劉詩宇，胡明毅，戴危艷，孫春燕

(1.長江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室，湖北 武漢 430100；2.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100)

松遼盆地王府凹陷泉三、四段淺水三角洲沉積特征及模式

劉詩宇1，2，胡明毅1，2，戴危艷2，孫春燕2

(1.長江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室，湖北 武漢 430100；2.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100)

在巖心觀察的基礎(chǔ)上，結(jié)合測井、地震和區(qū)域背景資料分析，認(rèn)為王府凹陷泉三、四段沉積時期普遍發(fā)育淺水三角洲沉積。由于受地形、古氣候和水動力條件等多重因素的影響，研究區(qū)發(fā)育的淺水三角洲在沉積構(gòu)造、沉積序列、微相類型、三角洲內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及地球物理響應(yīng)特征等方面呈現(xiàn)出與經(jīng)典三角洲不同的沉積特征： 具有建設(shè)性三角洲沉積特征，平面上呈網(wǎng)狀，前緣相帶延伸較遠(yuǎn)。具有相對發(fā)育的水下分流河道，河口砂壩欠發(fā)育；垂向上發(fā)育多次間斷正韻律。紫紅色泥巖大面積展布，生物擾動強(qiáng)烈。砂巖中發(fā)育強(qiáng)水動力淺水沉積構(gòu)造，Gilbert型三角洲的3層結(jié)構(gòu)不明顯。淺水三角洲識別出兩個亞相和7個微相。研究區(qū)具有良好的生儲蓋配置關(guān)系，利于巖性油氣藏的形成，其中水下分流河道和分流河道砂體儲層物性好，為最有利儲層。

松遼盆地；王府凹陷；扶余油層；淺水三角洲；沉積模式

引言

20世紀(jì)中葉，F(xiàn)isk首次提出了淺水環(huán)境形成三角洲的觀點，后又將河控三角洲分為深水型和淺水型兩種類型[1]；1974年，Donaldson[2]在研究美國石炭紀(jì)陸表海時進(jìn)一步總結(jié)了淺水三角洲的沉積特征；1990年，Postma[3]考慮了蓄水體深度，將低能盆地河控三角洲分為淺水型和深水型兩大類，并結(jié)合河口作用因素加以詳細(xì)分類和描述。

自20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)學(xué)者先后開展了大量淺水三角洲的研究工作[4-10]。大型含油氣盆地—松遼盆地一直是研究的熱點，趙翰卿(1987)[4]將松遼盆地淺水三角洲沉積模式總結(jié)為葉狀模式；樓章華(1999，2004)[5-6]總結(jié)了淺水三角洲沉積環(huán)境的控制因素，分析了淺水三角洲的沉積動力學(xué)過程；胡明毅(2009)[7]總結(jié)了遠(yuǎn)離物源區(qū)拗陷型湖盆淺水三角洲的沉積特征和沉積模式；朱筱敏(2012)[8]分析了大型陸相盆地淺水三角洲的形成條件和沉積模式。在王府凹陷地區(qū)，儲集砂體發(fā)育，但地層時空演化復(fù)雜多變，造成砂體連通性較差。加之層內(nèi)非均質(zhì)性較強(qiáng)，加大了油氣勘探和開發(fā)的難度。從目前發(fā)表的文獻(xiàn)來看，研究工作主要集中在層序地層學(xué)、構(gòu)造和儲層特征研究[9-10]，而針對其扶余油層沉積時期的淺水三角洲沉積特征尚未見報道。本文參照前人對淺水三角洲沉積的研究，在巖心觀察的基礎(chǔ)上，結(jié)合測井、錄井和地震資料，總結(jié)了該區(qū)淺水三角洲的各種特征，并建立了沉積模式，為進(jìn)一步的巖性油氣藏勘探奠定地質(zhì)基礎(chǔ)。

1 地質(zhì)概況

圖1 王府凹陷區(qū)域位置圖

Fig.1 Location of the Wangfu depression in the Songliao Basin

I.西部斜坡區(qū)；II.北部傾沒區(qū)；III.中央拗陷區(qū)；IV.東北隆起區(qū)；V.東南隆起區(qū)

王府凹陷位于松遼盆地東南隆起區(qū)的西北部，朝陽溝油田東南，緊鄰長春嶺背斜帶，西北部與三肇凹陷相鄰(圖1)，其發(fā)育經(jīng)歷了斷陷、斷拗、坳陷、抬升4個構(gòu)造演化階段，形成了下斷上坳的雙層沉積結(jié)構(gòu)。地層由老到新依次發(fā)育上侏羅統(tǒng)火石嶺組、沙河子組、營城組和下白堊統(tǒng)泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組[10]。在泉頭組沉積時期，盆地構(gòu)造相對穩(wěn)定，地形平緩，三肇凹陷與王府凹陷連為一體，同時接受沉積，盆地周緣大型河流體系向凹陷中心匯聚，形成一系列河流三角洲沉積體系[11]。王府凹陷受西南部懷德水系控制，在扶余油層沉積時期主要發(fā)育三角洲平原亞相沉積，在泉四段沉積末期過渡為三角洲前緣亞相沉積和淺水湖泊沉積為主，主要砂體類型為河道砂體。

2 淺水三角洲的典型沉積特征

與正常三角洲相比較，淺水三角洲由于古氣候干旱炎熱，湖泊能量弱但河流建設(shè)作用強(qiáng)，水底地形平坦，古水體淺等因素，呈現(xiàn)出其特有的沉積特征。

2.1 具有建設(shè)性三角洲沉積特征，平面上呈網(wǎng)狀

王府凹陷扶余油層發(fā)育的三角洲面積廣闊，發(fā)育有三角洲平原、三角洲前緣等亞相類型。由于地形平緩，地質(zhì)營力以河流作用為主，湖水作用弱。受西南部物源體系控制，河水?dāng)y帶的大量泥砂自西南向東北方向，可以一直推進(jìn)到前緣很遠(yuǎn)的地方，因而三角洲平原相和前緣相延伸距離遠(yuǎn)，但沉積厚度逐漸減薄。朵葉體大面積穩(wěn)定分布，平面上呈網(wǎng)狀，形成了大面積分布的湖盆中心砂體。

2.2 具有相對發(fā)育的水下分流河道，水下決口扇發(fā)育，河口砂壩欠發(fā)育

在靠近湖岸線的范圍內(nèi)，淺水三角洲前緣發(fā)育水下分流河道砂體，是三角洲平原分流河道向湖的繼續(xù)延伸。工區(qū)內(nèi)河道彎曲度較大，分叉合流現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，河道以垂向加積為主，容易發(fā)生決口，形成水下決口扇沉積，如雙35井的1870.1～1871.9m和1874.2～1874.7m井段(圖2)。由于淺水湖盆水動力條件較弱，淺水三角洲的河口砂壩發(fā)育所需的水動力條件不夠，同時，湖岸線的變化也不利于河口壩的保存。

2.3 垂向上發(fā)育多次間斷正韻律

湖岸線的頻繁進(jìn)退使王府凹陷泉頭組垂向上發(fā)育多個相互疊置的間斷正韻律，反映了淺水三角洲分流河道不斷遷移、沖刷并疊置的沉積過程，水動力條件整體較強(qiáng)[12]。該地區(qū)扶余油層淺水三角洲發(fā)育的間斷正韻律在垂向上主要有兩種疊置方式：無泥巖夾層的間斷正韻律和有泥巖夾層的間斷正韻律。前者沉積時水動力較強(qiáng)，下部正韻律泥巖多被沖刷，砂巖底部具有明顯沖刷面，如雙50井的1496.2～1498.8m取心井段(圖3a)。后者是相鄰兩個間斷正韻律之間有泥巖夾層，夾層厚度常小于1m，如雙19井的1167.8～1171.6m取心井段(圖3b)。

圖2 雙35井泉四段沉積相綜合柱狀圖

Fig.2 Generalized sedimentary facies column of the 4th member of the Quantou Formation through the Shuang-35 well

圖3 研究區(qū)扶余油層間斷正韻律

Fig.3 Vertically discontinuous normal rhythms in the Fuyu oil reservoirs through the Shuang-50 (a) and Shuang-19 wells (b)

a.雙50井(1489.1～1502.2m);b.雙19井(1159.0～1172.1m)

2.4 紫紅色泥巖大面積展布，生物擾動強(qiáng)烈

泥巖的自生色是恢復(fù)古沉積環(huán)境的重要標(biāo)志。除泉四段上部的泥巖顏色以灰綠色為主，局部可見灰黑色以外，其它層段的泥巖大多以紫紅色為主，局部夾有灰、灰綠色泥巖和粉砂質(zhì)泥巖，常見鈣質(zhì)團(tuán)塊(圖版Ic)，反映了水體較淺，沉積環(huán)境為氧化-弱氧化環(huán)境。在粉砂質(zhì)泥巖、泥巖中，見有強(qiáng)烈的生物擾動現(xiàn)象，蟲孔特別發(fā)育(圖版Id)，局部可見雙殼類化石。

2.5 砂巖中發(fā)育強(qiáng)水動力淺水沉積構(gòu)造

研究區(qū)扶余油層中發(fā)育有多種沉積構(gòu)造，如三角洲分流河道底部發(fā)育有沖刷面如圖版Ie所示，雙34井水下分流河道底部發(fā)育沖刷面，底部可見滯留泥礫沉積，長約1.5cm。在較厚層的淺灰白色粉砂巖中可見平行層理、槽狀交錯層理、板狀交錯層理、楔狀交錯層理[(圖版Ig)]等，其中這些交錯層理的層系厚度介于3.5～9cm。上述沉積構(gòu)造都可以反映強(qiáng)水動力環(huán)境。

2.6 Gilbert型三角洲的3層結(jié)構(gòu)不明顯

淺水三角洲同經(jīng)典三角洲一樣，可以分為平原、前緣和前三角洲亞相。但由于地形平坦，平面上淺水三角洲平原與寬展的三角洲前緣、前三角洲平緩相接，無明顯的坡折轉(zhuǎn)換。因此，也就不存在傳統(tǒng)的Gilbert三角洲模式的頂積層、前積層和底積層，在地震剖面上也很難找到前積結(jié)構(gòu)的直接證據(jù)。

3 淺水三角洲相發(fā)育特征

3.1 淺水三角洲平原亞相

3.1.1 分流河道微相

分流河道是淺水三角洲平原的骨架。巖性以灰白色、紫紅色或灰綠色粉砂巖為主，局部可見細(xì)砂巖。分選較好，底部可見沖刷泥礫。沉積厚度介于1～3m。發(fā)育平行層理(圖版Ia)、板狀交錯層理、楔狀交錯層理等。在測井曲線上表現(xiàn)為中-高幅箱形、鐘形，頂部、底部突變接觸的特征。

3.1.2 決口扇微相

巖性主要為淺灰色、紫紅色粉砂巖或泥質(zhì)粉砂巖，粒度較分流河道砂細(xì)。厚度一般為0.5～2m，底部見沖刷面?？梢娦⌒徒诲e層理、波狀層理、沙紋層理(圖版Ib)。測井曲線表現(xiàn)為中幅指狀、漏斗形，底突頂突漸變特征。

3.1.3 天然堤微相

天然堤為分流河道兩岸的沉積物，剖面上一般位于分流河道沉積頂部。由紫紅色、雜色泥巖與紫紅色、灰色粉砂質(zhì)泥巖頻繁互層沉積，厚度1.5～2.5m?？梢娦⌒筒蹱罱诲e層理、沙紋層理。鈣質(zhì)結(jié)核和生物擾動較發(fā)育。測井曲線表現(xiàn)為中幅漸變特征。

3.1.4 洪泛沉積微相

洪泛沉積為淺水三角洲平原最為發(fā)育的微相，巖性主要為紫紅色、雜色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖。常見炭化的植物根系化石，鈣質(zhì)結(jié)核(圖版Ic)發(fā)育，也可見生物擾動構(gòu)造(圖版Id)。測井曲線為弱齒狀、線形。

3.2 淺水三角洲前緣亞相

3.2.1 水下分流河道微相

水下分流河道砂體厚度一般2～8m，較分流河道規(guī)模小。巖性主要為灰色、灰白色粉砂巖，垂向上為間斷正韻律。每期砂體底部都具有泥礫沖刷界面(圖版Ie)，但規(guī)模較小。電測曲線以箱形、鐘形為主，但厚度相對于分流河道較小。

3.2.2 水下決口扇微相

厚度一般較小，為1～2m?？梢姶怪焙退较x孔，生物擾動強(qiáng)烈。發(fā)育小型槽狀交錯層理、波狀層理等。電測曲線呈中指狀或漏斗形。

3.2.3 分流河道間灣微相

巖性主要為灰綠色、灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖。菱鐵礦、黃鐵礦較發(fā)育，局部可見包卷層理(圖版If)和生物擾動現(xiàn)象。測井曲線為低幅的弱齒狀或線形。

4 淺水三角洲沉積模式及油氣分布

王府凹陷泉頭組扶余油層沉積時期，湖侵作用使河流流速迅速降低，分流河道改道、分叉和合并現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，河道彎曲度較大，三角洲主體被湖盆水體淹沒，形成網(wǎng)狀淺水三角洲[13](圖4)。上覆青山口組的湖相暗色泥巖距油源近，易聚集大量油氣，是良好的烴源巖。研究區(qū)FI1砂巖組發(fā)育三角洲前緣亞相，F(xiàn)II2、FIII1、FIII2砂巖組發(fā)育三角洲平原亞相，分別發(fā)育有大量延伸較遠(yuǎn)的水下分流河道砂體和分流河道砂體，是有利的儲層[14]。青山口組的暗色泥頁巖又可以作為良好的蓋層，良好的生儲蓋配置關(guān)系有利于巖性油氣藏的形成。不同的沉積微相具有不同的沉積特征和儲集物性，主要儲層砂體位于分流河道和水下分流河道微相中。

圖4 松遼盆地王府凹陷網(wǎng)狀淺水三角洲沉積模式(據(jù)文獻(xiàn)[13] 修改)

Fig.4 Sedimentary model for the reticular shallow-water delta deposits in the Wangfu depression， Songliao Basin (modified from Zhu Xiaomin et al.， 2013)

5 結(jié)論

(1)研究區(qū)三角洲具有以下典型特點：具有建設(shè)性三角洲沉積特征，平面上呈網(wǎng)狀，前緣相帶延伸較遠(yuǎn)，呈現(xiàn)出“小平原大前緣”的特點。具有相對發(fā)育的水下分流河道，水下決口扇發(fā)育，河口砂壩欠發(fā)育；垂向上發(fā)育多次間斷正韻律。紫紅色泥巖大面積展布，強(qiáng)烈生物擾動。砂巖中發(fā)育強(qiáng)水動力淺水沉積構(gòu)造，Gilbert型三角洲的3層結(jié)構(gòu)不明顯。

(2)研究區(qū)淺水三角洲主要發(fā)育三角洲平原和三角洲前緣兩種亞相，進(jìn)一步可以劃分為水下分流河道、水下決口扇、分流河道間灣、分流河道、決口扇、天然堤、洪泛沉積等7種微相。

(3)研究區(qū)淺水三角洲砂體臨近生油凹陷，上覆青山口組的暗色泥頁巖可以作為良好的蓋層，有利于形成巖性油氣藏。各微相類型儲集物性不同，水下分流河道和分流河道砂體儲層物性最好，為有利儲層。

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The shallow-water delta deposits from the 3rd and 4th members of the Quantou Formation in the Wangfu depression， Songliao Basin: Sedimentary characteristics and associated model

LIU Shi-yu1， 2， HU Ming-yi1， 2， DAI Wei-yan2， SUN Chun-yan2

(1.KeyLaboratoryofOilandGasResourcesandExplorationTechnologyundertheMinistryofEducation，YangtzeUniversity，Wuhan430100，Hubei，China; 2.SchoolofGeosciences，YangtzeUniversity，Wuhan430100，Hubei，China)

The shallow-water delta deposits are of widespread occurrence in the 3rd and 4th members of the Quantou Formation in the Wangfu depression， Songliao Basin. Different from the classical deltas， the shallow-water delta deposits in the study area have the features of constructive delta deposits， developed subaqueous distributary channel， vertically interrupted normal rhythems， widespread purplish red mudstones with highly bioturbated structures， highly hydrodynamic shallow-water sedimentary structures， and indistinct three-layer structures of the Gilbert-type deltas. Two sedimentary subfacies are discriminated， including the delta plain and delta front subfacies， and seven sedimentary microfacies are recognized， including the subaqueous distributary channel， subaqueous crevasse splay， interdistributary bay， distributary channel， crevasse splay， natural levee and floodplain microfacies. Because of near the hydrocarbon-generating depression， the overlying Qingshankou Formation dark mudstones and shales may serve as the excellent cap rocks. The subaqueous distributary channel and distributary channel sandstones reservoirs are believed to be favourable hydrocarbon reservoirs.

Songliao Basin; Wangfu depression; Fuyu oil reservoirs; shallow-water delta;sedimentary model

圖版I 研究區(qū)扶余油層典型沉積構(gòu)造巖心圖版

圖版I說明：a.淺灰白色粉砂巖，平行層理，雙34井，1698.51m，三角洲平原分流河道沉積; b.灰色泥質(zhì)粉砂巖，流水沙紋層理，雙31井，905.2 m，三角洲平原決口扇沉積;c.粉砂質(zhì)泥巖，含鈣質(zhì)結(jié)核，雙31井，945.79m三角洲平原洪泛沉積; d.紫灰色鈣質(zhì)-粉砂質(zhì)泥巖，生物擾動構(gòu)造，雙34井，1685.28m，三角洲平原洪泛沉積; e-淺綠灰色粉-細(xì)砂巖，沖刷面，雙34井，1667.25m，三角洲前緣水下分流河道沉積; f.紫紅色泥質(zhì)粉砂巖，包卷層理發(fā)育，雙50井，1396.6m，三角洲前緣支流間灣沉積; g.灰白色粉砂巖，底部發(fā)育槽狀交錯層理，雙50井，1417m，曲流河道微相沉積;h.灰白色泥質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖，復(fù)合層理發(fā)育，雙50井，1405m，堤岸亞相決口河道沉積; i.紫紅色粉砂質(zhì)泥巖，變形層理發(fā)育，雙50井，1402.8m，河漫亞相沖積平原

1009-3850(2015)03-0035-07

2014-12-16； 改回日期： 2015-06-07

劉詩宇(1991-)，男，碩士研究生，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，研究方向：儲層地質(zhì)和層序地層學(xué)。E-mail：1205762144@qq.com

胡明毅(1965-)，男，教授，博士研究生導(dǎo)師，主要從事沉積學(xué)和層序地層學(xué)方面的研究與教學(xué)工作。E-mail：humingyi65@163.com

大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院“大慶長垣以東地區(qū)扶余油層大比例尺沉積微相研究”(2013-JS-1003)

P512.2

A