安棚深層系扇三角洲沉積微相研究

黃 磊，黃 慶，黎 明 ，喬衛(wèi)朋，韓豐華 ，蘇劍紅

(1.中國(guó)石化河南油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南鄭州 450000；2.中國(guó)石化河南油田分公司采油一廠)

安棚深層系扇三角洲沉積微相研究

黃 磊1，黃 慶1，黎 明1，喬衛(wèi)朋2，韓豐華1，蘇劍紅1

(1.中國(guó)石化河南油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南鄭州 450000；2.中國(guó)石化河南油田分公司采油一廠)

通過(guò)大量的巖心觀察和描述，結(jié)合沉積特征、測(cè)井、區(qū)域地質(zhì)等基礎(chǔ)資料，對(duì)安棚深層系沉積特征與沉積相進(jìn)行了全面的分析，認(rèn)為安棚深層系屬近源快速堆積的扇三角洲沉積體系，共劃分為9種巖相特征；在砂巖和礫巖中發(fā)育平行層理、斜層理、塊狀層理；主要發(fā)育水下分流河道、河口壩、席狀砂等微相。明確了不同時(shí)期、不同砂體的沉積微相展布特征，同時(shí)與沖積扇沉積體系進(jìn)行對(duì)比研究。在對(duì)扇三角洲的形成條件、 巖性特征、沉積微相特征分析的基礎(chǔ)上，研究了扇三角洲的識(shí)別標(biāo)志，并建立了扇三角洲的沉積模式。

泌陽(yáng)凹陷；安棚油田；扇三角洲；沉積微相；沉積模式

扇三角洲是指沖積扇或辮狀河直接入湖(海)，形成由水上到水下的中、粗碎屑巖沉積體系。安棚油田位于泌陽(yáng)凹陷東南部，深層系主要指埋深大于3 000 m左右的核三段Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ油組，主要發(fā)育西南向平氏和南向栗園-楊橋物源，兩物源相互交匯，共同形成該區(qū)的儲(chǔ)集層砂體。前人研究認(rèn)為，安棚深層系屬扇三角洲沉積體系，但對(duì)沉積微相層內(nèi)縱向展布及平面分布缺乏整體認(rèn)識(shí)[1-2]。

1 沉積微相類型及特征

1.1 粒度特征分析

前人研究認(rèn)為，深層系砂巖粒度曲線主要以兩段式為主[1]，其累積粒度概率曲線表明，大部分砂、礫巖是以滾動(dòng)或跳躍方式搬運(yùn)的。安2051井的C-M圖樣品巖性主要為粉砂質(zhì)不等粒砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)細(xì)砂巖，粒度中值平均為3.281，反映了礫、砂沿河道底部滾動(dòng)搬運(yùn)及遞變懸浮搬運(yùn)的特點(diǎn)，屬牽引流沉積，為典型的近源水下河道沉積。

1.2 巖性及沉積構(gòu)造特征

從巖心描述來(lái)看，安棚深層系的沉積構(gòu)造類型主要有層理構(gòu)造、侵蝕構(gòu)造、變形構(gòu)造和生物成因構(gòu)造。砂礫巖發(fā)育，反映近源快速堆積沉積，屬于扇三角洲沉積[1-5]的特點(diǎn)。

根據(jù)安棚巖性資料綜合分析，認(rèn)為該區(qū)巖性類型有：粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖、粗砂巖、含礫砂巖、礫狀砂巖及砂礫巖；主要發(fā)育斜層理、平行層理、透鏡狀層理、 波狀層理、 脈狀層理、 水平層理等。將該區(qū)共劃分了9種巖相。

(1)塊狀層理礫巖相。以中-細(xì)礫巖為主，礫徑多為1～3 cm，少量礫徑達(dá)4～5 cm；砂、礫混雜堆積，礫石呈懸浮態(tài)鑲嵌于砂質(zhì)中，多呈塊狀或具不明顯的正遞變，偶見(jiàn)巨礫占據(jù)整個(gè)巖心；分選中等-差，一般出現(xiàn)于砂體底部，底部見(jiàn)突變面，出現(xiàn)于近源水下分流河道沉積中。

(2)塊狀層理礫狀砂巖相。以礫狀砂巖為主，分布較為均勻，多呈塊狀或具不明顯的正遞變，常見(jiàn)顆粒支撐和雜基支撐，礫徑一般為0.5～1.5 cm，多出現(xiàn)于水下分流河道，在河口壩也有沉積出現(xiàn)。

(3)塊狀層理含礫砂巖相。以中、粗砂為主，塊狀構(gòu)造，細(xì)礫含量5%～10%，分選和磨圓中等；一般出現(xiàn)于砂體的底部和中下部，多出現(xiàn)于水下分流河道沉積和河口壩沉積中。

(4)塊狀層理砂巖相。由中、粗砂及少量細(xì)砂組成，形成塊狀層理，局部偶見(jiàn)細(xì)礫；形成于強(qiáng)水動(dòng)力條件下，多出現(xiàn)于砂體的下部，以及水下分流河道的遠(yuǎn)端，在近端水道中也有出現(xiàn)。

(5)斜層理砂巖相。巖性以中、細(xì)砂巖為主，常見(jiàn)低角度的小型交錯(cuò)層理或脈狀層理，規(guī)模以小到中型為主，為河道沉積、河口壩和遠(yuǎn)砂壩沉積。

(6)平行層理砂巖相。巖性從粉砂到粗砂均可見(jiàn)，層面上見(jiàn)碳化植物碎片和碳化樹(shù)干，層理構(gòu)造為平直的平行紋理或連續(xù)的平行紋理，主要見(jiàn)于強(qiáng)水動(dòng)力條件的河道和河口壩沉積中。

(7)波狀層理砂巖相。巖性由細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖、粉砂巖及泥質(zhì)粉砂巖間互組成，碳屑含量較高，形成于水動(dòng)力較弱的環(huán)境中，多見(jiàn)于遠(yuǎn)砂壩和席狀砂沉積中。

(8)變形層理砂巖相。巖性為砂巖、粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，主要為由瀉水構(gòu)造引起的變形層理和包卷層理，偶見(jiàn)少量蟲(chóng)孔和生物擾動(dòng)構(gòu)造，多出現(xiàn)在扇三角洲前緣席狀砂、遠(yuǎn)砂壩和河口壩沉積中。

(9)泥巖相。巖性為深黑色、灰黑色的泥巖、頁(yè)巖，發(fā)育水平層理，為弱水動(dòng)力條件下的產(chǎn)物，出現(xiàn)于河道間沉積或前扇三角洲沉積中。

2 沉積微相展布

2.1 層內(nèi)微相識(shí)別

巖心觀察資料表明，安棚深層系縱向上同一口井同一個(gè)小層內(nèi)部包含多種微相類型(圖1)，多期水道相互疊置，單期次水道厚度一般不超過(guò)1 m，微相變化快，單個(gè)微相厚度小，這對(duì)沉積微相的描繪帶來(lái)了很大的困難。單從測(cè)井相上很難對(duì)它進(jìn)行描述，因此根據(jù)與微相相關(guān)性較好的泥質(zhì)含量曲線來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并結(jié)合測(cè)井相模式定量出每個(gè)小層內(nèi)部的不同沉積微相類型。通過(guò)對(duì)單井縱向上沉積微相進(jìn)行精細(xì)描述，認(rèn)為泥質(zhì)含量小于9%為水下分流河道和河口壩微相，泥質(zhì)含量大于20%為前扇三角洲和遠(yuǎn)砂壩微相(圖2)。

圖1 單井相剖面(層內(nèi)微相變化)

圖2 孔隙度與泥質(zhì)含量交會(huì)圖

2.2 典型相特征分析

據(jù)巖心描述和分析，安棚深層系為扇三角洲沉積體系，主要發(fā)育水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、席狀砂和河道間等微相，并總結(jié)歸納了6種典型的沉積微相模式。

(1)近源水道沉積。這種微相位于扇根部位，因單層厚，自然伽馬曲線形態(tài)表現(xiàn)為中高幅頂?shù)淄蛔兊南湫?、鐘形，曲線光滑或微齒化，個(gè)別呈現(xiàn)中等齒化現(xiàn)象。光滑反映粒度變化不大，齒化反映小層內(nèi)部微相的多個(gè)期次的變化。

(2)中遠(yuǎn)源水下分流河道沉積。這種微相一般發(fā)育在扇中部位，微相以中遠(yuǎn)源水下分流河道為主，分選相對(duì)較好。自然伽馬曲線形態(tài)表現(xiàn)為光滑箱形或鐘形，表明其砂體向上變細(xì)的正韻律層序，反映沉積環(huán)境能量由強(qiáng)變?nèi)醯奶卣鳌?/p>

(3)水下分流河道-河口砂壩沉積。這種微相組合一般發(fā)育在扇中與扇端的過(guò)渡地帶，微相以水下分流河道為主，但河口壩也占到了一定的厚度比例。自然伽馬曲線形態(tài)表現(xiàn)為從高幅度值的漏斗形過(guò)渡到低幅度值的箱形，反映了一次完整的進(jìn)積過(guò)程。

(4)河口砂壩-水下分流河道沉積。這種微相組合一般發(fā)育在扇中與扇端之間，更靠近扇端區(qū)域，微相以河口砂壩為主，水下分流河道占的比例較小。自然伽馬曲線形態(tài)表現(xiàn)為兩端高值幅度成斜坡?tīng)钕蛏吓郎?，中間低值幅度成箱形或鐘形，反映出離物源較遠(yuǎn)、河道的控制作用較弱的特點(diǎn)。河道微相是否發(fā)育取決于某一期次的物源是否充分和水動(dòng)力能否完成對(duì)粗顆粒沉積物的輸送。

(5)河口砂壩沉積。這種微相組合一般發(fā)育在扇端地帶，離物源較遠(yuǎn)，河道輸送的沉積物未能到達(dá)該區(qū)域，屬于河道前端沉積，因此水動(dòng)力一般較弱。沉積的顆粒較細(xì)，微相以多期河口砂壩為主，自然伽馬曲線形態(tài)表現(xiàn)為漏斗形，齒化反映小層內(nèi)部河口砂壩的不同期次變化。

(6)前三角洲沉積。前扇三角洲在沉積上的部位是扇三角洲前緣席狀砂以遠(yuǎn)的濱淺湖范圍，除濱淺湖相泥巖外，個(gè)別部位零星分布滑塌濁積。由于濱淺湖沉積在巖性上以較厚的泥巖或粉砂質(zhì)泥巖為主，個(gè)別部位夾有泥質(zhì)粉砂巖或粉砂巖，所以測(cè)井相特征表現(xiàn)為大段的泥巖基線，多平滑或弱齒化，水動(dòng)力弱。有些井夾有濁積砂體，自然伽馬曲線上為指形，頂?shù)诪橥蛔冴P(guān)系，但有些井自然伽馬值的幅度較小，在自然電位曲線上則顯得更為低幅、平直。

2.3 沉積微相展布特征

核三段Ⅶ砂組沉積時(shí)期，物源主要來(lái)自西南和南部古桐柏山地區(qū)，砂體在平面上表現(xiàn)為扇狀堆積體的沉積特征。來(lái)自栗園、楊橋方向的碎屑物質(zhì)經(jīng)南部的主水道進(jìn)入研究區(qū)，沉積砂體連為一片，發(fā)育規(guī)模較大的沉積扇體，水流強(qiáng)度較強(qiáng)，兩條主河道向北延伸 (圖3)。從全區(qū)范圍來(lái)看，砂體厚度自西、南向北東有逐漸減薄趨勢(shì)，同時(shí)研究區(qū)西、南部砂巖厚度明顯大于北東部，南部的兩個(gè)河道微相與西南部平氏方向的兩支河道微相分別連成一片，說(shuō)明核三段Ⅶ砂組沉積時(shí)期水流活動(dòng)比較強(qiáng)烈；同時(shí)全區(qū)席狀砂微相沉積連成一片，成為一個(gè)整體，自西向北東向展布。Ⅷ油組沉積時(shí)期的物源供應(yīng)與Ⅶ油組相比減少，微相類型偏向細(xì)粒，來(lái)自不同方向的河道微相延伸短，河道界限主要分布在泌185井、泌252井附近，平氏河道界限在泌262井、安84井附近；Ⅸ油組各沉積時(shí)期河道的變化較頻繁，河道微相的界限分布在安84井、泌213井、泌255井附近，Ⅸ22小層開(kāi)始只發(fā)育栗園物源，前扇三角洲分布在東北角。平氏砂體從下至上向東側(cè)向擴(kuò)張，分布范圍不斷增大。栗園砂體厚度變化快，呈退積型，自下向上砂體向南遷移，剖面上呈階梯狀或楔狀展布，剖面上與平氏砂體互為消長(zhǎng)關(guān)系，且沿著物源方向，從扇三角洲前緣到前扇三角洲砂體厚度有降低的趨勢(shì)，且砂巖巖性逐漸變細(xì)，前扇三角洲沉積主要為深湖泥巖；垂直物源方向上，砂體厚度在河道發(fā)育區(qū)最厚，在物源交匯處有降低的趨勢(shì)[6-7]。

3 沉積模式

圖3 安棚深層系沉積微相

3.1 扇三角洲識(shí)別標(biāo)志

安棚油田深層系的沉積體系前人已進(jìn)行過(guò)不同程度的描述 ,在這里重點(diǎn)針對(duì)沖積扇沉積體系進(jìn)行對(duì)比，整體上認(rèn)為安棚深層系屬于扇三角洲沉積。沉積相的對(duì)比識(shí)別標(biāo)志主要從沉積體系的定義、形成條件、巖性特征、亞相劃分等方面進(jìn)行對(duì)比識(shí)別，沖積扇一般位于扇三角洲的根部，兩者具有本質(zhì)性的區(qū)別 (表1)。

3.2 沉積模式

安棚地區(qū)組成扇體的砂、礫巖基本上與灰黑-黑色湖相泥巖共生，無(wú)或很少有陸上暴露標(biāo)志[8-9]，所處的沉積環(huán)境為扇三角洲沉積環(huán)境。根據(jù)沉積的垂向?qū)有蚣吧绑w的分布特征，結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況，建立了該區(qū)的扇三角洲沉積模式(圖4)，其為靠山型扇三角洲復(fù)合體。

從圖中可以看出，研究區(qū)共有兩個(gè)物源供應(yīng)區(qū)，一個(gè)是來(lái)自南部方向的栗園及楊橋砂體(栗園扇三角洲和楊橋三角洲)；另一個(gè)是來(lái)自西南方向的平氏砂體(雙河扇三角洲)。三個(gè)砂體相互交匯，呈連片分布，不同時(shí)期扇體規(guī)模各不同。該區(qū)主要發(fā)育扇三角洲前緣亞相，并進(jìn)一步細(xì)分為水下分流河道、河口壩和席狀砂等微相。扇三角洲前緣河道和河口壩的砂地比較高，含砂量超過(guò)60%；單層厚度及砂體的總厚度都比較大；席狀砂展布面積較大，粒度較細(xì)，單砂層變薄，含砂量也逐漸降低，前扇三角洲主要以泥為主。

4 結(jié)論

(1)綜合巖心資料和典型相分析，認(rèn)為安棚深層系屬扇三角洲沉積體系，且不同于沖積扇的沉積體系。

表1 扇三角洲和沖積扇的主要識(shí)別標(biāo)志對(duì)比

圖4 沉積模式

(2)研究認(rèn)為，安棚深層系主要發(fā)育扇三角洲前緣亞相，進(jìn)一步細(xì)分為水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、河道間和席狀砂等5個(gè)沉積微相，且同一個(gè)小層內(nèi)部包含多種微相類型，屬多期水道相互疊置共同作用形成的儲(chǔ)層。

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編輯：黨俊芳

1673-8217(2017)03-0026-04

2016-12-08

黃磊，工程師，1986年生，2008年畢業(yè)于西安石油大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)工作。

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