大民屯凹陷西部斜坡帶沙河街組四段沉積相特征

秦剛 (長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院,湖北荊州434023)

鄭艷忠 (延長油田西區(qū)采油廠研究所,陜西延安717500)

張?zhí)炀?(中石油青海油田分公司澀北作業(yè)公司,青海海西817000)

大民屯凹陷西部斜坡帶沙河街組四段沉積相特征

秦剛 (長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院,湖北荊州434023)

鄭艷忠 (延長油田西區(qū)采油廠研究所,陜西延安717500)

張?zhí)炀?(中石油青海油田分公司澀北作業(yè)公司,青海海西817000)

利用巖心觀察、錄井及測井等資料,結(jié)合巖石粒度特征,對大民屯凹陷西部斜坡帶沙河街組四段(Es4)沉積類型及其演化特征進(jìn)行了深入剖析。研究表明,區(qū)內(nèi)主要發(fā)育濁流沉積和重力流沉積2種類型,沉積物多為強(qiáng)水動力下快速堆積;主要沉積相類型包括近岸水下扇、濁積扇、扇三角洲、湖泊共4種;Es4沉積早期構(gòu)造活動強(qiáng)烈,物源主要來自于西部斜坡,發(fā)育為扇三角洲沉積和近岸水下扇沉積,中后期,受湖盆擴(kuò)張影響,研究區(qū)主要發(fā)育濱淺湖-半深湖沉積。

大民屯凹陷;沙河街組;濁積扇;近岸水下扇;扇三角州;沉積相

1 區(qū)域地質(zhì)概況

大民屯凹陷西部斜坡帶歷經(jīng)40多年的勘探、開發(fā),已發(fā)現(xiàn)了太古界,中上元古界,古近系沙河街組四段 (Es4)、三段、一段等5套含油氣層系[1～5]。Es4是斷陷盆地初陷-深陷階段的沉積產(chǎn)物,最大沉積厚度可達(dá)800m。按沉積旋回特征可以分為上、下2部分。下部陡坡帶巖性為灰色的厚層塊狀砂礫巖、砂巖夾薄層紫紅色、灰色及褐灰色泥巖,而洼陷部分則為大段灰褐色泥巖與油頁巖夾薄層的砂巖透鏡體,連續(xù)厚度大,分布面積廣,為研究區(qū)主要的油氣源巖,地層厚度0～380m;上部為厚層灰褐色、深灰色泥巖局部夾中、厚層灰白色含礫砂巖和砂巖、粉砂巖,厚度一般為300～500m。

2 粒度標(biāo)志

粒度是碎屑沉積物的重要結(jié)構(gòu)特征,通過粒度分析可作為碎屑巖沉積相劃分的重要標(biāo)志。通過對研究區(qū)內(nèi)取心井的粒度資料進(jìn)行系統(tǒng)的分析與統(tǒng)計(jì)[6],繪制了C-M圖及概率累計(jì)曲線。

2.1 C-M圖

C-M圖是一種參數(shù)散布圖,其點(diǎn)群分布范圍不一致,圖的形態(tài)、位置也隨之改變。根據(jù)上述特點(diǎn),結(jié)合其他地質(zhì)資料 (如巖石類型、沉積構(gòu)造、古生物等),對研究區(qū)沉積環(huán)境進(jìn)行解釋。

1)區(qū)內(nèi)典型的濁流沉積,其C-M圖(圖1(a))中C為500～8000μm,M為150～800μm。以C為3000μm線為界,將圖形分上、下2段。上段粒度大,點(diǎn)少且分散,為圖形次要部分,平行C軸,即說明M變化不大,C變化較大,指示底部有滾動搬運(yùn)顆粒存在;下段為圖形的主要部分,平行且遠(yuǎn)離于C=M基線,其C/M為5左右,表明沉積分選較差。

2)區(qū)內(nèi)快速堆積條件下的重力流產(chǎn)物,其C-M圖(圖1(b))中C為300～1000μm,M為80～300μm,且C/M為2.5～6,反映該段巖石分選性中等-差,整體以遞變懸浮搬運(yùn)為主,頂部有少量均勻懸浮搬運(yùn),屬于典型的扇三角洲前緣水下分流河道沉積。

圖1 研究區(qū)Es4沉積物C-M圖

2.2 概率累計(jì)曲線

概率累計(jì)曲線是應(yīng)用正態(tài)概率標(biāo)度的累積曲線,對沉積環(huán)境進(jìn)行分析、研究的一種圖解方法,主要用于分析搬運(yùn)沉積物的水動力條件,以對沉積環(huán)境作出解釋。研究區(qū)Es4粒度概率累積曲線主要表現(xiàn)為3種類型:

1)2段式概率累積曲線 2段直線分別代表跳躍與懸浮搬運(yùn)方式,其中跳躍次總體約占85%左右,且斜率較高,分選較好;懸浮次總體約占15%左右,總體含量較低。該概率累計(jì)曲線多見于扇三角洲前緣水下分流河道沉積微相中。

2)含過渡帶的2段式概率累積曲線 該曲線在粒度分布上表現(xiàn)為除懸浮和跳躍總體外,還出現(xiàn)一過渡帶,其曲線形態(tài)的變化與層理變化相一致。當(dāng)沉積層為遞變-塊狀層理時,概率累積曲線主要為懸浮總體與過渡帶組成,且過渡帶極為發(fā)育,跳躍總體含量較低。當(dāng)沉積層發(fā)育平行-板狀交錯層理時,過渡帶變小,而跳躍總體較為發(fā)育。上述關(guān)系進(jìn)一步說明了重力流水道沉積的密度流性質(zhì)以及沉積過程中密度流可向牽引流轉(zhuǎn)化。該概率累積曲線主要發(fā)育于扇三角洲前緣亞相,屬無分選狀態(tài)下的快速卸載。

3)3段式粒度概率曲線 由跳躍總體、牽引總體和懸浮總體所構(gòu)成,跳躍總體斜率較高,分選較好;牽引總體和懸浮總體斜率較小、分選較差。反映在牽引流環(huán)境下水動力變化較大,由于后期河流流速降低,使得早期強(qiáng)水流環(huán)境下的沉積物受到改造。該類曲線主要分布于水下分流河道及河口壩等微相中。

3 沉積相類型及特征

大民屯凹陷西部斜坡帶Es4主要發(fā)育近岸水下扇、濁積扇、扇三角洲和湖泊4種沉積相類型。

3.1 扇三角洲

主要分布于西部斜坡,Es4沉積時期突發(fā)性洪水?dāng)y帶大量碎屑物質(zhì)快速入湖堆積,為扇三角洲沉積提供了有利條件。研究區(qū)扇三角洲前緣依附于西部邊界,斷層較為發(fā)育,巖性以砂礫巖、含礫砂巖、粗砂巖、中砂巖和細(xì)砂巖為主。區(qū)內(nèi)扇三角洲相僅發(fā)育扇三角洲前緣亞相,可進(jìn)一步劃分出水下分流河道、河口壩及前緣席狀砂等微相類型。

1)水下分流河道 為Es4最重要的沉積類型,區(qū)內(nèi)沈225井、沈257井、沈241井(圖2)、沈263井、沈268井等井中均發(fā)育有典型的水下分流河道沉積。電測曲線為箱形或鐘形。

2)河口壩 為分選較好的含礫砂巖和砂巖組成,與灰色泥巖互層,層理發(fā)育,以低角度交錯層理和平行層理為主,偶見塊狀層理。電測曲線呈漏斗形-鐘形或前積指狀。

圖2 沈241井水下分流河道沉積微相組合圖

3)前緣席狀砂 廣泛分布于河口壩外緣,砂體層薄,巖性較細(xì),主要由灰色細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖組成,中間夾薄層深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖。電測曲線為指狀或齒狀。

3.2 近岸水下扇

近岸水下扇巖性主要為礫巖、礫狀砂巖和含礫砂巖,分選與磨圓較差。

3.2.1 扇根

1)主水道 沈263井Es4下部多為雜色砂礫巖體,見碎屑支撐,電測曲線具低幅箱形或鐘形特征(圖3)。

2)主水道間 分布于主水道沉積之間,巖性主要為泥巖,電測曲線特征主要為低幅平直形。

圖3 沈263井主水道沉積微相組合圖

3.2.2 扇中

1)辮狀水道 沈263井Es4發(fā)育典型辮狀水道沉積,該微相類型是近岸水下扇沉積的主體,可作為較好的油氣儲集體(圖4)。

2)辮狀水道間 巖性多以細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及泥巖為主,由于受到辮狀水道的沖刷作用,單層厚度較薄,電測曲線特征表現(xiàn)為低幅平直或微齒化曲線。

3)扇中前緣 巖性以細(xì)砂巖和粉砂巖為主,沉積于辮狀水道前端。

圖4 沈263井辮狀水道沉積微相組合圖

3.2.3 扇端

巖性主要為粉砂巖和泥巖,屬近岸水下扇主體與湖泊相過渡帶,電測曲線多為低幅指狀。

3.3 濁積扇

研究區(qū)濁積扇主要發(fā)育中扇和外扇亞相。

1)中扇 以分支水道為沉積主體,寬度較大,沉積砂體較厚,以砂礫巖、含礫砂巖 (圖5、6)和細(xì)砂巖為主,多具正韻律特征,電測曲線以中等幅度箱形、鐘形為主。

圖5 塊狀層理含礫砂巖段(沈232井,2894.38～2894.28m)

圖6 塊狀層理含礫砂巖段(沈635井,759.70～2759.86m)

2)外扇 位于濁積扇的最前緣,與深湖泥巖過渡接觸,呈席狀分布,水動力環(huán)境相對較弱,電測曲線主要為中-低幅指形。

4 沉積相演化特征

Es4沉積早期 (圖7),研究區(qū)構(gòu)造活動強(qiáng)烈,物源主要來自西部斜坡,表現(xiàn)為進(jìn)積特征,發(fā)育有扇三角洲前緣和近岸水下扇沉積,東部多為濱淺湖-半深湖沉積。Es4沉積中后期(圖8),湖侵范圍不斷擴(kuò)大,沉積物供應(yīng)速率與可容空間的增長速率相比明顯不足,盆地呈欠補(bǔ)償狀態(tài),從而導(dǎo)致水體快速侵入,使盆地大部分地區(qū)擺脫陸上環(huán)境而成為深水盆地,研究區(qū)主要發(fā)育濱淺湖-半深湖沉積[7,8]。

圖7 Es4沉積早期沉積相平面展布特征

圖8 Es4沉積中后期沉積相平面展布特征

5 結(jié)論

1)大民屯凹陷西部斜坡帶沙河街組四段 (Es4)主要表現(xiàn)濁流沉積和重力流沉積2種類型,概率累計(jì)曲線主要為2段式、含過渡帶的2段式及3段式,總體表現(xiàn)為強(qiáng)水動力環(huán)境下的快速沉積特點(diǎn)。

2)研究區(qū)Es4發(fā)育的主要沉積相類型包括:近岸水下扇、濁積扇、扇三角洲、湖泊共4種,進(jìn)一步可細(xì)分為8種亞相及18種微相類型。

3)Es4沉積時期構(gòu)造活動強(qiáng)烈,物源主要來自西部斜坡,研究區(qū)發(fā)育扇三角洲沉積和近岸水下扇沉積;Es4沉積中后期,湖盆擴(kuò)張強(qiáng)烈,水體不斷加深,研究區(qū)主要發(fā)育濱淺湖-半深湖沉積。

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[編輯] 鄧?yán)?/p>

TE121.3

A

1000-9752(2014)12-0060-05

2014-08-10

秦剛(1981-),男,2003年大學(xué)畢業(yè),碩士,講師,現(xiàn)主要從事地震沉積學(xué)及油藏描述方面的研究與教學(xué)。