張振杰

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300452）

許多學(xué)者針對(duì)遼東灣坳陷在構(gòu)造演化、層序地層劃分以及沉積儲(chǔ)層等方面開(kāi)展了許多工作并取得了大量的成果[1-3]。研究表明，遼東灣坳陷在構(gòu)造演化期次上分別經(jīng)歷了初始裂陷期、熱沉降期、斷陷期等沉積過(guò)程。在東二段沉積時(shí)期，構(gòu)造活動(dòng)較弱，大部分地區(qū)構(gòu)造斷裂活動(dòng)停止，盆地內(nèi)部構(gòu)造斷裂帶對(duì)沉積體系的展布控制作用減弱，而盆地外部物源開(kāi)始較多地輸入該區(qū)，使得盆地北部及東部以推進(jìn)程度較小的三角洲沉積為主，而南部及西部則以正常三角洲的遠(yuǎn)距離推進(jìn)為主[4-5]。Z 油田構(gòu)造上處于遼西凹陷北洼，前人圍繞該區(qū)域的研究工作大多針對(duì)整個(gè)凹陷，早期的研究成果并不能夠滿足油田后期的調(diào)整挖潛需要[6-8]。因此，根據(jù)重礦物數(shù)據(jù)、巖心、錄井和測(cè)井等資料，在區(qū)域沉積模式的指導(dǎo)下，對(duì)Z 油田東營(yíng)組東二下亞段的沉積物源方向、層序地層格架以及沉積微相類(lèi)型開(kāi)展研究，建立油田的沉積演化模式，以期為今后油田調(diào)整挖潛提供地質(zhì)參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

Z 油田位于渤海北部的遼東灣坳陷內(nèi)部，自西向東可以劃分為遼西凹陷、遼西低凸起、遼中凹陷、遼東凸起和遼東凹陷共5 個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元。遼西凹陷為其中的一個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元，呈北東-南西走向，東部受遼西低凸起和中央凸起所阻擋，西部為燕山隆起區(qū)，整個(gè)凹陷表現(xiàn)出狹長(zhǎng)的帶狀特征[9]。Z 油田東北側(cè)緊鄰鴛鴦溝凹陷，東南側(cè)以遼西一號(hào)斷層與為界，整體為受控于遼西一號(hào)斷層及西部走滑邊界斷層所形成的不規(guī)則鼻狀構(gòu)造，油氣成藏位置非常有利（圖1）。

圖1 研究區(qū)區(qū)域構(gòu)造位置

2 沉積物源分析

遼東灣坳陷在東二段沉積時(shí)期各凹陷和凸起對(duì)盆地內(nèi)沉積體系的分隔作用逐漸減弱，在盆地兩側(cè)物源供應(yīng)的基礎(chǔ)上有利于形成三角洲沉積體。其中，位于研究區(qū)西部的燕山隆起區(qū)和東部的中央凸起區(qū)物源經(jīng)歷風(fēng)化剝蝕等作用，分別經(jīng)興城水系和凌河水系進(jìn)入遼西凹陷沉積區(qū)。

目前物源分析的方法越來(lái)越多，應(yīng)用較多的有重礦物分析法、沉積法、碎屑巖類(lèi)分析法等[10-12]。重礦物因其耐磨性和穩(wěn)定性在物源分析中占重要地位，尤其是多元統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用使得通過(guò)重礦物進(jìn)行物源分析逐漸從定性向定量化發(fā)展[13-15]。由于Q型聚類(lèi)分析的結(jié)果更為直觀，其聚類(lèi)譜系圖能更明確、清楚地表達(dá)數(shù)值分類(lèi)結(jié)果[16]，故采用Q 型聚類(lèi)方法對(duì)研究區(qū)油組內(nèi)的物源進(jìn)行分析。利用Z 油田各單井東營(yíng)組東二下亞段Ⅰ-Ⅳ油組重礦物樣品和鄰近區(qū)塊兩口探井的重礦物樣品資料，采用Q 型聚類(lèi)分析的組間聯(lián)結(jié)法，度量區(qū)間為歐式平方距離進(jìn)行分析，得到了研究區(qū)的聚類(lèi)譜系圖（圖2）。從圖2 中可以看出：由于鄰近區(qū)塊的J-3-3 和J-3-5井的物源為東部的中央凸起，當(dāng)距離系數(shù)為10 時(shí)，所有的樣品明顯地被分為兩個(gè)樣本區(qū)。結(jié)合區(qū)域沉積及各單井在平面上的位置綜合分析認(rèn)為，Z 油田東營(yíng)組東二下亞段Ⅳ油組以及Z-2-2-Ⅲ油組的物源方向整體也是來(lái)自東側(cè)的中央凸起，而Z-2-1-Ⅲ油組、Z-2-3-Ⅲ油組、Z-2-1-Ⅱ油組、Z-2-3-Ⅱ油組和Z-2-2-Ⅰ油組的物源方向則可能是來(lái)自西側(cè)的燕山隆起區(qū)。

圖2 Z油田東二下亞段重礦物Q型聚類(lèi)譜系特征

3 層序地層格架及砂體發(fā)育特征

根據(jù)高分辨率層序地層學(xué)理論[17]，以巖心、錄井和測(cè)井資料分析為基礎(chǔ)，結(jié)合井震標(biāo)定結(jié)果，可將研究區(qū)東二下亞段4 個(gè)油組劃分為1 個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回和5 個(gè)短期基準(zhǔn)面旋回（自下而上依次為SSC1-SSC5），在此基礎(chǔ)上建立等時(shí)層序地層格架（圖3），分析地層格架內(nèi)砂體分布與基準(zhǔn)面旋回變化的關(guān)系可知，研究區(qū)層序地層格架內(nèi)沉積砂體的發(fā)育具有如下特點(diǎn)：

圖3 Z 油田東二下亞段層序地層格架及砂體發(fā)育特征

（1）在SSC1 和SSC2 短期基準(zhǔn)面旋回內(nèi)，湖平面整體逐漸上升，該時(shí)期可容納空間較大物源供給相對(duì)不足，垂向上表現(xiàn)為大套泥巖背景下的薄層砂巖沉積特征，砂體主要位于基準(zhǔn)面上升半旋回早期以及下降半旋回晚期，自然伽馬曲線以漏斗形和指形為主，少量箱形和鐘形的組合特征。

（2）在SSC3 短期基準(zhǔn)面旋回內(nèi)，湖平面表現(xiàn)為持續(xù)上升后逐漸下降，在基準(zhǔn)面上升半旋回時(shí)期，可容納空間繼續(xù)增加沉積物供應(yīng)持續(xù)減少，砂體呈退積結(jié)構(gòu)，垂向上砂體沉積逐漸減薄，泥巖含量增加；在基準(zhǔn)面下降半旋回中-晚期，可容納空間逐漸減小，沉積物供給逐漸增加砂體呈現(xiàn)進(jìn)積結(jié)構(gòu)，砂體主要位于基準(zhǔn)面下降半旋回的晚期，自然伽馬曲線以漏斗形為主、少量指形和箱形（鐘形）的組合特征。

（3）在SSC4 和SSC5 短期基準(zhǔn)面旋回內(nèi)，湖平面整體仍是繼續(xù)下降，該時(shí)期可容納空間減小，物源供給相對(duì)充足，砂體呈現(xiàn)進(jìn)積結(jié)構(gòu)，垂向上整體表現(xiàn)出“砂包泥”的特征，砂體主要位于基準(zhǔn)面下降半旋回的晚期，自然伽馬曲線以漏斗形和箱形為主、少量指形的特征。

總之，在中期基準(zhǔn)面旋回控制下的短期基準(zhǔn)面旋回內(nèi)，沉積物供給和可容納空間的變化對(duì)儲(chǔ)集砂體的發(fā)育具有明顯的控制作用，砂體在基準(zhǔn)面上升半旋回早期和下降半旋回中-晚期最發(fā)育。

4 沉積特征及演化模式

4.1 東二下亞段沉積微相類(lèi)型

根據(jù)前述穩(wěn)定重礦物資料分析認(rèn)為，物源來(lái)自于西部的燕山隆起和東部的中央凸起。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)各井東二下亞段鉆遇的單砂層及累計(jì)砂層厚度均較薄，同時(shí)各井區(qū)砂巖百分含量較低（8.9%～21.2%），說(shuō)明該區(qū)儲(chǔ)層整體發(fā)育狀況一般。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合巖心、錄井以及測(cè)井曲線等資料分析認(rèn)為，研究區(qū)位于這兩個(gè)沉積體系的邊部，屬于三角洲前緣沉積，主要的沉積微相類(lèi)型有水下分流河道、河口壩、水下分流間灣及遠(yuǎn)砂壩-席狀砂[18]，各微相特征如下。

水下分流河道：作為三角洲平原分流河道入湖后在水下的延續(xù)部分，水下分流河道是研究區(qū)發(fā)育的典型沉積微相類(lèi)型之一。巖性以中-細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，局部含礫，巖心觀察垂向上可見(jiàn)明顯的下粗上細(xì)的正韻律沉積特征，見(jiàn)交錯(cuò)層理和塊狀層理，砂層底部可見(jiàn)沖刷面（圖4a）。粒度概率曲線表現(xiàn)為明顯的兩段式，跳躍組分含量較高，自然伽馬和自然電位曲線多為箱形或鐘形。

河口壩：巖性以中-細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，巖心上呈現(xiàn)出下細(xì)上粗的反旋回特征（圖4b），自然伽馬和自然電位曲線多為漏斗形。

水下分流間灣：作為水下分流河道之間相對(duì)低洼的湖灣地區(qū)，水下分流河道間巖性以深灰色泥巖為主，介形蟲(chóng)化石豐富，個(gè)體小，化石保存不完整，自然伽馬曲線較平直。

遠(yuǎn)砂壩-席狀砂：巖性以細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，自然伽馬和自然電位曲線多為指形。

4.2 東二下亞段沉積演化模式

測(cè)井解釋結(jié)果表明，Z-2-1 井Ⅱ油組和Ⅲ油組與Z-2-2 井相對(duì)應(yīng)的油組流體界面矛盾，說(shuō)明Ⅱ油組和Ⅲ油組儲(chǔ)層橫向分布較局限。另外，鉆井和測(cè)試資料顯示，Z-2-1 井Ⅳ油組鉆井為氣層，而測(cè)試日產(chǎn)原油105 m3；Z-2-2 井Ⅳ油組鉆井為油層，而測(cè)試日產(chǎn)氣6.08×104m3。Z-2-1 井區(qū)氣底深度較Z-2-2 井區(qū)油頂深度高3.6 m，同時(shí)，位于Z-2-1 井區(qū)的生產(chǎn)井產(chǎn)出原油，進(jìn)一步說(shuō)明兩個(gè)井區(qū)的砂體連通，儲(chǔ)層橫向分布相對(duì)穩(wěn)定。

圖4 Z油田東二下亞段砂體沉積構(gòu)造特征

在前述物源分析、層序地層格架以及沉積微相研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)鉆井資料分析認(rèn)為，在中期基準(zhǔn)面旋回早期（SSC1-SSC2 時(shí)期），物源以東側(cè)中央凸起方向?yàn)橹?，該時(shí)期可容納空間較大，物源供給相對(duì)不足。平面上，砂體呈現(xiàn)出條帶狀指進(jìn)的特征，以發(fā)育薄層遠(yuǎn)砂壩-席狀砂及河口壩沉積為主，水下分流河道次之；到基準(zhǔn)面旋回中期（SSC3-SSC4 時(shí)期），隨著東側(cè)物源供給的減少而西側(cè)增加，砂體在平面上表現(xiàn)為兩個(gè)明顯的分區(qū)沉積特征。Z-2-1 井區(qū)和Z-2-2 井區(qū)分屬兩個(gè)不同的沉積朵體，東側(cè)砂體仍然以遠(yuǎn)砂壩-席狀砂以及河口壩沉積為主，而西側(cè)砂體則逐漸以水下分流河道沉積為主；在中期基準(zhǔn)面旋回晚期（SSC5 時(shí)期），可容納空間變小，物源供給由相對(duì)不足變?yōu)橄鄬?duì)充足，Z-2-1 井和Z-2-2 井所在區(qū)域均為來(lái)自西側(cè)的物源沉積，以河口壩、水下分流河道沉積為主。

綜上所述，在東二下亞段沉積早期，物源以東側(cè)中央凸起方向?yàn)橹?，隨后到沉積的中-晚期逐漸過(guò)渡到以西側(cè)為主，兩個(gè)沉積體系呈現(xiàn)出此消彼長(zhǎng)關(guān)系（圖5）。

5 結(jié)論

（1）通過(guò)采用Q 型聚類(lèi)方法對(duì)重礦物含量分析后認(rèn)為，Z 油田存在東西兩支物源，東側(cè)物源來(lái)自于中央凸起而西側(cè)物源來(lái)自于燕山隆起。

（2）Z 油田古近系東營(yíng)組東二下亞段可以劃分為1 個(gè)中期和5 個(gè)短期基準(zhǔn)面旋回，在中期基準(zhǔn)面旋回控制下的短期基準(zhǔn)面旋回內(nèi)，沉積物供給和可容納空間的變化對(duì)儲(chǔ)集砂體的發(fā)育具有明顯的控制作用，在基準(zhǔn)面上升半旋回早期和下降半旋回中-晚期為砂體發(fā)育的有利部位。

圖5 Z油田東二下亞段沉積演化模式

（3）Z 油田位于兩個(gè)沉積物源體系的邊部，屬 于三角洲前緣沉積，主要的沉積微相類(lèi)型有水下分流河道、河口壩、水下分流河道間及遠(yuǎn)砂壩-席狀砂。在中期基準(zhǔn)面旋回早期，物源主要是以東側(cè)中央凸起方向?yàn)橹?；到基?zhǔn)面旋回中期直至晚期逐漸過(guò)渡到以西側(cè)物源為主，兩個(gè)沉積體系呈現(xiàn)出彼此消長(zhǎng)關(guān)系。