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肇州油田扶余油层储层特征研究

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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第009年2月 特种油气藏 il o.1 009 文章编号:1006—6535(2009)01—0013州油田扶余油层储层特征研究 钟建华 ,王宏翊 ,王金华 (1.中国石油大学,山东东营257061;2.中科院广州地球化学研究所,广东广州510640) 摘要:肇州油田扶余油层储层发育差,低孔、低渗、低丰度。以钻井、测井、岩心、化验分析、试 油、试采等资料为基础,通过油层划分和对比,对研究区沉积模式及沉积相类型进行了总结,对 扶余油层岩性特征、储层物性、展布特征、沉积特征及含油气特征进行初步分析与评价,基本确 定了研究区构造特征及沉积特征,为油藏开发工作提供了很好的基础地质资料。 关键词:沉积特征;储层特征;扶余油层;肇州油田 中图分类号: 文献标识码:A 1区域地质特征 1.1地质概况 肇州油田位于松辽盆地北部中央坳陷区三肇 凹陷西南部,跨肇州北构造群和肇州鼻状构造2个 三级构造单元。研究区位于肇州鼻状构造下倾部 位东翼,构造类型为长期继承性发育地垒,西北与 宋芳屯鼻状构造相连,东南与朝阳沟阶地相接。由 于长期处于坳陷阶段,扶余油层构造形态呈大而缓 的向斜形态。局部构造主要为鼻状构造和低幅度 背斜,存在数量较多的小断距断层。研究区整体为 西南高东北低,被断层复杂化的断块构造;南部断 层以南北走向为主,主要断层均东倾,形成由西向 东节节下掉的南北向垒块,主要断块构造平缓,断 块内南高北低,断层落差一般为15~30 部断 层走向以北西向为主;中部为构造过渡带,既有北 西向断层,也有北东向断层。 三肇凹陷青山口组与嫩一段均具有较好的生 油条件,油源丰富,凹陷内主要储层葡萄花油层和 扶余油层均邻近生油层,并具有较厚的盖层,成藏 条件好。继承性发育的大断层有利于青山口组油 源的垂向运移,凹陷南部斜坡邻近永乐向斜生油中 心,向南抬升的地层与断层和岩性尖灭配合,易于 扶余油层形成油气富集区…。但长期相对下沉的 区域构造背景影响油水分异,原油相对密度较大, 加之扶余油层储层物性差,砂体分布零散,油藏综 合地质条件较差。 1.2扶余油层地层特征 泉头组三、四段沉积于松辽盆地沉陷期,为泉 头组二段沉积末期盆地整体抬升遭受冲刷侵蚀至 青山口组一段底部突然海侵之间的沉积产物,总体 为具有沉陷特征的典型陆相充填沉积建造。底部 与泉二段呈不整合接触,为泉三段沉积期网状河流 体系冲刷泉二段顶面的结果,表现为区域性地层缺 失。中央坳陷边部地震剖面可见泉二段地层削截 和泉三段地层上超、顶超、槽形反射结构。电阻率 曲线泉二段为尖齿状、梳状组合,而泉三段为开阔 的尖峰与平直的线形组合,具明显分界。 泉三段与泉四段为整合接触,岩性均为紫红 色、灰色、灰绿色泥岩与砂岩不等厚互层,2段总厚 度约为600 m,化石种类较丰富,包括介形虫、叶肢 介、双壳类、轮藻植物、沟鞭藻等,但化石总量较少。 泉头组末期湖海沟通,发生松辽盆地地质史上第1 次海侵,沉积青一段大面积厚层深湖、半深湖相黑 色页岩和油页岩。同时也造成泉四段顶面遭受冲 洗产生岩性突变界面,地震剖面上表现为高连续性 强振幅反射( 收稿13期:2008—09—22;改回日期:2008—10—06 基金项目:大庆油田有限责任公司“肇州油田北部扶杨油层储层评价研究”部分内容 作者简介:钟建华(1957一),男,教授,博士生导师,《特种油气藏》编委,1993年毕业于中科院长沙大地所构造地质学专业,获博士学位,1995年在西北大 学完成博士后站工作,现为中国石油大学(华东)、中科院长沙大地构造研究所、中科院广州地球化学研究所和浙江大学(兼职)博士生导师,主 要从事矿物岩石学、沉积学和构造地质学的教学与科研工作。 14 特种油气藏 第沉积体系研究 2.1沉积相类型 分析研究区10口井岩心资料,对泉三、四段 扶余油层进行沉积相划分和沉积环境解释,认为 泉三、四段为浅水湖泊一三角洲沉积体系沉积, 发育浅水湖泊三角洲相和湖泊相。浅水湖泊三角 洲相可划分三角洲分流平原亚相和三角洲前缘亚 相:三角洲分流平原亚相发育程度较低;三角洲 前缘亚相较发育,可识别出水下分流河道、天然 堤、决口扇、分流间湾泥、河口坝、前缘席状砂 等6种沉积微相。湖泊相可划分为滨湖亚相、浅 湖亚相和半深湖一深湖亚相:滨湖亚相可进一步 识别出泥滩、混合滩、砂滩等3种沉积微相;浅 湖亚相进一步可识别出浅湖砂坝、浅湖泥2种沉 积微相。研究表明,水下分流河道、水下决口扇、 溢岸相、席状砂和滨浅湖滩坝与储层发育相关, 分流间湾、前三角洲和滨浅湖泥与非储层发育相 关(表1)。 表1肇州油田扶余油层沉积微相类型及特征 2.2沉积模式 根据泉三、四段沉积背景、发育过程、沉积特点 及沉积相类型,结合砂泥分布规律研究,总结了泉 三、四段沉积模式(图1)。 图1泉头组三、四段沉积模式 泉三、四段沉积期,盆地基底整体稳定沉降,湖 盆地形平缓,在整体水进背景下,形成面积广阔的 浅水湖泊三角洲沉积。三角洲平原分流河道与三 角洲前缘水下分流河道砂体发育,平面上呈枝状展 布,纵向上三角洲平原向三角洲前缘演化。三角洲 分流平原受湖泊的影响较小,洪水期湖泊水面上 涨,湖水浸没三角洲分流平原,水上分流河流与湖 水交融,形成宽而直的分流河道;枯水期湖水退却, 三角洲分流平原出露水面,形成窄而弯曲的分流河 道。三角洲前缘发育在一定程度上受湖泊影响,水 下分流河道受湖泊影响能量逐渐减弱,可能逐渐尖 灭消失、也可能在末端形成河口坝(常为指状坝), 或在末端散开形成前缘薄层席状砂。 泉三段沉积期,气候相对干旱,湖泊面积较小, 河流能量远大于湖泊能量,在平缓的古地形背景 下,河流携带大量陆源碎屑向湖泊中心大规模推 进。三角洲平原发育,分流河道规模较大,河道较 宽、较稳定,延伸较远,呈枝状展布,三角洲前缘不 发育。泉四段沉积期,气候相对湿润,湖面逐渐上 升,湖岸线不断向物源方向扩张,分流河道规模逐 步减小并频繁改道,出现不同程度席状砂化 J。 三角洲前缘发育,水下分流河道末端发育一定规模 第1期 钟建华等:肇州油田扶余油层储层特征研究 15 的河口坝和前缘席状砂,三角洲平原逐渐退出研究 区。 平缓古地形和浅水湖泊背景下,洪水易形成薄 层叶片状三角洲沉积体,多期次洪水形成多个薄层 叶片状三角洲沉积体。当湖盆构造稳定时,三角洲 沉积体将发生侧向迁移,形成层位基本相当于可以 连续追溯对比的侧向联合三角洲;湖盆构造下降 期,三角洲沉积体将发叠置,形成“叠叶状”复合三 角洲体。 3储层特征研究 仅出现于部分样品中或在样品中作为次要胶结类 型出现。 3.2储层物性特征 根据1000多个岩心样品(包括少数非储集岩 样品)分析,扶余油层孔隙度为1.8%~23.7%,平 均为11.2%,优势区间为8%~15%;渗透率为 0.0一 ~32.9 x 10一。 m ,平均为1.2×10一 为低渗透率储层。此外,扶余油层各小层问 孔隙度、渗透率存在较大差异,同一小层渗透率变 化范围也较大。 3.1岩石学特征 3.3储层物性、含油性与沉积相关系 整体分析,肇州油田扶余油层岩石骨架颗粒以 石英、长石和岩屑为主,少数样品含少量介形虫碳 酸盐碎屑。石英一般为单晶石英,长石以钠长石为 主,岩屑以各种火山岩、泥岩、粉砂岩岩屑及燧石为 主,高长石和岩屑含量,低石英含量特征明显。根 据集岩属于岩屑长石砂岩或长 石岩屑砂岩。整体来看,扶余油层岩石样品骨架颗 粒成分变化不大,储集岩矿物成分与杨大城子油层 相似。 扶余油层岩石分析表明:岩石骨架颗粒含量为 50%~90%,杂基含量为10%~38%(一般小于 15%);胶结物含量为20%~50%,以方解石胶结 物最为常见(其含量可大于45%),菱铁矿胶结物 较少;自生石英、长石、粘土虽为较常见胶结物,但 含量均不大于30%;黄铁矿、褐铁矿、重晶石、锐铁 矿等仅在极少数样品中见到;粘土矿物以伊利石、 绿泥石为主,其次为高岭石和伊蒙混层;伊利石多 为发丝状搭桥,绿泥石多贴附于岩石颗粒表面,绿 泥石、伊/蒙混层常充填于孔隙内。 扶余油层储集岩为颗粒支撑,碎屑颗粒以线接 触为主,少数为点接触和凹凸接触,未见缝合接触。 碎屑颗粒粒度中值一般为0.05~0.25 集中 于0.1、0.15和0.2 集岩中,细砂岩 约占75%,中砂岩约占15%,粉砂岩约占10%。 碎屑颗粒磨圆度一般为次圆状至次棱角状,分选中 等偏好。扶余油层储集岩碎屑颗粒粒度和分选性 与杨大城子油层无明显差异。胶结类型以孔隙式 胶结为主,有少量接触式胶结和镶嵌胶结,次生加 大胶结、带状胶结、栉壳胶结、基底胶结和嵌晶胶结 根据录井油气显示、地层测试、试油资料及开 发动态资料分析,肇州油田扶余油层油气主要富集 于岩石颗粒较粗、厚度较大砂体中,主要为分流河 道砂体。一个完整单期河道沉积序列由下至上依 次包括冲刷面(冲刷面之下一般为泥岩)、砾岩或 含砾砂岩单元、块状层理钙质胶结砂岩(粉砂岩) 单元、大型高角度交错层理或平行层理砂岩(粉砂 岩)单元、小型低角度交错层理粉砂岩或泥质粉砂 岩单元、水平层理或波状层理粉砂岩或泥质粉砂岩 单元,反映一次水流由强到弱的连续变化过 程 J。河道沉积砂体成藏时,油气一般集中于分 流河道(包括河道)砂体中部的大型槽状交错层理 细砂岩(粉砂岩)、平行层理细砂岩(粉砂岩)和小 型交错层理粉砂岩中;由于钙质胶结储层物性差, 沉积序列底部底砾岩、块状层理钙质细砂岩(粉砂 岩)一般不含油;上部泥质粉砂岩、粉砂质泥岩粒 度较细且充填泥质,也不含油。 含油气井平面分布与河道砂体(或分流河道 砂体)展布基本一致,在厚度较大的滨浅湖砂坝也 见很好的油气显示。河道突然变宽的河口地区、分 流河道交汇的卸载区由于水流强度变小,常发育大 型交错层理或平行层理细砂岩(粉砂岩)和小型交 错层理粉砂岩,砂岩储层物性好,易形成高产井。 4结论 (1)泉三、四段沉积期气候干旱,盆地稳定节 奏性沉降、沉积物快速充填,古地形平坦,盆地沉降 中心形成频繁涨落的浅水湖泊,盆地边缘河流向湖 泊汇集形成三角洲,从而形成浅水(下转第34页) 34 特种油气藏 第16卷 参考文献: [1]赵旭东.石油数学地质概论[M] 版社,1992:235—243. 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