張 汶,呂世聰,趙大林,賈海松,蔡越釬
(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300459)
近年來,隨著渤海油田古近系勘探目標(biāo)從盆地中主物源形成的三角洲等大型砂體逐漸轉(zhuǎn)向受物源影響較弱、離大型砂體較遠(yuǎn)的區(qū)域,在后者也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一批以灘壩砂體為儲層的油氣藏,如南堡凹陷的曹妃甸A 油田、渤中凹陷的渤中B 油田和萊州灣凹陷的墾利D 油田等,這些油氣藏儲層均具有“單層薄、巖性組合復(fù)雜”等特征[1-2]。學(xué)者們[3-4]通過研究得出,灘壩砂體對陸源輸入強(qiáng)度、湖平面變化、古氣候、古地貌等參數(shù)均較敏感,這些因素共同控制了灘壩儲層的類型、展布規(guī)律及沉積模式。陳世悅等[5]對惠民凹陷古近系沙河街組沙三段、沙四段發(fā)育的灘壩沉積進(jìn)行了研究,總結(jié)出砂體的沉積特征及發(fā)育演化過程,認(rèn)為一個完整的砂質(zhì)灘壩沉積可劃分為壩前、灘壩主體、灘壩內(nèi)側(cè)緣、灘壩外側(cè)緣及壩后等5 個沉積微相。常德雙等[6]對大港探區(qū)湖泊淺水灘、壩油氣藏儲層的形成機(jī)理進(jìn)行了剖析,認(rèn)為其灘壩儲層物源供給主要來自附近的三角洲等近岸大型砂體,并經(jīng)湖浪、湖流搬運、淘洗然后沉積而成,可細(xì)分為灘砂和壩砂,砂巖成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度較高,粒度以中—細(xì)砂和粉砂為主,儲層物性較好。王蛟等[7]對車鎮(zhèn)凹陷沙一段~沙三段的沉積體系進(jìn)行了研究,認(rèn)為濱淺湖灘壩砂體主要見于湖泊邊緣、湖灣及湖盆中的局部隆起等區(qū)域,通過對砂體展布范圍進(jìn)行預(yù)測,總結(jié)出砂體發(fā)育的4 種類型和10 個有利沉積區(qū)帶。穆星等[8]針對濟(jì)陽凹陷中緩坡帶灘壩砂的發(fā)育特征,利用古地形、波形分析、偽熵屬性、高分辨率反演等技術(shù)進(jìn)行了儲層展布范圍預(yù)測。姜在興等[9]從灘壩砂體成因著手,對灘壩分類、控制因素、沉積模式、古地理及油氣勘探意義進(jìn)行了系統(tǒng)綜述和總結(jié),認(rèn)為碳酸鹽巖灘壩多出現(xiàn)在氣候溫暖潮濕、物源區(qū)巖石為碳酸鹽巖、離陸源影響較小且相對安靜的區(qū)域,碳酸鹽巖灘壩的分布位置與砂質(zhì)灘壩有相似之處,也是良好的油氣儲集體。
學(xué)者們對于灘壩儲層的形成環(huán)境、類型、沉積微相劃分等方面已經(jīng)作出了較詳細(xì)的總結(jié),但對于不同物源、不同水動力環(huán)境的灘壩砂體的沉積特征和展布規(guī)律的對比研究相對較少。筆者在詳細(xì)分析渤海灣盆地西南部鉆井巖心測試資料和測井資料基礎(chǔ)上,結(jié)合古地貌特征對各類灘壩沉積的發(fā)育特征、沉積模式、控制因素進(jìn)行對比研究,以期為相似地質(zhì)條件的灘壩儲層的油氣勘探提供借鑒。
渤海灣盆地位于華北平原,為疊置在華北古生界基底之上的新生代克拉通裂谷斷陷盆地[10],西部與太行山脈毗鄰,南部為魯西隆起,西北部為燕山山脈,盆地面積約為20 萬km2。根據(jù)新生界沉積展布特征,可將盆地劃分出渤中凹陷、萊州灣凹陷、沙壘田凸起、石臼坨凸起、渤南低凸起等多個次級構(gòu)造單元(圖1)。經(jīng)過50 多年的勘探,周圍造山帶和凸起向凹陷過渡的斜坡區(qū)的勘探程度已較高,近幾年的勘探重點逐步轉(zhuǎn)向受物源影響較小的凹陷區(qū),并在古近系東營組和沙河街組成功鉆探了一批灘壩油氣藏,其地層的巖性總體上以砂巖、碳酸鹽巖、混積巖和泥巖為主,具有不等厚互層特征。
圖1 渤海灣盆地西南部構(gòu)造單元劃分(a)和地層巖性綜合柱狀圖(b)Fig.1 Division of tectonic units(a)and stratigraphic column(b)of southwestern Bohai Bay Basin
灘壩是濱淺湖區(qū)域的常見砂體,是灘和壩的總稱,一般指發(fā)育在湖平面到風(fēng)暴浪基面之間且受波浪和沿岸流作用而形成的一類砂體;壩砂一般離岸有一定的距離,多呈長條狀平行于湖岸線分布,灘砂則常以席狀形態(tài)分布在壩砂周圍;灘砂和壩砂由于沉積環(huán)境相近,常常相互疊置共生,因此學(xué)者們常習(xí)慣用灘壩來進(jìn)行統(tǒng)一描述[11-12]。根據(jù)渤海灣盆地近幾年勘探成果,結(jié)合地震、鉆井巖心、測井及古生物資料,可以得出渤海灣盆地西部古近系主要發(fā)育沖積平原、扇三角洲、辮狀河三角洲、湖底扇、灘壩和湖泊等6 種沉積相類型,其中灘壩又可細(xì)分為砂質(zhì)灘壩、礫質(zhì)灘壩、混積灘壩和碳酸鹽巖灘壩等4種類型(圖2)。
圖2 渤海灣盆地西南部古近系沙河街組沉積體系平面圖Fig.2 Sedimentary system of Paleogene Shahejie Formation in southwestern Bohai Bay Basin
礫質(zhì)灘壩主要分布在渤海西部海域的南堡凹陷和沙南凹陷。礫質(zhì)灘壩的巖性為白云質(zhì)礫巖和砂礫巖,其礦物組成與下伏基巖潛山的巖性有關(guān)。以南堡凹陷曹妃甸A油田為例,其礫質(zhì)灘壩巖性為白云質(zhì)礫巖,發(fā)育于沙河街組底部,披覆在潛山頂面之上,油藏埋深為3 380~3 450 m,為受斷層控制的半背斜構(gòu)造油藏,巖性較致密,中—高角度縫、網(wǎng)狀縫發(fā)育,均被方解石充填[圖3(a)]。薄片鑒定和同位素分析結(jié)果顯示,白云質(zhì)礫巖主要為角礫結(jié)構(gòu),分選和磨圓均較差,角礫中的壓實縫發(fā)育,壓實破碎現(xiàn)象明顯,并且沙河街組白云質(zhì)角礫與下伏潛山的巖溶角礫的δ13C 均為-3.1‰~0.7‰,δ18O 均為-10.8‰~-8.4‰,上述兩套地層中的角礫具有相似的同位素組成,反映出沙河街組白云質(zhì)角礫巖中的礫石為古潛山風(fēng)化剝蝕后原地堆積的產(chǎn)物,屬于內(nèi)碎屑角礫[圖4(a)—(b)]。
研究區(qū)沙河街組沉積時期,潛山位置相對固定,受大氣降水、湖平面的升降及風(fēng)浪等作用的影響,潛山表面因風(fēng)化剝蝕作用而形成了大量的礫石和砂,波浪及沿岸流會對礫石和砂進(jìn)行搬運,受這些水動力作用影響,礫石在潛山頂面附近地勢相對平緩區(qū)域堆積,而砂向更遠(yuǎn)的湖盆方向運移,最終形成了礫石的近源堆積和砂的遠(yuǎn)源沉積。礫石因搬運距離短、受湖浪改造作用弱,再堆積形成礫巖的粒徑大小混雜、分選和磨圓均差。
砂質(zhì)灘壩主要分布在渤海中部海域黃河口凹陷的渤中E 油田的東營組,埋深為2 500~2 600 m,油藏類型為受斷層控制的巖性-構(gòu)造油藏。鉆井資料揭示,砂體主要由2 套砂層組成,單砂層厚1.1~10.5 m,砂體平面上分布范圍較大,但各井間厚度變化較快。巖心薄片鑒定和測井資料分析結(jié)果顯示,灘砂和壩砂在分布規(guī)律和沉積特征上具有明顯差異,其中壩砂一般為較強(qiáng)水動力條件產(chǎn)物,呈條帶狀平行或斜交岸線發(fā)育,單層砂體厚度多>3 m,縱向上具有向上變粗的反旋回特征,巖性以灰色中—細(xì)砂巖為主,可見波狀層理、浪成交錯層理等構(gòu)造,自然伽馬曲線具有齒化漏斗形和箱形特征。灘砂一般是由水動力相對較弱的湖浪、湖流作用形成,平面上呈席狀分布于壩砂周緣,厚度相對較薄,一般<3 m,巖性以粉—細(xì)砂巖為主,可見波狀層理構(gòu)造,自然伽馬曲線具有指狀漏斗型特征[圖3(c)]。砂質(zhì)灘壩中的砂巖類型主要為長石石英砂巖,膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)為10%~30%,砂巖結(jié)構(gòu)成熟度較高,分選較好,孔隙類型以粒間孔為主,孔隙連通性好;平面上受北東方向物源影響,儲層物性由北往南逐漸變差,平均孔隙度為26.6%,平均滲透率為350.2 mD,具有高孔中滲的儲層特征[圖4(e)—(f)]。
圖3 渤海灣盆地西南部各類灘壩砂體巖-電柱狀圖Fig.3 Lithology-logging column of beach bar sand bodies in southwestern Bohai Bay Basin
圖4 渤海灣盆地西南部各類灘壩儲層微觀特征(a)白云質(zhì)角礫巖,角礫粒內(nèi)縫發(fā)育,分選、磨圓均差,結(jié)構(gòu)成熟度低,曹妃甸2 井,3 421.56 m,巖心照片;(b)白云質(zhì)角礫巖,角礫中可見壓實破碎現(xiàn)象和生物碎屑,曹妃甸2 井,3 421.22 m,(藍(lán)色)鑄體薄片,正交偏光;(c)生物碎屑白云巖,可見孔隙及生物碎屑,曹妃甸2 井,3 410.65~3 410.75 m,巖心照片;(d)生物碎屑白云巖,發(fā)育鑄模孔和體腔孔,曹妃甸1 井,3 413.50 m,(藍(lán)色)鑄體薄片,單偏光;(e)中—細(xì)砂巖,斜層理發(fā)育,渤中3 井,2 580.66~2 580.76 m,巖心照片;(f)中—細(xì)粒巖屑長石砂巖,次圓—次棱狀,點—線接觸,粒間孔發(fā)育,渤中3 井,2 556.10 m,(藍(lán)色)鑄體薄片,單偏光;(g)含鮞粒中砂巖,粒間孔、溶蝕孔較發(fā)育,墾利1 井,2 842.20 m,(藍(lán)色)鑄體薄片,單偏光;(h)白云質(zhì)細(xì)砂巖,孔隙較少,填隙物為白云石,墾利2 井,2 878.92 m,(藍(lán)色)鑄體薄片,單偏光Fig.4 Petrological characteristics of beach bar reservoirs in southwestern Bohai Bay Basin
混積灘壩主要發(fā)育在渤中凹陷北端的秦皇島C油田和萊州灣凹陷東端的墾利D 油田,儲層為互層的砂巖與碳酸鹽巖混合沉積,巖性復(fù)雜,包括泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、灰質(zhì)砂巖、鮞粒白云巖、白云質(zhì)鮞粒砂巖和砂巖。以墾利D 油田為例,其混積灘壩砂體發(fā)育于沙河街組,埋深為2 800~2 900 m,為背斜構(gòu)造[圖3(d)]。砂巖-碳酸鹽巖混積灘壩與砂質(zhì)灘壩在沉積特征上具有相似性,但前者距離物源更遠(yuǎn),且砂體規(guī)模更小。研究區(qū)沙一段物源主要來自東南部石臼坨凸起,母巖為多期三角洲前緣疊置的砂體,后期經(jīng)水流淘洗、沖刷和再搬運,在湖流和波浪作用下,碎屑物質(zhì)間歇性進(jìn)入水體清澈、古地貌適宜的碳酸鹽灘壩區(qū),從而沉積成混積灘壩。薄片中可見粒間孔、溶蝕孔,測井解釋出的孔隙度平均為24.5%,滲透率平均為226.8 mD,具有中高孔中滲的物性特征[圖4(g)—(h)]。
渤海灣盆地發(fā)現(xiàn)的碳酸鹽巖灘壩儲層的巖性以生物碎屑灰(云)巖為主,儲量規(guī)模較大,而粒屑灰(云)巖類儲層相對少見。生物碎屑灰(云)巖主要由生屑灘發(fā)育形成,與生物的活動息息相關(guān),多形成于溫暖氣候、水體清澈、陸源碎屑匱乏的安靜環(huán)境中,受氣候、入湖河流影響范圍、源區(qū)巖性及湖泊水動力條件等因素控制,湖盆內(nèi)的水下隆起區(qū)和受陸源影響小的緩坡帶更易形成此類灘壩[13-14]。
研究區(qū)鉆井資料揭示,生屑灘主要分布在渤海灣盆地西部南堡凹陷的曹妃甸A 油田,為濱淺湖沉積,幾乎不受陸源碎屑影響,巖性以生物碎屑白云巖為主,分布于沙河街組底部,與前文描述的礫質(zhì)灘壩呈突變接觸,埋深為3 350~3 400 m[圖3(b)],顯微鏡下可見溶蝕孔、鑄??纵^發(fā)育,物性較好,平均孔隙度為22.7%,平均滲透率為82.4 mD,為中孔中滲儲層,是良好的儲集體[圖4(c)—(d)]。
渤海灣盆地西南部各類灘壩儲層的巖性和物性均差異較大,因此對這些儲層進(jìn)行優(yōu)劣評價和劃分是十分必要的[15]。利用巖心標(biāo)定測井曲線,通過置信度橢圓法進(jìn)行測井曲線敏感性分析,可篩選并識別出各類巖性的敏感測井參數(shù)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,研究區(qū)自然伽馬曲線對泥巖較為敏感,密度曲線對灰質(zhì)成分較為敏感,聲波曲線對白云質(zhì)成分較為敏感,以自然伽馬值70 API 為界可劃分泥巖和碳酸鹽巖,以補償密度值2.35 g/cm 為界可劃分灰?guī)r和云巖,厘定各類巖性的測井曲線界限值,由此建立巖性識別模型,實現(xiàn)對巖性的精確識別(表1)。
表1 渤海灣盆地西南部灘壩儲層不同巖性測井曲線界限值Table 1 Cutoff values of logging curves of different lithologies of beach bar reservoirs in southwestern Bohai Bay Basin
灘壩儲層物性受多重因素的影響,包括區(qū)域位置、埋藏深度、距離物源遠(yuǎn)近、顆粒的分選和磨圓程度以及成巖作用。其中礫質(zhì)灘壩砂體具有近物源、分選和磨圓均差的特征,且埋藏深度較深,膠結(jié)作用強(qiáng),儲層物性普遍較差。巖心物性分析和壓汞曲線分析結(jié)果顯示,礫質(zhì)灘壩儲層的排驅(qū)壓力為0.12~10.28 MPa,飽和中值壓力為1.08~9.85 MPa,平均喉道半徑為0.6~3.7 μm,孔喉結(jié)構(gòu)具有中—細(xì)歪度特征,平均孔隙度為9.5%,平均滲透率為3.9 mD,為低孔特低滲儲層。砂質(zhì)灘壩和混積灘壩的砂體經(jīng)過湖浪淘洗后分選較好,且埋藏相對較淺,混積灘壩受碳酸鹽膠結(jié)充填作用較強(qiáng)的影響,總體上物性較好,儲層排驅(qū)壓力為0.01~0.31 MPa,飽和中值壓力為0.10~1.88 MPa,平均喉道半徑為3.6~12.2 μm,孔喉結(jié)構(gòu)具有中歪度特征,平均孔隙度為24.5%,平均滲透率為226.8 mD,為中高孔中滲儲層。碳酸鹽巖灘壩巖性主要為生物碎屑碳酸鹽巖,埋藏深度相對較深,鑄??缀腕w腔孔發(fā)育,物性較好,儲層排驅(qū)壓力為0.04~0.41 MPa,飽和中值壓力為0.13~2.24 MPa,平均喉道半徑為2.5~15.2 μm,孔喉結(jié)構(gòu)具有中歪度特征,平均孔隙度為22.7%,平均滲透率為82.4 mD,為中高孔中滲儲層。綜上所述,研究區(qū)古近系灘壩儲層中,碳酸鹽巖灘壩、砂質(zhì)灘壩和混積灘壩儲層物性均較好,礫質(zhì)灘壩儲層物性相對較差。
灘壩發(fā)育主要受物源、古地貌、古水深和古風(fēng)浪等4 個因素控制,其中物源是控制渤海灣盆地西南部灘壩儲層的最重要因素,鉆井揭示研究區(qū)所發(fā)育的礫質(zhì)灘壩、砂質(zhì)灘壩、混積灘壩和碳酸鹽巖灘壩均與物源供給情況息息相關(guān)。當(dāng)物源供給充足時,砂礫質(zhì)灘壩較為發(fā)育,且物源的遠(yuǎn)近控制了灘壩粒度的粗細(xì);當(dāng)物源供給匱乏時,常形成碳酸鹽巖灘壩[16]。根據(jù)物源區(qū)與灘壩的位置關(guān)系可將研究區(qū)的灘壩進(jìn)一步細(xì)分為近源礫質(zhì)灘壩、三角洲砂質(zhì)灘壩、三角洲混積灘壩和遠(yuǎn)源碳酸鹽巖灘壩。
古地貌和古水深對碳酸鹽巖灘壩砂體的厚度和分布位置均具有重要控制作用。研究區(qū)碳酸鹽巖灘壩砂體的巖性以生物碎屑碳酸鹽巖為主,水深控制了生物生存和繁殖能力,當(dāng)水體太淺時,形成的生物碎屑及碳酸鹽巖容易被湖浪破壞并搬運,當(dāng)水體太深時,不利于許多生物的大量繁殖和碳酸鹽巖的形成,導(dǎo)致碳酸鹽巖灘壩厚度明顯減薄[17-18]。徐長貴等[18]認(rèn)為研究區(qū)碳酸鹽巖灘壩主要發(fā)育在古水深4~30 m,最大厚度對應(yīng)的古水深為15 m。古地貌對灘壩砂體的分布有著重要影響[19],根據(jù)南堡凹陷曹妃甸A油田鉆井資料可知,古地貌緩坡帶碳酸鹽巖灘壩砂體分布較寬廣,緩坡帶坡度為2°~4°,灘壩砂體橫向?qū)挾茸畲罂蛇_(dá)1 100 m,而陡坡帶分布較窄,陡坡帶坡度為4°~8°,灘壩砂體橫向展布寬度最大僅為550 m??v向上研究區(qū)碳酸鹽巖灘壩砂體的厚度受多期灘體疊置影響,在古隆起斜坡中部發(fā)育期次多、厚度相對較大,而在古隆起頂部及斜坡低部位發(fā)育期次相對較少、沉積厚度較薄,剖面上可見其呈透鏡狀分布[圖5(a)—(d)]。
古風(fēng)浪對灘壩砂體的展布具有明顯的控制作用,波浪從深水區(qū)到淺水區(qū),在向岸傳播過程中,其形態(tài)和能量會發(fā)生一系列變化,受海底地形的影響,波浪會產(chǎn)生變形作用,部分轉(zhuǎn)變?yōu)槠评恕⑺槔撕蜎_浪,不同區(qū)域的環(huán)境和波浪能量均不同,波浪形狀也各異,不同比重的碎屑顆粒在不同的水動力條件下形成的灘壩疊置形貌也迥然不同,且較早沉積的灘壩砂體容易在后期波浪作用下發(fā)生再搬運再沉積作用[20]。以沙南凹陷的渤中B 油田為例,早期生物生長環(huán)境受到古地貌的影響,呈條帶狀分布于古潛山緩坡帶構(gòu)造脊及兩側(cè),但由于凹岸帶與負(fù)向構(gòu)造區(qū)域水動力相對較弱,湖浪及沿岸流使得生物殘骸沿構(gòu)造脊向兩邊的凹岸帶堆積,油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)證實了分布在構(gòu)造脊兩側(cè)的區(qū)域發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲層且產(chǎn)量較高,由此可見,古風(fēng)浪作用對生屑灘儲層在緩坡凹岸帶成藏具有重要影響[圖5(e)]。
圖5 古地貌和古風(fēng)浪對碳酸鹽巖灘壩砂體的控制示意圖(a)—(d)碳酸鹽巖灘壩緩坡帶沉積演化示意圖,從(a)到(d)為沙河街組灘壩砂體沉積早期到末期、湖平面逐漸升高;(e)受古風(fēng)浪改造的緩坡凹岸帶碳酸鹽巖灘壩沉積模式示意圖Fig.5 Control diagram of paleogeomorphology and paleowind wave on carbonate beach bar
在詳細(xì)分析灘壩砂體的主控因素基礎(chǔ)上,建立了渤海灣盆地西南部灘壩分類方案,可將研究區(qū)劃分為近源礫質(zhì)灘壩、遠(yuǎn)源(貧源)碳酸鹽巖灘壩、三角洲砂質(zhì)灘壩和三角洲混積灘壩等4 類(圖6)。
圖6 渤海灣盆地西南部古近系灘壩沉積模式Fig.6 Sedimentary model of Paleogene beach bar in southwestern Bohai Bay Basin
近源礫質(zhì)灘壩主要發(fā)育于古隆起附近的緩坡帶,古隆起區(qū)遭受風(fēng)化剝蝕,為礫質(zhì)灘壩的形成提供了物源,剝蝕物在水體較淺、地貌坡度較緩的區(qū)域沉積。受古地貌的影響,地層傾角緩的區(qū)域有利于礫石的堆積,沉積厚度較大,而地層傾角陡的區(qū)域,沉積厚度較薄,剖面上常呈透鏡體形態(tài)。該類型的灘壩分選和磨圓均較差,常具塊狀構(gòu)造,且裂縫被充填現(xiàn)象明顯,儲層物性較差。
遠(yuǎn)源(貧源)碳酸鹽巖灘壩主要發(fā)育于距物源區(qū)較遠(yuǎn)、受陸源碎屑影響較小、水體清澈的水下隆起區(qū)。鉆井資料顯示,研究區(qū)碳酸鹽巖灘壩儲層的巖性以生物碎屑灰?guī)r或白云巖為主,巖心上可見大量螺屑,反映了灘壩的發(fā)育程度與生物活動息息相關(guān)。通過古地貌恢復(fù)和沉積演化規(guī)律研究,研究區(qū)碳酸鹽巖灘壩的發(fā)育受古地貌、古水深和古風(fēng)浪等3 個因素共同控制,例如研究區(qū)南堡凹陷和沙南凹陷沙一段碳酸鹽巖灘壩沉積時期,為湖侵沉積環(huán)境,隨著湖平面逐漸升高,古隆起區(qū)出露水面的部分被逐漸淹沒,灘壩沉積由古隆起斜坡低部位逐漸向古隆起頂部方向遷移,并且在短時期內(nèi)隨著湖平面的升降往復(fù),生屑灘壩砂體儲層具有多期疊置特征,各期次的砂體之間還夾雜瀉湖相泥灰?guī)r和泥巖。斜坡帶中部呈多期疊置的灘壩砂體厚度較大,斜坡上部和下部的灘壩砂體的期次相對較少,儲層厚度較薄,剖面上呈透鏡狀分布。斜坡中部儲層厚度為9~15 m,斜坡頂部和斜坡低部位厚度為2~8 m(圖7—8)。儲層平面上呈疊置連片分布,其分布范圍不僅受古水深和古地貌控制,并且古風(fēng)浪對灘壩儲層具有重要的改造作用。巖心上可見平行層理、微波狀層理和塊狀層理,鑄??缀蜕矬w腔孔較發(fā)育,儲層具有“中高孔中滲”特征,物性較好,測試產(chǎn)能較高,酸化前測試結(jié)果為日產(chǎn)油120 m3,酸化后日產(chǎn)油可達(dá)280 m3,屬于優(yōu)質(zhì)的灘壩儲層。
圖7 渤海灣盆地西南部曹妃甸A 油田連井剖面對比Fig.7 Well-tie section of Shahejie Formation in Caofeidian A oilfield,southwestern Bohai Bay Basin
三角洲砂質(zhì)灘壩常發(fā)育在離物源區(qū)具有一定距離的濱淺湖區(qū)的水下緩坡帶,坡度一般小于3°,碎屑物質(zhì)輸入穩(wěn)定,在湖浪和沿岸流的共同作用下,三角洲前緣砂體被改造并向湖盆內(nèi)搬運延伸,在前三角洲區(qū)域沉積,形成砂質(zhì)灘壩。壩砂一般呈條帶狀與湖岸線平行或斜交,灘砂則一般呈席狀平鋪于壩砂周圍,二者相比,壩砂厚度更大且?guī)r性更粗,壩砂的巖性以中—細(xì)砂巖為主,厚度為3~10 m,灘砂的砂體巖性以細(xì)—粉砂巖為主,厚度為1~3 m。巖心上可見三角洲砂質(zhì)灘壩發(fā)育交錯層理構(gòu)造,由于經(jīng)過一定距離的搬運磨圓作用,顆粒分選好,儲層物性好,具有“中高孔中滲”特征,測試產(chǎn)能較高,日產(chǎn)油近200 m3,為研究區(qū)優(yōu)質(zhì)的灘壩儲層。
圖8 渤海灣盆地西南部曹妃甸A 油田沙一段地層厚度等值線圖Fig.8 Contour map of thickness of the first member in Caofeidian A oilfield,southwestern Bohai Bay Basin
與砂質(zhì)灘壩相比,三角洲混積灘壩常發(fā)育于離物源更遠(yuǎn)的濱淺湖—半深湖水下古隆起緩坡帶。在湖流和湖浪作用下,被改造的砂質(zhì)灘壩砂體和盆外流入的碎屑物質(zhì)間歇性進(jìn)入水體環(huán)境較為清澈、適宜碳酸鹽灘壩發(fā)育的水下古隆起區(qū),從而再沉積形成混積灘壩。研究區(qū)的混積灘壩可分為互層式和混合式2 類:互層式混積巖巖性多為泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖,碳酸鹽成分含量較高,反映了水體較深的靜水沉積環(huán)境;混合式混積巖巖性多為灰質(zhì)細(xì)—中砂巖,反映了水體相對較淺的動蕩沉積環(huán)境。水體較深時,以沉積互層式混積巖為主,儲層中碎屑成分含量很少,質(zhì)量分?jǐn)?shù)<30%,自然伽馬曲線具有齒狀特征,可見紋層狀沉積構(gòu)造,為弱湖流作用形成,受波浪作用影響較小,儲層平均單層厚度僅為1 m,物性為中低孔中低滲,測試獲得日產(chǎn)油55 m3。水體較淺時,以沉積混合式混積巖為主,儲層中碎屑成分明顯增多,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%~80%,自然伽馬曲線具有箱狀、漏斗狀特征,可見波狀層理、斜層理等沉積構(gòu)造,為波浪作用形成,儲層平均單層厚度為3.5 m,物性為中高孔中滲,測試獲得日產(chǎn)油324 m3,為研究區(qū)優(yōu)質(zhì)的灘壩儲層。
(1)渤海灣盆地西部古近系東營組和沙河街組灘壩砂體的沉積主要受物源、古地貌、古水深和古風(fēng)浪等4 個因素控制,根據(jù)物源與灘壩之間的位置關(guān)系可將其劃分為近源礫質(zhì)灘壩、三角洲砂質(zhì)灘壩、三角洲混積灘壩和遠(yuǎn)源(貧源)碳酸鹽巖灘壩等4 種類型。
(2)物源供給是控制渤海灣盆地西部古近系灘壩類型的主要原因,物源的遠(yuǎn)近和供給強(qiáng)弱造成了灘壩砂體的巖性差異,包括粒度的粗細(xì)和碳酸鹽巖含量的高低等。古地貌和古水深控制了灘壩砂體發(fā)育的厚度及分布位置,其中古隆起緩坡帶是灘壩砂體發(fā)育的有利區(qū)帶,古水深控制了碳酸鹽巖灘壩的厚度。古風(fēng)浪作用形成的湖浪和沿岸流對已成形的灘壩砂體進(jìn)行了改造,將部分砂體搬運到水動力相對更弱的凹岸帶和負(fù)向構(gòu)造區(qū)再沉積,因此古風(fēng)浪作用控制了灘壩砂體的最終沉積區(qū)。