惠民凹陷临7断块区沙三段沉积相分析

罗 薇，何幼斌，马 波

（1.中国石化华东分公司石油勘探开发研究院，南京210011；2.长江大学地球科学学院，武汉430100；3.中国石化华东分公司非常规油气资源勘探开发指挥部，南京210011）

惠民凹陷临7断块区沙三段沉积相分析

罗 薇1，何幼斌2，马 波3

（1.中国石化华东分公司石油勘探开发研究院，南京210011；2.长江大学地球科学学院，武汉430100；3.中国石化华东分公司非常规油气资源勘探开发指挥部，南京210011）

针对研究区沉积相认识不清等问题，在岩心观察的基础上，利用区域地质、分析化验和测井等资料系统研究了惠民凹陷临7断块区沙三段沉积相，认为研究区发育三角洲相、浊积扇相、湖泊相，其中三角洲相包括水下分支河道、支流间湾、分支河口砂坝、远砂坝及前三角洲泥等5种微相，浊积扇相包括沟道、沟道间、沟道前缘、沟道侧缘及外扇泥等5种微相，湖泊相主要发育半深湖—深湖泥微相。平面上，三角洲、沟道沉积均沿北西—南东向展布；垂向上，沙三下亚段发育三角洲沉积，沙三中、上亚段发育浊积扇、半深湖—深湖沉积。从沙三下到沙三上沉积期，砂体反复进积、退积，并逐渐由西向东移动，研究区水体虽也有短暂下降，但总体呈上升趋势。开展临7断块区沙三段沉积微相分析，为储层综合研究提供了地质依据。

沉积相；三角洲；浊积扇；沙三段；惠民凹陷

0 引言

临7断块区位于济阳坳陷惠民凹陷中央隆起带临北断阶带，自下而上共发育沙二上、沙二下、沙三上、沙三中及沙三下5套含油层系，沙三段是该区主力含油层位［1］。临盘油田临7断块区已经过20余年的勘探开发，但地质研究程度远不能满足油田开发生产的需要［1-3］，而开展沉积微相精细研究，提出沉积相展布规律，建立沉积模式，则能为该区沙三段的储层综合研究提供地质依据。

据前人研究成果可知，研究区发育三角洲及浊积扇沉积，其中三角洲沉积主要发育在沙三下亚段，浊积扇沉积主要发育在三角洲前方较深水处［1-4］。三角洲沉积与浊流沉积在沉积特征上表现出某些相似性，且断陷湖盆中常发育三角洲—深水浊积扇沉积体系，如惠民凹陷的商西、宿安、临邑、唐庄和肖庄等地，均发育三角洲前缘与滑塌浊积岩沉积的叠置组合，临7断块区沙三段在中央隆起带附近也发育有类似的继承性沉积体系［3-5］。然而，在过去的研究中，二者经常被混淆，不易识别和区分，且由于研究区未进行沉积微相精细研究，导致对含油砂体平面和纵向展布认识不清。笔者在详细的岩心及薄片观察基础上，对研究区岩石类型及特征进行了深入研究，结合录井和测井资料，对三角洲相及浊积扇相进行了系统比对，并进行了微相划分。

1 区域地质背景

临盘油田位于渤海湾盆地济阳坳陷惠民凹陷临商构造断裂带中段，处于济阳坳陷西端，属临邑帚状断裂体系带，东西长15 km，南北宽5 km，东临田家构造，西连唐庄构造，南为临邑向斜，北为滋镇向斜，区内构造复杂，构造格局受渤海湾盆地构造演化控制［3，6］。临7断块区位于临盘油田东北部（图1）。

图1 临7断块区位置Fig.1 The location of Lin 7 fault block

古近纪是惠民凹陷的重要发育期，发育的地层主要有沙河街组及东营组，地层的差异变化特征明显，在地层厚度、岩性及岩相上均变化较大［2，4-5］（表1）。本次研究的目的层段为沙河街组三段。

表1 惠民凹陷沙河街组地层特征Table1 Stratigraphic features of Shahejie Formation in Huimin Sag

2 沉积相特征

2.1 岩性及粒度特征

研究区沙三段岩石类型简单，以褐灰色、灰色粉砂岩（图版Ⅰ-1）、细砂岩和深灰色、灰色泥（页）岩为主，还有少量浅灰色中砂岩及灰黑色油页岩。

通过对临7-3、临7-X301和临7-X302等3口取心井的10片砂岩普通薄片及4片铸体薄片进行观察鉴定得出，砂岩中碎屑颗粒体积分数为74%～95%，平均为86.3%。其中，石英体积分数为46%～67%，平均为57.5%；长石体积分数为12%～29%，平均为20%，以钾长石为主；岩屑体积分数为16%～ 31%，平均为23.6%，主要为燧石、泥岩岩屑，局部含少量石英岩以及云母岩屑。碎屑颗粒大小0.05～0.30 mm，一般为0.08～0.20 mm，呈棱—次棱角状，磨圆中等—较差。填隙物体积分数为5%～26%，平均为13.7%，其中杂基为5%～7%，以泥质为主；胶结物为6%～11%，以方解石为主，局部发育铁白云石，颗粒支撑，孔隙式胶结。储集层的岩石类型主要为长石岩屑质石英砂岩及岩屑砂岩（图版Ⅰ-2）。粒度概率曲线呈现出2种形态：一段式，只有一个悬浮总体，粒度分布范围广，分选差，具浊流沉积曲线特征［图2（a）～（b）］；两段式，由跳跃总体和悬浮总体组成，跳跃总体为70%～85%，分选中等，悬浮总体为15%～30%，分选较差，表现出三角洲沉积曲线特征［图2（c）］。

图2 临7断块区沙三段粒度概率图Fig.2 The grain size cumulative probability of Es3in Lin 7 fault block

泥（页）岩（图版Ⅰ-3）在研究区常与砂岩呈频繁互层发育，颜色以深灰色、灰色为主，局部呈紫红色，反映还原—弱氧化的环境［7-10］。页岩中发育水平层理，说明沉积时水动力稳定，能量较低［7-10］，由此判断沉积环境可能为前三角洲或三角洲前缘支流间湾，也可能为浊积扇外扇或半深湖—深湖。

油页岩在研究区发育较少，主要分布于沙三中亚段中下部，颜色一般为灰色，水平层理发育，代表一种水流不畅、缺氧的局限环境［7-9］，可能是半深湖—深湖环境的产物。

2.2 沉积构造

研究区砂岩发育小型交错层理（图版Ⅰ-4）、波状层理、平行层理、块状层理、包卷层理（图版Ⅰ-5）、火焰构造（图版Ⅰ-6）及生物扰动构造（图版Ⅰ-7）等沉积构造。波状层理和小型交错层理在浊积岩沉积及三角洲沉积中均有发育，在三角洲前缘河口坝、远砂坝以及浊积岩鲍马序列C段中较常见；平行层理代表了沉积时较强的水动力条件；块状层理则是由沉积物的快速堆积而形成；火焰构造和包卷层理等同生变形构造可能是松散或半固结的沉积物在重力作用下，沿斜坡滑塌而产生的变形［7-15］；生物扰动构造常出现在支流间湾及远砂坝等微相中。另外，砂岩中还可见泥质团块、泥质条带和泥砾（图版Ⅰ-8）等，是较强水流作用的结果［7-10］，常见于三角洲前缘水下分支河道微相及浊积扇沟道间微相。

2.3 测井相特征

根据研究区沙三段的区域地质沉积特征，结合岩心观察描述、测井及录井等资料，对该区各单井的自然电位曲线特征进行了分类统计，归纳出7种曲线类型及组合（表2、图3），它们各自反映了不同的沉积环境［16］。

表2 自然电位曲线形态与沉积相的对应关系Table2 Correlation between the patterns of logs and sedimentary facies

各微相电测曲线形态如下：水下分支河道呈向上幅度降低的钟形，或上下突变的箱形；河口坝呈自上而下幅度逐渐降低的漏斗形，或箱形-漏斗形的组合；远砂坝呈低幅指形或小型漏斗形；支流间湾表现为小尖峰状或齿状直线；前三角洲泥呈夹有小段齿状曲线的基线；沟道以中高幅箱形为主，或钟形-箱形组合；沟道侧缘以底部突变向上逐渐靠近基线的钟形为主，总体幅度小于沟道；沟道间呈低幅指形或薄层钟形；沟道前缘表现为齿状线形与泥岩基线的组合；外扇泥则以夹低幅齿形的泥岩基线为主。

图3 临7断块区沙三段测井曲线特征Fig.3 The logging curve features of Es3in Lin 7 fault block

3 沉积微相划分及平面展布特征

根据3口井的岩心及14个薄片的观察结果，结合区域地质、测井及分析化验等资料［1-2，4-5，17-23］，对研究区沙三段进行了沉积相研究。综合分析后认为研究区沙三段可划分出三角洲相、浊积扇相及湖泊相3种沉积相类型，其中沙三下亚段为三角洲沉积，沙三中、上亚段为浊积扇、半深湖—深湖沉积，并细分为11种微相（表3）。

表3 临7断块区沙三段沉积相类型Table3 The sedimentary facies types of Es3in Lin 7 fault block

3.1 单井相分析

以临7-X302井为例，对临7断块区沙三段的单井相进行分析。临7-X302井位于研究区中部，沙三段埋深为2 366～3 100 m，厚734 m，沙三下、中、上亚段地层均发育较完整。该井沉积相特征如图4所示。

沙三下亚段岩性主要为粉、细砂岩与泥岩、粉砂质泥岩的不等厚互层，垂向上以三角洲前缘与前三角洲的相互叠置为特征，粒度自下而上呈粗—细—粗的变化特征，砂岩含量也表现出先减少后增多的趋势，水体整体上呈上升—下降的趋势，发育前三角洲泥、水下分支河道、支流间湾、分支河口砂坝及远砂坝5种微相类型。

沙三中亚段岩性主要为粉—细砂岩，垂向上以中扇、外扇、半深湖—深湖的频繁交互为特征，粒度自上而下呈现出2个细—粗—细的韵律变化，砂岩含量也相应地表现出2个增加—减少的旋回特征，水体整体上呈反复下降—上升的趋势，发育沟道、沟道侧缘、沟道前缘、外扇泥及半深湖—深湖泥5种微相类型。

沙三上亚段岩性主要为粉、细砂岩与泥质粉砂岩、泥岩的不等厚互层，垂向上以沟道、沟道前缘、沟道间及沟道侧缘的频繁互层为特征，粒度自上而下表现出细—粗—细的韵律变化，砂岩含量也呈先增加后减少的变化特征，水体整体上呈下降—上升的趋势，发育沟道、沟道侧缘、沟道间及沟道前缘4种微相类型。

图4 临7-X302井单井相分析Fig.4 The single well facies analysis of Lin 7-X302 well

3.2 联井相分析

以单井相为依据，对沙三下、中、上亚段分别进行了联井相分析。在3段各选取了2条剖面，共6条剖面，穿越研究区13口井，基本能反映研究区沙三段的沉积相变化特征。

综合分析研究区内6条剖面，并以沙三下亚段N—S剖面为例（图5）进行沉积特征分析：从北至南，沙三下亚段主要发育前三角洲和三角洲前缘沉积，其中前三角洲泥分布最广，发育稳定；分支河口砂坝和远砂坝也较发育，横向上较连续；水下分支河道发育范围较小，主要发育在沙三下亚段底部。

3.3 平面相展布

图5 临7断块区沙三下亚段沉积相联井剖面（N—S）Fig.5 Well-tie section of sedimentary facies of the lower Es3in Lin 7 fault block

通过对单井相、联井相的分析，结合小层厚度等值线图等基础图件，对研究区沙三段沉积相平面展布进行了分段研究，并以沙三中亚段为例（图6）进行平面沉积特征分析：沙三中沉积期，研究区主要发育中扇—外扇沉积，包括沟道、沟道前缘、沟道间、沟道侧缘和外扇泥微相，其中沟道微相自北向南呈发散状分布于研究区中部；沟道前缘微相呈席状连片分布于沟道四周；沟道间微相发育相对较少，分布于沟道之间相对凹陷的区域；沟道侧缘微相发育也较少，平面上为沟道两侧的砂脊；外扇泥微相则在研究区外围大面积连片发育。

图6 临7断块区沙三中亚段沉积相平面图Fig.6 The sedimentary facies of the middle Es3in Lin 7 fault block

4 沉积相演化及沉积模式

通过对单井相、联井相及平面相的综合分析，概括出了研究区沙三段的沉积模式（图7）。沙三下沉积期，研究区以三角洲前缘与前三角洲沉积的相互叠置为特征，从沙三下4砂组沉积期到1砂组沉积期，水体逐渐下降，三角洲开始向湖心推进，沉积物逐渐加积，三角洲前缘斜坡逐渐变陡；沙三中沉积期，强烈的盆地边界断裂活动使早期已经发育成型的三角洲前缘斜坡上的沉积物，在重力作用下向盆地内部或深湖区滑塌，从而在盆地底部或准斜坡地带形成浊积扇［4，14，17-18］；沙三上沉积期，研究区以中扇、外扇沉积的相互叠置为特征，水体反复上升、下降，扇体面积也反复缩小、扩大。总体来看，从沙三下到沙三上沉积期，研究区水体总体呈上升趋势，砂体反复进积、退积，并逐渐由西向东移动。

图7 临7断块区沙三段沉积模式图Fig.7 The sedimentary model of Es3in Lin 7 fault block

5 结论

（1）在惠民凹陷临7断块区沙三段共划分出3种相、5种亚相和11种微相，其中沙三下亚段主要发育三角洲沉积，包括水下分支河道、支流间湾、分支河口砂坝、远砂坝及前三角洲泥等5种微相；沙三中、上亚段主要发育浊积扇—湖泊沉积，包括沟道、沟道间、沟道前缘、沟道侧缘、外扇泥等5种微相，湖泊相主要发育半深湖—深湖泥微相。

（2）研究区沙三段沉积相在平面上大致沿北西—南东向展布；垂向上，沙三下亚段发育三角洲沉积，沙三中、上亚段发育浊积扇和半深湖—深湖沉积。

（3）研究区沙三段沉积期，砂体反复向湖中心推进或向后退且远离湖中心，并由西逐渐向东移动，水体总体呈上升趋势。

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图版Ⅰ

（本文编辑：于惠宇）

Study on sedimentary facies of the third member of Shahejie Formation in Lin 7 fault block,Huimin Sag

LUO Wei1，HE Youbin2，MA Bo3
（1.Research Institute of Petroleum Prospecting and Development，Sinopec East China Subsidiary Company，Nanjing 210011，China；2.School of Geoscience，Yangtze University，Wuhan 430100，China；3.Headquarters of Unconventional Oil and Gas Resources Prospecting and Development，Sinopec East China Subsidiary Company，Nanjing 210011，China）

Based on core observation,combining with data of regional geology,analysis assay and well logging,this paper systematically studied the sedimentary facies of the third member of Shahejie Formation（Es3）in Lin 7 fault block of Huimin Sag.It is considered that the study area developed delta,turbidite fan and lacustrine facies.The delta can be further divided into microfacies of underwater distributary channel,interdistributay bay,mouth bar,distal bar and prodelta mud,the turbidite fan can be further divided into microfacies of channel,interchannel,lateral frontchannel, margin channel and outer fan mud,and the lacustrine facies mainly developed semi-deep to deep lake mud.In the plan, the sediment in Es3spreaded along WN-ES direction.In vertical profile,the delta deposite mainly developed in lower Es3,the turbidite fan and the semi-deep to deep lacustrine mainly developed in middle and upper Es3.From lower Es3to upper Es3,sand body experienced progradation to retrogradation repeatedly,and moved from west to east gradually, and the water is deepening gradually on the whole,including some short decreasing.This study of sedimentary microfacies provides geological basis for the comprehensive reservoir research of Es3in Lin 7 fault block.

sedimentaryfacies；delta；turbidityfan；the third member ofShahejie Formation；Huimin Sag

TE121.3

A

1673-8926（2014）06-0057-07

2014-08-02；

2014-09-17

罗薇（1986-），女，硕士，现从事非常规油气勘探研究工作。地址：（210011）江苏省南京市下关区热河南路37号华扬大厦。E-mail：173306762@qq.com。