永９５井冲积扇特征及其石油地质意义

2009-05-25高丹钟建华张凌杰王勇徐延广

特种油气藏 2009年2期

高　丹　钟建华　张凌杰　王　勇　徐延广

文章编号：1006-6535(2009)02-0030-04

摘要：以东营凹陷永95井为例，根据岩心、测井、地震等资料，从地震相和单井相两方面对永95井冲积扇特征进行了剖析。其中，根据单井相分析将该井冲积扇沉积相分为扇根、扇中、扇端3个亚相，并将扇中亚相细分为辫状水道、辫状水道间和纵坝3个微相。勘探表明，冲积扇沉积易形成有效储层，形成油藏还具有“自我保护”的能力；冲积扇的形成很可能使上覆地层形成扇背斜油藏，或使下伏基岩形成基岩风化壳油藏。

关键词：冲积扇；地震相；单井相；风化壳油藏；永95井

中图分类号：TE121.3；TE122.2

文献标识码：A

引言

干热气候条件下，地壳运动较强烈地区岩石风化产物易在暂时性水流(雨水或洪水)或山区河流作用下，在山口附近形成锥状或扇状堆积体，称为洪积锥或洪积扇，因其具有山区河流冲积成因特点，故也称冲积扇。我国中、新生代含油气盆地几乎均发育不同规模的冲积扇体，如准噶尔盆地西北缘克拉玛依油田砾岩油藏、济阳坳陷北部陡坡带冲积扇油藏、黄骅坳陷枣园冲积扇油藏、吐哈盆地鄯勒古近系气藏等，冲积扇型储层占我国碎屑岩储集层6.0%^[1]。

永95井位于东营凹陷北部陡坡带东辛北带，北邻陈家庄凸起。陈家庄凸起沙四—沙三下段沉积前处于盆地断陷初期，古地形高差大，陈南断层在孔店组—沙四段沉积期断距达1 150 m，加之气候相对干旱，物理风化严重，形成大量碎屑物质，碎屑物被季节性暴雨形成的间歇性河流搬运，沿沟谷向下倾泄，在谷口附近堆积形成冲积扇，即为永95井及周围地区广泛发育的冲积扇沉积体系。

1 冲积扇特征

永95井地区冲积扇主要发育于东营凹陷断陷初期，分布于古近系沙四段及其他层序的低位域，其形成明显受陈南断层控制，具有以下特征：地震剖面具杂乱-短波反射结构^[2]；极少有机质发育；泥岩常为灰色，钙质成分含量较高；沉积地层通常由辫状河道或厚层泥石流沉积组成，或两者兼有^[3]；沉积物主要为砾岩、砂质砾岩、砾质砂岩等；垂向上常具有向上变细、变薄的正旋回；突发性强，以剥蚀充填为主，沉积厚度大，沉积物颜色多变，岩性和砾岩成分多样，分选和磨圆较差。

1.1 地震相

冲积扇在地震剖面上的形态和剖面切过扇体的方向有关：当地震剖面方向与冲积扇轴向一致时，呈指向山区或盆地的锲形；当地震剖面方向垂直于冲积扇轴向时，表现为不规则透镜状，侧向上呈串珠状排列。冲积扇主体一般为杂乱堆积的砂砾岩，因此，地震相通常表现为无反射、杂乱反射或丘状反射。永95冲积扇地震相即表现为向湖盆呈锲形，与北部基岩相连，内部呈杂乱反射的地震相。另外，可能与冲积扇沉积接触基岩边界风化严重有关，冲积扇沉积与基岩分界不清晰(图1)。

1.2 单井相

通过岩石学特征、粒度分布特征、沉积构造特征以及碎屑颗粒组分组合所反映的气候特征等分析，可以确定永95井沙三下亚段为冲积扇沉积，并可进一步划分为扇根、扇中、扇端3个亚相。

1.2.1 扇根亚相

第2期高丹等：永95井冲积扇特征及其石油地质意义扇根亚相分布于邻近冲积扇顶部地带的古冲沟和古沟口处，沉积厚度较大，并发育单一或2～3个直而深的主水道。永95井2 190.0～2 402.9 m段为扇根亚相沉积，主要发育主水道沉积，沉积物主要为碎屑流和泥石流。岩性主要为灰色砾岩、粗砂岩和极薄灰色泥岩。砾岩砾石成分复杂，但以片麻岩、火山岩、长石和灰岩等为主。砾石直径一般为0.5～1.0 cm(最大砾石直径达16 cm)，呈棱角状，分选差，排列杂乱，多为杂基支撑，泥质胶结，局部为灰质胶结，大块砾石上见到较多的裂缝。递变层理、块状层理和冲刷面等发育。自然电位曲线呈钟型，电阻率曲线呈锯齿型。电测平均孔隙度为2.62%，渗透率为0.15×10^-3μm²。

1.2.2 扇中亚相

扇中亚相位于冲积扇中部，以具有中—较低沉积坡角的辫状河道沉积为特征^[4]。永95井2 033.7～2 190.0 m段为扇中亚相沉积，主要发育辫状水道、纵向砂坝和辫状河道间3种沉积微相。沉积物主要为砾岩、砾状砂岩和砂岩。相比扇根亚相沉积，砂、砾含量增加，沉积物分选性相对扇根变好，砾石、碎屑多呈叠瓦状排列。砂岩和砂砾岩中出现由辫状河流形成的不明显的平行层理和交错层理，河道冲刷-充填构造较发育。

1.2.2.1 辫状水道微相

主水道进入扇中部位出现分叉所形成的分支河道即为辫状河道，一般呈辐射状分布于扇中地带，弯曲度通常较主水道大^[5]。永95井辫状水道微相沉积主要为碎屑流沉积，含少量泥石流薄层。岩性主要为中砾岩、细砾岩、砂岩和少量薄层泥岩。砾石中砾石分选性、磨圆度均较差，但多呈叠瓦状排列，厚度变化较大，与扇体规模基本成正比。主要发育递变层理、平行层理和冲刷-充填构造等。自然电位曲线呈齿化箱型或钟型。实测平均孔隙度为13.04%，平均渗透率为10×10^-3μm²。

1.2.2.2 辫状水道间微相

辫状水道间发育于扇中亚相带内地形较高的部位，为洪水规模特别大，流体呈席状覆盖扇根或漫出纵坝时的沉积产物。沉积物相对较细，以砂质和泥质沉积为主，粘土含量高，偶尔发育薄层泥石流沉积，为泥石流流量大、漫过溢岸沉积的产物。辫状水道间沉积持续时间较短，携载量少，沉积厚度不大，常与辫状水道呈相变关系(该沉积特征为辫状河道改道提供了潜在势能条件)。辫状水道间沉积横向上分布较稳定，可追踪性强，可作为对比辅助标志^[6]。

1.2.2.3 纵坝微相

纵坝微相又称辫流砂岛微相，为洪水溢出辫状河道时沿河道边附近沉积的产物^[7]。单期纵坝微相沉积厚度较小(一般小于1 m)，沉积物主要为细砾和含砾砂岩，砾石多呈次棱角状，分选极差，排列杂乱，与辫状河道间沉积呈相变接触，纵向上具有下细上粗的反粒序韵律，粒度概率曲线呈上凸弧形，表明沉积物分选差，以重力流沉积为主。实测平均孔隙度为8.71%，平均渗透率为1.18×10^-3μm²。

1.2.3 扇端亚相

扇端亚相为整个冲积扇沉积物最细，流体能量最低的部分，呈环带状围绕在冲积扇周围^[8]。沉积物多为砂质、泥质，砾石较为少见。扇端亚相可进一步划分为水道径流及片流2种微相。

1.2.3.1 水道径流微相

水道径流微相沉积表现为多个薄层向上变细的小旋回组成的韵律沉积，可夹有少量泥质沉积，具辫状水道层序特征，但规模小、能量低、厚度小(单旋回厚度一般小于40 cm)。沉积物多为砾石和砂质，发育小型交错层理、平行层理及冲刷-充填构造。由于径流水道常相互切割、叠置，沉积平面非均质性较强。

1.2.3.2 片流微相

径流水道消失时，流体呈席状散开，携带的泥质及粉、细砂堆积，即为片流沉积。砂岩成分成熟度和结构成熟度相对较高，但沉积厚度较小，一般仅为5～15 cm，水平层理发育。片流微相沉积泥岩成层性较好，分布广泛。

2 石油地质意义

(1) Calatayud盆地中生代冲积扇油藏、Sade盆地古近系冲积扇油藏，国内准噶尔盆地西北缘冲积扇砾岩油藏、济阳坳陷陡坡带冲积扇油藏、黄骅坳陷枣园冲积扇油藏等的开发^[9]实践证明，冲积扇沉积能够发育有效储层，特别是砂砾岩冲积扇体储层油气地质意义十分巨大。但冲积扇油藏往往纵向上多期叠合，平面上交叉叠置，内幕结构极为复杂，造成层内、层间、平面非均质性严重，地震反射杂乱，测井解释困难，对其石油地质意义的认识还远远不够。

(2) 冲积扇的形成和分布通常与扇背斜有关。由于低位冲积扇的存在，上覆水进体系域沉积易形成扇背斜圈闭，有利于成藏，该类圈闭在东营凹陷丰深1井沙四段已有发现。

(3) 冲积扇一般不整合沉积于裂缝十分发育的基岩风化壳上，油气可能沿裂缝散失或形成基岩裂缝型油气藏^[10]，克拉玛依油田石炭系基岩油藏即为此类。

(4) 冲积扇主体通常被扇端亚相和扇间凹地低渗透或非渗透地层从扇体下倾方向和两侧包裹，使冲积扇体油气藏具有“自我保护”能力，即使成藏后遭遇构造运动引起的地层产状改变(不包括断裂作用)，已成藏的油气也不易发生迁移和外溢^[11]。

(5) 盖层破坏通常会导致油气藏的破坏，但冲积扇油气藏具有“一扇一藏”特征和“自我保护”能力，遭受破坏时通常仅限于局部盖层破坏，而不会出现整个冲积扇体系油气藏的破坏。

永95井属于砂砾岩扇体沉积，层内、层间、平面非均质性严重，地震反射杂乱，测井解释困难，其油气的保存与冲积扇的“自我保护”能力有着密切的关系。

3 结论

(1) 根据地震相和单井沉积相研究，可以确定永95井沙三下亚段为冲积扇沉积，并可在单井内进一步划分为扇根、扇中、扇缘3个亚相，扇中亚相又可分为辫状水道、辫状水道间、纵坝3种微相。

(2) 冲积扇沉积能够发育有效储层，特别是与永95井冲积扇类似的砂砾岩冲积扇体储层油气地质意义十分巨大。

(3) 实践和研究表明，冲积扇沉积具有很好的成藏潜力，并且具有“自我保护”能力，使成藏后受构造运动影响发生破坏的可能性大大降低，永95井油气保存与冲积扇的“自我保护”能力有着密切的关系。

(4) 冲积扇上覆地层具有形成扇背斜油藏的有利条件，下伏基岩易形成基岩裂缝性油藏，永95井及其他冲积扇油藏勘探中应加强此项研究。

参考文献：

[1] 裘亦楠，薛叔浩，应凤祥.中国陆上油气储集层[M].北京：石油工业出版社.1997：46～77.