張振國(guó)，李 瑞，周洪義，楊慧賢，王立劍

(1.成都理工大學(xué)，四川 成都 610059;2.中油遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010)

引 言

遼河裂谷型斷陷盆地下第三系發(fā)育有多種沉積成因類型的油氣藏，水下扇型是其類型之一，它具有儲(chǔ)層厚、巖性粗、物性好以及井層產(chǎn)能強(qiáng)的特點(diǎn)，成為老區(qū)擴(kuò)邊增儲(chǔ)挖潛的關(guān)注重點(diǎn)。該盆地下第三系沉積由下往上經(jīng)歷了張裂初陷、深陷、收斂再擴(kuò)張、退縮至消亡4個(gè)時(shí)期的地質(zhì)演變階段。水下扇是深陷期的主要沉積成因類型，但由于地質(zhì)構(gòu)造及環(huán)境背景的差異，不同地區(qū)有各自特點(diǎn)。通過建立沉積微相模式，對(duì)諸多地區(qū)開展深入研究，遼河盆地沙三段水下扇沉積可進(jìn)一步劃分為5種成因類型。

1 水下扇沉積地質(zhì)背景

深水湖體是水下扇沉積的必要環(huán)境，同時(shí)具有非牽引流動(dòng)力機(jī)制搬運(yùn)條件［1－6］。沙三段為構(gòu)造演化的深陷期，這一時(shí)期出現(xiàn)了沉降速度大于沉積速度，湖盆以深水相沉積為主，西部凹陷最具代表性。

1.1 水下扇沉積類型影響因素

在深水湖盆背景下，水下扇沉積的發(fā)育規(guī)模、特點(diǎn)、形貌特征等還受下列因素影響。

(1)與邊界深斷裂或同生斷層活動(dòng)有關(guān)。

(2)與陸上突發(fā)性洪水河流大小、強(qiáng)弱及所攜帶粗碎屑水合物組合的充足程度有關(guān)。

(3)與坡度差異、微地形地貌有關(guān)，如古潛山、火山活動(dòng)形成的地形。

(4)與洪水河流陣發(fā)時(shí)間長(zhǎng)短、陣發(fā)頻率等有關(guān)。

1.2 遼河盆地水下扇沉積儲(chǔ)層基本特點(diǎn)

遼河盆地是中生代末期—新生代發(fā)育起來的裂谷型斷陷盆地，造就了物源近、粗碎屑豐富、短促河流發(fā)育的地質(zhì)地理環(huán)境，形成了獨(dú)具特點(diǎn)的水下扇模式類型［7－10］。

(1)巖性粗，以不同粒徑砂礫巖重力流卸載沉積為主。

(2)類比經(jīng)典鮑馬序列，其層序往往缺少上水平層理段或偶缺交錯(cuò)層理段，下部常發(fā)育有砂、泥、礫、混凝結(jié)構(gòu)段(A1)(圖1)。

(3)不同凹陷或同一凹陷不同部位，由于局部因素差異發(fā)育有多種水下扇類型。

2 遼河盆地水下扇沉積類型及特點(diǎn)

由于湖盆深水區(qū)地質(zhì)環(huán)境的差異，或者同一凹陷不同部位環(huán)境的差異都會(huì)出現(xiàn)不同特點(diǎn)類型的水下扇體。

2.1 近岸型水下扇

形成在近岸陡坡溝槽或近斷層下降盤深水區(qū)。沉積過程中，由于陡坡及溝槽地形的制約，粗碎屑水合物之間內(nèi)摩擦及與湖水體之間的逆牽引，其混雜程度和分選性沿沉積方向有變好趨勢(shì)，可大致展現(xiàn)出扇根、扇中、扇緣亞相及各自相應(yīng)的微相類型。

2.1.1 縱向?qū)有蚪M合

該扇模式的縱向?qū)有蚪M合簡(jiǎn)述如下(圖1)。

圖1 水下扇層序結(jié)構(gòu)示意圖

(1)混凝結(jié)構(gòu)段(A1):砂、泥、礫混雜無序，礫石可達(dá)卵礫級(jí)。

(2)遞變層理段(A2):砂礫巖組合為主，層理清楚。

(3)下水平層理段(B):砂礫巖、含礫砂巖組合為主，具平行層理或塊狀層理。

(4)交錯(cuò)層理段(C):較少發(fā)育，含礫砂巖、粗—細(xì)砂巖組合。

(5)上水平層理段(D):無或偶有發(fā)育。

2.1.2 相模式特點(diǎn)

(1)扇根亞相:以巨厚塊狀混凝結(jié)構(gòu)段(A1)為主的扇根溝道微相占主導(dǎo)。

(2)扇中亞相:主要由分支溝道、溝道間灘、溝道壩(舌葉狀連片)、漫溢薄層砂等微相組成。平面呈長(zhǎng)扇形連片特點(diǎn)?？v向?qū)有蛳虏炕炷Y(jié)構(gòu)段(A1)變薄或無發(fā)育。

(3)扇緣亞相:由扇緣灘砂、扇緣薄層砂、扇緣泥微相類型組成。位于水下扇的最前緣區(qū)，因往往有油層或差油層分布，是挖潛增儲(chǔ)的潛力地區(qū)。近岸型水下扇在西部凹陷東側(cè)陡坡帶有分布，如高升油田東南部東側(cè)沙三中大凌河油層就屬于這種類型(圖2)。

圖2 沙三中大凌河油層相帶平面圖

2.2 扇前扇組合型水下扇

這種組合型水下扇在其近岸內(nèi)扇沉積形成的同時(shí)，由于同生斷層活動(dòng)影響，扇體沿某些溝道準(zhǔn)同時(shí)地繼續(xù)前行卸載，或在突發(fā)性外力作用下，近岸扇堆積失衡形成新的重力流扇體，構(gòu)成了近岸內(nèi)扇與遠(yuǎn)岸外扇的組合體。1－7－5塊與1－6－12塊沙三中砂體就是2個(gè)內(nèi)、外扇組合型(圖3)。

圖3 沙三中扇前扇組合型水下扇模式

2.2.1 內(nèi)扇(1－7－5塊)

1－7－5塊位于西部凹陷西斜坡邊部，沙三中油層呈北西—南東向長(zhǎng)扇形展布(圖3)。

(1)砂體受微地形影響在北西—南東斜坡背景下具有北厚、中薄、南東成片特點(diǎn)。

(2)單個(gè)成因單元的縱向?qū)有蛳虏炕炷Y(jié)構(gòu)段(A1)發(fā)育，但沿沉積方向有變薄的特點(diǎn)。

(3)在油水界面以上混凝結(jié)構(gòu)段多為油斑油浸層，綜合解釋為干層，其上各層序段為油層或差油層。

2.2.2 外扇(1－6－12塊)

1－6－12斷塊位于1－7－5塊的南東部(圖3)，其相模式特點(diǎn)如下。

(1)儲(chǔ)層巖性為中厚—巨厚塊狀細(xì)礫級(jí)為主的砂礫巖、含礫砂巖組合，與1－7－5塊內(nèi)扇相比，最大差別是成因單元層序下部混凝結(jié)構(gòu)段(A1)不發(fā)育。

(2)平面上，受微地形控制主要由3條北西—南東向分支溝道微相砂體組成。南分支溝道砂體呈窄條帶狀，另2個(gè)砂體呈小長(zhǎng)扇形特點(diǎn)。

2.3 伸展型水下扇

所謂伸展型是指陸上強(qiáng)勢(shì)洪水河流攜帶大量粗碎屑水合物進(jìn)入緩坦的長(zhǎng)條帶狀溝道形成的扇體。一是陣發(fā)性頻繁，二是粗碎屑物充足，三是溝道順暢，故而形成伸展型沉積。

高升油田南部沙三下蓮花油層就是伸展型水下扇類型的典型代表(圖4)。該區(qū)是開發(fā)老區(qū)向南擴(kuò)延的滾動(dòng)開發(fā)地區(qū)，由于該區(qū)構(gòu)造復(fù)雜、儲(chǔ)層橫向變化大等特點(diǎn)，從建立沉積微相模式入手開展深入研究，取得了有指導(dǎo)開發(fā)實(shí)踐意義的認(rèn)識(shí)。

圖4 高升油田南部沙三下蓮花油層相帶平面圖

(1)單個(gè)沉積成因單元從下至上主要以砂礫巖、含礫砂巖為主的遞變層理段(A2)和平行層理段(B)及少量交錯(cuò)層理段(C)，迭加構(gòu)成厚—巨厚塊狀儲(chǔ)集巖主體，薄層多以交錯(cuò)層理段(C)與少量上水平層理段(D)組合。

(2)沉積方向呈北東—南西向長(zhǎng)舌葉扇形展布，形成了長(zhǎng)帶狀并向兩側(cè)變薄的儲(chǔ)層宏觀形貌特征。

(3)在井區(qū)范圍主要發(fā)育有扇中和扇緣亞相類型。扇中亞相由分支溝道、間灘、溝道壩及薄層砂微相組成。扇緣亞相由扇緣灘砂和扇緣薄層砂微相組成。

伸展型水下扇類型在西部凹陷西斜坡緩坡帶沙三下、沙三中、沙三上三套含油層系都有分布，中央凸起南部?jī)A覆帶西側(cè)沙三上油層也有發(fā)育。

2.4 遠(yuǎn)岸型水下扇

岸上洪水河流提供的大量粗碎屑水合物通過下傾溝道，直達(dá)沉積中心深水區(qū)形成遠(yuǎn)離岸線的重力流沉積。西部凹陷西斜坡南部沙三中大凌河油層就是這種遠(yuǎn)岸型類型(圖5)。

圖5 沙三中大凌河油層相帶平面圖

(1)該沙三中油層為一套薄—厚層塊狀以砂礫巖為主與深灰色泥巖的互層組合。砂體呈北東—南西不規(guī)則條帶狀扇形展布。

(2)縱向成因單元層序:遞變、下水平、交錯(cuò)、上水平段等都有發(fā)育，其中以遞變、下水平層理段迭加類型為主，很少有混凝結(jié)構(gòu)段(A1)層序出現(xiàn)。

(3)該井區(qū)為北東主溝道向西分叉條帶狀扇形展布特點(diǎn)，分支溝道、溝道壩微相是形成其儲(chǔ)層的主體微相類型。

2.5 滑塌型水下扇

大多是不同成因類型砂體，在外力作用下準(zhǔn)同時(shí)地沿斜坡溝凹微地形滑動(dòng)再搬運(yùn)形成的濁積砂體，以小型為特點(diǎn)，形狀有舌葉狀、小扇形、透鏡狀等。由于形成一定規(guī)模油藏的滑塌砂體類型較少，所以不再作詳細(xì)分析。

綜合上述，遼河新生界裂谷型斷陷盆地在其演化過程中的深陷期沉積多種類型的水下扇儲(chǔ)集體，隨著滾動(dòng)勘探開發(fā)不斷深入，儲(chǔ)層宏觀描述將會(huì)更深刻、精細(xì)、全面，以提升老區(qū)擴(kuò)邊增儲(chǔ)、上產(chǎn)增效的能力。

3 水下扇模式類型油氣藏儲(chǔ)層分布規(guī)律預(yù)測(cè)

老油田或某一老開發(fā)區(qū)塊，其外圍還有一定的未動(dòng)用資源地區(qū)，是挖潛的有利部位。這些地區(qū)鉆井資料少，對(duì)構(gòu)造、儲(chǔ)層分布等認(rèn)識(shí)程度低，因此借助相近老區(qū)鉆井資料，充分運(yùn)用水下扇沉積理論建立含油層系段的微相模式是預(yù)測(cè)儲(chǔ)層分布規(guī)律的有效技術(shù)。

(1)充分運(yùn)用老區(qū)完鉆井資料，以老區(qū)含油層系層組劃分方案為依據(jù)，通過對(duì)比統(tǒng)層，引申到潛力地區(qū)。縱向上準(zhǔn)確劃分油層組、砂巖組、小層(基本的沉積時(shí)間單元)不同級(jí)次沉積旋回，旋回性要明顯，不同級(jí)次單元層在平面上要一致。

(2)單井劃相。在深入分析完鉆井巖、電相關(guān)系的基礎(chǔ)上，以基本沉積時(shí)間單元(小層)進(jìn)行分類，即單井劃相。

(3)加強(qiáng)湖體微環(huán)境的穩(wěn)定性分析，如深淺微變化及變化規(guī)律性特點(diǎn)。

(4)開展沉積微地形對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育影響研究，如斜坡、溝槽、微起伏、古潛山地形等對(duì)重力流沉積變化及分布形貌等的影響。

(5)充分運(yùn)用儲(chǔ)層巖性、厚度、平面變化、巖電關(guān)系特點(diǎn)等重要信息，進(jìn)一步建立起更加接近儲(chǔ)層分布實(shí)際的沉積微相模式，進(jìn)而取得對(duì)儲(chǔ)層宏觀分布特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，為挖潛增儲(chǔ)提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)束語

(1)遼河盆地下第三系沙三段水下扇沉積模式主要包括近岸型、扇前扇組合型、伸展型、遠(yuǎn)岸型及滑塌型水下扇類型。構(gòu)造背景、湖體環(huán)境和陸上洪水河流的動(dòng)力條件是影響扇體類型、縱向?qū)有蚪M合及微相模式的主要因素。

(2)從實(shí)際出發(fā)提出了“溝道壩微相”、“扇緣泥微相”等新概念。

(3)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)在強(qiáng)調(diào)“建立沉積微相模式”技術(shù)外，提出了“湖體微環(huán)境，沉積微地形對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育分布影響”的思路。

［1］劉寶珺.沉積巖石學(xué)［M］.北京:地質(zhì)出版社，1980:3－50.

［2］FJ，佩蒂莊，等.砂和砂巖［M］.李漢瑜譯.北京:科學(xué)出版社，1977:12－98.

［3］趙澄林，朱筱敏.沉積巖石學(xué)［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2001:101－159.

［4］吳崇筠薛叔浩.中國(guó)含油氣盆地沉積學(xué)［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1992:8－63.

［5］姜在興，王建偉，劉云蘭.斷陷盆地陡坡帶扇三角洲模擬及沉積動(dòng)力學(xué)分析［J］.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2005，25(4):33 －38.

［6］裘亦楠，等.油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù)［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1997:71－77.

［7］廖興明，等.遼河盆地構(gòu)造演化與油氣［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1996:16－58.

［8］祝永軍.遼河油田研究院論文集［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2004:39－67.

［9］樊愛萍，楊仁超，等.遼河?xùn)|部凹陷辮狀河三角洲沉積體系發(fā)現(xiàn)及其意義［J］.特種油氣藏，2009，16(4):33－36.

［10］張振國(guó)，李瑞，楊慧賢，等.扇三角洲微相模式在油藏挖潛中的應(yīng)用［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2010，25(1):48－55.