摘要
渤海湾盆地L油田馆陶组下段为主要含油气目的层，勘探开发潜力巨大。目前油田核心区块已进入中高含水阶段，但储层非均质性强，油层水淹程度差异大，理清不同储层的成因、分布及潜力类型是下步开发调整挖潜的关键问题。本文以精细沉积学、测井地质学和储层地质学理论为依据，综合利用岩心、测井、实验室测试及油层水淹等资料，并结合区域沉积背景分析认为：馆陶组下段为辫状河三角洲沉积环境，将辫状河三角洲分流平原和三角洲前缘2种亚相细分为10种微相，并建立了相应的测井微相模式；完成299 口井测井微相精细识别，编制了L84和L108小层沉积微相平面图，进而综合储层物性、油层水淹程度等划分4类潜力储层，并预测出4类潜力储层发育区，研究成果为L油田馆陶组下段下步开发调整挖潜提供了重要地质基础。
Abstract
The lower section of the Guantao Formation of the L oilfield in the Bohai Bay Basin is the main oil and gas-bearing destination layer, with great potential for exploration and development. At present, the core block of the oilfield has entered into the middle and high water-bearing stage, but the reservoir is non-homogeneous, and the degree of reservoir flooding varies greatly, so it is a key issue to figure out the genesis, distribution and potential types of different reservoirs for the next step of the development of the adjustment of tapping the potential. Based on the theories of fine sedimentology, logging geology and reservoir geology, this paper comprehensively utilizes the data of core, logging, laboratory test and reservoir flooding, and analyzes with the regional sedimentary background that the lower section of the Tiantao Formation is a braided river delta depositional environment, and subdivided the two subphases of the deltaic diversion plain of the braided river and the front edge of the delta into 10 kinds of microphases and established the corresponding logging microphase model; and accomplished the microphase identification of 299 well logs, and the sedimentary microphase maps of L84 and L108 layers have been compiled, and then the reservoir properties and the degree of reservoir flooding have been integrated to classify 4 types of potential reservoirs, and the 4 types of potential reservoir development areas have been predicted, which has provided an important geologic foundation for the next development of the lower section of the Tiantao Formation of the L oilfield.
Keywords
0 引言
渤海湾盆地产油层位主要为新近系明化镇组下段和馆陶组（郭永华等，2011；徐中波等，2015；赵靖康等，2019），前人对渤海湾盆地新近系明化镇组下段和馆陶组进行了大量的研究工作，明化镇组下段和馆陶组属于辨状河三角洲沉积体系（赵国祥等，2018；侯东梅等，2021；王利良等，2022），并对其储层构型进行识别（徐振华等，2019；邓猛等， 2020），其他学者对该区域的成藏（郭太现等，2001； 胡建武等，2006；邹华耀等，2009；燕歌等，2019；许鹏等，2022）、构造（赵志平等，2019）、甜点（梁旭等， 2022）也进行了相应的研究。
L油田是中国目前发现油气探明储量达十亿吨级的海上油田（薛永安等，2019）。随着 L 油田成功开发 20 多年，相继进入中高含水阶段，油田开发显现出储层非均质性较强等问题（薛永安等，2019），对油田中后期的开发和挖潜产生重大的影响，同时，沉积微相类型、平面展布及垂向演化研究有待深入也是制约油气进一步勘探开发的重要因素。因此需要对沉积微相和储层砂体在不同开发阶段的展布特征进行重新认识。本研究区各类钻井数约299口，测井、取心等数据资料完备，在此基础上，本文以精细沉积学、测井地质学和储层地质学理论为依据，结合区域沉积背景，将辫状河三角洲分流平原、前缘 2 种亚相细分为 10 种沉积微相，建立了相应测井微相模式，完成了 299 口井测井微相精细识别，编制了 L84 和 L108 小层沉积微相平面图，进而综合储层物性、油层水淹程度等划分 4 类潜力储层，并预测出4类潜力储层发育区，研究成果为L油田馆陶组下段下步开发调整挖潜提供了重要地质基础。
1 区域地质概况
L油田位于渤海湾盆地东部渤南低凸起带东北方向，处于郯庐断裂带上，构造受郯庐断裂带影响，发育2组断层：一组为近南北向的走滑断层，另一组为北东东向的正断层（汪巍等，2011；王广源等， 2018；衣健等，2022）（图1）。渤南低凸起属于渤中坳陷二级构造单元，被渤中凹陷、渤东凹陷和庙西凹陷所环绕，受郯庐断裂带的控制，被分割成东、中、西3段，控制着渤南低凸起及北部邻区的构造形态，是渤海有利的油气富集区之一，具备优越的油气聚集成藏的地质条件（贾楠等，2013；刘丽芳等， 2013；张成等，2013；郭喜浩等，2022）（图2）。
L 油田新近系馆陶组主要为辫状河三角洲沉积，根据岩心及井壁取心分析表明，以细砾质、砂质辫状分流河道夹薄层砂及紫色块状泥岩，水下分流河道夹薄层席状砂、灰绿色水平层理泥岩为主要特征。根据沉积旋回，前人将新近系馆陶组含油层段划分为8个油组、33个小层（徐中波等，2015）。本研究目的层位于馆陶组下段（图3），该段共计5个油组 （L80—L120 油组）发育 21 个小层，地层厚度在 270～360 m。通过 L 油田储层沉积特征、沉积微相模式，结合储层物性得到研究区的有利薄储层平面发育区，可为该地区油气开发挖潜提供地质依据。
图3L油田馆陶组地层综合柱状图
2 沉积相类型及特征
基于 2 口井岩心和 299 口井测井资料，通过岩心岩石学特征、电性响应特征、测井相要素等综合分析，分析了研究区馆陶组下段沉积相、微相类型和特征。确定研究区目的层主要发育辫状河三角洲分流平原和三角洲前缘2种亚相。
2.1 辫状河三角洲分流平原亚相
（1）辫状分流河道微相
辫状分流河道是辫状河三角洲分流平原亚相中发育较大规模的河道，又称辫状分支河道，沉积特征与河流体系的辫状河道沉积相似，但稍细、薄、窄、多支、切叠弱等，构成了辫状河三角洲分流平原亚相沉积的基本骨架。该微相在辫状河三角洲分流平原亚相中水动力最强、砂体厚度最大、粒度最粗，主要为砂质细砾岩（图4a，粒径在 0.2~2 cm）、粗砂岩，河道中下部常发育大型板状交错层理（图4b）、平行层理，底部滞留沉积可为细砾岩，河道底部发育明显的冲刷-充填构造；垂向上具下粗上细的间断性正韵律或箱-正韵律；少见化石；横剖面呈上平下凹的透镜状，沿河床方向呈长条状。测井曲线样式呈钟型、箱型（图5a），底部突变、顶部渐变突变，旋回厚度8~15 m，通常自然伽马值最低、电阻率最高，储层物性最好。
（2）天然堤微相
天然堤是洪水期河水满岸或溢岸时沿河流两岸形成的自然长堤。洪水时期，河水溢出河道，向河道两侧泛滥堆积，形成沿岸分布的堤状地貌体，是河漫滩上最高的部分。堤的两侧不对称：河流一侧坡陡，河岸一侧坡缓。洪水每上涨一次，堤相应增高。若堤不被破坏，河床不断增淤，甚至高于河道之间的冲积平原，形成地上河，如黄河下游。两河道间的低地常会形成湖泊或沼泽。若天然堤被冲毁，河流沿决口处进行改道，可能会形成很大决口扇。天然堤以细砂岩、粉砂岩、泥岩薄互层为主，发育中小型交错层理、攀升层理等，位于河道两岸或单井辫状分流河道顶部。天然堤测井曲线样式常呈低幅微齿化箱型，通常自然伽马中低值、电阻率中高值（图5b）。
（3）决口扇微相
决口扇是当人工河堤或自然堤溃决后，河流携带的大量泥砂在决口处由于坡度放缓、水流面积增大，流速急剧减弱，泥砂砾迅速沉积而形成的扇状地形。洪水漫溢河床，冲破天然堤形成决口扇滩，也可形成较大面积的席状砂层，沉积物颗粒比分流河道细，与河流相决口扇沉积类似。决口扇岩性为细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩，甚至在主决口部位具有砾石、泥砾沉积（图4c），构造多为块状层理、中小型交错层理，底部具有小型冲刷-充填构造。测井曲线常呈现为扁钟-钟型（图5c），底部突变，顶部渐变，明显比分流河道厚度较薄、自然伽马值增高、电阻率值减低。
（4）溢岸砂微相
溢岸砂为较大洪水期于河道两侧或某侧河水溢岸所沉积的薄层砂质沉积物。其形成受河流溢岸位置控制，分布于河道侧翼，垂向多个、层薄且面积分布较广。以细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩为主，发育中小型交错层理、块状层理，夹于分流间泥岩中。测井曲线样式呈现刺刀状尖峰、扁漏斗型或者扁钟型（图5d），通常比决口扇自然伽马值增高、电阻率值减低。
（5）分流间泥质沉积
分流间泥质沉积形成于分流河道之间、有时为与湖水相通的低洼地区（也称分流间湾沉积），岩性以泥岩为主，含粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，泥岩颜色多为紫色（图4d）、紫红色等氧化色及灰绿色，多发育为块状层理；可见虫孔（图4e）构造。测井曲线样式为低幅直线型，因辫状分流河道频繁决口、溢岸，通常其中夹薄层砂质沉积，测井曲线呈低幅度齿状的形态特征（图5e）。
图4L油田馆陶组下段典型沉积特征岩心照片
a—PL19-3-8ST井，1310.15 m，砂质细砾岩；b—PL19-3-8ST井，1313.80 m，大型板状交错层理粗砂岩；c—PL19-3-4井，1252.10 m，泥砾岩；d— PL19-3-8ST井，1147.55 m，紫色块状泥岩；e—PL19-3-4井，1246.40 m，虫孔；f—PL19-3-4井，1248.30 m，小型交错层理；g—PL19-3-4井， 1252.50 m，灰色泥岩；h—PL19-3-4井，1252.80 m，灰色微细水平层理、扁透镜状层理泥岩
2.2 辫状河三角洲前缘亚相
（1）水下分流河道微相
水下分流河道又称水下分支河道，是陆上分流河道的水下延伸部分。陆上分流河道流入海（湖） 中，在向海（湖）延伸过程中，由于海（湖）水的顶托作用，使河道深度减小，分叉增多，流速减缓。水下分流河道微相粒度较辫状分流河道细，以细砂岩、粉砂岩为主（图4f），发育中大型板状交错层理、槽状交错层理，向上变为小型交错层理、水平波状层理，河道底部发育较明显的冲刷面或突变面，典型正韵律，与水下河道间薄层砂、水下分流间泥质等沉积共生。测井曲线样式呈微幅齿化箱型、微幅齿化钟型（图5f），底部突变、顶部突变-渐变，自然伽马 （GR）、地层真电阻率（RT）整体呈较高幅差，但低于辫状分流河道。
图5L油田馆陶组下段典型沉积微相类型
a—辫状河道；b—天然堤；c—决口扇；d—溢岸砂；e—分流间泥质沉积；f—水下分流河道；g—水下天然堤；h—水下分流间沉积；i—河口坝；j—席状砂
（2）水下天然堤微相
水下天然堤作为陆上天然堤向水下延展的部分，通常在近岸水下分流河道的两侧分布，主要由粉砂岩、泥质粉砂岩构成，内部偶尔会存在少量的泥质夹层。测井曲线样式似陆上天然堤，呈低幅微齿化箱型或多指形或多齿化现象（图5g），通常自然伽马（GR）、地层真电阻率（RT）整体呈中幅差。
（3）水下分流间微相
水下分流间位于水下分流河道之间或两侧，是相对静水环境下的细粒沉积，为洪水期水下河道向两侧漫溢而形成的较细粒物质，沉积作用以悬浮沉积为主，岩性常为灰色水平层理或块状层理泥岩 （图4g），或夹薄层泥质粉砂岩、粉砂岩。测井曲线样式呈现为极低幅度微齿或直线状（图5h）。
（4）河口坝沉积微相
河口坝位于分流河道的河口位置，是河水与海水交汇强烈的地区。在海（湖）水的强力冲刷与簸选作用下，泥质沉积物被水流带走，而砂砾质沉积物则保留了下来，从而使得沉积物性较好。河口坝沉积具有典型的反韵律沉积特征（图5i），河口坝顶部具有典型顶部突变、底部渐变，上部多为典型大型交错层理细砂岩，向下变成中、小型交错层理粉砂岩，河口坝上、下与浅灰色微细水平层理的河口坝间泥沉积共生（图4h）。测井曲线样式呈典型漏斗型（图5i），自然伽马（GR）中低值、地层真电阻率 （RT）中高值。
（5）席状砂微相
席状砂常发育于海（湖）浪作用较强的三角洲前缘远岸区，在垂向上常与水下分流河道相伴生，是三角洲前缘或沿岸砂体受波浪和岸流的淘洗和簸选并搬运至远岸区沉积而形成。以波状层理或小型交错层理粉砂岩为主，薄层、小反韵律为主。测井曲线样式常呈小型指状或扁漏斗形（图5j），自然伽马（GR）中低值、地层真电阻率（RT）中高值。
3 沉积微相平面展布
依据第 2 节沉积亚相及微相类型、测井微相模式，对研究区内 299 口井目的小层的测井曲线进行逐井测井微相识别，连井微相剖面（图6）剖析，并以区域物源特征及辫状河三角洲沉积模式为指导，进行目的小层微相平面组合，揭示目的小层沉积微相平面展布及规律。以L84和L108小层为例，分析揭示馆陶组下段重点小层沉积微相平面展布规律（图7）：在L84沉积时期（图7a），研究区为辫状河三角洲分流平原亚相，主要为辫状分流河道沉积，沿辫状分流河道两侧发育天然堤、决口扇、溢岸薄层砂；由目前开发井网可控制住的（西部）较宽辫状分流河道（图7a）方向揭示，河流由西南流向东北，与区域物源分析得出的西南向物源一致。该西南源辫状河三角洲沉积体系在研究区发育3条呈南西—北东方向的中型辫状分流河道；河道砂体呈弯曲条带状连续分布；河道砂体宽度为 176～350 m，砂体厚度为 1.8～5.3 m，不同河道部位厚薄不一、甚至差异较大（图6a，L84小层C40ST1、C27ST1井）。天然堤、决口扇和溢岸薄层砂体较为发育，识别出3处天然堤、 3处决口扇和7处溢岸薄层砂体，其呈沿河道或扇形或不规则片状薄层分布于河道两侧或某侧（图7a，图6aL84小层）。
图6L84（a）和L108（b）小层连井沉积微相剖面
图7L84（a）和L108（b）时期沉积微相平面展布图
在L108沉积时期（图7b），研究区为辫状河三角洲前缘亚相，主要发育水下分流河道微相，水下分流河道分叉内侧发育河口坝，河道两侧发育水下薄层砂，少量水下天然堤；受西南方向物源控制，研究区识别出3支南西—北东向展布的中小型水下分流河道，其中南支、中支向东北两次分叉形成8支窄小水下分流河道（图7b），河道砂体厚度为 1.9~4.5 m （图6bL108 小层），宽度为 80～350 m；水下分流河道在平面上呈分支状连续分布，形成多支小型分流河道；在河道分叉处识别出4处河口坝、在河道侧翼识别出 18 处水下分流间薄层砂。北支为北西—北东向的小型河道，河道厚度为 1.5～3.7 m，宽度为 140～170 m，河道侧翼发育 1 处水下天然堤、2 处水下分流间薄层砂（图7b）。
4 有利储层评价
根据沉积微相与储层物性综合分析，沉积环境不但控制了储层类型及其平面展布，而且对储层物性的好差及变化具有显著的作用（王瑞飞和孙卫， 2009）。对馆陶组下段的 L84和 L108小层开展有利储层评价，结果表明辫状河三角洲相中三角洲分流平原辫状分流河道砂体储集物性最好，平均孔隙度为28.2%，平均渗透率高达731.4×10-3 μm2；辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体储集物性次之，平均孔隙度约24.4%，平均渗透率412.6×10-3 μm2；再次为天然堤、决口扇、河口坝和水下天然堤，平均孔隙度分别为 21.1%、23.1%、18.6% 和 17%，平均渗透率分别为 293.1×10-3 μm2、198.4×10-3 μm2、178.6×10-3 μm2 和 141.1×10-3 μm2；然后是溢岸砂和席状砂，平均孔隙度分别为 14.1% 和 11.6%，平均渗透率分别为 149× 10-3 μm2 和 89.8×10-3 μm2；分流间与水下分流间物性最差，平均孔隙度仅为 7.1% 和 4.6%，平均渗透率仅 27.6×10-3 μm2 和17.7×10-3 μm2（图8，表1）。
依据国家“石油天然气储量规范”储层孔隙度、渗透率分类并结合沉积相（吕传炳等，2022），特别是针对开发现状及水淹特征，侧重剩余油潜力对有利储层进行分析评价：三角洲前缘亚相中的水下分流河道微相，其细砂岩和粉砂岩储层普遍发育、相对辫状分流河道砂体水淹程度较低，同时物性较好，综合评价为Ⅰ类潜力储层；三角洲分流平原亚相的决口扇、天然堤微相和前缘亚相中的水下天然堤、河口坝，储层物性较次之，综合评价为Ⅱ类潜力储层；三角洲分流平原亚相的溢岸砂微相和三角洲前缘亚相的席状砂微相，储层物性对比较差，综合评价为Ⅲ类潜力储层；三角洲前缘亚相的水下分流间微相以及分流平原亚相的分流间沉积微相储层物性相对最低，综合评价为Ⅳ类潜力储层（表1）（蒋天昊等，2020）。
三角洲平原亚相的辫状分流河道微相为高孔高渗储层且砂体相对较宽、厚度大，是研究区目的层的最优质储层，但因其水淹程度已较高，故本文暂不作为薄储层挖潜潜力进行评价，而归为Ⅳ类潜力储层。
综合沉积微相类型及展布、储层物性和开发现状及水淹特征的研究结果，在研究区综合评价出 4 类潜力储层发育区。L84 沉积时期（图9a），Ⅱ类潜力储层局部连块分布，Ⅲ类潜力储层连片发育，主要分布于L06ST1井区和东北L38井区附近，Ⅳ类储层分布于 L45ST2井区附近及东部周围。L108沉积时期（图9b），各类储层的发育程度明显高于 L84时期：Ⅰ类潜力储层分布于 L25ST1、L11、L47、L34、 L17ST3、L26ST1、L45ST1、L43ST3 共 8 处；Ⅱ类潜力储层主要分布于Ⅰ类潜力储层周边共 10 处，其中， L37井区周围面积最大；Ⅲ类潜力储层发育较少，形状为条带状。Ⅰ类和Ⅱ类潜力储层为L油田下一步挖潜的有利薄储层分布区。
图8L84和L108小层沉积微相与储层孔渗关系图
a—孔隙度与沉积微相；b—渗透率与沉积微相
综上可知，同一小层中不同沉积微相区的储集能力不同（表1），即使是同一微相区不同部位的储层也会因为水动力条件的不同而发生一定变化，进而影响到储层的储集物性及水淹程度。根据各小层沉积微相及储层分类的评价图可较精准的预测薄层剩余油富集区，为后续挖潜方案的调整提供依据。
表1馆陶组下段L84和L108小层沉积微相类型、开发现状与储层物性关系
图9L84（a）和L108（b）小层有利潜力储层平面发育图
5 结论
（1）L 油田馆陶组下段沉积环境主要为辫状河三角洲体系。综合岩心、测井及实验室分析等资料将辫状河三角洲分流平原、前缘 2种亚相细分为 10 种沉积微相，并建立了相应测井微相模式。
（2）依据所建立的测井微相模式及各井测井曲线，对区内 299 口井目的小层进行逐井测井微相识别，结合连井微相剖面剖析，并以区域物源特征及辫状河三角洲沉积模式为指导，进行目的小层微相平面组合，揭示了辫状河三角洲分流平原、三角洲前缘亚相的沉积微相类型、平面组合及平面展布，为潜力储层预测及评价奠定了成因基础。
（3）综合沉积微相、储层物性和开发水淹程度，对研究区馆陶组下段潜力储层进行评价，共划分为 4 类潜力储层，其中辫状河三角洲前缘亚相的水下分流河道微相物性较好、水淹程度较低，是未来挖潜的主要对象，其次为水下天然堤、河口坝、溢岸砂、席状砂。三角洲分流平原辫状分流河道物性最好、砂体相对较宽而厚，水淹程度高、水淹比例较高，为控水的主要对象。
致谢 感谢审稿专家对论文提出了宝贵的修改意见，在此致以诚挚的感谢。