東濮凹陷濮衛(wèi)洼陷沙三中亞段沉積環(huán)境粒度概率累積曲線特征

鄧德坤

（中原油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南濮陽(yáng) 457000）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

濮衛(wèi)洼陷及周邊地區(qū)作為東濮凹陷最富，勘探開(kāi)發(fā)程度最高的油氣區(qū)，構(gòu)造上位于東濮凹陷中央隆起帶北部，是文留、濮城、古云集、衛(wèi)城四個(gè)構(gòu)造的結(jié)合部，其東部為魯西隆起區(qū)，西部為濮衛(wèi)次洼，北部逐漸過(guò)渡到陳營(yíng)構(gòu)造，南部與文留構(gòu)造相接，是一個(gè)向四周抬升的洼陷單元，勘探面積約110km2。

2 巖石特征及沉積相類型

研究區(qū)沙三中亞段地層厚度500～750m，埋藏深度3 000～4 350m，巖性以灰色、深灰色泥巖夾灰色粉砂巖為主。根據(jù)巖心微相和單井標(biāo)定，結(jié)合沉積單因素展布分析，確定濮衛(wèi)地區(qū)沙三中亞段主要為三角洲、濁積、灘壩沉積體系，其中北部辯狀河三角洲、東部扇三角洲、濮城主體為濱淺湖灘壩，環(huán)洼中部為深水濁積扇。

濮衛(wèi)地區(qū)沙三段多種沉積體系共存的沉積體系分布特點(diǎn)，是東濮凹陷構(gòu)造演化和沉積充填特征決定的。沙三時(shí)期東濮凹陷同生斷裂發(fā)育，同生斷裂的活動(dòng)影響了沉積期古地貌，現(xiàn)今構(gòu)造格局與沉積期古地貌有一定相關(guān)性，同生斷裂往往構(gòu)成地貌的陡峭帶，上升盤往往成為地貌高點(diǎn)，下降盤構(gòu)成地貌低點(diǎn)。多洼多隆是多種沉積體系共存的背景。

各類三角洲體系為物源搬運(yùn)，湖流、波浪的作用，對(duì)沉積物進(jìn)行二次搬運(yùn)、改造，在淺水區(qū)起到砂體富集的作用，造成古地貌高部位砂巖分布多，砂地比往往更高。決定同生斷裂的活動(dòng)是間歇性或者脈沖式的，應(yīng)力釋放產(chǎn)生地震，觸發(fā)尚未固結(jié)的沉積物往斷層下降盤垮塌產(chǎn)生濁積。濁流的分異，對(duì)砂體也起到一定的富集作用，在洼陷帶和同生斷層下降盤，形成局部砂體富集區(qū)。

3 各沉積環(huán)境碎屑巖沉積物粒度概率累積曲線特征

在現(xiàn)今對(duì)粒度特征進(jìn)行分析的一系列方法中，Visher提出的將正態(tài)概率坐標(biāo)設(shè)置為縱坐標(biāo)，反映粒度由粗到細(xì)，將概率累積百分比設(shè)置為縱坐標(biāo)投點(diǎn)，使得概率累積百分比最少的極粗、極細(xì)區(qū)間明顯化，成圖后的曲線由幾個(gè)直線段組成，能夠清楚地反映出沉積物的分選性、搬運(yùn)方式以及粒度粗細(xì)。本文通過(guò)對(duì)所選取濮衛(wèi)洼陷沙三中亞段的一系列標(biāo)志性樣品繪制粒度概率累積曲線，整理了各微相的概率曲線特征。

3.1 水下分流河道

水下分流河道微相是濮衛(wèi)地區(qū)辮狀河三角洲前緣亞相和扇三角洲前緣亞相的主體，是三角洲平原上分流河道向湖心的延伸，在延伸的過(guò)程中寬度增加，深度減小，隨著流速漸緩，沉積物快速堆積，河道不斷分叉改道。在實(shí)際巖芯觀察的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)具有明顯的流水沙紋層理和平行層理，并可見(jiàn)多個(gè)沖刷面及正粒序結(jié)構(gòu)，這些都是河道沖刷后的特征，粒度概率累積曲線主要含典型兩段式、三段式及多段式三種類型。

兩段式粒度概率累積曲線具有懸移和躍移總體占比較高，推移總體占比低的特點(diǎn)（幾乎不發(fā)育），其中躍移總體比例通常在70% 以上，分選較好，傾角為50°～60°；懸移總體所占比例較少，通常低于20%；躍移總體和懸移的交截點(diǎn)為2.5～3.5，砂巖總體粒度較細(xì)，巖心觀察常見(jiàn)平行層理和塊狀構(gòu)造，反應(yīng)較強(qiáng)河道水動(dòng)力特征。

三段式粒度曲線特征具有跳躍總體為主，占比約70%，滾動(dòng)總體及懸浮總體占比低，通常為15%的特點(diǎn)，其中跳躍總體分選較好，傾角為50°～70°，滾動(dòng)總體及懸浮總體分選差，傾角15°～20°，反映為水動(dòng)力較強(qiáng)的分流河道沉積環(huán)境。

多段式曲線含多個(gè)交截點(diǎn)，由多個(gè)次總體組成，粗、細(xì)交截點(diǎn)不確定，各個(gè)線段的傾斜度變化快；躍移組分的概率累積百分比較低，在60%以下，懸移組分所占比例較大；Φ大于2，以細(xì)砂、粉砂和泥質(zhì)沉積物為主；分選中等，碎屑顆粒混雜；是由洪水期河道牽引流攜帶泥沙在湖底保持河道形態(tài)高速流動(dòng)，與湖水交匯形成動(dòng)蕩的水動(dòng)力環(huán)境形成。

3.2 辮狀水道

辮狀水道微相是濮衛(wèi)地區(qū)濁積扇的主體，濁積扇是重力流作用再沉積形成的錐狀和扇狀堆積體，濁流形成具有其特殊條件：①足夠的水深：沉積物重力流均堆積在海洋和湖泊的最深處，至少應(yīng)在風(fēng)暴浪基面以下；②足夠的坡角，一般最小3°～5°，是重力流克服各種摩擦阻力繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的能量來(lái)源；③充沛的物源，淺水、斜坡區(qū)碎屑物質(zhì)和碳酸鹽物質(zhì)的大量堆積；④一定的觸發(fā)機(jī)制，洪水、地震、海嘯巨浪、風(fēng)暴潮和火山噴發(fā)等因素直接或間接誘發(fā)。

由于湖水頂托作用，能量消耗快，辮狀水道較主水道寬、淺，且遷移擺動(dòng)能力強(qiáng)。粒度曲線以代表重力流沉積作用的兩段式和三段式為主。

3.3 壩頂、壩側(cè)和席狀灘

灘壩是陸相斷陷盆地里一種常見(jiàn)的沉積相，受波浪及沿岸流影響，在濱岸地區(qū)形成的砂體類型，主要發(fā)育于盆地內(nèi)部淺水斜坡地帶，此處河流作用不明顯，主要水動(dòng)力為波浪作用。沉積物以細(xì)粒為特征，巖性主要為細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖、碳質(zhì)頁(yè)巖以及含生物碎屑的泥巖，總體上具有較高的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度。常發(fā)育波痕、生物擾動(dòng)、平行、波狀、沙紋、槽狀交錯(cuò)、塊狀、水平以及植物根莖等沉積構(gòu)造。

一般來(lái)說(shuō)，濱淺湖砂質(zhì)灘壩包括五個(gè)沉積微相。①壩前微相：介于正常浪底與風(fēng)暴浪底之間，屬于還原淺湖沉積。巖性以灰色、灰綠色泥巖為主，含生物碎屑。②灘壩外側(cè)緣微相：位于灘壩靠近湖盆一側(cè)的正常浪底以上。巖性以泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，顏色較深。潛穴發(fā)育，層理多為波狀層理、水平層理、沙紋層理。③壩頂微相：沉積水動(dòng)力能量最強(qiáng)，沉積物不僅粒度最粗，且結(jié)構(gòu)和成分成熟度也最高。巖性以粉砂巖、細(xì)砂巖為主。常見(jiàn)平行層理、塊狀層理、交錯(cuò)層理。④灘壩內(nèi)側(cè)緣微相：位于灘壩向岸一側(cè)。巖性以泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，層理以水平層理、波狀層理、透鏡狀層理為主。⑤壩后微相：相當(dāng)于沼澤沉積，位于灘壩向岸一側(cè)。灘壩沉積后期，湖水水體逐漸變淺，早期灘壩沉積也逐漸出露水面，從而逐漸發(fā)生沼澤化而形成碳質(zhì)頁(yè)巖沉積，反映了灘壩沉積的結(jié)束。

灘壩砂巖因經(jīng)過(guò)波浪的多次簸選，顆粒的圓度較好，具有較高的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度。粒度概率曲線特征總體為：灘壩沉積早中期由于粒度稍粗，水體震蕩造成分選好，但波浪的不同規(guī)模造成粒度分布區(qū)間分別集中，因此多形成“高斜多跳”式曲線；灘壩發(fā)育晚期，跳躍總體含量降低，懸浮總體含量升高。

圖1 灘壩沉積粒度特征

4 應(yīng)用檢驗(yàn)

結(jié)合濮衛(wèi)地區(qū)勘探開(kāi)發(fā)生產(chǎn)實(shí)踐，在濮城斷裂系下降盤第一臺(tái)階濁積砂體發(fā)育區(qū)部署138-7井及138-8井和三角洲前緣區(qū)部署的衛(wèi)452井均獲得工業(yè)油流，提出在濮成斷裂系下降盤第二濁積臺(tái)階即濮31西斷層下降盤具有濁積砂巖性圈閉勘探潛力，對(duì)下步區(qū)域勘探和油藏評(píng)價(jià)具有重要指導(dǎo)意義。濮城主體向南拓展灘壩砂、向北評(píng)價(jià)相變帶，實(shí)施的濮157、濮158初見(jiàn)成效，其中濮158井測(cè)井解釋油氣層60.3m/ 14層，沙三中3試氣，5mm油嘴，日產(chǎn)氣35856方、日產(chǎn)油11.76方、無(wú)水。結(jié)合濮151試油，預(yù)計(jì)可落實(shí)石油地質(zhì)儲(chǔ)量105萬(wàn)t、天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量14.7億方。

5 結(jié)語(yǔ)

濮衛(wèi)地區(qū)為陸相斷陷盆地鹽湖背景下的沉積，巖心沉積微相、測(cè)井相、實(shí)驗(yàn)和平面相單因素展布等多方面綜合分析表明，本區(qū)灘壩、濁積、辮狀河三角洲和扇三角洲沉積體系共存。三角洲初次物源經(jīng)過(guò)湖流和波浪的二次搬運(yùn)及同生斷裂活動(dòng)觸發(fā)的垮塌濁積，有效拓展了砂體分布范圍，影響了濮城主體和濮衛(wèi)次洼的砂體分布。由于不同的沉積環(huán)境對(duì)應(yīng)不同的水動(dòng)力條件，所以不同的沉積環(huán)境粒度概率累積曲線自然也就不同，即便在同樣的沉積環(huán)境下，沉積介質(zhì)的粒度分布也不盡相同。因此，粒度資料只是判斷沉積環(huán)境的一項(xiàng)依據(jù)，在具體劃分沉積相的過(guò)程中還是要結(jié)合巖心、錄井資料等系統(tǒng)分析后才能得出結(jié)論。