张卫江
, 成洪文
Zhang Weijiang, Cheng Hongwen
中图分类号: TE132.1
文献标识码: A
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收稿日期: 2018-04-26
网络出版日期: 2018-06-25
版权声明: 2018 《录井工程》杂志社 《录井工程》杂志社 所有
作者简介:
作者简介: 张卫江 高级工程师,1970年生,1992年毕业于中国石油大学(华东)石油地质专业,现在中国石油大港油田公司勘探开发研究院从事油气勘探目标评价研究工作。通信地址:300280 天津市大港油田勘探开发研究院。电话:13752089279。E-mail:zhangwjiang@petrochina.com.cn
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摘要
黄骅坳陷马东地区位于黄骅坳陷中部,其主要勘探开发目的层为沙一段。为指导该区的油气勘探开发工作,运用测井、录井、岩心和分析化验等资料,基于沉积模式系统地开展了沙一段沉积相研究与微相分析,通过对区内沉积特征的岩性、粒度分布、沉积构造分析,最终认为马东地区沙一段发育重力流水道和滑塌浊积扇两种沉积相砂体。其中,沙一中亚段和沙一下亚段为重力流水道沉积,可分为水道中心微相、水道边缘及漫溢微相和水道间及湖盆泥微相,重力流水道物源主要来自北东方向,水道规模不等,既有孤立水道,亦有分叉合并水道;沙一上亚段为滑塌浊积扇沉积,展布方向以北东向为主,在平面上呈规模不等的椭圆形分布。
关键词：
Abstract
Madong area of Huanghua depression is located in the middle part of Huanghua depression, and its main exploration and development target bed is the 1st member of Shahejie formation. In order to guide the exploration and development of oil and gas in this area, using data of well logging, mud logging, core, analytical testing, etc., the sedimentary facies study and microfacies analysis of the first member of Shahejie formation were systematically carried out based on sedimentary model, it is concluded that there are two sedimentary facies sandbodies in this area: gravity flow channel and slump turbidite fan.
Keywords：
马东地区位于黄骅坳陷中部的马棚口村东滩海区,构造上处于黄骅坳陷北大港潜山构造带南翼港东主断层下降侧,构造形态为一个被断层切割的较完整的逆牵引背斜构造,其北部紧邻唐家河油田,南到歧北凹陷,西边以鞍部与马西深层油田相邻,东部与滩海区相接。古近系沉积时期,来自北东向物源的碎屑物质在该区形成多种成因类型砂岩体,已发现东营组、沙河街组等多套含油层系[1]。沙一段是该区主要含油层位,前期研究认为沙一段属深水重力流沉积,并未进一步开展沉积微相研究,因此本文重点论述沙一段不同时期的重力流水道和滑塌浊积扇两种沉积砂体的沉积微相研究。
黄骅坳陷自新生代始新世开始接受沉积,经历了初始断陷(始新世孔店期)、扩张深陷(早渐新世沙三期)、断陷活动稳定发展(中渐新世沙二、沙一期)、断陷活动衰减(晚渐新世东营期)和坳陷期(渐新世末)5个阶段[2]。渐新世是盆地的主要发育阶段,气候温暖潮湿、降雨充沛,且断裂活动强烈。马东地区处于湖盆内部,介于燕山褶皱带和埕宁隆起之间,区内以凹陷为主,大而深,具有紧邻活跃物源区、边界断层活动强烈、湖岸坡短而陡且快速下陷的地质背景,导致各种碎屑物质直接搬运入湖,形成三角洲和各种重力流沉积[3]。该地区沉积层序主要受北大港潜山构造特别是港东断层活动控制。沙三段沉积期伴随港西、北大港、大张坨等大断裂的发育,北大港构造带强烈下陷,湖水不断侵入,湖盆面积扩大,湖水变深;沙三段沉积末期,构造隆升并发生水退,遭受强烈侵蚀;进入沙二期,各条断裂表现为整体的上升,水体变浅,沉积范围明显缩小;进入沙一期与东营期也是进入断裂活动的又一个高峰期,二级断层两侧发育了许多次生的断层,使得该区地质构造更趋复杂化[4]。
黄骅坳陷在沙一段沉积时期,随着湖盆的扩张、水域整体扩大,由沙二段沉积时期的闭流湖盆演化为敞流湖盆,除港西岛外,沙一段沉积广布全区。该期沉降中心出现向中部转移趋向,即自北向南、自西向东以歧口凹陷为中心移动,湖底地形变得相对复杂[5]。马东地区处于歧口凹陷港东主断层下降盘断槽部位,沙一下亚段沉积时期构造活动具有深陷速埋、补偿沉积的典型特征,入湖盆后的重力流受水下地形控制,特别是断槽控制,沿二级断裂走向形成重力流水道沉积。进入沙一上亚段至东三段沉积时期,即从沙一中亚段沉积以后,区域构造逐渐隆升,形成沙一上亚段到东三段的水退反旋回沉积,马东地区在沙一上亚段沉积时期处于塘沽-唐家河三角洲体系前缘滑塌环境,发育滑塌浊积扇砂体(图1)。
区内沙一段以砂泥岩交互沉积为主,岩心上反映其整体特征为灰色、灰褐色厚度不等的中细砂岩,含砾砂岩夹于深灰色、灰黑色砂质泥岩和泥岩中,具有典型深水沉积特征。沙一下亚段砂岩整体粒度较细,以中细砂岩为主,向上至沙一上亚段沉积物粒度变粗,发育砂砾岩沉积(图2)。沙一段自下而上砂岩中均含有变形泥砾,尤其是沙一上亚段变形泥砾含量较高,粒径较大,所含泥砾大小不等、产状各异,既有平卧的、倾斜的,也有直立的,是沉积物快速堆积、未来得及定向调整的结果,系重力流整体搬运、快速沉积的一个重要体现。
砂岩主要为长石砂岩,其成熟度低,分选中等,磨圆中等,呈次棱角-次圆状。泥岩颜色较深,多为致密块状,亦见水平层理发育颜色略浅的泥岩,局部含介形虫、鱼骨化石。泥岩中揉皱变形发育,代表沉积时期古地形具有一定的坡度,导致半固结的泥质沉积顺坡滑动,形成各种揉皱变形构造[6]。
区内GS 16-16井沙一下亚段概率累积曲线图以跳跃总体和悬浮总体为主,多为两段式(图3)。分选较好,悬浮总体含量在30%~50%之间,表明随着浊流强度和沉积速度的降低,浊流逐渐向牵引流转化[7]。GS 16-16井的C - M图尽管数据点较少,但点群条带轮廓平行于C=M基线分布特征明显,表明区内重力流沉积物具典型粒度特征(图4)。
通过岩心观察描述,认为区内以正粒序沉积为主,沉积构造类型较少,岩心上可见滑塌变形构造、粒序层理、平行层理、波状层理、冲刷构造、不完整的鲍马序列等,少见生物化石。这些构造组合是重力流沉积的重要标志[8]。
此外,沉积构造特征充分表明该区沙一段发育重力流沉积,而重力流又包括扇状重力流和水道型重力流,二者最主要的区别体现在平面砂体分布形态上。为进一步明确重力流沉积相类型,依据测井和地震信息综合分析,认为沙一中、下亚段砂体呈现北东向条带分布,体现了重力流水道沉积特征;而沙一上亚段砂体多孤立分布,地震属性信息连续性较差,反映了滑塌浊积扇体的沉积特征。
2.3.1 递变层理
递变层理在区内较为常见。递变层理是水流能量递减、沉积物出现沉积分异的产物,也是重力流沉积中十分常见的构造现象,可作为识别重力流沉积物重要鉴别标志[8]。区内GS 16-16井沙一下亚段递变层理完整,其下部为中砂岩、细砂岩,向上递变为泥质砂岩、泥岩沉积;GS 58-1井沙一上亚段表现为叠覆递变层理,由细砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩多期沉积组成(图5)。
2.3.2 滑塌变形构造
该区岩心中普遍发育变形泥砾和泥岩的滑塌变形,并在细砂岩较大的泥砾中可清晰见到泥砾内揉皱变形。滑塌构造的生成原因较多,如沉积斜坡、同沉积断裂、沉积物快速的堆积以及地震波的冲击等,均可引起沉积层顺坡向下滑动,但重力作用是其形成的主要原因。马东地区在沙一段沉积时期为东南倾的大型斜坡构造,反映了沉积过程中古地形存在一定的坡度,容易发生块体滑动,是重力流沉积一个辅助鉴别标志[9]。
2.3.3 鲍马序列
完整的鲍马序列发育A、B、C、D、E 5段,底部含砾石,底面有槽铸型、沟铸型构造,岩性向砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩逐渐过渡,反映出高密度流到低密度流至悬浮沉积的演变。区内岩心上鲍马序列并不常见,主要发育DE、CDE段,是低密度浊流远端沉积产物[10],以泥质砂岩、泥岩互层为主,发育水平层理。
2.3.4 重荷模、火焰构造
当泥质沉积物尚未凝固处于可塑状态时,由于不均匀的负荷作用,上覆的砂质物陷入到泥质沉积物中,结果在上覆岩层底面上产生突起的重荷模和火焰构造。该区重荷模突起部由细砂岩组成,呈圆丘状或不规则瘤状突起,排列杂乱,突起高度2~4 cm(图6)。重荷模、火焰构造是重力流沉积的典型标志,可以指示沉积方向,即突起部指向底层,凹陷部指向顶层[11]。
重力流水道相类型的砂体多分布于半深湖、深湖的暗色泥岩中,具有良好的成藏条件,并易于形成岩性油气藏。另外,在辽河凹陷、东濮凹陷等地区也发育这种相类型。国内外学者对其发育环境、形成机制和沉积模式已经取得一定的认识,对于其微相划分则各不相同[12]。
本文结合前人研究成果,针对马东地区的实际地质情况,将重力流水道相划分出3种微相类型:水道中心微相、水道边缘及漫溢微相、水道间及湖盆泥微相。这种微相划分方案可以反映砂体的展布情况,同时也能够揭示储集层物性差异,建立合理的储集层地质模型。
通过岩心观察描述,并用岩心标定测井资料,建立了区内测井相模式(图7)。区内自然伽马曲线对岩性反映最为明显,自然电位曲线次之,可以看出:水道中心微相自然电位和自然伽马曲线呈箱形、钟形或其复合形态,相对幅度较大,其中自然伽马值为50~60 API,相对幅度约为40 API,自然电位曲线变化大,相对幅度约为20 mV;水道边缘及漫溢微相自然电位响应较小,基本没有起伏,自然伽马曲线呈漏斗、齿形、尖峰状,其值为70~80 API,相对幅度约为25 API,较水道中心小又大于泥岩段;水道间及湖盆泥自然电位和自然伽马曲线贴近基线。但由于区内测井曲线标准不统一,实际划相中主要以相对幅度和曲线形态为依据,各沉积微相特征如下:
(1)水道中心微相。水道中心微相是重力流水道的主体部分,以颗粒流沉积为主,岩性为相互叠置的块状砂岩。平面上呈带状沿大断裂下降侧定向分布,剖面上为顶平底凸的透镜状,与下伏层为侵蚀突变接触,是一套向上变细的正旋回层序(反映水道逐渐填充或废弃的过程)。由于重力流的冲刷作用,水道中心部位的沉积序列往往不完整。电测曲线特征为高-中幅度箱形、钟形或其组合成的复合曲线,曲线微齿化,底部多突变接触,反映出浊流的侵蚀冲刷作用[13]。
(2)水道边缘及漫溢微相。水道边缘微相位于水道的侧缘,是水道边部变浅、能量降低形成的薄层细砂岩、粉砂岩沉积,粒级及厚度都比水道中心微相小,泥质含量较高;漫溢微相是水流间歇性溢出水道后形成的低密度流沉积,岩性以砂泥岩薄互层为主。这两种沉积微相的储集层物性特征相似,分布位置相近,其电测曲线特征多为齿形曲线组合,自然伽马和自然电位值较低。
(3)水道间及湖盆泥微相。水道间泥岩分布在水道以外,可以由于洪水漫出堤岸扩散沉积,形成砂质泥岩与泥岩薄互层,自然电位曲线特征为低幅度的齿形或平直形,高自然伽马[14]。湖盆泥为深湖、半深湖沉积的泥岩,可见水平纹层发育。
滑塌浊积扇沉积主要发育于沙一上亚段,这与当时的沉积古地理背景密不可分。沙一上亚段沉积时期,区域构造整体隆升,湖平面逐渐下降,其北部的塘沽-唐家河三角洲体系迅速发育,前缘沉积物在构造活动等外力的作用下,易形成滑塌浊积扇砂体[15]。这种沉积类型的砂体呈透镜状,多数孤立分布,大小不等,岩性主要为中细砂岩、含泥砾细砂岩。电测曲线多为箱形、齿化箱形,相对幅度较大。
马东地区沙一中亚段和沙一下亚段为重力流水道沉积,可分为水道中心微相、水道边缘及漫溢微相和水道间及湖盆泥微相。重力流水道物源主要来自北东方向,水道规模不等,既有孤立水道,亦有分叉合并水道;沙一上亚段为滑塌浊积扇沉积,展布方向以北东向为主,在平面上呈规模不等的椭圆形分布。
马东地区沙一段沉积微相的研究与划分,为进一步落实微相平面分布与砂体空间展布奠定了基础,为该区高效开发提供了依据。
The authors have declared that no competing interests exist.
| [1] |
大港滩海区沙一段下部重力流水道沉积特征分析 [J]. |
| [2] |
黄骅坳陷古近纪地震事件沉积研究 [J]. |
| [3] |
黄骅坳陷中区古近系层序构成样式分析 [J]. |
| [4] |
华北东部印支期构造变形研究 [J]. |
| [5] |
|
| [6] |
|
| [7] |
异重流沉积动力学过程及沉积特征 [J]. |
| [8] |
|
| [9] |
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| [10] |
黄骅坳陷歧南凹陷古近系沙一层序地震沉积学研究 [J]. |
| [11] |
|
| [12] |
沉积学发展现状与前瞻 [J]. |
| [13] |
黄骅坳陷北部古近系沉积体系特征 [J]. |
| [14] |
黄骅坳陷古近系沙河街组一段沉积层序及重点探区地震沉积学研究 [C]∥ |
| [15] |
黄骅坳陷古近纪构造——沉积演化过程研究 [D]. |
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