溱潼凹陷西南斜坡阜三段滩坝沉积特征及模式

2018-07-11卞梅

非常规油气 2018年3期

卞　梅

(中国石油化工股份有限公司华东分公司石油勘探开发研究院，江苏南京　210011)

滩坝是滩和坝的统称，常发育于滨岸带，波浪和沿岸流对其形成有较大的影响[1]。从以往的勘探开发经验来看[2-4]，滩坝砂常具有孔渗性好、生储盖组合条件优越、离油源比较近等特征，有利于大型油气田的形成。依据物源类型的不同，滩坝沉积体系模式可分为4种：基岩—滩坝沉积体系、扇三角洲—滩坝沉积体系、正常三角洲—滩坝沉积体系以及碳酸盐岩滩坝沉积体系[5]。依据沉积物颗粒大小，正常三角洲—滩坝沉积体系中滩坝类型可分为砂质滩坝与砾质滩坝。砂质滩坝沉积物颗粒小，滨岸带、水下隆起区和潜山周缘等区域是有利发育区。以砾石为主的滩坝颗粒物大，相比砂质滩坝，砾质滩坝发育范围较小，主要存在于岸线附近[6]。

前人对溱潼凹陷阜三段沉积相的研究主要以整个西斜坡带为背景[7],缺乏对西南斜坡带滩坝沉积模式的认识。以往的研究中,对于溱潼凹陷西南斜坡阜三段是三角洲前缘远端砂体还是浅湖滩坝沉积存在诸多争议。为提高西南斜坡勘探开发效率，有必要在西南斜坡展开以小层为目标的沉积相研究，建立一定的沉积相模式，以指导后续的勘探开发工作。

1　地质概况

溱潼凹陷是苏北盆地的一个三级构造单元，南侧、东侧分别以泰州凸起、梁垛低凸起为界，北侧以吴堡低凸起为界与高邮凹陷分隔，整体为南断北超、中间开阔、东西收敛的箕状断陷。溱潼凹陷由南往北可划分为断阶带、深凹带、斜坡带3个构造单元[8]，东西斜坡带划分以帅垛东部边界为界，帅垛以东称为东部斜坡带，帅垛以西包括帅垛为西部斜坡带(图1)。

溱潼凹陷内自上而下发育的地层为：第四系东台组、新近系盐城组、古近系三垛组、戴南组、阜宁组、泰州组。其中阜宁组三段是夹持在阜宁组二段、四段两套区域烃源岩之间的暗色碎屑岩沉积，自上而下可进一步细分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个砂层组[7]，岩性由灰色细砂岩、细—粉砂岩、灰—深灰色泥岩组成。本次研究区西南斜坡是一长期构造隆起高带，离生油凹陷近，是油气勘探的有利区带。

图1　溱潼凹陷构造区域划分Fig.1　Structure region division of Qintong sag

2　西南斜坡滩坝沉积背景分析

滩坝砂是薄互层砂体的典型代表，其发育的控制因素有物源、古地貌、水动力条件等。综合前人研究成果[7-11]，认为溱潼凹陷西南斜坡带滩坝沉积为滨浅湖环境下的正常三角洲—滩坝沉积体系。

2.1　区域物源条件

物源对沉积物的类型和分布具有重要的控制作用[6]。滨浅湖滩坝物源主要来源于波浪作用下早期沉积物的改造和二次分配，因此物源供应是否充足直接影响滩坝的形成。溱潼凹陷西南斜坡阜三段物源主要来自北部，物源供给充足[7]，为滩坝的沉积提供了基础。

2.2　古地貌条件

盆地的古地貌也是控制滩坝形成的重要因素[4]。湖泊边缘、湖湾、湖中局部隆起的缓坡一侧等区域是砂质滩坝的有利分布区，在波浪较强的湖岸处，沉积物在波浪和湖流的作用下砂质组被改造后在有利区域沉积。其发育区的古地貌对滩坝砂体的平面展布有重要影响，鼻状构造侧翼和水下古隆起是滩坝砂体的有利形成区域[6]。溱潼凹陷已有钻井资料表明，阜三段古地貌特点为由北向南逐渐抬高，西南斜坡处于隆起区，古地貌条件对滩坝的发育有利。

2.3　水动力条件

水动力条件对滨岸带沉积物的搬运有重要的支配作用，水动力作用强烈而复杂的地区，是滩坝砂体发育的主要场所[6]。泰州凸起两侧及溱潼凹陷西南斜坡带阜三段代表浅水沉积特征的古生物较为发育。岩心中可见大量的植物碎片，植物碎片普遍不完整，但均位于层面上，反映茎干来自滨浅湖附近的植物，是由稳定的湖浪带来的；同时岩心中的生物钻孔基本以垂直孔为主(图3)，也表明阜三段时期泰州凸起两侧及溱潼凹陷西南斜坡带主要为滨湖—浅湖沉积环境[7]。从沉积构造的角度来看，浅水滩坝沉积特征明显，浪成交错层理、复合层理发育，同时在泥岩中偶见泥裂现象，表明水体具有双向冲刷、高频振荡、间歇暴露的特征，有利于滩坝的形成。

3　滩坝沉积特征

溱潼凹陷西南斜坡阜三段发育浅湖滩坝沉积[7]，通过对研究区岩心的观察，西南斜坡南华地区滩坝沉积中，泥岩为灰绿色，反映为半还原的沉积环境，砂岩主要为灰色—褐灰色细砂岩、粉砂岩，分选好—中等，次棱角—次圆状，反映南华周边受到波浪淘洗(图2)。

西南斜坡阜三段滩坝沉积为浅水条件形成的砂质滩坝，滩砂和坝砂在沉积特征、几何形态与分布规律等方面具有一定的差异。

图2　南华地区阜三段砂泥岩沉积特征Fig.2　The sand shale sedimentary structures of Ef3 in Nanhua area

坝砂单层厚度相对较大，一般大于2 m。岩性主要为灰色中—细砂岩、粉砂岩，整体上岩性自下而上由细变粗，呈现反旋回的特点。由于坝砂形成时水动力较强，浪成构造发育，如交错层理、波状层理等，此外也可见平行层理等(图2、图3)。泥岩中可见龟裂纹等泥裂现象，表明水体具有双向冲刷、高频振荡、间歇暴露的特征。在测井曲线上坝砂可识别出两种微相：坝主体、坝侧缘。坝主体微相沉积自然电位和自然伽马曲线表现为齿化漏斗形、宽幅较厚指形或齿化箱形，坝侧缘自然电位和自然伽马曲线值较低。粒度曲线表现为两跳一悬式，是波浪双向冲刷的反映；坝主体水动力强，小于5 φ跳跃组分占比90%，分为两段，悬浮组分较少(图4)。

滩砂一般分布面积大，但厚度较坝砂小，单层一般小于2 m，岩性主要为粉砂岩、粉细砂岩和细砂岩，泥质含量高，多见薄层砂泥互层现象。与坝砂相比，滩砂形成时水动力较弱，多为平坦地形条件下由湖浪作用形成。滩砂多见冲洗交错层理、透镜状层理等，砂岩及粉砂岩中可见大量的植物碎片，植物碎片普遍不完整，炭屑成层分布，并常见虫孔等生物扰动、生物浅穴构造(图3)，体现水动力相对较弱的浅水环境。滩砂自然电位和自然伽马曲线多为指状漏斗形，其自然伽马值偏低，自然电位曲线负异常幅度低。滩砂沉积上下为厚层泥岩的情况下，测井曲线特征不明显。坝侧缘及滩砂沉积时水动力弱，粒度曲线表现为小于5 φ跳跃组分占比60%，悬浮组分增加(图4)。

图3　南华地区阜三段滩坝沉积特征Fig.3　The beach bar sedimentary structures of Ef3 in Nanhua area

图4　正态概率累积质量分布曲线Fig.4　Normal probability cumulative mass distribution curves

4　西南斜坡滩坝纵横向分布规律及模式

4.1　滩坝连井微相对比

从西南斜坡南华地区的连井剖面上可以看出(图5)，该区的坝砂厚度大，普遍大于2 m，表现为中间厚两侧薄。滩砂厚度相对较薄，西侧多层滩砂在水下低凸起减薄尖灭明显；物源充足的主力层横向分布范围广，部分砂层表现为两期滩坝体叠置连片，如台Ⅲ-4小层。

4.2　小层沉积微相平面展布

溱潼凹陷西南斜坡阜三段主力储层主要为台Ⅲ、台Ⅳ砂组，本次研究对台Ⅲ、台Ⅳ砂组进行了小层精细对比划分，对小层进行单井微相分析，编制了小层沉积微相展布图。由于受湖平面高频振荡、物源共同控制，各小层滩坝分布变化较大。综合分析各小层沉积微相展布特征，西南斜坡阜三段沉积相有以下特点：当三角洲主体物源不充足时，三角洲与滩坝不连片，以台Ⅲ-3为代表；当三角洲主体物源充足时，三角洲与滩坝连片，以台Ⅲ-4为代表(图6)。

图5　南华地区阜三段连井剖面Fig.5　Cross section of Ef3 in Nanhua area

图6　溱潼凹陷西南斜坡阜三段沉积相Fig.6　Sedimentary facies of Ef3 in the southwest slope of Qintong sag

4.3　三角洲-滩坝沉积模式

根据综合研究结果，建立了溱潼斜坡三角洲—滩坝沉积模式。西斜坡发育三角洲侧缘改造型滩坝，受古地貌、湖平面升降、物源控制，围绕南华—兴旺低凸起分布；湖平面较高时，物源不充足，对三角洲前缘改造弱，形成小规模滩坝，与三角洲主体不连续；随着湖平面降低，物源供应充足，波浪冲刷强，滩坝向内迁徙，形成与三角洲主体连续的滩坝(图7)。

5　油气勘探指导意义

沉积相带及砂体展布决定油藏类型，控制油气富集高产[8]。通过建立西南斜坡阜三段滩坝沉积模式，认为以阜三段Ⅲ-3小层为代表的三角洲与滩坝不连片的小层，通常形成三角洲远砂坝上倾尖灭岩性油藏，曹桥—仓场高部位是有利区；以阜三段Ⅲ-4小层为代表的三角洲与滩坝连片的小层，通常形成滩坝上倾尖灭砂岩性油藏，滩坝西缘尖灭带是有利区；外坡阜三段遭受剥蚀，形成滩坝砂地层油藏。西南斜坡阜三段沉积相模式的建立对于该区岩性圈闭识别及油气勘探部署起到了有利的指导作用。