下二門油田沉積物源方向探討

詹書超

（中國石化河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，河南南陽 473132）

下二門油田沉積物源方向探討

詹書超

（中國石化河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，河南南陽 473132）

通過對下二門油田沉積巖顏色、沉積構(gòu)造特征、重礦物分布特征、粒度分布特征及砂體展布形態(tài)進(jìn)行研究，為該區(qū)物源和古流向分析提供有力的證據(jù)。分析認(rèn)為該地區(qū)存在兩個物源方向沉積，北部的侯莊辮狀三角洲沉積和東部的近岸扇三角洲及重力流沉積。

下二門油田；物源方向；沉積環(huán)境；構(gòu)造；重礦物；砂體幾何形態(tài)

1 沉積巖顏色與沉積環(huán)境

泌陽凹陷核二、三段沉積時期，古湖盆為高山和隆起區(qū)所環(huán)抱，水系發(fā)育、物源充足，提供了多方向物源的沉積背景，泌陽凹陷邊界斷層活動強(qiáng)烈，處于湖盆深陷擴(kuò)張階段，盆地中心沉積了厚達(dá)1 000 m的暗色泥巖、頁巖和白云巖，泥質(zhì)巖中水平層理和“鈣片”都比較發(fā)育，反映還原條件的黃鐵礦結(jié)核也很普遍，沉積時期以深水環(huán)境為主［1］。下二門油田位于泌陽凹陷東南部，通過對下二門油田錄井資料統(tǒng)計，核三段Ⅱ油組泥質(zhì)巖基本上均為淺灰色和灰色，反映出Ⅱ油組沉積時期研究區(qū)水體始終較深，屬半深湖沉積環(huán)境（圖1）［2-5］。核三段Ⅰ油組是一個湖退過程，T3-507-6-13一線以北區(qū)域，泥質(zhì)巖逐漸由深灰色變?yōu)闇\灰色、綠灰色，反映出該區(qū)域由半深湖漸變?yōu)闇\湖環(huán)境；5-152-5-510-5-512-6-152一帶泥質(zhì)巖逐漸由淺灰色、灰綠色變?yōu)殡s色-棕紅色，反映出隨著盆地的充填，該地區(qū)地形漸趨平緩，5-512-6-152一帶逐漸變?yōu)闉I淺湖環(huán)境，甚至出露水面。

2 沉積構(gòu)造特征

沉積構(gòu)造是判別沉積相的重要標(biāo)志，是沉積物沉積時水動力條件的直接反映。北部侯莊辮狀三角洲體系，沉積構(gòu)造種類繁多，根據(jù)巖心觀察，沖刷、侵蝕構(gòu)造十分發(fā)育，層理構(gòu)造形式多樣，發(fā)育規(guī)模差別較大；東部地區(qū)由于具有高差大、坡度陡、近物源、構(gòu)造活動強(qiáng)烈等特點，同時干旱、半干旱的氣候條件下，降水變率大，入湖水流具有突發(fā)性的特點，亦因地面植被差、巖石機(jī)械風(fēng)化作用強(qiáng)而產(chǎn)生較豐富的碎屑物源，因此在淺湖區(qū)發(fā)育了以砂礫巖扇體為主的沉積體系，同時也存在非扇重力流沉積體系［3-4］。

圖1 核三段Ⅱ油組泥質(zhì)巖顏色分布

2.1 北部侯莊辮狀三角洲沉積構(gòu)造特征

（1）侵蝕-沖刷構(gòu)造。巖心觀察中常見大量滯留礫石，反映了河道水流具有很強(qiáng)的搬運能力，在礫狀砂巖中，由于整體巖性較粗，沖刷面呈現(xiàn)出疊復(fù)沖刷、疊復(fù)遞變的特點，沖刷面附近泥礫和泥屑較為發(fā)育，泥礫多呈疊瓦狀排列，有的定向排列組成大型交錯層。

（2）層理。巖心觀察中常見沙紋交錯層理，它是由沙紋遷移形成的小型交錯層理，層系厚度小于10 cm，其形態(tài)主要取決于遷移沙紋的波脊形態(tài)。沙紋交錯層理是在水動力較弱的條件下形成的，多出現(xiàn)于河道層序的頂部。

2.2 東部扇體沉積構(gòu)造特征

從巖心描述來看，東部體系中最具特征的是重力流沉積構(gòu)造。取心中所見雜基支架的礫巖常具漂礫結(jié)構(gòu)，礫石排列雜亂，甚至直立，不顯層理，頂?shù)淄蛔兓虻撞繘_刷，并常見到大的碎屑壓入下伏泥巖或凸于上覆層中，一般認(rèn)為形成于碎屑流沉積。沖刷面和沖刷充填構(gòu)造發(fā)育，粗顆粒的砂礫巖底部常見大塊礫石等滯留沉積物；中粗砂巖底部常與灰綠色泥巖呈侵蝕接觸，泥礫、泥屑沿沖刷面定向排列，向上發(fā)育各種層理構(gòu)造，與辮狀河沉積相似。

3 重礦物分布特征

重礦物是指相對密度大于2.86的礦物，在沉積巖中含量很少，一般不超過1%，其中在0.25～0.05 mm粒級范圍內(nèi)含量最高。

依據(jù)抗風(fēng)化能力，劃分為穩(wěn)定重礦物及不穩(wěn)定重礦物。穩(wěn)定重礦物因抗風(fēng)化能力強(qiáng)而分布廣泛，其中以金紅石與鋯石最穩(wěn)定。而在不穩(wěn)定礦物中，尤以橄欖石最不穩(wěn)定（表1）。

表1 碎屑重礦物的穩(wěn)定性一覽

下二門油田東部老山剝蝕區(qū)母巖為酸性巖漿巖，泌陽凹陷東北部剝蝕區(qū)母巖為動熱變質(zhì)巖。每一種母巖類型均有一定的重礦物組合，下二門油田重礦物分析中，動熱變質(zhì)巖的重礦物組合以及酸性巖漿巖的重礦物組合均可以見到，說明研究區(qū)儲層物源并非來自單一方向。

根據(jù)核三段Ⅴ、Ⅵ油組穩(wěn)定礦物組合含量平面分布圖可以看出（圖2），穩(wěn)定重礦物含量從西北往東南方向表現(xiàn)出增大的趨勢，說明該時期物源方向主要來自西北方向的侯莊地區(qū)。根據(jù)核三段Ⅰ、Ⅱ油組穩(wěn)定礦物組合含量呈從東北往西南增大的趨勢，說明該時期物源方向主要來自東部老山一帶（圖3）。

圖2 核三段Ⅴ、Ⅵ油組穩(wěn)定礦物含量分布

圖3 核三段Ⅰ、Ⅱ油組穩(wěn)定礦物含量分布

4 粒度分布特征

由于下二門油田既有北部侯莊辮狀三角洲沉積體系又有東部的扇三角洲沉積體系，沉積環(huán)境復(fù)雜，粒度在各區(qū)域分布較廣，粒度概率曲線形態(tài)較多［4］。

4.1 北部侯莊辮狀三角洲體系粒度分布特征

辮狀三角洲砂體的概率曲線主要劃分為兩種類型，既有兩段式，也有兩段加過渡式，反映了辮狀三角洲分流沉積的水動力特點。

Ⅰ型：由跳躍總體和懸浮總體組成的兩段式概率曲線，跳躍總體分選亦較好，由于本區(qū)缺乏細(xì)粒雜基，因此跳躍段很長，含量達(dá)90%～95%。在河道沉積中，此類曲線常見。

Ⅱ型：由跳躍總體和懸浮總體及其過渡段組成，跳躍總體含量50～80%不等，分選好至較好，過渡段粗細(xì)截點差為1.5～2.0Φ左右，分選中等。過渡段的出現(xiàn)，一般認(rèn)為是由于河口附近水流變慢，使得懸浮體中較粗顆粒分離下沉較快，而較細(xì)的組分下降較慢，從而導(dǎo)致了線段的彎曲。

4.2 東部的扇三角洲沉積粒度分布特征

東部取心井樣品的粒度概率圖曲線平緩，分選差，最大Φ值小于0，跳躍總體不發(fā)育，巖性主要為富含盆內(nèi)礫屑和陸源細(xì)礫石的混雜或遞變砂礫巖，反映水道底部具明顯重力流性質(zhì)的強(qiáng)水流沉積。

5 砂體幾何形態(tài)與古流向

沉積學(xué)觀點認(rèn)為同一物源的沉積砂體，靠近上游地區(qū)沉積物粒度粗，砂巖百分含量高，向下游方向變細(xì)，砂巖百分含量變低，相應(yīng)的沉積厚度向下游方向減薄。從下二門油田流動單元砂體厚度圖及砂巖百分含量圖可以看出該區(qū)存在兩支物源（圖4，5），來自北西往南東侯莊方向的主要砂體等厚圖呈現(xiàn)明顯的三角洲前緣“脈道”圖形，且高比值區(qū)走向為西北-東南-線，呈條帶狀分布，顯示出水下分流的沉積趨勢，橫向上有中間厚、兩邊薄的特征，即分流河道主體部分較厚，側(cè)緣部分較薄。來自東部砂體規(guī)模較小，該體系在推進(jìn)過程中，也出現(xiàn)進(jìn)一步分叉，形成多個雁形狀排列的沉積朵體。

圖4 核三段Ⅰ油組砂巖百分含量

圖5 核三段Ⅱ油組砂巖百分含量

6 結(jié)論及認(rèn)識

（1）該地區(qū)存在兩個物源方向，北部的侯莊辮狀三角洲沉積和東部的近岸扇三角洲及重力流沉積。

（2）東部的近岸沉積由于其主要受季節(jié)性、突發(fā)性洪流控制，陸源碎屑供給不穩(wěn)定，沉積規(guī)模較小，但在特定沉積時期（核三段Ⅱ3、Ⅱ2、Ⅰ4、I3、I2），東部物源占主體地位。

［1］ 王壽慶.扇三角洲沉積模式［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1993，52-108.

［2］ 程喆，田世澄，曾小陽.泌陽凹陷下二門油田油氣成藏機(jī)理研究［J］.沉積學(xué)報，2005，23（2）：346-351.

［3］ 田建鋒，陳振林，楊永利，等.下二門油田上層系三角洲前緣砂體成因組合和分布規(guī)律［J］.石油地質(zhì)與工程，2008，22（5）：18-21.

［4］ 李祺，陳振林，湯濟(jì)廣.下二門油田核二段沉積微相粒度概率累積曲線［J］.斷塊油氣田，2008，15（4）：24-27.

［5］ 張廷鵬，鄭立蓮，王亞，等.下二門油田Ⅲ斷塊構(gòu)造特征及含油性再認(rèn)識［J］.石油地質(zhì)與工程，2008，22（3）：68-69.

Through the analysis of the sedimentary rock color，sedimentary structure，distribution characteristics of heavy minerals，particle size distribution and sand body distribution，the source direction and paleo-flow direction of Xia'ermen oilfield have been made clear，which provides powerful evidence for further studies.The results show there are two source directions.One is braided delta depositional system in the north and the other is nearshore fan delta and gravity flow system.

23 Study on sediment source direction of Xia'ermen oilfield

Zhan Shuchao（Petroleum Exploration and Development Research Institute，Henan Oilfield Branch Company，Sinopec，Nanyang，Henan 473132）

Xia'ermen oilfield；source direction；structure；heavy mineral；geometry form of sand body

TE112.221

A

1673-8217（2011）06-0023-03

2011-07-08

詹書超，高級工程師，1964年生，1988年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院石油地質(zhì)專業(yè)，長期從事油田開發(fā)研究工作。

彭剛