遼河盆地歡喜嶺地區(qū)Q40區(qū)蓮花油層沉積微相研究

黃澤森 ，杜等斌 ，王建康

（1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川成都 610059；2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局二零七地質(zhì)隊(duì)，四川樂山 614000）

Q40區(qū)位于遼寧省凌海市東部歡喜嶺。隸屬于下遼河坳陷的一個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元西部凹陷西部斜坡南端，歡署上臺(tái)階中段[1，2]。遼河盆地含油氣層位復(fù)雜，除第四系地層外，其他不同地層都獲得了工業(yè)油流，并且大部分層位獲得了較高產(chǎn)量的工業(yè)油流[1，2，3-6]，其中研究區(qū)面積1.41 km2，地質(zhì)儲(chǔ)量1.333×107t。Q40區(qū)經(jīng)過多年的開發(fā)，含水率已達(dá)80%以上。故查明其儲(chǔ)層的沉積相、沉積微相及其相帶變化，不僅能優(yōu)化儲(chǔ)層的劃分與對(duì)比，而且有利于砂體及其非均質(zhì)性預(yù)測(cè)，為油藏開發(fā)尋找剩余油提供依據(jù)。因此，為合理調(diào)整井網(wǎng)，提高采收率，必須對(duì)沉積微相進(jìn)行精細(xì)研究[7，8]。前人對(duì)研究區(qū)蓮花油層儲(chǔ)層開展了沉積微相等研究，提出其沉積類型以扇三角洲前緣為主，沉積物源來自北部[9-14]，但主要以沙河街組為研究對(duì)象，或者研究范圍過大研究精度有待進(jìn)一步提高。但單砂體特征研究是確定剩余油分布規(guī)律的重要理論基礎(chǔ)工作，而單砂體沉積微相研究是開展此項(xiàng)工作的前提和基礎(chǔ)。

本文以65個(gè)井組詳實(shí)的錄井、測(cè)井為基礎(chǔ)，結(jié)合前人的區(qū)域地質(zhì)資料以及砂層厚度、測(cè)井相，以沉積學(xué)和高精度層序地層學(xué)為指導(dǎo)，以單砂層為單位，進(jìn)行沉積微相研究，認(rèn)識(shí)沉積微相空間演化規(guī)律，并揭示物源特征，總結(jié)儲(chǔ)層微觀特征，為下一步開發(fā)方案的制定提供理論指導(dǎo)。

1 地質(zhì)概況

遼河盆地是在華北地臺(tái)基礎(chǔ)上形成的一個(gè)中、新生代坳陷，屬于渤海灣裂谷系的北部分支。基底以太古界、元古界混合巖、花崗片麻巖系為主，局部地區(qū)可見震旦系碳酸鹽巖及碎屑巖；古生界主要在盆地東古太子河凹陷發(fā)育。構(gòu)造線為近東西向[1，2，15，16]。到晚古生代由于郯廬斷裂活動(dòng)加強(qiáng)，古老的基底在應(yīng)力作用下，產(chǎn)生了一系列北東向深大斷裂帶，并切割前中生代構(gòu)造線。在古近紀(jì)，接受了巨厚的生儲(chǔ)油陸相碎屑巖系及火山巖系，即沙河街組以及東營組。新近紀(jì)以來遼河盆地由裂谷斷陷轉(zhuǎn)變?yōu)檎w坳陷，發(fā)育了一套以泛濫平原相為主的地層[17-20]。

西部凹陷是一個(gè)多旋回的箕狀盆地。從始新世早期-漸新世末期，經(jīng)歷了初陷、深陷、衰減、再陷四個(gè)發(fā)育期。因而，從下到上在垂向上構(gòu)成了從水進(jìn)序列開始到水退序列結(jié)束的三個(gè)構(gòu)造、沉積旋回。這也就決定了多物源、多旋回沉積以及多沉積體系特征，發(fā)育了扇三角洲、沖積扇、濁積扇等沉積體系。這些不同時(shí)期、不同類型的沉積體系縱向上相互疊置、橫向上成片，形成多層系、大面積分布的碎屑巖儲(chǔ)集體[1-3，21]。研究區(qū)發(fā)育著豐富的成熟烴源巖，沙三段位于油氣運(yùn)移的有利指向上[6，22-24]，形成了一系列的巖性油氣藏、構(gòu)造-油氣藏。油氣儲(chǔ)量十分豐富[25-30]。

蓮花油層儲(chǔ)層位于古近系沙河街組三段（見圖1），沉積時(shí)期古地形高差大、坡度大、構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，氣候干旱，靠近物源，形成了低位體系域的沉積產(chǎn)物[4，9-14]。研究區(qū)構(gòu)造是在斜坡背景上受古地形控制、繼承性發(fā)展起來的單斜構(gòu)造，四周斷層封閉。斷塊內(nèi)地層總體上由北西向南東傾沒，北部地層較陡，南部逐漸趨緩[1-4]。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置（引自中國石油地質(zhì)志卷三-遼河油田，1993）Fig.1 Tectonic location of studied area

2 沉積相標(biāo)志研究

2.1 巖心相研究

圖2 Q40-13-0242井巖心照片F(xiàn)ig.2 Photo of core of well Q40-13-0242

Q40區(qū)蓮花油層組儲(chǔ)層巖性主要為中至細(xì)砂巖不等粒，含礫不等粒砂巖，夾薄層粉細(xì)-粉砂巖，泥質(zhì)粉砂巖，深灰色-灰色粉砂質(zhì)泥巖。

通過觀察6口取心井巖心，可以看到強(qiáng)水動(dòng)力下的平行層理、底沖刷構(gòu)造，大型交錯(cuò)層理等牽引流作用下的層理類型（見圖2）。

2.2 測(cè)井相研究

測(cè)井曲線的幅度、形態(tài)及組合關(guān)系可較好的反映地層中巖性特征及巖性的組合關(guān)系，因而它是進(jìn)行井下沉積微相研究的重要手段之一，在陸相地層中，自然伽馬（GR）一般對(duì)巖性的響應(yīng)關(guān)系較好，但Q40區(qū)僅有少數(shù)井進(jìn)行了自然伽馬測(cè)井，因而該區(qū)測(cè)井相建立主要選取了自然電位（SP）、電阻率（Rt，R045）和感應(yīng)（COND）組合曲線。由于本區(qū)鉆井泥漿礦化度較低且穩(wěn)定，因而自然電位幅度變化與地層泥質(zhì)含量關(guān)系密切。根據(jù)本區(qū)取心井巖心微相與測(cè)井曲線形態(tài)關(guān)系研究，劃分出了主要3種測(cè)井曲線形態(tài)類型（見圖3）。

（1）水下分流河道微相。自然電位曲線特征呈現(xiàn)高幅，上下幅度基本保持不變，具有高電阻率，形態(tài)上呈箱型曲線。

（2）河道邊緣沉積微相。曲線表現(xiàn)為下部幅度大，向上幅度降低，反映了砂體向上變細(xì)，具有中電阻率、中低自然電位異常。

（3）支流間灣沉積微相。自然電位曲線呈現(xiàn)低值，具有低電阻率、自然電位平直。

3 沉積微相類型

3.1 單井沉積微相

經(jīng)過65口單井錄井、測(cè)井、巖心等沉積學(xué)研究，綜合表明，Q40區(qū)蓮花油層儲(chǔ)層主要發(fā)育的沉積微相為水下分流河道、河道邊緣、支流間灣等沉積微相（見圖3）。

單井相研究是沉積體系的重要部分，本文選取取心井段較長，資料齊全的Q40-18-K281井，對(duì)其沉積微相進(jìn)行研究。

該井蓮花油層段深度為762 m～807 m，厚45 m。自下往上其特征如下：

S3x225小層組：巖性主要為褐黑色富含油砂礫巖與極少量的一些灰綠色泥巖。水下分流河道與河道邊緣發(fā)育，總體由多個(gè)粒序組成，是多次陣發(fā)性突發(fā)性的沉積，由河道-河道邊-河道-河道邊-河道間的多次疊加時(shí)間沉積作用形成的多個(gè)疊加復(fù)合體。自然電位曲線為中幅度箱型負(fù)異常。

S3x224小層組：巖性主要為褐黑色富含油砂礫巖、包含少量灰褐色油浸泥質(zhì)粉砂巖、灰褐色油浸含泥細(xì)砂巖。

S3x213砂層組：巖性主要為褐黑色富含油含礫細(xì)砂巖、褐黑色富含油細(xì)砂巖、褐黑色富含油含砂礫狀中礫巖、褐黑色含礫礫狀不等粒砂巖、灰褐色油浸含砂細(xì)砂巖。該小層內(nèi)劃分出了2個(gè)成因砂體。由2套正旋回拼接而成，巖性從下往上逐漸變細(xì)。自然電位曲線平直。

S3x212砂層組：巖性主要為灰綠色油浸含泥粉砂巖、褐黑色富含油含泥細(xì)砂巖、褐黑色富含油含礫細(xì)砂巖。自然電位曲線主要為一套大幅度箱型負(fù)異常。

圖3 沙河街組蓮花油層測(cè)井相標(biāo)志柱狀圖Fig.3 Logging-sedimentary facies marks column of Lianhua oil reservoir of Shahejie formation

3.2 水下分流河道

水下分流河道沉積由含礫砂巖和砂巖構(gòu)成向上變細(xì)層序，其主體為中、粗粒砂巖，單一河道砂體呈透鏡狀，最大厚度在2.0 m以下，橫向延伸數(shù)米即變薄甚至尖滅，部分水下分流河道砂體呈單一透鏡狀?yuàn)A于碎屑流沉積體中，部分由多個(gè)砂巖透鏡體在縱向上相互疊置而形成厚度達(dá)數(shù)米的砂體。砂體中發(fā)育有大型槽狀交錯(cuò)層理以及少量板狀交錯(cuò)層理，也可見砂體側(cè)向遷移加積形成的側(cè)積交錯(cuò)層，砂體底部發(fā)育沖刷面構(gòu)造。本區(qū)巖性主要為褐色、棕色或黑色的含礫粗砂巖、砂礫巖；礫石大小不一，礫石大小不等，分選差。發(fā)育大型交錯(cuò)層理、正粒序?qū)永硪约暗讻_刷構(gòu)造。測(cè)井曲線響應(yīng)為：曲線特征呈現(xiàn)高幅，上下幅度基本保持不變，具有高電阻率。形態(tài)上呈箱型曲線。研究區(qū)大量發(fā)育水下分流河道微相。

3.3 河道邊緣沉積

河道邊緣沉積又可稱作水下天然堤微相，發(fā)育在水下分流河道的兩側(cè)，以細(xì)砂和泥質(zhì)粉砂巖沉積為主，遠(yuǎn)離河床沉積物變細(xì)、泥質(zhì)增多，常見各種波狀層理及流水波痕，可見鐵質(zhì)結(jié)核，少見植物碎片。本研究區(qū)主要由褐色、棕色的含礫中砂巖和灰色含礫細(xì)砂巖構(gòu)成；粒徑明顯變小，分選性漸好，發(fā)育平行層理。測(cè)井曲線響應(yīng)為：曲線下部幅度大，向上幅度降低，反映了砂體向上變細(xì)，具有中電阻率、中低自然電位異常。研究區(qū)河道邊緣微相被大量沖刷，保存較少。

3.4 支流間灣

支流間灣沉積發(fā)育于河道邊緣兩側(cè)，由互層的灰色、淺灰色粉砂質(zhì)泥巖及灰綠色泥巖組成。發(fā)育水平層理、波狀層理、透鏡狀層理等。由于水下分流河道頻繁遷移及碎屑流的強(qiáng)大破壞作用，部分支流間灣沉積物往往受到侵蝕和破壞，也以大小不等的透鏡體出現(xiàn)。研究區(qū)主要由灰色、淺灰色、綠色細(xì)砂巖、砂質(zhì)泥巖構(gòu)成；分選好，磨圓度好。發(fā)育水平層理，呈加積型旋回。測(cè)井曲線響應(yīng)為：SP曲線呈現(xiàn)低值，具有低電阻率、自然電位平直。本區(qū)內(nèi)支流間灣少量發(fā)育。

4 結(jié)論

通過巖心觀察、測(cè)井相分析，對(duì)西部凹陷歡喜嶺地區(qū)Q40區(qū)沙三段沉積微相進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并得出如下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

（1）Q40區(qū)65井組蓮花油層為扇三角洲前緣沉積，識(shí)別出水下分流河道、河道邊緣、支流間灣等微相，其中水下分流河道是本區(qū)塊主要的微相類型，支流間灣發(fā)育較少，河道邊緣微相大量被沖刷，保存較少。

（2）蓮花油層垂向上呈內(nèi)扇-中扇-外扇逐漸過渡，重力流對(duì)井組影響逐漸減少，總體上是個(gè)逐漸退積的過程，砂體厚度較小，呈現(xiàn)層狀沉積。

［1］遼河油田石油地質(zhì)志編寫委員會(huì).中國石油地質(zhì)志卷三-遼河油田［M］.北京∶石油工業(yè)出版社，1993.

［2］張占文，陳振巖.遼河盆地天然氣地質(zhì)［M］.北京：地質(zhì)出版社，2002.

［3］王清山.遼河盆地西部凹陷隱蔽油氣藏勘探研究-以清水洼陷地區(qū)為例［D］.北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2010.

［4］蔣有偉.歡喜嶺油田西部中生界油層成藏規(guī)律研究及有利目標(biāo)評(píng)價(jià)［D］.大慶：大慶石油大學(xué)，2006.

［5］單俊峰，高險(xiǎn)峰，李玉金，等.遼河油區(qū)油氣資源潛力及重點(diǎn)區(qū)帶選擇［J］.特種油氣藏，2007，14（2）：18-21+105-106.

［6］李國玉.中國陸上盆地石油資源圖集［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1988：23.

［7］馮玉.遼河油田中深層稠油油藏蒸汽驅(qū)驅(qū)替規(guī)律及技術(shù)對(duì)策研究［D］.大慶：東北石油大學(xué)，2010.

［8］王志杰.遼河油田稠油開采開發(fā)效果研究［D］.大慶：大慶石油學(xué)院，2008.

［9］董潔，陳世悅，李聰.遼河西部凹陷歡喜嶺地區(qū)沙河街組三段層序地層與沉積相研究［J］.地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)，2010，32（3）：245-251+256.

［10］鞠俊成，張鳳蓮，喻國凡，于天才.遼河盆地西部凹陷南部沙三段儲(chǔ)層沉積特征及含油氣性分析［J］.古地理學(xué)報(bào)，2001，3（1）：63-70.

［11］時(shí)瑞坤，陳世悅，等.遼河西部凹陷歡喜嶺地區(qū)沙河街組沉積特征及其演化［J］.地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)，2011，33（3）：275-281.

［12］張金亮.遼河盆地西部凹陷沙三段沉積相［A］.中國地質(zhì)學(xué)會(huì)沉積地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)、中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)沉積學(xué)專業(yè)委員會(huì)、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）.2001年全國沉積學(xué)大會(huì)摘要論文集［C］.中國地質(zhì)學(xué)會(huì)沉積地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)、中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)沉積學(xué)專業(yè)委員會(huì)、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），2001.

［13］許玲.遼河盆地西部凹陷沙三段儲(chǔ)集層特征研究［J］.資源與產(chǎn)業(yè)，2009，11（2）：99-101.

［14］鞠俊成，周鷹，于天才，張鳳蓮，張淑坤.遼河斷陷盆地西部凹陷南部地區(qū)深層儲(chǔ)層特征［J］.特種油氣藏，2002，（2）：20-22+81.

［15］劉和甫.沉積盆地構(gòu)造樣式［M］.盆地分析系列叢書，北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），1992：45-47.

［16］許坤，潘耀麗，彭峰，等.遼河盆地下第三系層序分析［J］.地層學(xué)雜志，1997，（4）：29-36.

［17］許坤，付萬.遼河盆地的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)［J］.遼寧師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1996，41（1）：73-78.

［18］劉貴和，佟鳳蘭，張振嶺，等.遼河盆地構(gòu)造特征及活動(dòng)性分析［J］.東北地震研究，2003，31（4）：59-62.

［19］姚繼峰，廖興明，于天欣.遼河盆地構(gòu)造分析［J］.斷塊油氣田，1995，（5）：21-26.

［20］陸克政.盆地類型及其特征［M］.盆地分析系列叢書，北京：石油大學(xué)（北京），1992：91-96.

［21］任德生，劉立，陳江，等.遼河坳陷西部凹陷曙北地區(qū)古近系層序地層格架［J］.石油勘探與開發(fā)，2004，31（1）：48-50.

［22］單俊峰，陳振巖，張卓，等.遼河坳陷西部凹陷西斜坡古潛山的油氣運(yùn)移條件［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2005，19（2）：274-278.

［23］魯衛(wèi)華，牛嘉玉，馮有良，等.遼河西部凹陷南段隱蔽油氣藏的形成條件與分布規(guī)律［J］.石油地質(zhì)，2007，12（3）：17-21.

［24］朱芳冰.遼河盆地西部凹陷源巖特征及低熟油分布規(guī)律研究［J］.地球科學(xué)，2002，（1）：25-29.

［25］徐守余，嚴(yán)科.渤海灣盆地構(gòu)造體系與油氣分布［J］.地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)，2005，11（3）：259-265.

［26］張卓.遼河斷陷西部凹陷西斜坡中段前中生界潛山油氣藏形成條件及分布規(guī)律研究［D］.大慶：大慶石油大學(xué)，2006.

［27］單俊峰，陳振巖，回雪峰.遼河坳陷西部凹陷坡洼過渡帶巖性油氣藏形成條件［J］.石油勘探與開發(fā)，2005，21（6）：42-43.

［28］谷云飛，方世虎，徐懷民，等.遼河西部凹陷灘海地區(qū)古近系復(fù)合含油氣系統(tǒng)特征與演化［J］.石油勘探與開發(fā)，2003，30（5）：6-9.

［29］鮑志東，趙立新，王勇，等.斷陷湖盆儲(chǔ)集砂體發(fā)育的主控因素——以遼河西部凹陷古近系為例［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2009，23（4）：676-682.

［30］濟(jì)高，龐雄奇，楊克明，等.斷塊圈閉控藏模式——以遼河盆地西部凹陷為例［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2011，（2）：1-6+111.