松辽盆地三肇凹陷葡萄花油层地层减薄模式及控油意义

刘宗堡，赵 淼，吕延防，马世忠，方 庆，郭 新

1.东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆 163318 2.中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室，武汉 430074 3.大庆油田有限责任公司第八采油厂，黑龙江大庆 163514

松辽盆地三肇凹陷葡萄花油层地层减薄模式及控油意义

刘宗堡1，2，赵 淼1，吕延防1，马世忠1，方 庆3，郭 新3

1.东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆 163318 2.中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室，武汉 430074 3.大庆油田有限责任公司第八采油厂，黑龙江大庆 163514

松辽盆地三肇凹陷葡萄花油层地层厚度自北向南逐渐减薄，其减薄模式一直存在较大争议，造成油气垂向分布认识混乱。利用1 024口井测井曲线和10口井岩心对葡萄花油层层序格架和储层沉积特征进行了分析，其结果表明：葡萄花油层为三角洲末端边沉积边受构造抬升控制的顺源逐层减薄过程产物，其顶底砂泥突变面并不是其真实的顶底界面，而是自北向南砂岩相变为泥岩的砂泥对接面；葡萄花油层发育典型的河控浅水三角洲，微相类型主要为密集且连续的顺直型分流河道及末端河控席状砂；葡萄花油层垂向上发育先快速水退后缓慢水进的沉积演化序列，控制葡萄花油层中部（低水位期）分流河道砂体发育，组成了油气侧向运移优势输导通道和富集层位。

松辽盆地；三肇凹陷；葡萄花油层；层序；沉积特征；油气

0 引言

浅水三角洲的概念最早由Fisk［1］提出，随后国内外对浅水三角洲的形成机制和砂体建筑结构的研究进行了报道［2－4］。近年来国内大型坳陷湖盆浅水三角洲逐渐成为石油地质学家追逐的热点，许多学者基于现代沉积和古代露头等资料对三角洲形成与发育的沉积动力学过程、储层沉积特征和聚油规律进行了大量研究，较好地指导了我国陆相盆地岩性油藏勘探与开发［5－9］。松辽盆地三肇凹陷葡萄花油层经过近40年开发，油气分布整体表现为“满凹含油”的特征，剩余未动用区块主要位于各油田之间的过渡地带；但由于葡萄花油层地层厚度自北向南减薄较快，导致各含油田分层不统一，且这些区块油水十分复杂，导致钻井成功率较低。因此，搞清葡萄花油层地层减薄模式和储层沉积特征，对指导该区下一步开发布署具有重要意义。

1 区域地质概况

三肇凹陷为松辽盆地中央坳陷区内的二级负向构造单元，它西接大庆长垣，东临朝阳沟阶地，北接明水阶地，面积为5 575km2。受基底断裂控制，在葡萄花油层顶面形成了尚家鼻状构造、升平鼻状构造、宋芳屯鼻状构造、肇州鼻状构造、升平西向斜、徐家围子向斜、永乐向斜7个三级构造单元，总体表现为“四鼻三凹‘的构造格局。中、新生代地层自下而上沉积了火石岭组、沙河子组、营城组、登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组、明水组、依安组、大安组、泰康组和第四系，上白垩统姚家组一段葡萄花油层为区内主要产油层位。三肇凹陷葡萄花油层属于松辽盆地北部沉积体系，是由长垣萨尔图、杏树岗水系，向太平屯、宋芳屯地区延伸形成的三角洲复合体，为松辽盆地北部大庆长垣以东重要的岩性油藏分布区［10－11］。

2 地层减薄模式

三肇凹陷葡萄花油层相当于大庆长垣葡I油层组的PI1－3小层。研究区地层厚度具有沿物源方向自北向南逐渐减薄的特征，如北部卫1－28－21井厚度为51.5m、南部肇82－27井厚度减薄为11.7m。目前对于葡萄花油层地层减薄模式主要有3种认识：1）下部厚度稳定，上部自北而南从上至下逐层缺失；2）上部厚度稳定，下部自北而南从下至上逐层缺失；3）上、下部厚度稳定，但中部缺失［12－13］。以上认识是基于不同沉积和构造运动的结果，如以萨葡夹层、葡萄花油层顶底泥岩与砂岩的突变面作为葡萄花油层顶底界面。

利用1 024口井测井曲线和10口井岩心对葡萄花油层地层格架精细划分与对比表明：葡萄花油层之上发育两套湖泛成因的I级泥岩标准层（双侧向曲线低值、伽马曲线高值）；葡萄花油层顶面同样为一套湖泛成因的II级泥岩标准层，该标准层在三肇凹陷北部位于一套钙质粉砂岩之下，向南由于远离物源逐渐夹持于前三角洲泥岩中；葡萄花油层中部发育一套湖泛成因的III级泥岩标准层，该标准层在三肇凹陷南部深水区特征更明显；葡萄花油层底部为一套湖泛成因的II级泥岩标准层（双侧向曲线低值、伽马曲线高值），该标准层在三肇凹陷北部近物源区受水下分流河道下切作用在局部缺失，在南部远离物源区同样夹持于大套前三角洲泥岩中；葡萄花油层之下发育两套浪控成因的I级标准层，葡底标准层1为浅湖浪控成因的4个“尖峰状”粉砂质泥岩标准层，葡底标准层2为半深湖浪控成因的砂坝标准层（表1）。上述7套标准层在全区稳定分布，平面易于追逐对比，对于准确标定葡萄花油层顶底界面和分析地层减薄模式具有重要作用。

地层格架精细对比分析表明：1）葡萄花油层下部两层泥岩厚度自北向南略有增厚，反映了葡萄花油层沉积前湖盆萎缩背景下形成的广阔而平坦的浅湖沉积环境；2）葡萄花油层上部两层泥岩厚度自北向南增厚较大，反映了葡萄花油层沉积后三肇凹陷南部发生了快速沉降；3）密井网解剖和多套次级湖泛标准层对比表明，葡萄花油层为顺源逐层减薄的沉积过程，且储层物性和砂体规模自北向南逐渐变差，反映了北部单一物源特征（图1）；4）葡萄花油层垂向上发育先水退后水进的沉积演化序列，下部地层减薄幅度较上部明显，表明葡萄花油层沉积早期抬升强烈，最大水退期位于油层中部（PI5小层），其认识与大庆长垣PI2C小层底部存在的不整合面相一致；5）古构造演化表明，松辽盆地在姚一段沉积时期东南部发生了明显的构造抬升［11］。

由上可见，三肇凹陷葡萄花油层为南部（三角洲末端）边沉积边伴随盆地东南部构造抬升控制下形成的顺源逐层减薄过程产物，葡萄花油层顶底砂泥突变面并不是等时界面，而是顶底自北向南砂岩逐渐相变为泥岩的砂泥对接界面（图1），其认识对分析葡萄花油层浅水三角洲形成过程、储层沉积特征和聚油机制具有重要意义。

表1 葡萄花油层标准层特征Table 1 Key bed features of Putaohua reservoir

图1 三肇凹陷葡萄花油层地层对比剖面Fig.1 Formation comparison profile of Putaohua reservoir in Sanzhao depression

3 储层沉积特征

3.1 区域沉积背景

松辽盆地葡萄花油层沉积时期，盆地全面进入坳陷期，沉降速度缓慢。古地形坡度低缓，倾角只有0°4′～0°57′；气候相对干旱，湖盆面积小，水体很浅，一般不超过10m［14］。受气候周期性变化和湖平面频繁波动影响，葡萄花油层内部发育多期湖泛泥岩，形成了多套次级储盖组合单元，如以葡中标准层为界划分为上下2个砂岩组；三角洲内前缘亚相发育，水下分流河道向湖盆中心推进距离较远，可达20～50km；岩心颜色以灰绿色为主，局部见紫红色，不发育暗色泥岩；层理类型主要为小型交错层理、块状层理或波层理，生物化石组合为浅水特征；三角洲垂向上不发育吉尔伯特式三层结构（顶积层、前积层和底积层），且不存在明显的坡折带。

3.2 沉积微相展布特征

在上述地层沉积模式指导下，通过对各级标准层的识别和对比分析，最终建立了三肇凹陷葡萄花油层高分辨率等时地层格架，将葡萄花油层垂向上划分为9个小层、12个沉积时间单元，并对各时间单元沉积微相和储层沉积特征进行了分析。其结果表明：1）三肇凹陷葡萄花油层为松辽盆地北部物源东南水系分支控制下发育的河控浅水三角洲沉积体系，以三角洲内前缘亚相为主，外前缘亚相基本不发育，反映了葡萄花油层沉积时期水体较浅、物源供给较强。2）葡萄花油层微相类型以大量密集的顺直型水下分流河道为主，河道砂体连续且水下延伸较远，直至消失变成薄的末端河控席状砂，河口坝和远砂坝等其他类型微相不发育，即分流河道砂体为油气储存的主要单元；其形成机理为低水位期分流河道砂体长距离向湖盆中心推进（图2a），高水位期由于湖水较浅，水下分流河道受波浪改造作用较弱，砂体在堤岸两侧漫溢并在河道末端形成河控席状砂（图2b、c）。

3.3 葡萄花油层沉积演化及控藏作用

图2 三肇凹陷葡萄花油层沉积微相图Fig.2 Sedimentary microfacies of Putaohua oil layer in Sanzhao depression

12个时间单元单砂体级沉积微相揭示葡萄花油层垂向沉积演化序列为：前三角洲亚相（葡萄花油层下部）→前三角洲向三角洲前缘亚相过渡（PI9小层）→三角洲前缘亚相（PI8－PI6小层）→三角洲前缘向三角洲分流平原亚相过渡（PI52－PI42小层）→三角洲前缘亚相（PI41－PI21小层）→三角洲前缘向前三角洲亚相过渡（PI1小层）→前三角洲亚相（葡萄花油层上部），其认识与区内芳136－150M（系统取心井）岩心揭示的沉积演化特征相一致（图3），即葡萄花油层受湖平面升降、构造抬升和物源供给等因素控制。垂向上发育为“先快速水退后缓慢水进”沉积演化序列，水退最大期位于葡萄花油层中部，此时物源供给最强，三角洲向前进积最大，河道砂体最发育，为油气富集的主要层位。

图3 葡萄花油层垂向沉积演化图Fig.3 Vertical sedimentary evolution diagram of Putaohua oil layer

由于研究区葡萄花油层三角洲前缘相带宽，且以内前缘区为主，因此，葡萄花油层中部大量发育的水下分流河道直接覆盖在青山口组烃源岩上，且具有优先捕捉油气的优势，从而构成了油气远距离侧向运移的优势输导层位和通道。其认识对搞清该区油藏类型、油气分布规律、开发区扩边及评价区布井具有重要意义。

4 结论

1）三肇凹陷葡萄花油层为三角洲末端同沉积构造抬升控制的顺源逐层减薄过程，其顶底砂泥突变面并不是其真实等时界面，而是自北向南砂岩相变为泥岩的砂泥对接界面。

2）葡萄花油层发育典型的河控浅水三角洲，微相类型主要为大量密集且连续的顺直型分流河道砂体，其他类型微相不发育，即分流河道砂体为油气储集的主要单元。

3）葡萄花油层垂向发育先水退后水进的沉积演化序列，水退最大期位于葡萄花油层中部，此时分流河道砂体最发育，构成了葡萄花油层油气优势输导通道和富集层位。

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Formation Reduce Model and Govern Oil Significance of Putaohua Oil Layer in Sanzhao Depression，Songliao Basin

Liu Zong－bao1，2，Zhao Miao1，LüYan－fang1，Ma Shi－zhong1，Fang Qing3，Guo Xin3
1.College of Earth Sciences，Northeast Petroleum University，Daqing 163318，Heilongjiang，China 2.Key Laboratory of Tectonics and Petroleum Resources Ministry of Education／China University of Geosciences，Wuhan 430074，China 3.8th Oil Production Plant，Daqing Oilfield Company Limited，Daqing 163514，Heilongjiang，China

Formation thickness of Putaohua oil layer in Sanzhao depression，Songliao basin，reduces gradually from north to south，and the thinning mode is always controversial，result in understanding confusion of hydrocarbon vertical distribution.Log curves of 1 024wells and core data of 10wells analyzing formation structure of Putaohua oil layer and sedimentary features of reservoirs show formation of Putaohua oil layer is a process of gradually thinning by layers controlled by uplift of syndepositional structure at the end of deltas，and surfaces of sand－clay discontinuity at the top and bottom of Putaohua oil layer is a sand－clay interface formed by gradually changing from northern sand to southern clay rather than a genuine interfaces；shallow deltas typically developed in Putaohua oil layer，concentrated and continuous straightly－underwater channels and river－dominating extremity sheet sandsare the main microfacies；Putaohua oil layer vertically develops sedimentary evolution of sequence with first fast dereliction then slowly transgression，the well developed distributary channel sand body is hydrocarbon preferential transporting channel of lateral migration and enriched layer in central Putaohua oil layer（lowstand）.

Songliao basin；Sanzhao depression；Putaohua oil layer；sequence；sedimentary characteristics；petroleum gas

book=2012,ebook=671

P618.13

A

1671－5888（2012） 04－0984－07

2011－10－11

国家自然科学基金项目（41072163）；构造与油气资源教育部重点实验室开放课题（TPR－2011－33）；黑龙江省教育厅科技项目（12521060）

刘宗堡（1982－），男，副教授，博士，主要从事层序地层学与油气田开发地质研究，Tel：0459－6507765，E－mail：lzbdqpi＠163.com。