潿西南凹陷流一段湖底扇沉積及儲層特征

胡德勝 張建新 金秋月 何衛軍 李安琪

（中海石油（中國）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，成藏條件優越，常形成規模不等的巖性油氣藏[1-2]。但湖底扇埋藏深度較深，儲層非均質性強，儲層物性是勘探研究的重點。潿西南凹陷是北部灣盆地第一個被證實的富烴凹陷[3]，經過多年的油氣勘探工作，目前勘探程度較高，已進入隱蔽性油氣藏勘探階段。該凹陷古近系流沙港組發育系列規模的湖底扇沉積，是該區隱蔽性油氣藏勘探的重點之一，儲層非均質性強，明確其儲層特征及物性主控因素是進一步勘探面臨的首要問題。筆者以潿西南凹陷流沙港組一段為目的層，綜合地震、測井、井壁心及薄片鑒定等資料，系統分析研究區湖底扇沉積與儲層特征，揭示該沉積類型的有利儲集相帶和優質儲層分布特征，以期為后續的油氣勘探工作提供借鑒。

1 湖底扇發育背景及位置

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次級凹陷，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、發生右旋扭張作用所控制，構造演化過程經歷了古近紀張裂階段和新近紀裂后熱沉降階段，自下而上依次發育古近系長流組、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]。

流沙港組沉積時期是潿西南凹陷強斷陷期，尤其是流沙港組二段沉積期是斷裂活動最為強烈的時期，控洼的1號、2號斷層強烈活動，盆地形成兩個明顯的沉降中心A洼和B洼（圖1a），整個盆地水深達到最大，以中深湖沉積為主。流沙港組一段沉積時期，湖盆繼承了流沙港組二段中深湖的環境，水體較深，斷裂活動逐漸減弱，在盆地邊緣有短物源的扇三角洲注入（圖1b、1c）。研究區位于B洼中心，流沙港組一段沉積時期B洼南部的斜坡帶發育物源來自企西隆起的扇三角洲沉積，同時，斜坡帶發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斷裂坡折在B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個四級層序，其中湖底扇砂體主要發育于上、下層序。目前針對該扇體已有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域地質特征圖

2 沉積特征

2.1 巖石學特征

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，結構成熟度低，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和沉積的特點。粒度曲線以滾動和懸浮的兩段式為主，缺少跳躍次總體，其中滾動和懸浮交截點粒度約為1mm，滾動次總體含量相對較少，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。C-M圖中C（累計曲線上顆粒含量1%處對應的粒徑）與M（累計曲線上顆粒含量1%處對應的粒徑）值呈線性關系，無明顯的分段性，表明了湖底扇沉積過程中整體以濁流的搬運方式為主（圖2d）。

2.2 鉆井巖心特征

圖2 潿西南凹陷流一段湖底扇儲層巖石學特征圖

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、中砂巖和細砂巖，泥巖顏色為灰色—深灰色，說明為深水還原沉積環境，巖心沉積構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泥巖和泥巖互層，發育水平層理；中部為灰色中砂巖、細砂巖，發育板狀交錯層理、波狀層理，局部可見泥質條帶或者較大泥質團塊，發育變形層理；頂部為灰色含礫砂巖、粗砂巖，層理不發育（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砂巖，礫石最大直徑可達20mm，砂巖呈次棱角—次圓狀，分選性差，膠結較致密；頂部為灰色細砂巖，發育波狀層理。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。水平裂縫相發育，巖心常沿裂縫方向發生斷裂。局部泥屑、泥質碎塊富集。巖心新鮮面可見大量溶孔發育，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10mm，砂巖碎屑顆粒呈次棱角—次圓狀，分選中等—較差，膠結較致密，底部與下伏地層呈沖刷接觸，上部為灰色細砂巖、含泥質條帶細砂巖，發育水平層理、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，發育板狀—槽狀交錯層理，底部為滯留沉積砂礫巖，礫石最大直徑可達15mm，與下伏地層呈沖刷接觸，中部為平行層理細砂巖、含礫細砂巖，上部發育塊狀層理，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，火焰構造、包卷層理、泥礫和泥巖撕裂屑等沉積構造，縱向上以正粒序為主，偶見沖刷面，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、測井相特征

湖底扇不同亞相在地震剖面上有明顯的響應[4-6]，可以識別出內扇、中扇和外扇，其中內扇區表現出相對雜亂的丘形弱振幅弱連續的反射特征，且對周圍的地層形成較強的侵蝕特征，表明濁流初入湖盆時水動力較強，隨著沉積物向中扇區搬運，水動力變弱，對周圍地層的侵蝕逐漸減弱，地震上表現為平行連續強振幅反射的特征。遠離物源的外扇區水動力繼續減弱，以靜水環境下的泥巖沉積為主，地震上表現為亞平行連續弱振幅反射特征，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井鉆遇內扇的近源端，W3井鉆遇內扇的遠源端。從3口鉆井的測井曲線特征以及巖性組合均反映出水動力由強到弱的特征，內扇近源端的W2井測井曲線表現為齒化箱形和鐘形，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。內扇遠源端的W3井測井曲線特征，由近源端W2井的正韻律逐漸變為正韻律和反韻律的交互疊加，曲線相對W2井略顯光滑，說明沉積物經過一定距離的搬運，發生了一定的分異，砂巖粒度變細，主要以中砂巖和細砂巖為主，中扇區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至此，水道測井曲線表現為正韻律的鐘形和箱形。其余井段為砂、泥互層沉積，測井曲線表現為齒形和漏斗形，砂巖粒度則以細砂巖和粉砂巖為主（圖4）。

圖4 W1井—W3井—W2井流一段沉積相分析對比圖

3 儲層特征

3.1 儲層物性特征

井壁心分析數據以及測井物性統計表明，研究區流沙港組一段湖底扇儲層物性整體較差，以特低孔、低孔—特低滲、低滲儲層為主，但是局部發育中孔—低滲、中孔—高滲的儲層甜點。隨著埋深的變化具有明顯的分帶性，2700～3100m儲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 儲層空間類型和孔隙結構

根據薄片資料分析表明，本區儲層孔隙類型多樣，發育原生粒間孔、粒內溶孔、粒間溶孔、鑄?？缀土芽p等（圖6），且孔隙類型和發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，粒間溶孔和粒內溶孔次之（圖6a）。圖像分析結果表明，2700～3100m深度段內儲層面孔率為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，平均配位數為0.9～1.1。3100m以下由于壓實作用強烈，孔隙組合以鑄?？诪橹?，次為粒內溶孔、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，平均配位數很低，為0.3～0.9。

圖6 潿西南凹陷流一段湖底扇儲層孔隙類型圖版圖

4 儲層物性控制因素

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資料主要集中在該層段。分析結果表明，沉積作用是影響研究區湖底扇儲層物性的次要因素。筆者分別從粒度中值、泥質含量以及分選系數3個方面分析沉積因素對儲層物性的影響。粒度中值與泥質含量分析樣品數均為44個，其中粒度中值為80～500μm的樣品數19個，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16個，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9個，滲透率平均值為6.37mD，孔隙度平均值為12.1%。數據分析表明，隨著粒度中值的增加，滲透率有變大的趨勢，說明粗粒砂巖抗壓實能力強，很好地保護了吼道，而孔隙度受粒度中值的影響不大，結合上文孔隙結構分析，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個泥質含量樣品分析結果表明，研究區湖底扇砂體泥質含量整體較少，為0～9.5%，其中38個樣品泥質含量小于4%，孔隙度、滲透率與泥質含量沒有相關性。分選系數分析樣品數49個，數值為2.87～6.65，分選性相對較好（分選系數小，為2.87～4）的樣品29個，滲透率平均值為0.97mD，孔隙度平均值為12.1%。分選性相對較差（分選系數大，為4～6.65）的樣品數20個，滲透率平均值為0.95mD，孔隙度平均值為11.4%，基本沒有相關性。

4.2 成巖作用

由上述物性特征分析可知，儲層物性與埋藏深度密切相關[7-8]。究其原因主要是壓實作用引起的，隨著埋藏深度的增加，壓實作用增強，孔隙度急劇下降，壓實作用導致顆粒排列緊密，軟巖屑呈假雜基狀態，使喉道變窄，改變了孔喉結構，是儲層滲透率降低的主要因素。定量分析表明，W2井、W3井由于壓實作用損失的孔隙度平均值為28.4%，壓實作用減少的孔隙占原始孔隙的平均值達75.6%，而由于膠結作用損失的孔隙度平均值為2.3%，膠結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儲層物性的另外一個重要因素。長石顆粒和不穩定巖石碎屑顆粒常沿解理縫溶解，溶蝕作用主要在粒內發生，形成粒內溶孔，甚至完全溶解，形成鑄?？?。溶蝕作用的發生對由壓實作用減少的孔隙起到了一定的補償作用，但喉道并沒有得到明顯改善，因此現今的孔隙結構體現出孔隙大、喉道細的特征，這也是研究區低滲透的主要原因。

5 結論

1）綜合地震、鉆井取心、錄井、測井以及分析化驗等資料分析表明，流沙港組一段湖底扇以濁流的方式搬運形成，可以分為內扇、中扇和外扇3個亞相，巖性以中粗粒石英巖屑砂巖和長石巖屑砂巖為主，沉積構造以粒序層理、滑塌變形構造，鮑瑪序列為主，沖刷充填構造發育。

2）流沙港組一段湖底扇以特低孔、低孔—特低滲、低滲儲層為主，但是局部發育中孔—低滲、中孔—高滲的儲層甜點。儲層孔隙類型和發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溶孔；大于3100m埋深時以鑄?？诪橹?，次為粒內溶孔、粒間溶孔和少量的原生粒間孔。

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

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