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

通過大量的巖心觀察和描述，結(jié)合沉積特征、測井、區(qū)域地質(zhì)等基礎(chǔ)資料，對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)行對比研究。在對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別標(biāo)志，并建立了扇三角洲的沉積模式。

泌陽凹陷；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，但對沉積微相層內(nèi)縱向展布及平面分布缺乏整體認(rèn)識[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，偶見巨礫占據(jù)整個巖心；分選中等-差，一般出現(xiàn)于砂體底部，底部見突變面，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，局部偶見細(xì)礫；形成于強(qiáng)水動力條件下，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，常見低角度的小型交錯層理或脈狀層理，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，層面上見碳化植物碎片和碳化樹干，層理構(gòu)造為平直的平行紋理或連續(xù)的平行紋理，主要見于強(qiáng)水動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，形成于水動力較弱的環(huán)境中，多見于遠(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，偶見少量蟲孔和生物擾動構(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、頁巖，發(fā)育水平層理，為弱水動力條件下的產(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)微相識別

巖心觀察資料表明，安棚深層系縱向上同一口井同一個小層內(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1 m，微相變化快，單個微相厚度小，這對沉積微相的描繪帶來了很大的困難。單從測井相上很難對它進(jìn)行描述，因此根據(jù)與微相相關(guān)性較好的泥質(zhì)含量曲線來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并結(jié)合測井相模式定量出每個小層內(nèi)部的不同沉積微相類型。通過對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渡到低幅度值的箱形，反映了一次完整的進(jìn)積過程。

(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狀向上爬升，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力能否完成對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，個別部位夾有泥質(zhì)粉砂巖或粉砂巖，所以測井相特征表現(xiàn)為大段的泥巖基線，多平滑或弱齒化，水動力弱。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)范圍來看，砂體厚度自西、南向北東有逐漸減薄趨勢，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，說明核三段Ⅶ砂組沉積時(shí)期水流活動比較強(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，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[6-7]。

3 沉積模式

圖3 安棚深層系沉積微相

3.1 扇三角洲識別標(biāo)志

安棚油田深層系的沉積體系前人已進(jìn)行過不同程度的描述 ,在這里重點(diǎn)針對沖積扇沉積體系進(jìn)行對比，整體上認(rèn)為安棚深層系屬于扇三角洲沉積。沉積相的對比識別標(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)行對比識別，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)共有兩個物源供應(yīng)區(qū)，一個是來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)；另一個是來自西南方向的平氏砂體(雙河扇三角洲)。三個砂體相互交匯，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別標(biāo)志對比

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個沉積微相，且同一個小層內(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)從事油氣田開發(fā)地質(zhì)工作。

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