塔中HI氣田含礫砂巖段沉積粒度特征分析

劉 慧 黃 科 高銀山 何曼如

（1.成都理工大學能源學院，四川 成都 610059；2.中國石油西南油氣田公司勘探開發研究院，四川 成都 610041；3.中國石油長慶油田公司第五采油廠，陜西 西安 710021）

0 引言

塔里木盆地在晚泥盆世晚期—早石炭世的東河砂巖段和下泥巖段沉積之后，奧陶系古侵蝕面被填平補齊，此時海侵范圍進一步擴大，在塔中地區，自下而上由東河砂巖段、下泥巖段、生屑灰巖段構成了一個完整的海侵沉積體系［1］。東河砂巖段為海侵早期的低位體系域沉積，海岸線為北西—南東走向。在海侵期，該區海水由西向東推進，與由東向西入海的河流相互作用，在塔中地區形成了海侵期的三角洲沉積體系。由于古地形的影響，在塔中HI氣田所在盆地東部邊緣出現了海陸過渡相沉積環境，河流沉積特征顯著，形成較完整的河口灣沉積體系［2］。

1 沉積特征

HI氣田石炭系含礫砂巖段巖性以砂礫巖互層為主，整體分選較差，磨圓度較好。沉積構造復雜，既有河道與砂壩中常見的水平層理、平行層理、斜層理、遞變層，也有潮汐沉積中常見的雙向交錯層理、羽狀層理、波狀層理、脈狀層理、還分布有大量的底沖刷構造。該區屬于河口灣沉積體系，發育潮坪、潮汐砂壩和潮控河道3種亞相，其中潮坪相可以進一步劃分出砂坪微相與泥坪微相（如圖1）。

2 粒度參數特征

常用于研究沉積環境的粒度參數有平均粒徑、標準偏差、偏度和峰度。通過對HI井區含礫砂巖段巖心觀察，結合鑄體薄片資料統計出不同沉積微相粒度參數（表1）。

潮坪相的平均粒徑?值為2.3～5.5，平均值為3.9，該亞相粒度是河口灣沉積體系中最細的；潮汐砂壩平均粒徑?值在1.7～4.1之間，平均值為2.97，沉積物中較粗粒的代表了潮汐通道底部的沉積，而較細粒的則反映了潮汐通道頂部或潮汐通道間的沉積［3］；潮控河道的平均粒徑?值在0.7～4.0間，絕大多數樣品在2～3.8之間，平均值為2.65。整個河口灣沉積體系絕大部分樣品標準偏差大于1，根據弗里德曼的判別標準，整體分選較差。

表1 各沉積微相粒度參數數據統計表

圖1 H1井含礫砂巖段巖性柱狀剖面圖

3 頻率分布曲線

峰度和偏度都能反映沉積物頻率曲線的雙峰性質及其尾部變化。偏度反映粒度分布的集中范圍，峰度反映粒度分布形態的尖銳程度［4］。研究區偏度在-0.249～0.7之間，平均值為0.41；峰度在0.65～3.1之間，平均值為1.9。通過對研究區28塊樣品的粒度頻率分布圖的分析，絕大多數樣品為不太明顯的雙峰不對稱形態（如圖2），反映了沉積區的多物源沉積。曲線峰度大部分表現為很尖銳，河流特征明顯。

4 C-M圖及薩胡判別

選取取芯井含礫砂巖段每個樣品的C值和M值繪成C-M圖，由圖3可知研究區屬于牽引流沉積類型，C值大于200 μm，M值大于100 μm，發育OP、PQ、QR、RS段，主要發育QR和PQ段，以懸浮搬運和遞變懸浮搬運為主，具有部分滾動搬運成分。反映出該層段沉積物粒度較細，整體水動力條件比較弱，但在沉積過程中可能遇到風暴潮的改造，沉積了一些礫石沉積物（如圖3）。

圖2 H2井3 718.3 m粒度頻率分布曲線圖

圖3 含礫砂巖段C-M圖

應用薩胡公式求取出HI井區部分樣品的Y值（淺海與河流的判別值）。

將巖樣的粒度參數代入式（1）計算，結果表明，河口灣體系中樣品的Y值絕大部分大于其臨界值-7.419，僅極個別樣品小于臨界值，表現為河流特征。上述判別結果均與已解釋的沉積環境相吻合。

5 概率累積曲線特征

粒度概率累積曲線反映搬運介質、搬運方式、水動力條件、沉積環境等因素的特征。河口灣沉積特征及巖相分布受波浪、潮汐和河流3種水動力所控制，使得河口灣的概率圖復雜多樣，很難用一種模式來概括?，F利用研究區粒度概率累積曲線進行分析，以總結該地區不同沉積微相粒度概率累積曲線的規律性特征。

5.1 潮坪亞相

潮坪亞相沿河口灣岸線分布，主要為泥巖、粉砂巖及細砂巖等細粒沉積物。沉積構造主要發育潮汐相干沉積構造，可見生物擾動構造及植物炭屑。

5.1.1 泥坪微相

泥質潮坪沉積主要是潮間帶上部及潮上帶的泥質沉積，巖性以灰綠色泥巖及粉砂質泥巖為主，水動力條件較弱。粒度概率累積曲線以兩段式為主，主要表現為滾動主體基本不發育，以懸移和跳躍兩個總體為主，懸浮總體含量較高，一般為60%左右，跳躍總體占40%左右。粒度?值為0.5～8.2，S截點?值位于2.5～4.7之間（如圖4a）。

5.1.2 砂坪微相

砂質潮坪沉積以灰白色的細砂巖、含灰綠色泥礫中細粒砂巖為主，一般表現為與泥質潮坪沉積密切共生。粒度概率累積曲線主要特點是滾動總體含量小于5%或不發育，跳躍總體含量一般為60%～70%，懸浮總體含量為30%～40%，S截點?值位于2.8～4.5之間（如圖4b）。

5.2 潮汐砂壩亞相

潮汐砂壩發育在河口灣沉積相的河口處，為順水流方向的長條狀砂壩。巖性以灰褐色、灰白色的細砂巖、含中粒細砂巖為主。在潮汐砂壩的底部常出現有較多的灰綠色泥礫及其他礫石，粒度較粗。概率累積曲線中表現以跳躍和懸移兩個總體為主，跳躍總體含量一般為70%～90%，斜率為60°～70°，分選較好，懸移總體占10%～30%。S截點?值位于2.5～4.3之間，部分樣品具滾動總體，但含量較低，通常小于5%，分選也極差。與潮坪亞相相比，跳躍總體含量增加，反映了水動力條件明顯增強（如圖4c）。

5.3 潮控河道亞相

潮控河道復合體出現在河口灣的上游，是河口灣沉積相的主體構成部分。它是水體流動的主要通道，因此水動力條件相對較強，巖性較粗，底部多具有沖刷面［5］。由于受到河流和潮汐的共同作用，可見雙向交錯層理比較發育。巖性剖面具有較明顯的向上變細的結構特征，底部可能存在較粗的滯留礫石沉積物。

粒度概率累積曲線主要特點為跳躍總體累積含量大于80%，斜率為45°～60°，分選較差，懸浮總體累積含量小于20%，大部分樣品表現為雙跳躍，部分樣品有滾動總體，含量最高可達10%，反映了波浪沖刷與回流的復雜成因特征（如圖4d）。

圖4 含礫砂巖段河口灣沉積各微相粒度概率曲線圖

6 結論

河口灣水動力條件復雜，受潮汐、波浪和河流3種水動力作用影響，亞環境變化明顯并且組成復雜，各微相形成受控于不同的水動力條件，這在概率累積曲線上得到很好的體現。歸納出不同微相對應的獨特的概率累積曲線形態對今后塔中地區河口灣沉積體系的研究也有一定指導意義。但是由于類似的水動力條件可以出現在不同環境的次級環境中，再加上物源供應和構造條件上各種因素的差別，具體情況較為復雜，因此單純依靠粒度分析資料提供的環境標志有一定的局限性，只有將粒度分析資料與沉積構造、生物特征和地質背景等結合起來，才能準確地恢復古環境、劃分沉積相。

［1］畢志偉，楊振京，徐建明，等.塔里木盆地腹地第四紀沉積物粒度特征及其沉積環境［J］.干旱區地理，2009，5（3）：335-339.

［2］朱筱敏.塔里木盆地東河砂巖沉積儲層特征［M］.北京：石油工業出版社，2006：36-42.

［3］郭建華，吳智勇，劉生國，等.塔中4井區東河砂巖段中的河口灣沉積［J］. 江漢石油學院學報，1995，12（4）:5-11.

［4］趙澄林，朱筱敏.沉積巖石學［M］.北京：石油工業出版社，2001：1-407.

［5］齊永安.河口灣相模式研究［J］.地質科技情報，1999，3（1）：45-49.