渤海海域A构造区沙二段混合沉积特征及储层研究

宋章强，陈延芳，杜晓峰，王清斌，王雪莲

（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院，天津塘沽 300452）

渤海海域A构造区沙二段混合沉积特征及储层研究

宋章强，陈延芳，杜晓峰，王清斌，王雪莲

（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院，天津塘沽 300452）

渤海海域A构造区沙二段高孔高渗型混合岩类储层的发现改变了此区缺乏优质储层的认识。以钻井取心化验资料为基础，综合分析了该类储层的岩石学特征、沉积成因、储层特征及影响因素。研究认为该类储层是受间歇性陆源供给影响的混合沉积产物，沉积相带是影响储层质量的主要因素，后期混合白云石化对储层质量保护及改善具有积极作用。

混合沉积；成因分析；储层特征；渤海海域

渤海海域在构造位置上位于渤海湾盆地东北部，为叠覆在华北地台古生界之上的新生界裂谷盆地，古近纪大部分时期处于裂谷断陷阶段，形成了以“四扇一沟”陆源碎屑充填为主的断陷湖盆沉积层序序列[1]，在适宜的构造、水体、气候条件下，湖相碳酸盐岩也有一定规模的分布[2]。然而，在渤海海域A构造扇三角洲发育区，钻井发现了厚达几十米、以生屑云岩为主、含有一定陆源碎屑的碳酸盐岩，与通常认识的湖相碳酸盐岩有很大差异，具有明显的碎屑岩和碳酸盐岩混合沉积特征。本文以渤海海域A构造实际钻井资料为基础，根据大量的化验分析成果，综合分析其岩石类型、沉积成因及模式、储层特征及主控因素等，以期对今后的勘探研究工作提供借鉴。

1 研究区概况

研究区位于渤中凹陷西部斜坡带，为石臼坨凸起东段南倾末端断层下降盘向渤中凹陷倾没的斜坡区（图1）。受边界大断裂、古地貌以及坡折带等影响，大量发育构造、岩性以及构造—岩性等多种类型的圈闭，背山面洼，油气运移通畅，成藏条件优越。目前该构造钻井三口，主要目的层系为古近系沙河街组沙二段，储层为扇三角洲沉积碎屑岩系及含陆屑生物白云岩等混合岩类，储层物性好、油气产能高，为近年来渤海海域重大油气发现之一。在渤海海域中深部储层物性普遍较差进而影响中深部油气勘探进展的背景下，研究该套储层特征及成因机制，对渤海海域中深层油气勘探具有重要意义。

图1 渤海海域A构造区位置

2 沉积岩石学特征

研究区岩石类型复杂多样，同一岩层中陆源碎屑组分与碳酸盐岩组分混合沉积特征明显。对于混积岩的分类很多学者做过一定研究[3-10]，并制定了相关分类方案，如杨朝青就根据岩石中黏土、陆源碎屑和碳酸盐岩矿物的含量，将岩石分为泥岩、混积岩质泥岩、砂岩、碳酸盐岩、含碳酸盐陆源碎屑混积岩、含陆源碎屑碳酸盐混积岩、碳酸盐质陆源碎屑混积岩、陆源碎屑质碳酸盐混积岩八大类（图2）。根据研究区取心段26个全岩样品化验分析结果，以含陆源碎屑碳酸盐混积岩为主，其次为陆源碎屑质碳酸盐混积岩及碳酸盐岩质陆源混积岩，属于典型的混积岩。

根据铸体薄片镜下鉴定结果，研究层段以含陆源碎屑的生屑白云岩为主，占全部鉴定样品的90%以上。岩石组构主要为生物屑（24%～73%，平均49.8%）、陆屑（2%～34%，平均11.8%）、鲕粒（1%～38%，平均14.6%）及亮晶胶结物（3%～28%，平均14.9%），部分为泥晶胶结。生物屑主要为腹足类及介形类生物碎片，较均匀分布，个别腹足类保存较完整，生物壳体普遍被溶蚀，体腔被泥晶白云石混合陆屑充填。陆源碎屑主要包括砂级的石英、长石及岩屑，岩屑主要为中性及酸性喷出岩岩块；鲕粒均匀分布，鲕核多为石英及长石等陆源碎屑，被泥晶白云石包裹形成表皮鲕，部分鲕核完全或部分被白云石交代；粒屑间充填大量亮晶或泥晶胶结物，主要呈栉壳状分布于生屑、陆屑及鲕粒等粒屑边缘。

图2 混积岩分类三角图（据杨朝青[3]）

除生屑云岩外，也有少量的鲕粒云岩及陆屑云岩，这里不再详述。值得一提的是，取心段陆源碎屑砂岩中，同样含有大量腹足类及介壳类生物化石及碎片，生物壳体多被完全溶蚀形成铸模孔，部分生物体腔被泥晶白云石混合细砂充填。

3 混积成因及沉积模式

前人将海相碳酸盐岩与陆源碎屑岩的混合沉积作用分为四种类型：母源混合、相缘混合、原地混合和间断混合[3-10]。笔者通过对A构造区沙二段混合沉积的岩石类型、分布位置、沉积背景等因素综合分析其成因及沉积模式后认为，本区的混合作用与海相混合沉积作用有一定相似之处，其混合沉积以原地混合、事件性混合为主；相带边缘渐变混合局部存在，母源混合也有一定贡献。

3.1 原地混合

原地混合沉积是指在先期陆源碎屑沉积物或基底之上，由原地死亡的生物形成的碳酸盐岩与陆源碎屑物质的混合沉积。这类混合沉积作用产生的碳酸盐岩其岩石结构组分以保存完整或破碎的生物碎屑为主。Q36构造生屑云岩为主要岩石类型，生屑质量分数高达70%以上（图3a）。原地混合是该区形成厚层碳酸盐岩的主要因素。

3.2 事件性混合

事件性混合沉积可以看做是间断混合的一种特例。间断混合指的是高强度事件，如风暴、重力流等把沉积物从一个沉积环境搬运到另一个沉积环境再次沉积。在本区事件混合则表现在陆源碎屑沉积物的间歇性供给，无陆源供给时期，适宜生物生长发育，形成以生物灰岩/云岩为主的沉积；陆源碎屑物供给期，则在先期沉积的基础上形成一期次扇三角洲沉积。取心段大套生屑云岩中粗碎屑岩夹层就是事件性水流典型标志，底部冲刷特征明显，碎屑岩中含大量生物碎屑（图4左）。事件性混合是本区形成生物碳酸盐岩与碎屑岩混合沉积的主要因素。

3.3 相带边缘渐变混合

相带边缘渐变沉积是指由于相邻沉积相虽然在纵向和横向上都有其边界，但是它们并非决然突变接触，必然存在一个过渡环境，因此沉积物沿不同相之间的扩散边界发生侧向迁移至相带间的过渡环境而产生混合。在陆相湖盆中，相带混合主要发育在湖相碳酸盐岩发育区之间或边缘的过渡地带，一般在靠近陆源供给一侧更为发育。A构造区已经证实发育扇三角洲和生物碳酸盐岩两类不同的沉积体，必然存在相带边缘混合带，1井和3井扇三角洲主体发育区发现了含一定生物碎屑的砂岩就是有力证明（图4右）。

图3 主要岩石类型镜下特征

3.4 母源混合

这里母源混合指的是某沉积区域既受能提供陆源碎屑物质母源区的影响，同时周边又有只能提供碳酸盐岩类的母岩区，适宜环境下可形成碳酸盐岩沉积，陆源碎屑与碳酸盐岩这两种沉积作用可以同时进行，形成不同母源类型上的混合沉积。A构造沙二时期母源来自于其北部紧邻的石臼坨凸起东段，钻井证实其基岩类型主要为中生界安山岩和玄武岩等喷出岩类，同时石炭系碎屑岩类、寒武系碳酸盐岩类和前寒武系变质花岗岩类也有一定分布。中生界喷出岩和前寒武系变质岩的剥蚀可以提供碎屑供给，形成扇三角洲沉积。而沙一二时期该区构造活动弱，物源区面积小，碎屑供给能力并不充沛，出露的寒武系碳酸盐岩类经过化学风化为水体提供碳酸盐类物质，在适宜的气候、地貌背景下可形成碳酸盐岩沉积。

图4 渤海海域A构造区混合沉积

图5 沉积发育模式示意图

3.5 综合沉积模式

混合沉积由于受双重因素制约，沉积成因模式极为复杂。综合前述，笔者将A构造区总结为受陆源供给影响的以原地混合、事件性混合为主的混合型沉积。

本构造区为石臼坨凸起东段南倾末端向渤中凹陷倾没的斜坡区，在沙二时期，凸起区有一定的碎屑供给能力，已钻井表明在下降盘斜坡部位发育有面积不大的扇三角洲沉积。然而，凸起区面积较小，并不具备长期提供充足碎屑物质供给的能力，在碎屑供给不足的间歇期，沙一二时期的气候水体适宜，本区就成了一个适宜生物生长发育的碳酸盐岩缓坡，在浅缓坡处形成了厚层生物云岩。受陆源碎屑间歇供给的影响，在垂向上形成生物碳酸盐岩与碎屑岩间互的混合沉积特征（图5）。同时，单层岩性上也表现为生物碳酸盐岩中含有大量陆源碎屑、碎屑岩系中也含有大量生屑（云质或灰质）的混合沉积特点（图3）。

4 储层物性特征及影响因素分析

4.1 储层物性特征

岩心实测结果表明，富含生屑的混积岩类多有高孔高渗特征，实测孔隙度2.1%～40.1%，平均27.6%；实测渗透率（0.02～2 350.4）×10-3µm2，平均442×10-3µm2。从岩石镜下特征看，岩石孔隙发育普遍较好（图3），面孔率2%～38%，平均22.6%，主要为粒内孔及粒间孔，粒内孔多为生物体腔孔，孔隙分布较均匀，连通性较好。岩石类型不同，储层物性有较大差异，笔者分析后认为，主要受沉积相带和后期成岩作用的影响。

4.2 沉积相带对储层的影响

沉积相是影响储层质量的基本因素。不同的沉积环境下沉积产物不同，对应不同的岩石类型，从而直接导致了物性的差异。理论上，处于浅水高能环境下的各类颗粒滩（包括生物滩、混合滩及鲕粒滩等），因其生物含量高、颗粒分选好，是最有利的优质储层发育相带；而低能环境下的云坪则储层基本不发育。

实际统计结果与理论是一致的，生物滩微相储层物性最好，平均孔隙度达31.8%、平均渗透率598.7×10-3µm2，其次是鲕粒滩和混合滩，同样也具有高孔高渗特征。富含陆屑或砂屑的碎屑滩储层物性稍差，平均孔隙度15.5%，平均渗透率19.6 ×10-3µm2，为中孔中渗型储层。而云坪则基本不具备储集能力。另外，水下分流河道砂体也具有良好的储集物性，平均孔隙度21%，平均渗透率211.8×10-3µm2（图6）。

图6 不同沉积微相储层物性对比图

沉积相对储层的影响还表现在另一方面，在生物碎屑的含量上，储层物性与岩石中生物碎屑含量具有明显的正相关性（图7）。这是因为不同的沉积相带生物碎屑富集程度不同，而生物体腔孔和生物体壳溶蚀孔又是碳酸盐岩类储层最为重要的孔隙类型，碎屑岩中混合的生物碎屑因后期溶蚀作用也能大大改善储层质量。

4.3 白云石化作用对储层的影响

不同沉积环境下生屑含量对本区储层质量有着决定性影响作用，但后期成岩作用对储层物性的影响也不容忽视。在研究区，后期成岩作用类型多样，其中白云石化作用明显，且白云石化程度与储层质量密切相关。

图7 孔隙度与生屑及白云石含量关系

多年来，学者们提出了多种白云石化模式来解释白云石的成因，如蒸发泵、渗透回流及混合水白云石化等[11,12]。从沉积背景环境看，研究区比较符合混合水白云石化的观点，其成因与湖平面的频繁升降及大气淡水的淋滤作用有关。

在湖平面缓慢上升时期，由于研究区各方面条件均较适宜，混合滩体发育并向上生长；当湖平面下降时期，滩体顶部暴露受大气淡水影响，发生混合水白云石化作用。随着湖平面的频繁变化，滩体不断生长、混合白云石化不断发生。由于滩体沉积有一定厚度，由上至下受大气淡水影响逐渐减小、白云石化作用逐渐减弱而发生胶结作用。岩心取心段裂隙中明显有淋滤充填痕迹，同时储层物性由浅至深受白云石含量的降低而降低（图7），底部以灰质碎屑滩则基本不具备储集能力。这说明滩体发生白云石化作用时，大部分沉积物还没有固结，属于典型的混合水白云石化作用的产物，同时也表明了白云石化对储层原始孔隙保存及物性改善所起的积极作用。

5 结论及意义

研究区为典型的混合沉积，岩石类型以富含生物碎屑的颗粒白云岩为主。在成因上，是由于本区沙二沉积时期具有生物碳酸盐岩形成的背景条件，受间歇性陆源供给影响而形成事件性混合沉积；富含生物碎屑的混积岩类具有较好的储层物性，是最有利的优质储层发育带。本研究突破了盆内小型低凸起周边缺乏优质储层的传统认识，可为渤海海域其他相似区域储层预测提供借鉴，具有重要的勘探意义。

[1] 赵国连，赵澄林，叶连俊．渤海湾盆地“四扇一沟”沉积体系及其油气意义[J]．地质力学学报，2005，11（3）：245-258.

[2] 宋章强，赖维成，牛成民，等．渤海海域湖相碳酸盐岩地震—地质综合预测方法及应用[J]．石油与天然气地质，2009，30（4）：444-449．

[3] 杨朝青，沙庆安．云南曲靖中泥盆统曲靖组的沉积环境：一种陆源碎屑与海相碳酸盐的混合作用[J]．沉积学报，1990， 8（2）：59-65．

[4] 王国忠．南海北部大陆架现代礁源碳酸盐与陆源碎屑的混合沉积作用[J]．古地理学报，2001，2（3）：48-49．

[5] 马艳萍，刘立．大港滩海区第三系湖相混积岩的成因与成岩作用特征[J]．沉积学报，2003，21（4）：607-613．

[6] 张金亮，司学强．断陷湖盆碳酸盐与陆源碎屑混合沉积——以东营凹陷金家地区古近系沙河街组第四段上亚段为例[J]．地质论评，2007，53（4）：448-454．

[7] 董桂玉，陈洪德，何幼斌，等．陆源碎屑与碳酸盐混合沉积研究中的几点思考[J]．地球科学进展，2007，22（9）：931-939．

[8] 董艳蕾，朱筱敏，滑双君，等．黄骅坳陷沙河街组一段下亚段混合沉积成因类型及演化模式[J]．石油与天然气地质，2011，32（1）：98-106．

[9] 江茂生，沙庆安．碳酸盐与陆源碎屑混合沉积体系研究进展[J].地球科学进展，1995，10（6）：551-554．

[10] 李祥辉，刘文均，郑荣才．龙门山地区泥盆纪碳酸盐与硅质碎屑的混积相与混积机理[J]．岩相古地理，1997，17（3）：1-9.

[11] 强子同．碳酸盐岩储层地质学[M]．山东东营：中国石油大学出版社，2007：107-122．

[12] 魏国齐，杨威，张林，等．川东北飞仙关组鲕滩储层白云石化成因模式[J]．天然气地球科学，2005，16（2）：162-166．

上海局发现6号多缆物探船正式作业

10月29日晚，多缆物探船发现6号在作业海域拖带八缆，打响了正式作业第一炮。

发现6号采用国际著名动力系统开发商罗尔斯•罗伊斯的设计与设备包，是用于全球I类无限航区范围三维地震采集作业并能对三维采集资料现场处理，具有采集数据高速传输系统的专用地球物理勘探工作船，配备直升机平台。该船长100.10 m，型宽24 m，主机功率4000千瓦×2，总吨10 882，航速可达16节，可拖带12根8 000 m地震采集电缆（相邻电缆间距100 m）和双震源共7排气枪阵列。

建造多缆物探船对于中国石化建设世界一流能源化工公司、打造上游长板具有重大战略意义，是中国石化推进海域油气勘探实现突破所作出的系列举措之一。9月14日，由中国石化投资建造的首艘多缆物探船“发现6号”在崇明上海船厂码头成功亮相。中国石化集团副总经理曹耀峰为新船命名，中船集团公司、上海船厂、中石化物资装备部、石油工程技术服务公司和上海海洋石油局相关部门负责人出席命名仪式。

《海洋石油》编辑部摘编

中海油合作气田丽水36-1近期将投产

总部设在加拿大的超准能源控股公司10月10日表示，中海油已完成大约95%的开发作业并计划近期开始丽水36-1气田的天然气生产。

丽水36-1气田位于东海的25/34合同区块，该区块的作业者是中海油合作伙伴加拿大超准能源控股公司，中海油为丽水36-1气田开发作业者。

摘编自《石油商报》2013年10月16日

Study on Sedimentary Characteristics and Reservoir
of Second Member of Shahejie Formation, A Structural Area, Bohai Sea

SONG Zhangqiang, CHEN Yanfang, DU Xiaofeng, WANG Qingbin, WANG Xuelian

（Exploration and Development Institute of Bohai Oil Field, CNOOC Ltd., Tanggu Tianjin 300452, China）

The discovery of high porosity and high permeability reservoirs has changed the traditional understanding about reservoir quality in E3s2in A structural area, Bohai Sea. On the basis of the drilling core and the laboratory analyzing results, study has been conducted on the lithologic characteristics, sedimentary genesis, reservoir characteristics and infuence factors on this type of reservoir. The study results indicate that this type of reservoir was mixed deposits, affected by intermittent local terrigenous supply, and the sedimentary facies is the main factor infuencing the reservoir quality. In addition, the later mixed dolomitization has some positive infuence on reservoir quality protection and improvement.

mixed deposition; cause analysis; reservoir characteristics; Bohai Sea

TE122.1

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2013.04.013

1008-2336（2013）04-0013-06

国家重大专项子课题“近海隐蔽油气藏勘探技术”(2011ZX05023-002)。

2012-11-14；改回日期：2013-06-01

宋章强，男，1981年生，工程师，2005年毕业于西南石油大学，获硕士学位，主要从事沉积储层预测研究工作。E-mail：songzhangqiang@163.com。