孫 雨 馬世忠 叢 琳 趙 慧 于利民 付憲第

(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(guó)石油吉林油田分公司 吉林松原 138001)

松遼盆地扶新隆起帶南部扶余油層沉積特征及沉積模式探討①

孫 雨1馬世忠1叢 琳1趙 慧2于利民2付憲第1

(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(guó)石油吉林油田分公司 吉林松原 138001)

利用18口井的巖芯分析資料、1 595個(gè)重礦物分析數(shù)據(jù)和近800口井的錄井、測(cè)井等資料,系統(tǒng)分析了扶新隆起帶南部扶余油層的沉積特征和沉積模式。研究揭示扶新隆起帶南部扶余油層沉積時(shí)期受西南?？滴镌大w系和東南部長(zhǎng)春-懷德物源體系雙重控制,形成了枝狀的高能河控三角洲沉積體系。該三角洲體系骨架砂體為大量、密集、窄帶狀、連續(xù)分布的分流河道砂體,總體呈南南西向展布,砂體連續(xù)且向水下延伸較遠(yuǎn),直至消失變成薄的席狀砂,在三角洲分流平原和三角洲前緣亞相區(qū),形成以(水下)分流河道沉積為中心的多支“河控帶狀體”;前三角洲亞相與三角洲前緣亞相無(wú)明顯界限,受湖浪作用控制在三角洲前緣亞相的外前緣區(qū)形成浪控席狀砂,多個(gè)席狀砂呈順岸、垂源平行排列,單一席狀砂具有明顯條帶、環(huán)狀平面分布模式。

沉積特征 沉積模式 河控淺水三角洲 扶余油層 松遼盆地

0 引言

圖1 松遼盆地扶新隆起帶南部區(qū)域位置圖Fig.1 Showing location of the southern Fuxin Uplift, Songliao Basin

扶新隆起帶是松遼盆地中央坳陷區(qū)南部的一個(gè)正向二級(jí)構(gòu)造單元(圖1),它西南與長(zhǎng)嶺凹陷相接,南毗華字井階地,北臨三肇凹陷,東連登婁庫(kù)-長(zhǎng)春嶺背斜帶[1]。扶余油層屬于下白堊統(tǒng)泉頭組四段(以下簡(jiǎn)稱(chēng)泉四段),為松遼盆地南部最重要的含油層系之一[2,3]。該時(shí)期松遼盆地南部主要發(fā)育五大物源和七條水系,即西部物源(紅崗和英臺(tái)水系)、西南通榆物源(通榆水系)、西南?？滴镌??？邓?、東南物源(長(zhǎng)春和懷德水系)和東部物源(榆樹(shù)水系),其中對(duì)扶新隆起帶影響較大的是西南物源?？邓岛蜄|南物源長(zhǎng)春和懷德水系[4,5]。前人對(duì)扶余油層的沉積特征和沉積體系也做了多方面探討,有人用“干枝”三角洲來(lái)形容泉四段的沉積體系[6],但更多的學(xué)者一直沿用河流-“淺水三角洲”的傳統(tǒng)概念[7,8]。這些認(rèn)識(shí)僅從宏觀上概述了松遼盆地南部泉四段沉積時(shí)期的沉積特征,對(duì)于每個(gè)沉積體系的邊界及沉積體系交匯區(qū)未作精細(xì)刻畫(huà)。特別是對(duì)于扶新隆起帶扶余油層沉積時(shí)期的沉積體系、沉積相及沉積特征等方面認(rèn)識(shí)依然存在較大的分歧,主要有三角洲前緣亞相、三角洲分流平原亞相、濱淺湖亞相、河流相及河流末端扇等多種觀點(diǎn)[6～11]。由這些觀點(diǎn)不難看出由于研究側(cè)重點(diǎn)、研究方法、研究資料或研究區(qū)域的不同所得出的結(jié)果與認(rèn)識(shí)存在較大差異,表明了該區(qū)扶余油層(泉四段)沉積期物源及沉積體系的復(fù)雜性與特殊性。而物源、沉積體系及沉積特征等認(rèn)識(shí)的差異必然造成對(duì)儲(chǔ)層砂體類(lèi)型及展布特征認(rèn)識(shí)的不同,進(jìn)而影響到油田的勘探與開(kāi)發(fā)。扶新隆起帶南部處于西南保康水系和東南長(zhǎng)春-懷德水系構(gòu)成的南部?jī)纱蟪练e體系的交匯處,多年的勘探與開(kāi)發(fā)實(shí)踐表明[12,13],該區(qū)扶余油層的儲(chǔ)層砂體十分發(fā)育,但不同區(qū)塊的砂體分布模式、物性及含油性等差異較大,沉積特征與沉積模式一直認(rèn)識(shí)不清,對(duì)沉積相帶、砂體規(guī)模及其平面展布格局等基礎(chǔ)地質(zhì)方面的研究尚顯不足,在一定程度上制約了油氣勘探的步伐,給巖性油藏的進(jìn)一步勘探與開(kāi)發(fā)帶來(lái)很大困難,急需開(kāi)展沉積特征與沉積模式精細(xì)刻畫(huà)與分析,系統(tǒng)認(rèn)識(shí)沉積體系類(lèi)型與特征,為本區(qū)下一步油氣勘探提供依據(jù)。

1 物源分析

1.1 重礦物分布特征

通過(guò)對(duì)扶新隆起帶南部扶余油層59口井1595個(gè)重礦物分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明,該區(qū)的重礦物類(lèi)型有鋯石、石榴子石、電氣石、綠簾石、金紅石、黑云母、錫石、綠泥石和磁鐵礦等,占砂巖中重礦物總量的61.7% ～99.4%,其中穩(wěn)定重礦物主要為鋯石、電氣石,金紅石含量非常少,只在部分樣品發(fā)現(xiàn);次穩(wěn)定重礦物為石榴子石和綠簾石,不穩(wěn)定重礦物由黑云母、錫石和綠泥石等組成,含量均較低。

根據(jù)重礦物組合在平面上的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)重礦物組合在區(qū)內(nèi)具有明顯的分區(qū)性(圖2),大致可分為4個(gè)區(qū)(Ⅰ～Ⅳ)。Ⅰ區(qū)與Ⅲ區(qū)主要為含量高的鋯石+電氣石組合區(qū),極少或幾乎不含石榴石,鋯石含量極高,一般在80%以上,電氣石含量較穩(wěn)定,約為10%。Ⅱ區(qū)與Ⅳ區(qū)重礦物分布則呈種類(lèi)多、含量變化大的特征,主要為含量較高的石榴子石+鋯石+電氣石組合區(qū);根據(jù)鋯石與石榴子石的相對(duì)含量大小可確定2區(qū)分布界線(xiàn),Ⅱ區(qū)鋯石百分含量大于石榴子石百分含量,且鋯石含量大于50%,石榴子石百分含量一般小于40%;Ⅳ區(qū)石榴子石百分含量與鋯石百分含量相當(dāng),或略高于鋯石百分含量。從重礦物組合分區(qū)圖上可以看出,Ⅰ區(qū)與Ⅲ區(qū)明顯受單一的西南?？滴镌大w系影響,而Ⅱ區(qū)與Ⅳ區(qū)為兩物源交匯區(qū)。受兩物源的波及強(qiáng)度影響,造成重礦物含量上有一定差異,Ⅱ區(qū)受西南?？滴镌从绊懨黠@,鋯石含量高,石榴子石含量相對(duì)較低,而Ⅳ區(qū)受南部長(zhǎng)春-懷德物源體系影響明顯,石榴子石含量高,鋯石含量相對(duì)較低。

圖2 扶新隆起帶南部扶余油層重礦物組合分區(qū)圖Fig.2 Distribution of heavymineral assemblages of Fuyu oil layer in the southern Fuxin Uplift

1.2 扶余油層物源方向及影響范圍的厘定

依據(jù)以上重礦物分布特征,并結(jié)合古構(gòu)造背景、砂巖厚度及含量分布、砂巖組分分區(qū)和厚層砂體分布等特征,綜合厘定了研究區(qū)的物源體系及各體系影響范圍與界限。扶新隆起帶南部扶余油層為西南?？滴镌大w系和東南部長(zhǎng)春-懷德物源體系的交匯區(qū),其中Ⅰ區(qū)與Ⅲ區(qū)受單一西南保康物源體系末端水系控制,Ⅱ區(qū)與Ⅳ區(qū)受西南?？滴镌大w系和東南部長(zhǎng)春-懷德物源體系雙重控制。

?？党练e體系主要為沖積扇-辮狀河-曲流河-三角洲沉積體系,其呈帶狀分布于?？怠病L(zhǎng)嶺→兩井→新廟、扶余、肇源等地區(qū)。該體系至兩井、扶余地區(qū),由于地勢(shì)平坦,河流逐漸開(kāi)始出現(xiàn)改道、分支,形成了廣布全區(qū)的以極為發(fā)育枝狀河道為骨架砂體的河控三角洲沉積,并在孤店附近出現(xiàn)了兩個(gè)支流水域,其中一個(gè)支流水域經(jīng)研究區(qū)西北隅(新263→新308→讓43→新260→讓33→讓27→讓14一線(xiàn)以西北)流向北北西方向的新廟地區(qū),與通榆沖積扇-辮狀河-曲流河-三角洲沉積體系在新廟地區(qū)匯合,共同形成了枝狀河流三角洲沉積。另一個(gè)支流水域,經(jīng)研究區(qū)西南部(讓54→新254→新256→孤21→木63→前62→前64→前39→前61→孤3→孤43→孤33一線(xiàn)以西南)流向新民、朝陽(yáng)溝、三肇及長(zhǎng)春嶺地區(qū),并與東南長(zhǎng)春-懷德辮狀河-曲流河-三角洲沉積體系在研究區(qū)中部、東部及東北部附近匯合,共同形成了枝狀的高能河流三角洲沉積。

2 扶余油層沉積特征

2.1 沉積相標(biāo)志

2.1.1 巖石學(xué)特征

通過(guò)對(duì)22口取芯井的巖芯觀察和1454塊薄片的鑒定結(jié)果分析表明,該區(qū)扶余油層砂巖的碎屑成分主要為長(zhǎng)石和巖屑,次為石英,砂巖類(lèi)型主要為長(zhǎng)石巖屑砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖及少量巖屑砂巖(圖3)。穩(wěn)定礦物含量較低,成分成熟度較低;巖石粒度分布范圍比較寬,顆粒大小混雜,分選中等;磨圓度為次棱角-次圓,且以次棱角狀為主,風(fēng)化度多為淺-中等,結(jié)構(gòu)成熟度中等,為典型的“懸移載荷”搬運(yùn);巖石類(lèi)型包括中-細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖及過(guò)渡類(lèi)型。

圖3 扶新隆起帶南部扶余油層砂巖類(lèi)型圖解Fig.3 Diagram of reservoir sandstone type of Fuyu oil layer in the southern Fuxin Uplift

2.1.2 粒度分布特征

在巖芯觀察的基礎(chǔ)上,利用主要取芯井的粒度分析資料,對(duì)扶新隆起帶南部扶余油層儲(chǔ)層砂體的粒度分布特征進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,研究區(qū)儲(chǔ)層巖性以細(xì)砂巖、粉砂巖為主,含少量中砂巖、細(xì)礫巖,對(duì)應(yīng)φ值均大于2。扶余油層粒度概率曲線(xiàn)顯示為典型兩段式或三段式(圖4),它們分別代表了以河流作用為主要沉積營(yíng)力的三角洲分流平原亞相的分流河道沉積及以河湖共同作用的三角洲前緣水下分流河道和席狀砂沉積。三角洲分流平原亞相的分流河道砂體分選較差,跳躍和懸浮組分各占一半左右,含少量滾動(dòng)組分,反映為河道牽引流的沉積特征,同時(shí)表明當(dāng)時(shí)水動(dòng)力條件較強(qiáng),粒度概率曲線(xiàn)主要為兩段式,跳躍總體與懸浮總體之間截點(diǎn)在2.8～4.2φ之間,懸浮總體含量在多處于30%～45%之間,跳躍總體含量在55%以上。三角洲前緣亞相的水下分流河道主要是中細(xì)粒沉積為主的跳躍組分,懸浮物質(zhì)較少,約占25%,分選中等至好。席狀砂粒度概率曲線(xiàn)為兩段式,細(xì)粒組分約占68.4%,分選較好。

圖4 扶新隆起帶南部扶余油層粒度概率累計(jì)曲線(xiàn)圖Fig.4 Probability cumulative grain size curves of Fuyu oil layer in the southern Fuxin Uplift

2.1.3 沉積構(gòu)造

通過(guò)22口取芯井精細(xì)巖芯觀察描述,在扶余油層中可見(jiàn)大量植物根莖化石、結(jié)核、平行層理、大型單向斜層理、小型交錯(cuò)層理、水平(波狀)層理、底沖刷構(gòu)造及同生變形構(gòu)造等典型沉積構(gòu)造(圖版Ⅰ1-8),為恢復(fù)其沉積環(huán)境提供了依據(jù)。扶余油層細(xì)-中砂巖中發(fā)育大量平行層理(或大型單向斜層理)及底沖刷構(gòu)造,反映了較強(qiáng)的牽引流水動(dòng)力機(jī)制;沖刷面之上可見(jiàn)灰綠色泥礫及灰白(或灰黑)色鈣質(zhì)結(jié)核礫石,其為強(qiáng)水動(dòng)力條件下流水對(duì)垮塌的堤岸泥巖(或上游分流間泥巖中富集的鈣質(zhì)團(tuán)塊)強(qiáng)烈沖蝕、淘洗形成,具疊瓦狀定向排列特征,指示高能量牽引流作用為主的水道沉積環(huán)境。小型交錯(cuò)層理的存在反映了波浪作用和流水共同作用的沉積環(huán)境,研究區(qū)內(nèi)不甚發(fā)育,反映了研究區(qū)當(dāng)時(shí)大部分區(qū)域受流水作用控制為主,波浪作用較弱,湖水較淺。水平(波狀)層理常指示水動(dòng)力較弱的穩(wěn)定沉積環(huán)境,物質(zhì)從懸浮物或溶液中沉淀而成;在研究區(qū)這種層理一般形成于水下分流間灣和前三角洲亞相等沉積環(huán)境中,偶爾在廢棄河道沉積的上部也可發(fā)現(xiàn)。區(qū)內(nèi)同生變形構(gòu)造主要包括揉皺構(gòu)造和滑塌構(gòu)造,多出現(xiàn)在扶余油層頂部,為快速水進(jìn)作用下粉砂巖與泥巖快速堆積的有力指示。

2.1.4 巖石相及其組合

根據(jù)巖芯觀察與巖性統(tǒng)計(jì)表明,扶新隆起帶南部扶余油層儲(chǔ)層砂體巖性變化較大,雖然以細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖為主,但礫巖、中粗砂巖含量也較高。結(jié)合巖石組構(gòu)特征,可將研究區(qū)扶余油層劃分為礫巖相(G)、砂巖相(S)、粉砂巖相(SS)、泥巖相(M)和煤(C)5種類(lèi)型,進(jìn)一步劃為17種亞類(lèi)型,具體特征及成因見(jiàn)表1。

2.1.5 泥巖顏色

根據(jù)22口取芯井的泥巖顏色統(tǒng)計(jì)表明,本區(qū)以紫紅色、灰紫色塊狀泥巖和灰綠色、灰色、黑灰色塊狀泥巖為主(圖版Ⅰ9-12),含鈣質(zhì)和鐵質(zhì)結(jié)核,多井見(jiàn)鈣姜石現(xiàn)象,表明當(dāng)時(shí)所處環(huán)境蒸發(fā)作用強(qiáng)烈,常有成巖收縮擦痕,層理、生物化石均不發(fā)育,偶見(jiàn)有少量炭屑沿層零星分布,指示閉塞缺氧的分流間洼地沉積環(huán)境。垂向上,扶余油層泥巖顏色由下部紫紅色轉(zhuǎn)變?yōu)樯喜炕揖G色的層位多集中在扶余油層SSC12旋回和SSC10旋回,與其上下相鄰地層的泥巖多以灰綠-棕紅色互層或雜色為主,為弱還原-弱氧化沉積環(huán)境頻繁交互的反映。泥巖顏色從下到上的這種變化,反映出扶余油層沉積時(shí)期水體由淺至深過(guò)渡、氣候由干旱向潮濕轉(zhuǎn)化、環(huán)境由氧化環(huán)境向還原環(huán)境變遷的過(guò)程。

表1 扶新隆起帶南部扶余油層巖石相及其組合劃分Table1 Lithofacies division of Fuyu oil layer in the southern Fuxin Uplift

2.2 沉積微相構(gòu)成及平面展布特征

根據(jù)22口井巖芯觀察與大量測(cè)井資料的分析,表明扶新隆起帶南部扶余油層為大型河控淺水三角洲沉積,其以三角洲分流平原和三角洲前緣2個(gè)亞相沉積為主,前三角洲亞相不甚發(fā)育,僅在局部地區(qū)有見(jiàn)。微相類(lèi)型主要有(水下)分流河道、溢岸砂、天然堤、決口扇、決口河道、河口壩、席狀砂和(水下)分流河道間灣等(圖5)。

在單井沉積微相精細(xì)分析與地層精細(xì)劃分、對(duì)比的基礎(chǔ)上,充分應(yīng)用805口密開(kāi)發(fā)井資料,編制了13個(gè)短期旋回層序的沉積微相圖。研究表明,扶新隆起帶南部扶余油層各短期旋回層序內(nèi)的骨架砂體均為大量、密集(平均分布密度1.13支/km)、窄帶狀(多200～600 m)、連續(xù)分布的(水下)分流河道砂體,總體呈南南西向展布,砂體連續(xù)且水下延伸較遠(yuǎn),直至消失變成薄的席狀砂(圖6)。同時(shí)短期旋回層序平面沉積微相也詳盡揭示了沉積體系的最小時(shí)間單元(小層及沉積時(shí)間單元)和平面上的最小相單元(微相)的平面分布,垂向上全部各最小時(shí)間單元的平面沉積微相則能夠揭示相、亞相界線(xiàn)的順源進(jìn)退和主體水系橫向遷移特征。由于研究區(qū)扶余油層沉積時(shí)期地形極為平坦,湖水微小的升降波動(dòng)即可波及全區(qū),這使區(qū)內(nèi)相、亞相界線(xiàn)順源進(jìn)退現(xiàn)象表現(xiàn)的不甚明顯,但水進(jìn)、水退整體變化迅速,在上下層序單元中對(duì)于相、亞相界線(xiàn)順源進(jìn)退現(xiàn)象表現(xiàn)的十分明顯。另外,最小相單元的垂向差異也可以反映水系的橫向遷移特征。

圖5 扶新隆起帶南部扶余油層取心井沉積微相分析圖(Q41井)Fig.5 Analysis on core sedimentarymicrofacies of Fuyu oil layer in the southern Fuxin Uplift(Well Q41)

2.3 沉積演化規(guī)律分析

扶新隆起帶南部扶余油層在總體水進(jìn)的背景下,主要經(jīng)歷了4個(gè)變化階段(圖6):扶余油層早期的緩慢水進(jìn)階段(MSC1)、中期的快速水進(jìn)階段(MSC2)、中后期的緩慢水進(jìn)階段(MSC3)及末期的快速水進(jìn)后略有水退階段(MSC4)。在這4個(gè)階段的變化過(guò)程中,扶新隆起帶南部大部分地區(qū)依次發(fā)育了高能河控淺水三角洲分流平原、低能河控淺水三角洲平原、河控淺水三角洲分流平原近岸沉積區(qū)及三角洲前緣-前三角洲沉積。

MSC1時(shí)期(大致對(duì)應(yīng)于扶余油層Ⅳ砂組),扶新隆起帶南部扶余油層在區(qū)域干旱氣候條件影響下,受東南長(zhǎng)春-懷德水系和西南保康水系的雙重控制發(fā)育高能河控淺水三角洲分流平原亞相沉積,總體上正旋回特征明顯,河流能量及攜砂能力較強(qiáng)、規(guī)模大、垂向及平面切蝕能力強(qiáng),攜帶大量的碎屑物質(zhì)沉積下來(lái),形成了大面積分布的分流河道砂體,底部沖刷突變面清晰,滯留沉積發(fā)育(主要表現(xiàn)為厚層灰綠色泥礫及少量粉砂礫定向排列),向上發(fā)育細(xì)砂巖、粉砂巖,發(fā)育交錯(cuò)層理和大型斜層理,分流間主要為紫紅色泥巖,質(zhì)純、性脆,具貝殼狀斷口、擦痕等特征,反映弱-中等氧化環(huán)境,極少見(jiàn)灰綠色泥巖,表明該時(shí)期氣候十分干旱,基本不存在分流間洼地等弱還原沉積環(huán)境。

MSC2時(shí)期(大致對(duì)應(yīng)于扶余油層Ⅲ砂組),扶新隆起帶南部扶余油層仍處于干旱氣候條件下,受東南長(zhǎng)春-懷德水系和西南?？邓档碾p重控制發(fā)育高能→低能河控淺水三角洲分流平原亞相沉積。該階段早期,河流較發(fā)育,河流能量及攜砂能力較強(qiáng)、規(guī)模大、垂向及平面切蝕能力強(qiáng),攜帶大量的碎屑物質(zhì)沉積下來(lái),形成了大面積分布的分流河道砂體。分流間以紫紅色泥巖為主,反映干燥、弱-中等氧化環(huán)境。該階段后期,河流的影響作用開(kāi)始減弱,分流河道底部的泥礫明顯減少、厚度變薄,鈣質(zhì)結(jié)核少見(jiàn);分流間沉積局部開(kāi)始出現(xiàn)灰綠色泥巖或雜色泥巖,反映分流間洼地等弱氧化-弱還原環(huán)境開(kāi)始出現(xiàn)。

MSC3時(shí)期(大致對(duì)應(yīng)于扶余油層Ⅱ砂組),扶新隆起帶南部扶余油層氣候變得相對(duì)潮濕,受東南長(zhǎng)春-懷德水系和西南保康水系的雙重控制發(fā)育低能河控淺水三角洲分流平原亞相沉積。分流河道特征仍很明顯且垂向相對(duì)發(fā)育,具單斜、交錯(cuò)層理及泥礫,具底部滯留沉積;以中-弱氧化為主、河水溢岸及改道有增、強(qiáng)限定河道特征發(fā)育;分流間主要為紫紅色泥巖,質(zhì)純、性脆,具貝殼狀斷口、擦痕等特征,局部含鈣礫,灰綠色泥巖開(kāi)始增多,反映湖平面緩慢上升導(dǎo)致了地下水位不斷升高,分流間洼地范圍有所增大。

圖6 扶新隆起帶南部扶余油層沉積演化圖Fig.6 Sedimentary evolution of Fuyu oil layer in the southern Fuxin Uplift

MSC4時(shí)期(大致對(duì)應(yīng)于扶余油層Ⅰ砂組),扶新隆起帶南部扶余油層氣候條件變得潮濕,主要為受東南長(zhǎng)春-懷德水系和西南?？邓档碾p重控制發(fā)育河控淺水三角洲分流平原亞相近岸區(qū)沉積、河控淺水三角洲前緣亞相沉積和前三角洲亞相沉積。

該階段早期,湖平面緩慢上升,區(qū)內(nèi)主要為低能河控淺水三角洲分流平原亞相沉積,沉積特征與MSC3類(lèi)似,在此不再贅述。該階段中期,湖平面快速上升,區(qū)內(nèi)主要為河控淺水三角洲分流平原亞相近岸沉積區(qū),古地貌相對(duì)平緩、距物源遠(yuǎn),具有陸上氧化環(huán)境和水下還原環(huán)境的雙重特征。受氣候條件影響,水量供給隨季節(jié)性差異較大,即使在洪泛期,淺水湖盆擴(kuò)張很快,但仍不足以覆蓋隆起帶內(nèi)的大部分地區(qū),在洪泛期過(guò)后,大部分被水所淹的廣闊平原及淺水地帶暴露。分流河道特征較明顯,限定性較強(qiáng),且垂向相對(duì)發(fā)育(但較早、中期發(fā)育差),具單斜、交錯(cuò)層理及泥礫,底部滯留沉積明顯變薄或消失。分流間以紫紅色泥巖、灰綠色泥巖及雜色泥巖為主,反映明顯的弱氧化與弱還原環(huán)境的交互特征,質(zhì)純、性脆,具貝殼狀斷口、擦痕等特征,局部含鈣礫;少數(shù)質(zhì)不純,較致密、堅(jiān)硬,局部含鈣、黃鐵礦等。該階段晚期,湖平面上升速率減慢,并略有下降,區(qū)內(nèi)主要為河控淺水三角洲前緣亞相,水下分流河道微相相對(duì)發(fā)育,但其攜帶能力與沖刷能力明顯減弱,底部泥礫含量極少或消失,由陸上明顯起伏的沖刷面變?yōu)槠街钡膸r性突變面,旋回幅度減小,粒度變細(xì),一般以粉砂巖為主,河道內(nèi)薄夾層發(fā)育,具微細(xì)水平層理與湖能層理;水下分流間主要為灰綠色塊狀泥巖為主,見(jiàn)揉皺構(gòu)造,反映明顯的弱還原-還原沉積環(huán)境。該階段末期,湖平面快速上升,沉積物供給迅速減少,主要發(fā)育前三角洲亞相沉積,在青一段底部形成最大湖泛面,沉積了厚度較大灰黑色水平層理泥(頁(yè))巖夾薄層菱鐵礦層,含黃鐵礦粉末,見(jiàn)介形蟲(chóng)及魚(yú)碎片化石,介形蟲(chóng)局部富集成層,底部含粉砂質(zhì)泥巖,構(gòu)成本區(qū)發(fā)育極好、廣泛分布的烴源巖及區(qū)域蓋層。

3 扶余油層河控淺水三角洲沉積模式

在深入認(rèn)識(shí)扶新隆起帶南部扶余油層的沉積背景、發(fā)育過(guò)程、沉積特征及沉積相類(lèi)型的基礎(chǔ)上,采用“大區(qū)、層沉積背景+區(qū)域各短期旋回層序平面微相+開(kāi)發(fā)區(qū)密井網(wǎng)精細(xì)解剖+沉積理論模式”綜合研究方法,建立了扶新隆起帶南部扶余油層“雙源”河控淺水三角洲沉積模式(圖7):(1)發(fā)育于盆地長(zhǎng)軸,源較遠(yuǎn)、流較長(zhǎng)、坡較緩的背景下,受西南?？滴镌大w系末端水系和東南長(zhǎng)春-懷德物源體系分支水系雙重控制。(2)亞相分區(qū)具多樣性、漸變性,各相帶分異完善,單砂體在空間上的分布具有隨機(jī)性,主要受古地形、古構(gòu)造及古水流勢(shì)能等因素控制。(3)骨架砂體為大量、密集(平均分布密度1.13支/km)、窄帶狀(多200～600 m)、連續(xù)分布的分流河道砂體,總體呈南南西向展布,砂體連續(xù)且水下延伸較遠(yuǎn),直至消失變成薄的席狀砂(河口壩沉積不甚發(fā)育),形成多支“河控帶狀體”;三角洲分流平原亞相沉積區(qū)主要受陸上限定性分流河道控制,且以分流河道沉積為中心,向兩側(cè)依次變?yōu)?“分流河道→天然堤→決口扇、溢岸砂→分流間泥”的平面微相序列,形成三角洲分流平原區(qū)“河控帶狀體”;三角洲前緣亞相沉積區(qū)以水下分流河道為主,每支水下分流河道構(gòu)成了由中心向兩側(cè)及前方:“水下分流河道→主體席狀砂→席狀砂→席狀砂內(nèi)緣(泥質(zhì)粉砂巖)→席狀砂外緣(粉砂質(zhì)泥巖)→席狀砂間(泥質(zhì)沉積)”的平面微相序列,形成三角洲前緣區(qū)“河控帶狀體”。(4)以淺湖相為主的前三角洲沉積與三角洲前緣沉積并無(wú)明顯界限,受湖浪作用控制在三角洲前緣亞相的外前緣區(qū)形成浪控席狀砂,主要特征為:多個(gè)席狀砂呈順岸垂源平行排列,單一席狀砂由中部向四周具有“席狀砂(鈣質(zhì)粉砂巖)→席狀砂內(nèi)緣(含泥粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖)→席狀砂外緣(粉砂質(zhì)泥巖)→席狀砂間(泥質(zhì)沉積)”的明顯條帶環(huán)狀平面分布模式,本區(qū)浪控席狀砂不發(fā)育,僅在扶余油層頂部短期旋回層序局部地區(qū)發(fā)育,證明了本區(qū)扶余油層沉積時(shí)期河流作用為主導(dǎo)因素,湖浪作用不明顯,為河控淺水三角洲沉積的典型特征。

圖7 扶新隆起帶南部扶余油層沉積模式圖Fig.7 Depositionalmodel of Fuyu oil layer in the southern Fuxin Uplift

該模式的建立進(jìn)一步明確了扶新隆起帶南部扶余油層的沉積體系范疇和類(lèi)型,同時(shí)揭示了“河控帶狀體”內(nèi)部的能量相單元類(lèi)型及其內(nèi)平面能量相單元序列模式,對(duì)扶新隆起帶南部扶余油層儲(chǔ)層空間分布模式建立、骨架單砂體識(shí)別及油田進(jìn)一步挖潛與調(diào)整提供了堅(jiān)實(shí)的地質(zhì)依據(jù)。

4 結(jié)論

利用18口井的巖芯分析資料、1 595個(gè)重礦物分析數(shù)據(jù)和近800口井的錄井、測(cè)井等資料,系統(tǒng)分析了扶新隆起帶南部扶余油層的沉積特征和沉積模式,主要取得如下認(rèn)識(shí):

(1)扶新隆起帶南部扶余油層為西南保康物源體系和東南部長(zhǎng)春-懷德物源體系的交匯區(qū),其中Ⅰ區(qū)與Ⅲ區(qū)受單一西南?？滴镌大w系末端水系控制,Ⅱ區(qū)與Ⅳ區(qū)受西南?？滴镌大w系和東南部長(zhǎng)春-懷德物源體系雙重控制。

(2)扶余油層沉積時(shí)期是西南?？滴镌春蜄|南部長(zhǎng)春-懷德物源共同作用下形成的枝狀高能河控三角洲沉積體系,該三角洲體系骨架砂體為大量、密集、窄帶狀、連續(xù)分布的分流河道砂體,總體呈南南西向展布,砂體連續(xù)且水下延伸較遠(yuǎn),直至消失變成薄的席狀砂,形成多支“河控帶狀體”。

(3)扶余油層的“雙源”河控淺水三角洲沉積模式為:①三角洲分流平原亞相沉積區(qū)以陸上限定性河道沉積為中心,向兩側(cè)依次變?yōu)?分流河道→天然堤→決口扇、溢岸砂→分流間泥,形成三角洲分流平原區(qū)“河控帶狀體”;②三角洲前緣亞相沉積區(qū)以水下分流河道為主,由中心向兩側(cè)及前方形成:“水下分流河道→主體席狀砂→席狀砂→席狀砂內(nèi)緣→席狀砂外緣→席狀砂間”的平面微相序列,形成三角洲前緣區(qū)“河控帶狀體”;③前三角洲沉積與三角洲前緣沉積并無(wú)明顯界限,受湖浪作用控制在三角洲前緣亞相的外前緣區(qū)形成浪控席狀砂,多個(gè)席狀砂呈順岸、垂源平行排列,單一席狀砂由中部向四周具有“席狀砂→席狀砂內(nèi)緣→席狀砂外緣→席狀砂間”的明顯條帶環(huán)狀平面分布模式。

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Study on Depositional Characteristics and M odel of Fuyu Oil Layer in the Southern Fuxin Up lift of Songliao Basin

SUN Yu1MA Shi-zhong1CONG Lin1ZHAO Hui2YU Li-min2FU Xian-di1
(1.College of Geosciences,Northeast Petroleum University,Daqing,Heilongjiang 163318; 2.Exp loration and Development Institute of Jilin Oilfield Com pany Ltd.,CNPC,Songyuan,Jilin 138001)

It is themost important area of exploration in the southern Fuxin uplift of Songliao Basin in recent years, and itsmajor oil producing zone is Fuyu oil layer in the 4thMember,Quantou Formation.Currently,it is still large differences on depositional system and sedimentary facies and depositional characteristics in understanding of Fuyu oil layer,and understanding of the differences restricted the pace of exploration and development of oil and gas.Therefore,it is urgently needed to study on depositional characteristics and model.It can be the next steps for this area to provide the basis for exploration and development of oil and gas.Based on 18 well cores,1595 heavy mineral data and logging data of nearly 800 well,depositional characteristics and models of Fuyu oil layer in the southern Fuxin upliftwas analyzed.It is realized that the southern Fuxin uplift is a intersections area of the two sources,the southwest Baokang and the southeast Changchun-Haide in the period of Fuyu oil layer。Ⅰarea andⅢarea are controlled by the southwest Baokang Sources。Ⅱarea andⅣarea aremainly controlled by the two sources,the southwest Baokang and the southeast Changchun-Haide.Branched high-energy shallow lacustrine fluvial-dominated delta of Fuyu oil layer in the southern Fuxin uplift aremainly controlled by the two sources,the southwest Baokang and the southeast Changchun-Haide.As SSW distribution submerged distributary channel sandbodies as sand body framework of this delta system is abundant,closely and narrow.It is continual than original understanding and it extends to the far underwater, until disappearing into thin sheet sands.And many fluvial-dominated bandings are formed.Based on understanding of sedimentary background and depositional characteristics and sedimentary facies types of Fuyu oil layer in the southern Fuxin uplift,depositionalmodel of“double source”shallow lacustrine fluvial-dominated delta is established:(1) Continental restrictive distributary channel is the center of the delta distributary plain subfacies.and fluvial-dominated banding is formed,which is planar sedimentary microfacies sequences of distributary channel→levees→crevasse splay,overbank sand→interdistributary estuary。(2)Underwater distributary channels are main in the delta front.and fluvial-dominated banding is formed,which is planar sedimentarymicrofacies sequences of underwater distributary channel→sheet sand→innermargin of sheet sand→outermargin of sheet sand→underwater interdistributary。(3)It is no significant demarcation between delta frontand predelta.tide-dominated sheet sand was formed in the shallow lacustrine fluvial-dominated delta outer front,which ismainly controlled by wave in lakes.Multiple sheet sands show parallel venation of vertical sources.Single sheet sand is banding and ringlike planar distributingmodel of sheet sand→innermargin of sheet sand→outermargin of sheet sand→underwater interdistributary from central to around.

depositional characteristics;depositionalmodel;shallow lacustrine fluvial-dominated delta;Fuyu oil layer;Songliao Basin

孫雨 男 1981年出生 副教授 博士 石油地質(zhì)學(xué)與儲(chǔ)層沉積學(xué) E-mail:sunyu_hc@163.om

P618.13

A

1000-0550(2012)04-0706-10

①中國(guó)石油天然氣股份有限公司科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目[編號(hào):06-01C-01-01(B)]資助。

2011-08-06;收修改稿日期:2011-11-14

圖版Ⅰ說(shuō)明:1.水平波狀層理粉砂巖，讓6井，1528.19m;2.水平層理泥巖，讓22井，1689.02m;3.平行層理細(xì)砂巖，讓29井，1595.06 m;4.大型斜層理細(xì)砂巖，前41井，875.78m;5.小型板狀交錯(cuò)層理粉砂巖，前48井，1210.70m;6.沖刷面及礫石定向排列，前48井，1213.13m;7.揉皺構(gòu)造，前41井，852.27m;8.滑塌構(gòu)造，讓29井，1594.59m;9.紫紅色塊狀泥巖，讓30井，1440.51m;10.灰綠色塊狀泥巖，木249井，1204.34m;11.雜色泥巖，讓24井，1828.04m;灰黑色泥巖，讓22井，1694.62m