渤海灣盆地滄東凹陷孔西斜坡孔店組二段四油組24)物源分析及砂體展布規(guī)律

林 伶，景海權(quán)

(1.中國石油大港油田勘探開發(fā)研究院，天津 300280；2.中國石油大港油田公司，天津 300280)

孔西斜坡位于滄東凹陷北段，孔店構(gòu)造帶西翼，北部延伸至姚官屯，南部過渡至官西地區(qū)，西南以淺鞍與舍女寺斷鼻相接，斜坡區(qū)自南到北依次發(fā)育舍女寺—官西、風化店、沈家鋪、自來屯等多個構(gòu)造帶?？孜餍逼驴椎杲M二段四油組(以下簡稱Ek24)發(fā)育辮狀河三角洲沉積，巖性主要以深灰色—灰色—灰綠色泥巖、灰色粉—細—中砂巖為主，地層厚度介于80～150 m之間。作為巖性油藏和致密油重點勘探領(lǐng)域，孔西斜坡孔二段近年來新鉆探5口井均獲工業(yè)油流，展示了該區(qū)巖性油氣藏較大的勘探潛力，因此有必要分層系分油組精細刻畫孔二段物源體系及砂體展布規(guī)律，從而有效促進勘探突破，并為下一步開發(fā)部署提供理論支持。

物源分析是盆地沉積學重要組成部分，為確定沉積環(huán)境、沉積相帶與規(guī)模、構(gòu)造演化、有利儲層、油藏特征等提供理論依據(jù)[1-5]。前人對孔西斜坡Ek24油組的物源及砂體已進行了大量研究，但由于早期探井資料相對缺乏，研究并不深入，各個物源的波及范圍、砂體展布規(guī)律等受到限制。因此，在前人研究的基礎(chǔ)上，基于野外和鉆井錄井資料，結(jié)合重礦物分析、ZTR指數(shù)，碎屑組分分析，地震反射特征，砂巖厚度及砂體平面展布等多項指標，對Ek24油組的物源體系及波及范圍進行精確刻畫。

1 物源分析

1.1 重礦物特征

重礦物分析是研究物源區(qū)的重要分析手段。近年，隨著電子探針技術(shù)的廣泛應用，重礦物分析精度隨之提高。重礦物化學成分較為穩(wěn)定，抗風化腐蝕能力較強，并且具有指示物源區(qū)的特征，穩(wěn)定重礦物平面分布上往往遠離物源供給區(qū)，同一物源供給區(qū)遠端重礦物含量相對較高，并保留較多物源母巖組分的特征；不穩(wěn)定礦物抗風化磨蝕能力弱，越遠離物源區(qū)，含量相對越少，甚至消失[6-10]。ZTR指數(shù)是鋯石、金紅石、電氣石三種重礦物碎屑在透明礦物中所占的比例，值越大，碎屑巖的成分成熟度越高[11-12]。通過分析穩(wěn)定重礦物組合關(guān)系及ZTR指數(shù)可確定沉積物物源位置、性質(zhì)及搬運方向和搬運距離。

通過重礦物分析，孔西斜坡Ek24油組共識別出3個物源區(qū)：東部的徐黑凸起，北部的孔店凸起，西部的滄縣隆起；5個子物源：舍女寺地區(qū)、捷地地區(qū)、滄市地區(qū)、孔店地區(qū)和王官屯地區(qū)(圖1、表1)。舍女寺地區(qū)重礦物特征為中鋯石(26.8%～33.1%)，高石榴石(46.7%～48.3%)；捷地地區(qū)重礦物特征為中鋯石(26.8%～41.4%)，較高石榴石(32.7%～47.2%)；滄市地區(qū)重礦物特征為中鋯石(26.2%)，中石榴石(30.2%)。可以看出，3個地區(qū)平面上重礦物特征存在明顯差異?？v向上，結(jié)合聯(lián)井砂體剖面(圖1、圖2)，n12(舍女寺)、xz58(孔店)砂體發(fā)育在Ek24油組頂部，kn9(捷地)砂體發(fā)育在油組中部，而斜坡高部位的g196、g105井(滄市)砂體發(fā)育在油組底部，不同地區(qū)砂體發(fā)育部位不同，因此，舍女寺、捷地、滄市、孔店4個地區(qū)存在不同的物源。來自孔店凸起物源的砂體，重礦物特征為高鋯石(61.7%)，低石榴石(12.6%)，低磁鐵礦(3.7%)，ZTR指數(shù)較高為73.3%；重礦物特征明顯不同于西邊的3個物源。王官屯地區(qū)位于研究區(qū)東部，具有中鋯石(31.3%)，高石榴石(48.8%)，低磁鐵礦(2.5%)的重礦物特征，ZTR指數(shù)較低為38.3%，重礦物特征明顯不同于北邊的孔店地區(qū)。

圖1 孔西斜坡Ek24重礦物特征Fig.1 Character of heavy minerals of Ek24 in Kongxi depression

表1 孔西斜坡E24重礦物統(tǒng)計(單井平均值)Table 1 Statistical table of the heavy minerals of Ek24 in Kongxi depression

圖2 n12-kn9-g196-g105-xz58聯(lián)井砂體剖面Fig.2 The connection map of n12-kn9-g196-g105-xz58

1.2 碎屑組分特征

不同的沉積要素(源巖、風化、搬運、沉積)導致了碎屑成分石英、長石和巖屑3組分的比例差異，而3組分相對含量的不同又佐證了源區(qū)的信息[13-15]。孔西斜坡Ek24油組巖屑包括火山巖巖屑、變質(zhì)巖巖屑和沉積巖巖屑，其中火山巖巖屑含量約為10%～30%，平均含量為22.10%；變質(zhì)巖巖屑和沉積巖巖屑含量較少，為5%左右，說明沉積物未經(jīng)過長距離的搬運改造，受后期影響較小，碎屑組分能較好反映源區(qū)性質(zhì)。

通過碎屑組分分析，孔西斜坡Ek24油組共識別出5個子物源，分別為舍女寺、捷地、滄市、孔店以及王官屯子物源(圖3、表2)?？椎甑貐^(qū)兩口取心井，碎屑組分特征表現(xiàn)為低石英(26%～33%)，高長石(45%～52%)，高巖屑(16%～25%)，組分特征與西北部3個子物源存在差異，巖屑含量明顯高于其他物源。王官屯地區(qū)碎屑組分特征表現(xiàn)為中石英(32%～37%)，中—高長石(28%～42%)，巖屑較高(12%～23%)，與臨近的孔店地區(qū)相比，石英含量偏高，長石和巖屑含量偏低。舍女寺地區(qū)碎屑組分特征表現(xiàn)為低石英(29%～34%)，高長石(41%～53%)，中等巖屑(13%～23%)；捷地地區(qū)碎屑組分特征表現(xiàn)為低石英(23%～41%)，中—高長石(39%～49%)，中等巖屑(12%～30%)，長石含量略低于其他物源；滄市地區(qū)碎屑組分特征表現(xiàn)為低石英(26%)，高長石(45%)，低巖屑(14%)，巖屑明顯低于其他物源。

1.3 地震反射特征

相比于常規(guī)傳統(tǒng)物源分析方法，地震資料能更精準地刻畫出物源搬運通道及路徑。由礦物組分及砂體展布特征對物源的指示作用，追根溯源，結(jié)合地震資料，通過系統(tǒng)解釋孔西斜坡Ek24油組源二維地震剖面，精準刻畫出物源口及物源搬運通道(圖4)。由地震剖面反射特征可見，孔二段反射特征與下部地層反射特征相異，孔二段整體呈現(xiàn)較強的中等連續(xù)反射，恢復孔二段沉積時期古地貌，接近物源供給區(qū)，研究區(qū)在東、西、北3個方向均有下切溝槽發(fā)育，進一步識別出5個下切溝槽，依次為舍女寺、捷地、滄市、孔店以及王官屯物源口，下切溝槽特征明顯，從而進一步確定了各盆外物源輸入口的所在位置。說明了侵蝕性古河道位置及流向，可順古河道上溯物源，是古河道位置及物源通道最直接的證據(jù)。其中，捷地、滄市、孔店和王官屯相較于舍女寺的下切溝槽形態(tài)在地震剖面表現(xiàn)為“深”“遠”的特征，說明這些地區(qū)在沉積時古河道流量大且向前推進時攜帶沉積物豐富，物源供給充足，為孔西斜坡Ek24油組的主要物源輸入。通過對孔西斜坡Ek24油組盆內(nèi)二維地震剖面綜合解釋，在孔店地區(qū)、滄市地區(qū)及捷地地區(qū)發(fā)現(xiàn)前積反射結(jié)構(gòu)，物源由古地貌高部位沿侵蝕溝槽順向沉積，經(jīng)過物源口進入孔二段湖盆開闊地帶，砂體漸次推進展布，在同相軸上形成順物源供給方向的前積反射或類前積反射特征，可直接指示古水流攜沉積物向前遞次推進方向，即物源的方向。

圖3 孔西斜坡Ek24輕礦物特征Fig.3 Character of light minerals of Ek24 in Kongxi depression

表2 孔西斜坡E24輕礦物統(tǒng)計(單井平均值)Table 2 Statistical table of the light minerals of Ek24 in Kongxi depression

圖4 Ek24油組地震反射特征Fig.4 Character of seismic refection of Ek24

2 砂體展布

利用鉆井、錄井、測井等分析化驗資料，結(jié)合地震資料，分析各物源區(qū)位置及砂體展布特征(圖5)。受多物源影響，砂體普遍發(fā)育，環(huán)湖發(fā)育5個朵體，平面上表現(xiàn)為由盆地周緣沿各物源供給通道向中心呈條帶狀、席狀、扇狀展布的特征。

圖5 孔西斜坡Ek24油組砂巖等厚圖Fig.5 Isoline map of sandstone content of Ek24 in Kongxi depression

Ek24為湖泛初期，水體緩慢加深，沉積物粒度在整個孔二段沉積體系中最粗，分布最廣，湖盆面積相比最大湖泛期時小。舍女寺辮狀河三角洲、捷地辮狀河三角洲和滄市辮狀河三角洲均來自西部滄縣隆起物源區(qū)；孔店辮狀河三角洲來自北部孔店凸起；王官屯辮狀河三角洲來自東部徐黑凸起。舍女寺辮狀河三角洲波及范圍覆蓋舍女寺地區(qū)，砂巖主體沿西北—東南方向，延伸范圍較小，但厚度較大，達20 m以上，沿n70井-n12井-n60井為軸線分布，向西南方向砂巖厚度變化快，到n38井-n17一線相變?yōu)槟鄮r；向東北方向沿n89井-n91井一線與捷地物源砂體交互。捷地地區(qū)砂巖厚度最大達15 m以上，沿g120井-g181井-w38井軸線分布，砂體分布范圍較廣，呈大面積席狀分布，厚度較小，向西南—東北方向分別與舍女寺物源—滄市物源砂體相互。根據(jù)重輕礦物等特征，推測滄市物源是影響斜坡區(qū)砂體分布的沉積體系之一，斜坡區(qū)無鉆遇井，高部位的g196井、g89井、z45井為這一沉積體系的邊部，滲透砂巖厚度依次為6.0 m、7.0 m、9.5 m，向湖盆中心方向到z39井-j5井-g129井相變?yōu)槟鄮r。北部孔店地區(qū)砂體分布范圍較大，波及棗園及東部的王官屯部分地區(qū)，孔店物源共發(fā)育4個砂巖厚值區(qū)，第一個厚值區(qū)呈土豆塊狀，在cang14井附近，砂巖厚度21 m，向北減薄至yao1井附近相變?yōu)槟鄮r；第二個厚值區(qū)在li16井附近，砂巖厚度24.2 m，向西北減薄，至z29井-z20井-z19井附近砂體厚度小于10 m，至li11井-kn10井-z34井相變?yōu)槟鄮r；第三個厚值區(qū)在xz58井附近，呈長條狀展布，砂巖厚度17.5 m，向東南—西北砂巖厚度變化快，兩側(cè)相變?yōu)槟鄮r；第四個厚值區(qū)沿g101井-g107X1井-z71井-z87井-f40-20井展布，砂巖厚度依次為20 m、20 m、15 m、18 m、17 m，向西北方向砂巖厚度變化快，到z39井-z24井附近相變?yōu)槟鄮r。東部的王官屯地區(qū)砂體分布范圍較廣，呈大面積席狀分布，發(fā)育兩個厚值區(qū)，第一個厚值區(qū)砂巖厚度達15 m以上，沿gx103井-gd18井一線展布，向西北方向減薄至gg1井區(qū)附近相變?yōu)槟鄮r；第二個厚值區(qū)砂巖厚度達20 m以上，沿w9井-g81井-g197井一線展布，向西北減薄至g131井-g133-5井-g2井-g142-1井附近相變?yōu)槟鄮r，向東南方向減薄至g61井-g68井一線相變?yōu)槟鄮r。王官屯物源的砂體在向湖盆推進的過程中在g87井-g62井附近與孔店物源砂體發(fā)生交互。因此，Ek24油組沉積期間，東、西、北3個方向上的物源砂體在向湖盆推進的過程中發(fā)生交互，形成了連續(xù)的砂體，并呈倒“Y”字形展布。

3 結(jié)論

(1)通過對孔西斜坡Ek24油組重礦物、輕礦物、地震反射特征以及砂體展布規(guī)律的精細研究，可識別出西部滄縣隆起、北部孔店凸起和東部徐黑凸起3個方向上的物源，并進一步識別出舍女寺、捷地、滄市、孔店和王官屯5個子物源，它們共同控制砂體的形成和展布，形成了多物源環(huán)湖盆分布的特征。

(2)結(jié)合地震剖面下切溝槽、前積或類前積反射特征和砂體展布規(guī)律的綜合分析，捷地、滄市、孔店和王官屯4個子物源古河道流量較大，物源供給充足，砂體厚度大且延伸較遠，是孔西斜坡Ek24油組沉積時期的主要物源輸入。

(3)孔西斜坡作為巖性油藏的重點勘探領(lǐng)域，近年針對含油氣構(gòu)造鉆探實施的kn9、gx1X1、g108-8、z1504等多口井均揭示了孔二4油組常規(guī)砂巖優(yōu)質(zhì)儲層，并獲得工業(yè)油氣流。該研究成果有效地支撐了勘探生產(chǎn)，保證了儲量任務(wù)的順利完成。下一步，圍繞孔西斜坡主體區(qū)向外擴展，沿砂體發(fā)育區(qū)精細落實構(gòu)造及巖性圈閉，優(yōu)選勘探戰(zhàn)區(qū)，形成規(guī)模增儲新領(lǐng)域。