雷霄雨

(中國石油遼河油田勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦 124000)

遼寧陸東凹陷前河油田水下扇沉積粒度特征及水流強度分析

雷霄雨

(中國石油遼河油田勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦 124000)

前河油田九佛堂組為一套水下扇沉積。通過對不同層位取心井粒度資料分析及對比，分析其差異的原因，確定各層位搬運方式及沉積作用形式，并運用霍姆斯水流強度圖分析從湖盆邊緣向湖盆內(nèi)的水流強度變化。根據(jù)巖性組合及測井曲線特征，識別出扇根、扇中前緣及扇端3種微相。并認為沿水流及砂體發(fā)育方向為部署有利區(qū)帶。

陸東凹陷；水下扇；粒度特征；水流強度

1 概況

開魯盆地是遼河油田的外圍探區(qū)，構造上位于吉黑褶皺帶。陸東凹陷位于開魯盆地西北部，是在海西期褶皺基底上發(fā)育起來的中生代凹陷，經(jīng)歷了斷陷、坳隱和萎縮3個構造發(fā)育階階段。自下而上沉積義縣組、九佛堂組、沙海組和阜新組等地層。九佛堂時期，湖盆處于擴張期，水下扇發(fā)育，湖盆水體最深，生油巖發(fā)育。凹陷接受來自南部的碎屑物質沉積，形成水下扇沉積，是本區(qū)主要儲集層。蓋層以泥巖、油頁巖為主，厚度可達50m[1]。

2 取心井單井分析

前河油田共有10口取心井，總進尺491m，巖心收獲率95.5%。L1井為預探井，該井巖石薄片鏡下鑒定顯示其巖石類型多為巖屑砂巖及巖屑雜砂巖，成分成熟度及結構成熟度低。取心井段中石英含量為3.24%，一般2%～4%，長石含量2.5%，巖屑一般為中酸性巖漿巖巖屑，含量67.4%，表明本區(qū)母源區(qū)應為火山碎屑巖區(qū)。該井主要發(fā)育扇中前緣及扇端亞相，九佛堂組下段以砂巖為主，砂層一般較薄;九佛堂組上段及沙海組以泥巖為主，自然電位曲線呈退積式的組合，即由箱型或鐘型向上變?yōu)橹感?，再到平直型?/p>

3 粒度分析

3.1 粒度分布

沉積物中碎屑顆粒的粒度分布服從正態(tài)分布，粒度的大小與水流強度有關。通過粒度分布研究，明確搬運介質的性質、搬運方式及沉積作用形式。L1井粒度概率累積曲線顯示沉積物主要為懸浮總體，次為跳躍總體的特點[2-3]。

L1井沙海組底部含泥粉砂巖概率曲線近乎直線式，主要以懸浮總體為主，反映重力流沉積的特點(圖2)。

L1井九佛堂組1584.75～1596.25m砂巖、砂礫巖段在概率曲線組合上，曲線呈平緩直線式及兩段式(圖3、4)，表明沉積物沉積時具有濁流及牽引流的雙重特點。粒度參數(shù)細截點S=2φ(0.25mm)時，說明懸浮總體顆粒較小，水流擾動強度大；當S>0.1mm時，懸浮總體直線斜率小于20°，分選性差。跳躍總體直線斜率一般為40～50°，表明分選性中等。

3.2 C-M圖

圖1 陸東凹陷前河油田九佛堂組沉積相圖

Fig.1 Sedimentary microfacies map of the Jiufotang Formation in the Qianhe Oil Field, Ludong depression

圖2 L1井沙海組概率曲線圖

Fig.2 Grain size probability cumulative curves for the Shahai Formation through the L1 well

圖5是L1井九佛堂組C-M圖，圖中散點呈平行C=M線分布，表明濁流的沉積特點。當流速降低時，懸浮物質移向底部，使底部密度不斷增加，最終導致整體沉降作用，并形成分選差的沉積物[4]。

圖6是L1井沙海組C-M圖，散點同樣呈基本平行的C=M線分布，指示濁流沉積環(huán)境。在九佛堂組C-M圖、沙海組C-M圖上畫一條平分散點且平行C=M的直線，用這條線距C=M基線的距離來劃分分選性的好壞。圖中表明九佛堂組分選程度好于沙海組分選程度。同時，九佛堂組C/M=3.6，沙海組C/M=5也說明九佛堂組沉積顆粒分選好于沙海組。

3.3 水流強度

霍姆斯和奧利弗(Holmos和Oliver， 1973)運用最大粒徑和最大懸浮粒徑(細截點)這兩個因素來表示水流強度[5]。通過繪制交叉圖解將水流強度分為12級，L1井交叉點多集中在7～9內(nèi)，屬于中-強水流型。J1井交叉點多集中在5～6.5之間，屬于弱-中等水流型(圖7)。說明九佛堂組時期從湖盆邊緣向湖盆里水流強度在逐漸減弱。

4 地球化學標志

4.1 古鹽度

在沉積作用過程中，沉積物介質之間存在著復雜的地球化學平衡。在不同的沉積環(huán)境中，元素的分散與聚集的規(guī)律也不相同[6-7]?，F(xiàn)應用巖石中微量元素如B、B/Ga、Sr/Ba分析沉積介質中鹽度的變化。

4.1.1 Sr與Ba

Sr與Ba的比值隨鹽度的增大而增大。在泥巖中，該比值大于1者為海洋環(huán)境，小于1者為大陸環(huán)境。L1井微量元素分析，Sr/Ba在0.24～0.77之間，表明為大陸沉積環(huán)境。

4.1.2 B和Ga

海相泥巖中硼的含量高，大陸或淡水泥巖中，鎵的含量高，兩者比值陸上一般為4,海水為10。L1井B/Ga的比值在1.94～11.74之間，說明前河斷裂構造區(qū)在九佛堂組-沙海組時期水體古鹽度值一度偏高，變?yōu)槲⑾趟汀?/p>

Ni含量在10～30ppm，顯示為淡水環(huán)境。通過上述分析，陸東前河地區(qū)古水體鹽度為淡-微咸水類型。

4.2 氧化還原環(huán)境

利用S2-%含量可有效地確定沉積巖的氧化還原環(huán)境。一般認為氧化環(huán)境為S2-%<0.2%；弱還原環(huán)境S2-%為0.2%～0.4%；還原環(huán)境S2-%為0.4%～0.8%；強還原環(huán)境>0.8%。

L1井阜新組S2-%平均0.144%，沙海組S2-%平均0.249%。九佛堂組上段S2-%平均為0.369%，下段0.428%。S2-%含量的變化表明九佛堂-阜新時期本區(qū)環(huán)境的演化序列是還原-弱還原-氧化。

圖3 L1井九佛堂組概率曲線圖

Fig.3 Grain size probability cumulative curves for the Jiufotang Formation through by the L1 well

圖4 L1井九佛堂組C-M圖

Fig.4 CM patterns for the Jiufotang Formation through by the L1 well

圖5 L1井沙海組C-M圖

Fig.5 C-M patterns for the Shahai Formation through by the L1 well

5 測井相特征

5.1 自然電位測井相

根據(jù)巖心觀察、取心資料、古水流分析和測井曲線資料,并結合周邊井的各類地質資料,可識別出以下幾種相類型：扇根水道，扇中前緣，扇端前緣微相。各微相測井曲線特征如下(圖8)。

5.1.1 扇根

水下扇扇根河道部位發(fā)育局粒序層理的砂礫巖、礫巖。J3井自然電位曲線形態(tài)為中幅反齒組合，齒中線下傾。

5.1.2 扇中

扇中前緣為具有交錯層理的砂巖前積于具紋層的粉砂巖之上。L1井曲線形態(tài)中-高幅箱狀及漏斗狀，齒中上傾線平行，上傾收斂。

5.1.3 扇端

圖6 水流強度與粒度交叉圖解

Fig.6 Diagram showing the intersection of the flow strength and grain sizes indicated by the L1 well

圖7 前河油田九佛堂組水下扇各微相SP曲線特征

Fig.7 Spontaneous-potential curves for individual sedimentary microfacies in the submarine fan in the Jiufotang Formation, Qianhe Oil Field

水下扇扇端屬密度流沉積，曲線為低中幅分散狀，齒中線上傾或水平。J1井位于扇端前緣。

5.2 地層傾角測井相

L1井沙海組傾角測井解釋發(fā)育平行層理、交錯層理，反映扇端的沉積特征。同時傾角測井方位頻率圖顯示沙海組古水流方向朝向N，砂體延伸方向為SN。

L1井九佛堂組發(fā)育斜層理、波狀層理等，反映水下扇扇中前緣的沉積特征。傾角測井方位頻率圖顯示九佛堂組古水流方向為NW向，水流強度中等，砂體NW-SE向延伸。

6 結論

(1)結合區(qū)域沉積背景，通過分析粒度特征、地球化學特征及水流強度的綜合分析，認為前河油田水下扇形成于湖進期,九佛堂-沙海組沉積時期扇體全部沒于水下。通過對粒度分布特征進行分析，認為是重力流和牽引流雙重機制形成的沉積體。

(2)前河油田水下扇扇中主體部位鉆探的L1井鉆遇儲層并獲工業(yè)油流，證實了該區(qū)扇中前緣砂體為良好儲層。同時根據(jù)古水流方向及砂體延伸方向為下一步向L1井東側井位部署提供依據(jù)。

[1] 遼河油田石油地質編輯委員會，中國石油地質志,卷三,遼河油田[M].北京:石油工業(yè)出版社,1993.80-83.

[2] 肖晨曦,李志忠.粒度分析及其在沉積學中應用研究[J].新疆師范大學學報(自然科學版)[J].2006,25(3):118-123.

[3] 李廣雪.古龍咀周圍海區(qū)沉積物粒度特征及海底地形變化[D].北京:中國科學院研究生院,2008.

[4] 加東輝等.渤中25-1油田淺水三角洲各微相粒度特征分析[J].沉積與特提斯地質，2005，25(4)：87-94.

[5] 孫永傳,李惠生.碎屑巖沉積相和沉積環(huán)境[M].北京:地質出版社,1986.

[6] 雷國良,張虎才,張文翔等.柴達木盆地察尓汗古湖貝殼堤剖面粒度特征及其沉積環(huán)境[J].沉積學報,2007,25(2):274-282.

[7] 孫千里,周 杰,肖舉樂.岱海沉積物粒度特征及其古環(huán)境意義[J].海洋地質與第四紀地質,2001,21(1):93-95.

Grain-size characteristics and flow strength in the submarine fan deposits from the Qianhe Oil Field, Ludong depression, Liaoning

LEI Xiao-yu

(ResearchInstituteofPetroleumExplorationandDevelopment,LiaoheOilField,CNPC,Panjin124000,Liaoning,China)

The Jiufotang Formation in the Qianhe Oil Field, Ludong depression, Liaoning is built up of a succession of submarine fan deposits generated by the gravity flows and tractional currents during the deposition of the Jiufotang Formation and Shahai Formation. Three sedimentary microfacies have been distinguished, according to lithologic associations and well logs, including the proximal fan, mid-fan front and terminal fan, of which the mid-fan front sandstones turned out to be excellent reservoir rocks because of the discovery of the industrial oil run indicated by the L1 well in the study area.

Ludong depression; submarine fan; grain-size analysis; flow strength

1009-3850(2015)03-0063-05

2014-09-12； 改回日期： 2014-09-18

雷霄雨(1985-),男，工程師，碩士，從事蒸汽驅開發(fā)地質研究工作。E-mail:283637629@qq.com

P512.2

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