胡德勝 張建新 金秋月 何衛(wèi)軍 李安琪

（中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057）

0 引言

深水湖底扇的概念是借鑒Walker的海底扇沉積模式提出，一般指在湖泊中由較長(zhǎng)供給水道注入深水湖盆形成的重力流扇體。由于其一般位于深水湖盆的相對(duì)中央位置，距離成熟烴源巖較近或處于烴源巖的包圍之中，成藏條件優(yōu)越，常形成規(guī)模不等的巖性油氣藏[1-2]。但湖底扇埋藏深度較深，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，儲(chǔ)層物性是勘探研究的重點(diǎn)。潿西南凹陷是北部灣盆地第一個(gè)被證實(shí)的富烴凹陷[3]，經(jīng)過(guò)多年的油氣勘探工作，目前勘探程度較高，已進(jìn)入隱蔽性油氣藏勘探階段。該凹陷古近系流沙港組發(fā)育系列規(guī)模的湖底扇沉積，是該區(qū)隱蔽性油氣藏勘探的重點(diǎn)之一，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，明確其儲(chǔ)層特征及物性主控因素是進(jìn)一步勘探面臨的首要問(wèn)題。筆者以潿西南凹陷流沙港組一段為目的層，綜合地震、測(cè)井、井壁心及薄片鑒定等資料，系統(tǒng)分析研究區(qū)湖底扇沉積與儲(chǔ)層特征，揭示該沉積類型的有利儲(chǔ)集相帶和優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布特征，以期為后續(xù)的油氣勘探工作提供借鑒。

1 湖底扇發(fā)育背景及位置

潿西南凹陷位于北部灣盆地的東北部，是北部灣盆地北部坳陷帶的一個(gè)次級(jí)凹陷，面積約3800 km2，整體上呈近東西向展布，具有北斷南超、北陡南緩的基本構(gòu)造格局。其形成和演化主要是受華南古陸與印支板塊碰撞后新生代再活動(dòng)、發(fā)生右旋扭張作用所控制，構(gòu)造演化過(guò)程經(jīng)歷了古近紀(jì)張裂階段和新近紀(jì)裂后熱沉降階段，自下而上依次發(fā)育古近系長(zhǎng)流組、流沙港組、潿洲組陸相沉積，新近系下洋組、角尾組、燈樓角組、望樓港組海相沉積以及第四系砂巖和黏土沉積[3-5]。

流沙港組沉積時(shí)期是潿西南凹陷強(qiáng)斷陷期，尤其是流沙港組二段沉積期是斷裂活動(dòng)最為強(qiáng)烈的時(shí)期，控洼的1號(hào)、2號(hào)斷層強(qiáng)烈活動(dòng)，盆地形成兩個(gè)明顯的沉降中心A洼和B洼（圖1a），整個(gè)盆地水深達(dá)到最大，以中深湖沉積為主。流沙港組一段沉積時(shí)期，湖盆繼承了流沙港組二段中深湖的環(huán)境，水體較深，斷裂活動(dòng)逐漸減弱，在盆地邊緣有短物源的扇三角洲注入（圖1b、1c）。研究區(qū)位于B洼中心，流沙港組一段沉積時(shí)期B洼南部的斜坡帶發(fā)育物源來(lái)自企西隆起的扇三角洲沉積，同時(shí)，斜坡帶發(fā)育系列北掉的小型同生斷裂，形成斷裂坡折（圖1c），南部的扇三角洲砂體在重力作用下沿?cái)嗔哑抡墼贐洼中心卸載后形成了大型的湖底扇（圖1b）。流沙港組一段地層可以劃分為上（頂面T80）、中（頂面T81）、下（頂面T82）3個(gè)四級(jí)層序，其中湖底扇砂體主要發(fā)育于上、下層序。目前針對(duì)該扇體已有3口鉆井，均取得良好的油氣顯示。

圖1 潿西南凹陷流一段區(qū)域地質(zhì)特征圖

2 沉積特征

2.1 巖石學(xué)特征

壁心分析表明，流沙港組一段砂巖類型主要為中粗粒石英巖屑砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖，少量巖屑石英砂巖。石英含量為6.7%～74.5%，平均含量為39.7%；長(zhǎng)石含量為4.1%～20.6%，平均含量為9.8%；巖屑含量為18.6%～87.4%，平均含量為50.8%（圖2a）。從粒度上看主要為不等粒砂巖，以含礫中粗砂巖為主，少量的砂礫巖，顆粒分選中等—差，磨圓度低，多呈棱角—次棱角狀，結(jié)構(gòu)成熟度低，成分成熟度最大為2.92，最小為0.07，平均為0.91，整體上成分成熟度非常低，反映了近源快速搬運(yùn)和沉積的特點(diǎn)。粒度曲線以滾動(dòng)和懸浮的兩段式為主，缺少跳躍次總體，其中滾動(dòng)和懸浮交截點(diǎn)粒度約為1mm，滾動(dòng)次總體含量相對(duì)較少，為20%～40%，懸浮次總體含量較高，為60%～80%（圖2b、2c），反映出典型濁流沉積的特點(diǎn)。C-M圖中C（累計(jì)曲線上顆粒含量1%處對(duì)應(yīng)的粒徑）與M（累計(jì)曲線上顆粒含量1%處對(duì)應(yīng)的粒徑）值呈線性關(guān)系，無(wú)明顯的分段性，表明了湖底扇沉積過(guò)程中整體以濁流的搬運(yùn)方式為主（圖2d）。

2.2 鉆井巖心特征

圖2 潿西南凹陷流一段湖底扇儲(chǔ)層巖石學(xué)特征圖

W3井在流沙港組一段有兩筒取心，取心段巖性組合為厚層砂、礫巖夾薄層泥巖，砂、礫巖為灰色礫巖、砂礫巖、含礫粗砂巖、粗砂巖、中砂巖和細(xì)砂巖，泥巖顏色為灰色—深灰色，說(shuō)明為深水還原沉積環(huán)境，巖心沉積構(gòu)造反映出濁流沉積特征，描述如下：第二筒心（3184.8～3194.5m）下段由多套反韻律旋回組成，每一套底部為粉砂質(zhì)泥巖和泥巖互層，發(fā)育水平層理；中部為灰色中砂巖、細(xì)砂巖，發(fā)育板狀交錯(cuò)層理、波狀層理，局部可見(jiàn)泥質(zhì)條帶或者較大泥質(zhì)團(tuán)塊，發(fā)育變形層理；頂部為灰色含礫砂巖、粗砂巖，層理不發(fā)育（圖3a、3b）。第二筒心上段由多套正韻律旋回組成，每一套中下部為含礫細(xì)砂巖，礫石最大直徑可達(dá)20mm，砂巖呈次棱角—次圓狀，分選性差，膠結(jié)較致密；頂部為灰色細(xì)砂巖，發(fā)育波狀層理。部分旋回底部含礫砂巖與下伏地層呈沖刷接觸，可見(jiàn)明顯的“A-C”段鮑瑪序列（圖3c）。第一筒心（3176.15～3184.8m），下段巖性為灰色粗砂巖，成分以石英為主，含少量暗色礦物，分選性、磨圓性較好。水平裂縫相發(fā)育，巖心常沿裂縫方向發(fā)生斷裂。局部泥屑、泥質(zhì)碎塊富集。巖心新鮮面可見(jiàn)大量溶孔發(fā)育，與下伏地層呈沖刷突變接觸（圖3d）；第一筒心中段由多套正韻律旋回組成，每套下部為中粗砂巖、含礫砂巖，礫石最大直徑可達(dá)10mm，砂巖碎屑顆粒呈次棱角—次圓狀，分選中等—較差，膠結(jié)較致密，底部與下伏地層呈沖刷接觸，上部為灰色細(xì)砂巖、含泥質(zhì)條帶細(xì)砂巖，發(fā)育水平層理、波狀層理、脈狀層理，呈明顯的“A-B-C”段鮑瑪序列（圖3e）；第一筒心上段下部為粗砂巖，發(fā)育板狀—槽狀交錯(cuò)層理，底部為滯留沉積砂礫巖，礫石最大直徑可達(dá)15mm，與下伏地層呈沖刷接觸，中部為平行層理細(xì)砂巖、含礫細(xì)砂巖，上部發(fā)育塊狀層理，為典型的“A-B-A”段鮑瑪序列（圖3f）。此外，W2井流沙港組一段成像測(cè)井資料中同樣可以解釋出不完整的鮑瑪序列A-BE段，火焰構(gòu)造、包卷層理、泥礫和泥巖撕裂屑等沉積構(gòu)造，縱向上以正粒序?yàn)橹鳎家?jiàn)沖刷面，均為典型濁流沉積的特征。

圖3 W3井流一段巖心層理特征圖

2.3 地震相、測(cè)井相特征

湖底扇不同亞相在地震剖面上有明顯的響應(yīng)[4-6]，可以識(shí)別出內(nèi)扇、中扇和外扇，其中內(nèi)扇區(qū)表現(xiàn)出相對(duì)雜亂的丘形弱振幅弱連續(xù)的反射特征，且對(duì)周圍的地層形成較強(qiáng)的侵蝕特征，表明濁流初入湖盆時(shí)水動(dòng)力較強(qiáng)，隨著沉積物向中扇區(qū)搬運(yùn)，水動(dòng)力變?nèi)?，?duì)周圍地層的侵蝕逐漸減弱，地震上表現(xiàn)為平行連續(xù)強(qiáng)振幅反射的特征。遠(yuǎn)離物源的外扇區(qū)水動(dòng)力繼續(xù)減弱，以靜水環(huán)境下的泥巖沉積為主，地震上表現(xiàn)為亞平行連續(xù)弱振幅反射特征，與作為主力烴源巖的流沙港組二段（T83界面之下）厚層富泥地層地震相類似（圖1c）。從已鉆3口井的位置分析，W1井鉆遇中扇亞相，W2井鉆遇內(nèi)扇的近源端，W3井鉆遇內(nèi)扇的遠(yuǎn)源端。從3口鉆井的測(cè)井曲線特征以及巖性組合均反映出水動(dòng)力由強(qiáng)到弱的特征，內(nèi)扇近源端的W2井測(cè)井曲線表現(xiàn)為齒化箱形和鐘形，濁積水道特征明顯，巖性以含礫中粗砂巖為主，礫石含量較高。內(nèi)扇遠(yuǎn)源端的W3井測(cè)井曲線特征，由近源端W2井的正韻律逐漸變?yōu)檎嵚珊头错嵚傻慕换クB加，曲線相對(duì)W2井略顯光滑，說(shuō)明沉積物經(jīng)過(guò)一定距離的搬運(yùn)，發(fā)生了一定的分異，砂巖粒度變細(xì)，主要以中砂巖和細(xì)砂巖為主，中扇區(qū)W1井泥巖夾層明顯變厚，只有底部早期水道和頂部最晚期的水道推進(jìn)至此，水道測(cè)井曲線表現(xiàn)為正韻律的鐘形和箱形。其余井段為砂、泥互層沉積，測(cè)井曲線表現(xiàn)為齒形和漏斗形，砂巖粒度則以細(xì)砂巖和粉砂巖為主（圖4）。

圖4 W1井—W3井—W2井流一段沉積相分析對(duì)比圖

3 儲(chǔ)層特征

3.1 儲(chǔ)層物性特征

井壁心分析數(shù)據(jù)以及測(cè)井物性統(tǒng)計(jì)表明，研究區(qū)流沙港組一段湖底扇儲(chǔ)層物性整體較差，以特低孔、低孔—特低滲、低滲儲(chǔ)層為主，但是局部發(fā)育中孔—低滲、中孔—高滲的儲(chǔ)層甜點(diǎn)。隨著埋深的變化具有明顯的分帶性，2700～3100m儲(chǔ)層物性隨著埋深的增大逐漸變差，孔隙度為5.48%～23.6%，平均為12.24%，滲透率為1.24～557.9mD，平均為32.5mD；3100～3470m儲(chǔ)層物性變差，但是隨著埋深的增大變化不大，孔隙度為2.82%～16.05%，平均為10.82%，滲透率為0.01～25.1mD，平均為1.99mD；3470m以下明顯存在次生孔隙發(fā)育帶，孔隙度為7.72%～21.82%，平均為12.77%，滲透率為1.9～226.52mD，平均為38.46mD（圖5）。

圖5 流一段湖底扇砂體孔隙度、滲透率與深度交匯圖

3.2 儲(chǔ)層空間類型和孔隙結(jié)構(gòu)

根據(jù)薄片資料分析表明，本區(qū)儲(chǔ)層孔隙類型多樣，發(fā)育原生粒間孔、粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、鑄?？缀土芽p等（圖6），且孔隙類型和發(fā)育程度隨埋深的不同具有明顯的差異性。2700～3100m埋深較淺，孔隙類型以原生粒間孔為主，粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔次之（圖6a）。圖像分析結(jié)果表明，2700～3100m深度段內(nèi)儲(chǔ)層面孔率為14.4%～18%，平均為16.3%，平均孔徑在127.5～182μm，平均吼道為9.3～15.8 μm，平均孔喉比高，為5.9～6.2，平均配位數(shù)為0.9～1.1。3100m以下由于壓實(shí)作用強(qiáng)烈，孔隙組合以鑄?？诪橹?，次為粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔和少量的原生粒間孔（圖6b、6c、6d）。喉道包括縮頸狀、片狀和灣片狀。流沙港組一段地層下層序平均孔徑在94.3～353.1μm，為中孔—大孔，平均孔喉比高，為4.8～7.3，平均配位數(shù)很低，為0.3～0.9。

圖6 潿西南凹陷流一段湖底扇儲(chǔ)層孔隙類型圖版圖

4 儲(chǔ)層物性控制因素

4.1 沉積作用

流沙港組一段湖底扇砂體主要是集中在埋深大于3100m的流沙港組一段下層序，因此所取巖心、壁心以及送樣的分析化驗(yàn)資料主要集中在該層段。分析結(jié)果表明，沉積作用是影響研究區(qū)湖底扇儲(chǔ)層物性的次要因素。筆者分別從粒度中值、泥質(zhì)含量以及分選系數(shù)3個(gè)方面分析沉積因素對(duì)儲(chǔ)層物性的影響。粒度中值與泥質(zhì)含量分析樣品數(shù)均為44個(gè)，其中粒度中值為80～500μm的樣品數(shù)19個(gè)，滲透率平均值為0.59mD，孔隙度平均值為11.8%；粒度中值為500～1000μm的樣品數(shù)16個(gè)，滲透率平均值為1.5mD，孔隙度平均值為12.2%；粒度中值為1000～3000μm的樣品數(shù)9個(gè)，滲透率平均值為6.37mD，孔隙度平均值為12.1%。數(shù)據(jù)分析表明，隨著粒度中值的增加，滲透率有變大的趨勢(shì)，說(shuō)明粗粒砂巖抗壓實(shí)能力強(qiáng)，很好地保護(hù)了吼道，而孔隙度受粒度中值的影響不大，結(jié)合上文孔隙結(jié)構(gòu)分析，埋深大于3100m之后原生的孔隙保存較少，隨埋深的增大，孔隙度變化較小。44個(gè)泥質(zhì)含量樣品分析結(jié)果表明，研究區(qū)湖底扇砂體泥質(zhì)含量整體較少，為0～9.5%，其中38個(gè)樣品泥質(zhì)含量小于4%，孔隙度、滲透率與泥質(zhì)含量沒(méi)有相關(guān)性。分選系數(shù)分析樣品數(shù)49個(gè)，數(shù)值為2.87～6.65，分選性相對(duì)較好（分選系數(shù)小，為2.87～4）的樣品29個(gè)，滲透率平均值為0.97mD，孔隙度平均值為12.1%。分選性相對(duì)較差（分選系數(shù)大，為4～6.65）的樣品數(shù)20個(gè)，滲透率平均值為0.95mD，孔隙度平均值為11.4%，基本沒(méi)有相關(guān)性。

4.2 成巖作用

由上述物性特征分析可知，儲(chǔ)層物性與埋藏深度密切相關(guān)[7-8]。究其原因主要是壓實(shí)作用引起的，隨著埋藏深度的增加，壓實(shí)作用增強(qiáng)，孔隙度急劇下降，壓實(shí)作用導(dǎo)致顆粒排列緊密，軟巖屑呈假雜基狀態(tài)，使喉道變窄，改變了孔喉結(jié)構(gòu)，是儲(chǔ)層滲透率降低的主要因素。定量分析表明，W2井、W3井由于壓實(shí)作用損失的孔隙度平均值為28.4%，壓實(shí)作用減少的孔隙占原始孔隙的平均值達(dá)75.6%，而由于膠結(jié)作用損失的孔隙度平均值為2.3%，膠結(jié)作用減少的孔隙占原始孔隙的平均值為5.9%。溶蝕作用是影響研究區(qū)儲(chǔ)層物性的另外一個(gè)重要因素。長(zhǎng)石顆粒和不穩(wěn)定巖石碎屑顆粒常沿解理縫溶解，溶蝕作用主要在粒內(nèi)發(fā)生，形成粒內(nèi)溶孔，甚至完全溶解，形成鑄模孔。溶蝕作用的發(fā)生對(duì)由壓實(shí)作用減少的孔隙起到了一定的補(bǔ)償作用，但喉道并沒(méi)有得到明顯改善，因此現(xiàn)今的孔隙結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出孔隙大、喉道細(xì)的特征，這也是研究區(qū)低滲透的主要原因。

5 結(jié)論

1）綜合地震、鉆井取心、錄井、測(cè)井以及分析化驗(yàn)等資料分析表明，流沙港組一段湖底扇以濁流的方式搬運(yùn)形成，可以分為內(nèi)扇、中扇和外扇3個(gè)亞相，巖性以中粗粒石英巖屑砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，沉積構(gòu)造以粒序?qū)永?、滑塌變形?gòu)造，鮑瑪序列為主，沖刷充填構(gòu)造發(fā)育。

2）流沙港組一段湖底扇以特低孔、低孔—特低滲、低滲儲(chǔ)層為主，但是局部發(fā)育中孔—低滲、中孔—高滲的儲(chǔ)層甜點(diǎn)。儲(chǔ)層孔隙類型和發(fā)育程度隨埋深的不同具有明顯的差異性，2700～3100m埋深較淺，以原生粒間孔為主，次為粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔；大于3100m埋深時(shí)以鑄?？诪橹?，次為粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔和少量的原生粒間孔。

3）流沙港組一段湖底扇儲(chǔ)層物性主要受成巖壓實(shí)作用及溶蝕作用的影響，沉積作用影響較小。相對(duì)粗粒的內(nèi)扇主水道以及中扇濁積水道砂體抗壓實(shí)能力強(qiáng)，溶蝕孔隙發(fā)育，是最有利的儲(chǔ)集相帶。

[1]王建功，王天琦，張順，等.松遼坳陷盆地水侵期湖底扇沉積特征及地球物理響應(yīng)[J].石油學(xué)報(bào)，2009，30（3）：361-366.

[2]崔周旗，李文厚，吳健平，等.烏里雅斯太凹陷斜坡帶湖底扇相礫巖體沉積特征與隱蔽油藏勘探[J].沉積學(xué)報(bào)，2005，23（1）：21-28.

[3]孫文釗，王傳雷，楊希濱.北部灣盆地潿西南凹陷始新統(tǒng)隱蔽油氣藏類型及勘探方向[J].天然氣地球科學(xué)，2007，18（1）：84-88.

[4]劉麗軍，佟彥明，紀(jì)云龍，等.北部灣盆地福山凹陷流沙港組湖底扇沉積特征及發(fā)育背景[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2003，25（2）：110-115.

[5]周廷全，鮮本忠，林會(huì)喜，等.車鎮(zhèn)凹陷陡坡帶古近系湖底扇沉積規(guī)律及儲(chǔ)層特征[J].油氣地質(zhì)與采收率，2007，14（2）：23-27.

[6]張晶，王偉鋒.東營(yíng)凹陷北部陡坡帶東段深水濁積扇儲(chǔ)集特征[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，38（3）：451-454.

[7]張文凱，尹澤，朱童，等.LD6-2構(gòu)造東營(yíng)組成巖作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響[J].天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2017，11（2）：10-13.

[8]董文玉，丁磊，李國(guó)蓉.河壩地區(qū)嘉二段儲(chǔ)層發(fā)育控制因素研究[J]. 天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2014，8（6）：9-11.