惠民凹陷臨7斷塊區(qū)沙三段沉積相分析

羅 薇，何幼斌，馬 波

（1.中國石化華東分公司石油勘探開發(fā)研究院，南京210011；2.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，武漢430100；3.中國石化華東分公司非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)指揮部，南京210011）

惠民凹陷臨7斷塊區(qū)沙三段沉積相分析

羅 薇1，何幼斌2，馬 波3

（1.中國石化華東分公司石油勘探開發(fā)研究院，南京210011；2.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，武漢430100；3.中國石化華東分公司非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)指揮部，南京210011）

針對(duì)研究區(qū)沉積相認(rèn)識(shí)不清等問題，在巖心觀察的基礎(chǔ)上，利用區(qū)域地質(zhì)、分析化驗(yàn)和測井等資料系統(tǒng)研究了惠民凹陷臨7斷塊區(qū)沙三段沉積相，認(rèn)為研究區(qū)發(fā)育三角洲相、濁積扇相、湖泊相，其中三角洲相包括水下分支河道、支流間灣、分支河口砂壩、遠(yuǎn)砂壩及前三角洲泥等5種微相，濁積扇相包括溝道、溝道間、溝道前緣、溝道側(cè)緣及外扇泥等5種微相，湖泊相主要發(fā)育半深湖—深湖泥微相。平面上，三角洲、溝道沉積均沿北西—南東向展布；垂向上，沙三下亞段發(fā)育三角洲沉積，沙三中、上亞段發(fā)育濁積扇、半深湖—深湖沉積。從沙三下到沙三上沉積期，砂體反復(fù)進(jìn)積、退積，并逐漸由西向東移動(dòng)，研究區(qū)水體雖也有短暫下降，但總體呈上升趨勢。開展臨7斷塊區(qū)沙三段沉積微相分析，為儲(chǔ)層綜合研究提供了地質(zhì)依據(jù)。

沉積相；三角洲；濁積扇；沙三段；惠民凹陷

0 引言

臨7斷塊區(qū)位于濟(jì)陽坳陷惠民凹陷中央隆起帶臨北斷階帶，自下而上共發(fā)育沙二上、沙二下、沙三上、沙三中及沙三下5套含油層系，沙三段是該區(qū)主力含油層位［1］。臨盤油田臨7斷塊區(qū)已經(jīng)過20余年的勘探開發(fā)，但地質(zhì)研究程度遠(yuǎn)不能滿足油田開發(fā)生產(chǎn)的需要［1-3］，而開展沉積微相精細(xì)研究，提出沉積相展布規(guī)律，建立沉積模式，則能為該區(qū)沙三段的儲(chǔ)層綜合研究提供地質(zhì)依據(jù)。

據(jù)前人研究成果可知，研究區(qū)發(fā)育三角洲及濁積扇沉積，其中三角洲沉積主要發(fā)育在沙三下亞段，濁積扇沉積主要發(fā)育在三角洲前方較深水處［1-4］。三角洲沉積與濁流沉積在沉積特征上表現(xiàn)出某些相似性，且斷陷湖盆中常發(fā)育三角洲—深水濁積扇沉積體系，如惠民凹陷的商西、宿安、臨邑、唐莊和肖莊等地，均發(fā)育三角洲前緣與滑塌濁積巖沉積的疊置組合，臨7斷塊區(qū)沙三段在中央隆起帶附近也發(fā)育有類似的繼承性沉積體系［3-5］。然而，在過去的研究中，二者經(jīng)常被混淆，不易識(shí)別和區(qū)分，且由于研究區(qū)未進(jìn)行沉積微相精細(xì)研究，導(dǎo)致對(duì)含油砂體平面和縱向展布認(rèn)識(shí)不清。筆者在詳細(xì)的巖心及薄片觀察基礎(chǔ)上，對(duì)研究區(qū)巖石類型及特征進(jìn)行了深入研究，結(jié)合錄井和測井資料，對(duì)三角洲相及濁積扇相進(jìn)行了系統(tǒng)比對(duì)，并進(jìn)行了微相劃分。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

臨盤油田位于渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷惠民凹陷臨商構(gòu)造斷裂帶中段，處于濟(jì)陽坳陷西端，屬臨邑帚狀斷裂體系帶，東西長15 km，南北寬5 km，東臨田家構(gòu)造，西連唐莊構(gòu)造，南為臨邑向斜，北為滋鎮(zhèn)向斜，區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)造格局受渤海灣盆地構(gòu)造演化控制［3，6］。臨7斷塊區(qū)位于臨盤油田東北部（圖1）。

圖1 臨7斷塊區(qū)位置Fig.1 The location of Lin 7 fault block

古近紀(jì)是惠民凹陷的重要發(fā)育期，發(fā)育的地層主要有沙河街組及東營組，地層的差異變化特征明顯，在地層厚度、巖性及巖相上均變化較大［2，4-5］（表1）。本次研究的目的層段為沙河街組三段。

表1 惠民凹陷沙河街組地層特征Table1 Stratigraphic features of Shahejie Formation in Huimin Sag

2 沉積相特征

2.1 巖性及粒度特征

研究區(qū)沙三段巖石類型簡單，以褐灰色、灰色粉砂巖（圖版Ⅰ-1）、細(xì)砂巖和深灰色、灰色泥（頁）巖為主，還有少量淺灰色中砂巖及灰黑色油頁巖。

通過對(duì)臨7-3、臨7-X301和臨7-X302等3口取心井的10片砂巖普通薄片及4片鑄體薄片進(jìn)行觀察鑒定得出，砂巖中碎屑顆粒體積分?jǐn)?shù)為74%～95%，平均為86.3%。其中，石英體積分?jǐn)?shù)為46%～67%，平均為57.5%；長石體積分?jǐn)?shù)為12%～29%，平均為20%，以鉀長石為主；巖屑體積分?jǐn)?shù)為16%～ 31%，平均為23.6%，主要為燧石、泥巖巖屑，局部含少量石英巖以及云母巖屑。碎屑顆粒大小0.05～0.30 mm，一般為0.08～0.20 mm，呈棱—次棱角狀，磨圓中等—較差。填隙物體積分?jǐn)?shù)為5%～26%，平均為13.7%，其中雜基為5%～7%，以泥質(zhì)為主；膠結(jié)物為6%～11%，以方解石為主，局部發(fā)育鐵白云石，顆粒支撐，孔隙式膠結(jié)。儲(chǔ)集層的巖石類型主要為長石巖屑質(zhì)石英砂巖及巖屑砂巖（圖版Ⅰ-2）。粒度概率曲線呈現(xiàn)出2種形態(tài)：一段式，只有一個(gè)懸浮總體，粒度分布范圍廣，分選差，具濁流沉積曲線特征［圖2（a）～（b）］；兩段式，由跳躍總體和懸浮總體組成，跳躍總體為70%～85%，分選中等，懸浮總體為15%～30%，分選較差，表現(xiàn)出三角洲沉積曲線特征［圖2（c）］。

圖2 臨7斷塊區(qū)沙三段粒度概率圖Fig.2 The grain size cumulative probability of Es3in Lin 7 fault block

泥（頁）巖（圖版Ⅰ-3）在研究區(qū)常與砂巖呈頻繁互層發(fā)育，顏色以深灰色、灰色為主，局部呈紫紅色，反映還原—弱氧化的環(huán)境［7-10］。頁巖中發(fā)育水平層理，說明沉積時(shí)水動(dòng)力穩(wěn)定，能量較低［7-10］，由此判斷沉積環(huán)境可能為前三角洲或三角洲前緣支流間灣，也可能為濁積扇外扇或半深湖—深湖。

油頁巖在研究區(qū)發(fā)育較少，主要分布于沙三中亞段中下部，顏色一般為灰色，水平層理發(fā)育，代表一種水流不暢、缺氧的局限環(huán)境［7-9］，可能是半深湖—深湖環(huán)境的產(chǎn)物。

2.2 沉積構(gòu)造

研究區(qū)砂巖發(fā)育小型交錯(cuò)層理（圖版Ⅰ-4）、波狀層理、平行層理、塊狀層理、包卷層理（圖版Ⅰ-5）、火焰構(gòu)造（圖版Ⅰ-6）及生物擾動(dòng)構(gòu)造（圖版Ⅰ-7）等沉積構(gòu)造。波狀層理和小型交錯(cuò)層理在濁積巖沉積及三角洲沉積中均有發(fā)育，在三角洲前緣河口壩、遠(yuǎn)砂壩以及濁積巖鮑馬序列C段中較常見；平行層理代表了沉積時(shí)較強(qiáng)的水動(dòng)力條件；塊狀層理則是由沉積物的快速堆積而形成；火焰構(gòu)造和包卷層理等同生變形構(gòu)造可能是松散或半固結(jié)的沉積物在重力作用下，沿斜坡滑塌而產(chǎn)生的變形［7-15］；生物擾動(dòng)構(gòu)造常出現(xiàn)在支流間灣及遠(yuǎn)砂壩等微相中。另外，砂巖中還可見泥質(zhì)團(tuán)塊、泥質(zhì)條帶和泥礫（圖版Ⅰ-8）等，是較強(qiáng)水流作用的結(jié)果［7-10］，常見于三角洲前緣水下分支河道微相及濁積扇溝道間微相。

2.3 測井相特征

根據(jù)研究區(qū)沙三段的區(qū)域地質(zhì)沉積特征，結(jié)合巖心觀察描述、測井及錄井等資料，對(duì)該區(qū)各單井的自然電位曲線特征進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)，歸納出7種曲線類型及組合（表2、圖3），它們各自反映了不同的沉積環(huán)境［16］。

表2 自然電位曲線形態(tài)與沉積相的對(duì)應(yīng)關(guān)系Table2 Correlation between the patterns of logs and sedimentary facies

各微相電測曲線形態(tài)如下：水下分支河道呈向上幅度降低的鐘形，或上下突變的箱形；河口壩呈自上而下幅度逐漸降低的漏斗形，或箱形-漏斗形的組合；遠(yuǎn)砂壩呈低幅指形或小型漏斗形；支流間灣表現(xiàn)為小尖峰狀或齒狀直線；前三角洲泥呈夾有小段齒狀曲線的基線；溝道以中高幅箱形為主，或鐘形-箱形組合；溝道側(cè)緣以底部突變向上逐漸靠近基線的鐘形為主，總體幅度小于溝道；溝道間呈低幅指形或薄層鐘形；溝道前緣表現(xiàn)為齒狀線形與泥巖基線的組合；外扇泥則以夾低幅齒形的泥巖基線為主。

圖3 臨7斷塊區(qū)沙三段測井曲線特征Fig.3 The logging curve features of Es3in Lin 7 fault block

3 沉積微相劃分及平面展布特征

根據(jù)3口井的巖心及14個(gè)薄片的觀察結(jié)果，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)、測井及分析化驗(yàn)等資料［1-2，4-5，17-23］，對(duì)研究區(qū)沙三段進(jìn)行了沉積相研究。綜合分析后認(rèn)為研究區(qū)沙三段可劃分出三角洲相、濁積扇相及湖泊相3種沉積相類型，其中沙三下亞段為三角洲沉積，沙三中、上亞段為濁積扇、半深湖—深湖沉積，并細(xì)分為11種微相（表3）。

表3 臨7斷塊區(qū)沙三段沉積相類型Table3 The sedimentary facies types of Es3in Lin 7 fault block

3.1 單井相分析

以臨7-X302井為例，對(duì)臨7斷塊區(qū)沙三段的單井相進(jìn)行分析。臨7-X302井位于研究區(qū)中部，沙三段埋深為2 366～3 100 m，厚734 m，沙三下、中、上亞段地層均發(fā)育較完整。該井沉積相特征如圖4所示。

沙三下亞段巖性主要為粉、細(xì)砂巖與泥巖、粉砂質(zhì)泥巖的不等厚互層，垂向上以三角洲前緣與前三角洲的相互疊置為特征，粒度自下而上呈粗—細(xì)—粗的變化特征，砂巖含量也表現(xiàn)出先減少后增多的趨勢，水體整體上呈上升—下降的趨勢，發(fā)育前三角洲泥、水下分支河道、支流間灣、分支河口砂壩及遠(yuǎn)砂壩5種微相類型。

沙三中亞段巖性主要為粉—細(xì)砂巖，垂向上以中扇、外扇、半深湖—深湖的頻繁交互為特征，粒度自上而下呈現(xiàn)出2個(gè)細(xì)—粗—細(xì)的韻律變化，砂巖含量也相應(yīng)地表現(xiàn)出2個(gè)增加—減少的旋回特征，水體整體上呈反復(fù)下降—上升的趨勢，發(fā)育溝道、溝道側(cè)緣、溝道前緣、外扇泥及半深湖—深湖泥5種微相類型。

沙三上亞段巖性主要為粉、細(xì)砂巖與泥質(zhì)粉砂巖、泥巖的不等厚互層，垂向上以溝道、溝道前緣、溝道間及溝道側(cè)緣的頻繁互層為特征，粒度自上而下表現(xiàn)出細(xì)—粗—細(xì)的韻律變化，砂巖含量也呈先增加后減少的變化特征，水體整體上呈下降—上升的趨勢，發(fā)育溝道、溝道側(cè)緣、溝道間及溝道前緣4種微相類型。

圖4 臨7-X302井單井相分析Fig.4 The single well facies analysis of Lin 7-X302 well

3.2 聯(lián)井相分析

以單井相為依據(jù)，對(duì)沙三下、中、上亞段分別進(jìn)行了聯(lián)井相分析。在3段各選取了2條剖面，共6條剖面，穿越研究區(qū)13口井，基本能反映研究區(qū)沙三段的沉積相變化特征。

綜合分析研究區(qū)內(nèi)6條剖面，并以沙三下亞段N—S剖面為例（圖5）進(jìn)行沉積特征分析：從北至南，沙三下亞段主要發(fā)育前三角洲和三角洲前緣沉積，其中前三角洲泥分布最廣，發(fā)育穩(wěn)定；分支河口砂壩和遠(yuǎn)砂壩也較發(fā)育，橫向上較連續(xù)；水下分支河道發(fā)育范圍較小，主要發(fā)育在沙三下亞段底部。

3.3 平面相展布

圖5 臨7斷塊區(qū)沙三下亞段沉積相聯(lián)井剖面（N—S）Fig.5 Well-tie section of sedimentary facies of the lower Es3in Lin 7 fault block

通過對(duì)單井相、聯(lián)井相的分析，結(jié)合小層厚度等值線圖等基礎(chǔ)圖件，對(duì)研究區(qū)沙三段沉積相平面展布進(jìn)行了分段研究，并以沙三中亞段為例（圖6）進(jìn)行平面沉積特征分析：沙三中沉積期，研究區(qū)主要發(fā)育中扇—外扇沉積，包括溝道、溝道前緣、溝道間、溝道側(cè)緣和外扇泥微相，其中溝道微相自北向南呈發(fā)散狀分布于研究區(qū)中部；溝道前緣微相呈席狀連片分布于溝道四周；溝道間微相發(fā)育相對(duì)較少，分布于溝道之間相對(duì)凹陷的區(qū)域；溝道側(cè)緣微相發(fā)育也較少，平面上為溝道兩側(cè)的砂脊；外扇泥微相則在研究區(qū)外圍大面積連片發(fā)育。

圖6 臨7斷塊區(qū)沙三中亞段沉積相平面圖Fig.6 The sedimentary facies of the middle Es3in Lin 7 fault block

4 沉積相演化及沉積模式

通過對(duì)單井相、聯(lián)井相及平面相的綜合分析，概括出了研究區(qū)沙三段的沉積模式（圖7）。沙三下沉積期，研究區(qū)以三角洲前緣與前三角洲沉積的相互疊置為特征，從沙三下4砂組沉積期到1砂組沉積期，水體逐漸下降，三角洲開始向湖心推進(jìn)，沉積物逐漸加積，三角洲前緣斜坡逐漸變陡；沙三中沉積期，強(qiáng)烈的盆地邊界斷裂活動(dòng)使早期已經(jīng)發(fā)育成型的三角洲前緣斜坡上的沉積物，在重力作用下向盆地內(nèi)部或深湖區(qū)滑塌，從而在盆地底部或準(zhǔn)斜坡地帶形成濁積扇［4，14，17-18］；沙三上沉積期，研究區(qū)以中扇、外扇沉積的相互疊置為特征，水體反復(fù)上升、下降，扇體面積也反復(fù)縮小、擴(kuò)大?？傮w來看，從沙三下到沙三上沉積期，研究區(qū)水體總體呈上升趨勢，砂體反復(fù)進(jìn)積、退積，并逐漸由西向東移動(dòng)。

圖7 臨7斷塊區(qū)沙三段沉積模式圖Fig.7 The sedimentary model of Es3in Lin 7 fault block

5 結(jié)論

（1）在惠民凹陷臨7斷塊區(qū)沙三段共劃分出3種相、5種亞相和11種微相，其中沙三下亞段主要發(fā)育三角洲沉積，包括水下分支河道、支流間灣、分支河口砂壩、遠(yuǎn)砂壩及前三角洲泥等5種微相；沙三中、上亞段主要發(fā)育濁積扇—湖泊沉積，包括溝道、溝道間、溝道前緣、溝道側(cè)緣、外扇泥等5種微相，湖泊相主要發(fā)育半深湖—深湖泥微相。

（2）研究區(qū)沙三段沉積相在平面上大致沿北西—南東向展布；垂向上，沙三下亞段發(fā)育三角洲沉積，沙三中、上亞段發(fā)育濁積扇和半深湖—深湖沉積。

（3）研究區(qū)沙三段沉積期，砂體反復(fù)向湖中心推進(jìn)或向后退且遠(yuǎn)離湖中心，并由西逐漸向東移動(dòng)，水體總體呈上升趨勢。

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圖版Ⅰ

（本文編輯：于惠宇）

Study on sedimentary facies of the third member of Shahejie Formation in Lin 7 fault block,Huimin Sag

LUO Wei1，HE Youbin2，MA Bo3
（1.Research Institute of Petroleum Prospecting and Development，Sinopec East China Subsidiary Company，Nanjing 210011，China；2.School of Geoscience，Yangtze University，Wuhan 430100，China；3.Headquarters of Unconventional Oil and Gas Resources Prospecting and Development，Sinopec East China Subsidiary Company，Nanjing 210011，China）

Based on core observation,combining with data of regional geology,analysis assay and well logging,this paper systematically studied the sedimentary facies of the third member of Shahejie Formation（Es3）in Lin 7 fault block of Huimin Sag.It is considered that the study area developed delta,turbidite fan and lacustrine facies.The delta can be further divided into microfacies of underwater distributary channel,interdistributay bay,mouth bar,distal bar and prodelta mud,the turbidite fan can be further divided into microfacies of channel,interchannel,lateral frontchannel, margin channel and outer fan mud,and the lacustrine facies mainly developed semi-deep to deep lake mud.In the plan, the sediment in Es3spreaded along WN-ES direction.In vertical profile,the delta deposite mainly developed in lower Es3,the turbidite fan and the semi-deep to deep lacustrine mainly developed in middle and upper Es3.From lower Es3to upper Es3,sand body experienced progradation to retrogradation repeatedly,and moved from west to east gradually, and the water is deepening gradually on the whole,including some short decreasing.This study of sedimentary microfacies provides geological basis for the comprehensive reservoir research of Es3in Lin 7 fault block.

sedimentaryfacies；delta；turbidityfan；the third member ofShahejie Formation；Huimin Sag

TE121.3

A

1673-8926（2014）06-0057-07

2014-08-02；

2014-09-17

羅薇（1986-），女，碩士，現(xiàn)從事非常規(guī)油氣勘探研究工作。地址：（210011）江蘇省南京市下關(guān)區(qū)熱河南路37號(hào)華揚(yáng)大廈。E-mail：173306762@qq.com。