泌阳凹陷毕店地区核三段Ⅵ-Ⅶ油组沉积微相研究

吕文雅，姚光庆，舒 坤，胡 荣，翁剑桥

(1.中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249；2.中国地质大学(武汉)资源学院；3.中国石油吐哈油田分公司勘探开发研究院；4.中国石化河南油田分公司石油勘探开发研究院)

毕店地区位于南襄盆地泌阳凹陷的西北部，主力含油层系为古近系核桃园组第三段，核三段进一步分为8个油组，其中Ⅵ-Ⅶ油组砂体发育较厚,为该区的主力油层。

一些学者对毕店地区及周边区域的沉积特征进行了一些研究。彭勇民等(2008)认为毕店地区核三段Ⅲ-Ⅵ砂组可识别出湖底扇和湖泊相，具有较典型的重力流沉积特征[1]；刘俊青等(2010)认为泌阳凹陷核三段发育扇三角洲、辫状河三角洲及湖泊相沉积[2]；廖纪佳等(2012)认为泌阳凹陷深凹陷核三段发育辫状河三角洲前缘、近岸水下扇、湖泊及滑塌浊积扇沉积[3]。

研究区油藏圈闭类型多样，断层发育，砂体边界难以确定，各砂体的剖面展布规律的认识还不太明确，单砂体在平面上连片困难。目前该地区油藏地质、沉积相及砂体研究不能满足勘探开发的需求。在详细了解毕店地区构造沉积背景的基础上，应用岩心、测井及录井等资料，对该区Ⅵ、Ⅶ油组各单层沉积微相剖面、平面及空间展布规律进行了系统研究。

1 区域地质概况

毕店地区位于南襄盆地泌阳凹陷古城-毕店鼻状构造带，主要发育一条北东、倾向北西的的正断层[1]。研究区东西宽11 km，南北长10 km，总面积110 km2，处于较深水沉积区，位于南部扇三角洲、西北部古城三角洲、北部付湾-张厂、王集三角洲交互叠加部位。研究区主体在古城三角洲的控制下，处于多物源(扇)三角洲的前缘部分。已有勘探成果表明，毕店地区油气显示层位主要在核三段Ⅲ-Ⅶ油组，其中Ⅵ-Ⅶ油组的砂体最发育，是该区下一步勘探重点，Ⅵ-Ⅶ油组沉积微相研究对该区油气勘探开发十分重要。

2 沉积相标志

2.1 岩石相

通过对毕店地区8口取心井累计进尺232.24 m的岩心进行详细系统的沉积学观察，识别出具有一定储集意义的8种岩石相(见表1)，为微相分析提供第一手资料。

2.2 测井相

不同的沉积相类型具有不同的测井响应组合形式，各种测井曲线的形态、幅度、锯齿化程度等反映了沉积相的变化[4]。根据取心井岩心不同沉积微相所对应的自然电位(SP)和自然伽马(GR)曲线或电阻率(Rt)曲线的组合形态分析，划分了6种测井相标志(表2)，并建立了不同沉积亚相和微相的测井相与岩石相的对应关系。测井曲线形态只代表岩石相组合在测井曲线上的综合反映，对储层砂体粒序、厚度、夹层、顶底界面等特性反映敏感，但它与具体岩石相或沉积微相的关系还需结合其它资料进一步分析。

3 沉积微相类型及特征

根据岩心相和测井相分析，结合岩石结构特征及相序，研究区核三段Ⅵ-Ⅶ油组的主要发育三角洲与扇三角洲沉积体系，同时发育有重力流和湖泊沉积体系。三角洲沉积体系中发育三角洲前缘和前三角洲两种亚相，扇三角洲沉积体系中发育扇三角洲前缘和前三角洲两种亚相，湖泊沉积体系中发育中深湖和浅湖亚相。为了进一步识别三角洲前缘和扇三角洲前缘微相类型，将三角洲前缘划分为水下分流河道、河口坝、分支间湾和远砂坝4种微相，将扇三角洲前缘划分为水下分流河道、前缘砂、分支间湾和席状砂4种微相。

表1 毕店地区核三段Ⅵ-Ⅶ油组岩石相类型

表2 毕店地区核三段Ⅵ-Ⅶ油组测井相类型

3.1 三角洲沉积体系

受不同方向物源的影响，本区西北方向发育古城三角洲、北部发育付湾-张厂三角洲和东北方向发育王集三角洲，但是总体上古城三角洲为本区最主要的沉积体系。研究区主要发育三角洲前缘和前三角洲亚相，以下分别对三角洲主要沉积微相的特征进行详细分析。

3.1.1 水下分流河道

水下分流河道底部呈冲刷或突变接触，河道底部滞留沉积由浅灰色、分选、磨圆较差的含砾砂岩组成，呈块状，局部泥砾发育。由于水动力的减弱，向上部层序正粒序特征明显，顶部通常夹薄层粉砂岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩等。岩性主要为中细砂岩与含砾砂岩，主要发育块状层理、交错层理、平行层理及波状交错层理。测井曲线上总体呈高幅箱形、钟形等多种类型，如图1a，为典型正旋回水下分流河道微相。在对8口取心井各种沉积微相砂岩厚度统计后，发现取心井段分流河道砂岩平均厚度为2.98 m，分布范围为1.1～6.4 m，其中薄层分流河道砂体(小于2 m)出现的频率为20%，所占厚度比例为10%。

3.1.2 河口砂坝

通过岩心观察发现，该类微相发育较少，表现出由下向上粒度逐渐变粗、泥质含量逐渐变少的反韵律递变粒序特征，测井曲线以单个中高幅度漏斗形为主。在研究区西南部的杜1井，受古城方向物源影响，Ⅵ油组局部发育有河口砂坝沉积微相，见图1b。

3.1.3 远砂坝

远砂坝位于河口砂坝较远的部位，沉积物较河口砂坝细，厚度小于河口砂坝，其岩性主要为细砂岩、粉砂岩及泥质粉砂岩互层，主要发育波状交错层理、脉状-波状-透镜状复合层理及水平层理，沿纹层面可分布较多的植物碎屑和碳屑，生物扰动构造和潜穴较发育，测井曲线多为中-低幅漏斗形(图1c)，具有相对较高的GR值和低Rt值，显示其砂质含量低，泥质含量高的特点。

3.2 扇三角洲沉积体系

研究区扇三角洲形成于断陷湖盆陡坡环境，为推进到稳定水体中的冲积扇，主要发育扇三角洲前缘和前三角洲亚相，各微相的特点如下。

3.2.1 水下分流河道

水下分流河道微相上接扇三角洲前缘的主河道，砂岩较发育，表现为向上变细的河道砂岩的多次叠置，其间夹有较少的河道间泥质、粉砂质岩层。除向上变细的层序外，底部常有较薄的递变层理发育段，向上变为块状砂岩，平行层理砂岩夹在块状砂岩之间。岩性以不等粒砂岩、粗砂岩、细砂岩为主。其SP曲线呈箱形或钟形(图1d)。

3.2.2 前缘砂

前缘砂微相是扇三角洲沉积的重要标志，具由下至上反旋回沉积序列，岩性主要为灰色或灰白色不等粒砂岩、细砂岩及粉砂岩。砂岩颗粒较细，成熟度较高，分选较好，砂泥间互层，可见波状交错层理、变形层理。测井曲线特征如图1e所示。

3.2.3 席状砂

三角洲前缘河道沉积物经湖泊水流改造后，极易发生横向迁移而形成席状砂，砂体分布较广，其间由薄层泥所隔开，厚度较薄，砂质较纯。发育平行层理、水平层理，也有波状层理。GR或Rt曲线为低幅度的微齿化指状(图1d)，岩性主要为薄层的粉细砂岩。

3.2.4 前三角洲

处于浪基面以下的较深水区，主要由砂质泥岩、生物扰动泥岩和黑色页岩组成。发育水平层理，含较丰富的介形虫等化石。SP曲线平直。

图1 毕店地区核三段Ⅵ-Ⅶ油组典型测井相特征

3.3 湖泊体系

研究区主要发育浅湖和中深湖沉积。浅湖亚相位于滨湖亚相内侧及浪基面以上的地带，基本位于水下，沉积物受波浪和湖流作用影响较强。岩石类型以浅灰色、灰绿色粘土岩和粉砂岩为主，可夹有少量薄层或透镜体状化学岩。中深湖亚相位于浪基面以下，为静水还原环境。岩性以黑灰色、深灰色、灰褐色泥岩为主，局部可见薄层油页岩。泥岩质纯、性脆，发育块状层理及水平层理。此外，深湖相泥岩中往往夹有浊积岩，岩性为条带状或薄层粉砂岩、细砂岩。在SP及双侧向曲线上，表现为低幅平滑-微齿线形，反映了水动力条件平静，物源供给严重不足的特征。

3.4 水下重力流

泌阳凹陷深水区重力流砂体发育广泛，已有不少学者提出泌阳南部赵凹、安棚、下二门及毕店等地区发育浊积砂(扇)或滑塌浊积扇的观点[1,5-8]。本次岩心观察和砂体对比中，发现毕店地区局部层段存在丰富的重力流沉积现象。

重力流沉积是由沉积物和水混合而成的高密度紊流与上覆水体存在的密度差产生的重力引起的，所以总是呈底流形式沿水下斜坡流动。研究区重力流沉积在岩性上比较单一，主要以细砂岩、粉细砂岩和少量中粗砂岩为主，与湖盆中的泥岩呈互层产出。研究区重力流沉积，由于距离物源较远，岩性一般较细，多为中细砂岩，发育丰富的变形构造。变形构造一般伴随着快速沉积而产生，它是水下滑坡的良好标志，常表现特殊的重力变形沉积构造，如各种包卷层理、负荷构造的发育、泥岩撕裂及揉皱变形现象明显，泥质团块及砂(泥)砾不均匀分布(图1f)。

4 沉积微相平面展布及垂向演化

毕店地区核三段Ⅵ-Ⅶ油组处于西北部古城三角洲、北部付湾-张厂三角洲、东北部王集三角洲及南部扇三角洲四个主要沉积体系交汇区。如图2所示，Ⅵ-Ⅶ油组自北向南均发育三角洲沉积体系和扇三角洲沉积体系：受古城三角洲控制，发育三角洲沉积体系，主要的微相有三角洲水下分流河道、河口砂坝、远砂坝；受南部扇三角洲控制，发育扇三角沉积体系，主要发育微相有扇三角洲水下分流河道、前缘砂、席状砂；东南部发育湖泊沉积体系，其中三角洲沉积体系较发育。受构造、古气候、物源及湖平面升降等影响，导致Ⅵ油组和Ⅶ油组砂体、微相展布及发育规模都不太一样，Ⅶ油组相对于Ⅵ油组而言，北部三角洲沉积体系更发育一些，南部扇三角洲沉积体系都不是太发育。这反映本区三角洲发育的动荡性和不稳定性，沉积特征不一样。东南部在不同时期湖泊沉积范围扩大，表明沉积时湖平面相对有所增加。

统计分析研究区各沉积体系的发育规模，可以用图3较形象地描述各沉积体系的平面展布特点。由于扇三角洲一般发育在紧邻物源区、地形坡度较陡的盆地边缘，向前推进距离较短，沉积体半径短沉积厚度大，平面呈扇形，规模较小，长宽比小；三角洲一般发育在远离物源区、地形较缓的盆地边缘，向前延伸的距离较远，沉积厚度较小，平面呈鸟足状或条带状，规模较大，平面分布上沉积体长宽比较大；水下重力流沉积体指泥、砂、砾混杂的，以重力为驱动，悬浮搬运的高密度底流沿水下斜坡流动形成的沉积体，研究区水下重力流沉积距离物源较远，平面形态近似圆形，长宽相当。

图2 毕店地区核三段Ⅵ-Ⅶ油组沉积微相空间展布

图3 不同沉积相砂体规模分布

5 沉积微相与油气分布的关系

研究区前三角洲亚相、中深湖和浅湖亚相，水体较深，为还原或弱还原环境，以泥岩为主，适于有机质的保存和向石油的转化，是良好的生油环境。

毕店地区处于多物源交汇区，水体动荡，其中三角洲前缘处于浅湖区，波浪作用强，水体能量高。水下分流河道较发育，砂质沉积物受到湖浪的淘洗，来回冲刷搬运，因此砂体分选、磨圆较好，泥质含量低，储层物性较好，孔隙发育，是良好的储集体。此外远砂坝、前缘砂、席状砂受浅湖沿岸流的搬运和改造，较大面积发育，砂质纯净，分选好，砂体侧向连通性好，且紧邻有利于油气生成的前三角洲亚相，是有利的油气聚集的空间[9-10]。因此，研究区西北部的古城三角前缘、北部付湾-张厂三角洲前缘、东北部王集三角洲前缘和南部扇三角洲前缘砂体是良好的储集体。其次，砂体的高渗透带与微相密切相关,通常位于分流水道砂体和河口砂坝砂体内，高渗透带的走向与砂体的展布方向一致，砂体厚度大的部位，其渗透率高[11]。此外，在中深湖区发育的重力流沉积体系中砂体发育，紧邻生油区，储层质量较好，可为油气聚集提供有利的条件[6]。

6 结论

(1)毕店地区属于多物源交汇区，发育三角洲、扇三角洲、湖泊、水下重力流沉积体系。三角洲沉积体系发育水下分流河道、河口砂坝、分流间湾与远砂坝微相及前三角洲亚相；扇三角洲沉积体系发育水下分流河道、前缘砂、分支间湾与席状砂微相及前扇角洲亚相；湖泊体系发育浅湖及中深湖亚相；水下重力流体系主要为水下重力流水道。其中三角洲前缘水下分流河道和扇三角洲水下分流河道，砂体相对较厚；往深凹陷方向，砂体厚度减薄，主要发育远砂坝、席状砂等微相。

(2)受构造、古气候、沉积物源及湖平面升降等的影响，导致Ⅵ油组和Ⅶ油组砂体、微相展布及发育规模都不太一样，Ⅶ油组相对于Ⅵ油组而言，北部三角洲沉积体系更发育一些，其中水下分流河道分布更广泛，而往深凹陷区，南部扇三角洲沉积体系都不是太发育，这反映本区三角洲发育的动荡性和不稳定性，在不同时期沉积特征不一样。东南部湖泊沉积范围扩大，表明沉积时湖面扩展，湖平面升高，以退积沉积为主。

(3)三角洲前缘水下分流河道、远砂坝砂体及扇三角洲前缘水下分流河道、前缘砂、席状砂砂体受湖浪的冲洗改造，分选磨圆较好，储层物性较好是良好的油气储集带，此外深水区重力流沉积的砂体紧邻生油区，有利于油气聚集。在该区下一步的油气勘探开发中，应该优选三角洲前缘水下分流河道、远砂坝，扇三角洲前缘水下分流河道、前缘砂、席状砂及水下重力流发育的区块。

在论文的研究过程中，得到了河南油田分公司勘探开发研究院开发二室黄郑主任热心的帮助，在论文撰写过程中得到了曾联波教授、彭勇民研究员和李伟才的指导与帮助，在此表示衷心的感谢。

[1] 彭勇民，黄捍东，罗群，等. 泌阳凹陷毕店地区核三段湖底扇与重力流沉积[J].岩石矿物学杂志，2008，27(1)：32-37.

[2] 刘俊青，刘 睿，陈海宏. 泌阳凹陷核三段沉积类型及空间展布规律研究[J].石油地质与工程，2010，24(4)：1-4.

[3] 廖纪佳，朱筱敏，董艳蕾，等. 南襄盆地泌阳凹陷深凹区核三段沉积特征及演化[J].地球学报，2012，33(2)：167-175.

[4] 宋璠，侯加根，张震，等. 测井曲线研究陆相湖泊沉积微相[J].测井技术，2009，33(6)：589-592.

[5] 薛红兵，彭勇民，朱如凯，等. 泌阳凹陷毕店地区核桃园组浊积扇薄砂体沉积特征及横向预测[J].中国石油勘探，2008，(1)：28-33.

[6] 彭勇民，周子勇，曾联波，等. 南阳地区泌阳凹陷沉积相展布与油气勘探[J].中国地质，2012，39(1)：119-125.

[7] 刘建峰，朱筱敏，王敏，等. 泌阳凹陷核桃园组三段上亚段滑塌浊积扇沉积特征[J].石油与天然气地质，2011，32(5)：743-750.

[8] 刘正峰，朱景修，刘建峰. 泌阳凹陷深凹区核三上亚段浊积扇成因及沉积模式[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报)，2011，33(8)：16-20.

[9] 朱颜，章新文，张学军，等.泌阳凹陷毕店地区油气成藏主控因素分析[J].石油地质与工程，2012，26(5)：1-4.

[10] 余功铭. 泌阳凹陷核三段沉积相及有利砂体预测研究[D].北京：中国地质大学(北京)，2008

[11] 吕明久，马义忠，曾兴，等. 泌阳凹陷深凹区岩性油藏发育规律[J].特种油气藏，2010，17(5)：26-29.