松遼盆地南部黑1工區黑帝廟油層嫩四段沉積演化規律

楊昊(長江大學地球科學學院，湖北 武漢 430100)

0 引言

松遼盆地南部黑帝廟油層具有分布范圍廣、油藏埋深淺、儲層物性好的特征。近年來針對松南黑帝廟油層的一系列勘探工作取得了重大突破。但隨著松南黑帝廟油層嫩江組勘探開發的不斷深入，人們發現嫩江組四段作為三角洲前緣相帶的最前端，雖具有近源條件，含油層位多，分布面積廣，但砂巖儲層厚度較薄，普遍小于5 m，呈“泥包砂”的特征，且橫向變化快，平面非均質性差異明顯，優質儲層隱蔽性強，導致黑帝廟油層勘探開發難度逐漸加大。因此，如何準確預測三角洲前緣薄層砂體分布，已經成為制約該區挖掘黑帝廟油層薄儲層外擴潛力的關鍵。

1 區域地質概況

松遼盆地是中—新生代發育的大型復合型沉積盆地，具有斷坳雙重結構[1],長嶺凹陷是松遼盆地南部進行油氣勘探的重點區塊之一，位于中央坳陷區，為盆地內一個重要的生烴凹陷[2]。本研究的黑1工區位于松南長嶺凹陷中央凹陷帶，構造地貌上具有北高南低的特征。

黑帝廟油層嫩江組是盆地內分布范圍最廣泛的地層之一，嫩四段是本次研究的重點層位，以嫩四段Ⅳ砂組和嫩四段Ⅵ砂組為盆地坳陷結構中重要的含油層位[3]。嫩江組沉積時期是松遼湖盆由極盛逐漸衰亡的標志[4]。受控于沉積微相分布，長嶺凹陷在嫩四段沉積期廣泛發育淺水三角洲前緣相帶，形成了儲層物性較好的水下分流河道和席狀砂等薄層砂體，生儲蓋組合配置良好，具有良好的勘探開發潛力。

2 沉積相類型及特征

結合前人的成果認識，在對研究區取芯井精細觀察描述的基礎上，綜合利用測錄井等資料，識別出松遼盆地南部長嶺凹陷黑1工區黑帝廟油層嫩江組四段主要發育淺水三角洲相和湖泊相，并進一步劃分為三角洲前緣和淺湖2種亞相，以及水下分流河道、河口壩、席狀砂、支流間灣、淺湖泥5種沉積微相。

2.1 淺水三角洲相

研究區嫩江組四段淺水三角洲相廣泛發育，以三角洲前緣亞相為主，常見水下分流河道、河口壩、席狀砂及支流間灣4種沉積微相類型。三角洲前緣亞相位于海平面之下，為穩定的水下還原環境，是三角洲沉積作用最為活躍的地帶，砂質沉積物豐富、集中[5]，同時也是三角洲砂體的主體。

水下分流河道沉積微相巖性以灰綠色或淺灰色粉砂巖為主，偶見細砂巖，砂巖分選性較好，砂體厚度多為2～5 m。研究區水下分流河道砂巖由多期小型正旋回沉積結構組成，橫向連續性差，橫截面呈頂平底凸的透鏡狀，發育小型—中型交錯層理、平行層理、砂紋層理，可見沖刷充填構造。GR、SP曲線形態以中—高幅箱形、鐘形為主，曲線內收斂。

河口壩沉積微相巖性以泥質粉砂巖和粉砂巖為主，砂質純凈，分選較好，砂巖厚度多小于3 m。研究區河口壩沉積微相發育有小型交錯層理、砂紋層理和粒序層理，可見水流波痕，沖刷面少見，生物化石稀少。垂向上，以向上變粗的反韻律為特征。GR、SP曲線呈中—高幅漏斗形特征，曲線齒化，齒中線外收斂[6]。

席狀砂沉積微相廣泛分布于淺水三角洲前緣，在研究區黑帝廟油層嫩四段沉積期，由于基底地層坡度較小，湖泊水體較淺，水體能量變強，海水作用強烈，河道砂體受波浪的簸選逐漸向兩側遷移，呈席狀或帶狀廣泛分布于淺水三角洲前緣形成席狀砂體。席狀砂的砂質純、分選好，單層厚度較薄，一般不超過2 m，主要以泥質粉砂巖、粉砂質泥巖為主，發育有交錯層理、脈狀層理、波狀層理、粒序層理和砂紋層理，沉積構造可見，生物化石稀少。垂向韻律以不明顯的反韻律為主，GR、SP曲線表現為低—中幅指形，微齒。

支流間灣沉積微相在研究區內以泥巖為主，含少量粉砂巖或泥質粉砂巖。泥巖多呈弱還原色，常見有雜色、灰綠色、淺灰色等。具水平層理、波狀層理、變形層理和透鏡狀層理，可見浪成波痕，見大量植物碎屑或生物化石，生物擾動構造發育。支流間灣沉積微相是區分水下環境與陸上環境的有效識別標志。GR、SP曲線變化不明顯，呈極低幅值的直線狀或微齒狀。

2.2 湖泊相

研究區嫩江組四段湖泊相發育類型單一，可細化至淺湖亞相淺湖泥微相。由于沉積物受波浪和湖流作用的影響較強，淺湖泥沉積微相巖石類型多為深灰色泥巖沉積，泥巖顏色較上部地層明顯變暗，部分頁理特征明顯。層理類型多以水平層理、波狀層理為主，浪成波痕有時可見。生物化石豐富且保存完好，見大量介殼化石和黃鐵礦等自生礦物。GR、SP曲線呈中—低幅弱齒化特征。工區典型井嫩江組四段巖芯圖如圖1所示。

圖1 工區典型井嫩江組四段巖芯照片

3 沉積演化規律

陸源碎屑沉積物是物源區與沉積區在區域構造背景下有機配置的產物[7]。通過對研究區嫩四段取芯井的精細描述，結合重礦物分析測試資料，進行物源體系分析，有助于明確研究區古物源的相關信息(物源位置及性質、沉積物的搬運路徑以及盆地內的沉積特征、構造演化等)，同時對研究儲層砂體展布方向、油氣成藏方位等方面也有著重要的影響。

陸源碎屑沉積物中母巖的性質、水動力條件的強弱以及重礦物的搬運距離決定了重礦物的特征，不同的重礦物組合即代表著不同的母巖類型。研究區黑帝廟油層嫩四段共鑒定出10余種重礦物：包括鋯石、電氣石、金紅石、石榴子石、錫石、綠簾石、磁鐵礦、白鈦礦、板鈦礦等，且重礦物組合基本相同。以“鋯石+電氣石+金紅石”的穩定重礦物組合為黑1工區優勢組合，且自北向南穩定重礦物含量不斷增加，表明研究區在嫩四段沉積期沉積物向南不斷搬運，穩定礦物不斷富集。ZTR指數是重礦物中最穩定的3種礦物—鋯石、電氣石和金紅石占透明重礦物的百分含量，物源方向即ZTR指數由小到大的方向。計算研究區嫩四段ZTR指數可知，黑152井的ZTR指數為0.55，黑178井的ZTR指數為0.7，ZTR指數由北向南逐漸增加，表明該時期工區以北部物源為主。

嫩四段Ⅵ砂組時期，黑1工區以淺湖沉積和三角洲前緣沉積共存為主。三角洲前緣沉積主要位于工區東北部，發育有河口壩和前緣席狀砂2種沉積微相類型，其中河口壩沉積主要集中在黑187井區和長深102井—黑179井一帶區域，呈扇狀分布。工區中部及南部區域由于水體較深，砂體不發育，為淺湖沉積。嫩四段Ⅳ砂組時期，黑1工區整體以三角洲前緣沉積為主，僅工區南部可見小范圍淺湖沉積。三角洲前緣沉積發育有水下分流河道、河口壩和前緣席狀砂3種沉積微相類型，其中水下分流河道沉積主要順長深102井—黑175井和長深102井—黑171井一線延伸，呈條帶狀分布；河口壩沉積主要集中在黑145井—黑176井—黑152井一帶區域和黑187井—黑40井—黑175井—黑178井—黑171井—黑186井—黑179井一帶區域，形狀不規則，分布于河道邊部區域[8]；前緣席狀砂繼續向西南方向外擴。

總體來看，嫩四段沉積期湖盆面積大、水體淺、波浪作用較弱，具備形成淺水三角洲沉積體系的條件。隨著湖岸持續退縮，河流影響加大，陸源沉積物不斷從東北部進積增多，工區內砂巖沉積厚度隨之增大，范圍變廣，且自東北向西南方向砂體厚度逐漸減薄，以單支主河道帶為主，河道延伸距離較遠。河道主體累計厚度為3 m左右，最高可達4.5 m。松南黑1工區嫩四段Ⅵ砂組沉積微相圖如圖2所示，松南黑1工區嫩四段Ⅳ砂組沉積微相圖如圖3所示。

圖2 松南黑1工區嫩四段Ⅵ砂組沉積微相圖

圖3松南黑1工區嫩四段Ⅵ砂組沉積微相圖

4 結語

(1)松遼盆地南部長嶺凹陷黑1工區黑帝廟油層嫩江組四段主要發育有淺水三角洲相和湖泊相，并進一步劃分為三角洲前緣和淺湖2種亞相，以及水下分流河道、河口壩、席狀砂、支流間灣、淺湖泥5種沉積微相。

(2)基于物源體系分析，可以發現松遼盆地南部長嶺凹陷黑1工區黑帝廟油層嫩江組四段主要受東北部物源供給影響，整體上屬于湖泊—三角洲沉積體系，其自下而上沉積環境由N46時期的淺湖沉積和三角洲前緣沉積共存逐漸過渡到N44時期的三角洲前緣沉積。

(3)總結沉積微相平面展布規律可知，松遼盆地南部長嶺凹陷黑1工區黑帝廟油層嫩江組四段為一套進積沉積序列，體現了湖盆不斷充填的過程，反映了工區物源體系供給逐漸增加，湖平面不斷下降以及三角洲不斷向西南方向推進的沉積演化過程。