王 艷

中國石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010

NB油田位于里海東北部海岸的布扎奇半島西北端，地處哈薩克斯坦境內(nèi)，工區(qū)長約27 km，寬約7 km，總面積約125 km2。油田構(gòu)造上位于北烏斯丘爾特盆地的西端，自下至上發(fā)育的地層有古生界、中生界和新生界[1-2]，主要勘探開發(fā)目的層為侏羅系和白堊系，白堊系油藏主要受沉積微相控制[3]，總體來說縱向上具有含油層數(shù)多(一般5～8層)、單層厚度小(一般0.5～3 m)、隔夾層發(fā)育的特點；橫向上具有沉積相變快、砂體分布預(yù)測難、油水關(guān)系復(fù)雜多變的特點[4]。自2004年以來，NB油田正式進(jìn)入快速上產(chǎn)階段，累計投入開發(fā)井1 500余口，目前已處于上產(chǎn)階段的中后期，日產(chǎn)油3 000余噸。研究區(qū)進(jìn)行巖石學(xué)特征及沉積相帶詳細(xì)研究對認(rèn)識油氣富集規(guī)律具有重要的指導(dǎo)意義，也為優(yōu)化注采井網(wǎng)提供了寶貴的地質(zhì)依據(jù)。

1 巖石學(xué)特征

NB油田白堊系砂巖主要為灰色、灰綠色中砂—細(xì)砂—粉砂巖，以細(xì)砂巖、粉砂巖為主。碎屑成分主要為石英、長石及巖屑，石英含量占35%～58%，長石含量占15%～23%，以鉀長石為主，巖屑含量占5%～34%，以粘土礦物和沉積巖巖屑為主，雜基、膠結(jié)物含量占1%～15%，以泥質(zhì)為主[5-6]。按成分分類，白堊系儲層主要為巖屑質(zhì)長石砂巖、長石砂巖及長石質(zhì)巖屑砂巖(圖1)。砂巖粒徑變化范圍0.84～0.031 mm，平均粒徑0.265 mm，中值0.25 mm，分選系數(shù)3.07，顆粒磨圓度較差，一般為棱角-次棱角-次圓狀，分選中等—好，接觸方式以雜基支撐為主，儲集空間以粒間孔為主，反映了儲層埋深較淺、成巖作用不強(qiáng)的特點。儲層為孔隙型砂巖儲集層，具有粒度細(xì)、成分成熟度較低、結(jié)構(gòu)成熟度較高的巖石學(xué)特征，表明該區(qū)砂巖經(jīng)過了中等水流、中等距離的搬運(yùn)和沉積。

圖1 NB油田白堊系砂巖碎屑成分三角圖Fig.1 Triangulation of clastic composition of Cretaceous sandstone in NB oilfield

2 沉積背景特征

NB油田構(gòu)造上為一完整的背斜，中部隆起并具有兩個高點，高點之間以鞍部相接，向四周傾斜，北陡南緩(圖2)，整體看可分為三個構(gòu)造層，即三疊系、侏羅系、白堊系構(gòu)造層，構(gòu)造演化主要受印支運(yùn)動、燕山運(yùn)動控制[7-8]。三疊紀(jì)時期，受印支運(yùn)動近南北擠壓應(yīng)力作用，F(xiàn)1主干斷裂發(fā)育，東西展布形成兩個褶皺山系，溝隆相間發(fā)育是三疊系構(gòu)造的典型特點。侏羅紀(jì)時期，早期燕山運(yùn)動使盆地受到擠壓，中部構(gòu)造高部位繼續(xù)抬升，工區(qū)東南部地層遭受剝蝕，東西向存在左行的剪切應(yīng)力，F(xiàn)1斷層開始左旋走滑，形成雁列式斷裂體系，這些斷層向上一般斷至白堊系。白堊紀(jì)主要受晚期燕山運(yùn)動的影響，構(gòu)造高部位繼續(xù)抬升，但該期活動相對平緩，使得白堊系構(gòu)造整體比較平穩(wěn)，地層厚度變化不大。

圖2 NB油田白堊系頂界構(gòu)造圖Fig.2 Structure map of the top of cretaceous in NB oilfield

從層序上劃分，北烏斯丘爾特盆地三疊系為裂谷層序，侏羅系、白堊系為坳陷層序，自三疊紀(jì)到白堊紀(jì)，NB油田地區(qū)沉積環(huán)境經(jīng)歷了由淺海相—深海相—淺海相的變化過程，水體經(jīng)歷了由淺到深再到淺的變化。

白堊系經(jīng)歷了海水深—淺—深的過程，早白堊世沉積為侏羅紀(jì)后期構(gòu)造抬升形成的地層剝蝕面上一個長期的海侵過程，之后沉積的地層又被一期大范圍但短暫沉積的泥巖層所覆蓋，這種富含有機(jī)質(zhì)的頁巖代表了早期海侵之前的最高海侵點[9]。中期為一套進(jìn)積的濱海平原—三角洲前緣沉積物，是晚白堊世海侵前的一次短暫的進(jìn)積過程，沉積了一套厚度較小的濱岸砂體，侵入到白堊系砂層組最上層的濱海平原和瀉湖泥中[10]。晚白堊世時期研究區(qū)則為大面積的海侵，潮汐及波浪對三角洲前緣沉積的影響作用逐漸增強(qiáng)，在沉積巖中形成了大量的雙向水流層理構(gòu)造。

3 相標(biāo)志與單井相特征

3.1 泥巖顏色

根據(jù)10口井的巖心資料，研究區(qū)內(nèi)白堊系為砂泥巖的巖性組合，從巖心資料還可以看出，砂巖粒序自下而上變細(xì)，多呈正韻律，白堊系單層厚度薄，砂泥交互頻繁，泥巖顏色主要為淺灰色、灰綠色和少量棕紅色，反映淺水或者短暫暴露的沉積環(huán)境[11]。

3.2 沉積構(gòu)造

研究區(qū)內(nèi)白堊系沉積構(gòu)造類型較多，具有多種反映牽引流特征的沉積構(gòu)造，巖心中可見小型交錯層理、平行層理、沖刷充填構(gòu)造，還有反映不穩(wěn)定沉積環(huán)境的同生變形構(gòu)造，以及反映海陸過渡環(huán)境受潮汐影響形成的波狀層理、透鏡狀層理等[12]，反映了三角洲前緣相與淺海的沉積環(huán)境。

圖3 NB油田NB1井巖心照片(302～305 m)(K2-A1)Fig.3 Core photos of well NB1 of NB oil Field (302～305 m) (K2-A1)

3.3 化石與自生礦物

砂巖中常見瓣腮類化石碎片及煤屑，還見生物潛穴及生物擾動構(gòu)造，反映較強(qiáng)的水動力環(huán)境。砂泥巖中均可見黃鐵礦結(jié)核與鈣質(zhì)結(jié)核，反映具有一定水體深度的弱還原環(huán)境[13]。

3.4 粒度特征

根據(jù)收集到的30塊樣品的粒度數(shù)據(jù)，其概率曲線可以分為兩種類型(圖4)：一類由跳躍總體和懸浮總體組成，無滾動總體，跳躍總體占80%～90%，此類的粒度分布區(qū)間大，在-9φ～2φ之間，分選較差，反映了比較強(qiáng)的水動力條件，為水下分流河道砂或河口砂壩的沉積特點[14]；另一類主要由跳躍總體組成，粒度相對較細(xì)，粒度范圍-2φ～0之間，粒度概率曲線較陡，分選好，反映了水動力較弱的沉積條件[15]，為河道間砂、前緣席狀砂等相對穩(wěn)定的沉積環(huán)境。

3.5 電性特征

在巖心描述的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域沉積特征，應(yīng)用測井相分析技術(shù)進(jìn)行單井沉積微相劃分，歸納沉積微相電性特征，建立測井相模型[16-19](表1)。

圖4 NB油田白堊系砂巖粒度概率累積曲線Fig.4 Probability accumulation curve of grain size of Cretaceous sandstone in NB oilfield

表1 NB油田電性標(biāo)志特征曲線Table 1 Electric characteristic curve of NB oilfield

(1)厚度較大的正旋回鐘形或箱形：單砂體厚度大于5 m，多為正旋回，主要為三角洲前緣水下分流河道主河道，底部常發(fā)育底礫巖。

(2)厚度中等的鐘形：單砂體厚度2～10 m，泥質(zhì)含量增大，為分流河道側(cè)緣沉積的天然堤和河口砂壩，以粉細(xì)砂巖沉積為主。

(3)具有一定的厚度的反旋漏斗形：砂體粒度為反韻律，反映河道間砂、前緣席狀砂沉積。

(4)齒狀曲線：單砂體厚度小于2 m，垂向上多個砂體疊加，形成齒狀曲線，反映砂泥巖頻繁交互的沉積環(huán)境，為前緣席狀砂沉積。

(5)微伏平直形：巖性多為泥質(zhì)巖類，GR曲線形態(tài)平直，呈線性狀或微有起伏。平面上一般分布在河道間泥發(fā)育的低能地區(qū)。

4 沉積微相類型

綜合取心井巖心觀察描述、非取心井測井曲線資料分析和分析測試資料統(tǒng)計分析，從巖石類型、沉積成因、沉積構(gòu)造和測井相等方面總結(jié)規(guī)律，將研究區(qū)目的層三角洲前緣亞相細(xì)分為水下分流河道、天然堤、河道間砂、河口砂壩、前緣席狀砂和河道間泥等沉積微相[20-23]，并總結(jié)了不同沉積微相類型的識別標(biāo)志。

水下分流河道：為陸上分流河道在水下延伸部分，向海延伸過程中河道逐漸加寬，并產(chǎn)生一系列分叉，流速減緩，堆積速度增大。沉積物主要為砂巖、粉砂巖為主，常發(fā)育平行層理、交錯層理，以正韻律為主。河道砂體厚度比較大，由河道中心向兩側(cè)表現(xiàn)為巖性變細(xì)、厚度變薄。在三維地震剖面上呈頂平底凸的透鏡狀，伽瑪和電阻率曲線主要為箱形和齒化箱型。

天然堤：為陸上天然堤的水下延伸部分，為水下分流河道兩側(cè)的砂脊，主要由細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖組成，粒度較邊灘沉積細(xì)，比泛濫平原粗，垂向上突出的特點是砂、泥巖組成薄互層。隨著河床遷移，天然堤砂體隨邊灘不斷擴(kuò)大、增長，平面上呈面狀分布，厚度一般較薄，粒度變細(xì)，并逐漸過渡到泛濫平原沉積。在測井曲線形態(tài)上，伽瑪和電阻率曲線常表現(xiàn)為指形或鐘形。

河道間砂：位于水下分流河道之間，局部與河道相通的地帶，砂質(zhì)沉積多是河道漫溢沉積的結(jié)果，主要由灰綠色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖構(gòu)成，含少量的細(xì)砂巖，發(fā)育平行層理、波狀層理等。河道間砂主要發(fā)育與水下分支流河道的側(cè)翼，一般縱向厚度較薄，砂體規(guī)模小，儲層物性差。伽瑪和電阻率曲線一般為指形或漏斗形。

河口砂壩：位于水下分支河道的河口處，沉積速率最高，也是三角洲前緣亞相沉積主體，縱向上砂體多呈復(fù)合韻律和反韻律組合，偶爾也見正韻律。平面上單砂體順物源方向呈指狀、舌狀、扇狀展布。砂體巖性相對分流河道微相變細(xì)，以細(xì)巖、粉砂巖為主，單砂層厚度較大，一般單層厚度在5～10 m，砂體的側(cè)翼和前緣較砂體變細(xì)、層數(shù)增多、砂層變薄，具有互層的特點。沉積構(gòu)造多發(fā)育平行、板狀和斜層理為主。伽瑪和電阻率曲線一般為鐘形或指形。

前緣席狀砂：由于河口砂壩經(jīng)海水沖刷作用再沉積于周邊而形成的席狀砂體，主要為細(xì)砂、粉砂及泥質(zhì)砂巖類，發(fā)育波狀層理、水平層理及生物擾動層理，砂體的單層厚度較小，一般小于2 m。伽瑪和電阻率曲線表現(xiàn)為小型的漏斗形及齒形。

河道間泥：位于水下分流河道間的相對低洼地帶，巖性主要為灰黑色、灰色、灰綠色泥巖，常夾有洪水沉積的薄層砂巖，發(fā)育水平層理，含炭屑、螺化石、樹葉化石、蚌殼化石。伽瑪和電阻率曲線表現(xiàn)為微伏平直狀。

5 沉積微相分布特征

通過單井測井相分析，結(jié)合地震相特征、砂體分布特征等，對白堊系各小層的沉積微相分布進(jìn)行了研究。以單層K2—A1和K2—B1的沉積微相平面分布圖為例(圖5、圖6)，物源供給隨著洪水期和枯水期的變化，三角洲前緣水下分流河道的位置不斷發(fā)生遷移，分布于不同部位的水道構(gòu)成了三角洲前緣的骨架砂體，也是目的層儲層的主體部位。主力砂體之間被分流河道間較細(xì)粒沉積所分隔，水下分流河道呈南北向沿著物源方向條帶狀發(fā)育，側(cè)向上相互疊加，局部河道砂體連片分布，反映了水下分流河道不斷分流改道的特征。

K2—B1主要物源分布在研究區(qū)中部的構(gòu)造高部位，發(fā)育八條三角洲前緣水下分流河道，分流河道向海延伸過程中不斷的分流，互相交叉，河道間主要以河道間砂微相為主，局部地區(qū)發(fā)育河道間泥微相，并在河口處發(fā)育三個扇形河口砂壩。研究區(qū)東部和西部地區(qū)主要發(fā)育前緣席狀砂和河道間泥沉積，局部發(fā)育水下分流河道微相。

由于研究區(qū)中部的可容空間逐漸變小，K2—A1沉積中心變換到研究區(qū)的西部，從物源方向發(fā)育七條水下分支流河道，向海延伸過程中河道逐漸匯聚為四條，河道寬度和砂體厚度逐漸增大。中部的構(gòu)造高部位處于河口砂壩發(fā)育的主體部位，砂體厚度和分布均具有較大的規(guī)模。研究區(qū)東部地區(qū)僅發(fā)育一條北西向的主河道，向東過渡到河道間砂和河道泥沉積，向西地區(qū)以前緣席狀砂沉積為主，并發(fā)育較大范圍的河道間泥。

圖5 NB油田白堊系K2-B1層沉積微相平面分布圖Fig.5 Sedimentary microfacies distribution map of K2-B1 stratum of Cretaceous in NB oilfield

圖6 NB油田白堊系K2-A1層沉積微相平面分布圖Fig.6 Sedimentary microfacies distribution map of K2-A1 stratum of Cretaceous in NB oilfield

6 結(jié)論

(1)白堊系巖性以細(xì)砂巖和粉砂巖為主，碎屑成分主要為石英、長石及巖屑，成分成熟度較低，結(jié)構(gòu)成熟度較高，發(fā)育小型交錯層理、平行層理、沖刷充填構(gòu)造等層理構(gòu)造，表明研究區(qū)母巖經(jīng)過了中等水流、中等距離的搬運(yùn)和沉積。

(2)化石、自生礦物、泥巖顏色反映了白堊紀(jì)主要為還原環(huán)境，具有一定的水深。砂巖粒度概率曲線多為二段式，沉積物存在跳躍和懸浮兩種搬運(yùn)方式，具有牽引流的典型特征，結(jié)合巖心的層理構(gòu)造推測研究區(qū)白堊紀(jì)為三角洲前緣亞相。

(3)將研究區(qū)三角洲前緣亞相細(xì)分為水下分流河道、天然堤、河道間砂、河口砂壩、前緣席狀砂和河道間泥等沉積微相，并建立了相應(yīng)的測井相識別模型。

(4)白堊系水下分流河道自北向南呈條帶狀發(fā)育，河道的位置不斷發(fā)生遷移，構(gòu)成了三角洲前緣的骨架砂體，目的層K2—B1層河道較窄，主要分布于中部構(gòu)造高部位，K2—A1層河道主要分布于西部，主力砂體之間被河道間砂、河口砂壩、前緣席狀砂等較細(xì)粒沉積所分隔，共同組成了NB油田白堊系砂體構(gòu)型。