0 引言
近年来，关于输导体系的研究已成为石油地质工作者的重要研究方向，人们希望在准确刻画输导体系后，沿着输导体系找出油气藏的分布位置。前人[1,2,3,4]通过对输导体系的构成要素、系统分类、组合模式及时间和空间上的配置关系入手，探究输导体系对油气运聚成藏的影响。优势输导通道是输导体系中最有利于输导油气的通道或路径，由于输导体系本身的非均质性，真正参与输导油气的路径或通道是有限的，主要取决于输导体系的几何特征、物性特征及其组合关系。其中，砂岩输导层是输导体系研究中的重要组成部分，是输导体系侧向输导油气的主要通道，在很大程度上决定了输导体系在平面上输导油气的优势输导通道[5,6,7,8,9]。因此，准确刻画砂岩输导层的平面分布范围，量化表征砂岩输导层不同部位的连通性，在油气勘探过程中会起到重要的指导意义。早期有不少学者依据沉积相类型及发育范围描述砂岩输导层的有效范围，为了简化地质模型，往往将沉积体系或输导体系看作是均匀的地质体，对其内部非均质性的重视程度远远不足，仅能进行简单的定性描述，缺少定量说明。
笔者仔细研读前人研究成果之后，借鉴储层沉积学及开发地质学研究方法与经验，利用油田动态生产资料，从沉积、储层的角度，针对歧口凹陷南部斜坡区沙河街组砂岩输导层，探究量化表征砂岩输导层连通性的方法，分析砂岩输导层平面及垂向上的分布特征及差异性，总结影响砂岩输导层连通性的主控因素，指出优势输导通道及平面上油气富集的可能范围。
1 区域地质概况
渤海湾盆地歧口凹陷南部斜坡区包括歧南斜坡（南大港断层以南）与埕北斜坡（赵北断层以南），总体呈北东—南西向展布，勘探面积约为1 178km2 （图1）。
歧口凹陷具有水体开阔、有机质充沛、沉积速率大等特点，沙河街组主要发育2套有效烃源岩层段，即沙三段和沙一段。研究区储集砂体类型以水下分流河道砂体及河口坝砂体为主，储集物性较好。歧口凹陷南部斜坡区可识别出两套主要盖层，其中一套为东二段盖层，厚度约为100~200m，是一套以泥质岩为主的沉积，为区域性盖层，厚度相对较大，几乎全区分布。另一套为沙河街组顶部泥岩盖层，厚度相对较小，分布范围有限。自歧口主凹向斜坡区方向，发育多处构造脊，为油气运移的重要指向。
2 砂岩输导层分布特征研究
2.1 砂岩输导层量化表征方法
式中：P为砂体连通概率；h为砂地比；C 0 为逾渗阈值； ，为连通指数，C为完全连通系数。
2.2 砂岩输导层平面分布特征
利用上述研究方法，根据沙河街组各段/亚段的砂地比值资料，刻画歧口凹陷南部斜坡区沙一上亚段、沙一中亚段、沙一下亚段、沙二段、沙三2亚段等主要砂岩输导层的连通性特征。本文以沙三2亚段砂岩输导层为例。
歧口凹陷南部斜坡区沙三2亚段主要受埕宁隆起物源体系和孔店—羊三木凸起影响。在埕宁隆起物源体系的影响下，沉积物搬运至斜坡低部位，自埕宁隆起至歧南次凹、歧口主凹方向依次发育辫状河三角洲平原—辫状河三角洲前缘—水下扇沉积体系，斜坡部位主要以辫状河三角洲平原及辫状河三角洲前缘沉积为主，砂体分布范围较广。此处距离物源区较近，水体能量相对较强，砂地比值相应较大。从连通概率等值线图可以看出，不同三角洲前缘砂体之间不连通，同一三角洲前缘砂体不同部位连通性也存在较大差异。在孔店—羊三木凸起物源体系的影响下，局部范围内发育扇三角洲前缘沉积体系及碎屑岩滩坝，从砂体连通概率等值线图可以看出，碎屑岩滩坝发育区域，砂体仅在有限范围内连通;扇三角洲前缘发育区域，砂体连通性较好，与埕宁隆起物源体系下的辫状河三角洲前缘砂体呈连通状态。通过对连通概率面积百分比进行统计，发现研究区沙三2亚段连通概率为(0,0.2]区域所占面积比为18.46%，(0.2,0.4]为26.58%，(0.4,0.6]为22.63%，(0.6,0.8]为14.79%，(0.8,1]为6.76%[图3(a), 图3(b)]。
2.3 砂岩输导层垂向分布特征
沙三3亚段盆地抬升遭受剥蚀，斜坡发育范围大大减小，砂体在研究区不富集，研究区沙三3亚段整体呈不连通或弱连通状态。沙三1亚段沉积时盆地抬升遭受剥蚀，斜坡发育范围有限，但是南部埕宁隆起物源供给充足，沉积体系类型以辫状河三角洲平原和辫状河三角洲前缘为主。孔店—羊三木凸起虽有沉积物供应，但是供给量相对较小，仅在局部范围内砂体连通性较好。
沙二段受剥蚀作用影响相对严重，在研究区发育范围有限，在孔店—羊三木凸起物源体系影响下发育砂质滩坝沉积，同样采用上述方法进行评价。埕宁隆起物源供给下的辫状河三角洲平原及辫状河三角洲前缘沉积与孔店—羊三木凸起物源供给下的砂质滩坝沉积在歧南斜坡处交会，几乎遍布整个斜坡区，从连通概率等值线图可以看出，研究区沙二段整体连通性较好，连通概率大多可以达到0.5以上。
沙一下亚段沉积时湖盆扩充迅速，歧南斜坡区发育大量粒屑滩、云灰湾及云洼灰云坪等湖相碳酸盐岩沉积体系，分布范围十分广泛，但是砂岩含量相对较低。从连通概率等值线图可以看出，埕宁隆起物源供给下的辫状河三角洲前缘发育位置，砂体连通性相对较好，可以较大范围连通。沙一上亚段、沙一中亚段仅在埕宁隆起物源体系的影响下局部发育辫状河三角洲前缘沉积体系，水体能量相对较弱，砂岩厚度及砂地比值相应较小，连通砂体的分布面积不足20%，且连通概率大多在0~0.6之间。
笔者将研究区沙河街组各地层连通概率划分为(0,0.2]、(0.2,0.4]、(0.4,0.6]、(0.6,0.8]、(0.8,1]等5个范围，计算各范围的分布面积，再除以相应沉积范围的面积，得到各范围面积的百分比。对研究区连通概率面积百分比进行统计（图4），发现沙三1亚段、沙一上亚段及沙一中亚段砂体连通性明显较差，沙三2亚段最好，沙二段次之。辫状河三角洲沉积体系范围内连通概率为(0.6,1]所占比例较大，低值区所占比例相对较小。
为了实现对某一砂岩输导层连通性的量化表征，比较层间差异性，提出砂岩输导层输导系数（Transport Coefficient）。连通概率值高的区域面积越大，则该砂岩输导层的连通性越强；反之，连通概率值低的区域面积越大，则该砂岩输导层的连通性越弱。因此，以连通概率范围的中值为变量值，对应连通概率范围的分布面积为权重，取加权平均数，其地质意义为某一砂岩输导层的连通概率平均值。计算公式为：
式中：T为输导系数；sn为某一连通概率范围砂体面积百分比；fn为该连通范围中值。
表1所示为研究区输导系数统计表，研究区沙二段及沙三2亚段砂岩输导层连通性最强，沙一下亚段及沙三3亚段砂岩输导层连通性相对较强，沙一上亚段、沙一中亚段及沙三1亚段砂岩输导层连通性相对较差。
表1 研究区输导系数统计Table 1 Statistical table of transport coefficient in study area |
| 地层 | 面积百分比/% | 权重 | 面积百分比/% | 权重 | 面积百分比/% | 权重 | 面积百分比/% | 权重 | 面积百分比/% | 权重 | 输导系数 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 沙一上 | 7.39 | 0.1 | 5.76 | 0.3 | 3.42 | 0.5 | 1.04 | 0.7 | 0.02 | 0.9 | 0.05 |
| 沙一中 | 8.37 | 0.1 | 6.41 | 0.3 | 3.37 | 0.5 | 1.46 | 0.7 | 0.42 | 0.9 | 0.06 |
| 沙一下 | 19.86 | 0.1 | 17.24 | 0.3 | 19.06 | 0.5 | 6.05 | 0.7 | 1.11 | 0.9 | 0.22 |
| 沙二段 | 15.48 | 0.1 | 13.33 | 0.3 | 15.34 | 0.5 | 17.22 | 0.7 | 9.29 | 0.9 | 0.34 |
| 沙三1 | 2.00 | 0.1 | 0.46 | 0.3 | 0.04 | 0.5 | 0.01 | 0.7 | 0.00 | 0.9 | 0.01 |
| 沙三2 | 18.46 | 0.1 | 26.58 | 0.3 | 22.63 | 0.5 | 14.79 | 0.7 | 6.76 | 0.9 | 0.38 |
| 沙三3 | 17.17 | 0.1 | 18.17 | 0.3 | 10.73 | 0.5 | 4.93 | 0.7 | 1.38 | 0.9 | 0.17 |
3 砂岩输导层连通性主控因素分析
3.1 砂体成因类型
研究区三角洲前缘水下分流河道砂体岩性主要为砂砾岩及含砾不等砾砂岩，块状构造，一般无明显的岩性界面，沉积砂岩段厚度较大，孔隙度、渗透率较高，但是整体分布范围不大，油气显示较好，可见油斑、荧光。通过对11口井287个水下分流河道砂体统计结果发现，研究区水下分流河道砂体厚度约为6m，孔隙度约为5.3%~33.9%，平均为17.6%；渗透率约为（0.1~1 128)×10-3μm2，平均为43.4×10-3μm2[图5(a)]。三角洲前缘河口坝砂体一般靠近或者发育在深湖附近，距离油源近，沉积砂体段厚度较大，分选磨圆好，孔隙度和渗透率高，油气显示好，一般在油浸、油迹以上。通过对6口井136个河口坝砂体统计结果发现，研究区河口坝砂体单期厚度约为5m，孔隙度约为5.4%~29.8%，平均为16.9%；渗透率约为（0.1~568）×10-3μm2，平均为43×10-3μm2[图5(b)]。三角洲前缘席状砂砂体沉积厚度不大（大约为1m），油气显示以荧光为主。孔隙度、渗透率较高以中、低孔、特低渗为主。通过对1口井31个河口坝砂体统计结果发现，研究区席状砂体单期厚度约为1.5m，孔隙度约为9.4%~18.6%，平均为14.3%；渗透率约为（0.5~7）×10-3μm2，平均为1.5×10-3μm2[图5(c)]。研究区河口坝砂体较水下分流河道砂体更为发育，常出现多期河口坝的叠加，叠加厚度较大，甚至可达到10m以上。因此，河口坝砂体为研究区优势输导砂体类型，水下分流河道砂体连通性及物性较强，但是发育范围及规模不及河口坝砂体。席状砂砂体虽然连通性及物性相对较差，但是分布范围相对较广。三角洲前缘席状砂砂体决定了输导通道的分布范围，河口坝砂体及水下分流河道砂体决定了优势输导通道的分布范围。
3.2 砂体连续性
从砂体连通图（图6）可以看出，各地质时期沉积作用程度不同，各砂岩输导层砂体连续性存在较大差异，其中，沙二段、沙三2亚段、沙一下亚段砂岩输导层砂体横向连续性较好，沙一中亚段和沙一上亚段砂体连续性相对较差。经分析，砂体连续性越好，同成因砂体分布范围越广，起输导作用的砂体厚度越大，对应连通概率数值越高，面积越大，则连通性越强；反之，砂体连续性差，同成因砂体零散分布，起输导作用的砂体厚度越小，对应连通概率数值越低，面积越小，则连通性越弱。
3.3 沉积体系平面分布差异性
研究区歧南斜坡位置主要由埕宁隆起物源向歧南次凹供源，受限于南大港断裂、孔店—羊三木凸起及埕宁隆起，可容纳空间有限，砂岩卸载空间相对集中，砂体整体发育范围相对较小但是主要沉积部位砂体厚度相对较大，导致优势输导通道相对局限，但是主要输导通道内连通性相对较强；埕北斜坡位置主要由埕宁隆起向歧口主凹方向供源，可容纳空间充足，砂岩卸载空间相对较大，各时期斜坡区均大范围发育辫状河三角洲沉积体系，砂体分布范围较大，但是整体砂地比值不高，因此，埕北斜坡区砂岩输导范围相对较广，但是整体连通性相对较弱。砂体分布的不均一性引起优势输导通道分布及连通程度的差异性[图3(a)]。
4 砂岩输导层控藏意义
砂岩输导体系发育位置，如果存在某种形式的圈闭，则具有成藏的可能性。高斜坡区位于烃源岩发育范围之外，若无输导体系连通，无法成藏。因此，砂岩输导层控制了平面上输导油气的可能范围，探明油、预测油及大多数含油气显示的井均位于连通砂岩范围之内，高效的砂岩输导层与有利的圈闭条件配置关系良好时油气富集，多为连通砂体的边缘或同一连通砂体内的相变部位。圈闭类型与输导体系特征也存在密切的成因联系，砂岩输导体系一般控制了岩性油气藏的类型，高斜坡临近凸起，多发育岩性上倾尖灭油气藏，部分地区也发育物性封堵油气藏或砂岩透镜体油气藏。
5 结论
（1) 歧口凹陷南部斜坡区各砂岩输导层连通性在平面上及垂向上具有一定的差异性。平面上，辫状河三角洲前缘水下分流河道及河口坝发育位置连通性较强，席状砂发育位置连通性相对较差；垂向上，沙二段及沙三2亚段砂岩输导层连通性最强，沙一下亚段及沙三3亚段砂岩输导层连通性相对较强，沙一上亚段、沙一中亚段及沙三1亚段砂岩输导层连通性相对较差。
（2) 砂岩输导层连通性主要受砂体成因类型、砂体连续性及沉积体系平面分布差异性3个方面因素控制。其中，辫状河三角洲水下分流河道砂体及河口坝砂体为起主要输导作用的砂体类型。
（3）砂岩输导层控制了平面上输导油气的可能范围，通过对各砂岩输导层的刻画，可以有效地预测平面上油气富集的可能范围，从而指导油气的勘探。
甘公网安备 62010202000678号
