劉宗堡，趙 淼，呂延防，馬世忠，方 慶，郭 新

1.東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江大慶 163318 2.中國地質(zhì)大學(xué)構(gòu)造與油氣資源教育部重點實驗室，武漢 430074 3.大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠，黑龍江大慶 163514

松遼盆地三肇凹陷葡萄花油層地層減薄模式及控油意義

劉宗堡1，2，趙 淼1，呂延防1，馬世忠1，方 慶3，郭 新3

1.東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江大慶 163318 2.中國地質(zhì)大學(xué)構(gòu)造與油氣資源教育部重點實驗室，武漢 430074 3.大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠，黑龍江大慶 163514

松遼盆地三肇凹陷葡萄花油層地層厚度自北向南逐漸減薄，其減薄模式一直存在較大爭議，造成油氣垂向分布認(rèn)識混亂。利用1 024口井測井曲線和10口井巖心對葡萄花油層層序格架和儲層沉積特征進行了分析，其結(jié)果表明：葡萄花油層為三角洲末端邊沉積邊受構(gòu)造抬升控制的順源逐層減薄過程產(chǎn)物，其頂?shù)咨澳嗤蛔兠娌⒉皇瞧湔鎸嵉捻數(shù)捉缑?，而是自北向南砂巖相變?yōu)槟鄮r的砂泥對接面；葡萄花油層發(fā)育典型的河控淺水三角洲，微相類型主要為密集且連續(xù)的順直型分流河道及末端河控席狀砂；葡萄花油層垂向上發(fā)育先快速水退后緩慢水進的沉積演化序列，控制葡萄花油層中部（低水位期）分流河道砂體發(fā)育，組成了油氣側(cè)向運移優(yōu)勢輸導(dǎo)通道和富集層位。

松遼盆地；三肇凹陷；葡萄花油層；層序；沉積特征；油氣

0 引言

淺水三角洲的概念最早由Fisk［1］提出，隨后國內(nèi)外對淺水三角洲的形成機制和砂體建筑結(jié)構(gòu)的研究進行了報道［2－4］。近年來國內(nèi)大型坳陷湖盆淺水三角洲逐漸成為石油地質(zhì)學(xué)家追逐的熱點，許多學(xué)者基于現(xiàn)代沉積和古代露頭等資料對三角洲形成與發(fā)育的沉積動力學(xué)過程、儲層沉積特征和聚油規(guī)律進行了大量研究，較好地指導(dǎo)了我國陸相盆地巖性油藏勘探與開發(fā)［5－9］。松遼盆地三肇凹陷葡萄花油層經(jīng)過近40年開發(fā)，油氣分布整體表現(xiàn)為“滿凹含油”的特征，剩余未動用區(qū)塊主要位于各油田之間的過渡地帶；但由于葡萄花油層地層厚度自北向南減薄較快，導(dǎo)致各含油田分層不統(tǒng)一，且這些區(qū)塊油水十分復(fù)雜，導(dǎo)致鉆井成功率較低。因此，搞清葡萄花油層地層減薄模式和儲層沉積特征，對指導(dǎo)該區(qū)下一步開發(fā)布署具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

三肇凹陷為松遼盆地中央坳陷區(qū)內(nèi)的二級負(fù)向構(gòu)造單元，它西接大慶長垣，東臨朝陽溝階地，北接明水階地，面積為5 575km2。受基底斷裂控制，在葡萄花油層頂面形成了尚家鼻狀構(gòu)造、升平鼻狀構(gòu)造、宋芳屯鼻狀構(gòu)造、肇州鼻狀構(gòu)造、升平西向斜、徐家圍子向斜、永樂向斜7個三級構(gòu)造單元，總體表現(xiàn)為“四鼻三凹‘的構(gòu)造格局。中、新生代地層自下而上沉積了火石嶺組、沙河子組、營城組、登婁庫組、泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組、明水組、依安組、大安組、泰康組和第四系，上白堊統(tǒng)姚家組一段葡萄花油層為區(qū)內(nèi)主要產(chǎn)油層位。三肇凹陷葡萄花油層屬于松遼盆地北部沉積體系，是由長垣薩爾圖、杏樹崗水系，向太平屯、宋芳屯地區(qū)延伸形成的三角洲復(fù)合體，為松遼盆地北部大慶長垣以東重要的巖性油藏分布區(qū)［10－11］。

2 地層減薄模式

三肇凹陷葡萄花油層相當(dāng)于大慶長垣葡I油層組的PI1－3小層。研究區(qū)地層厚度具有沿物源方向自北向南逐漸減薄的特征，如北部衛(wèi)1－28－21井厚度為51.5m、南部肇82－27井厚度減薄為11.7m。目前對于葡萄花油層地層減薄模式主要有3種認(rèn)識：1）下部厚度穩(wěn)定，上部自北而南從上至下逐層缺失；2）上部厚度穩(wěn)定，下部自北而南從下至上逐層缺失；3）上、下部厚度穩(wěn)定，但中部缺失［12－13］。以上認(rèn)識是基于不同沉積和構(gòu)造運動的結(jié)果，如以薩葡夾層、葡萄花油層頂?shù)啄鄮r與砂巖的突變面作為葡萄花油層頂?shù)捉缑妗?/p>

利用1 024口井測井曲線和10口井巖心對葡萄花油層地層格架精細(xì)劃分與對比表明：葡萄花油層之上發(fā)育兩套湖泛成因的I級泥巖標(biāo)準(zhǔn)層（雙側(cè)向曲線低值、伽馬曲線高值）；葡萄花油層頂面同樣為一套湖泛成因的II級泥巖標(biāo)準(zhǔn)層，該標(biāo)準(zhǔn)層在三肇凹陷北部位于一套鈣質(zhì)粉砂巖之下，向南由于遠離物源逐漸夾持于前三角洲泥巖中；葡萄花油層中部發(fā)育一套湖泛成因的III級泥巖標(biāo)準(zhǔn)層，該標(biāo)準(zhǔn)層在三肇凹陷南部深水區(qū)特征更明顯；葡萄花油層底部為一套湖泛成因的II級泥巖標(biāo)準(zhǔn)層（雙側(cè)向曲線低值、伽馬曲線高值），該標(biāo)準(zhǔn)層在三肇凹陷北部近物源區(qū)受水下分流河道下切作用在局部缺失，在南部遠離物源區(qū)同樣夾持于大套前三角洲泥巖中；葡萄花油層之下發(fā)育兩套浪控成因的I級標(biāo)準(zhǔn)層，葡底標(biāo)準(zhǔn)層1為淺湖浪控成因的4個“尖峰狀”粉砂質(zhì)泥巖標(biāo)準(zhǔn)層，葡底標(biāo)準(zhǔn)層2為半深湖浪控成因的砂壩標(biāo)準(zhǔn)層（表1）。上述7套標(biāo)準(zhǔn)層在全區(qū)穩(wěn)定分布，平面易于追逐對比，對于準(zhǔn)確標(biāo)定葡萄花油層頂?shù)捉缑婧头治龅貙訙p薄模式具有重要作用。

地層格架精細(xì)對比分析表明：1）葡萄花油層下部兩層泥巖厚度自北向南略有增厚，反映了葡萄花油層沉積前湖盆萎縮背景下形成的廣闊而平坦的淺湖沉積環(huán)境；2）葡萄花油層上部兩層泥巖厚度自北向南增厚較大，反映了葡萄花油層沉積后三肇凹陷南部發(fā)生了快速沉降；3）密井網(wǎng)解剖和多套次級湖泛標(biāo)準(zhǔn)層對比表明，葡萄花油層為順源逐層減薄的沉積過程，且儲層物性和砂體規(guī)模自北向南逐漸變差，反映了北部單一物源特征（圖1）；4）葡萄花油層垂向上發(fā)育先水退后水進的沉積演化序列，下部地層減薄幅度較上部明顯，表明葡萄花油層沉積早期抬升強烈，最大水退期位于油層中部（PI5小層），其認(rèn)識與大慶長垣PI2C小層底部存在的不整合面相一致；5）古構(gòu)造演化表明，松遼盆地在姚一段沉積時期東南部發(fā)生了明顯的構(gòu)造抬升［11］。

由上可見，三肇凹陷葡萄花油層為南部（三角洲末端）邊沉積邊伴隨盆地東南部構(gòu)造抬升控制下形成的順源逐層減薄過程產(chǎn)物，葡萄花油層頂?shù)咨澳嗤蛔兠娌⒉皇堑葧r界面，而是頂?shù)鬃员毕蚰仙皫r逐漸相變?yōu)槟鄮r的砂泥對接界面（圖1），其認(rèn)識對分析葡萄花油層淺水三角洲形成過程、儲層沉積特征和聚油機制具有重要意義。

表1 葡萄花油層標(biāo)準(zhǔn)層特征Table 1 Key bed features of Putaohua reservoir

圖1 三肇凹陷葡萄花油層地層對比剖面Fig.1 Formation comparison profile of Putaohua reservoir in Sanzhao depression

3 儲層沉積特征

3.1 區(qū)域沉積背景

松遼盆地葡萄花油層沉積時期，盆地全面進入坳陷期，沉降速度緩慢。古地形坡度低緩，傾角只有0°4′～0°57′；氣候相對干旱，湖盆面積小，水體很淺，一般不超過10m［14］。受氣候周期性變化和湖平面頻繁波動影響，葡萄花油層內(nèi)部發(fā)育多期湖泛泥巖，形成了多套次級儲蓋組合單元，如以葡中標(biāo)準(zhǔn)層為界劃分為上下2個砂巖組；三角洲內(nèi)前緣亞相發(fā)育，水下分流河道向湖盆中心推進距離較遠，可達20～50km；巖心顏色以灰綠色為主，局部見紫紅色，不發(fā)育暗色泥巖；層理類型主要為小型交錯層理、塊狀層理或波層理，生物化石組合為淺水特征；三角洲垂向上不發(fā)育吉爾伯特式三層結(jié)構(gòu)（頂積層、前積層和底積層），且不存在明顯的坡折帶。

3.2 沉積微相展布特征

在上述地層沉積模式指導(dǎo)下，通過對各級標(biāo)準(zhǔn)層的識別和對比分析，最終建立了三肇凹陷葡萄花油層高分辨率等時地層格架，將葡萄花油層垂向上劃分為9個小層、12個沉積時間單元，并對各時間單元沉積微相和儲層沉積特征進行了分析。其結(jié)果表明：1）三肇凹陷葡萄花油層為松遼盆地北部物源東南水系分支控制下發(fā)育的河控淺水三角洲沉積體系，以三角洲內(nèi)前緣亞相為主，外前緣亞相基本不發(fā)育，反映了葡萄花油層沉積時期水體較淺、物源供給較強。2）葡萄花油層微相類型以大量密集的順直型水下分流河道為主，河道砂體連續(xù)且水下延伸較遠，直至消失變成薄的末端河控席狀砂，河口壩和遠砂壩等其他類型微相不發(fā)育，即分流河道砂體為油氣儲存的主要單元；其形成機理為低水位期分流河道砂體長距離向湖盆中心推進（圖2a），高水位期由于湖水較淺，水下分流河道受波浪改造作用較弱，砂體在堤岸兩側(cè)漫溢并在河道末端形成河控席狀砂（圖2b、c）。

3.3 葡萄花油層沉積演化及控藏作用

圖2 三肇凹陷葡萄花油層沉積微相圖Fig.2 Sedimentary microfacies of Putaohua oil layer in Sanzhao depression

12個時間單元單砂體級沉積微相揭示葡萄花油層垂向沉積演化序列為：前三角洲亞相（葡萄花油層下部）→前三角洲向三角洲前緣亞相過渡（PI9小層）→三角洲前緣亞相（PI8－PI6小層）→三角洲前緣向三角洲分流平原亞相過渡（PI52－PI42小層）→三角洲前緣亞相（PI41－PI21小層）→三角洲前緣向前三角洲亞相過渡（PI1小層）→前三角洲亞相（葡萄花油層上部），其認(rèn)識與區(qū)內(nèi)芳136－150M（系統(tǒng)取心井）巖心揭示的沉積演化特征相一致（圖3），即葡萄花油層受湖平面升降、構(gòu)造抬升和物源供給等因素控制。垂向上發(fā)育為“先快速水退后緩慢水進”沉積演化序列，水退最大期位于葡萄花油層中部，此時物源供給最強，三角洲向前進積最大，河道砂體最發(fā)育，為油氣富集的主要層位。

圖3 葡萄花油層垂向沉積演化圖Fig.3 Vertical sedimentary evolution diagram of Putaohua oil layer

由于研究區(qū)葡萄花油層三角洲前緣相帶寬，且以內(nèi)前緣區(qū)為主，因此，葡萄花油層中部大量發(fā)育的水下分流河道直接覆蓋在青山口組烴源巖上，且具有優(yōu)先捕捉油氣的優(yōu)勢，從而構(gòu)成了油氣遠距離側(cè)向運移的優(yōu)勢輸導(dǎo)層位和通道。其認(rèn)識對搞清該區(qū)油藏類型、油氣分布規(guī)律、開發(fā)區(qū)擴邊及評價區(qū)布井具有重要意義。

4 結(jié)論

1）三肇凹陷葡萄花油層為三角洲末端同沉積構(gòu)造抬升控制的順源逐層減薄過程，其頂?shù)咨澳嗤蛔兠娌⒉皇瞧湔鎸嵉葧r界面，而是自北向南砂巖相變?yōu)槟鄮r的砂泥對接界面。

2）葡萄花油層發(fā)育典型的河控淺水三角洲，微相類型主要為大量密集且連續(xù)的順直型分流河道砂體，其他類型微相不發(fā)育，即分流河道砂體為油氣儲集的主要單元。

3）葡萄花油層垂向發(fā)育先水退后水進的沉積演化序列，水退最大期位于葡萄花油層中部，此時分流河道砂體最發(fā)育，構(gòu)成了葡萄花油層油氣優(yōu)勢輸導(dǎo)通道和富集層位。

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Formation Reduce Model and Govern Oil Significance of Putaohua Oil Layer in Sanzhao Depression，Songliao Basin

Liu Zong－bao1，2，Zhao Miao1，LüYan－fang1，Ma Shi－zhong1，F(xiàn)ang Qing3，Guo Xin3
1.College of Earth Sciences，Northeast Petroleum University，Daqing 163318，Heilongjiang，China 2.Key Laboratory of Tectonics and Petroleum Resources Ministry of Education／China University of Geosciences，Wuhan 430074，China 3.8th Oil Production Plant，Daqing Oilfield Company Limited，Daqing 163514，Heilongjiang，China

Formation thickness of Putaohua oil layer in Sanzhao depression，Songliao basin，reduces gradually from north to south，and the thinning mode is always controversial，result in understanding confusion of hydrocarbon vertical distribution.Log curves of 1 024wells and core data of 10wells analyzing formation structure of Putaohua oil layer and sedimentary features of reservoirs show formation of Putaohua oil layer is a process of gradually thinning by layers controlled by uplift of syndepositional structure at the end of deltas，and surfaces of sand－clay discontinuity at the top and bottom of Putaohua oil layer is a sand－clay interface formed by gradually changing from northern sand to southern clay rather than a genuine interfaces；shallow deltas typically developed in Putaohua oil layer，concentrated and continuous straightly－underwater channels and river－dominating extremity sheet sandsare the main microfacies；Putaohua oil layer vertically develops sedimentary evolution of sequence with first fast dereliction then slowly transgression，the well developed distributary channel sand body is hydrocarbon preferential transporting channel of lateral migration and enriched layer in central Putaohua oil layer（lowstand）.

Songliao basin；Sanzhao depression；Putaohua oil layer；sequence；sedimentary characteristics；petroleum gas

book=2012,ebook=671

P618.13

A

1671－5888（2012） 04－0984－07

2011－10－11

國家自然科學(xué)基金項目（41072163）；構(gòu)造與油氣資源教育部重點實驗室開放課題（TPR－2011－33）；黑龍江省教育廳科技項目（12521060）

劉宗堡（1982－），男，副教授，博士，主要從事層序地層學(xué)與油氣田開發(fā)地質(zhì)研究，Tel：0459－6507765，E－mail：lzbdqpi＠163.com。