留北油田饒陽凹陷新近系河流沉積相分析

魏贊 成都理工大學

康凱 渤海鉆探油氣測試公司

一、地質背景

饒陽凹陷新近系屬于冀中坳陷中的一個次級的構造單元，受復雜斷裂系統控制，是留北油田研究的主要沉積地層，而且主要目的層段為明化鎮組和館陶組。此次研究總面積約為25.2平方公里，經勘探上報含油面積4.3km2，地質儲量475×104t，所以更多更詳細研究新近系沉積相類型及特征意義重大。

館陶組沉積初期，饒陽凹陷經歷了古近紀末的整體構造抬升后，沉積背景特征整體上呈現出兩凸夾一凹的構造格局，東西分別為獻縣凸起和高陽凸起，地形形態呈現出西高、東低，南高、北低，四周高、中間低的趨勢。盆地形態南北窄、中間開闊。明化鎮組沉積晚期，全區進入平原沉降階段，饒陽凹陷新近系是在喜山運動期古近系地層遭受區域性剝蝕基礎上，從斷陷到坳陷繼承性發育沉積的一套河流相地層，因此河流相沉積是這個地區留北油田研究的主要目的層位。

二、沉積相標志特征

留北油田的館陶—明化鎮組在巖心剖面中所確定的河流相沉積地層單元，在垂相層序上具明顯正漸變特點，以路27井為例。

（1）1017-1634m明化鎮組下段、館陶Ⅰ油組、館陶Ⅱ油組中上段以細砂巖巖性為主，測井曲線以鐘形為主、見低幅鐘形、指型、基線組合，可見為曲流河沉積。據明化鎮組巖心觀察，最底部見有沖刷面，下部發育平行層理，中、上部發育粉細砂巖的交錯層理，過渡巖性可見波狀和水平層理，隨水動條件逐漸變小，巖性變細，層理規模向上依次變小。可見屬于曲流河河道砂體常見的沉積構造序列，所以明化鎮組地層以曲流河河流相為主。

（2）1634-1764m館陶Ⅱ油組中下段、館陶Ⅲ油組發育淺灰色塊狀中砂巖，及紫紅色泥巖，粒度概率曲線以“一跳中懸加過渡式”為主，曲線為鐘形、箱型及二者組合形態，是辮狀河到曲流河的過渡，為分汊河沉積.

（3）1764-1818m館陶Ⅳ發育雜色礫巖、含礫不等粒砂巖以及淺灰色塊狀中砂巖，粒度較粗，泥厚度較大，泥質含量少，是砂體垂相堆積的結果，電測曲線見箱型及齒化箱型，粒度概率曲線則以“兩段式”為主，應為辮狀河沉積。

三、單井沉積相分析

取心井的單井相分析是識別沉積微相必不可少的關鍵一步。通過對取心井巖心進行細致的觀察和描述、分析鑒定，提取各種指相參數信息，建立起單井相分析柱狀圖。在本文研究過程中，共觀察5口取心井巖心，下面以路30取心井為例進行相分析。

路30井取心井段為1642-1749.25m，共4次取心，第1、2次為連續取心，第3、4次為連續取心，取心段均屬于第三系館陶組。

1.175 2.8-1752.2m，淺灰色粉砂巖，自然電位有負異常，幅度較小，形態不明確，微電極有小的幅度差，有熒光現象，可見波狀層理和單斜層理，為河床亞相中的邊灘微相。

2.175 2.2-1751.5m，紫紅色的泥巖，自然電位有小的負異常，靠近泥巖基線，微電極曲線沒有幅度差，為河漫亞相中的河漫灘微相沉積。

3.175 1.5-1750.5灰綠色的泥巖和淺灰色的砂巖，自然電位有小的負異常，呈低幅鐘形，這種曲線反映水量能量向上逐漸減小或物質供應量降低，微電極曲線沒有幅度差，為河床亞相中的邊灘微相。

4.175 0.5-1748.6m，灰褐色中砂巖，有泥礫，有油浸，可見波狀層理，反映了一種高能環境，自然電位有負異常，微電極曲線有明顯的幅度差，為河床亞相中的河道砂壩沉積微相。

5.174 8.3-1740.3m，發育大塊的灰褐色中砂巖，有油浸，自然電位有明顯的負異常，呈箱型，曲線頂底突變，呈中—高幅，這種曲線說明物源供應充足，水流能量強且穩定，微電極有明顯的幅度差，為河床亞相中的河道砂壩微相沉積。

6.1654-1653.4m，發育淺灰色的含鈣中砂巖，有油斑，可見波狀層理，有泥礫，自然電位平直，微電極曲線無明顯的幅度差，為堤岸亞相中的天然堤微相沉積。

四、沉積模式

通過以上相標志研究可以看出，館陶Ⅳ油組發育辮狀河，館陶Ⅲ油組及館陶Ⅱ油組中下部發育分汊河沉積，館陶Ⅱ油組上段、館陶Ⅰ油組及明化鎮下段發育曲流河沉積相類型。

1.曲流河沉積模式

在所研究的館陶Ⅱ油組上段、館陶Ⅰ油組及明化鎮下段發育曲流河沉積相模式中（圖4-11），垂向層序由下至上，粒度由粗變細，層理規模由大變小，構成了一個典型的間斷性正韻律或正旋回。下段為河道亞相的底部滯留沉積和點砂壩沉積組成，是由河道遷移而引起的沉積物側向加積的結果，上段由堤岸亞相和河漫亞相組成，屬于泛濫平原沉積，由于大量的細粒懸浮物質在洪泛期垂向加積的結果，所以底層沉積和頂層沉積的垂向疊置，構成了曲流河沉積的“二元結構”。

在該地區二元結構垂向上重復出現，形成多個間斷性的正旋回，每個旋回由一個二元結構組成，通常稱為河流沉積的一個“階”。河流沉積旋回的多階性是河流相的又一個重要特征。在三維空間范圍內，一般砂體沉積范圍小于周緣泛濫平原泥巖沉積范圍。

圖4-11 留北油田館陶—明化鎮曲流河沉積相模式圖

2.分汊河沉積模式

在留北油田研究區中，館陶Ⅲ油組及館陶Ⅱ油組中下部發育分汊河沉積相，屬于辮狀河至曲流河的過渡類型。研究認為分汊河進一步可以劃分為河床亞相、堤岸亞相、河漫/洪泛平原亞相、廢棄河道（牛軛湖）共四個亞相。其中河道亞相又可以分為河床滯留沉積、河道砂壩兩個微相；堤岸亞相分為天然堤、決口扇兩個微相；河漫亞相又分為河漫灘、河漫湖泊、河漫沼澤三個微相。

其中，堤岸亞相與洪泛平原亞相相互消長：若洪水作用強烈，河道側向遷移或分汊、決口頻繁，堤岸亞相不發育，河床亞相與洪泛平原亞相在平面上緊鄰發育，在垂向上直接疊置；若河道較為穩定，堤岸亞相則較為發育，在堤岸亞相外側發育河漫亞相，垂向上組成河床—堤岸—河漫亞相的完整二元結構。

分汊河在垂向上與曲流河相似，但沉積層序頂部常直接覆蓋河漫及洪泛平原沉積，特別是河道內砂壩發育造成河道分汊，砂壩沉積物的粒度反映的受洪水控制的震蕩性特點而與曲流河有重要差別。與辮狀河相比，分汊河河道彎曲率大，沉積物粒度細，在垂向層序上二元結構較為發育，且河岸抗沖性強于辮狀河，河道相對穩定。

3.辮狀河沉積模式

通過以上研究認為，研究區的館陶Ⅳ油組發育辮狀河沉積相，因此，建立了該辮狀河沉積相模式。在辮狀河沉積相模式（圖4-12）中，由于辮狀河多發育于山區，臨近物源，辮狀河具有多河道、河床坡降大、寬而淺、側向遷移迅速等特點。該相模式中發育了河道亞相和泛濫平原沉積，發育的心灘是辮狀河突出的特征，邊灘不發育，成為與曲流河環境的重要區別。

圖4-12 留北油田館陶組辮狀河沉積相模

五、結論與認識

通過本文分析研究，留北油田饒陽凹陷新近系的沉積相特征有了更加全面詳細的認識，該研究區域新近系地層在縱向上，館陶Ⅳ油組發育辮狀河沉積相，館陶Ⅲ油組及館陶Ⅱ油組中下部發育分汊河沉積相，館陶Ⅱ油組上段、館陶Ⅰ油組及明化鎮下段發育曲流河沉積相類型，科學的分析了該凹陷區域沉積環境下的油水矛盾的困擾問題，即其存在的一些連片砂體，是由于河道主流線處河床底部沉積物的遮擋及廢棄河道的遮擋所造成的。除此之外，通過各河流相的具體沉積模式可更好的指導有利儲層探尋的位置，留北油田館陶組、明化鎮組有利的儲層位置在分汊河的河道砂壩及曲流河的邊灘沉積中，是有利的勘探目標，其次為河道砂壩和邊灘沉積的邊部，而天然堤位置發育的儲層則較差。同時饒陽凹陷的館陶和明化鎮組河流相沉積不僅是重要的油氣形成場所，而且是重要的稀有礦產的重要聚集場地，所以河流相的研究具有廣闊的發展前景。

[1]姜在興主編.沉積學.第一版，北京：石油工業出版社，2003：49-50，54，120-121.

[2]陳鋼花，王中文，王湘文.河流相沉積微相與測井相研究.測井技術.1996，20（5）：335-340.

[3]王權，高吉宏，唐宏等.冀中坳陷上第三系油氣藏成藏條件及分布[J].中國海上油氣（地質）.2001，15（1）：56-60.

[4]馬正.應用自然電位測井曲線解釋沉積環境[J].石油與天然氣地質.1982，3（1）：25-39.

[5]唐洪.綜合利用測井資料劃分河流沉積微相[J].中國海上油氣（地質），1998，12（5）：349-352.

[6]王金榮，劉洪濤.測井沉積微相識別方法及應用[J].大慶石油學報，2004，29（4）：18-20.