游蕩型辮狀河沉積特征及沉積相模式

摘要：針對冀東油田高104-5區(qū)塊館陶組辮狀河模式認(rèn)識不清、砂體預(yù)測不準(zhǔn)的問題，開展砂質(zhì)辮狀河河型分類研究。首先，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景、古氣候、巖石粒度、層理構(gòu)造、相序、溢岸、落淤層發(fā)育情況以及砂體形態(tài)等指標(biāo)確定研究區(qū)為游蕩型辮狀河。隨后，以Miall構(gòu)型要素分析理論為指導(dǎo)，建立了辮流帶、單一辮流帶內(nèi)河道和心灘邊界識別標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)了研究區(qū)游蕩型辮狀河結(jié)構(gòu)解剖，確定研究區(qū)單一辮流帶寬度平均1 400.OOm，單一辮流帶內(nèi)心灘平均長度為414.47m，寬度平均為158.86m，河道寬度平均53.18m。心灘長寬比集中在2.0～4.0，心灘寬度與辮狀河道寬度比為2.2，為寬壩窄河道辮狀河沉積模式。最后采用沉積數(shù)值模擬的方法，建立了研究區(qū)游蕩型辮狀河沉積相模式，可為油田開發(fā)提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：游蕩型辮狀河；河型分類；沉積構(gòu)型；沉積相模式；高104-5區(qū)塊

引言

辮狀河是陸上常見一種河流沉積類型，以粗粒沉積為主，儲層物性較好，是良好的油氣儲層，因此，受到沉積學(xué)家的廣泛關(guān)注。早在20世紀(jì)70年代，Miall根據(jù)現(xiàn)代沉積觀察和解剖，提出了兩種典型的砂質(zhì)辮狀河并以代表性河流命名，分別為南薩斯喀徹溫型和普拉特型。其中，南薩斯喀徹溫型砂質(zhì)辮狀河水深較大，以槽狀交錯層理砂巖相為主，河道底部具有礫石滯留沉積；而普拉特型砂質(zhì)辮狀河水深較淺，以板狀交錯層理和槽狀交錯層理砂巖相為主，水道化程度非常低。該分類方案得到大多數(shù)學(xué)者認(rèn)同，并作為典型模式應(yīng)用于地下辮狀河識別，指導(dǎo)砂體空間分布預(yù)測以及剩余油分布研究。

然而，現(xiàn)代辮狀河沉積調(diào)研發(fā)現(xiàn)，心灘和河道巖石相類型較為單一。廖保方等對現(xiàn)代永定河沉積調(diào)查發(fā)現(xiàn)，辮狀河以槽狀交錯層理為主，在河道擺動有限情況下，廣泛發(fā)育落淤層是辮狀河心灘識別標(biāo)志；而在河道擺動強(qiáng)烈情況下，落淤層并不發(fā)育，河道和心灘區(qū)分較為困難。Smith等利用探地雷達(dá)對南薩斯喀徹溫河心灘進(jìn)行了追蹤測量，基于7個心灘測量發(fā)現(xiàn)，不連續(xù)的槽狀交錯層理和低角度層理占比達(dá)84%，高角度層理則占13%，且高角度層理多見于單一心灘；復(fù)合心灘則常以槽狀層理為主。Miall也指出普拉特型是南薩斯喀徹溫型的一個特殊類型。因此，砂質(zhì)辮狀河分類應(yīng)該采取更多指標(biāo)?，F(xiàn)代沉積數(shù)值模擬為研究辮狀河演化提供了手段，也為河流分類提供了參考。Schuurman等通過沉積數(shù)值模擬再現(xiàn)了心灘沉積動力學(xué)特征與辮狀河分汊過程，辮狀河分汊有兩種主要因素：一種是壩上竄溝，發(fā)育在辮狀河成熟期；另一種則是支流封閉或者匯合加寬導(dǎo)致流動能量變化，形成分汊。文獻(xiàn)同時指出，如果堤岸較為穩(wěn)定，則辮狀河側(cè)向擺動受限，也會導(dǎo)致河道下切；如果堤岸不固定，河流發(fā)散，這種下切作用將大大減弱。在剖面上，則形成河道是否完全侵蝕心灘狀態(tài)。Bridge等利用探地雷達(dá)對Sagavanirktok River以及Alaska的現(xiàn)代辮狀河沉積進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)辮狀河道和心灘形態(tài)清晰，界面明顯，厚度相近，且河道將心灘下切到底。Skell等對Niobrara河也進(jìn)行了探地雷達(dá)測量，發(fā)現(xiàn)辮狀河道和心灘界面不太清晰，河道很難將心灘下切到底，兩類河流在彎曲度、河道數(shù)目、輸沙量和水流穩(wěn)定性方面存在顯著差異。錢寧從河流動態(tài)特征出發(fā)，將沖積平原區(qū)的辮狀河分為分汊型和游蕩型兩種類型，并認(rèn)為分汊型辮狀河主要形成于物源供給相對穩(wěn)定、坡降較小區(qū)域，其彎曲度一般較大，分漢系數(shù)1～3，寬深比較小，平面上心灘和河道相對穩(wěn)定。而游蕩型則形成于流量變化懸殊、坡降較大區(qū)域，河流彎曲度小，寬深比大，分汊系數(shù)大于3，河道數(shù)目多且擺動頻繁。Manna等對巴西巴納伊巴盆地志留紀(jì)

泥盆紀(jì)沉積的河流進(jìn)行了研究，認(rèn)為研究區(qū)發(fā)育兩類辮狀河沉積體系：一類是潮濕氣候、相對穩(wěn)定的來沙量情況，河道以及心灘構(gòu)型單元相對穩(wěn)定，心灘以及次級加積單元構(gòu)成了河道的主體，高流量時期，壩體淹沒并向下游遷移，巖石相以槽狀交錯層理和板狀交錯層理為主；另一類則主要發(fā)育在半干旱氣候條件，流量不穩(wěn)定，河道漫溢，河床不固定，缺少溢岸沉積，以駝背沙丘和逆行沙丘沉積為主要單元，巖石相則以槽狀交錯層理為主。這兩類辮狀河基本對應(yīng)了游蕩型和分汊型辮狀河的特征。王敏等在大同吳官屯露頭中也發(fā)現(xiàn)河道和心灘存在兩種接觸關(guān)系，即小型河道鑲嵌于心灘剖面中以及河道將心灘完全分開。王敏等結(jié)合前人研究，采用來砂特征、坡度、流量、彎曲度和寬深比等將砂質(zhì)辮狀河分為游蕩型辮狀河和分汊型辮狀河，并對蘇丹FN油田辮狀河進(jìn)行識別和構(gòu)型劃分，揭示了內(nèi)部夾層特征及對剩余油分布的影響。顯然，弄清辮狀河類型對油氣開發(fā)有重要意義。

冀東油田高104-5區(qū)塊館陶組發(fā)育砂質(zhì)辮狀河沉積，砂體結(jié)構(gòu)及空間分布復(fù)雜。前人對沉積相模式研究較少，導(dǎo)致砂體疊置樣式和分布規(guī)律認(rèn)識不清，開發(fā)效率及采收率較低。亟需加強(qiáng)沉積模式認(rèn)知，揭示研究區(qū)辮狀河類型，分析砂體以及沉積微相分布，建立沉積相模式，表征砂體規(guī)模和空間分布，為油田水平井部署和開發(fā)調(diào)整提供堅(jiān)實(shí)地質(zhì)基礎(chǔ)。

1區(qū)域地質(zhì)概況

南堡凹陷是渤海灣盆地黃驊拗陷北部一個小型斷陷中新生代盆地，位置處于華北地臺東北部，燕山臺褶帶南部邊緣。研究區(qū)高尚堡油田地理位置處于黃驊拗陷北部，高堡凹陷北緣，東面與柳贊構(gòu)造相鄰，西面為唐海及杜林構(gòu)造（圖1）。在拾場次凹、林雀次凹和柳南次凹3個生油中心之間，面積為60 km2。1991年，G104-5井在館陶組的Ng12，Ng13兩個小層見良好的油氣顯示，試采獲24 t/d高產(chǎn)，高104-5區(qū)塊開始投產(chǎn)。