斷陷湖盆緩坡帶古河道定量恢復(fù)方法及油氣地質(zhì)意義：以霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組為例

張自力，朱筱敏*，陳賀賀，張銳鋒，曹蘭柱，施瑞生，謝爽慧

1. 中國(guó)石油大學(xué)（北京） 地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249；

2. 中國(guó)石油天然氣股份有限公司 華北油田分公司，任丘 062550

1 前言

河流相作為一種重要的油氣儲(chǔ)集單元，一直以來(lái)備受諸多石油地質(zhì)學(xué)家和沉積學(xué)家的關(guān)注（Miall,1985; Posamentier et al.，2001; Catuneanu, 2006；吳勝和等，2008；Yue et al.，2019）。作為油氣田開(kāi)發(fā)的重要儲(chǔ)層類(lèi)型，河流砂體定量表征會(huì)影響油氣田開(kāi)發(fā)效率。對(duì)于古河道的古河型及古水文的定量估算由來(lái)已久，前人通過(guò)計(jì)算河道的寬度、深度、古坡度及流量等參數(shù)，從而判斷沉積環(huán)境，確定河流類(lèi)型，并建立了大量的河流環(huán)境和沉積（層序）模式，為油氣勘探開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)依據(jù)（Shanley and Mccabe, 1968；Wright and Marriott, 1993；李勇,2013，蒲秀剛等, 2018）。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者基于露頭上沉積構(gòu)造的三維幾何參數(shù)特征分析，對(duì)其發(fā)育的沉積要素進(jìn)行定量化解釋?zhuān)七M(jìn)了深時(shí)沉積體系定量化表征的相關(guān)研究（Bridge，2003；Bhattacharya et al.，2004，2016）。此外，地震沉積學(xué)理論及技術(shù)的出現(xiàn)，極大地推動(dòng)了對(duì)沉積地質(zhì)體三維幾何形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和沉積過(guò)程的研究（Wood and Mize-Spansky，2007；Zeng et al.，2004；朱筱敏等，2009, 2011, 2020）。眾所周知，相比于海相沉積盆地，陸相斷陷湖盆具有沉積體系類(lèi)型多、沉積體規(guī)模較小、砂體側(cè)向連續(xù)性相對(duì)較差且儲(chǔ)層控制因素復(fù)雜的特征。斷陷盆地緩坡是物源供給明顯、沉積體系類(lèi)型多樣的構(gòu)造單元，特別是在湖盆演化的坳陷階段發(fā)育儲(chǔ)集性能良好的多種類(lèi)型河流沉積。顯然，如何明確古河型、控制因素、砂體成因類(lèi)型及規(guī)模砂體的空間分布特征，是河流相巖性—地層圈閉勘探開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)。

霸縣凹陷文安斜坡古近系東營(yíng)組發(fā)育一套以泛濫平原—河流為主的沉積建造，是在氧化環(huán)境下形成的紅色陸相碎屑巖沉積（張文朝等，2001；張自力等，2019）。近些年來(lái)在文安斜坡河流相油氣勘探取得了一系列成果，顯示出東營(yíng)組具有平面上含油連片、縱向上不同含油層系疊置的特點(diǎn)，但是對(duì)于砂體空間分布及其定量表征、巖性油氣藏分布規(guī)律缺乏系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)，這很大程度上制約了東營(yíng)組河道砂巖巖性油氣藏的勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)程（趙力民等，2009；馮晗等，2012；楊德相等，2016）。得益于霸縣凹陷文安斜坡較高的鉆井覆蓋率和豐富的取心資料，尤其是三維深度地震數(shù)據(jù)的應(yīng)用，為東營(yíng)組河流定量化研究提供了豐富而堅(jiān)實(shí)的研究材料。本次對(duì)文安斜坡東營(yíng)組河流相河型參數(shù)定量化研究體現(xiàn)了地質(zhì)與地球物理方法的交叉綜合：（1）巖心沉積構(gòu)造定量化解釋?zhuān)唬?）典型測(cè)井曲線篩選計(jì)算；（3）井震標(biāo)定地震剖面測(cè)定；（4）定量地震地貌學(xué)分析。基于單井尺度開(kāi)展沉積構(gòu)造定量化解釋?zhuān)庠讷@得河道深度和寬度等參數(shù)；基于地震尺度開(kāi)展定量地震地貌學(xué)分析，意在獲得河道寬度和長(zhǎng)度等參數(shù)。通過(guò)上述兩種尺度、四種分析方法的定量化研究，既能獲得河流相地貌學(xué)參數(shù)，又可以相互印證定量化研究精度，從而有利于斷陷湖盆緩坡帶河流相定量化研究。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

冀中坳陷為渤海灣中新生代含油氣盆地西部的次一級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元，是在華北古地臺(tái)基底上發(fā)育起來(lái)的中、新生代沉積坳陷（圖1）。霸縣凹陷是冀中坳陷北部的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，文安斜坡位于霸縣凹陷東部構(gòu)造緩坡帶，東臨滄縣隆起區(qū)，北部以里瀾斷層與武清凹陷相隔，向南延伸至饒陽(yáng)凹陷北部南馬莊構(gòu)造帶，整體呈NE—SW走向（翟光明,1998; 張文朝等, 2001）。文安斜坡是霸縣凹陷古近紀(jì)時(shí)期，受斷裂活動(dòng)不均衡性以及盆地基底斷塊翹傾共同作用下形成的西斷、東超這一典型箕狀洼陷的構(gòu)造緩坡。

鉆井資料顯示，霸縣凹陷古近系發(fā)育齊全，自下而上發(fā)育孔店組（Ek）、沙河街組（Es）、東營(yíng)組（Ed）（圖2）。東營(yíng)組屬于霸縣凹陷古近系強(qiáng)烈斷陷三幕中第二階段穩(wěn)定差異沉降時(shí)期的產(chǎn)物，整體呈楔狀，由西向東逐漸超覆減薄，頂部遭受剝蝕。東營(yíng)組沉積時(shí)期工區(qū)內(nèi)發(fā)育以NE-SW向小型正斷層，多是早期老斷層再次活動(dòng)的產(chǎn)物（圖3），斜坡帶斷層控制沉積作用有限，僅調(diào)節(jié)局部砂巖的分散方向。東營(yíng)組時(shí)期霸縣凹陷沉積、沉降中心分別位于牛東斷層北段下降盤(pán)霸縣洼槽和南段的白洋淀次洼，文安斜坡物源主要來(lái)自于工區(qū)東部大城凸起，自北向南依次發(fā)育蘇橋、文安和長(zhǎng)豐鎮(zhèn)三大主要物源口（圖1）。

圖1 冀中中北部地區(qū)霸縣凹陷文安斜坡位置及盆地結(jié)構(gòu)圖Fig. 1 Map showing the location of the Wen’an slope and the basin structures of Baxian sag in Jizhong Depression

圖2 霸縣凹陷盆地演化及東營(yíng)組地層特征Fig. 2 Basin evolution and stratigraphic characteristics of Ed in Baxian sag

圖3 霸縣凹陷東營(yíng)組地層結(jié)構(gòu)及地震反射特征（剖面位置見(jiàn)圖1）Fig. 3 Stratigraphic structures and seismic reflection characteristics of Ed in Baxian sag

研究區(qū)東營(yíng)組埋深淺（＜2500 m），地層厚度差異較大（厚度950～40 m），垂向上顯示出粗—細(xì)—粗的完整沉積旋回，泥巖顏色為上下紅，中間綠，可劃分出三個(gè)亞段（圖2）。下部巖性為互層紫紅色泥巖與灰色砂巖夾薄層灰色泥巖，中部為灰色、灰綠色含螺泥巖夾薄層砂巖、粉砂巖，上部為互層淺灰色砂巖與紫紅色泥巖，巖心中砂巖普遍膠結(jié)疏松，泥巖呈松散狀。實(shí)際生產(chǎn)中，習(xí)慣將文安斜坡按構(gòu)造位置劃分為外、中、內(nèi)三個(gè)部分，其中斜坡中帶特別是臨近大城凸起區(qū)的斜坡外帶是東營(yíng)組厚層砂巖、砂礫巖主要的分散區(qū)域，而斜坡內(nèi)帶以厚層紅色、棕紅色泥質(zhì)沉積為主（圖3）。通常認(rèn)為，文安斜坡東營(yíng)組時(shí)期河道類(lèi)型以礫質(zhì)辮狀河微相和砂質(zhì)辮狀河道微相為主的辮狀河沉積。筆者研究認(rèn)為，氣候的周期性變化影響了物源輸入量，并與斷塊的翹傾共同作用控制了文安斜坡河流類(lèi)型和砂體特征。東營(yíng)組河流周期性地水位變化形成曲流河和辮狀河沉積，主要發(fā)育河道沉積、河道沙壩沉積和泛濫平原沉積3類(lèi)亞相和6種微相砂體類(lèi)型（紀(jì)友亮等，2009；張振平等，2009；張自力等，2020；Zhang et al.，2019）。

3 河型參數(shù)及計(jì)算

3.1 河型參數(shù)類(lèi)型

成功的河流相儲(chǔ)層勘探與開(kāi)發(fā)取決于表征河流相砂礫巖體的三維幾何參數(shù)。此外，高精度的三維儲(chǔ)層建模，也需要對(duì)儲(chǔ)集體三維幾何參數(shù)做出準(zhǔn)確的估算。前人基于大量河流相露頭的野外實(shí)測(cè)，參考第四系河流相儲(chǔ)層幾何構(gòu)型參數(shù)的關(guān)系，發(fā)展了一系列古河道水文參數(shù)的計(jì)算方法，并建立了各個(gè)水文變量之間的相互關(guān)系，這些水文參數(shù)及其之間的相互關(guān)系，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于曲流河、辮狀河、三角洲等沉積儲(chǔ)集砂體預(yù)測(cè)工作（Shanley and Mccabe, 1968；Wright and Marriott, 1993；Bridge and Tye，2000； Bridge，2003；Bhattacharya and Tye,2004; Bhattacharya et al.，2016；吳勝和等，2008；Yue et al.，2019)。

3.1.1 主要河道參數(shù)

3款面膜擬合水光指數(shù)提升結(jié)果其消費(fèi)者使用后自我評(píng)估水光感結(jié)果見(jiàn)表9, 將通過(guò)該模型計(jì)算得到的擬合水光指數(shù)提升百分比與自我評(píng)估使用產(chǎn)品后肌膚水光感進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表10。

本次綜合前人的研究方法并根據(jù)霸縣凹陷地質(zhì)和地球物理資料特征，通過(guò)定量巖心分析、測(cè)井相解釋、定量地震沉積學(xué)和地震反射特征分析這四種方法計(jì)算河流相參數(shù)，其主要的河型參數(shù)包括（表1）：交錯(cuò)層理厚度（S/cm），沙丘高度（B/cm），河道沉積時(shí)水深（D/cm），平均河道深度（Dc/m），滿岸河道深度（Dmax/m），河道寬度（Wc/m），河道帶寬度（wcb/km或m），主河道厚度（H/m），平均主河道厚度（Hc/m），河流長(zhǎng)度（L/ km或m），河流流向（A/°）。

表1 霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組河道參數(shù)對(duì)比表Table 1 Comparison of channel parameters of Ed in Wen’an slope of Baxian sag

3.1.2 河道參數(shù)之間相互關(guān)系

其中：S為巖心上單個(gè)正韻律層段沖刷面至楔狀交錯(cuò)層理頂部的厚度；β為沙丘頂部被沖刷未保存部分的厚度；Bm為平均沙丘高度（Bridgeet et al.，2000；Bhattacharya et al.，2004，2016；Chen et al.，2019）。

3.2 河型參數(shù)計(jì)算

3.2.1 基于巖心的定量沉積構(gòu)造解釋

在牽引流沉積中，沉積構(gòu)造的厚度規(guī)模（尤其是楔狀交錯(cuò)層理的層系厚度）體現(xiàn)了沉積水動(dòng)力條件，間接指示了沉積時(shí)期河道的水體深度。基于河道寬深之間的定量化關(guān)系，可得出河道的寬度等參數(shù)（Bridge，2003；Bhattacharya et al., 2004，2016）。定量化計(jì)算地下河道或河道帶的寬度需要準(zhǔn)確的估算最大河道滿岸深度，而最大河道滿岸深度的估算，需要通過(guò)完整的、未削截的、去壓實(shí)校正的河道沙壩厚度。巖心和露頭估算河道深度最直接的方法是測(cè)量點(diǎn)壩的厚度，一般認(rèn)為點(diǎn)壩的厚度可以近似代表河流深度。這種估算方法多應(yīng)用于野外露頭的實(shí)測(cè)分析中，但由于古代沉積物點(diǎn)壩受多期河道的改造，難以識(shí)別完整的單一旋回，對(duì)河道深度的估算存在一定困難。因此，通過(guò)殘存河道點(diǎn)壩內(nèi)部沙丘的高度進(jìn)行最大河道滿岸深度的計(jì)算，成了唯一相對(duì)準(zhǔn)確且可行的方法。沙丘的高度與沙丘內(nèi)部交錯(cuò)層理的厚度密切相關(guān)。因此，進(jìn)行精確的定量化沉積構(gòu)造解釋?zhuān)枰y(tǒng)計(jì)盡可能多取心井巖心資料中的交錯(cuò)層理厚度，以增加數(shù)據(jù)的代表性和穩(wěn)定性（Bridge and Tye，2000）。

基于霸縣凹陷文安斜坡12口取心井268 m巖心觀察統(tǒng)計(jì)（n=59）（圖4），東營(yíng)組河道砂巖交錯(cuò)層理厚度（S）為5～75 cm，主要的厚度分布于8～31 cm，平均交錯(cuò)層理厚度（Sm）為19.55 cm（圖5）。利用上述經(jīng)驗(yàn)公式①，獲取β參數(shù)值，并依次帶入②-④。從而獲得沙丘高度（B）為23.6～91.6 cm，平均沙丘高度（Bm）為57.7 cm，主河道沉積水深（D）為1.34～5.21 m，平均水深（Dm）為3.29 m，主河道滿岸水深（Dmax）為2.35～9.15 m，平均滿岸水深（Dmaxa）為5.77m。通常認(rèn)為主河道厚度（H）與滿岸水深（Dmax）相近（H=1.1 Dmax），主河道厚度（H）為2.14～8.32 m，平均主河道厚度（Hc）為5.25 m。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式⑤和⑥，計(jì)算得出主河道滿岸寬度（W）為15.2～179.6 m，平均主河道滿岸寬度（Wc）為84.4 m，河道帶寬度（w）101.9～1847.2 m，平均河道帶寬度（wcb）為782.8 m。

圖4 霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組典型巖心分析柱狀圖Fig. 4 Typical core analyses of Ed in Wen’an slope of Baxian sag

圖5 霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組河流相砂體巖心解釋交錯(cuò)層理厚度分布（n=59）Fig. 5 Thickness distribution of riverine cross bedding based on core analyses in Ed of Wen’an slope, Baxian sag

3.2.2 基于測(cè)井相河型參數(shù)估算

霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組一期完整的河道下部發(fā)育交錯(cuò)層理的中—粗粒砂巖，上部河道巖性則主要為細(xì)砂巖、粉砂巖及泥巖。在錄井巖電解釋過(guò)程中，通過(guò)測(cè)井曲線（SP、GR、AC）形態(tài)（“箱”型、“鐘”型等）可以用來(lái)識(shí)別河道單期河道底界面，頂界面則通過(guò)GR曲線中砂巖向泥巖高值轉(zhuǎn)變位置進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)剔除多期相互切割的河道段，SP測(cè)井曲線多為復(fù)合“箱”型、復(fù)合“鐘”型等結(jié)構(gòu)。

圖6 霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組東三段厚度及鉆井巖電特征分布圖（范圍見(jiàn)圖1）Fig. 6 Distribution of formation thickness and lithology/electricity characteristics of the Ed3 in Wen'an slope, Baxian

3.2.3 地震沉積學(xué)定量刻畫(huà)

大量研究表明，地震沉積學(xué)是沉積砂體成像的一個(gè)強(qiáng)有力工具，其研究流程中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是地層切片。不同于地震時(shí)間切片、沿層切片，地層切片技術(shù)能極大的減少切片的穿時(shí)問(wèn)題，特別適合楔形沉積層序內(nèi)部沉積演化的分析。地震模型和三維地震解釋均表明，地層切片技術(shù)能夠真實(shí)的呈現(xiàn)最貼近地質(zhì)時(shí)間界面，通過(guò)該技術(shù)獲得的地層切片反映的是地質(zhì)時(shí)間界面（沉積界面）上的地震屬性。借助等時(shí)地層切片方法，建立垂向地層切片數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而精細(xì)刻畫(huà)沉積體地貌特征，分析并建立垂向演化規(guī)律（Zeng et al.，2004）。定量地震地貌學(xué)其定量化依據(jù)是地震振幅屬性的邊界特征，不同巖性對(duì)于地震反射屬性的響應(yīng)強(qiáng)度不同，認(rèn)為地震屬性邊界被認(rèn)為是真實(shí)沉積相邊界的最小范圍（Posamentier and Kolla，2003； Wood and Mize-Spansky，2007）。針對(duì)不同的沉積體系，其定量化地震地貌學(xué)分析中關(guān)注的沉積要素特征不同，對(duì)于文安斜坡東營(yíng)組河流相定量化地震地貌學(xué)研究，可以獲得平均河道帶寬度（Wcb）、平均主河道寬度（wc）、平均河道帶長(zhǎng)度（Lcb）以及河道流向等參數(shù)（A）。

本次研究采用曾洪流、朱筱敏等人（2012）提出的地震沉積學(xué)工作流程（Zeng et al., 1998；朱筱敏等，2009, 2012, 2020），主要包括建立高精度等時(shí)地層格架、90°相位變換、屬性優(yōu)選、地層切片的制作和地貌—沉積學(xué)解釋等內(nèi)容。研究區(qū)三維地震數(shù)據(jù)覆蓋面積約為823 km2，原始的地震資料相位角為0°，地震有效頻帶寬度6～65 Hz，主頻27 Hz，正常極性。利用Geoscope軟件在建立地層模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行地層切片的制作，以東營(yíng)組頂?shù)譚2、T3界面為邊界，在東營(yíng)組內(nèi)部差值100張地層切片。

通過(guò)精細(xì)地層切片制作和解釋?zhuān)x取No.61和No.82這兩張典型地層切片（位置見(jiàn)圖2）列舉河流相定量地震沉積學(xué)研究（圖7）。根據(jù)巖性與波阻抗關(guān)系，在RMS屬性切片中，砂質(zhì)相帶多呈現(xiàn)暖色（紅—黃）的反射特征，泥質(zhì)相帶多呈現(xiàn)冷色（藍(lán)）的反射特征，砂泥間互相帶多呈現(xiàn)過(guò)渡色（綠）的反射特征。借助井—震巖性標(biāo)定，直接獲取河道帶寬度（w）為0.89～3.22 km，主要集中于1.04～2.61 km，平均河道寬度（wbc）為1.71 km（測(cè)量主河道寬度（W）為0.20～0.92 km，平均主河道寬度（Wc）為0.5 km）。河道長(zhǎng)度（L）為18.5～28.2 km，平均河道帶長(zhǎng)度（Lcb）為25.1 km（表2）。估算并統(tǒng)計(jì)得出文安斜坡河流流向與正北夾角（Angle）為40～65°。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式④、⑤和⑥計(jì)算得出，工區(qū)內(nèi)主河道沉積水深（D）為4.94～6.44 m，平均水深（Dm）為5.69 m，主河道滿岸水深（Dmax）為8.67～11.3 m，平均滿岸水深（Dmaxa）為9.98 m。主河道滿岸寬度（W）為163～263 m，平均主河道寬度（Wc）為210 m，主河道厚度（H）為7.9～10.3 m，平均河道厚度（Hc）為9.1 m。

表2 霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組基于定量地震沉積學(xué)分析方法的河道參數(shù)對(duì)比表Table 2 Parameters based on quantitative seismic sedimentology analyses of Dongying formation in Wen’an slope of Baxian sag

圖7 霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組典型地層切片特征及分析圖（范圍見(jiàn)圖1）Fig. 7 Stratigraphic slice and analysis of Ed in Wen’an slope of Baxian sag

3.2.4 地震反射河型參數(shù)估算

三維地震資料的廣泛應(yīng)用推動(dòng)深時(shí)沉積學(xué)的研究由點(diǎn)維度（鉆孔資料）和線維度（二維地震測(cè)線）向體維度（三維地震數(shù)據(jù)體）轉(zhuǎn)變。根據(jù)工區(qū)大量鉆井巖/電特征，識(shí)別和分析河道砂巖組合特征，通過(guò)井—震標(biāo)定明確河道砂體的空間分布，利用地震反射連續(xù)性識(shí)別同期河道及河道帶邊界，從而獲得主河道及河道帶視寬度。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景和地層切片估算剖面中河道流向與剖面夾角，通過(guò)三角函數(shù)計(jì)算最終得到真實(shí)河道（帶）寬度。再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式反推河流深度，滿岸深度及厚度等參數(shù)（Zhang et al.，2019）。

以研究區(qū)東南部鉆遇主河道探井W93為重點(diǎn)解剖對(duì)象（圖6a），利用橫切河流流向6條地震剖面，以東營(yíng)組頂?shù)譚2和T3反射層為標(biāo)志層，并將頂部反射界面T2層拉平，識(shí)別河道（帶）特征，估算河道參數(shù)（圖8）。研究目標(biāo)剖面河流長(zhǎng)度（L）為3.28 km，剖面中河流流向與剖面夾角（α）為40～50°。河道帶測(cè)量寬度為2.25～3.4 km（剔除受剝蝕影響的圖8a剖面），主河道帶測(cè)量寬度為0.03～0.65 km，平均測(cè)量寬度為0.25km，主河道測(cè)量累積厚度（h）為16～32 m，平均測(cè)量累積厚度（hc）為19.5 m（表3）。通過(guò)三角函數(shù)計(jì)算，獲得河道帶寬度（w）1.47～2.64 km，平均河道帶寬度（wcb）為1.96 km，主河道滿岸寬度（W）為30～580 m，平均主河道寬度（Wc）為90 m。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式④、⑤和⑥計(jì)算得出河流沉積期河道深度（D）為4.4～5.9 m，平均水深（Dm）為5.25 m，主河道滿岸水深（Dmax）為7.7～10.3 m，平均滿岸水深（Dmaxa）為9.2 m，主河道厚度（H）為7.0～9.4 m，平均主河道厚度（Hc）為4.8 m。

表3 霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組基于地震相分析方法的河道參數(shù)對(duì)比表Table 3 Parameters based on seismic facies analyses of Ed in Wen’an slope of Baxian sag

圖8 霸縣凹陷文安斜坡東三段單河道定量化分析圖（張自力等，2020）Fig. 8 Quantitative analysis of single channel in the middle section of Wen’an slope Ed3 in Baxian sag

3.3 河型參數(shù)對(duì)比分析

通過(guò)上述兩類(lèi)、四種方法計(jì)算得出文安斜坡東營(yíng)組河道參數(shù)（表1），發(fā)現(xiàn)利用不同方法恢復(fù)的緩坡河流河型參數(shù)結(jié)果之間存在一定差異，不同計(jì)算方法之間各有優(yōu)、劣勢(shì)。其中，地震反射可以直接測(cè)量河道邊界寬度，但受地震資料品質(zhì)（分辨率）影響，對(duì)薄層砂體厚度估計(jì)誤差較大而且只反映現(xiàn)今埋藏厚度。通過(guò)地層切片可以直接反映沉積體平面展布特征，對(duì)于多期河道疊置區(qū)域，不能有效區(qū)分各期次河道邊界，往往使河道參數(shù)計(jì)算結(jié)果數(shù)值偏大。測(cè)井相分析結(jié)果可以直接反應(yīng)河道殘余厚度，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可以準(zhǔn)確獲得河道參數(shù)，特別是在多井區(qū)單期次河道保存較好區(qū)域比較適用。基于定量巖心分析方法需要大量巖心觀察結(jié)果，且取心井段須均勻分布。

在斷陷湖盆緩坡地質(zhì)與地球物理資料分布不均的情況下，多方法綜合應(yīng)用恢復(fù)河流參數(shù)顯得尤為重要。研究區(qū)最豐富的莫過(guò)于鉆井巖/電資料，大量的統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果最接近真實(shí)河道參數(shù)。因此，以測(cè)井相分析結(jié)果為參考，將其余三種方法的計(jì)算結(jié)果與測(cè)井相分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比投點(diǎn)，獲得主河道平均寬度（Wc）和河道砂巖平均厚度（Hm）散點(diǎn)圖（圖9）。其中，主河道寬度（Wc）普遍小于200 m，主河道砂體厚度（Hm）集中于1.5～10 m。根據(jù)各資料的優(yōu)缺點(diǎn)及投點(diǎn)結(jié)果，本次研究認(rèn)為，霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組河道帶寬度（w）為1.04～2.61 km，平均寬度（wcb）為1.71 km；主河道寬度（W）為15.2～179.6 m，平均寬度（Wc）為84.4 m；主河道沉積水深（D）為1.34～5.21 m，平均水深（Dc）為3.29 m；主河道滿岸水深（Dmax）為2.35～9.15 m，平均滿岸水深（Dmaxa）為5.77 m；主河道厚度（H）為2.15～8.32 m，平均厚度（Hc）為5.25 m。

圖9 霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組河流相河道各參數(shù)間關(guān)系散點(diǎn)圖Fig. 9 Diagram showing the relationship among parameters of fluvial facies of Dongying formation in Wen’an slope of Baxian sag

4 河型特征及油氣地質(zhì)意義

4.1 河型特征

霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組鉆井巖電/組合特征及其井—震標(biāo)定研究表明，當(dāng)東營(yíng)組砂地比大于35 %時(shí)，地層切片上RMS＞2400（紅）；當(dāng)砂地比為35%～20%，2400＞RMS＞1300（紅—黃）；當(dāng)砂地比為20%～10%，1300＞RMS＞600（黃—綠）；如砂地比小于10%，RMS＜600（綠—藍(lán)）（圖7）。由此可以發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)東部切片顏色通常以黃—紅色調(diào)為主（RMS＞1300），且此類(lèi)顏色多呈條帶狀分布，而研究區(qū)西部切片顏色則以黃—綠色為主（1300＞RMS＞600），局部紅色呈斑點(diǎn)狀分布（RMS＞2400），即由地層切片結(jié)果反映出，文安斜坡中外帶砂巖集中發(fā)育（圖6b），通常砂地比＞20%，呈“條—帶”狀，斜坡中內(nèi)帶砂巖平面較為分散，整體砂巖含量＜20%，多呈“席—帶”狀，高砂巖含量呈“點(diǎn)”狀分布（圖7）。前人研究認(rèn)為帶狀砂巖以代表順直到彎曲的挖掘性河流沉積，而席狀砂巖體為河流側(cè)向遷移或席狀泛濫的產(chǎn)物（朱筱敏，2008）。

在文安斜坡中，東側(cè)外帶特別是主要物源輸入口，強(qiáng)水動(dòng)力條件下河流具有強(qiáng)烈的下蝕能力，在相對(duì)固定的河谷內(nèi)多期河流相互沖刷、疊置形成厚層的河道砂體，主河道砂巖平面呈條狀分布。隨搬運(yùn)距離增加，河流流速逐漸減緩，水體能量降低，沉積物大量卸載，此時(shí)河流兼具下蝕和側(cè)向侵蝕能力，在明顯拓寬的河道帶內(nèi)砂巖連片分布，平面上呈分散帶狀特征。而文安斜坡西側(cè)內(nèi)帶的河流，河流水體能量進(jìn)一步減弱，河流缺乏下蝕能力，以側(cè)向侵蝕作用為主，大部分細(xì)粒沉積物在該區(qū)堆積，形成薄層的河道砂巖和厚層的泛濫平原泥質(zhì)互層沉積，薄層河道砂巖平面呈“席—帶”狀分布。因此，在文安斜坡中外帶發(fā)育垂向挖掘性河流為主，側(cè)向遷移為輔；文安斜坡內(nèi)帶以側(cè)向遷移河流為主，多為河流泛濫的結(jié)果，而斜坡中帶是二者之間的過(guò)渡類(lèi)型。

4.2 典型切片沉積解釋

結(jié)合井—震標(biāo)定結(jié)果，對(duì)東營(yíng)組東三段上部No.82典型地層切片做精細(xì)化解釋?zhuān)▓D2位置）。研究區(qū)發(fā)育S17—W9井、S46—W71井等處形成7條河道帶，呈NEE—SWW方向在文安斜坡依次展布（圖10）。河道帶寬度（wbc）1.04～2.61 km，工區(qū)內(nèi)河道延伸長(zhǎng)度（L）5～28 km，主河道延伸距離與河道延伸長(zhǎng)度相近。河道砂巖為工區(qū)內(nèi)砂巖的主要成因形式，地震切片中為強(qiáng)反射（RMS＞2000）特征，呈條帶狀集中分布于文安斜坡的中外帶，即S27-W80-S66-W67井一線東部地區(qū)（圖6，7），如W27、S71、W51井等，河道砂巖厚度（H）2～8 m，含砂率大于30%。其次為主河道與河道帶之間分布的河道沙壩，地層切片中多為河道帶背景下的中—強(qiáng)反射（2400＞RMS＞1300），河道沙壩的長(zhǎng)軸方向多與河道延伸方向平行，長(zhǎng)度數(shù)十米到數(shù)百米不等，如W55，W96，W7等井，河道沙壩厚度3～7 m，含砂率大于25%。河道沙壩容易受到后期河道破壞和改造，形成復(fù)合河道砂體，部分河道沙壩具有較強(qiáng)的繼承性，長(zhǎng)期處于暴露狀態(tài)形成下部砂巖上部泥巖的泥質(zhì)點(diǎn)壩，如W28，W121等井。此外，河道帶之間廣泛的低RMS（＜600）區(qū)域?yàn)榉簽E平原泥質(zhì)沉積，泥質(zhì)背景下的局部高值區(qū)，是受洪水影響在泛濫平原上形成的決口扇沉積，如W132，R106等井。

圖10 霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組典型地層切片解釋和沉積相展布圖（范圍見(jiàn)圖1）Fig. 10 Stratigraphic slices and sedimentary facies distribution of Ed in Wen’an slope, Baxian sag

4.3 油氣地質(zhì)意義

霸縣凹陷文安斜坡古近系東營(yíng)組河道的定量化恢復(fù)研究表明，東營(yíng)組相互切割疊置的、厚層（單層厚度＞4 m）河道砂巖主要分布于文安斜坡中外帶地區(qū)，而斜坡內(nèi)帶地則發(fā)育相對(duì)薄層（單層厚度＜3 m）孤立的河道砂巖（圖6）。垂向上東營(yíng)組河道發(fā)育程度逐漸降低，與霸縣凹陷整體抬升、湖盆消亡、準(zhǔn)平原化作用相關(guān)，體現(xiàn)在地層切片振幅強(qiáng)度減弱（圖7），垂向單砂體的厚度及累積砂體厚度降低（圖2），河道帶寬度逐漸降低，砂地比減小。源區(qū)和沉積盆地高差逐漸減小，文安斜坡東營(yíng)組河型由早期的周期性辮狀河—曲流河復(fù)合河型向晚期的曲流河轉(zhuǎn)化。

霸縣凹陷文安斜坡具有較為優(yōu)越的油氣聚集成藏條件，東營(yíng)組河道砂巖具有“下生上儲(chǔ)”的油藏特征。東營(yíng)組埋深普遍小于2500 m，鉆井巖心較為疏松，砂巖原生孔隙保存良好，河道砂體及河道沙壩是優(yōu)質(zhì)的油氣儲(chǔ)集體（孔隙度（φ）為22.9%～31.4%，平均滲透率（K）為2117.6×10-3μm2）。東營(yíng)組內(nèi)部斷層普遍為弱活動(dòng)正斷層或后期正斷層，連通下伏沙河街組烴源巖層系的深大斷裂通常是油源斷層，為沙河街組生成的油氣向上運(yùn)移提供垂向通道，而厚層的泛濫平原泥巖是優(yōu)質(zhì)的蓋層和側(cè)向封堵層。因此，在文安斜坡內(nèi)帶被泛濫平原包裹的“席—帶”狀河道砂巖，其含砂率小于20%，是薄層河道砂巖透鏡體和砂巖上傾尖滅巖性（圈閉）油藏潛力勘探區(qū)域。斜坡中帶與泛濫平原間互出現(xiàn)的帶狀河道砂巖，含砂率20%～35%之間，是非均質(zhì)性遮擋和砂巖上傾尖滅巖性（圈閉）油藏優(yōu)勢(shì)分布。斜坡中外帶相互切割的“條—帶”狀河道砂巖，含砂率＞35%是構(gòu)造—巖性油氣藏勘探區(qū)域（圖7）。此外，文安物源口及蘇橋物源口河道更為發(fā)育（圖10），相對(duì)厚層的河道砂巖是油氣側(cè)向運(yùn)移的主要通道，沿著河流延伸方向開(kāi)展油氣勘探，一定程度上可以提高勘探成功率。綜上所述，文安斜坡東營(yíng)組河道砂巖油氣勘探具有良好的勘探前景和經(jīng)濟(jì)效益。

5 討論與結(jié)論

河流相空間差異沉積受控于多種地質(zhì)因素，特別是在斷陷湖盆中構(gòu)造作用控制了古地貌的高低，決定了湖盆中河流的整體流向和分布范圍，盆地的次級(jí)斷裂調(diào)節(jié)了局部河流流向，而氣候的周期性變化影響了物源輸入量及河流的形成和砂體構(gòu)型等（Posamentier et al.，1988；Wright et al.，1993；Van et al.，1998）。文安斜坡東營(yíng)組作為霸縣凹陷這一典型單斷湖盆構(gòu)造緩坡帶，構(gòu)造、氣候及流量的綜合控制下河流相沉積具有強(qiáng)烈的空間差異性，河道砂巖沉積物粒度組成，單期河道帶寬度，河道厚度以及河流侵蝕能力等方面都與其在斜坡帶的延伸距離相關(guān)。因此，通過(guò)地震沉積學(xué)地層切片技術(shù)，對(duì)于緩坡河流相沉積類(lèi)型、微相砂體的空間演變，尤其是對(duì)砂體邊界和巖性圈閉的刻畫(huà)能夠提供重要的參考和有力的依據(jù)。此外，在構(gòu)造、氣候及流量的綜合控制下，同一時(shí)期河流體系中主河道和支流河道的河型、層序結(jié)構(gòu)和充填特征也存在一定的差異，而對(duì)河流相層序結(jié)構(gòu)以及等時(shí)界面的尋找一直以來(lái)是河流相研究的熱點(diǎn)之一（Gonzalez-Bonorino et al.，2010；Hampson，2012；Tan et al.，2020，談明軒等，2020）。在等時(shí)地層格架下綜合各控制因素，利用基于定量地震沉積學(xué)的方法分析和討論斷陷緩坡河流河型和演化、砂巖結(jié)構(gòu)及空間分布規(guī)律，可能是解決這個(gè)復(fù)雜問(wèn)題的有效方法和途徑。

通過(guò)對(duì)霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組古河道定量恢復(fù)，得到以下主要認(rèn)識(shí)：

（1）霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組河道帶寬度（w）為1.04～2.61 km，平均寬度（wcb）為1.71 km；主河道寬度（W）為15.2～179.6 m，平均寬度（Wc）為84.4 m；主河道沉積水深（D）為1.34～5.21 m，平均水深（Dc）為3.29 m；主河道滿岸水深（Dmax）為2.35～9.15 m，平均滿岸水深（Dmaxa）為5.77 m；主河道厚度（H）為2.15～8.32 m，平均厚度（Hc）為5.25 m，河道長(zhǎng)度（L）為18.5～28.2 km，平均河道帶長(zhǎng)度（Lcb）為25.1 km，流向（A）為40～65°。

（2）霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組發(fā)育北部蘇橋、中部文安和南部長(zhǎng)豐鎮(zhèn)三個(gè)物源輸入口，由大城凸起物源區(qū)形成的7條辮狀河道帶呈NEE-SWW展布。斜坡中外帶為主要的砂巖卸載區(qū)，河流以垂向挖掘性河流為主，側(cè)向遷移為輔，河道砂巖平面呈“條—帶”狀。文安斜坡內(nèi)帶以側(cè)向遷移河流為主，下蝕作用為輔，河道砂巖呈“席—帶”狀。

（3）霸縣凹陷文安斜坡東營(yíng)組河道砂巖具有良好的油氣勘探前景，發(fā)育“下生上儲(chǔ)”的油藏特征，其中斜坡內(nèi)帶薄層河道砂巖發(fā)育透鏡體和砂巖上傾尖滅巖性（圈閉）油藏，斜坡中帶與泛濫平原間互出現(xiàn)的帶狀河道砂巖易形成非均質(zhì)性遮擋和砂巖上傾尖滅巖性（圈閉）油藏，斜坡中外帶厚層河道砂巖是構(gòu)造—巖性（圈閉）油氣藏發(fā)育區(qū)。

致謝: 本文原始資料來(lái)源于中石油華北油田勘探開(kāi)發(fā)研究院，對(duì)中石油華北油田相關(guān)專(zhuān)家在本次研究中的大力支持和指導(dǎo)深表感謝！感謝審稿專(zhuān)家的意見(jiàn)和幫助！