生物作用的重要標(biāo)志[10-11]，因此獲得清晰、準(zhǔn)確的沉積構(gòu)造特征尤為重要。隨鉆電阻率成像資料具有分辨率高、連續(xù)性強(qiáng)和全井眼覆蓋的特點(diǎn)，可以識(shí)別出研究區(qū)重力流沉積構(gòu)造特征，經(jīng)巖心或井壁取心刻度后可以成為識(shí)別和劃分不同成因重力流沉積類型的重要依據(jù)。

陵水17-2氣田6口井黃流組均以重力流沉積為主，主要發(fā)育粒序?qū)永?、泄水?gòu)造、塊狀構(gòu)造、層狀構(gòu)造、包卷層理、變形層理和疊合層理等。疊合層理[12]發(fā)育于深水區(qū)陡坡帶，是能量高的重力流沉積物將先前沉積的鮑瑪序列中的Tc至Td段侵蝕掉，多期沉積后形成Ta和Tb段反復(fù)出現(xiàn)、相互疊加的層理組合；研究區(qū)發(fā)育低角度疊合層理和高角度疊合層理，多由粉砂或中細(xì)砂巖組成。層狀構(gòu)造發(fā)育于深水區(qū)緩坡帶，是能量相對(duì)低的重力流沉積物間歇性注入形成分層構(gòu)造的砂-粉砂-泥系統(tǒng)。疊合層理與層狀構(gòu)造均為研究區(qū)識(shí)別濁流沉積的重要標(biāo)志。

對(duì)于研究區(qū)沉積構(gòu)造的識(shí)別，除利用巖心和壁心資料刻度GVR成像外，還要運(yùn)用豐富的成像解釋經(jīng)驗(yàn)，參照其他區(qū)塊重力流沉積構(gòu)造成像特征。此外，研究區(qū)也可見到牽引流特征的沉積構(gòu)造，如交錯(cuò)層理，可能為底流改造的結(jié)果。

3.2 沉積構(gòu)造組合樣式

通過統(tǒng)計(jì)研究區(qū)6口井黃流組的沉積構(gòu)造組合發(fā)育數(shù)量及模式得出：①常見沉積構(gòu)造組合樣式由下至上依次為變形層理(De)、塊狀構(gòu)造(Ma)、高角度疊合層理(HAm)、低角度疊合層理(LAm)和層狀構(gòu)造(La)(圖3、4)。②層狀構(gòu)造多由泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖組成，屬濁流沉積；疊合層理由粉砂和中細(xì)砂巖組成，屬濁流沉積；塊狀構(gòu)造由砂巖構(gòu)成，常夾有鈣質(zhì)結(jié)核，厚度相對(duì)較大，屬砂質(zhì)碎屑流沉積段；變形層理巖石粒度變化范圍較大，從粗砂巖、含礫粗砂巖到泥巖都有可能發(fā)育，主要取決于物源粒度，屬滑塌沉積。③大多不具有完整的沉積序列，而是不同層段間相互組合、反復(fù)出現(xiàn)。研究區(qū)黃流組主要發(fā)育疊合層理-層狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造-疊合層理、變形層理-塊狀構(gòu)造等3種沉積構(gòu)造組合(圖5)，有利氣層一般在疊合層理-層狀構(gòu)造組合的濁積水道發(fā)育。

圖3 陵水17-2氣田黃流組儲(chǔ)層常見沉積構(gòu)造組合樣式Fig .3 Sedimentary structure combination of Huangliu Formation in LS17-2 gas field

圖4 陵水17-2氣田黃流組沉積構(gòu)造發(fā)育程度統(tǒng)計(jì)Fig .4 Statistics of sedimentary structures of Huangliu Formation in LS17-2 gas field

圖5 陵水17-2氣田黃流組重力流沉積主要沉積序列組合Fig .5 Main sedimentary sequences of gravity flows of Huangliu Formation in LS17-2 gas field

3.3 重力流成因類型

深水重力流沉積物按照成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的不同可劃分為不同的沉積類型，研究區(qū)黃流組共識(shí)別出滑塌沉積、砂質(zhì)碎屑流沉積、泥質(zhì)碎屑流沉積和砂質(zhì)濁流沉積等4種沉積類型(圖6、7)。

3.3.1 滑塌沉積

屬于塊體搬運(yùn)體系。盆地基底的隆升或斷層活動(dòng)等誘發(fā)機(jī)制使得峽谷兩側(cè)谷壁或鶯歌海盆地東南部陸架坡折帶三角洲和低位楔沉積物發(fā)生崩落、滑動(dòng)、滑塌而形成滑塌沉積體。成像和取心資料均可觀察到包卷層理和變形層理發(fā)育，底部發(fā)育沖刷面，指示區(qū)域上具有明顯的侵蝕和沖刷能力。巖石粒度變化范圍較大，主要受滑塌體粒度的影響，如L2井黃流組Ⅰ氣組為灰色粉砂巖，以石英為主，偶見黃鐵礦，發(fā)育變形層理；L3井黃流組Ⅲ氣組發(fā)育滑塌泥巖，有機(jī)質(zhì)含量低，石英和長石含量高，巖性脆，易發(fā)育裂縫。研究區(qū)滑塌沉積構(gòu)造基本特征和識(shí)別標(biāo)志為：①在滑動(dòng)和滑塌過程中，沉積物發(fā)育包卷層理(圖6d)和變形層理(圖7b)等滑塌構(gòu)造；②砂巖之間或砂泥之間發(fā)育的滑脫面；③滑塌沉積體侵蝕下伏地層形成的沖刷面。

3.3.2 砂質(zhì)碎屑流沉積

隨著海平面逐漸上升，中央峽谷由下切轉(zhuǎn)變?yōu)榻邮艹练e,發(fā)育砂質(zhì)碎屑流沉積，包括灰色細(xì)砂巖、灰色粉砂巖、灰色粉細(xì)砂巖和灰色泥質(zhì)粉砂巖，以細(xì)砂巖和粉砂巖為主[12-16]。研究區(qū)發(fā)育的砂質(zhì)碎屑流沉積構(gòu)造基本特征和識(shí)別標(biāo)志：①塊狀砂巖，質(zhì)純，厚度相對(duì)較大，且流動(dòng)過程中有較少的泥質(zhì)混入(圖6f、圖7a)，反映了分選性好的物源供應(yīng)；②塊狀砂巖的中部和頂部發(fā)育有不規(guī)則泥質(zhì)團(tuán)塊(圖6g)，泥質(zhì)團(tuán)塊和下部深海、半深海泥巖顏色一致，推測是在砂質(zhì)碎屑流流動(dòng)過程中對(duì)底部泥巖侵蝕所致；③長條狀泥質(zhì)撕裂屑，通過巖心和井壁取心可以觀察到灰色粉砂巖中夾有泥質(zhì)紋層，且平行于層面發(fā)育(圖6i)，是由砂質(zhì)碎屑流流動(dòng)過程中分異作用或沉積物在沉積后沿破裂面滑動(dòng)造成[17-18]；④負(fù)載構(gòu)造，砂質(zhì)碎屑流沉積物陷入下伏泥巖形成；⑤頂?shù)淄蛔兘佑|，頂部與深海、半深海相泥巖或水下分流河道突變接觸，底部因砂質(zhì)碎屑流不具有下切侵蝕作用而和深水沉積物呈突變接觸。

注：a—淺灰色泥巖，紅色箭頭指示條帶狀砂質(zhì)紋層，藍(lán)色箭頭指示砂質(zhì)透鏡狀層理，L1井，3 344.8 m；b—灰色泥巖，整體顯示水平層理，箭頭指示為粉砂質(zhì)透鏡狀層理， L4井，3 199 m；c—灰色泥巖，整體顯示水平層理，紅色箭頭指示灰白色薄層砂質(zhì)紋層，藍(lán)色箭頭指示負(fù)載構(gòu)造和球枕構(gòu)造，L3井，3 212.8 m；d—灰色細(xì)砂巖，箭頭指示為包卷層理，L1井，3 342.6 m；e—灰色粉砂巖，塊狀構(gòu)造，L3井，3 211.5 m；f—灰色粉砂巖，塊狀構(gòu)造，箭頭指示泥質(zhì)團(tuán)塊， L8井，3 399.7 m；g—灰色粉砂巖，爬升波狀層理，箭頭指示為輕微變形，L1井，3 343.05 m；h—灰色細(xì)砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)，層狀構(gòu)造，L1井，3 343.8 m；i—灰色粉砂巖，碎屑顆粒分選較好，箭頭指示泥質(zhì)紋層，見少量暗色礦物及云母碎片，L4井，3 386 m。

圖6 陵水17-2氣田黃流組重力流沉積構(gòu)造特征

Fig .6 Sedimentary structural characteristics of gravity flow of Huangliu Formation in LS17-2 gas field

注：a—L4井，塊狀構(gòu)造砂巖，砂質(zhì)碎屑流沉積；b—L8井，變形層理細(xì)砂巖，滑塌沉積；c—L7井，層狀構(gòu)造含鈣質(zhì)結(jié)核，砂質(zhì)濁流沉積；d—L4井，疊合層理，砂質(zhì)濁流沉積。

圖7 陵水17-2氣田黃流組重力流沉積GVR圖像

Fig .7 GVR images of gravity flow sedimentary of Huangliu Formation in LS17-2 gas field

3.3.3 泥質(zhì)碎屑流沉積

該類沉積物源供應(yīng)主要以泥巖為主，具有較強(qiáng)的黏結(jié)性。黃流組識(shí)別出的該類沉積主要為灰色粉砂質(zhì)泥巖和灰黑-深灰色泥巖，其間夾有少量砂質(zhì)顆粒和砂質(zhì)團(tuán)塊。經(jīng)觀察巖心或井壁取心，結(jié)合GVR圖像資料總結(jié)出研究區(qū)黃流組泥質(zhì)碎屑流沉積構(gòu)造基本特征和識(shí)別標(biāo)志為：①整體為塊狀泥巖，局部見砂巖團(tuán)塊(圖6a、c)；②砂質(zhì)分散不均的塊狀泥巖；③泥巖夾砂質(zhì)紋層(圖6a、b、c)。

3.3.4 砂質(zhì)濁流沉積

即具有鮑瑪序列的濁積巖。1個(gè)鮑瑪序列是1次濁流事件的記錄，由下而上分為Ta、Tb、Tc、Td、Te等5段。Ta具正粒序、遞變層理，為濁流沉積；Tb和Tc具有牽引流沉積特征，指示濁流向牽引流轉(zhuǎn)換，但文獻(xiàn)[19-20]認(rèn)為是深水底流對(duì)下伏濁積巖和砂質(zhì)碎屑流沉積改造的結(jié)果；Td和Te段為懸浮沉積作用形成。研究區(qū)黃流組濁流沉積物為灰色泥質(zhì)粉砂巖、灰色粉砂巖、灰色粉細(xì)砂巖和灰色細(xì)砂巖，砂質(zhì)濁流沉積構(gòu)造基本特征和識(shí)別標(biāo)志為：①鮑瑪序列Ta和Tb相互疊加、反復(fù)出現(xiàn)的疊合層理(圖7d)、層狀構(gòu)造(圖6c、h)和Tb -Tc序列(圖6h)；②底部沖刷構(gòu)造，濁流在流動(dòng)過程中對(duì)下伏地層進(jìn)行大規(guī)模侵蝕時(shí)形成沖刷面；③溝模、槽模、錐模和跳模等層面構(gòu)造，由濁流對(duì)下伏地層小規(guī)模侵蝕時(shí)形成；④濁積砂巖和下伏巖層為突變的接觸關(guān)系，發(fā)育同生變形構(gòu)造，如火焰構(gòu)造和球狀、枕狀構(gòu)造等，與上部巖層則為漸變的接觸關(guān)系[21-22]。

4 重力流砂體分布及演化規(guī)律

依據(jù)深水水道體系沉積演化模式[23-24]，可將研究區(qū)黃流組峽谷充填劃分為彎曲水道沉積、滑塌和碎屑流沉積以及滯留沉積。本文主要分析研究區(qū)彎曲水道沉積段的砂體平面分布及縱向演化規(guī)律。

由于受到峽谷壁的限制作用，使得水道在時(shí)空上不斷的側(cè)向遷移和加積，形成具有一定曲率的峽谷水道。高精度三維地震解釋結(jié)果表明，研究區(qū)黃流組彎曲水道沉積段由下至上可劃分為Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ等4個(gè)砂組。應(yīng)用相干屬性切片、均方根振幅屬性，結(jié)合GVR成像資料識(shí)別出的沉積構(gòu)造和類型特征，歸納出研究區(qū)黃流組彎曲水道沉積中軸向充填砂體、點(diǎn)砂壩砂體、天然堤砂體和水道充填砂體的平面形態(tài)、側(cè)向連續(xù)性、平面分布和縱向演化規(guī)律(圖8、表1)。

Ⅳ、Ⅲ砂組：研究區(qū)西段為弱振幅反射，水道的下切特征不明顯，僅沉積少量軸向充填砂；中段為強(qiáng)振幅反射特征且水道下切作用明顯，砂體發(fā)育于彎曲水道的凸岸，系水道不斷遷移擺動(dòng)而形成的側(cè)向加積體，地震剖面上具有明顯疊瓦前積反射結(jié)構(gòu)；東段具有強(qiáng)振幅反射特征，并存在振幅強(qiáng)度由近岸向遠(yuǎn)岸變低的趨勢(shì)。

圖8 研究區(qū)黃流組重力流水道地震屬性特征Fig .8 Seismic attribute characteristics of gravity channels in Huangliu Formation in the study area表1 研究區(qū)黃流組重力流水道各砂體厚度Table 1 Gravity channel sand body thickness of Huangliu Formation in the study area

井名砂體厚度/mⅠ砂組Ⅱ砂組Ⅲ砂組Ⅳ砂組L140.020.554.137.6L234.229.346.735.1L349.233.953.931.6L437.361.659.624.0L748.535.0未鉆及未鉆及L842.7未鉆及未鉆及未鉆及

注：數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來源于GVR成像資料；厚度值基于測量深度。

Ⅱ砂組：全區(qū)均發(fā)育水道，其中西段水道寬、曲率小，主要沉積軸向砂體和天然堤砂體；中段水道窄、曲率大，以點(diǎn)砂壩沉積為主；東段水道窄、曲率小，發(fā)育天然堤砂體。

Ⅰ砂組：砂體沉積作用逐漸明顯，發(fā)育天然堤和點(diǎn)砂壩沉積體，東西部沉積厚度相差不大。

5 重力流沉積模式

在對(duì)重力流沉積特征、砂體平面分布和縱向演化規(guī)律分析的基礎(chǔ)上，建立了瓊東南盆地陵水17-2氣田黃流組重力流水道沉積模式(圖9)。與典型海底扇分內(nèi)扇、中扇和外扇的相模式不同，研究區(qū)受峽谷壁的限制作用，水道不能夠延伸至廣闊的海盆形成大面積的外扇[12]，而是形成獨(dú)特的多期彎曲水道沉積疊加的峽谷充填模式，具有以下特點(diǎn)：①彎曲水道沉積發(fā)育于滑塌和碎屑流沉積之上，共同作用對(duì)中央峽谷進(jìn)行充填；②以點(diǎn)砂壩和天然堤近端(即天然堤靠近水道的部分)沉積為主，同時(shí)沉積軸向砂體和水道充填砂體；③彎曲水道沉積階段初期，研究區(qū)西部水道下切作用不明顯，多為富泥細(xì)粒沉積，沉積后期西部逐漸發(fā)育水道，表現(xiàn)出水道寬度大、下切深度淺的特點(diǎn)；④滑塌泥的隔擋作用加之砂體的側(cè)向連續(xù)性不好，使得各塊體氣水界面不一致；⑤天然堤和點(diǎn)砂壩砂體發(fā)育于深海泥中，易形成巖性圈閉，如后期有構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地層的差異性壓實(shí)作用則形成構(gòu)造-巖性圈閉；⑥天然堤和點(diǎn)砂壩砂體儲(chǔ)層物性較好，孔隙度平均約30.0%、滲透率平均約633 mD，為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，潛在資源量巨大，具有極大的勘探和開發(fā)潛力。

圖9 陵水17-2氣田黃流組重力流水道沉積模式Fig .9 Depositional model for gravity flow channel of Huangliu Formation in LS17-2 gas field

6 結(jié)論

1) 位于瓊東南盆地中央峽谷陵水段的陵水17-2深水氣田黃流組以重力流沉積為主，主要發(fā)育有粒序?qū)永?、變形層理、塊狀構(gòu)造、疊合層理、層狀構(gòu)造和沖刷面等，也見到反映牽引流特征的交錯(cuò)層理；常見的沉積構(gòu)造組合樣式由下至上依次為變形層理、塊狀構(gòu)造、高角度疊合層理、低角度疊合層理和層狀構(gòu)造，最為發(fā)育的沉積構(gòu)造組合為塊狀構(gòu)造-疊合層理、變形層理-塊狀構(gòu)造、疊合層理-層狀構(gòu)造。

2) 研究區(qū)黃流組共識(shí)別出滑塌沉積、砂質(zhì)碎屑流沉積、泥質(zhì)碎屑流沉積和砂質(zhì)濁流沉積等4種重力流巖相類型。中央峽谷內(nèi)主要發(fā)育軸向充填砂體、點(diǎn)砂壩、天然堤和水道充填砂體，其中峽谷中部以點(diǎn)砂壩沉積為主，峽谷東部和西部以天然堤砂體為主。研究區(qū)重力流沉積受峽谷壁的限制作用，形成獨(dú)特的多期彎曲水道沉積疊加的峽谷充填模式，其中點(diǎn)砂壩和天然堤砂體圈閉條件好、儲(chǔ)層物性好，勘探潛力大。

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