王雙龍，程 奇，房 娜，文佳濤，李廣龍

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459）

辮狀河三角洲前緣砂體是有利的油氣儲集體，其沉積物構成辮狀河三角洲的主體[1-2]，眾多學者通過對野外露頭、現(xiàn)代沉積以及油氣儲層等開展了辮狀河三角洲前緣亞相的研究，并取得豐碩成果[3-4]。前人認為，錦州南油田古近系沙河街組主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣沉積[5-7]，但研究主要集中在油氣成藏條件、構造演化以及區(qū)域沉積體系演化等方面[8]，針對油田內(nèi)部沉積特征及砂體展布研究不足，尤其是相控條件下砂體疊置關系認識不清，無法滿足開發(fā)中后期對儲層的連通性和挖潛的要求。本文綜合利用鉆井、取心、測井及地震資料，在層序地層學和沉積學理論指導下，對研究區(qū)目的層沉積特征進行系統(tǒng)研究，以闡明辮狀河三角洲前緣亞相的沉積特征，為油田儲集體接觸關系認識及后期剩余油挖潛工作提供資料。

1 研究區(qū)概況

錦州南油田位于渤海遼東灣遼西凸起中段（圖1），發(fā)育于太古界潛山之上，是由邊界大斷層控制的半背斜層狀構造油氣藏，油氣藏內(nèi)部被次一級斷層分為東、西兩個高帶。邊界斷層及主要分支斷層長期活動，尤其在喜山運動晚期發(fā)生右旋走滑，對遼東灣地區(qū)的構造及沉積演化有著重要的影響。油田共鉆開發(fā)井139口，鉆遇地層自下而上為太古界潛山（Ar）、沙河街組（Es）、東營組（Ed）、館陶組（Ng）、明化鎮(zhèn)組（Nm）以及平原組（Qp），沉積厚度為1 654.00～2 316.00 m。研究區(qū)主力含油層系包括古近系沙二段（Es2）和太古界變質(zhì)巖潛山（Ar），其中，Es2油藏為一套來自古綏中水系的辮狀河三角洲沉積體系，一直前積到遼中凹陷內(nèi)。

圖1 錦州南油田區(qū)域構造位置

2 層序地層發(fā)育特征

層序地層界面識別主要根據(jù)地震、露頭、鉆井、測井和古生物等相關資料進行識別[9-12]。錦州南油田沙河街組劃分為5個三級層序，沙三段包括3個三級層序（SQ1―SQ3），沙二段和沙一段分別對應1個三級層序（SQ4―SQ5）[13]。主力含油層系沙二段（SQ4）時期斷陷作用逐漸減弱，溝谷處也逐漸被充填，地層相對平緩，地球物理資料難以識別坡折點，因此，可劃分為湖擴體系域（EST）和湖退體系域（RST）。

SQ4層序發(fā)育時期，遼西F1、F2斷層右旋走滑性質(zhì)逐漸變?nèi)?，東南部為沉積中心，整體沉積最大厚度約150.00 m。湖擴體系域時，東北部為凸起帶為剝蝕區(qū)，其余區(qū)域接受沉積，但經(jīng)歷過沙三段沉積后，凸起帶的范圍和高度整體減?。▓D2a）；湖退體系域時，凸起帶已完全沒入水下，開始接受沉積，此時，研究區(qū)9井以東地層最厚，厚度約70.00 m（圖2b）。

3 沉積相標志

3.1 巖石類型及特征

根據(jù)巖心及薄片資料，錦州南油田沙二段巖石類型主要發(fā)育泥巖、粉細砂巖、細砂巖、中砂巖，偶見細礫巖，儲層巖性主要為細-中粗粒長石巖屑砂巖或巖屑長石砂巖，平均孔隙度為26.9%，平均滲透率為251.7×10-3μm2，為中高孔滲儲層。

目的層砂巖結構成熟度中等，成分成熟度偏低；顆粒分選中-好，磨圓呈次圓-次棱角狀，石英平均含量為26%，長石平均含量為35%，巖屑平均含量為32%，巖屑成分多為火成巖巖塊，變質(zhì)巖巖塊次之。填隙物主要為菱鐵礦及高嶺石，含量一般小于10%。儲層黏土礦物以伊蒙混層和高嶺石為主，含少量伊利石和綠泥石；儲層結構較為疏松，孔隙發(fā)育，連通性好，儲集空間類型以原生粒間孔為主，粒內(nèi)溶孔次之，粒間孔面比率約15%～30%，粒內(nèi)溶蝕孔面比率約1%～5%。

根據(jù)錦州南12口井取心井的巖心觀察，沙二段以灰色砂巖和灰黑色泥巖為主，表明鉆井區(qū)域主要是水下環(huán)境，偶見棕色泥巖，表明當時水體較淺。

巖心的沉積構造特征是分析和判斷沉積相最直觀的資料[14]。交錯層理為研究區(qū)沙二段砂巖中常見的沉積構造類型，中型交錯層理（圖3a）反映水動力較強的沉積環(huán)境，主要發(fā)育于水下分流河道沉積的厚層砂巖中；小型砂紋交錯層理（圖3b）反映水動力較弱的沉積環(huán)境，主要發(fā)育于水下分流河道末端、河口壩及水下分流河道間等沉積環(huán)境；構造高部位還發(fā)育碎屑流沉積構造（圖3c、3d）或小型滑塌變形構造（圖3e、3f），推測上述兩類沉積構造可能與地震作用或構造落差造成的滑塌作用有關；部分巖心還可見生物擾動、蟲孔等生物成因構造（圖3g、3h），反映辮狀河三角洲前緣水下天然堤或水下分流河道間等水體較淺的沉積環(huán)境；同時，古地貌較低的區(qū)域還可見灰色、灰黑色泥巖，代表湖相沉積。

圖3 錦州南油田沙二段巖石特征和沉積構造特征

3.2 粒度特征

圖4a 為研究區(qū)7 井沙二段1 957.35～1 966.48 m 的C-M 圖，只有較短一部分與C-M 基線平行，具有典型的牽引流沉積特征，主要發(fā)育滾動搬運段和懸浮搬運段，其粒級范圍C 為421～1 296 μm，M 為 58～497 μm。

粒度概率累計曲線以三段式（圖4b）為主，也可見一段式。三段式趨勢線段分段明顯，曲線斜率小，分選性較差，滾動次總體含量約80%，懸浮次總體含量約10%，表明水動力較強，粒度概率直方圖呈單峰狀說明粒度較為集中；一段式巖性較粗，也較為混雜，具有典型重力流沉積特征。整體反映研究區(qū)以牽引流為主，局部存在重力流，水動力較強，沉積物分選較差的沉積背景。

圖4 錦州南油田沙二段樣品粒度特征曲線

4 沉積微相劃分及其特征

根據(jù)巖心分析，結合測井、錄井、分析化驗資料及區(qū)域地質(zhì)背景認識，研究區(qū)沙河街組二段為辮狀河三角洲前緣亞相過渡為湖泊相沉積，并根據(jù)沉積特征將辮狀河三角洲前緣亞相劃分為水下分流河道、河口壩、席狀砂、水下分流河道間等微相；湖泊相進一步分為灘壩和濱淺湖亞相沉積（圖5）。

4.1 辮狀河三角洲相

4.1.1 辮狀河三角洲前緣亞相

水下分流河道：辮狀河三角洲前緣水下分流河道是辮狀河進入水體后在水下延伸部分[15]，為主要儲集砂體，在各井區(qū)廣泛分布，巖性多樣。單個水下分流河道砂體呈下粗上細的正旋回，疊置水下分流河道砂體呈復合正旋回，多發(fā)育塊狀構造、平行層理以及中、小型砂紋層理、楔狀交錯層理等，河道底部含泥礫的滯留沉積本區(qū)不常見。自然電位和自然伽馬曲線多為典型的箱形或者鐘形，箱形曲線多反映物源充足，砂體分布穩(wěn)定的特征；鐘形曲線反映物源由強到弱的過程，可能為河道側緣砂體向河道主體砂體過渡。

河口壩：河口壩位于辮狀河三角洲前緣水下分流河道的末端及側緣[16]，主要發(fā)育在研究區(qū)的 2 井區(qū)、7 井區(qū)，也是本區(qū)主要的儲集砂體。河口壩砂體以分選性較好的灰色粉細砂巖和細砂巖為主，單個河口壩砂體呈下細上粗的反旋回，厚度2～13 m，多發(fā)育小型的砂紋層理等。自然電位和自然伽馬曲線為明顯的漏斗形，反映水體能量自下而上逐漸增強。

席狀砂：席狀砂微相垂向?qū)有蛏衔挥谇叭侵弈噘|(zhì)沉積之上，河口壩沉積之下[17]。席狀砂砂體以灰色粉砂巖為主，厚度較薄，巖心上多呈粉砂巖或砂泥巖互層，各朵葉體向湖相過渡的前端廣泛分布，物性較差，儲集性能差，常發(fā)育小型砂紋層理和波狀交錯層理。測井曲線特征表現(xiàn)為中、低幅的指狀，垂向呈下細上粗的反旋回沉積序列。

水下分流河道間：水下分流河道間沉積以深灰色泥質(zhì)沉積為主，夾雜薄層泥質(zhì)粉砂巖或粉砂巖，沉積厚度受湖擴、湖退影響較大，總體而言在湖擴體系域時，物源供給減弱，河道間泥質(zhì)沉積增多，在湖退體系域時，物源供給增強，水下分流河道相互切割疊置，河道間泥質(zhì)沉積不發(fā)育，多發(fā)育砂紋層理、水平層理等。自然電位曲線和自然伽馬曲線呈平直狀，當夾雜粉砂巖薄層時，呈低幅指狀。

4.2 湖泊相

4.2.1 濱淺湖亞相

受古地貌影響，濱淺湖沉積亞相在研究區(qū)東南部古地貌較低區(qū)域廣泛分布，巖性以黑灰色泥巖為主，湖相泥巖也夾雜薄層灰色粉砂巖，常發(fā)育小型波狀層理、水平層理等，并見植物根莖等化石碎片。自然伽馬曲線常呈指狀。

4.2.2 灘壩亞相

灘壩可根據(jù)成因分為碎屑巖灘壩和碳酸鹽巖灘壩，碎屑巖灘壩由陸源碎屑物質(zhì)組成，碳酸鹽巖灘壩可由湖盆內(nèi)碎屑物質(zhì)、生物骨架及鮞粒等組成[18-19]。碎屑巖灘壩和碳酸鹽巖灘壩在研究區(qū)均發(fā)育，這兩類灘壩在本區(qū)形成過程近似，巖性混雜，生成受物源和地貌影響較大。在SQ4 層序湖退體系域時， 隨著物源供給增強，水流將辮狀河三角洲前緣砂體搬運至北部凸起帶形成的淺水區(qū)，受水下凸起帶的遮擋，流速減慢導致辮狀河三角洲前緣砂體沉積形成碎屑質(zhì)灘壩，而水流中攜帶的鮞粒和生物碎屑等沉積物沉積形成碳酸鹽巖灘壩。巖心觀察碎屑質(zhì)灘壩砂巖以粉砂巖和細砂巖為主，主要發(fā)育浪成沙紋層理、平行層理、波狀層理等；薄片觀察碳酸鹽巖灘壩主要為泥晶鮞粒陸屑云巖和鐵化粒屑泥晶云巖。自然電位曲線和自然伽馬曲線呈指狀。

圖5 錦州南油田沙二段巖心測井響應

5 沉積相展布及砂體疊置模式

5.1 關鍵井單井相分析

通過對4D井、3井等多口井SQ4層序時期沉積微相分析認為，湖擴體系域時砂巖儲層發(fā)育程度與沉積微相關系密切，湖退體系域時砂巖儲層整體相對發(fā)育。儲層巖性以灰色中細砂巖、粉細砂巖為主，沉積構造以楔狀交錯層理、平行層理、塊狀構造為主，底部沖刷面偶見泥礫。以4D井為例，湖擴體系域時主要發(fā)育席狀砂和水下分流河道間沉積微相，巖性以灰色粉細砂巖和泥巖為主；湖退體系域時主要發(fā)育水下分流河道沉積微相，巖性以灰色中細砂巖為主，多期河道沖刷形成厚層砂巖，常發(fā)育大型、中型楔狀交錯層理（圖6）。

圖6 錦州南油田4D 井沙二段單井柱狀圖及巖心素描

5.2 沉積相平面展布特征

錦州南油田SQ4 層序時期沉積亞相包括辮狀河三角洲前緣、灘壩、濱淺湖以及滑塌體等。

湖擴體系域時期：隨著基準面逐漸下降，湖擴早期，研究區(qū)東部凸起區(qū)剝蝕范圍明顯擴大，但經(jīng)過SQ1―SQ3 層序時期填平補齊，凸起區(qū)高差變小，地勢整體寬緩；湖擴晚期，東部凸起區(qū)淹沒水下。西北部燕山供源形成的辮狀河三角洲通過遼西 F1 斷層傾沒端進入研究區(qū)，形成2 個朵葉體，并不斷側向遷移、垂向疊置。因此，其橫切面在地震剖面上表現(xiàn)為多個丘狀地震外形疊置的特征，局部地貌較陡的地區(qū)形成滑塌體，研究區(qū)南部供源的辮狀河三角洲進入研究區(qū)形成1 個朵葉體（圖7a、7b）。

湖退體系域時期：由于基準面下降幅度有限，研究區(qū)西北部早期凸起區(qū)在湖退期仍主體處于水下，受凸起區(qū)影響，西北部水體較淺，發(fā)育一系列灘壩（包括碎屑質(zhì)灘壩和碳酸鹽巖灘壩），灘壩砂體明顯受凸起區(qū)地貌控制，平行于凸起區(qū)展布。隨著物源供給增強，3 個朵葉體不斷向湖盆方向進積，朵葉體前端或邊部相互連片，成為主要儲集體（圖7c、7d）。

圖7 錦州南油田SQ4 層序?qū)娱g均方根振幅及沉積相

5.3 砂體疊置模式及連通關系

辮狀河三角洲前緣河道擺動、分叉，多期河道砂體相互切割，不同微相間砂體相互接觸，導致砂體間連通關系復雜。以 Maill 構型理論為指導[20-22]，對4 級構型單元進行劃分，其界面為復合砂體間的泥巖夾層，相當于單砂體級別。對單砂體間疊置關系進行統(tǒng)計，根據(jù)沉積期次和沉積微相分為三大類，并進一步根據(jù)砂體間接觸關系分為5 類（圖8）。

同期次同相帶：這類砂體通常為孤立型砂體，單砂體多與泥巖直接接觸，展布范圍取決于物源和可容納空間（古地貌）的大小，砂體內(nèi)部物性一般較好，連通性也較好。

不同期次同相帶：可進一步分為垂向接觸型、垂向不接觸型以及側向接觸型3 類。這類砂體間的連通性取決于各單砂體間的接觸關系，若各單砂體間4 級構型界面穩(wěn)定，即存在穩(wěn)定物性或巖性夾層，則砂體間不連通；若砂體間相互切割，河道主體砂體與河道主體砂體相互接觸、河口壩主體砂體與河口壩主體砂體相互接觸，砂體間多數(shù)連通。

同期次不同相帶：這類砂體屬于各沉積微相過渡接觸，若河道主體砂體與河口壩主體砂體相接觸，則砂體間連通；若河道側緣砂體、河口壩側緣砂體、席狀砂砂體相互接觸，由于側緣砂體或席狀砂砂體物性變差，砂體間不連通。

圖8 錦州南油田沙二段辮狀河三角洲前緣砂體疊置模式

6 結論

（1）錦州南油田古近系沙河街組二段由辮狀河三角洲前緣亞相過渡為湖相沉積，共發(fā)育6 種主要沉積微相類型，水下分流河道和河口壩砂體是主要儲集體。巖性以細-中粗粒長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖為主，沉積構造類型豐富。

（2）沙二段沉積時期，研究區(qū)發(fā)育湖擴體系域和湖退體系域。湖擴體系域時研究區(qū)西側共發(fā)育 3個朵葉體，東側發(fā)育凸起區(qū)，凸起區(qū)周邊發(fā)育灘壩砂巖；湖退體系域時，3 個朵葉體不斷向湖盆方向進積，辮狀河三角洲前緣沉積范圍變大，東側凸起區(qū)沒入水面之下，東北側發(fā)育灘壩砂巖。

（3）錦州南油田沙二段砂體疊置模式分為孤立型、垂向不接觸型、垂向接觸型、側向接觸型、拼接接觸型。當砂體為孤立型時，砂體與周邊不連通；當河道主體砂體與河道主體砂體或河口壩主體砂體接觸時，砂體間多數(shù)連通；當河道側緣砂體與河道側緣砂體或河口壩側緣砂體接觸時，砂體間不連通；當席狀砂砂體與河道砂體或河口壩砂體接觸時，砂體間多數(shù)不連通。