宋芳屯南部P 油層高頻層序地層格架及沉積特征

王廣杰

（大慶油田有限責(zé)任公司 第八采油廠，黑龍江 大慶163000）

近年來(lái)，高分辨率層序地層學(xué)及其相關(guān)技術(shù)方法被廣泛應(yīng)用于我國(guó)復(fù)雜多變的陸相含油氣盆地分析中[1-5]，該理論以地層沉積響應(yīng)動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，基準(zhǔn)面旋回變化為直接驅(qū)動(dòng)機(jī)制，對(duì)分析氣候變遷迅速、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁、可容空間及沉積物供給速率（A/S）變化快的陸相盆地具有很好的適用性。目前松遼盆地宋芳屯地區(qū)油氣勘探開(kāi)發(fā)的主要對(duì)象為巖性油氣藏，尋找?guī)r性圈閉，分析巖性圈閉的有利形成條件就顯得尤為重要[6-10]。前人對(duì)松遼盆地三肇地區(qū)葡萄花沉積時(shí)期的構(gòu)造演化、層序地層格架及沉積體系的方面都進(jìn)行了較為深入的研究[11-18]，但對(duì)宋芳屯地區(qū)P 油層的劃分精度僅能達(dá)到短期旋回級(jí)別，對(duì)高分辨率層序格架下的單砂體分布特征及沉積演化分析報(bào)道的較少，由于宋芳屯油田P 油層儲(chǔ)集砂體規(guī)模小，連續(xù)性較差，對(duì)單砂體的分布認(rèn)識(shí)不清，制約了油田的勘探與開(kāi)發(fā)。因此，筆者運(yùn)用高分辨率層序地層學(xué)理論，依據(jù)巖心、地震、測(cè)井等資料所反映出的層序界面特征，通過(guò)對(duì)各級(jí)次基準(zhǔn)面旋回識(shí)別與劃分對(duì)比，建立了P 油層高頻層序地層格架，進(jìn)而對(duì)其控制下的砂體分布規(guī)律進(jìn)行研究，以期能對(duì)宋芳屯地區(qū)巖性油藏的進(jìn)一步勘探挖潛具有重要的指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)背景

宋芳屯油田位于松遼盆地三肇凹陷的中南部，處于北東-南西向傾覆的鼻狀構(gòu)造上。地層主要為白堊系，由下向上依次為火石嶺組、沙河子組、營(yíng)城組、登婁庫(kù)組和泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺(tái)組和明水組[19]（見(jiàn)圖1）。其中，位于姚家組一段的P 油層是主要勘探開(kāi)發(fā)目的層。姚一段沉積時(shí)期，盆地沉降速度緩慢，地形平緩，湖水淺，物源供給充足，沿北部長(zhǎng)軸方向發(fā)育大型河控淺水三角洲砂體，該砂體物性較好，為宋芳屯油田P 油層的主力儲(chǔ)集體。

圖1 松遼盆地宋芳屯地區(qū)區(qū)域位置Fig.1 Regional location of Songfangtun area in Songliao basin

2 P 油層高分辨率層序地層劃分與對(duì)比

2.1 P 油層各級(jí)次層序界面識(shí)別

層序界面的識(shí)別是層序劃分的前提，高分辨率層序地層學(xué)理論指出一個(gè)完整的層序應(yīng)由基準(zhǔn)面上升半旋回和基準(zhǔn)面下降半旋回這兩個(gè)半旋回時(shí)間單元組成，分界線為基準(zhǔn)面上升至最高點(diǎn)后轉(zhuǎn)向下降的轉(zhuǎn)換面及下降至最低點(diǎn)后轉(zhuǎn)向上升的轉(zhuǎn)換面：前者是具有重要等時(shí)意義的湖泛面，其中可對(duì)比性最好的為中、長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回內(nèi)的最大湖泛面；后者為層序界面，往往表現(xiàn)為不同規(guī)模和不同成因的侵蝕沖刷面或構(gòu)造不整合，在高頻短周期基準(zhǔn)面旋回中等時(shí)性較強(qiáng)，隨旋回周期的增長(zhǎng)，等時(shí)性逐漸減弱而穿時(shí)跨度逐漸增大，在低頻長(zhǎng)周期基準(zhǔn)面旋回中穿時(shí)性往往較大。參考前人對(duì)層序界面的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)[20-22]，在P 油層內(nèi)共識(shí)別出了主要受構(gòu)造因素控制的II 類(lèi)、Ⅲ類(lèi)層序界面及主要受天文周期和氣候波動(dòng)等因素控制的Ⅳ、Ⅴ類(lèi)層序界面。除P 油層頂、底發(fā)育以區(qū)域性構(gòu)造不整合面為特征的II 類(lèi)、Ⅲ類(lèi)層序界面外，P 油層中主要發(fā)育規(guī)模逐次減小的Ⅳ至Ⅴ類(lèi)界面，產(chǎn)狀主要為小型河道侵蝕沖刷面及巖性、巖相組合轉(zhuǎn)換面（見(jiàn)圖2）。

圖2 宋芳屯地區(qū)P 油層高分辨率層序地層對(duì)比Fig.2 High resolution sequence stratigraphic correlation map of P oil layer in Songfangtun area

2.2 P 油層精細(xì)對(duì)比方法及等時(shí)格架建立

高分辨率層序地層劃分對(duì)比是精細(xì)研究平面沉積微相的重要基礎(chǔ)，直接關(guān)系到儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的精確度。筆者應(yīng)用多級(jí)標(biāo)志層體系控制、區(qū)域封閉骨架剖面閉合、同生斷層沉積模式指導(dǎo)、逐級(jí)逼近優(yōu)先對(duì)比等地層對(duì)比方法，在高分辨率層序地層學(xué)理論的指導(dǎo)下，建立統(tǒng)一且精細(xì)的高分辨率等時(shí)地層格架。遵循原則如下：

（1）選取具有區(qū)域穩(wěn)定性、特殊性且易于鑒別的單層或巖性組合作為標(biāo)志層，同時(shí)根據(jù)其穩(wěn)定程度及可控制范圍將識(shí)別出的標(biāo)志層劃分為四個(gè)級(jí)別，其中一級(jí)標(biāo)志層在全區(qū)范圍內(nèi)可進(jìn)行追蹤對(duì)比，穩(wěn)定程度大于80%,如P 油層頂界下為灰綠色塊狀泥巖，界面上為灰黑色泥巖，富含介形蟲(chóng)、葉肢介化石；二級(jí)標(biāo)志層在凹陷內(nèi)多個(gè)三級(jí)構(gòu)造帶內(nèi)可進(jìn)行追蹤對(duì)比，穩(wěn)定程度大于60%，如P6 層頂界面為分流河道間泥質(zhì)沉積，主要為灰色薄層泥質(zhì)粉砂巖或砂巖；三級(jí)、四級(jí)標(biāo)志層在單一三級(jí)構(gòu)造帶或更小的范圍內(nèi)可追蹤對(duì)比，穩(wěn)定程度大于40%。

（2）利用識(shí)別出的P 油層頂?shù)撞徽厦娴纫患?jí)標(biāo)志層對(duì)比長(zhǎng)期旋回，研究區(qū)P 油層頂部廣泛發(fā)育由高伽馬、低電阻的厚層泥巖向下突變?yōu)榈唾ゑR、高電阻鈣質(zhì)標(biāo)志層，P 油層底部廣泛發(fā)育3 套由高伽馬、低電阻厚層泥巖的標(biāo)志層。

（3）依據(jù)局部不整合面及次級(jí)湖泛面等二級(jí)標(biāo)志層對(duì)比中期旋回，中期旋回常具有穩(wěn)定的地層疊加特征，而次級(jí)湖泛面往往出現(xiàn)在呈退積疊加樣式的基準(zhǔn)面旋回與呈進(jìn)積疊加樣式的基準(zhǔn)面旋回之間的轉(zhuǎn)換處，是中期旋回追蹤對(duì)比最易于識(shí)別且可靠的標(biāo)志。

（4）利用局部湖泛面、大型河道頂部等三級(jí)、四級(jí)標(biāo)志層對(duì)比短期旋回。

（5）結(jié)合同生斷層模式，以封閉骨架剖面閉合檢驗(yàn)對(duì)比結(jié)果（見(jiàn)圖2）。

最后總結(jié)不同級(jí)次基準(zhǔn)面旋回變化所產(chǎn)生的沉積學(xué)響應(yīng)特征，將研究區(qū)P 油層劃分為2 個(gè)中期、5 個(gè)短期和12 個(gè)超短期層序（見(jiàn)圖3），并建立起覆蓋全區(qū)的高分辨率等時(shí)地層格架。地層厚度受古地貌和基準(zhǔn)面變化的雙重控制，順物源地層逐層減薄，形成了“北厚-南薄”的地層發(fā)育模式（見(jiàn)圖2）。

3 地層格架控制的沉積特征

3.1 沉積微相砂體類(lèi)型

在區(qū)域構(gòu)造和沉積背景認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)工區(qū)內(nèi)42 口取心井巖心的詳細(xì)觀察及對(duì)沉積砂體類(lèi)型的精細(xì)研究，確定研究區(qū)P 油層發(fā)育淺水三角洲相，主要發(fā)育三角洲前緣亞相，可細(xì)分為水下分流河道、席狀砂、決口扇、漫流砂、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、河道間和席間泥8 種沉積微相（見(jiàn)圖4）。其中，水下分流河道微相砂質(zhì)含量較高，巖性以粉砂巖為主，具有下粗上細(xì)的正韻律特征，發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理、底部可見(jiàn)沖刷面，測(cè)井曲線表現(xiàn)為箱形或鐘形；分流間灣巖性較細(xì)，以灰色泥巖和泥質(zhì)粉砂為主，發(fā)育水平層理，常見(jiàn)植物碎屑等。河口壩微相巖性以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和泥巖為主，具有下細(xì)上粗的反韻律，發(fā)育波狀層理、滑塌變形層理等，測(cè)井曲線為漏斗形；席狀砂以泥質(zhì)粉砂巖與泥巖互層為主，主要發(fā)育波狀交錯(cuò)層理，曲線主要為指狀特征。

圖3 宋芳屯地區(qū)P 油層高分辨率層序地層劃分（F136）Fig.3 High resolution sequence stratigraphic division of P oil layer in Songfangtun area (F136)

圖4 宋芳屯地區(qū)P 油層沉積微相類(lèi)型Fig.4 Microfacies types of P reservoir in Songfangtun area

3.2 沉積體系展布特征

沉積體系演化受基準(zhǔn)面旋回變化控制。圖5 為 宋芳屯地區(qū)P 油層沉積微相平面演化。

圖5 宋芳屯地區(qū)P 油層沉積微相平面演化Fig.5 Plane evolution diagram of sedimentary microfacies in P reservoir in Songfangtun area

P9-P6 為中期基準(zhǔn)面下降半旋回，呈進(jìn)積序列，可劃分2 個(gè)短期和4 個(gè)超短期旋回。該期由于基準(zhǔn)面下降，可容納空間縮小，物源供給充分，水下分流河道砂體開(kāi)始發(fā)育，向湖盆方向不斷推進(jìn)，水下分流河道砂體厚度和分布范圍逐漸增大（見(jiàn)圖5），而道間砂體的厚度較薄，不規(guī)則分布。P9 超短期旋回時(shí)期，沉積微相以三角洲前緣水下分流河道和席狀砂沉積為主，局部發(fā)育決口扇、河口壩微相，水下分流河道砂體成條帶狀分布，延伸距離較短（見(jiàn)圖5（a））；隨著基準(zhǔn)面旋回的變化，水下分流河道砂體逐漸發(fā)育，延伸距離也隨之較遠(yuǎn)，席狀砂與分流道間面積也逐漸增大，呈不規(guī)則狀分布在水下分流河道的邊部（見(jiàn)圖5）。整體P9-P6 超短期旋回沉積序列，反映基準(zhǔn)面下降，水體變淺，水下分流河道砂體逐漸向湖進(jìn)積的過(guò)程（見(jiàn)圖5（a）-（d））。

P52-P1 為中期基準(zhǔn)面上升半旋回，呈退積序列，可劃分為3 個(gè)短期和8 個(gè)超短期旋回。該沉積時(shí)期基準(zhǔn)面不斷持續(xù)上升，可容納空間逐漸增大，水體向上逐漸變深，沉積砂體分布范圍較大（見(jiàn)圖5）。P52 超短期旋回時(shí)期，水下分流河道延伸距離較遠(yuǎn)，同時(shí)在西南部也發(fā)育四條水下分流河道砂體，而河道間分布范圍較大，主要發(fā)育在河道邊部，局部地區(qū)發(fā)育河口壩與決口扇微相（見(jiàn)圖5（e））。P51 超短期旋回時(shí)期，水下分流河道分側(cè)向頻繁遷移，延伸較遠(yuǎn)，面積較大，南北物源均較發(fā)育，而在河道邊部的漫流砂微相及其發(fā)育，河道間微相主要分布在其周?chē)ㄒ?jiàn)圖5（f））。P42、P41 超短期旋回時(shí)期，水下分流河道活動(dòng)較弱，規(guī)?？s小，河道微相萎縮，延伸距離較短，南部物源消失，而在河道邊部的漫流砂微相及其發(fā)育，河道間微相主要分布在其周?chē)ㄒ?jiàn)圖5（g））。P3 超短期旋回時(shí)期，水下分流河道活動(dòng)再次增強(qiáng)，延伸距離較遠(yuǎn)，席狀砂分布在水下分流河道周邊，分布面積較大，局部地區(qū)發(fā)育河道間與席間泥微相（見(jiàn)圖5（i））。P22 超短期旋回時(shí)期，水下分流河道活動(dòng)持續(xù)增強(qiáng)，河道較發(fā)育延伸距離遠(yuǎn)，席狀砂分布范圍較大，而在北部與西部的河道周邊發(fā)育漫流砂微相，局部地區(qū)發(fā)育河道間、河口壩、遠(yuǎn)砂壩等微相（見(jiàn)圖5（j））。P21 超短期旋回時(shí)期，基準(zhǔn)面下降期，河道活動(dòng)減弱，延伸距離萎縮，席狀砂分布范圍也相應(yīng)縮小，河道間與席間泥相對(duì)發(fā)育，局部地區(qū)發(fā)育漫流砂與河口壩砂體（見(jiàn)圖5（k））。而P1 時(shí)期，河道活動(dòng)更弱，延伸距離再次萎縮，延伸距離較短，席狀砂面積也隨之縮小，而在河道前段河口壩微相較為發(fā)育，在東南部發(fā)育濱淺湖微相（見(jiàn)圖5（l））。

4 結(jié) 論

（1）P 油層發(fā)育4 類(lèi)層序界面，共劃分為2 個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回、5 個(gè)短期基準(zhǔn)面旋回和12 個(gè)超短期基準(zhǔn)面旋回，以短期旋回為框架結(jié)構(gòu)，以超短期旋回為單砂體級(jí)對(duì)比單元的高頻層序地層格架，地層厚度受古地貌和基準(zhǔn)面變化的雙重控制，順物源地層逐層減薄，形成了“北厚-南薄”的地層發(fā)育模式。

（2）宋芳屯地區(qū)P 油層發(fā)育淺水三角洲沉積體系，研究區(qū)主要發(fā)育三角洲前緣亞相，進(jìn)而識(shí)別出水下分流河道、席狀砂、決口扇、漫流砂、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、河道間和席間泥8 種微相砂體。

（3）P9—P6 時(shí)期基準(zhǔn)面下降，可容納空間縮小，物源供給充分，水下分流河道砂體開(kāi)始發(fā)育，向湖盆方向不斷推進(jìn)，分布范圍相對(duì)較小；P52-P1 時(shí)期基準(zhǔn)面不斷持續(xù)上升，可容納空間逐漸增大，沉積砂體分布范圍較大。三角洲前緣水下分流河道砂體廣泛發(fā)育，延伸距離較遠(yuǎn)，由于頻繁的分叉和改道，水下分流河道砂體縱向疊置、橫向連片，平面上呈樹(shù)枝與條帶狀展布，該砂體物性較好，為主力儲(chǔ)集體。