对涠洲油田而言, 断块特征明显, 钻井已发现的油气主要集中在涠三段。但砂体横向变化大, 油气成藏条件也呈现差异性。由于前期探井较少, 资料具有局限性, 对涠洲油田沉积微相的划分不够细致, 仅有几口钻井分处不同断块。钻前对沉积微相划分和砂体刻画对比以推测为主, 不同断块的横向关系和油水边界认识不够清晰, 导致后续几口井钻前预测和钻后油气成果差异较大, 从而影响到对整个涠洲油田的认识评价及后续勘探开发一体化工作, 特别是相关砂体沉积特征、油气层对比、油气疏导和边界等方面的研究欠缺将直接导致对该油田储量规模的认识不客观。随着近年来探井、评价井数量不断增加, 新钻探井资料和高精度的反演数据也为更好地研究涠洲油田尤其是涠三段沉积微相特征和砂体分布规律建立了资料基础, 可以改变前期对于沉积微相的研究工作仅停留在层组阶段的现状, 从而进一步精确到砂层组。特别是在当前有望加大涠洲油田及其周边的勘探评价力度的形势下, 利用新资料对于该油田涠三段各砂组的沉积微相研究工作显得尤为重要。

1 研究区油藏地质概况

涠西探区位于北部湾盆地西部, 面积近1 730 km², 其主体所处的涠西南凹陷是北部湾盆地的一个富烃凹陷, 石油资源量11×10⁸ t, 也是北部湾盆地油气发现最多、勘探程度较高的地区, 迄今为止, 该凹陷已钻探井103口, 发现油田15个、含油气构造10个, 获石油地质储量3.3×10⁸ m³。中石化在该凹陷自营钻井7口(分别为W1、W2、W3、A、B、C、D井), 其中A井钻探证实了W构造的含油气性并发现了涠洲油田。W构造是由3号断层和Fb断层所夹持的鼻状构造, 其内部被Fd和Fc两条断层切割成东块、南块、西块和北块等四块, A井位于W构造西块, A井之后又在其北块、南块和东块分别钻探了B、C和D井(图 1), 取得不同程度的油气成果, 揭示了该油田良好的油气勘探前景。

从钻探结果看, 涠洲油田发现油气主要集中在涠三段, 涠三段的砂体具有砂岩占比高, 砂层单层厚度大, 物性好、连通性好的特点。尽管如此, 涠三段的油气成藏仍具有差异性:C井已发现的工业价值油气藏主要集中在第二套砂体; A井主要集中在第三套砂体; D井则主要集中在第一套砂体。前人的研究结果表明, 砂体疏导能力上的差异是造成油气成藏差异的重要原因之一, 为此, 需要对沉积微相做进一步分析以弄清砂体展布。

2 沉积相类型 2.1 物源方向

利用地震反射特征、古地貌图(原型恢复)等资料确定主要源汇系统, 揭示沉积物从源区经过不同搬运通道至沉积区堆积的过程特征。

渐新世涠洲组沉积时期, 整个涠西南凹陷有三大物源供给方向, 其中位于涠西南凹陷中部的涠洲油田主要由涠西南低凸起及其以东地区的高地向D洼内提供物源^[1]。过D洼东部斜坡构造带的EW向地震剖面上发育向涠洲油田凹陷中央的前积反射, 可见该区具有自南东向北西方向的物源进积; 反应古水流的梅花图上也可见该时期古水流大致呈南东向北西流向(图 2)。故此推断该时期涠西南低凸起隆升且部分出露于水上遭受风化剥蚀, 为涠洲油田提供物源。由于物源供给充分, 涠西南凹陷在渐新世早期沉积了厚度大、分布稳定的三角洲相砂体。

2.2 沉积相类型

在构造方面, 涠洲油田构造坡度中等, 且凹陷水浅, 该构造环境为辫状河三角洲沉积的形成提供了良好的条件^[2]。从现场的岩心观察来看, 泥岩氧化色与还原色交替出现, 反应了当时沉积环境在氧化与还原环境之间频繁交替。砂岩底部可见众多低角度板状交错层理, 三角洲河道底部冲刷面也较为常见。同时, 对油田四口井的砂地比(尤其是第二及第三套砂组)统计表明, 砂地比值皆超过了50%, 显示了该段地层砂多泥少的特征, 且厚层的箱形砂体侧向分布稳定。在岩性曲线上砂泥岩曲线可见明显变化, 且缺乏曲流河沉积中广泛发育的向上变细的正序列^[3], 与曲流河相比较, 泛滥平原沉积相对不太发育。综合以上认识, 认为涠洲油田涠三段沉积地层为辫状河三角洲沉积。

2.3 沉积亚相、微相类型

目前, 对于辫状河三角洲沉积亚相和微相的划分方案众多^[4-8], 主流划分方主要如表 1所示。在此基础上, 结合涠洲油田的实际情况, 将涠洲油田涠三段辫状河三角洲相划分为2个亚相:辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘。将辫状河三角洲平原亚相划分为3个微相:水上分流河道、泛滥平原、洪泛盆地; 将辫状河三角洲前缘亚相划分为4个微相:水下分流河道、分流河道间、河口砂坝、席状砂。

2.3.1 辫状河三角洲平原亚相

(1) 水上分支河道微相

该微相岩性以细砂岩为主, 砂砾岩也很发育, 主河道内部见多个冲刷面。砾岩成熟度较高, 磨圆度较好(图 3)。电测曲线多表现为箱形, 也见钟形、箱形-钟形组合(图 4a)。

(2) 洪泛平原微相

岩性以粉砂岩、粉砂质泥岩为主。浅灰色粉砂质泥岩、粉砂岩、棕红色泥岩不等厚互层。电性曲线平直或呈波状起伏(图 4b)。

(3) 河间洼地微相

岩性主要为泥岩, GR曲线高值, 微齿化。

2.3.2 辫状河三角洲前缘亚相

(1) 水下分支河道微相

岩性以灰色浅灰色细砂岩, 岩性较水上分支河道细, 且厚度较薄。GR曲线呈微齿化箱形(图 4c)。

(2) 河口沙坝微相

位于水下分流河道的末端及侧缘, 主要为粉砂岩和细砂岩, 偶夹泥岩。颜色以灰黑色为主, 从下向上显示出由细变粗的反韵律。电性上GR曲线为齿化漏斗形(图 4c), 反应了水动力由弱逐渐变强的过程^[9]。

(3) 席状砂微相

以灰色粉砂岩和细砂岩为主, 颗粒较河道沉积细, 成熟度高, 沉积厚度薄。电性上GR曲线为微齿化箱状或漏斗状(图 4d)。

(4) 支流间湾微相

支流间湾微相是水下分流河道之间沉积的较细粒的沉积物质, 以泥质沉积物为主, 泥岩颜色较深, 为灰色和灰绿色, 偶夹薄层细砂岩。电性特征多表现为锯齿状, 且GR值偏高。

2.4 沉积相剖面展布特征

图 5为C-A-B-D井涠三段连井沉积相图。W3Ⅰ砂体为三角洲前缘亚相, 该层砂层整体较薄, 连续性较差。而W3Ⅱ、W3Ⅲ、W3 Ⅳ为三角洲平原沉积亚相, 发育厚层砂体, 尤其是A井、B井处, 横向连续性好, 可作为良好的油气输导层、储集层。垂向上各井三套砂组皆可见大套巨厚箱形砂岩、砂砾岩中夹薄层红棕色或黄棕色泥岩, 其中B井处发育的砂体单层厚度最大, 连续性最佳; 自下而上砂体厚度减薄、连续性变差, 在第一套砂体处岩性过渡为频繁的薄层砂砾与泥岩互层, 反映了湖平面在这一时期上升, 三角洲由迅速扩张到萎缩的过程。

3 沉积相平面展布 3.1 岩石物理性质

从前人的研究成果来看, 波阻抗这一地震属性在研究工区用以区分砂泥岩效果较好, 所预测砂体与井上情况基本吻合。同时, 通过岩石物理交汇分析, 在GR及阻抗的交汇图(图 6)上可以看出, 工区涠三段的泥和砂岩GR及阻抗值有明显相关性, 泥岩的GR值及阻抗值均较高, 而砂岩的GR及阻抗值则偏低, 且二者的阻抗值界限约在6 000 m·s^-1·g·cm^-3。

3.2 平面沉积相图

为了更好地弄清涠洲油田涠三段四套砂体的沉积相平面展布特征, 通过波阻抗反演体对四套砂体分别进行了波阻抗属性提取。在地震剖面上通过同向轴横向连续性及振幅强弱发生的明显变化, 识别出未受断层影响的沉积相边界。结合属性平面图及沉积相边界相, 绘制出四套砂体的沉积相平面分布图。

从波阻抗平面图上砂体展布方向可推断其河道发育方向。

W3 Ⅳ套砂体沉积时期, 水体较浅, 涠洲油田主要为三角洲平原亚相, 主要发育三角洲平原水上分支河道、洪泛平原微相, 局部发育以泥岩为主要岩性的河间洼地微相。该时期探区南部砂体连续性好于北部, 北部发育两条大的分支河道, 走向为自东南向北西; 南部河道砂体走向自东向西, 延伸较远, 反映了该时期具有自东向西充足的物源供给(图 7)。

W3 Ⅲ套砂体沉积时期, 三角洲迅速扩张。该套砂体的分布范围较其他三套最为广泛, 连续性也最好。该时期北部砂体发育规模明显好于南部, 北部河道发生迁移, 可见一条走向为自东南向北西的主河道砂体; 南部河道砂体自东向西连续发育延伸至D次洼, 同时也可见一系列总体走向为东南向北西的发育规模较小的次一级河道(图 8)。

W3 Ⅱ套砂体连续性明显低于W3 Ⅲ套砂组, 该时期湖平面相对上升, 辫状河三角洲开始萎缩。来自东部涠西南低凸起的物源供给开始减弱, 砂体分布范围减小、厚度变薄, 主要发育三角洲平原水上河道微相、泛滥平原微相。探区主要发育了两条大的辫状河主河道, 北部河道主要走向为自东南向西北, 南部河道发育规模较大, 自东向西延伸发育(图 9)。

W3 Ⅰ套砂体沉积时期, 湖平面相对上升, 辫状河三角洲迅速萎缩, 该时期涠洲油田主要为三角洲前缘亚相。在涠洲油田北部砂体为三角洲水下分支河道砂体, 河道发育规模较小, 连续性较差。河道走向大致呈自东向西方向, 南部砂体可能为北部水下分流河道的一条次一级分支河道, 分支河道走向为自北东向南西(图 10)。

4 结论

(1) 涠洲油田涠洲组主要物源来自于东部的涠西南低凸起, 其中涠三段以辫状河三角洲沉积为主, 砂体储层广泛发育, 各井均可见厚层箱型砂体中夹薄层红棕色泥岩, 砂体单层厚度大。

(2) 研究区涠三段四套砂体中, W3 Ⅰ套砂体为辫状河三角洲前缘亚相; W3 Ⅱ、W3 Ⅲ、W3 Ⅳ套砂体为三角洲平原亚相。四套砂组皆发育两条主要河道, 北部河道呈南东至北西走向, 自下而上砂体厚度由厚变薄, 连续性由好变差, 反映了湖平面在这一时期上升, 三角洲由迅速扩张到砂体萎缩的过程。