松遼盆地北部太平川南區(qū)塊扶余油層沉積微相研究?

潘勇利，胡明毅，王志峰，蔡全升 （長江大學地球科學學院，湖北武漢430100）

葉穎 （中石油華北油田分公司第四采油廠，河北 廊坊065000）

魯首鋒 （海科新能源化工有限責任公司，山東 東營257000）

隨著油田的大規(guī)模開發(fā)，松遼盆地北部扶余油層的勘探開發(fā)遇到了一系列新的問題，諸如對河道砂體分布規(guī)律研究較為薄弱。扶余油層儲層砂體以河道砂體沉積為主，砂體厚度較小，單層砂巖厚度多小于10m，再加上河道砂體橫向變化快，連通性較差，儲層地震預測難度極大，隨著盆地進入巖性油氣藏勘探階段，大段的沉積相圖已遠遠不能滿足油氣勘探的需要，尤其不利于隱蔽油氣藏的預測。為此，筆者對松遼盆地北部太平川南區(qū)塊扶余油層沉積微相進行了研究。

1 區(qū)域地質背景

太平川南區(qū)塊位于松遼盆地北部朝陽溝階地和三肇凹陷交界處。泉頭組沉積時期，松遼盆地由從斷陷湖盆向凹陷湖盆轉變，扶余油層總體形成于可容納空間逐漸增大的時期，該時期盆地地形坡度低緩，物源主要來自盆地南北部，沉降速度比較快，形成了獨特的陸相河控淺水三角洲沉積體系，構建了研究區(qū)有利儲集體［3］。太平川南區(qū)塊扶余油層位于下白至統(tǒng)泉頭組三、四段地層中，為一套陸相河控三角洲沉積形成的砂巖儲集層，是研究區(qū)下部含油組合的主要產油層。

2 沉積特征

2.1 泥巖顏色

泥巖自生色取決于粘土質沉積物堆積及早期成巖時期的自生礦物的顏色，是恢復沉積環(huán)境氧化還原的的重要標志。通過巖心觀察表明，太平川南區(qū)塊扶余油層下部泥巖顏色以綠色為主，局部夾紫、紫紅色泥巖，表明為弱還原環(huán)境；區(qū)塊中部泥巖顏色以紫、紫紅色為主，間雜灰綠色，顯示沉積環(huán)境為弱氧化-弱還原；區(qū)塊上部泥巖顏色以綠色為主，顯示沉積環(huán)境為弱還原環(huán)境，

2.2 沉積構造

1）層理構造 ①中-小型槽狀交錯層理，底部見沖刷面，以河道沉積中居多 （見圖1（a））；②水平層理，其紋層呈直線狀平行于層面，一般認為是在穩(wěn)定的水動力和較慢的沉積速率下沉積形成，主要發(fā)育于深湖、沼澤、閉塞海灣環(huán)境中 （見圖1（b））；③波狀層理，其沉積環(huán)境有砂泥供應，且水流活動與停滯交替進行 （見圖1（c））；④平行層理，其與水平層理外貌相似，發(fā)育于砂巖中，沉積于高能環(huán)境 （見圖1 （d））。

2）底痕構造 該沉積構造底部見沖刷面 （見圖1（d）），沉積環(huán)境為高能環(huán)境。

3）生物和化學成因構造 該沉積構造包括以下類型：①鈣質結核 （見圖1（b））；②生物鉆孔及擾動構造 （見圖1 （f））。

圖1 工區(qū)典型沉積構造特征圖

2.3 生物化石及特殊礦物

研究區(qū)中生物化石較不發(fā)育，生物主要在水下環(huán)境中出現(xiàn)，泥巖中和粉砂質泥巖中可見介殼類化石，局部可見雙殼類化石，泥巖中多見炭屑，在研究區(qū)泥巖中除植物葉片及植物根系化石 （見圖2（a）），未見其他化石，反映出過渡環(huán)境的沉積特點。此外，鐵質礦物中的黃鐵礦晶體 （見圖2（b））等特殊礦物在研究區(qū)中常見，反映沉積環(huán)境為弱還原環(huán)境。

圖2 工區(qū)典型生物化石及特殊礦物

3 沉積微相類型及特征

通過大量巖心觀察及根據(jù)巖性、沉積構造及測井曲線特征及組合規(guī)律 （見圖3），對太平川南區(qū)塊扶余油層進行了綜合分析，認為其沉積相類型為淺水三角洲，包括三角洲平原亞相 （含分支河道、陸上天然堤、洪泛沉積、決口扇微相）和三角洲前緣亞相 （含水下分支河道、支流間灣、水下天然堤、席狀砂微相）。

圖3 大慶長垣以東川15井扶余油層層序地層和沉積相柱狀剖面圖

3.1 三角洲平原亞相

1）分支河道微相 分支河道沉積為三角洲平原亞相沉積骨架，巖性以紫、紫紅色粉砂巖為主，粒度較臨相稍粗，分選好，間夾少量的細砂巖及泥質粉砂巖。單層厚度在2～5m之間。沉積具正韻律，底部可見沖刷面，常包泥礫，見發(fā)育中-小型槽狀交錯層理、平行層理。自然電位或自然伽馬曲線呈鐘形，或箱形+鐘形的復合形。

2）陸上天然堤微相 陸上天然堤沉積在分支河道兩側發(fā)育，巖性以紫紅色泥質粉砂巖與紫色泥巖、粉砂質泥巖互層組成，中-薄層狀，厚度一般2～5m。泥質粉砂巖發(fā)育沙紋層理和液化變形層理，泥巖及粉砂質泥巖則發(fā)育水平層理和不規(guī)則波狀層理，蟲孔和擾動構造發(fā)育。測井曲線低-中幅頻繁交替出現(xiàn)，齒化明顯。

3）洪泛沉積微相 洪泛沉積分布廣泛且穩(wěn)定，巖性以紫紅色、棕紅色泥巖和粉砂質泥巖為主，厚層塊狀，單層厚度數(shù)米不等，富含植物碎片，常見鈣質結核及黃鐵礦晶體，間夾薄層泥質粉砂巖，單層厚度多在1m以下，較薄，常見蟲孔和擾動構造。測井曲線為呈線形、低幅、微齒狀。

4）決口扇微相 洪水滿溢河床，突破天然堤形成決口扇沉積，巖性以紫紅色或灰色粉砂巖、泥質粉砂巖為主，正旋回，小型交錯層理和塊狀層理發(fā)育，單層厚度為0.1～1m，呈較大面積的席狀存在，分布廣泛。電測曲線呈指狀、高幅，齒化。

3.2 三角洲前緣亞相

1）水下分支河道微相 水下分支河道沉積為陸上分支河道的水下延伸部分，巖性以灰綠色粉砂為主，發(fā)育交錯層理及沖刷-充填構造。砂巖分選性較好，雜基含量相對較少。測井曲線呈鐘形，或箱形+鐘形的復合形。

2）水下天然堤微相 水下天然堤為陸上天然堤的水下延伸部分，巖性多以灰綠色-綠色泥質粉砂與泥巖薄互層組成。粉砂巖中沙紋層理、波狀層理發(fā)育，并常見包卷層理和沙紋層理及生物擾動構造等，局部可見植物碎片，自然伽馬測井曲線低負異常與中等負異常頻繁交替出現(xiàn)，齒化明顯。

3）支流間灣微相 當三角洲向前推進時，沉積物在分支河道間相對低洼的地區(qū)沉積形成一系列尖端指向陸地的楔形泥質沉積體即為支流間灣沉積，巖性以大段的泥巖為主，含少量粉砂巖或泥質粉砂巖。洪水時期河床漫溢形成砂紙沉積，沉積物多呈粘土夾層或薄透鏡體。沉積物中水平層理和透鏡狀層理發(fā)育，蟲孔及擾動構造也常見。測井曲線為線形、低幅、齒狀。

4）席狀砂微相 較強的水體能量沖洗和刷選河道砂體并使之側向遷移，使沉積物呈席狀或帶狀廣泛沉積于基底地層上的沉積即為三角洲前緣席狀沉積。席狀砂的砂質純、分選好。單層厚度較薄，一般不超過2m，砂體向岸方向加厚，向湖方向減薄。發(fā)育小型交錯層理。測井曲線呈指狀、高幅。

4 沉積微相平面展布規(guī)律及演化特征

結合單井沉積微相分析，并對連井沉積相進行對比研究，編制太平川南區(qū)塊扶余油層沉積微相平面展布圖 （見圖4），現(xiàn)以Q3-SQ1、Q3-SQ4、Q4-SQ1、Q4-SQ3這4個沉積階段為例分析沉積相演化特征。

4.1 Q3-SQ1沉積時期

物源來源于南部，水流自南向北流動，河道較寬，研究區(qū)中-南部發(fā)育三角洲平原亞相沉積，北部發(fā)育三角洲前緣亞相沉積，微相類型主要為 （水下）分支河道、支流間灣為主，分支河道彎曲度較大，并在兩側發(fā)育決口扇 （見圖4（a））。

4.2 Q3-SQ4沉積時期

水體深度達到最淺，三角洲前緣向北退去消失，工區(qū)發(fā)育三角洲平原亞相，物源主要來源于區(qū)塊南部，河道發(fā)育且水流方向自南向北，延伸遠，河流網(wǎng)狀化明顯，彎曲度較大，河道開叉、合并現(xiàn)象明顯，擺動頻繁，微相主要發(fā)育分支河道和洪泛沉積 （見圖4（b））。

4.3 Q4-SQ1沉積時期

水體開始加深，沿襲上一沉積時期沉積特征，主要發(fā)育三角洲前緣亞相，工區(qū)河道總體呈南-北方向展布，側向遷移，物源重要來源于南部，該區(qū)塊河道發(fā)育，寬度大，延伸遠，彎曲度較大，河道開叉、合并現(xiàn)象明顯，擺動頻繁，決口扇較為發(fā)育 （見圖4（c））。

4.4 Q4-SQ3沉積時期

水體深度達到最深，工區(qū)河道成南北向展布，物源自南北注入工區(qū)，主要發(fā)育三角洲前緣亞相，微相主要為水下分支河道和支流間灣，河道兩側決口扇發(fā)育 （見圖4（d））。

圖4 太平川南區(qū)塊扶余油層四階段沉積微相展布圖

5 結論

（1）太平川南區(qū)塊扶余油層主要發(fā)育三角洲平原和三角洲前緣亞相沉積，其中以 （水下）分支河道占主體，分支河道表現(xiàn)出彎曲度較大，河道開叉、合并現(xiàn)象明顯，擺動頻繁，同時河道易發(fā)生決口，形成決口扇沉積。

（2）從Q3-SQ1～Q4-SQ3沉積時期，沉積水體先逐漸變淺，在Q3-SQ4時期達到最淺，并在Q4-SQ3時期水體開始由淺變深，表現(xiàn)出沉積微相的縱向連續(xù)變化。

（3）該區(qū)砂體發(fā)育主體為 （水下）分支河道和決口扇，分支河道砂體分布廣，儲層物性較好，生油潛力大，具有較大的勘探價值。

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