基于地震、测井、地质的综合分析, 在区域沉积模式的指导下划分桑托斯盆地碳酸盐岩台地沉积相类型。研究区由3个孤立的碳酸盐岩台地组成, 每个孤立台地内部隆起区为微生物灰岩丘沉积亚相, Stanton等^[10]认为是微生物礁或者叠层石礁。狭义的生物礁指由宏观生物建造、内部具有宏观生物格架构造的碳酸盐岩建隆。广义的生物礁指由原地固着生物所产生的改制沉积。本文研究目的是对沉积体内部进行结构划分, 需要对沉积体进行详细的内部刻画和分类评价, 因此狭义的生物礁概念更适合本次研究的需求。研究的目的层是菌类、藻类微生物繁盛时期(叠层石、纹层石)沉积的储层, 藻格架虽然也被称之为格架, 但只是形态上的格架, 很少或几乎没有宏观钙质骨骼生物格架构造, 所以本文把研究区微生物建隆命名为微生物灰岩丘。

研究区沉积相划分为4个亚相(图3), 微生物灰岩丘(图4(a), (b))主要分布在碳酸盐岩台地的生物建隆上。高能颗粒滩亚相(图4(c))分布在碳酸盐岩台地生物建隆的两侧或者斜坡带的近端^[11]。丘间洼地(图4(d))分布在台地内相对低洼地带。台间洼地分布在台地之间水体较深的部位, 或者斜坡带远端的深水区域。

图3

Fig.3

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	图3 研究区碳酸盐岩台地沉积相展布Fig.3 Sedimentary facies distribution of carbonate platform in the study area

图4

Fig.4

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	图4 研究区不同沉积亚相分布特征Fig.4 Distribation characteristics of different sedimentary subphase in the study area

研究区沉积相分布规律明显, 平面上有利沉积相带分布在研究区偏南部地区的3个孤立台地上, 呈近似SN向的条带状分布。微生物灰岩丘及高能颗粒滩相伴而生, 分布范围局限。丘间洼地分布范围广, 向南北方向延伸(图3)。

垂向上4个层位的相分布体现了碳酸盐台地发育的过程^{[12, 13, 14]}(图5)。ITP沉积阶段构造活动强烈, 相对深水沉积环境为主, 在孤立的台地上以丘间洼地沉积为主, 只在古构造高部位局部发育高能颗粒滩, 且在东部孤立建隆上大面积发育。BVE300沉积阶段构造活动减弱, 但是仍然为深水环境, 以丘间洼地沉积为主, 西部孤立建隆上发育高能颗粒滩, 中部和西部仅在局部发育颗粒灰岩。BVE200沉积阶段构造活动较弱, 处于相对浅水的沉积环境, 丘间洼地向周围延伸, 高能颗粒滩在原建隆高部位沉积范围持续扩大、厚度增加。BVE100沉积阶段水体温暖干净, 外来碎屑物质相对较少, 微生物繁盛。丘间洼地和高能颗粒滩沉积范围继续扩大, 在颗粒滩基础上开始发育点状微生物灰岩丘。西部台地微生物灰岩丘沿着高部位的东部边缘分布, 中间台地整体高度差异不大, 灰岩丘零散分布, 东部台地中心条带上适宜灰岩丘发育。

图5

Fig.5

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	图5 研究区沉积相剖面图Fig.5 Profile of sedimentary facies in the study area

微生物灰岩丘不同于海相的大型生物礁模式, 属于点状丘, 距离近, 常在台地一侧以连片形式发育, 由不同规模的点状微生物灰岩丘与颗粒滩组成。丘滩复合体控制着优质储层的分布, 微生物灰岩丘储层明显优于周边储层类型。丘体与围岩之间的储层可对比性差, 有利储层仅局部发育在微生物丘体内部, 在丘体周边储层有机质和泥岩含量高, 品质明显变差。

微生物灰岩相(包括叠层石和球粒微生物灰岩)中的微生物灰岩丘亚相代表的是日照充足、外来物源不丰富、静水的沉积环境^[7], 适宜藻类快速生长, 发育叠层石和球粒微生物灰岩, 主要分布在碳酸盐台地的生物建隆上。叠层石根据生长速度不同, 又分为树枝状叠层石、柱状叠层石和灌木状叠层石(图6)。

图6

Fig.6

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	图6 研究区主要岩石类型Fig.6 Main rock types in the study area

颗粒灰岩相主要以碎屑颗粒灰岩、介壳颗粒灰岩、砾屑灰岩和泥粒灰岩为主, 代表强水动力的高能环境沉积, 诸如碳酸盐台地生物建造两侧或者斜坡带的近端。再沉积的颗粒灰岩往往有叠层石或球粒碎屑, 为强水动力作用所致。

层状灰岩相主要发育于潜水暴露沉积环境^[9], 以典型的层状特征为主, 常见的有微齿状层纹岩和平滑状层纹岩, 与叠层石和球粒关系密切。泥晶灰岩相包括泥粒灰岩和粒泥灰岩, 主要沉积在低能的斜坡带远端。

研究区储层孔渗分布范围^[15]见表2: 孔隙度为4%~27%, 集中在5%~15%, 平均12.5%; 渗透率为(0.01~3 000)× 10^-3 μ m², 平均120× 10^-3 μ m²。物性好坏与岩相有直接关系, 以叠层石和球粒微生物灰岩发育为主的灰岩丘物性最好^[18], 孔隙度主要集中在10%~20%; 以碎屑颗粒为主的高能颗粒滩物性次之, 孔隙度主要集中在6%~14%, 这两种储层类型均为优质储层, 渗透率分布范围较大(1~3 000)× 10^-3 μ m²。以层纹岩发育为主的丘间洼地不是优质储层, 孔隙度分布范围大, 从4%至14%均有分布, 其中4%~8%的孔隙度代表丘间洼地主要的孔隙度范围, 符合层状微生物灰岩的物性特征, 而8%~14%孔隙度范围, 主要是由丘间洼地内部的高孔高渗条带引起。储层中高于20%的孔隙度主要受局部微裂缝影响, 微裂缝规模小, 尚未进行深入研究。

表2

Tab.2

表2(Tab.2)

表2 不同类型储层孔隙度和渗透率分布关系 Tab.2 Distribution of porosity and permeability in reservoirs of different types 储层类型 孔隙度/% 渗透率/10-3 μ m2 储层级别 微生物灰岩丘 10~20 1~3 000 优质储层 高能颗粒滩 6~14 丘间洼地 4~14 0.001~1 000 差储层, 局部高渗条带

表2 不同类型储层孔隙度和渗透率分布关系 Tab.2 Distribution of porosity and permeability in reservoirs of different types

研究区储层受沉积作用和成岩作用双重影响^[16], 其中沉积环境起决定性的作用, 成岩作用对储层的改造也起了关键性的作用。

沉积环境中古构造高部位有利于微生物的大量繁殖^{[17, 18]}, 控制优质储层的发育, 沿着台地建隆形成有利储层发育带。在古构造相对低的部位, 以层纹岩发育为主^{[12, 13, 14, 15]}。成岩作用主要从两个建设性作用方面分别对储层进行改造: 一是储层形成过程中准同生期大气水溶蚀、表生岩溶和埋藏热液溶蚀作用对储层的改造, 使储层增加了溶蚀孔洞型储集空间(图7), 物性变好; 二是丘间洼地层状灰岩形成过程中由于周围局部浅水区周期性暴露遭受剥蚀淋滤, 碎屑颗粒短时间内被冲刷至层纹岩发育区沉积, 形成薄层的高孔高渗条带(图8), 这使台地上大面积发育的层纹岩也有发育优质储层的潜力。

图7

Fig.7

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	图7 BX-698井中的溶蚀缝和溶蚀孔洞Fig.7 Dissolution fractures and karst cave in well BX-698

图8

Fig.8

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	图8 层纹岩中的颗粒灰岩薄层Fig.8 Thin grainstone layers in the laminate formation

储层内幕结构划分以碳酸盐台地的丘群组合模式为基础, 细分为丘基、丘核、丘翼、丘间和丘间甜点(丘间高渗条带)(图9)。研究区的灰岩丘没有明显的丘顶结构。

图9

Fig.9

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	图9 丘群组合模式内部结构单元Fig.9 Internal structure unit of mound group combination mode

丘基是灰岩丘生产的基础, 在研究区以大面积连片发育的层纹状灰岩为主, 是早期藻类微生物在相对安静的环境内通过分泌黏性物质黏结矿物颗粒而形成^{[16, 17]}。

丘核是灰岩丘的主要部分, 主要由叠层石和颗粒灰岩组成。丘核内部自上而下分为明显的3部分, 最上面阳光充足, 藻类光合作用强, 生长快速, 以树枝状叠层石为主; 第二部分藻类生长速度略小, 以柱状或者灌木状叠层石为主; 第三部分为丘内颗粒滩, 以粒屑颗粒灰岩和介壳颗粒灰岩为主。

丘翼主要为砂屑颗粒成分, 是丘核被水动力破坏形成的碎屑颗粒沉积在周围堆积, 丘翼被流水改造所以具有颗粒滩的特征。

丘间是指大型的灰岩丘之间的洼地, 常规的丘间洼地一般为含泥质较多的碳酸盐沉积, 但是在研究区内滩间洼地沉积以层纹岩为主。相邻丘体之间距离相对较近, 某个时期灰岩丘遭受风化脱落下来粒屑, 在洼地内迎风坡的侧部堆积成薄层高渗条带, 称之为丘间甜点, 是值得关注的研究对象。

微生物灰岩丘的整体形态确定主要是基于地震多属性分析结合地震约束反演方法^[19]。以微生物生长模式认识为基础, 通过古地貌分析、振幅属性、RGB融合、HSV融合以及地震倾角等多属性相带识别技术定量刻画。

灰岩丘内幕结构单元划分主要以岩心和测井分析为基础, 通过钻遇丘体的单井岩性分析, 确定丘体内部各结构单元的高度。根据井资料分析, 灰岩丘从丘基到顶部的平均高度约600 m, 丘核约 300 m。有井的地方高度相对确定, 无井的地方需参考地震相和高度平均值(图10)。无井地方的高度作为最后储量计算的一个重要不确定性因素另做考虑。

图10

Fig.10

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	图10 微生物灰岩丘地震反射剖面Fig.10 Seismic reflection profile of microbial limestone mound

丘体的其它结构单元刻画参照上述丘核的刻画方法。但是丘间高渗条带刻画方法不同, 首先有井钻遇的地区通过测井曲线直接识别高渗条带。在无井控制区, 则利用小层划分对比细分每套层系的沉积旋回, 结合岩心分析、测井分析找到周期性暴露的小层界面, 在此时期灰岩丘迎风坡的侧部划出薄层高渗条带。

丘群组合模式的表征明确划分了丘滩体内部构成单元, 建立了不同丘滩体的组合关系, 精细描述了储层极强的非均质性。微生物灰岩丘与围岩的非均质性最强, 微生物丘内部岩性和生长周期旋回决定了微生物丘内部的强非均质性。实际应用表明, 在此基础上建立的储层分类对开发生产具有重要指导意义。不同结构单元内的井产量差异较大^[20], 钻遇微生物丘的主体部位单井最高产量为4 700 m³/d, 钻遇两翼的井为800~1 000 m³/d, 钻遇丘间洼地的井为200~300 m³/d, 可见此类储层的产量主要贡献来自生物丘主体丘核, 是油气田开发的主要目标。丘群组合模式的研究方法也更适用于同类油藏的储层描述。