王府地區(qū)登婁庫組辮狀河三角洲沉積特征

柳成志,　孫天一,　趙　卓

(東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院, 黑龍江 大慶 163318)

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王府地區(qū)登婁庫組辮狀河三角洲沉積特征

柳成志,孫天一,趙卓

(東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院, 黑龍江 大慶 163318)

王府地區(qū)目前尚處于勘探階段,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)天然氣的儲集。為研究該區(qū)域儲層建筑結(jié)構(gòu),以城深7井作為標(biāo)準(zhǔn)井制作巖心相,分析取芯井巖相類型;對比研究區(qū)內(nèi)所有探井的測井曲線,分析登婁庫組各部分的沉積相類型及微相特征;計(jì)算登婁庫組不同砂組的砂地比,分析水進(jìn)水退趨勢;通過單井校正和地震剖面上對下切谷的識別繪制砂組的沉積相平面圖,描述沉積相展布和砂體展布情況。結(jié)果表明:登婁庫組主要沉積相類型為辮狀河三角洲沉積,分為辮狀河道沉積微相、越岸沉積微相、水下分流河道微相和水下分流河道間微相四個(gè)沉積微相類型。登婁庫組地層在沉積時(shí)期經(jīng)歷了一次水進(jìn)水退旋回,最大湖泛面為d22時(shí)期,沉積期物源有北東和南西兩個(gè)方向。王府?dāng)嘞莩练e受沉積環(huán)境和盆地演化影響。該研究為氣藏開發(fā)提供了基礎(chǔ)資料。

王府; 登婁庫組; 辮狀河三角洲； 沉積特征

賓縣王府地區(qū)位于松遼盆地東南部隆起區(qū)西北方向。目前,該工區(qū)仍處于勘探階段,雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量的天然氣儲集,但是,由于學(xué)者們對于這一區(qū)域的研究并不深入,天然氣的來源、成藏機(jī)制等尚不是十分明確。筆者制作巖心相,分析該區(qū)登婁庫組地層的沉積相類型,并在識別出主干砂體的基礎(chǔ)上對各種沉積微相的展布情況進(jìn)行研究,為識別有利儲層位置、判斷有利砂體分布及尋找氣藏圈閉等的研究提供了基礎(chǔ)資料。

1　區(qū)域地質(zhì)概況與沉積相類型

1.1區(qū)域地質(zhì)概況

松遼盆地是一個(gè)大型的中、新生代陸相沉積盆地,面積約為26×104km2[1]。主要發(fā)育的沉積蓋層于中、新生代時(shí)期形成,沉積巖的最大厚度超過10 km[2]。王府?dāng)嘞菸挥谒蛇|盆地東南隆起區(qū)西北部、朝陽溝油田西北部、長春嶺背斜帶南部、三肇凹陷東南方向[3],斷陷期發(fā)育南北兩個(gè)凹槽,東、南、西分別為青山口背斜帶、釣魚臺突起、長春嶺背斜帶,北面進(jìn)入黑龍江省,呈條狀分布，向東北方向延展,總體勘探面積為5 500 km2[4]。斷陷地層最大厚度超過4 km[5]。

1.2沉積相類型

巖心相分析的主要手段是巖心觀察和鏡下鑒定,通過原生沉積構(gòu)造及其序列、巖性、礦物特征、古生物標(biāo)志和粒度分布特征判斷沉積相[6-7]。

王府地區(qū)登婁庫組地層為斷陷盆地沉積,工區(qū)位于沉積中心東側(cè),接受由南向北以及東北方向兩個(gè)方向的物源,恰好位于三角洲入湖處。為了清晰地判斷沉積區(qū)發(fā)育的三角洲類型,以城深7井作為標(biāo)準(zhǔn)井制作巖心相(圖1)，對整個(gè)工區(qū)的沉積相類型進(jìn)行判斷與分析。

圖1　城深7井巖心相Fig. 1　Core phase of cs7

對城深7井取芯部分共六段進(jìn)行巖性與粒度分析(表1),其中位于最下方的F段,礫巖厚度為0.58 m,顏色為綠色,發(fā)育大型交錯(cuò)層理。底部可見明顯的沖刷面,礫巖有定向排列的趨勢,具有河床底部的沉積特征。含泥質(zhì)砂巖厚度0.63 m,顏色是深灰色。

從巖心相的分析可以得知,城深7井1 868.37～1 877.53 m取芯段以礫巖、含礫砂巖、砂巖、細(xì)砂巖為主,粉砂巖、泥巖少見,巖性粒度總體上較粗,發(fā)育多種沉積構(gòu)造,如水平層理、大型交錯(cuò)層理、底部沖刷等。沉積層序上主體為正旋回,同時(shí)在一定程度上體現(xiàn)了“砂包泥”的特點(diǎn),垂向上同沃克的辮狀河沉積的標(biāo)準(zhǔn)垂向模式(圖2)相比,有較好的一致性,充分體現(xiàn)了辮狀河道的沉積特征。再考慮到三角洲入湖的主體沉積環(huán)境,判斷王府地區(qū)登婁庫組沉積相主要類型為辮狀河三角洲相。

表1　城深7井取芯段巖性分析Table 1　Lithologic characters of cs7 core section

圖2　辮狀河沉積的標(biāo)準(zhǔn)垂向模式Fig. 2　Vertical mode of braided river

2　沉積微相特征

辮狀河三角洲巖性以砂和礫石為主,是辮狀河體進(jìn)積到湖泊中形成的[8-9]。工區(qū)內(nèi)共將辮狀河三角洲相劃分為辮狀河道、越岸沉積、水下分流河道、水下分流河道間四個(gè)微相。工區(qū)內(nèi)還發(fā)育有湖泊相,湖泊相是大陸上地形相對低洼和流水匯聚的地域[10]。

測井相分析的相標(biāo)志主要通過曲線幅度、頂?shù)捉佑|關(guān)系、光滑程度、形態(tài)、齒中線、多層組合包洛線和形態(tài)組合方式等特征來表示,從而定性地反映巖層巖性、粒度和砂質(zhì)含量的變化以及垂向上的演化[11]。

2.1辮狀河道

辮狀河道沉積是工區(qū)內(nèi)主干砂體的水上部分,巖性整體上較粗, 多為雜色砂巖、含礫砂巖和砂巖相互混雜疊置出現(xiàn)。每個(gè)砂體由多個(gè)正韻律的、垂向上疊置的、更低一級的砂體構(gòu)成。在一個(gè)砂體的底部可以觀察到明顯的沖刷面,且沖刷面較陡。單砂體的測井曲線為箱形或者鐘形,其中單砂體的厚度為2～8 m。其深淺側(cè)向曲線為高值,中間會(huì)有測井曲線陡降的情況出現(xiàn),代表疊置的砂巖透鏡體中間混有泥巖夾層。自然伽馬曲線為低值,同電阻率曲線形狀較為對稱,自然電位曲線對砂體中的泥巖夾層的反應(yīng)并不是十分的明顯(圖3)。

圖3　辮狀河道微相(王府1井)Fig. 3　Braid-river channel(wf1)

2.2越岸沉積

工區(qū)內(nèi)越岸沉積發(fā)育在三角洲平原即三角洲水上部分主干砂體之間。由于越岸沉積是辮狀河道河水在洪水期河道所攜帶的砂體溢出河道時(shí)沉積形成的,因而其沉積物的粒度一般較細(xì),多為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖。由于是水上沉積環(huán)境,所以,沉積物具有一定的氧化性特征,泥巖顏色多為紫紅色或紫色。局部可以觀察到砂巖透鏡體,厚度一般不大。測井曲線為指狀,有時(shí)也可以觀察到3 m左右較厚的粉砂巖巖體,具有明顯箱形齒化特征。越岸沉積的厚度變化較大,沒有統(tǒng)一的范圍和規(guī)律,垂向上分布在河道砂體的上部和下部(圖4)。

2.3水下分流河道

水下分流河道是主干河道砂體水下沉積的部分。水下分流河道微相和辮狀河道微相在沉積特征上很相似,但是水下分流河道微相由于水動(dòng)力減弱的原因，沉積物的粒度要稍微細(xì)一些,多為砂巖或砂礫巖，顏色大多為灰色,反映了水下還原環(huán)境的沉積特征。沉積物在垂向上粒度由下到上逐漸變細(xì),每個(gè)砂體由若干個(gè)下粗上細(xì)的砂巖透鏡體疊置而成,單砂體厚度向上也有變薄的趨勢,厚度一般為0.5～2.0 m。在一個(gè)砂體的底部可以觀察到?jīng)_刷面構(gòu)造,其角度相對較為平緩。測井曲線為齒化箱形,可以通過自然伽馬曲線區(qū)分不同砂巖透鏡體中間的泥巖夾層,電阻率曲線可以更好地顯示砂體內(nèi)部巖石顆粒的粒度變化特征(圖5)。

圖4　越岸沉積微相(城深7井)Fig. 4　Over-bank deposit(cs7)

圖5　水下分流河道微相(城深1井)Fig. 5　Underwater distributary channel(cs1)

2.4水下分流河道間

水下分流河道間微相在工區(qū)內(nèi)巖性較細(xì),一般為粉砂巖或泥巖,由于是水下還原環(huán)境,巖石顏色多為灰色和灰綠色,也有少量為暗紫色或紫灰色。測井曲線為低幅度值,伴有一定的齒化現(xiàn)象(圖6)。通過對巖心的觀察發(fā)現(xiàn)有水平層理和槽狀交錯(cuò)層理發(fā)育。

圖6　水下分流河道間微相(城深7井)Fig. 6　Underwater interdistributary area(cs7)

3　沉積特征

3.1砂地比特征

為了對工區(qū)內(nèi)登婁庫組地層水進(jìn)水退的旋回性進(jìn)行判斷和分析,選取工區(qū)內(nèi)含有登婁庫組地層的23口井,計(jì)算各個(gè)砂組的砂地比,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果制成折線圖,如圖7所示。從圖7中可以觀察這23口井砂地比變化的整體趨勢。在d22砂組處砂地比數(shù)值達(dá)到高峰,其中城深11井、城深606井的砂地比極高。以此可以判斷最大湖泛面發(fā)育在d22砂組,整個(gè)登婁庫組有一個(gè)水進(jìn)水退旋回。從登婁庫組底部開始, d12至d11砂組砂地比迅速增加,水進(jìn)過程十分明顯,d11至d22砂組水進(jìn)過程有所放緩,到達(dá)d22砂組時(shí),砂地比達(dá)到峰值,為最大湖泛面發(fā)育位置。d22砂組到登婁庫組頂部砂地比降低,為水退旋回,水退速度相對較緩,湖盆面積逐漸萎縮。

圖7　登婁庫組砂地比堆積折線圖Fig. 7　Sand/layer in Denglouku formation

3.2平面相特征

3.2.1單井相分析

對含有登婁庫地層的井進(jìn)行單井相分析,根據(jù)測井相圖版確定各個(gè)井登婁庫組時(shí)期的沉積相類型。21口井的單井相類型如表2所示。

表2中為辮狀河道沉積相的井?dāng)?shù)量最多,14口;為越岸沉積微相的井有4口,其余的4口井為水下分流河道沉積。將這些沉積相類型按照井點(diǎn)的位置投射到平面上,初步確定了沉積時(shí)期工區(qū)內(nèi)登婁庫組地層主干砂體的分布。隨后在地震剖面上尋找下切谷的位置從而確定河道的主體位置。根據(jù)泥巖顏色上的分布(表2)對沉積時(shí)期水上水下環(huán)境進(jìn)行判斷,在工區(qū)井中紫紅色、紫色和暗紫色泥巖確定為水上沉積環(huán)境,灰綠色及灰色泥巖判斷為水下沉積環(huán)境。

表2　泥巖顏色與沉積相類型Table 2　Color of mud stone and sedimentary facies

3.2.2沉積相平面展布

通過泥巖顏色的分布初步確定了水上水下的界面,水上部分主干砂體以外的部分定位為越岸沉積相,水下主干砂體以外的部分確定為水下分流河道微相。在地震剖面上可以觀察到大范圍的平直的具有較強(qiáng)振幅的地震反射同相軸,將其對應(yīng)的位置定位為濱淺湖沉積相。綜合以上研究成果，同時(shí)參考地震剖面上得到的認(rèn)識，繪制登婁庫組的沉積相平面(圖8)。

通過圖8可以直觀地觀察到王府地區(qū)在登婁庫組時(shí)期的物源有兩個(gè)方向,一個(gè)是北東方向,另一個(gè)是南西方向。兩個(gè)物源以辮狀河三角洲的方式將沉積物源源不斷的送至沉積中心。東北方向共形成三個(gè)三角洲,其中，北部的三角洲由兩個(gè)主河道合并形成,面積最大,其余三角洲的面積較小。三角洲類型基本上都是朵狀,不同三角洲水上部分之間為水下沉積環(huán)境。由于工區(qū)屬于勘探級別,三角洲前緣和前三角洲兩個(gè)亞相之間并沒有十分明確的界限,因而在繪圖時(shí)將兩者合并為一個(gè)沉積相進(jìn)行刻畫,同樣操作的還有濱湖相與淺湖相,合并為濱淺湖沉積相。整個(gè)盆地的沉積中心并不在工區(qū)內(nèi)部,而在工區(qū)的西北方向。工區(qū)中心城深5井、城深9井區(qū)在后期的構(gòu)造變動(dòng)中形成了一個(gè)古隆起,登婁庫組晚期相應(yīng)的地層由于受到后期的剝蝕作用而缺失,在地震剖面上該處可以觀察到較為明顯的削截現(xiàn)象,是同上覆泉頭組不整合接觸的明顯證據(jù)。

圖8　登婁庫組沉積相平面Fig. 8　Sedimentary facies of Denglouku formation

王府?dāng)嘞莸菉鋷旖M發(fā)育的辮狀河三角洲沉積體系所具有的沉積特征,與沉積環(huán)境和盆地層序演化規(guī)律有關(guān)[12]。由于沉積層序垂向組合形式是由盆地沉積速率和可容納空間的增長速率控制的,所以，盆地演化的不同階段,沉積體系的類型和分布特征也不同[13]。

進(jìn)入早白堊世登婁庫組沉積期,松遼盆地受到地殼冷卻收縮的影響,呈現(xiàn)不均一整體沉降[14-15],進(jìn)入坳陷式沉積階段。在王府?dāng)嘞莸某练e過程中,西部凹陷區(qū)和東部隆起區(qū)沉積了厚度不等的登婁庫組和泉一段地層,其中,在登婁庫組時(shí)期,研究區(qū)屬于由斷陷向坳陷轉(zhuǎn)化時(shí)的“填平補(bǔ)齊”式的沉積狀態(tài)。

工區(qū)在登婁庫組時(shí)期為一個(gè)斷陷盆地,底部為盆地陡坡,東部為緩坡。地層西部較厚,相東部逐漸變薄,東側(cè)尤其是東北部登婁庫組地層的上超現(xiàn)象十分明顯,體現(xiàn)了明顯的西斷東超的沉積特征。

4　結(jié)　論

(1)王府地區(qū)登婁庫組時(shí)期為斷陷湖盆沉積環(huán)境,沉積相類型為辮狀河三角洲和濱淺湖沉積相。

(2)王府地區(qū)發(fā)育的微相有辮狀河道微相、越岸沉積微相、水下分流河道微相、水下分流河道間微相。

(3)登樓組地層在沉積時(shí)期經(jīng)歷了一次水進(jìn)水退旋回,最大湖泛面為d22時(shí)期。

(4)登婁庫組時(shí)期物源有兩個(gè)方向,分別為北東方向和南西方向。

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(編輯荀海鑫)

Sedimentary characteristics of braided river delta in Wangfu area Denglouku formation

LIUChengzhi,SUNTianyi,ZHAOZhuo

(School of Geosciences, Northeast Petroleum University， Daqing 163318, China)

This paper is an effort to investigate the reservoir structure observed in Wangfu region with proven natural gas reserve at the stage of exploration. The specific investigation is performed by making core phase using the well cs7 as the standard and analyzing the facies; comparing logging curves between different exploratory wells to define the characters of every sedimentary facie and sedimentary microfacies; calculating the data in different sand groups by relating depositional cycle closely to the data of sand content; and thereby describing the distribution sedimentary facies and sand body using two main ways, such as single well correction and the incised valley finding on the seismic section. The results show that Denglouku formation is mainly marked by the types of sedimentary facies, identified as braided river delta deposit consisting of braided river sedimentary microfacies, shore sedimentary microfacies, underwater distributary channe, and underwater interchannel; in the sedimentary period, the formation experienced a water inlet annealing cycle, accompanied by and the maximum flooding surface of d22; and fault subsidence and deposition occurring in Wangfu region are subjected to the influence of the sedimentary environment and the basin evolution process. This study may provide basic data for further research into the gas reservoir.

Wangfu; Denglouku formation; braided river delta； sedimentary characteristics

2014-12-05

柳成志(1962-)，男，吉林省榆樹人，教授,博士，研究方向：石油地質(zhì)，E-mail:lchzhdq@sina.com。

10.3969/j.issn.2095-7262.2015.01.009

TE122

2095-7262(2015)01-0040-06

A