董玉文，桂志先，歐榮生，陳旭，3，宋昊，柯欽，董孟玲，3

1.油氣地球化學(xué)與環(huán)境湖北省重點實驗室（長江大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院），武漢 430100

2.青海油田公司勘探事業(yè)部，甘肅敦煌 736202

3.長江大學(xué)錄井技術(shù)與工程研究院，湖北荊州 434023

4.中石油東方地球物理公司研究院，河北涿州 072750

0 引言

濱岸砂壩是海相沉積盆地開闊海岸地帶廣泛分布的儲集砂體，處于海洋作用影響海底的高能帶附近，常年受到海洋多重改造作用，多形成與海岸線大致平行或斜交的砂壩復(fù)合體，平面上為較窄的條帶狀，延伸距離遠(yuǎn)，分布規(guī)模大[1-6]。一般認(rèn)為，濱岸砂壩因其“巖性分選好、橫向連通性好和高孔高滲”的特點，并且緊鄰陸棚相泥巖，是海岸沉積相帶巖性油氣藏有利的勘探目標(biāo)[7-10]。然而隨著油氣田評價開發(fā)的深入，復(fù)雜的油水關(guān)系表明砂壩內(nèi)部儲層物性變化快，儲層連通性也不具有均質(zhì)儲層的貫通特征，儲層內(nèi)部具有較強的非均質(zhì)性。事實上，濱岸砂壩沉積過程中，其沉積特征、分布規(guī)模和砂體空間分布主要受海岸帶地貌坡度變化、海水能量、海平面變化和物源條件等因素的制約，濱岸砂壩內(nèi)部經(jīng)常發(fā)育影響流體滲流的泥質(zhì)成分，導(dǎo)致砂體之間的連通關(guān)系變得復(fù)雜[10-13]。

位于南亞地區(qū)印度河盆地的塔爾斜坡S區(qū)塊，是目前南亞地區(qū)重要的產(chǎn)油氣區(qū)。該地區(qū)下白堊統(tǒng)發(fā)育厚層海相濱岸砂壩沉積，為最有利的儲集砂體[14-16]。然而在砂壩型油氣藏評價開發(fā)過程中，由于對砂壩儲層變化規(guī)律認(rèn)識不清，經(jīng)常面臨著砂壩儲層橫向連通性差、沉積微相變化快，甚至油水關(guān)系矛盾的難題[17-22]，制約了砂壩型油氣藏的快速開發(fā)進程。隨著S 區(qū)塊三維地震的全區(qū)覆蓋及大批評價井的完鉆，亟需人們借助多種技術(shù)手段，從整體上對S區(qū)塊砂壩型儲層空間分布特征，尤其是砂壩儲層的砂泥分布特征、微相劃分及儲層內(nèi)幕差異性等方面有更加深入的認(rèn)識。因此，本文綜合利用30 多口井取心資料以及鉆井、測井、分析測試和地震數(shù)據(jù)，在砂壩沉積相標(biāo)志分析的基礎(chǔ)上，開展砂壩沉積微相劃分，對砂壩型儲層進行精細(xì)描述，闡明砂壩儲層內(nèi)部的差異性，為砂壩型儲層精細(xì)開發(fā)提供技術(shù)支撐。

1 地質(zhì)概況

印度河盆地構(gòu)造位置處于喜馬拉雅山南部，面積約38×104km2，盆地主體由向西北傾斜的大陸架組成，形成于古生界花崗巖基底之上的中、新生代盆地，構(gòu)造演化主要經(jīng)歷了三大階段，包括三疊—侏羅紀(jì)裂谷階段、白堊紀(jì)被動大陸邊緣演化階段和古近紀(jì)以來前陸階段[14-16]。盆地構(gòu)造單元劃分上，自西到東依次為：西部褶皺造山帶（蘇來曼和薩哈爾褶皺帶），中部前淵帶（蘇來曼前淵和薩哈爾前淵帶）和東部隆后盆地（北部盼遮普臺地、中部瑪里—坎科塔高地和南部德信臺地、塔爾斜坡）（圖1a）。沉積地層主要由碎屑巖和碳酸鹽巖組成，含少量火山巖，最大地層沉積厚度約6 000 m[16-18]（圖1b，c）。

圖1 盆地構(gòu)造單元劃分（a）、地層綜合柱狀（b）和南部L1 地質(zhì)大剖面（c）（剖面位置見圖1a）Fig.1 (a) Basin tectonic element division; (b) generalized stratigraphic column; and (c) L1 geological structure section of southern part. Section location shown in Fig.1a

盆地油氣資源十分豐富，以塔爾斜坡S 地區(qū)為例，目前發(fā)現(xiàn)了近十個油氣田，油氣藏類型以構(gòu)造油氣藏為主，含少量巖性地層或復(fù)合油氣藏[14,19-21]。主要目標(biāo)層系為下白堊統(tǒng)，發(fā)育四套砂巖組（A、B、C和D砂巖組），沉積環(huán)境為海相三角洲—濱淺海相沉積，其中頂部A 砂巖組為開闊海岸相濱岸砂壩沉積，發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲層，油氣充滿度高，油氣產(chǎn)量占四套砂巖組的90%以上[22-24]，是油氣評價開發(fā)的主要目標(biāo)。本文以頂部A 砂巖組濱岸砂壩儲層為研究對象，開展儲層精細(xì)描述及含油氣性研究。

2 砂壩沉積相標(biāo)志

2.1 巖石礦物成分

鉆井取心揭示A 砂巖段巖性以細(xì)、粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖為主，含少量中砂巖，平均粒徑為0.09~1.32 mm。巖性成分中石英顆粒含量高（含量范圍為81%~96%），而長石和巖屑含量較低，分別為1%~9%和3%~18%。鑄體薄片分析發(fā)現(xiàn)，砂巖顆粒分選中等—好，磨圓度為次棱狀—次圓狀，顆粒間接觸方式以點、線型為主，原生孔隙十分發(fā)育，黏土雜基含量低，見硅質(zhì)膠結(jié)作用。這些反映沉積物處于濱淺海環(huán)境，水體能量較強，沉積物受到海水往返篩選和改造作用，砂質(zhì)較純、成熟度較高（圖2a~c）。

另外，鏡下可見一定數(shù)量的海相雙殼類生物碎片，常見磨損和圓化現(xiàn)象，生物碎屑淋濾后發(fā)生溶蝕形成鑄模孔（圖2d~f）。自生礦物類型多樣，除了白云石、方解石、高嶺石和石英自生加大邊外，還見鐵硅酸鹽類礦物和一些磷酸鹽類礦物，如（鮞）海綠石等。部分鉆井可見少量黃鐵礦顆粒，呈現(xiàn)出分散狀分布特征（圖2b，c）。（鮞）海綠石的發(fā)現(xiàn)，揭示了砂壩沉積處于水下還原、緩慢沉積的濱淺海環(huán)境[25]。

圖2 濱岸砂壩鑄體薄片分析P：孔隙，Q：石英，F(xiàn)：生物碎屑，G：海綠石顆粒，M：生物碎片淋濾后的鑄?？?，K：高嶺石，F(xiàn)eS2：黃鐵礦顆粒Fig.2 Casting thin sections of sandbar sediments

2.2 巖心沉積構(gòu)造

A砂層組沉積構(gòu)造特征豐富，這有助于恢復(fù)濱岸砂壩沉積巖相古地理條件。在中—細(xì)砂巖較粗巖性段，發(fā)育塊狀層理、平行層理和低角度交錯層理，部分含生物介殼薄夾層（圖3a~c），反映高能的濱淺海沉積環(huán)境。風(fēng)暴交錯層理揭示正常浪基面以下存在風(fēng)暴流作用，巖心底部巖性成分粗，含泥礫、粗顆粒砂巖與生物介殼碎片互層，粒度向上變細(xì)，逐漸遞變?yōu)橥哥R狀砂巖或泥巖等細(xì)粒沉積，局部含生物介殼（圖3d）。

細(xì)—粉砂巖段主要發(fā)育波狀紋層和波狀交錯層理，局部出現(xiàn)了薄的泥質(zhì)條帶夾層；薄互層段則出現(xiàn)了壓扁層理、水平層理等典型沉積構(gòu)造，這些均反映了濱海環(huán)境淺水區(qū)水流頻繁動蕩的作用[26-27]（圖3e~h）。粉砂質(zhì)泥巖和泥巖較細(xì)粒沉積物常處于（弱）還原和弱沉積水動力環(huán)境，非常有利于海洋生物的生長和活動，因此細(xì)粒沉積物中軟體類、介殼類化石豐富。此外，生物活動往往會改造或破壞其原生沉積構(gòu)造，見垂向生物潛穴，或者沉積物呈現(xiàn)團塊狀、部分紋層變形的特點（圖3i~l）。

圖3 濱岸砂壩沉積構(gòu)造分析（a）中砂巖，平行層理，夾薄層介殼碎片（壩中）；（b）細(xì)砂巖，交錯層理（壩中）；（c）中砂巖，底部含細(xì)礫，塊狀層理（壩中）；（d）細(xì)砂巖，底部塊狀層理（含泥礫），上部風(fēng)暴交錯層理；（e）粉砂巖，波狀交錯層理（壩緣）；（f）粉砂巖，透鏡狀層理（壩緣）；（g）泥質(zhì)粉砂巖，壓扁層理（壩緣）；（h）泥質(zhì)粉砂巖，水平層理（壩緣）（i）泥質(zhì)粉砂巖，垂向洞穴（壩緣）；（j）粉砂質(zhì)泥巖，生物擾動現(xiàn)象：團塊狀、部分紋層變形（壩間）；（k）粉砂質(zhì)泥巖，鈣質(zhì)膠結(jié)嚴(yán)重，豐富生物介殼（壩間）；（l）深黑色、塊狀泥巖（淺海泥巖）Fig.3 Depositional structures of sandbar sediments

2.3 測井相

A 砂層組測井相組合特征多樣。在中—細(xì)砂巖較粗巖性段，測井相類型為中高幅、光滑或微齒化箱型，頂、底部多為突變接觸關(guān)系，反映水動力條件強、砂巖純凈的特點。在細(xì)—粉砂巖段，測井相以中高幅、齒化漏斗形或小型鐘型為主，沉積序列多為下粗上細(xì)的反旋回。在薄的砂泥互層段，常見指狀或齒化漏斗型，反映較弱的水動力條件。在泥巖較細(xì)粒沉積中，測井相為高幅、平直線型，反映還原的水動力環(huán)境（圖4）。

圖4 A 砂層測井解釋圖Fig.4 Well log interpretation of A sand

2.4 地震相

白堊系A(chǔ)砂層組沉積時期，S區(qū)塊由南向北發(fā)育向海洋進積的沉積層序。以順物源方向地震剖面為例，在A砂層頂?shù)捉缑嫦薅ǖ牡卣鹣鄦卧獌?nèi)，發(fā)育斜交型前積反射結(jié)構(gòu)，前積規(guī)模較小，地震波組時窗小于0.5 s，相當(dāng)于1~2個同相軸間距。前積層傾角為較低角度傾斜，不同的前積反射層大致平行，部分重復(fù)疊置。該特征反映了水體寬淺、坡度平緩的沉積環(huán)境，砂壩為垂向疊置或者向海進積的特點（圖5）。

圖5 A 砂層地震相特征Fig.5 Seismic facies of A sand

3 儲層內(nèi)幕差異性

隨著評價開發(fā)程度的深入，越來越多的學(xué)者發(fā)現(xiàn)砂壩內(nèi)部仍舊存在較強的非均質(zhì)性[28-30]，這導(dǎo)致油氣分布復(fù)雜。以研究區(qū)濱岸砂壩為例，目前已鉆井5口（W4~W8 井），不同鉆井分析測試結(jié)果差異較大，主要表現(xiàn)為以下3 點：1）W6~W8 井的巖心儲層物性變化快，孔隙度范圍大約8%~34%，滲透率為(10~1 100）×10-3μm2。2）測井含水飽和度與壓力交匯擬合分析顯示，W6~W8井的孔喉結(jié)構(gòu)及排替壓力相差較大。3）W4~W8井的距離處于2 km之內(nèi)，然而在同樣的開采工藝條件下，不同油井的開采壓力變化大、產(chǎn)油量及遞減曲線相差懸殊（圖6）。

圖6 濱岸砂壩體單井分析測試結(jié)果（a）孔滲關(guān)系；（b）毛管壓力曲線；（c）產(chǎn)量曲線；（d）開采壓力曲線Fig.6 Well test results of sandbar

3.1 砂壩微相劃分

根據(jù)沉積相標(biāo)志和鉆井分析測試分析結(jié)果，將濱岸砂壩劃分為壩中、壩緣、壩間和淺?；蚓窒藓衬鄮r等4 種微相類型，以達(dá)到儲層精細(xì)刻畫的目的（表1）。

表1 砂壩沉積微相標(biāo)志、類型及識別特征Table 1 Sandbar microfacies marker, type and depositional features

3.1.1 壩中微相

處于砂壩中部，單砂體厚度大（3~8 m），以中—細(xì)砂巖為主，且多為石英砂巖，分選較好，成熟度高（圖2a）。主要發(fā)育平行層理、交錯層理和塊狀層理，部分含生物碎片（圖3a~c）。砂巖壓實程度中等，自生礦物見石英次生加大和少量泥晶方解石膠結(jié)物。壩中微相儲集砂體受海水淘洗改造作用影響，原生孔隙十分發(fā)育，同時次生孔隙和后期的鑄?？走M一步改善了儲層物性（圖2a~c），儲層孔隙度變化范圍為15%~34%，平均24.6%，滲透率一般大于120×10-3μm2，最高可達(dá)2 050×10-3μm2。此外，W8井壩中微相測試曲線擬合分析顯示，孔喉結(jié)構(gòu)為粗歪度，排驅(qū)壓力較低，孔喉分選好（圖6a，b）。測井相表現(xiàn)為（微齒化）箱型，GR 值極低，普遍小于18 API，說明泥質(zhì)含量低，構(gòu)成優(yōu)質(zhì)儲層（圖4）。同時，W8井單井產(chǎn)量高，穩(wěn)產(chǎn)時間長，證實壩中微相具有良好的儲油物性（圖6c，d）。

3.1.2 壩緣微相

處于壩主體邊緣或側(cè)翼部位，單砂體厚度?。ㄐ∮? m），多為粉砂巖，粒度變細(xì)，分選中等，含一定數(shù)量的生物碎片或少量有機質(zhì)（圖2e）。主要發(fā)育波狀紋層、小型交錯層理和壓扁層理等，含有泥質(zhì)夾層和生物擾動現(xiàn)象（圖3f~i）。砂巖壓實程度中等，見鈣質(zhì)團塊，膠結(jié)物含石英次生加大、泥晶方解石或白云巖膠結(jié)物、黃鐵礦和高嶺石等（圖2d~f）。孔隙類型包括原生孔隙和次生孔隙，然而由于泥質(zhì)含量增加，孔隙往往部分被鈣質(zhì)膠結(jié)物、泥質(zhì)或少量黃鐵礦等充填，一定程度上降低了儲集性能，壩緣微相儲層孔隙度變化范圍為8%~19%，平均12.7%，滲透率變化范圍為（20~120）×10-3μm2。此外，W7井壩緣微相分析顯示，孔喉結(jié)構(gòu)為中—細(xì)歪度，排驅(qū)壓力中等，孔喉分選中等（圖6a，b）。測井相以（齒化）漏斗型或小型箱型為主，GR值中等，測量值范圍為18~45 API（圖4）。W7 井（壩緣微相）毗鄰W8 井（壩中微相），雖同處于濱岸砂壩相帶，但其儲集物性、原油產(chǎn)能及穩(wěn)產(chǎn)時間均不及W8井（圖6c，d），這表明沉積微相通過控制其儲集性能的變化，進而控制了砂壩內(nèi)油氣分布。

3.1.3 壩間微相

發(fā)育位置處于不同疊置砂壩之間，以偏細(xì)粒沉積夾薄層砂質(zhì)為主，泥質(zhì)含量偏高。主要發(fā)育平行層理和小型透鏡狀層理，生物擾動現(xiàn)象強烈，使沉積物呈現(xiàn)團塊狀、部分紋層變形的特點（圖3j，k）。砂巖以壓實作用為主，含鈣質(zhì)膠結(jié)。砂壩間的孔隙類型以微小孔隙為主，孔隙度變化范圍為2%~8%，一般小于6%，滲透率小于20×10-3μm2，儲集物性較差。W6井壩間微相孔隙結(jié)構(gòu)分析表明，該孔喉結(jié)構(gòu)成細(xì)歪度、排驅(qū)壓力高、孔喉分選差（圖6a，b）。測井相為指狀或齒化漏斗型，GR 值高，大于45 API（圖4）。W6井鉆遇壩間微相，鉆井揭示巖性為泥巖夾（泥質(zhì)）粉砂巖，油氣產(chǎn)量低，且生產(chǎn)時間短（圖6c，d），目前W6 井已經(jīng)停產(chǎn)，說明壩間微相不僅自身儲集性能差，又可降低砂壩儲層之間連通性。

3.1.4 淺海或局限海灣泥巖

由于海平面頻繁變化，淺海泥巖常常與濱岸砂壩伴生，且往返穿插于濱岸砂壩內(nèi)部，增強了砂壩儲層的非均質(zhì)性，故單獨列出。巖性普遍致密，以黑色和深灰色泥巖為主，局部夾薄層泥質(zhì)粉砂巖，有機質(zhì)含量高。巖心沉積構(gòu)造以塊狀層理為主，少量小型平行層理和透鏡狀紋層（圖3l）。測井相為高幅、平直線型，GR 值大于60 API（圖4）。該類泥巖孔滲極低，不是有效儲層，常以隔夾層的方式出現(xiàn)。

3.2 儲層內(nèi)部差異性

該砂壩油藏受構(gòu)造和巖性雙重因素控制，為構(gòu)造—巖性復(fù)合油氣藏。不同鉆井（W4~W8 井）揭示砂壩內(nèi)部沉積微相變化快，其中W5 和W8 井鉆遇了壩中微相，W4 和W7 井鉆遇了壩緣微相，W6 井鉆遇了壩間微相。

在已鉆井約束下，借助巖性目標(biāo)處理后三維地震資料橫向分辨率高的技術(shù)優(yōu)勢，可以較好的識別砂壩內(nèi)幕變化細(xì)節(jié)。從高精度地震解釋剖面和儲層反演剖面可以看出（圖7a，b），壩中微相的地震響應(yīng)（W5 和W8 井附近）為低頻強振幅反射，縱波阻抗值高于圍巖，形成明顯的阻抗異常。壩緣的地震反射特征（W4 和W7 井附近）表現(xiàn)為中等振幅、中等連續(xù)性、中高的縱波阻抗值。壩間（W6井附近）的地震反射振幅較弱，同相軸出現(xiàn)弱扭動、斷續(xù)分布，縱波阻抗值也明顯變低。這些地震響應(yīng)和儲層反演結(jié)果與鉆井吻合度高（表1）。

從連井油藏剖面可以看出（圖7c），W4~W8井均處于濱岸砂壩有利的巖性相帶，然而由于砂壩內(nèi)部微相變化快，不同微相類型巖性相互疊置，導(dǎo)致儲層物性變化快，橫向連通性變差。此外，淺海或海灣泥巖也常常與濱岸砂壩伴生，加劇了砂壩儲層內(nèi)部的非均質(zhì)性。濱岸砂壩儲集相帶因低滲或非滲層的存在使得本身完整的構(gòu)造—巖性油藏被分隔成不同塊體，實際的開發(fā)數(shù)據(jù)也揭示了砂壩內(nèi)部形成分割的、多個油藏系統(tǒng)，油水關(guān)系分布十分復(fù)雜。

根據(jù)取心標(biāo)定測井，測井標(biāo)定地震，特別是結(jié)合地震相和地震屬性分析手段，預(yù)測研究區(qū)濱岸砂壩沉積微相的平面展布特征（圖7d，e）。高亮體屬性與砂壩微相變化有較好的對應(yīng)關(guān)系，該屬性的計算原理是首先選取有效頻帶范圍內(nèi)的地震數(shù)據(jù)體，之后計算目的層段的峰值振幅，峰值振幅與平均振幅之差即是高亮體屬性[31]，更能突顯砂壩內(nèi)部巖性變化細(xì)節(jié)。整體上，黑色虛線內(nèi)部為紅黃暖色調(diào)異常區(qū)域（圖7d），平面上呈近北東向、平坦席狀展布，與海岸線方向近平行分布，沉積相解釋為濱岸砂壩巖性區(qū)帶。此外，濱岸砂壩內(nèi)部仍可劃分三個顯著的屬性異常區(qū)（圖7d）。紅黃暖色調(diào)、高能量異常區(qū)，在平面上呈點狀或條帶狀分布，鉆井揭示單砂巖厚度大于3 m，對應(yīng)為壩中微相。綠色調(diào)、中等能量異常區(qū)，在平面上分布在紅黃暖色調(diào)周圍，呈平坦席狀、條帶狀分布，鉆井揭示為砂泥互層，單砂厚度多小于2 m。淺藍(lán)色的中低值異常區(qū)，鉆井揭示以泥巖夾薄砂沉積為主，對應(yīng)是濱岸砂壩內(nèi)部低能區(qū)的壩間微相（圖7d，e）。根據(jù)鉆井和地震相互驗證分析的手段，可以實現(xiàn)對濱岸砂壩儲層精細(xì)描述，分析砂壩復(fù)合體內(nèi)部不同沉積微相與儲集性能變化和油氣分布規(guī)律的對應(yīng)關(guān)系，同時也為油氣開發(fā)調(diào)整和產(chǎn)能分析提供地質(zhì)依據(jù)。

圖7 濱岸砂壩微相分析圖（a）L2測線地震剖面；（b）L2測線反演剖面；（c）連井油藏剖面；（d）高亮體屬性；（e）沉積微相圖Fig.7 Sandbar sedimentary facies analysis

3.3 砂壩微相模式

濱岸砂壩沉積受物源供給、海底坡度、海平面變化和后期改造作用等影響[30,32]，砂壩復(fù)合體經(jīng)常往返穿插于濱淺海相泥巖內(nèi)部，此外，砂壩內(nèi)部巖性并不均一，不同微相類型巖性相互疊置、切割，導(dǎo)致砂壩儲層分布復(fù)雜。壩中為最有利的微相類型，呈點狀或條帶狀分布，砂巖厚度大、分布范圍小、個數(shù)多，彼此不連通；壩緣微相緊鄰壩中周圍，呈平坦席狀分布，砂巖厚度小、分布規(guī)模廣，彼此連通性好；而壩間微相經(jīng)常發(fā)育在不同砂壩之間低部位，以泥質(zhì)沉積為主，分布范圍?。▓D8）。此次研究，采用井、震緊密結(jié)合的研究方法，利用地震資料橫向分辨率高的優(yōu)勢，較好地揭示了濱岸砂壩儲層內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分層次建立了S區(qū)塊濱岸砂壩“壩中、壩緣和壩間”的微相地質(zhì)框架及其砂、泥巖空間配置關(guān)系，探討了砂壩儲層內(nèi)幕差異性“灰箱”，該模式將有利于指導(dǎo)砂壩型油氣藏的精細(xì)評價開發(fā)。

圖8 濱岸砂壩微相沉積模式Fig.8 Sandbar sedimentary microfacies model

4 結(jié)論

（1）南亞S 區(qū)塊A 砂層組沉積時期處于相對高能的海岸沉積環(huán)境，發(fā)育濱岸砂壩有利儲集層，進一步將濱岸砂壩復(fù)合體劃分為壩中、壩緣、壩間和泥巖等微相類型。

（2）砂壩內(nèi)幕存在明顯的差異性，沉積微相控制其儲集性能的變化，進而控制油氣分布，其中壩中微相儲集性能最好，壩緣次之，壩間較差。

（3）濱岸砂壩內(nèi)部由于不同微相類型巖性相互疊置、切割，使得砂壩內(nèi)砂體厚度差異大、橫向不連通和物性變化快，進而導(dǎo)致砂壩內(nèi)油藏被切割成若干相對獨立的油藏。

致謝 感謝審稿專家的寶貴意見！