魏贊 成都理工大學(xué)

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一、地質(zhì)背景

饒陽(yáng)凹陷新近系屬于冀中坳陷中的一個(gè)次級(jí)的構(gòu)造單元，受復(fù)雜斷裂系統(tǒng)控制，是留北油田研究的主要沉積地層，而且主要目的層段為明化鎮(zhèn)組和館陶組。此次研究總面積約為25.2平方公里，經(jīng)勘探上報(bào)含油面積4.3km2，地質(zhì)儲(chǔ)量475×104t，所以更多更詳細(xì)研究新近系沉積相類型及特征意義重大。

館陶組沉積初期，饒陽(yáng)凹陷經(jīng)歷了古近紀(jì)末的整體構(gòu)造抬升后，沉積背景特征整體上呈現(xiàn)出兩凸夾一凹的構(gòu)造格局，東西分別為獻(xiàn)縣凸起和高陽(yáng)凸起，地形形態(tài)呈現(xiàn)出西高、東低，南高、北低，四周高、中間低的趨勢(shì)。盆地形態(tài)南北窄、中間開(kāi)闊。明化鎮(zhèn)組沉積晚期，全區(qū)進(jìn)入平原沉降階段，饒陽(yáng)凹陷新近系是在喜山運(yùn)動(dòng)期古近系地層遭受區(qū)域性剝蝕基礎(chǔ)上，從斷陷到坳陷繼承性發(fā)育沉積的一套河流相地層，因此河流相沉積是這個(gè)地區(qū)留北油田研究的主要目的層位。

二、沉積相標(biāo)志特征

留北油田的館陶—明化鎮(zhèn)組在巖心剖面中所確定的河流相沉積地層單元，在垂相層序上具明顯正漸變特點(diǎn)，以路27井為例。

（1）1017-1634m明化鎮(zhèn)組下段、館陶Ⅰ油組、館陶Ⅱ油組中上段以細(xì)砂巖巖性為主，測(cè)井曲線以鐘形為主、見(jiàn)低幅鐘形、指型、基線組合，可見(jiàn)為曲流河沉積。據(jù)明化鎮(zhèn)組巖心觀察，最底部見(jiàn)有沖刷面，下部發(fā)育平行層理，中、上部發(fā)育粉細(xì)砂巖的交錯(cuò)層理，過(guò)渡巖性可見(jiàn)波狀和水平層理，隨水動(dòng)條件逐漸變小，巖性變細(xì)，層理規(guī)模向上依次變小?？梢?jiàn)屬于曲流河河道砂體常見(jiàn)的沉積構(gòu)造序列，所以明化鎮(zhèn)組地層以曲流河河流相為主。

（2）1634-1764m館陶Ⅱ油組中下段、館陶Ⅲ油組發(fā)育淺灰色塊狀中砂巖，及紫紅色泥巖，粒度概率曲線以“一跳中懸加過(guò)渡式”為主，曲線為鐘形、箱型及二者組合形態(tài)，是辮狀河到曲流河的過(guò)渡，為分汊河沉積.

（3）1764-1818m館陶Ⅳ發(fā)育雜色礫巖、含礫不等粒砂巖以及淺灰色塊狀中砂巖，粒度較粗，泥厚度較大，泥質(zhì)含量少，是砂體垂相堆積的結(jié)果，電測(cè)曲線見(jiàn)箱型及齒化箱型，粒度概率曲線則以“兩段式”為主，應(yīng)為辮狀河沉積。

三、單井沉積相分析

取心井的單井相分析是識(shí)別沉積微相必不可少的關(guān)鍵一步。通過(guò)對(duì)取心井巖心進(jìn)行細(xì)致的觀察和描述、分析鑒定，提取各種指相參數(shù)信息，建立起單井相分析柱狀圖。在本文研究過(guò)程中，共觀察5口取心井巖心，下面以路30取心井為例進(jìn)行相分析。

路30井取心井段為1642-1749.25m，共4次取心，第1、2次為連續(xù)取心，第3、4次為連續(xù)取心，取心段均屬于第三系館陶組。

1.175 2.8-1752.2m，淺灰色粉砂巖，自然電位有負(fù)異常，幅度較小，形態(tài)不明確，微電極有小的幅度差，有熒光現(xiàn)象，可見(jiàn)波狀層理和單斜層理，為河床亞相中的邊灘微相。

2.175 2.2-1751.5m，紫紅色的泥巖，自然電位有小的負(fù)異常，靠近泥巖基線，微電極曲線沒(méi)有幅度差，為河漫亞相中的河漫灘微相沉積。

3.175 1.5-1750.5灰綠色的泥巖和淺灰色的砂巖，自然電位有小的負(fù)異常，呈低幅鐘形，這種曲線反映水量能量向上逐漸減小或物質(zhì)供應(yīng)量降低，微電極曲線沒(méi)有幅度差，為河床亞相中的邊灘微相。

4.175 0.5-1748.6m，灰褐色中砂巖，有泥礫，有油浸，可見(jiàn)波狀層理，反映了一種高能環(huán)境，自然電位有負(fù)異常，微電極曲線有明顯的幅度差，為河床亞相中的河道砂壩沉積微相。

5.174 8.3-1740.3m，發(fā)育大塊的灰褐色中砂巖，有油浸，自然電位有明顯的負(fù)異常，呈箱型，曲線頂?shù)淄蛔?，呈中—高幅，這種曲線說(shuō)明物源供應(yīng)充足，水流能量強(qiáng)且穩(wěn)定，微電極有明顯的幅度差，為河床亞相中的河道砂壩微相沉積。

6.1654-1653.4m，發(fā)育淺灰色的含鈣中砂巖，有油斑，可見(jiàn)波狀層理，有泥礫，自然電位平直，微電極曲線無(wú)明顯的幅度差，為堤岸亞相中的天然堤微相沉積。

四、沉積模式

通過(guò)以上相標(biāo)志研究可以看出，館陶Ⅳ油組發(fā)育辮狀河，館陶Ⅲ油組及館陶Ⅱ油組中下部發(fā)育分汊河沉積，館陶Ⅱ油組上段、館陶Ⅰ油組及明化鎮(zhèn)下段發(fā)育曲流河沉積相類型。

1.曲流河沉積模式

在所研究的館陶Ⅱ油組上段、館陶Ⅰ油組及明化鎮(zhèn)下段發(fā)育曲流河沉積相模式中（圖4-11），垂向?qū)有蛴上轮辽?，粒度由粗變?xì)，層理規(guī)模由大變小，構(gòu)成了一個(gè)典型的間斷性正韻律或正旋回。下段為河道亞相的底部滯留沉積和點(diǎn)砂壩沉積組成，是由河道遷移而引起的沉積物側(cè)向加積的結(jié)果，上段由堤岸亞相和河漫亞相組成，屬于泛濫平原沉積，由于大量的細(xì)粒懸浮物質(zhì)在洪泛期垂向加積的結(jié)果，所以底層沉積和頂層沉積的垂向疊置，構(gòu)成了曲流河沉積的“二元結(jié)構(gòu)”。

在該地區(qū)二元結(jié)構(gòu)垂向上重復(fù)出現(xiàn)，形成多個(gè)間斷性的正旋回，每個(gè)旋回由一個(gè)二元結(jié)構(gòu)組成，通常稱為河流沉積的一個(gè)“階”。河流沉積旋回的多階性是河流相的又一個(gè)重要特征。在三維空間范圍內(nèi)，一般砂體沉積范圍小于周緣泛濫平原泥巖沉積范圍。

圖4-11 留北油田館陶—明化鎮(zhèn)曲流河沉積相模式圖

2.分汊河沉積模式

在留北油田研究區(qū)中，館陶Ⅲ油組及館陶Ⅱ油組中下部發(fā)育分汊河沉積相，屬于辮狀河至曲流河的過(guò)渡類型。研究認(rèn)為分汊河進(jìn)一步可以劃分為河床亞相、堤岸亞相、河漫/洪泛平原亞相、廢棄河道（牛軛湖）共四個(gè)亞相。其中河道亞相又可以分為河床滯留沉積、河道砂壩兩個(gè)微相；堤岸亞相分為天然堤、決口扇兩個(gè)微相；河漫亞相又分為河漫灘、河漫湖泊、河漫沼澤三個(gè)微相。

其中，堤岸亞相與洪泛平原亞相相互消長(zhǎng)：若洪水作用強(qiáng)烈，河道側(cè)向遷移或分汊、決口頻繁，堤岸亞相不發(fā)育，河床亞相與洪泛平原亞相在平面上緊鄰發(fā)育，在垂向上直接疊置；若河道較為穩(wěn)定，堤岸亞相則較為發(fā)育，在堤岸亞相外側(cè)發(fā)育河漫亞相，垂向上組成河床—堤岸—河漫亞相的完整二元結(jié)構(gòu)。

分汊河在垂向上與曲流河相似，但沉積層序頂部常直接覆蓋河漫及洪泛平原沉積，特別是河道內(nèi)砂壩發(fā)育造成河道分汊，砂壩沉積物的粒度反映的受洪水控制的震蕩性特點(diǎn)而與曲流河有重要差別。與辮狀河相比，分汊河河道彎曲率大，沉積物粒度細(xì)，在垂向?qū)有蛏隙Y(jié)構(gòu)較為發(fā)育，且河岸抗沖性強(qiáng)于辮狀河，河道相對(duì)穩(wěn)定。

3.辮狀河沉積模式

通過(guò)以上研究認(rèn)為，研究區(qū)的館陶Ⅳ油組發(fā)育辮狀河沉積相，因此，建立了該辮狀河沉積相模式。在辮狀河沉積相模式（圖4-12）中，由于辮狀河多發(fā)育于山區(qū)，臨近物源，辮狀河具有多河道、河床坡降大、寬而淺、側(cè)向遷移迅速等特點(diǎn)。該相模式中發(fā)育了河道亞相和泛濫平原沉積，發(fā)育的心灘是辮狀河突出的特征，邊灘不發(fā)育，成為與曲流河環(huán)境的重要區(qū)別。

圖4-12 留北油田館陶組辮狀河沉積相模

五、結(jié)論與認(rèn)識(shí)

通過(guò)本文分析研究，留北油田饒陽(yáng)凹陷新近系的沉積相特征有了更加全面詳細(xì)的認(rèn)識(shí)，該研究區(qū)域新近系地層在縱向上，館陶Ⅳ油組發(fā)育辮狀河沉積相，館陶Ⅲ油組及館陶Ⅱ油組中下部發(fā)育分汊河沉積相，館陶Ⅱ油組上段、館陶Ⅰ油組及明化鎮(zhèn)下段發(fā)育曲流河沉積相類型，科學(xué)的分析了該凹陷區(qū)域沉積環(huán)境下的油水矛盾的困擾問(wèn)題，即其存在的一些連片砂體，是由于河道主流線處河床底部沉積物的遮擋及廢棄河道的遮擋所造成的。除此之外，通過(guò)各河流相的具體沉積模式可更好的指導(dǎo)有利儲(chǔ)層探尋的位置，留北油田館陶組、明化鎮(zhèn)組有利的儲(chǔ)層位置在分汊河的河道砂壩及曲流河的邊灘沉積中，是有利的勘探目標(biāo)，其次為河道砂壩和邊灘沉積的邊部，而天然堤位置發(fā)育的儲(chǔ)層則較差。同時(shí)饒陽(yáng)凹陷的館陶和明化鎮(zhèn)組河流相沉積不僅是重要的油氣形成場(chǎng)所，而且是重要的稀有礦產(chǎn)的重要聚集場(chǎng)地，所以河流相的研究具有廣闊的發(fā)展前景。

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