渤南低凸起西端淺水三角洲沉積特征
——以B地區(qū)新近系明化鎮(zhèn)組下段為例

侯東梅，周軍良，趙軍壽，張小龍，權勃

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459）

0 引言

淺水三角洲砂體作為一種重要的油氣儲集體，在我國各大湖盆均有發(fā)育［1-4］，近年來成為沉積儲層研究的熱點。目前普遍認為，穩(wěn)定的構造背景、平緩的古地形、較淺的水體及充足的物源等是形成淺水三角洲的必要條件［4-6］。20世紀末，渤南低凸起附近新近系明化鎮(zhèn)組發(fā)現(xiàn)油氣。研究認為，該地區(qū)儲層屬于一種特殊的淺水三角洲沉積類型，其砂巖主體以分流河道沉積為主，分流河道具有一定彎度，且延伸較遠，分叉較少，形態(tài)類似曲流河［4，7-9］，與傳統(tǒng)的三角洲分叉型分流河道不同。基于上述認識，前人在該區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)了渤中25-1 南、渤中 19-4、渤中 28-2 南等油氣田［10-13］，也結合探井資料對渤海海域內(nèi)明化鎮(zhèn)組的淺水三角洲沉積特征及沉積模式進行了論述，但對這種以分流河道為沉積主體的淺水三角洲在沉積類型及砂體刻畫方面缺乏系統(tǒng)研究。

渤南低凸起西端B地區(qū)新近系明化鎮(zhèn)組下段廣泛發(fā)育以分流河道為主體的淺水三角洲沉積，也是該區(qū)億噸級油氣田的主要含油氣層系。本文在對該區(qū)明下段淺水三角洲沉積特征系統(tǒng)認識的基礎上，對這種具有一定彎度的分流河道砂體進行了刻畫，分析了不同時期砂體的沉積演化。

1 區(qū)域地質背景

B地區(qū)位于渤海南部海域，是渤海灣盆地向海域延伸的一部分，構造上位于渤海灣盆地渤南低凸起以西，被渤中凹陷、黃河口凹陷、沙南凹陷三大生烴凹陷環(huán)繞［12-13］（見圖1）。自下而上發(fā)育古近系沙河街組、東營組，新近系館陶組、明化鎮(zhèn)組及第四紀地層。新近系明化鎮(zhèn)組下段為主力含油層系，共劃分為NmⅠ—NmⅥ6個油組，其中油層主要在NmⅣ—NmⅥ發(fā)育，埋深在 1 400～1 900 m。

圖1 B地區(qū)區(qū)域位置

新近系明化鎮(zhèn)組沉積時期，渤海灣盆地整體處于拗陷期，渤海海域是該時期的沉積、沉降和構造活動中心及匯水中心［14］，B地區(qū)位于該匯水中心附近，由于整體坡度緩、匯水面積廣、水深差異不大，具有廣盆淺湖的特征，為該區(qū)發(fā)育淺水三角洲提供了有利條件［4，9，12］。

2 精細層序地層格架

為了更好地建立精細層序地層格架，采用了B地區(qū)測井和高分辨率三維地震資料，制作10余口井的合成地震記錄，合成地震記錄與地震剖面對比關系較好，波組特征清晰，在目的層段具有很高的相關性。在合成記錄分析的基礎上，井震結合對明下段主力油組進行精細層序地層分析。

區(qū)域研究認為，明下段的6個油組整體為1個長期基準面旋回。館陶組頂部的砂礫巖或中細砂巖以及明下段內(nèi)部高伽馬段地層頂為該區(qū)精細地層格架的建立提供了良好標志。以區(qū)域標志層為約束條件，通過井震結合，根據(jù)儲層巖性、電性、旋回性等特征，認為研究區(qū)主力油組NmⅣ—NmⅥ對應1個中期旋回，NmⅣ，NmⅤ，NmⅥ油組分別對應3個短期旋回，其中NmⅣ，NmⅤ油組可細分為4個超短期旋回，NmⅥ油組可細分為2個超短期旋回。按照旋回對比、分級控制的原則，各旋回內(nèi)部又可細分出不同期次沉積，各期砂體間往往有隔層發(fā)育，局部切割疊置。

3 淺水三角洲沉積特征

3.1 古水體環(huán)境淺而動蕩

通過對研究區(qū)取心、錄井、古生物等資料的觀察和統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，該區(qū)明下段見水生粗肋孢與蓼粉屬、藻類、腹足類、玻璃介等古生物組合，說明明下段沉積時期氣候濕熱，從藻類、腹足類、介形蟲、化石等的變化來看，明下段后期水體有變深的趨勢，但整體處于淺水環(huán)境（見表1）。

表1 B地區(qū)明下段古生物組合

明下段泥巖見褐灰色、褐色、灰綠色、灰色等（見圖2a—2c），局部砂巖含鈣質（見圖2d），砂巖顏色整體以褐色、灰色、灰綠色為主（見圖2e—2i），且砂巖碎屑顆粒中見泥質碎屑（見圖3a），巖心中可見淺水生物鉆孔、化石及炭屑（見圖2i—2l）。說明水體較淺且動蕩變化。

圖2 B地區(qū)明下段淺水三角洲巖性特征

3.2 距離物源較遠

對B地區(qū)明下段的巖心、井壁取心、薄片觀察及粒度分析結果統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，明下段整體粒度較細，以細砂巖為主（見表2），巖心中可見泥礫發(fā)育，粒徑多小于2 cm。巖石類型主要為巖屑長石砂巖。其中：石英顆粒體積分數(shù)占28%～52%，平均37%；長石顆粒體積分數(shù)占31%～53%，平均43%；巖屑顆粒體積分數(shù)占8%～38%，平均20%。砂巖成分成熟度較高，平均值為0.59，雜基體積分數(shù)較低，以泥質為主（見圖3b—3c），平均值僅為3%，顆粒分選較差，磨圓以次圓—次棱狀為主（見圖3d），可見磨圓狀的泥質碎屑顆粒（見圖3a），整體結構成熟度中等偏高。較細的粒度、較高的成分及結構成熟度說明砂巖沉積距物源較遠，結合動蕩的水體變化認為沉積環(huán)境為淺水三角洲前緣。

圖3 B地區(qū)明下段淺水三角洲砂體鏡下薄片特征

表2 B地區(qū)主力油組粒度分析統(tǒng)計

3.3 水動力中等偏弱

B地區(qū)砂巖以細砂巖為主，局部見中砂巖，細砂巖底部多見平行層理、波狀交錯層理（見圖2e—3f），中上部發(fā)育波狀層理、平行層理（見圖2g—2h）。

各類原生沉積構造特征指示了相對較強的水動力條件。從鏡下觀察可見，部分碎屑顆粒呈弱定向排列（見圖3d—3e），局部見垂直生物鉆孔（見圖2i），且?guī)r石中見黃鐵礦（見圖3f），也說明該區(qū)具有一定的水動力強度。

從粒度分析結果來看，整體分選較差，粒度概率曲線以3段式和2段式為主，搬運組分雖包括懸浮總體、跳躍總體和滾動總體，但滾動總體體積分數(shù)較低，整體在1%以下，跳躍總體體積分數(shù)較高，在60%～85%，懸浮總體在14%～40%，偏態(tài)屬于很正偏態(tài)，峰度屬于非常尖銳（見表2）。說明該區(qū)具有河控的特征，但河流的水動力中等偏弱。

3.4 砂巖以分流河道沉積為主

垂向上，單期分流河道中心測井相表現(xiàn)為箱形和鐘形（見圖4），以鐘形較為常見，砂體厚度在4～9 m，向河道邊部過渡為漏斗形-鐘形的復合形態(tài)，砂體厚度在0～4 m，平面上延伸較遠，長度 5～20 km。

圖4 B地區(qū)明下段分流河道型淺水三角洲典型測井相特征

水上及水下分流河道測井相未見明顯差別，形態(tài)類似低彎度曲流河。水上分流河道粒度概率曲線以3段式為主，發(fā)育滾動總體，泛濫平原泥巖以褐色、灰色為主，分流間灣相對不發(fā)育；水下分流河道粒度概率曲線以2段式為主，滾動總體相對不發(fā)育，分流間灣相對發(fā)育，以泥質沉積為主，含少量泥質粉砂巖（見圖2 h），泥巖多為深灰色，富含炭屑（見圖2 l）。

3.5 局部發(fā)育決口扇及天然堤沉積

研究區(qū)巖心及測井相中未見明顯的反旋回河口壩沉積，但在分流河道側翼見厚度在2～3 m的粉砂巖或泥質粉砂巖，主要為局部發(fā)育的決口扇及天然堤沉積（見圖4）。其中決口扇在水上、水下均有發(fā)育，規(guī)模往往較小，測井相可見漏斗形及鐘形。天然堤在水上、水下也均有發(fā)育，測井曲線主要為鐘形，僅沿分流河道局部發(fā)育。

4 地震沉積學特征

近年來，地震沉積學多被用于地層巖性及流體識別、沉積成因分析、沉積體系確定、儲層預測等研究領域［15-20］。精細的地層格架、高分辨率地震資料、等時地層切片、較好井震屬性匹配關系是地震沉積學研究成功開展的關鍵［21-25］。B地區(qū)明下段地震資料主頻為53 Hz，砂巖層速度為 2 500 m/s，以 λ/4（λ 為地震子波波長）為地震資料可分辨的極限，研究區(qū)可分辨9 m厚度的砂巖。考慮單砂層厚度多在4～9 m，以4 ms為時間間隔制作地層切片，利用井震關系將各地層切片與精細地層格架內(nèi)的旋回相對應，進而根據(jù)地震地貌特征研究沉積特征。地層切片上斷層和分流河道特征清晰，兩者均呈條帶狀展布，但斷層在多張切片上同一位置穩(wěn)定發(fā)育，分流河道在不同切片上分布位置、形態(tài)、寬度均不同，反映了不同時期沉積的差異性（見圖5）。

圖5 B地區(qū)典型層位地層切片淺水三角洲特征

已鉆井揭示的砂巖厚度與井旁地震道振幅屬性相關性較好，但當厚度大于9 m時相關性變差，而對于小于4 m的儲層往往無明顯響應關系；因此，振幅屬性的高低可以在一定程度上反映砂體的薄厚，切片上亮黃色的高振幅屬性可以反映分流河道的展布。通過對切片振幅屬性分析認為，縱向上不同層位、平面上不同位置的淺水三角洲分流河道在形態(tài)上具有一定差異，包括直條、微彎曲、彎曲等形態(tài)，多種形態(tài)也常組合出現(xiàn)。不同的形態(tài)及寬度反映了當時河控作用的強弱及水體變化，也反映了淺水三角洲前緣分流河道延伸距離遠、相對連續(xù)的特征。從沉積形態(tài)上判斷，研究區(qū)明下段主力油組的淺水三角洲類型應為淺水曲流河三角洲，發(fā)育具有一定彎度的分流河道。

5 沉積演化及成因分析

5.1 沉積演化

以巖心資料和鉆、測井資料為基礎，在等時精細地層格架內(nèi)結合地層切片特征及切片與各層位的對應關系，開展主力含油層位沉積展布及演化分析。無井或井稀少區(qū)域主要參考地震切片進行刻畫，井相對較密區(qū)域利用井震結合進行刻畫。

研究區(qū)受西南方向物源影響，發(fā)育近南西—北東向展布的分流河道砂體沉積，分流河道整體呈條帶狀分布，延伸長度在5～10 km，局部彎曲，形態(tài)類似曲流河道，寬度在100～1 000 m，向湖盆方向分流河道寬度存在變窄趨勢（見圖6）。

圖6 B地區(qū)各層位典型砂體淺水三角洲沉積微相

已鉆井揭示的分流河道砂體厚度差異不大，整體表現(xiàn)為中間厚兩側薄，寬厚比在10～120。縱向上，多期河道間隔層穩(wěn)定發(fā)育（見圖7）；平面上，西南區(qū)域靠近物源，砂體厚度多在6～9 m，向北東方向有所變薄，整體在 4～7 m。

圖7 B地區(qū)主力油組連井沉積微相剖面

從沉積演化上看，早期研究區(qū)淺水三角洲分流河道較寬，局部可達1 000 m以上，向湖方向變窄，整體在400～600 m（見圖6a），說明早期的河流控制作用較強。隨著河流控制作用的減弱，分流河道寬度變窄（見圖6b），呈現(xiàn)一定程度彎曲，局部側向切割疊置發(fā)育進一步變窄，寬度在100～500 m（見圖6c），縱向上分流河道變薄，基本不發(fā)育切割疊置現(xiàn)象，剖面上多呈孤立狀分布（見圖7）。

5.2 成因分析

區(qū)域濕潤的氣候以及古地形平緩的廣盆條件下，河流與湖水作用強度在不斷變化。由于湖盆水體整體較淺，湖水作用始終處于劣勢，且物源相對較遠，河控作用中等，使得發(fā)育類似曲流河特征的具有一定低彎度的分流河道沉積。沉積早期河控作用較強，河道較寬，朝湖方向由于湖泊作用增強，局部河道分叉形成分流河道，但由于河控作用的減弱，分流河道變窄；隨著湖泊作用的進一步增強，河控強度進一步減弱，分流河道變窄，但受湖泊作用影響，河道易發(fā)生分叉及局部改道，且水下分流河道受湖水作用影響，彎曲度增加。因此，較緩的地形、較淺的古水體環(huán)境以及中等偏弱的河控強度制約了分流河道的快速變化，也使得其具有一定彎度。

6 結論

1）渤南低凸起西端B地區(qū)明下段沉積時期區(qū)域湖盆處于拗陷期，構造穩(wěn)定，氣候濕潤，古地形平緩，水體較淺，為該區(qū)發(fā)育淺水曲流河三角洲提供了基礎。

2）濕潤的氣候條件下，受區(qū)域廣盆淺湖環(huán)境的影響，水體動蕩變化，河控作用中等偏弱，整體發(fā)育以分流河道為沉積主體的淺水三角洲沉積，可見水上及水下2種類型的分流河道，局部分叉形成分支，但由于距物源較遠，以細砂巖為主，局部發(fā)育天然堤、決口扇、分流間灣沉積。

3）受整體基準面下降旋回的影響，砂地比整體較低，分流河道延伸長度5～10 km，分流河道寬度100～1 000 m，分流河道砂體厚度 4～9 m，寬厚比 10～120，隨著基準面不斷下降，河控作用減弱，分流河道寬度變窄，彎曲度增加，分流河道厚度變薄。