刚果扇X区块中新统重力流水道储层分布特征*

刘亚雷 马 嫡 柳永杰 聂志勐 李 斐 任宇泽

(1. 恒泰艾普石油天然气技术服务股份有限公司 北京 100094； 2. 中国海洋石油国际有限公司 北京 100027)

刚果扇X区块中新统重力流水道储层分布特征*

刘亚雷1马 嫡1柳永杰2聂志勐2李 斐2任宇泽1

(1. 恒泰艾普石油天然气技术服务股份有限公司 北京 100094； 2. 中国海洋石油国际有限公司 北京 100027)

重力流水道储层分布一直是深海扇研究的热点和难点。以刚果扇中新统深海扇为例，以岩心、测井、三维地震资料为基础，将地质与地球物理技术相结合，识别出了下切沟谷、侵蚀水道、叠置复合水道、迁移水道、孤立水道和朵叶体等6种重力流水道；利用地震反射剖面和振幅属性切片精细刻画了不同重力流水道的结构特征和平面特征；通过拟声波阻抗反演技术，清晰揭示了不同重力流水道富砂储层分布位置及特征，认为富砂储层主要发育于叠置复合水道、迁移水道上部，孤立水道两侧天然堤内部以及朵叶体中部。上述重力流水道内部储层分布特征研究认识对于深海扇重力流水道油气圈闭的成因分析和预测具有重要指导意义。

刚果扇；中新统；重力流水道；储层分布

近20年来，深水油气勘探取得了重要进展,在墨西哥湾、西非、巴西及我国南海发现了一大批油气田[1-6]。其中，在下刚果盆地发现了世界上第二大规模的深水扇——刚果扇，它是以刚果河为源头，通过东西走向的大型切谷输送至盆地内，自始新统至中新统逐渐向北迁移、向海推进[2-4]。随着勘探技术的不断进步，下刚果盆地勘探重点逐渐由陆上转移到了深水区，已获得的高产工业油气流主要分布在渐新统及中新统的深水重力流水道浊积砂岩储层中[2-5]。研究发现，刚果扇深海重力流水道形成于复杂的侵蚀-过路-充填过程，水道内部主要发育了滑动、滑塌、碎屑流、颗粒流、液化流、浊流等不同类型的重力流沉积物，充填的岩石类型和结构复杂多样[5-6]。

本文以刚果扇X区块中新统深海扇为例，在深水沉积学和层序地层学理论指导下，以岩心、测井、三维地震资料为基础，将地质与地球物理技术相结合，分析和识别重力流水道发育类型与平面分布样式。通过重力流流体流变学特征和沉积学特征分析，分别研究不同类型重力流水道内砂体分布特征，建立重力流水道砂体分布模式，结合已发现油气分布聚集规律，分析有利油气圈闭的形成和分布，进而指导深海扇重力流水道储层预测和油气勘探。

1 地质背景

下刚果盆地是西非沿海盆地群中段盆地之一(图1)，是发育于早白垩世南大西洋与非洲大陆分离形成的一系列裂谷漂移充填之上的被动大陆边缘盆地[7-11]。同西非海岸其它盆地类似，下刚果盆地主要经历了裂谷阶段、过渡阶段和被动大陆边缘阶段等3个阶段。渐新世以来，全球海平面降低，古刚果河复活，沉积物负载沿古刚果河向盆地内部搬运和沉积，形成了巨大的刚果扇体系，东西延伸800 km，面积达30万km2，叠置在下刚果盆地之上。自早渐新世至今，刚果扇持续向海进积，发育多期深海扇体，并伴随多期大型下切充填过程。

图1 下刚果盆地及X区块位置

在下刚果盆地，中生代晚侏罗世—新生代地层发育，以Aptian阶盐岩为界，可分为盐下层序、盐岩层序和盐上层序等3个充填序列。刚果扇盆地地层属盐上层序，地层发育齐全，古近系、新近系各组地层皆能钻遇，沉积环境主要为开阔海，扇端靠陆一侧发育河流—三角洲沉积(图2)，深海沉积中夹浊积水道砂体，该套浊积砂体是下刚果—刚果扇盆地盐上层序最重要的储层和产层。

图2 刚果扇古近系—新近系地层柱状图

X区块位于下刚果盆地的较深水区域(图1)，现今水深350～1 200 m，平均900 m左右。该区块内共钻井13口(含取心井2口)，三维地震资料全覆盖，油气发现主要集中于渐新统和中新统陆架斜坡下部和深海平原上的重力流水道砂体内。

2 重力流水道类型与特征

钻井揭示，刚果扇盆地油气主要富集于长期基准面旋回及短期基准面旋回上部富砂浊积体，包括水道复合体上部和远端朵叶体。因此，首先对中新统进行长期基准旋回划分，共划分出A、B、C等3个长期旋回，这3期扇体整体呈向海进积的基准面下降旋回特征[12]，各期扇体及其内部次级旋回(短期：A1、A2、B1、B2、C1、C2等)都表现为向陆退积的短期基准面旋回上升特征(图3)。

图3 刚果扇A-A′剖面中新统地层旋回对比(剖面位置见图1)

重力流沉积岩包括滑塌体以及碎屑流、颗粒流、液化流和浊流沉积岩[13-15]。重力流水道充填特征明显，内部沉积物包括重力流块体搬运，滑塌沉积、碎屑流/颗粒流沉积，浊流沉积及深海悬浮泥质沉积等，其垂向序列自下而上逐渐变细。重力流沉积发育的水道类型、内部充填特征和叠加样式取决于水道所处深海扇体位置[13,16-17]。

综合岩心、测井分析，在研究区识别出多种重力流沉积岩，包括滑塌体以及碎屑流、颗粒流沉积和浊流沉积等；结合地震相特征，对研究区主要深水扇沉积单元类型及特征进行了识别，在中新统识别出了下切沟谷、侵蚀水道、叠置复合水道、迁移水道、孤立水道、朵叶体等6种深海扇重力流水道，它们具有不同的地震剖面和平面特征(图4、5)。

2.1 下切沟谷

下切沟谷发育于海平面相对较低时期，剖面上呈U形，剧烈下切，切深在500 m以上，最宽可达6 km。切谷内部表现为整体杂乱或空白反射背景下的透镜状或充填型反射特征(图5a)。虽然区内没有井钻遇下切沟谷，但地震反射特征分析表明其内部发育块体搬运(滑塌)，顶部多个水道复合体被限制在其内部，水道复合体多数具有下切的特征，说明下切沟谷内部沉积物具有较强的流体能量(图4a1～a3)。

2.2 侵蚀水道

侵蚀水道由重力流早期滑塌体向下侵蚀形成，内部充填块状搬运和滑塌复合体，岩性在垂向上呈有规律的变化：底部多为砂泥岩基质下混杂的块状粗砂、砾石、泥砾，局部发育块体搬运沉积；中部以块状细砂至粗砂、砂砾岩为主，多含砾级外源碎屑颗粒；顶部少量发育泥质粉砂岩夹薄层砂岩。侵蚀水道发育正粒序递变层理、斜层理、平行层理、粗颗粒定向排列等沉积构造，GR测井曲线表现为高至中幅度箱形或齿化箱形(图6)。

侵蚀水道下切规模相对下切沟谷明显较小，一般宽度在2 km以内，切深小于120 m，两侧天然堤漫溢体系不发育，平面上较为顺直，弯度较小(图5b)。地震剖面上，底部存在杂乱或空白的振幅反射，内部表现为空白反射背景下的透镜状或充填型强振、差连续、高频反射特征(图4b)。

注：a-下切沟谷；b-侵蚀水道；c-叠置复合水道；d-迁移水道；e-孤立水道；f-朵叶体。

图4 X区块内不同类型重力流水道地震反射剖面

Fig.4 Seismic reflection sections of different gravity flow channels in Block X

注：a-下切沟谷；b-侵蚀水道；c-叠置复合水道；d-迁移水道；e-孤立水道；f-朵叶体。

图5 X区块内不同类型重力流水道振幅属性切片

Fig.5 RMS attribute slices of different gravity flow channels in Block X

图6 X区块内L井C期扇体重力流水道类型岩相特征

2.3 叠置复合水道

叠置复合水道底部为厚度较大的块状砂岩，可达几十米(图6)，向上变为浊流泥质粉砂岩夹碎屑流成因的薄层砂岩为主，局部发育砾级外源碎屑颗粒，岩心见明显的变形相关构造。GR测井曲线表现为中至低幅度箱形或齿形特征(图6)。叠置复合水道表现为水道主体限定于底部侵蚀水道边界内或两侧天然堤漫溢沉积范围内，中上部发育迁移水道及天然堤等，整体厚度小于2 110 m；平面弯曲度较小，宽度一般小于2.5 km(图5c)。地震剖面上呈现透镜状，其上覆于侵蚀水道之上，或直接发育于深海泥岩之上；上部接触孤立(废弃)水道。叠置复合水道主体为强振幅、亚平行或杂乱的低频、差连续反射特征，强振幅在垂向上相互融合，出现重复的充填和切割，呈明显的加积特征(图4c1～c3)。

2.4 迁移水道

迁移水道底部充填部分碎屑流、颗粒流沉积厚层砂岩段，上部充填细粒浊积砂岩，内部见多期夹层泥质，向上逐渐变细为粉砂岩及泥岩，GR测井曲线表现为中至高幅度的齿化箱形、钟形特征(图6)。迁移水道介于侵蚀水道和叠置水道之间，其水道主体在地震剖面表现为明显的透镜状或充填型反射特征，水道多期迁移形成台阶状底部形态(图4d1～d3)；水道内部充填浊流沉积，其形态类似于曲流河点坝沉积，水道平面上弯曲度较大，水道外溢岸沉积较少(图5d)。迁移水道发育受控于重力流能量、弯曲度、水道下切规模及后期天然堤溢岸沉积的加积高度，本身较少孤立出现，多见发育于叠置复合水道上部，顶部演化为孤立(废弃)水道。

2.5 孤立水道

孤立水道(又称废弃水道)发育于深海扇远端或扇体发育的晚期，随着沉积物供给的减少和流体能量的减弱，含泥量较高的低密度浊流占据主导地位；岩性主要为细砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩，顶底突变接触，GR测井曲线多为微齿化钟形(图6)。孤立水道主要发育于深海扇水道复合体的顶部或扇体远端，属于深海扇复合水道发育废弃阶段的产物，剖面成U形，厚度约10～25 m；两侧天然堤发育富砂浊流沉积，水道内部充填深海悬浮泥质沉积(图4e1～e3)。地震剖面上呈连续性较好的中—强振幅透镜状反射，内部结构均一，底部下切U形或V形；平面弯曲度中等，宽度多小于800 m；水道内部振幅较弱，为泥质沉积；水道两侧天然堤振幅较强，为富砂沉积(图5e)。

2.6 朵叶体

朵叶体主要为深海扇体远端低密度浊流沉积，部分为重力流水道溢岸沉积；岩性多见泥质粉砂岩中夹分米级厚度的细砂岩、粉砂岩薄层，整体含砂量中等，发育大量粒序层理及砂质包卷层理；GR测井曲线为中至低等幅度指形或齿形(图6)。地震剖面上显示平行—亚平行、中—强连续透镜状反射特征(图4f)，扇体中部反射振幅较强，含砂量高，厚度约5～10 m；平面呈扇形朵叶状，宽度可达数千米(图5f)。

3 重力流水道储层分布预测

测井约束下的波阻抗反演是一项重要的储层预测技术，它综合了地震、地质和测井等各种信息，反演结果更加可靠[18]。例如，拟声波构建技术是将对岩性变化敏感的其他非声波测井曲线中的高频信息(如电阻率、自然电位、自然伽马等)融合到声波曲线的低频信息(即地层背景速度)中，将其转换成具有声波量纲的拟声波曲线，既能反映地层速度和波阻抗的变化，又能反映地层岩性的细微差别[19-20]。对研究区钻遇目的层段的L井进行拟声波曲线重构，利用伽马曲线的高频信息和声波曲线的低频趋势进行拟合，构建具有声波量纲的拟声波曲线，进而进行波阻抗反演。从该井拟声波阻抗与原始声波阻抗的交会图可以看出，砂岩(蓝色)和泥岩(红色)分界较为清楚，拟声波阻抗较原始声波阻抗能够很好地识别砂、泥岩(图7)。

图7 X区块内L井GR拟声波阻抗与原始声波阻抗交会图

研究区过L井拟声波阻抗剖面清晰展示了重力流水道内砂泥岩分布特征，同时也刻画了不同水道类型的剖面结构和特征(图8)，具体表现为：①叠置复合水道内部，其底部充填厚层滑塌体和碎屑流泥质沉积，呈低阻抗特征，上部发育浊流高阻抗富砂沉积(图8，a区)，内部夹薄层泥岩；水道平面迁移较少，砂体主要发育于水道侵蚀边界内部。②迁移水道(图8，b区)，其底部充填较少滑塌体及碎屑流泥质沉积，上部发育浊流高阻抗砂岩，砂体分布范围较宽，并呈阶梯状分布；水道平面迁移范围大，砂体富集于水道上部边界所限范围内。③孤立水道厚度较小且多呈孤立出现(图8，c区)，部分见连续叠置迁移特征；底部发育泥质沉积，上部发育呈翼状的浊流水道沉积，砂体主要富集于水道天然堤内，废弃阶段水道内部充填泥质沉积。④朵叶体发育于浊流远端，砂体主要富集在朵叶体中部，且多为砂泥薄互层沉积。

研究区钻井揭示，油气主要富集于长期基准面旋回及短期基准面旋回上部富砂浊积体，包括水道复合体上部和远端朵叶体。伽马拟声波阻抗反演和RMS属性分析结果显示，强振幅高阻抗地震反射单元为深海泥质沉积所包围的富砂浊积体是油气聚集的有利圈闭发育位置。

图8 X区块内过L井GR拟声波阻抗剖面

4 结论

1) 利用地震反射剖面和振幅属性切片资料在刚果扇X区块中新统识别出了下切沟谷、侵蚀水道、叠置复合水道、迁移水道、孤立水道和朵叶体等6种重力流水道。

2) 利用拟声波阻抗反演技术在研究区清晰地识别出了不同重力流水道富砂储层的分布位置及特征。刚果扇X区块富砂优质储层主要发育于叠置复合水道、迁移水道上部，孤立水道两侧天然堤内部以及朵叶体中部。

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(编辑：冯 娜)

Reservoir distribution characteristics of Miocene gravity flow channel in Block X of Congo fan

Liu Yalei1Ma Di1Liu Yongjie2Nie Zhimeng2Li Fei2Ren Yuze1

(1.LandOceanEnergyServicesCo.,Ltd.,Beijing100094,China;2.CNOOCInternationalLtd.,Beijing100027,China)

Reservoir distribution of gravity flow channel has been a hotspot and difficulty in the research of deep water deposition. Taking the Miocene Congo fan as an example, such six main reservoir depositions as canyon, erosive channel, complex channel, migrated channel, isolated channel and lobe are identified based on the core, logging and 3D seismic data. The structure characteristics and planar features of different types of gravity flow channels are described with seismic reflection profiling and seismic attribute slice. The reservoir distribution and characteristics of different gravity flow channels are clearly revealed with pseudo-acoustic impedance inversion and results show that the sand-rich reservoirs develop at the upper part of composite and isolated channels, the inner of the levees by two sides of the isolated channel and lobes. The reservoir types and distribution characteristics of gravity flow channel in deep water fan can provide an important guide for trap analysis and prediction.

Congo fan; Miocene; gravity flow channel; reservoir distribution

*中国海洋石油总公司前瞻性区域研究课题“西非深水盐下成藏条件分析与勘探区带优选(编号：1021-2013-EM-PS-0025)”部分研究成果。

刘亚雷，男，工程师，2013年毕业于中国科学院地质与地球物理研究所矿物学、岩石学、矿床学专业，获博士学位，主要从事区域构造和石油地质学等方面的研究工作。地址：北京市海淀区丰秀中路3号院4号楼(邮编：100094)。E-mail：liuyalei@ldocean.com.cn。

1673-1506(2016)04-0016-08

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.04.003

TE121

A

2015-12-14 改回日期：2016-02-29

刘亚雷,马嫡,柳永杰，等.刚果扇X区块中新统重力流水道储层分布特征[J].中国海上油气，2016,28(4)：16-23.

Liu Yalei,Ma Di,Liu Yongjie,et al.Reservoir distribution characteristics of Miocene gravity flow channel in Block X of Congo fan[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(4):16-23.