滨里海盆地北特鲁瓦油田上石炭统碳酸盐岩沉积相研究与有利储层预测

滨里海盆地北特鲁瓦油田上石炭统碳酸盐岩沉积相研究与有利储层预测张宝露;张敏;李维锋;袁晓光;李欣雨【摘要】北特鲁瓦油田是近年来在滨里海盆地东缘发现的大型油气田,石炭系碳酸盐岩是最重要的含油层系.通过岩心、测录井资料分析,以及大量薄片及扫描电镜微观观察,认为北特鲁瓦油田上石炭统碳酸盐岩地层属于碳酸盐岩台地相沉积,可进一步分为蒸发台地、局限台地、开阔台地3个亚相;以及膏岩坪、白云坪、渴湖等7个微相,各沉积微相的特征显著.剖面及平面上沉积演化分析表明,上石炭统沉积时期处于一个海平面逐渐下降的过程,在Б2时期,研究区全部为开阔台地亚相;到A2时期,研究区大部分为蒸发台地、局限台地亚相.通过总结平面上各微相分布规律,建立了适宜北特鲁瓦油田的碳酸盐岩沉积模式.通过微观孔隙类型及特征分析,结合沉积微相研究,发现局限台地内的白云坪微相及开阔台地内的台地滩微相储集物性最好,其内发育的粉晶生屑云岩、晶粒云岩及亮晶颗粒灰岩、生物格架灰岩是油田最有利的储集层.上述研究成果将为油田后续的评价开发提供新的地质依据.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)012【总页数】10页(P34-43)【关键词】北特鲁瓦油田;石炭系;碳酸盐岩;沉积模式;有利储层【作者】张宝露;张敏;李维锋;袁晓光;李欣雨【作者单位】长江大学地球环境与水资源学院,武汉430100;长江大学地球环境与水资源学院,武汉430100;长江大学地球科学学院,武汉430100;长江大学地球科学学院,武汉430100;中石油渤海钻探工程公司第四钻井分公司,任丘062552【正文语种】中文【中图分类】TE122.1位于哈萨克斯坦的北特鲁瓦油田发现于2006年8月，2011年底才正式投入开发，地质储量近3亿t，是继让纳若尔油田和肯基亚克油田之后，在滨里海盆地东部发现的又一大型油气田，主要含油层位为中、上石炭统的碳酸盐岩地层。

由于该油田勘探、开发很晚，前人对于北特鲁瓦油田的地质研究非常稀少，仅见郭双生对北特鲁瓦油田石炭系碳酸盐岩进行过构造解释方面的研究[1]，而对油田内任何层位的沉积相、有利储层分布等方面的研究还是一个空白。

此外，目前国内对于碳酸盐岩沉积相及内部微相划分存在争议，没有统一的划分方案[2—6]，因而开展适宜本区的沉积微相划分、提出适宜本区的沉积模式显得尤为重要。

本文通过研究区最新的岩心及测录井资料、大量薄片及扫描电镜观察等，对北特鲁瓦油田上石炭统进行沉积(微)相精细研究，阐明沉积(微)相类型及其纵、横向演化规律，并建立适宜本区的碳酸盐岩沉积模式；再通过物性及其影响因素分析，预测有利油气储层体，为北特鲁瓦油田甚至整个滨里海盆地东缘后续的油气勘探和注采开发提供新的地质信息。

滨里海盆地是世界上特大型含油气盆地之一，构造上位于俄罗斯地台以东、乌拉尔褶皱带以西，面积超过50×104km2。

盆地内部可以进一步划分出北部断阶带、中央坳陷带、阿斯特拉罕-阿克纠宾隆起带及东南坳陷带四大次级构造单元[7]。

北特鲁瓦油田则位于阿斯特拉罕-阿克纠宾隆起带的东缘、让纳若尔油田和肯基亚克油田的南部(图1)。

钻井资料揭示，北特鲁瓦油田的地层自下而上依次为下石炭统(包括维宪阶C1v、谢尔普霍夫阶C1s)、中石炭统(包括巴什基尔阶C2b、莫斯科阶C2m)、上石炭统(包括卡西莫夫阶C3k、格热尓阶C3g)、二叠系、三叠系、白垩系及第四系，上石炭统与上覆下二叠统和下伏中石炭统均呈不整合接触[7]。

上石炭统格热尓阶C3g自上而下可分为A1、A2、A3共3个小层，卡西莫夫阶C3k自上而下可分为Б1、Б2共2个小层，其中，A1小层在全区均被剥蚀，即本文研究目的层为A2、A3、Б1、Б2共4个小层。

通过研究区23口取芯井的岩心、岩石薄片及扫描电镜观察，以及测录井资料分析，认为北特鲁瓦油田上石炭统碳酸盐岩地层的沉积相类型为碳酸盐岩台地相，并进一步识别出蒸发台地、局限台地、开阔台地3个亚相以及膏岩坪、白云坪、台地滩等7个适宜本区的微相类型(表1)，与邻近的让纳若尔、肯基亚克油田上石炭统沉积相[2,8]存在较大差异。

2.1 蒸发台地亚相及其特征蒸发台地位于潮上地带的蒸发环境，气候干旱，盐度较大。

岩性以硬石膏、白云岩为主，夹少量灰岩(图2)。

硬石膏是蒸发环境的代表产物，完全可以作为蒸发台地亚相的相标志[9—11]。

蒸发台地亚相可以进一步细分为膏岩坪、白云坪及灰泥坪3个微相类型。

2.1.1 膏岩坪微相该微相的识别是判别蒸发台地亚相的重要依据。

其岩性主要为硬石膏、泥质石膏、云质膏岩等，不含任何生物碎屑。

其中，硬石膏晶体主要呈粗大放射状集合体或针柱状单晶形态[图3(a)]。

研究区膏岩层主要发育在A2层中，厚度较大，单层厚度在2～5 m，累计可达数十米厚，在测井曲线上容易识别，表现为“低GR、高Rt、特高RHOB” (图2)。

由于岩石致密，它可作为良好的油气盖层[11]。

2.1.2 白云坪微相其岩性主要为泥晶及(细)粉晶白云岩[图3(b)]，该泥-粉晶白云岩是在潮上带蒸发环境下由“准同生白云化作用”[12]而形成的，岩性致密，孔隙发育很差[13]。

该白云坪微相常与膏岩坪微相共生(图2)，且白云岩中不含生物碎屑，可见少量硬石膏晶粒，是区别于局限台地亚相中的白云坪微相的重要依据。

2.1.3 灰泥坪微相灰泥坪微相在蒸发台地亚相中所占比重较小，单层厚度薄，介于0.5～2 m(图2)。

其岩性主要为泥晶灰岩、泥质灰岩，夹少量碎屑泥岩，反映潮上低能环境。

泥晶灰岩具有明显的泥晶结构[图3(c)]，在测井曲线上表现为“中等GR、中高Rt、低DT” 特征(图2)。

2.2 局限台地亚相及其特征局限台地位于蒸发台地与开阔台地之间，向海方向因有水下礁、滩隆起隔绝，海水循环不畅，盐度较大。

较开阔台地而言，其水动力较弱，盐度大；较蒸发台地而言，水动力较强，盐度偏低。

可进一步识别出白云坪及潟湖两种微相类型。

2.2.1 潟湖微相潟湖实际上处于潮下带低能环境[2]，岩性以泥晶云岩[图4(a)]、泥晶生屑云岩[图4(b)]为主，夹泥晶灰岩、泥质灰岩[图4(c)]及碎屑泥岩。

泥晶生屑云岩[图4(b)]中生物碎屑类型很多，常见蜓类、有孔虫、棘皮类[图4(b)]、瓣鳃类、介形虫、三射骨针等。

发育水平层理[图4(c)]。

由于白云石晶粒细小，晶间孔及晶间溶孔发育程度低，物性很差[图4(a)、(b)]。

2.2.2 白云坪微相白云坪微相处于局限台地内的潮间带环境，水体能量较潟湖高一些，岩性主要为粉晶残余生屑云岩[图4(d)、(e)]、粗粉晶云岩[图4(f)]。

生物碎屑类型很多，包括蜓类、苔藓虫、有孔虫、棘皮类[图4(d)]等，粒间的白云石呈“粗粉晶、半自形-自形”结构。

在生物碎屑内发育大量的生物体腔铸模孔、壳壁铸模孔等溶蚀孔隙[图4(e)]，在粉晶白云石中也发育大量的晶间溶孔[图4(f)]。

溶蚀作用大大改善了白云坪微相的储集物性，是研究区目的层中最有利的储集相带之一。

2.3 开阔台地亚相及其特征开阔台地位于台地边缘滩体向陆一侧，水体连通较好，盐度正常[13]。

其岩性主要为生物格架灰岩、亮晶颗粒灰岩、泥晶颗粒灰岩及泥晶灰岩，与局限台地的岩性(以白云岩为主)明显不同。

开阔台地亚相可进一步识别出台地滩及滩间海两种微相类型。

2.3.1 台地滩微相台地滩位于开阔台地内的局部正向隆起地带，位于浪基面之上，水体能量强。

岩性主要为生物格架灰岩、亮晶颗粒灰岩。

生物格架灰岩中的生物主要是绿藻等藻类[图5(a)]；亮晶颗粒灰岩中的颗粒包含生物碎屑、鲕粒、藻粒及内碎屑等类型，其中，生物碎屑又包含有孔虫[图5(b)]、蜓类、棘皮类[图5(c)]、腕足等类型，藻粒包含藻包粒和藻团块[图5(c)]两种类型，内碎屑多为砂屑[图5(b)、(c)]。

台地滩的测井响应表现为“中等GR、低Rt、中高DT”的特征。

2.3.2 滩间海微相滩间海位于开阔台地内的低洼地带，在正常浪基面以下，水体能量很低。

岩性主要为泥晶颗粒灰岩[图5(d)、(e)]、泥晶灰岩[图5(f)]。

该颗粒成分主要包括生物碎屑[图5(d)]、藻粒、球粒[图5(e)]、砂屑等类型。

由于基质为灰泥杂基，原生孔隙和溶蚀作用发育程度低，使得滩间海微相的物性很差。

滩间海微相的测井响应表现为“中等GR、高Rt、低DT”的特征。

在单井沉积微相分析的基础上，通过建立典型连井剖面，对沉积微相的纵、横向演变规律进行研究。

针对北特鲁瓦油田上石炭统，共建立了5条贯穿全区的连井剖面，重点对其中1条典型连井剖面(过CT-41～CT-43井)进行沉积微相分析。

整条剖面发育碳酸盐岩台地相沉积，各沉积微相发育齐全。

在Б2沉积时期，剖面内均为开阔台地亚相，台地滩微相大多呈“透镜体”状分布在滩间海微相中；在Б1沉积时期，湖平面开始下降，最靠近湖盆边缘的CT-41井率先由开阔台地亚相演变为局限台地亚相，同时，5533井和5555井在Б1末期，也相继演变为局限台地亚相，局限台地亚相内的白云坪微相横向连续性好，纵向上与潟湖微相互层，但靠近盆地中心方向的5598井、CT-34井、CT-43井仍完全属于开阔台地亚相；在A3沉积时期，湖平面大幅下降，整个剖面基本都属于局限台地亚相，仅在CT-34井和CT-43井的A3小层底部残留少量开阔台地亚相，局限台地亚相内以潟湖微相为主，白云坪微相主要出现在盆缘5533井处，横向连续性较好；在A2沉积时期，湖平面进一步下降，盆缘CT-41井和5533井总体以蒸发台地亚相为主，靠近盆地中心方向的CT-43井仍以局限台地亚相为主，蒸发台地亚相内以白云坪微相为主，灰泥坪微相呈“透镜体”状分布其中，膏岩坪微相主要分布在小层顶部。

总体而言，沉积亚相类型由开阔台地逐渐演变为局限台地、蒸发台地，反映出一个湖平面逐渐下降的过程。

在单井、连井剖面沉积微相分析的基础上，以各小层为绘图单元，绘制了各小层沉积时期的平面沉积微相展布图(图7)。

Б2沉积时期，研究区全部为开阔台地亚相，以滩间海微相为主，台地滩微相在其中呈“透镜状”分布；Б1沉积时期，湖平面开始下降，研究区西北部演变为局限台地亚相，以潟湖微相为主，在潟湖两侧呈“带状”分布有白云坪微相，且靠近盆缘一侧分布面积更大，研究区东南部依然为开阔台地亚相，沉积特征与上一时期类似，但台地滩微相的分布位置发生明显迁移；A3沉积时期，湖平面继续下降，研究区西北部演变为蒸发台地亚相，开阔台地及局限台地亚相向东南方迁移，其中，开阔台地面积大幅缩小，在滩间海微相中呈“透镜状”分布少量的台地滩沉积体，局限台地内微相分布规律与上一时期类似，蒸发台地亚相内发育膏岩坪、灰泥坪、白云坪微相，整体以白云坪微相为主，灰泥坪微相在其中呈“透镜状”分布，膏岩坪微相主要分布在研究区最西北端，少量则呈“透镜状”分布在白云坪微相内，面积较小；A2沉积时期，湖平面进一步下降，开阔台地及局限台地亚相继续向东南方迁移，开阔台地面积继续缩小，而蒸发台地亚相面积(特别是膏岩坪微相的面积)明显增大，膏岩坪微相内可“透镜状”分布少量白云坪微相。