松遼盆地北部沙河子組儲層沉積特征研究

鄧圣甲

（大慶鉆探地質錄井一公司地質研究中心, 黑龍江大慶 163000）

1 概述

松遼盆地北部沙河子組廣泛發育, 多年勘探實踐揭示了沙河子組天然氣勘探前景較好。沙河子組儲層巖性主要為砂礫巖, 儲層厚度大, 可達上百米, 砂礫巖儲層含氣性較好, 但儲層物性較差, 屬于低孔低滲, 甚至特低孔特低滲致密氣藏[1]。研究區多口探井錄井氣測顯示好, 部分探井試氣達高產工業氣流, 但生產過程中產量和壓力下降較快, 反映致密砂礫巖儲層有效開發難度較大。因此, 為了提升致密氣藏開發效果, 還需進一步加強地質認識, 加深對致密砂礫巖儲層沉積特征研究, 厘清有利砂體空間展布范圍, 為識別儲層發育甜點區提供重要依據, 對于高效開發砂礫巖致密氣藏具有重要意義。

2 構造及地層特征

研究區位于松遼盆地北部安達地區徐家圍子斷陷, 徐家圍子斷陷規模較大, 南北延時距離達95km, 東西相最寬可達60km。徐家圍子斷陷由早期的徐西斷裂和中期的徐中斷裂所控制, 形成東西兩翼高、中間低的箕狀構造, 總體上西部地勢較陡, 東部地勢相對較緩, 斷陷期東部普遍發生地層超覆現象[2-3]。

松遼盆地北部徐家圍子深部地層自下而上主要包括火石嶺組（基底）、沙河子組、營城組、登婁庫組、泉頭組, 如表1所示?；鹗瘞X組形成于斷陷初期, 底部為碎屑巖地層, 中上部發育火山巖, 地層巖性主要為泥巖、板巖及侵入火山巖（花崗巖）等[4]。沙河子組整體表現為東部薄、西部厚, 東部以緩坡辮狀河三角洲為主、西部以陡坡扇三角洲為主, 凹陷中心為濱淺湖相沉積。根據沉積旋回特征, 沙河子組地層自下而上依次可以劃分為沙一段、沙二段、沙三段、沙四段, 沙一段巖性以砂礫巖、砂巖、暗色泥巖、煤為主, 地層厚度分布范圍0～200m, 沙二段巖性以砂礫巖、泥巖、粉砂巖為主, 地層相對較厚, 局部遭受剝蝕尖滅, 地層厚度介于0～750m之間, 沙三段地層巖性以砂礫巖、粉砂巖、暗色泥巖為主, 地層相對較厚, 局部遭受剝蝕尖滅, 地層厚度介于0～800m之間, 沙四段巖性以砂礫巖、細砂巖、暗色泥巖為主, 地層厚度分布范圍50～300m。鉆井揭示沙三段、沙四段地層含氣性較好, 儲層厚度大, 物性較差, 為低孔低滲致密氣藏。

表1 松遼盆地北部深層地層

3 巖性特征分析

松遼盆地北部沙河子組目前已鉆多口探井及水平井, 通過實鉆井巖芯資料、錄井資料、測井資料等, 揭示地層巖性主要為沉積巖, 巖石類型多樣, 沉積巖中所含礦物成分差別較大, 礫石分選磨圓差別大, 非均質性較強。沙河子組巖石類型主要有灰色深灰色粗礫巖、中礫巖、細礫巖、砂質礫巖、含砂礫巖, 灰色粗砂巖、中砂巖、細砂巖、含礫砂巖、礫質砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖, 黑色泥巖、煤等, 根據測錄井對巖性大類的識別, 也方便巖性分類, 通常將粗礫巖、中礫巖、細礫巖、砂質礫巖、含砂礫巖等劃分為礫巖, 將粗砂巖、中砂巖、細砂巖、含礫砂巖、礫質砂巖、粉砂巖等劃分為砂巖, 將粉砂質泥巖、泥巖等劃分為礫巖。代表性巖性如圖1所示。

圖1 沙河子組代表性巖性

4 沉積相特征分析

4.1 沉積特征

通過分析研究區多口井巖芯資料、錄井巖屑、測井資料、成像資料, 通過對巖性、顏色、粒度、礦物組份分析等, 建立研究區典型沉積相識別圖版。通過已鉆井, 揭示了沙河子組四套地層巖性特征, 根據巖芯觀察、巖屑樣品識別、薄片鏡下特征等, 結合地震反射特征、測井曲線特征等, 分析區域沉積特征, 對砂體分布特征進行預測及刻畫, 最后根據沉積演化各種, 識別出沙河子典型沉積相特征。

對松遼盆地北部沙河子組沉積特征分析表明, 沙河子組主要發育扇三角洲相、辮狀河三角洲相及濱淺湖相三種典型的沉積類型。研究區構造上呈現兩邊高、中間低的箕狀構造。根據沉積相平面展布特征, 東部主要發育辮狀河三角洲, 構造落差較小, 為緩坡狀。西部主要發育扇三角洲相, 受到徐西大斷裂控制, 地勢相對較陡, 西部物源快速堆積搬運形成扇三角洲。中部相對較深, 發育濱淺湖相沉積。物源主要來自于東西兩側, 東部地勢相對較緩, 搬運距離較遠, 形成辮狀和三角洲, 西部受徐西大斷裂抬升影響, 地勢相對較陡, 來自西部物源快速堆積形成扇三角洲。中部地勢相對較低, 接受東西兩側物源, 堆積形成濱淺湖相沉積, 沉積模式如圖2所示。

4.2 辮狀河三角洲相

辮狀河三角洲相主要發育辮狀河三角洲平原亞相和辮狀河三角洲前緣亞相。

4.2.1 辮狀河三角洲平原亞相

辮狀河三角洲平原亞相巖性以含砂礫巖、砂質礫巖、細砂巖、泥質粉砂巖為主, 發育辮狀河道微相、越岸沉積微相。其中, 辮狀河道微相以砂礫巖、含砂礫巖為主, 越岸沉積以粉砂質泥巖、泥質粉砂巖為主。辮狀河道是沉積的主力砂體, 砂礫巖成熟度較低, 分選磨圓較差, 在底部可見沖刷面。

4.2.2 辮狀河三角洲前緣亞相

辮狀河三角洲前緣亞相以水下分流河道、水下分流河道間及河口壩沉積微相為主, 巖性主要為砂礫巖、粗砂巖, 發育平行層理。水下分流河道巖性主要為粗砂巖、含礫砂巖, 底部具有沖刷面, 巖石顆粒底部較粗, 往上逐漸變細, 具有正韻律特征。水下分流河道間在分流河道兩側, 以泥巖和粉砂質泥巖為主, 具有水平層理。河口壩在水下分流河道前緣, 以細砂巖、粉砂巖為主, 分選較好, 具有平行層理、交錯層理等。

4.3 扇三角洲相

扇三角洲相主要發育扇三角洲平原亞相和扇三角洲前緣亞相。

4.3.1 扇三角洲平原亞相

扇三角洲平原亞相發育分流河道、漫灘沼澤微相, 巖性以砂礫巖、粉砂巖、泥質粉砂巖為主, 發育塊狀層理。分流河道處于扇三角洲平原上, 巖性主要為砂礫巖、粗砂巖, 分選磨圓較差、成熟度較低, 底部具有沖刷面, 粒度由下往上逐漸變細。漫灘沼澤處于扇三角洲平原低洼地帶, 巖性主要為含礫砂巖、泥質砂巖等, 發育水平層理, 塊狀構造。

4.3.2 扇三角洲平原前緣亞相

扇三角洲前緣亞相以水下分流河道、水下分流河道間、河口沙壩及前緣席狀砂沉積微相為主。水下分流河道是沉積砂巖主體, 巖性以含礫砂巖、砂巖為主, 具有沖刷底面, 往上巖性變細, 具有正韻律沉積特征。水下分流河道間巖性以泥巖、粉砂質泥巖為主, 發育水平層理。河口沙壩處于分流河道向湖延伸的部位, 沉積粉砂巖、細砂巖為主, 分選較好, 具有水平層理、交錯層理。前緣席狀砂分布在河口沙壩的側方和前方, 巖性以細砂巖、粉砂巖為主, 分選磨圓好, 粒度較為均勻, 可見波紋層理。

5 結論

（1）沙河子組地層自下而上依次可以劃分為沙一段、沙二段、沙三段、沙四段, 其中沙三段、沙四段地層含氣性較好, 儲集巖為砂礫巖, 儲層厚度大, 物性較差, 為低孔低滲致密氣藏。

（2）對松遼盆地北部沙河子組沉積特征分析表明, 沙河子組主要發育扇三角洲相、辮狀河三角洲相及濱淺湖相三種典型的沉積相類型。研究區構造上呈現兩邊高、中間低的箕狀構造。根據沉積相平面展布特征, 東部主要發育辮狀河三角洲, 構造落差較小, 為緩坡狀。西部主要發育扇三角洲相, 受到徐西大斷裂控制, 地勢相對較陡, 西部物源快速堆積搬運形成扇三角洲。中部相對較深, 發育濱淺湖相沉積。