松辽盆地南部民东地区扶余油层沉积特征及沉积模式研究

2016-10-12孙朋浩吴天琦田继军王宏伟樊奇林爽

西部探矿工程 2016年10期

孙朋浩，吴天琦，田继军，王宏伟，樊奇，林爽

（1.新疆大学地质与矿业工程学院，新疆乌鲁木齐830047；2.西南石油大学地球科学与技术学院，四川成都510760；3.吉林油田公司勘探开发研究院，吉林松原138000）

孙朋浩*1，吴天琦2，田继军1，王宏伟3，樊奇1，林爽1

综合利用民东地区扶余油层140口井的测井、录井资料，10口取芯井的岩芯资料，以及565个重矿物分析数据，系统分析了民东地区扶余油层的沉积特征及沉积模式。经研究表明该区扶余油层沉积时期主要受南部沉积体系影响，该时期其它物源并未对民东地区产生影响，研究区内重矿物类型是以锆石—石榴子石为主的组合类型，是受长春—怀德沉积体系控制所形成的枝状河控型浅水三角洲。该体系以大量密集、窄带、连续的分流河道砂体为主，河道砂体为多砂层叠覆，具有三角洲水道不稳定分叉游荡的特点，砂体由西南向东北方向展布，河道砂体延伸较远。主要发育三角洲平原、前缘2种亚相类型，整体受分流河道控制，并且分流河道具有三角洲平原水道不稳定分叉游荡的特点，水动力条件强，其中平原相分流河道砂体为储层有利砂体。平原相带发育有分流河道、分流间湾、废弃河道、决口扇等多种微相类型，过渡到前缘相带开始形成带状、环状分布的席状砂。平面上三角洲平原与前缘相带平缓相连，垂向上相序整体表现为水进过程，构成了河控型浅水三角洲沉积模式。

松辽盆地；扶余油层；沉积特征；沉积模式；河控浅水三角洲

民东地区是指新民油田以东—长春岭油田以西—第一松花江以南的地区，工区面积约为800km2。构造上处于扶新隆起带的东北方向。扶新隆起带位于松辽盆地中央坳陷区的南部，吉林、黑龙江两省的交界处［1-2］，其构造较为简单，整体地势平坦，扶余油层地层厚度为110～140m，由西到东逐渐变薄，并且变化较小。扶余油层属于白垩系泉头组泉四段，多年来扶余油层一直具有良好的勘探、开发前景，具有巨大的勘探潜力［3-4］。该时期对扶新隆起带影响较大的是西南保康水系和东南长春—怀德水系［4-6］，但是西南保康水系并未对民东地区产生影响。民东地区扶余油层埋藏深度为220～1140m，储层物性较好、具备效益潜力。尽管前人已对该区做过多方面的研究，但油藏认识不清、储层影响因素不明，因此需要对该区沉积特征及沉积模式进行更深入的研究，以便为该区的进一步开发提供相应地质依据。

多年来已有很多专家学者对民东及相邻地区进行了多方面的研究，对该区扶余油层沉积特征及沉积体系做出分析［4］，认为泉四段整体以河流沉积为主，主要受河流控制，但也有部分学者支持坳陷盆地“河流—浅水三角洲”的传统概念［5-9］。但这些认识仅在概念上宏观的讨论了松辽盆地南部泉四段沉积时期的沉积特征，对于每个沉积体系的边界及沉积体系交汇区未作精细刻画。尤其关于民东地区扶余油层沉积时期的沉积模式、体系及沉积环境等方面有较大的分歧，并且存在着河流相、三角洲相等不同观点及认识。这些不同的观点可以看出受不同研究方法、研究区域、研究侧重点以及所用资料完整程度的影响，所得结论及认识存在较大差异。通过不同观点也反映出该区域泉四段沉积时期主物源及所属沉积体系的复杂性。而对沉积特征及沉积体系认识不清也影响了关于砂体平面展布规律及砂体规模等问题的进一步认识，进而影响了对该区更进一步的勘探与开发。

1　物源分析

通过对民东地区扶余油层及相邻新民、扶余、朝阳沟、长春岭地区共39口探井565个重矿物鉴定数据的统计分析，经研究发现本区砂岩中锆石、石榴子石、电气石、绿帘石、白钛矿含量较多，其中以稳定重矿物锆石和次稳定重矿物石榴子石为主，两者占砂体重矿物总量的80%以上，并发育有少量磷灰石、金红石、黑云母、锡石和磁铁矿，占重矿物总含量的10%以下。并且可以看出该区泉四段沉积时期存在3大类重矿组合（图1），其中Ⅰ类以锆石—石榴石—白钛石—绿帘石—电气石为主，锆石平均含量为70.3%，石榴石平均含量为16.22%。白钛石平均含量为5.3%，其他重矿物的平均含量在10%以下；Ⅱ类以石榴石—锆石—电气石—绿帘石为主，在83个样品中，石榴石平均含量为51.9%，锆石平均含量为42%，其他重矿物的平均含量均在7%以下；Ⅲ类主要以石榴石—锆石—电气石—绿帘石为主，石榴石平均含量为69.49%，锆石平均含量为24.53%，其他重矿物的平均含量均在6%以下。根据以上分析可见，虽然研究区锆石—石榴石含量有所不同，但整体以锆石—石榴石—电气石为特征，并且锆石—石榴石占绝对比例，这与南部沉积体系重矿物组合特征一致，因此该区主要受南部长春—怀德沉积体系控制。

图1　民东地区泉四段重矿物分区图

2　扶余油层沉积特征

2.1岩石成分特征

通过对研究区173块岩石薄片鉴定报告以及10口取芯井岩芯的分析与观察，可以发现该区砂岩粒度较细、分选性较低，主要为细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩及过渡类型，具有多粒级岩石混合的特点。其中石英体积分数为28%、长石30%、岩屑42%，可见该区岩石成分是以岩屑、石英、长石为主的岩石碎屑类型，磨圆度为次尖—次棱，以次棱为主，并多为点—线接触关系，属岩屑质、低成熟度、低磨圆度的长石砂岩。

2.2粒度特征

在岩芯观察的基础上，利用主要取芯井的粒度分析资料，对民东地区扶余油层储层砂体的粒度分布特征进行了研究。经研究表明，研究区储层岩性是以细砂、粉砂、泥质粉砂岩及粉砂质泥岩为主要构成的致密储层，其胶结类型以泥质胶结、钙质胶结为主，通过对粒度概率累计曲线图的分析可以发现，概率累积曲线表现为以跳跃和悬浮2个次总体为主的两段式特征，代表了以三角洲平原分流河道为主要沉积营力的牵引流水道沉积。并且可以看出悬浮总体多处于32%～47%之间，跳跃总体含量在53%以上，跳跃总体与悬浮总体的截点在3.6～4.9区间以内，整体表现为强水动力条件下远源沉积的特点。

2.3沉积构造

根据对取芯井岩芯的精细观察并加以描述，发现研究区碎屑岩沉积构造具有多种类型，如平行层理、块状层理、小型楔状（波状）交错层理、搅浑构造，并且在岩芯中多见在分流河道底部偶见灰黑色泥质砾岩夹层。大量的平行层理表明研究区多为高流态、水流急浅的垂向加积；而块状层理多为高、中流态下分流河道单向水流作用的产物。

2.4泥岩颜色

泥岩颜色通常反映沉积时期的沉积环境。根据研究区10口取芯井岩芯的观察，民东地区泉四段沉积时期主要发育暗红、灰绿以及灰色泥岩，暗红色泥岩表明该时期强氧化的环境，为河流相、三角洲平原亚相等水上以氧化为主的沉积环境；部分夹有灰绿色泥岩，并往往与暗红色泥岩呈突变接触关系，当灰绿色泥岩发育增多时，说明水体逐渐加深，沉积环境过渡为水下弱还原环境。

图2　民东地区扶余油层取芯井沉积微相分析图（长107井）

图3　民东地区扶余油层沉积模式图

3　沉积微相构成类型与平面展布特征

本次研究主要利用民东地区10口取芯井岩芯资料、140口探井测井资料并结合研究区内开发井、评价井的相关资料，表明民东地区扶余油层沉积类型为河控型枝干浅水三角洲，从垂向上表现为三角洲平原亚相，只有位于Ⅰ砂组的1、2小层为三角洲前缘亚相（图2）。通过研究发现民东地区扶余油层河道砂体十分发育，砂体密集并叠置发育，总体向东北方向延展，微相类型以（水下）分流河道、（水下）分流间湾为组合，并发育有废弃河道、决口扇等微相类型，民东地区东北部席状砂开始顺河道发育，并呈环状、条带状分布。

4　河控型浅水三角洲沉积模式

通过对民东地区扶余油层的沉积环境、沉积特征以及沉积相类型研究的基础上，建立民东地区单物源河控浅水三角洲的沉积模式（图3）：（1）民东地区受单一（长春—怀德）沉积体系控制，具有远源、流长、地势平坦的特点。（2）扶余油层泥岩颜色以暗红色为主，并夹有灰黑色浅湖泥岩夹层，向上由于湖泛面扩大，水体加深，泥岩颜色变为灰绿—灰黑色，沉积环境向还原环境转变。（3）民东地区主要受平原分流河道控制，河道砂体十分发育并具有水动力条件强的特点，河道砂体密集并多叠加连片分布，其亚相类型主要为三角洲平原、前缘2种。平原相带河道砂层多叠覆，且水道多不稳定、分叉游荡；前缘相带为水下分流河道及水下分流间湾的组合，向前缘相带过渡时水动力条件逐渐减弱，沉积环境逐渐趋于稳定，席状砂开始发育，并呈带状、环状分布。