鄧德坤
(中原油田分公司勘探開發(fā)研究院,河南濮陽 457000)
濮衛(wèi)洼陷及周邊地區(qū)作為東濮凹陷最富,勘探開發(fā)程度最高的油氣區(qū),構造上位于東濮凹陷中央隆起帶北部,是文留、濮城、古云集、衛(wèi)城四個構造的結合部,其東部為魯西隆起區(qū),西部為濮衛(wèi)次洼,北部逐漸過渡到陳營構造,南部與文留構造相接,是一個向四周抬升的洼陷單元,勘探面積約110km2。
研究區(qū)沙三中亞段地層厚度500~750m,埋藏深度3 000~4 350m,巖性以灰色、深灰色泥巖夾灰色粉砂巖為主。根據(jù)巖心微相和單井標定,結合沉積單因素展布分析,確定濮衛(wèi)地區(qū)沙三中亞段主要為三角洲、濁積、灘壩沉積體系,其中北部辯狀河三角洲、東部扇三角洲、濮城主體為濱淺湖灘壩,環(huán)洼中部為深水濁積扇。
濮衛(wèi)地區(qū)沙三段多種沉積體系共存的沉積體系分布特點,是東濮凹陷構造演化和沉積充填特征決定的。沙三時期東濮凹陷同生斷裂發(fā)育,同生斷裂的活動影響了沉積期古地貌,現(xiàn)今構造格局與沉積期古地貌有一定相關性,同生斷裂往往構成地貌的陡峭帶,上升盤往往成為地貌高點,下降盤構成地貌低點。多洼多隆是多種沉積體系共存的背景。
各類三角洲體系為物源搬運,湖流、波浪的作用,對沉積物進行二次搬運、改造,在淺水區(qū)起到砂體富集的作用,造成古地貌高部位砂巖分布多,砂地比往往更高。決定同生斷裂的活動是間歇性或者脈沖式的,應力釋放產(chǎn)生地震,觸發(fā)尚未固結的沉積物往斷層下降盤垮塌產(chǎn)生濁積。濁流的分異,對砂體也起到一定的富集作用,在洼陷帶和同生斷層下降盤,形成局部砂體富集區(qū)。
在現(xiàn)今對粒度特征進行分析的一系列方法中,Visher提出的將正態(tài)概率坐標設置為縱坐標,反映粒度由粗到細,將概率累積百分比設置為縱坐標投點,使得概率累積百分比最少的極粗、極細區(qū)間明顯化,成圖后的曲線由幾個直線段組成,能夠清楚地反映出沉積物的分選性、搬運方式以及粒度粗細。本文通過對所選取濮衛(wèi)洼陷沙三中亞段的一系列標志性樣品繪制粒度概率累積曲線,整理了各微相的概率曲線特征。
水下分流河道微相是濮衛(wèi)地區(qū)辮狀河三角洲前緣亞相和扇三角洲前緣亞相的主體,是三角洲平原上分流河道向湖心的延伸,在延伸的過程中寬度增加,深度減小,隨著流速漸緩,沉積物快速堆積,河道不斷分叉改道。在實際巖芯觀察的過程中,發(fā)現(xiàn)具有明顯的流水沙紋層理和平行層理,并可見多個沖刷面及正粒序結構,這些都是河道沖刷后的特征,粒度概率累積曲線主要含典型兩段式、三段式及多段式三種類型。
兩段式粒度概率累積曲線具有懸移和躍移總體占比較高,推移總體占比低的特點(幾乎不發(fā)育),其中躍移總體比例通常在70% 以上,分選較好,傾角為50°~60°;懸移總體所占比例較少,通常低于20%;躍移總體和懸移的交截點為2.5~3.5,砂巖總體粒度較細,巖心觀察常見平行層理和塊狀構造,反應較強河道水動力特征。
三段式粒度曲線特征具有跳躍總體為主,占比約70%,滾動總體及懸浮總體占比低,通常為15%的特點,其中跳躍總體分選較好,傾角為50°~70°,滾動總體及懸浮總體分選差,傾角15°~20°,反映為水動力較強的分流河道沉積環(huán)境。
多段式曲線含多個交截點,由多個次總體組成,粗、細交截點不確定,各個線段的傾斜度變化快;躍移組分的概率累積百分比較低,在60%以下,懸移組分所占比例較大;Φ大于2,以細砂、粉砂和泥質沉積物為主;分選中等,碎屑顆?;祀s;是由洪水期河道牽引流攜帶泥沙在湖底保持河道形態(tài)高速流動,與湖水交匯形成動蕩的水動力環(huán)境形成。
辮狀水道微相是濮衛(wèi)地區(qū)濁積扇的主體,濁積扇是重力流作用再沉積形成的錐狀和扇狀堆積體,濁流形成具有其特殊條件:①足夠的水深:沉積物重力流均堆積在海洋和湖泊的最深處,至少應在風暴浪基面以下;②足夠的坡角,一般最小3°~5°,是重力流克服各種摩擦阻力繼續(xù)運動的能量來源;③充沛的物源,淺水、斜坡區(qū)碎屑物質和碳酸鹽物質的大量堆積;④一定的觸發(fā)機制,洪水、地震、海嘯巨浪、風暴潮和火山噴發(fā)等因素直接或間接誘發(fā)。
由于湖水頂托作用,能量消耗快,辮狀水道較主水道寬、淺,且遷移擺動能力強。粒度曲線以代表重力流沉積作用的兩段式和三段式為主。
灘壩是陸相斷陷盆地里一種常見的沉積相,受波浪及沿岸流影響,在濱岸地區(qū)形成的砂體類型,主要發(fā)育于盆地內部淺水斜坡地帶,此處河流作用不明顯,主要水動力為波浪作用。沉積物以細粒為特征,巖性主要為細砂巖、粉砂巖、泥巖、碳質頁巖以及含生物碎屑的泥巖,總體上具有較高的成分成熟度和結構成熟度。常發(fā)育波痕、生物擾動、平行、波狀、沙紋、槽狀交錯、塊狀、水平以及植物根莖等沉積構造。
一般來說,濱淺湖砂質灘壩包括五個沉積微相。①壩前微相:介于正常浪底與風暴浪底之間,屬于還原淺湖沉積。巖性以灰色、灰綠色泥巖為主,含生物碎屑。②灘壩外側緣微相:位于灘壩靠近湖盆一側的正常浪底以上。巖性以泥質粉砂巖、粉砂質泥巖為主,顏色較深。潛穴發(fā)育,層理多為波狀層理、水平層理、沙紋層理。③壩頂微相:沉積水動力能量最強,沉積物不僅粒度最粗,且結構和成分成熟度也最高。巖性以粉砂巖、細砂巖為主。常見平行層理、塊狀層理、交錯層理。④灘壩內側緣微相:位于灘壩向岸一側。巖性以泥質粉砂巖、粉砂質泥巖為主,層理以水平層理、波狀層理、透鏡狀層理為主。⑤壩后微相:相當于沼澤沉積,位于灘壩向岸一側。灘壩沉積后期,湖水水體逐漸變淺,早期灘壩沉積也逐漸出露水面,從而逐漸發(fā)生沼澤化而形成碳質頁巖沉積,反映了灘壩沉積的結束。
灘壩砂巖因經(jīng)過波浪的多次簸選,顆粒的圓度較好,具有較高的成分成熟度和結構成熟度。粒度概率曲線特征總體為:灘壩沉積早中期由于粒度稍粗,水體震蕩造成分選好,但波浪的不同規(guī)模造成粒度分布區(qū)間分別集中,因此多形成“高斜多跳”式曲線;灘壩發(fā)育晚期,跳躍總體含量降低,懸浮總體含量升高。
圖1 灘壩沉積粒度特征
結合濮衛(wèi)地區(qū)勘探開發(fā)生產(chǎn)實踐,在濮城斷裂系下降盤第一臺階濁積砂體發(fā)育區(qū)部署138-7井及138-8井和三角洲前緣區(qū)部署的衛(wèi)452井均獲得工業(yè)油流,提出在濮成斷裂系下降盤第二濁積臺階即濮31西斷層下降盤具有濁積砂巖性圈閉勘探潛力,對下步區(qū)域勘探和油藏評價具有重要指導意義。濮城主體向南拓展灘壩砂、向北評價相變帶,實施的濮157、濮158初見成效,其中濮158井測井解釋油氣層60.3m/ 14層,沙三中3試氣,5mm油嘴,日產(chǎn)氣35856方、日產(chǎn)油11.76方、無水。結合濮151試油,預計可落實石油地質儲量105萬t、天然氣地質儲量14.7億方。
濮衛(wèi)地區(qū)為陸相斷陷盆地鹽湖背景下的沉積,巖心沉積微相、測井相、實驗和平面相單因素展布等多方面綜合分析表明,本區(qū)灘壩、濁積、辮狀河三角洲和扇三角洲沉積體系共存。三角洲初次物源經(jīng)過湖流和波浪的二次搬運及同生斷裂活動觸發(fā)的垮塌濁積,有效拓展了砂體分布范圍,影響了濮城主體和濮衛(wèi)次洼的砂體分布。由于不同的沉積環(huán)境對應不同的水動力條件,所以不同的沉積環(huán)境粒度概率累積曲線自然也就不同,即便在同樣的沉積環(huán)境下,沉積介質的粒度分布也不盡相同。因此,粒度資料只是判斷沉積環(huán)境的一項依據(jù),在具體劃分沉積相的過程中還是要結合巖心、錄井資料等系統(tǒng)分析后才能得出結論。