錦州25-1南油田沙河街組二段辮狀河三角洲的識別與新認識

文佳濤，程 奇，呂坐彬，張占女，陳 瑤，李廣龍

(中海石油(中國)天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

錦州25-1南油田沙河街組二段辮狀河三角洲的識別與新認識

文佳濤，程 奇，呂坐彬，張占女，陳 瑤，李廣龍

(中海石油(中國)天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

針對前人提出錦州25-1南油田沙河街組二段為來自渤海遼東灣海域的遼西低凸起的扇三角洲沉積的觀點，結(jié)合區(qū)域沉積背景、構(gòu)造演化以及古地貌特征，充分運用巖心、測井、地震和重礦物等資料，綜合分析認為錦州25-1南油田沙河街組二段屬于雙物源沉積，其北方的物源主要來自西北的古東沙河，西南方向的物源主要來自遼西低凸起的西南部。油田范圍內(nèi)僅發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相沉積，共識別出辮狀河三角洲前緣水下分流河道、支流間灣、河口壩、水下溢岸、遠砂壩和席狀砂共6種微相，其中水下分流河道和河口壩兩種微相的儲集性能最好，是后期開發(fā)井井位部署的最為有利的儲集相帶。

錦州25-1南油田；沙河街組；辮狀河三角洲；扇三角洲；沉積特征

錦州25-1南油田位于渤海遼東灣海域，區(qū)域構(gòu)造位于遼西低凸起中北段[1]。該區(qū)古近系沙河街組自上而下劃分為沙河街組一段、二段和三段，其中沙河街組二段為該油田的主力含油層系。前人研究[1-3]認為錦州25-1南油田沙河街組二段和三段均為來自遼西底凸起的扇三角洲沉積。筆者根據(jù)研究區(qū)巖心的詳細觀察與描述，結(jié)合測井相和地震相資料，綜合分析認為該區(qū)沙河街組三段確為扇三角洲沉積，與前人認識相同。但對前人將該區(qū)沙河街組二段劃分為扇三角洲沉積的觀點不認同，認為它應(yīng)該屬于辮狀河三角洲沉積，其北方的物源主要來自西北的古東沙河，西南方向的物源主要來自遼西低凸起西南部，具有雙物源沉積的特點。

1 沙河街組二段辮狀河三角洲識別的依據(jù)

自從扇三角洲的概念被提出來(Holmes，1965)之后，許多學(xué)者從不同角度對其進行了研究[4-7]，并提出了辮狀河三角洲和扇三角洲相區(qū)別的依據(jù)。認為錦州25-1南油田沙河街組二段為辮狀河三角洲而不是扇三角洲沉積的主要依據(jù)如下。

2.1 沉積背景與構(gòu)造演化

渤海遼東灣古近紀構(gòu)造演化可分3個階段：第一階段是古新世-始新世中期(Ek-Es3)的伸展張裂陷階段；第二階段為始新世晚期-漸新世早期(Es2-Es1)的熱沉降階段；第三階段為漸新世東營期的走滑拉分與地幔和上、下地殼非均勻不連續(xù)伸展疊加的再次裂陷階段[8-9]。沙三段沉積時正處于盆地的快速斷陷期，研究區(qū)盆地地形較陡，有利于沉積物的快速堆積而形成扇三角洲沉積，此時沉積體的規(guī)模較大，地層厚度變化快，表現(xiàn)為扇三角洲沉積特征。沙二段沉積時盆地處于穩(wěn)定的熱沉降階段，盆地地形相對變緩，不利于扇三角洲沉積的快速推進和堆積，而更利于辮狀河三角洲的形成，此時沉積體的規(guī)模相對較小，地層厚度較均勻，與沙三段沉積的扇三角洲形態(tài)特征差異較大。

2.2 物源分析

調(diào)研前人研究成果，大多學(xué)者認為錦州25-1南油田的物源來自遼西低凸起的西南部[10]，但也有少數(shù)學(xué)者認為物源來自西北方向的古東沙河水系[11]。筆者通過重礦物ZTR指數(shù)結(jié)合沉積物前積方向和砂巖百分含量等值線圖， 綜合分析認為，錦州25-1南油田屬于雙物源沉積，其北方的物源主要來自西北的古東沙河，西南方向的物源主要來自遼西低凸起的西南部，具有雙物源沉積的特點。

2.2.1 重礦物ZTR指數(shù)分布特征

通過統(tǒng)計錦州25-1南油田及周圍區(qū)域的探井重礦物數(shù)據(jù)，計算研究區(qū)及周邊探井沙二段ZTR指數(shù)(鋯石+電氣石+金紅石在重礦物中的百分含量)。前人研究認為，ZTR指數(shù)越大，礦物的成熟度越高，可以指示物源方向及古地理特征的變化[10]。通過錦州25-1南油田及周圍區(qū)域的ZTR指數(shù)分布特征可以看出(圖1)，從西北方向的JZ19-2-1井到研究區(qū)的JZ25-1S-7井，ZTR指數(shù)較大，均大于50%，說明礦物的成熟度很高，沉積物應(yīng)該經(jīng)過長距離的搬運，結(jié)合區(qū)域背景，綜合可以推測出錦州25-1南油田西北部的物源相對較遠，主要來自西北的古東沙河水系，為遠源沉積(圖1)。另外，從研究區(qū)西南方向的SZ30-3-1井到研究區(qū)的JZ25-1S-3井，ZTR指數(shù)較小，均小于30%，這表明錦州25-1南油田西南方向沉積物的礦物成熟度比較低，搬運距離較近，應(yīng)該來自西南方向的遼西低凸起，屬于近物源沉積。綜合分析可以看出，錦州25-1南油田正好處于這兩種物源的交匯處，屬于雙物源沉積(圖1)。

圖1 錦州25-1南油田及周圍ZTR指數(shù)與物源分布規(guī)律

2.2.2 沉積物前積方向

地震相是特定沉積物巖性組合和沉積特征在地震剖面上的反射響應(yīng)。因此, 可根據(jù)地震剖面上的反射特征在縱橫向上的細微變化，通過與鉆井揭示的已知地質(zhì)資料對比標定，推斷鉆井以外研究區(qū)的巖石組合、物源方向及其沉積環(huán)境[12-13]。

從地震剖面上可以看出，在錦州25-1南油田的北部和西南部都存在向油田主體區(qū)延伸的中-高振幅亞平行結(jié)構(gòu)的較連續(xù)的前積反射相和中-弱振幅不連續(xù)的前積反射相，這種疊瓦狀排列的前積反射相是由沉積物定向前積作用形成的，前積方向分別從油田的北方和西南方向指向油田的主體區(qū)，這表明研究區(qū)的物源可能分別來北方和西南方向，具有雙物源沉積的特點。

2.2.3 砂地比分布

通過錦州25-1南油田沙二段ⅹ油組的砂巖百分含量等值線圖(圖2)，也可以看出該油田屬于雙物源沉積，分別來自北方和西南方向，再結(jié)合區(qū)域沉積背景證實，其北方的物源主要來自西北的古東沙河，西南方向的物源主要來自遼西低凸起的西南部，兩個物源方向的沉積物在向前搬運的過程中又形成許多分支沉積(圖2)。

圖2 錦州25-1南油田沙二段ⅹ油組砂巖百分含量等值線

2.3 古地貌特征分析

利用地震層拉平技術(shù)，進行古地貌恢復(fù)研究，選取沙二段底為標志層拉平，刻畫出錦州25-1南油田沙二段沉積前古地貌圖(圖3)，從圖3上可以看出，錦州25-1南油田恰為緊靠遼西1號斷層右側(cè)的溝谷帶，在順西北物源方向出現(xiàn)多個出水口，有利于遠物源辮狀河三角洲沉積物的搬運和堆積，更有利于辮狀河三角洲的形成。

2.4 地震相分析沉積物展布規(guī)律

錦州25-1南油田沙二段地震反射為中強振幅低頻連續(xù)反射相，每一期三角洲沉積頂?shù)捉缑娣瓷鋸姡瑑?nèi)部反射較弱，砂泥巖互層比較明顯。順物源方向，沉積物延伸比較遠，沉積厚度形成先薄后厚再變薄的趨勢，這種沉積物往往是由于水流逐漸減弱沉積的，更符合辮狀河三角洲前緣的沉積特征。而扇三角洲沉積往往是由于重力流的作用順物源方向尖滅比較快，其厚度經(jīng)常呈現(xiàn)先厚后薄的快速減薄的楔狀趨勢。此外，研究區(qū)沙三段扇三角洲沉積的地震反射特征與沙二段相比，明顯較弱，這主要是因為沙三段扇三角洲是由重力流和牽引流共同沉積的砂、礫、泥塊狀組合而成，其成層性和分選性不好。因此，與沙三段的扇三角洲的地震反射特征相比，也能推測出錦州25-1南油田沙二段應(yīng)該為辮狀河三角洲沉積而不是扇三角洲沉積。

圖3 錦州25-1南油田沙二段沉積前古地貌

2.5 砂巖結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)巖心、壁心描述及薄片鑒定，錦州25-1南油田沙二段儲層以中-細粒長石巖屑砂巖或巖屑長石砂巖為主，粗砂巖比較少見，從未見礫巖和泥石流沉積，碎屑顆粒分選性中-好，次圓-次棱狀，泥質(zhì)含量較少。而扇三角洲儲集砂體往往分選較差，碎屑顆粒較粗，?？梢姷[巖和泥石流沉積，泥質(zhì)含量高[14-16]。

2.6 沉積構(gòu)造特征

錦州25-1南油田沙二段儲層砂體發(fā)育非常豐富的層理類型，包括楔狀交錯層理、平行層理、斜層理和波紋交錯層理、粒序?qū)永?，這也非常符合辮狀河三角洲的沉積特征，而扇三角洲是由重力流和牽引流共同作用沉積的砂、礫、泥塊狀組合，其中由水流流動而形成的層理或者紋層往往少見[14-16]。

2.7 微相發(fā)育特征

錦州25-1南油田沙二段為辮狀河三角洲而不是扇三角洲沉積的一個重要依據(jù)是發(fā)育大量的反粒序河口壩沉積，并且它的分布范圍廣、規(guī)模大。而扇三角洲的河口壩微相發(fā)育較差，沉積范圍和規(guī)模較小，甚至缺乏河口壩[17-19]。

3 沉積微相特征與潛力分析

通過巖心的詳細觀察與描述，結(jié)合測井相和聯(lián)井剖面分析，認為錦州25-1南油田沙二段僅發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相，其內(nèi)部又識別出辮狀河三角洲前緣水下分流河道、支流間灣、河口壩、水下溢岸、遠砂壩、席狀砂共6種微相，各微相的類型與特征分別如下。

(1)水下分流河道。水下分流河道是三角洲平原分流河道入湖后在水下的延續(xù)部分，是研究區(qū)發(fā)育的最為典型的沉積微相類型之一，它主要由灰色細砂巖、粉細砂巖組成，垂向上呈現(xiàn)下粗上細的正韻律旋回。各單砂層底部為突變接觸，常含泥礫和沖刷侵蝕現(xiàn)象，沉積構(gòu)造主要發(fā)育平行層理、小型槽狀、板狀交錯層理和波狀層理。自然電位和電測曲線多為鐘形、箱形以及箱形-鐘形[17]。單層厚度相對較大，一般為2～8 m，平均厚度約為5 m，孔滲高，泥質(zhì)含量低(表1)。砂體常呈帶狀展布，橫向穩(wěn)定，分布范圍相對較廣，是研究區(qū)最有利的儲集相帶，也是后期開發(fā)井井位部署的主要靶區(qū)[18-19]。

(2)水下分流間灣。水下分流間灣為水下分流河道之間相對低洼的湖灣地區(qū)，巖性主要為黑色、深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖。其厚度數(shù)米到數(shù)十米不等，發(fā)育水平紋層、小型交錯紋理，可見同生變形構(gòu)造。其自然電位曲線平直，伽馬值一般較高，電阻率曲線呈微齒狀。總體反映了支流間灣為水體不深、水動力條件不強、粗粒沉積物供給較少的相對安靜的沉積環(huán)境，為研究區(qū)的非儲集相帶，因此，后期開發(fā)井井位部署應(yīng)盡可能避開水下分流間灣沉積[18-19]。

(3)河口壩。河口壩是研究區(qū)最為發(fā)育的沉積微相，它主要由淺灰、灰白色粉細砂巖及細砂巖組成，分選較好。沉積構(gòu)造主要有小～中型的槽狀交錯層理、浪成砂紋層理。伽馬和電測曲線常為漏斗、齒化箱形或鐘形，呈現(xiàn)下細上粗的反旋回特征。它的單層厚度一般為2～6 m，平均厚度約為4 m，孔滲高，泥質(zhì)含量低(表1)，是研究區(qū)有利的儲集相帶，平面分布范圍廣，為后期開發(fā)井井位部署的有利位置[18-19]。

(4)水下溢岸。水下溢岸沉積微相位于水下分流河道的兩側(cè)或前緣，沉積物粒度較細，以粉砂巖為主，其間夾少量的粘土夾層，常含植物碎片。其垂向沉積構(gòu)造序列與分流主河道相似，即底部為沖刷面，向上過渡為小型板狀交錯層理、槽狀交錯層理和水平層理；自然電位和伽馬曲線以低幅刺刀形為主，微電阻率曲線呈齒化箱形。砂體單層厚度小，一般為1 ～3 m，平均厚度1.5 m左右，它的孔滲低，泥質(zhì)含量高，儲集物性整體較差(表1)，分布范圍相對較小，只在某些剖面上見及。因此，后期開發(fā)井井位部署應(yīng)盡可能避開水下溢岸微相。

(5)遠砂壩。遠砂壩沉積微相主要為粉砂巖含細砂、粘土。沉積構(gòu)造有韻律層理、波狀層理和浪成交錯層理。垂向?qū)有蛏衔挥谇叭侵弈噘|(zhì)沉積之上，河口壩沉積之下。測井相表現(xiàn)為中到低幅的反向刺刀形、指形，或低幅漏斗形，縱向上為下細上粗的反旋回沉積序列。單層遠砂壩厚度較河口壩薄，一般為1～3 m，平均厚度1 m左右，它的孔滲低，泥質(zhì)含量高，儲集物性整體較差(表1)，分布范圍相對較小，不利于后期開發(fā)井井位的部署。

(6)席狀砂。席狀砂沉積微相的砂質(zhì)較純，分選好，多由粉砂巖組成，其間為薄層泥所隔開，發(fā)育小型上攀、波狀交錯層理和平行層理等，測井上表現(xiàn)為低幅度的微齒化曲線。單個沉積序列的厚度一般為0.5～1 m，平均厚度0.5 m左右，孔滲低，泥質(zhì)含量高，儲集物性整體較差(表1)，不利于后期開發(fā)井井位的部署。

表1 錦州25-1南油田沙二段不同沉積微相儲層厚度、物性和泥質(zhì)含量統(tǒng)計

4 新認識

(1)錦州25-1南油田沙二段屬于雙物源沉積，其北方的物源主要來自西北的古東沙河，西南方向的物源主要來自遼西低凸起西南部。

(2)錦州25-1南油田沙河街組二段僅發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相沉積而不是扇三角洲沉積。

(3)錦州25-1南油田沙河街組二段識別出6種沉積微相，分別為辮狀河三角洲前緣水下分流河道、支流間灣、河口壩、水下溢岸、遠砂壩、席狀砂，其中水下分流河道和河口壩兩種微相的儲集性能最好，是研究區(qū)后期開發(fā)井井位部署的最為有利的儲集相帶。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)06-0037-05

2015-05-27

文佳濤，碩士，1985年生，2012年畢業(yè)于長江大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)地質(zhì)方面的研究工作。

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