渤海湾盆地沧东凹陷孔西斜坡孔店组二段四油组24)物源分析及砂体展布规律

林 伶，景海权

(1.中国石油大港油田勘探开发研究院，天津 300280；2.中国石油大港油田公司，天津 300280)

孔西斜坡位于沧东凹陷北段，孔店构造带西翼，北部延伸至姚官屯，南部过渡至官西地区，西南以浅鞍与舍女寺断鼻相接，斜坡区自南到北依次发育舍女寺—官西、风化店、沈家铺、自来屯等多个构造带。孔西斜坡孔店组二段四油组(以下简称Ek24)发育辫状河三角洲沉积，岩性主要以深灰色—灰色—灰绿色泥岩、灰色粉—细—中砂岩为主，地层厚度介于80～150 m之间。作为岩性油藏和致密油重点勘探领域，孔西斜坡孔二段近年来新钻探5口井均获工业油流，展示了该区岩性油气藏较大的勘探潜力，因此有必要分层系分油组精细刻画孔二段物源体系及砂体展布规律，从而有效促进勘探突破，并为下一步开发部署提供理论支持。

物源分析是盆地沉积学重要组成部分，为确定沉积环境、沉积相带与规模、构造演化、有利储层、油藏特征等提供理论依据[1-5]。前人对孔西斜坡Ek24油组的物源及砂体已进行了大量研究，但由于早期探井资料相对缺乏，研究并不深入，各个物源的波及范围、砂体展布规律等受到限制。因此，在前人研究的基础上，基于野外和钻井录井资料，结合重矿物分析、ZTR指数，碎屑组分分析，地震反射特征，砂岩厚度及砂体平面展布等多项指标，对Ek24油组的物源体系及波及范围进行精确刻画。

1 物源分析

1.1 重矿物特征

重矿物分析是研究物源区的重要分析手段。近年，随着电子探针技术的广泛应用，重矿物分析精度随之提高。重矿物化学成分较为稳定，抗风化腐蚀能力较强，并且具有指示物源区的特征，稳定重矿物平面分布上往往远离物源供给区，同一物源供给区远端重矿物含量相对较高，并保留较多物源母岩组分的特征；不稳定矿物抗风化磨蚀能力弱，越远离物源区，含量相对越少，甚至消失[6-10]。ZTR指数是锆石、金红石、电气石三种重矿物碎屑在透明矿物中所占的比例，值越大，碎屑岩的成分成熟度越高[11-12]。通过分析稳定重矿物组合关系及ZTR指数可确定沉积物物源位置、性质及搬运方向和搬运距离。

通过重矿物分析，孔西斜坡Ek24油组共识别出3个物源区：东部的徐黑凸起，北部的孔店凸起，西部的沧县隆起；5个子物源：舍女寺地区、捷地地区、沧市地区、孔店地区和王官屯地区(图1、表1)。舍女寺地区重矿物特征为中锆石(26.8%～33.1%)，高石榴石(46.7%～48.3%)；捷地地区重矿物特征为中锆石(26.8%～41.4%)，较高石榴石(32.7%～47.2%)；沧市地区重矿物特征为中锆石(26.2%)，中石榴石(30.2%)。可以看出，3个地区平面上重矿物特征存在明显差异。纵向上，结合联井砂体剖面(图1、图2)，n12(舍女寺)、xz58(孔店)砂体发育在Ek24油组顶部，kn9(捷地)砂体发育在油组中部，而斜坡高部位的g196、g105井(沧市)砂体发育在油组底部，不同地区砂体发育部位不同，因此，舍女寺、捷地、沧市、孔店4个地区存在不同的物源。来自孔店凸起物源的砂体，重矿物特征为高锆石(61.7%)，低石榴石(12.6%)，低磁铁矿(3.7%)，ZTR指数较高为73.3%；重矿物特征明显不同于西边的3个物源。王官屯地区位于研究区东部，具有中锆石(31.3%)，高石榴石(48.8%)，低磁铁矿(2.5%)的重矿物特征，ZTR指数较低为38.3%，重矿物特征明显不同于北边的孔店地区。

图1 孔西斜坡Ek24重矿物特征Fig.1 Character of heavy minerals of Ek24 in Kongxi depression

表1 孔西斜坡E24重矿物统计(单井平均值)Table 1 Statistical table of the heavy minerals of Ek24 in Kongxi depression

图2 n12-kn9-g196-g105-xz58联井砂体剖面Fig.2 The connection map of n12-kn9-g196-g105-xz58

1.2 碎屑组分特征

不同的沉积要素(源岩、风化、搬运、沉积)导致了碎屑成分石英、长石和岩屑3组分的比例差异，而3组分相对含量的不同又佐证了源区的信息[13-15]。孔西斜坡Ek24油组岩屑包括火山岩岩屑、变质岩岩屑和沉积岩岩屑，其中火山岩岩屑含量约为10%～30%，平均含量为22.10%；变质岩岩屑和沉积岩岩屑含量较少，为5%左右，说明沉积物未经过长距离的搬运改造，受后期影响较小，碎屑组分能较好反映源区性质。

通过碎屑组分分析，孔西斜坡Ek24油组共识别出5个子物源，分别为舍女寺、捷地、沧市、孔店以及王官屯子物源(图3、表2)。孔店地区两口取心井，碎屑组分特征表现为低石英(26%～33%)，高长石(45%～52%)，高岩屑(16%～25%)，组分特征与西北部3个子物源存在差异，岩屑含量明显高于其他物源。王官屯地区碎屑组分特征表现为中石英(32%～37%)，中—高长石(28%～42%)，岩屑较高(12%～23%)，与临近的孔店地区相比，石英含量偏高，长石和岩屑含量偏低。舍女寺地区碎屑组分特征表现为低石英(29%～34%)，高长石(41%～53%)，中等岩屑(13%～23%)；捷地地区碎屑组分特征表现为低石英(23%～41%)，中—高长石(39%～49%)，中等岩屑(12%～30%)，长石含量略低于其他物源；沧市地区碎屑组分特征表现为低石英(26%)，高长石(45%)，低岩屑(14%)，岩屑明显低于其他物源。

1.3 地震反射特征

相比于常规传统物源分析方法，地震资料能更精准地刻画出物源搬运通道及路径。由矿物组分及砂体展布特征对物源的指示作用，追根溯源，结合地震资料，通过系统解释孔西斜坡Ek24油组源二维地震剖面，精准刻画出物源口及物源搬运通道(图4)。由地震剖面反射特征可见，孔二段反射特征与下部地层反射特征相异，孔二段整体呈现较强的中等连续反射，恢复孔二段沉积时期古地貌，接近物源供给区，研究区在东、西、北3个方向均有下切沟槽发育，进一步识别出5个下切沟槽，依次为舍女寺、捷地、沧市、孔店以及王官屯物源口，下切沟槽特征明显，从而进一步确定了各盆外物源输入口的所在位置。说明了侵蚀性古河道位置及流向，可顺古河道上溯物源，是古河道位置及物源通道最直接的证据。其中，捷地、沧市、孔店和王官屯相较于舍女寺的下切沟槽形态在地震剖面表现为“深”“远”的特征，说明这些地区在沉积时古河道流量大且向前推进时携带沉积物丰富，物源供给充足，为孔西斜坡Ek24油组的主要物源输入。通过对孔西斜坡Ek24油组盆内二维地震剖面综合解释，在孔店地区、沧市地区及捷地地区发现前积反射结构，物源由古地貌高部位沿侵蚀沟槽顺向沉积，经过物源口进入孔二段湖盆开阔地带，砂体渐次推进展布，在同相轴上形成顺物源供给方向的前积反射或类前积反射特征，可直接指示古水流携沉积物向前递次推进方向，即物源的方向。

图3 孔西斜坡Ek24轻矿物特征Fig.3 Character of light minerals of Ek24 in Kongxi depression

表2 孔西斜坡E24轻矿物统计(单井平均值)Table 2 Statistical table of the light minerals of Ek24 in Kongxi depression

图4 Ek24油组地震反射特征Fig.4 Character of seismic refection of Ek24

2 砂体展布

利用钻井、录井、测井等分析化验资料，结合地震资料，分析各物源区位置及砂体展布特征(图5)。受多物源影响，砂体普遍发育，环湖发育5个朵体，平面上表现为由盆地周缘沿各物源供给通道向中心呈条带状、席状、扇状展布的特征。

图5 孔西斜坡Ek24油组砂岩等厚图Fig.5 Isoline map of sandstone content of Ek24 in Kongxi depression

Ek24为湖泛初期，水体缓慢加深，沉积物粒度在整个孔二段沉积体系中最粗，分布最广，湖盆面积相比最大湖泛期时小。舍女寺辫状河三角洲、捷地辫状河三角洲和沧市辫状河三角洲均来自西部沧县隆起物源区；孔店辫状河三角洲来自北部孔店凸起；王官屯辫状河三角洲来自东部徐黑凸起。舍女寺辫状河三角洲波及范围覆盖舍女寺地区，砂岩主体沿西北—东南方向，延伸范围较小，但厚度较大，达20 m以上，沿n70井-n12井-n60井为轴线分布，向西南方向砂岩厚度变化快，到n38井-n17一线相变为泥岩；向东北方向沿n89井-n91井一线与捷地物源砂体交互。捷地地区砂岩厚度最大达15 m以上，沿g120井-g181井-w38井轴线分布，砂体分布范围较广，呈大面积席状分布，厚度较小，向西南—东北方向分别与舍女寺物源—沧市物源砂体相互。根据重轻矿物等特征，推测沧市物源是影响斜坡区砂体分布的沉积体系之一，斜坡区无钻遇井，高部位的g196井、g89井、z45井为这一沉积体系的边部，渗透砂岩厚度依次为6.0 m、7.0 m、9.5 m，向湖盆中心方向到z39井-j5井-g129井相变为泥岩。北部孔店地区砂体分布范围较大，波及枣园及东部的王官屯部分地区，孔店物源共发育4个砂岩厚值区，第一个厚值区呈土豆块状，在cang14井附近，砂岩厚度21 m，向北减薄至yao1井附近相变为泥岩；第二个厚值区在li16井附近，砂岩厚度24.2 m，向西北减薄，至z29井-z20井-z19井附近砂体厚度小于10 m，至li11井-kn10井-z34井相变为泥岩；第三个厚值区在xz58井附近，呈长条状展布，砂岩厚度17.5 m，向东南—西北砂岩厚度变化快，两侧相变为泥岩；第四个厚值区沿g101井-g107X1井-z71井-z87井-f40-20井展布，砂岩厚度依次为20 m、20 m、15 m、18 m、17 m，向西北方向砂岩厚度变化快，到z39井-z24井附近相变为泥岩。东部的王官屯地区砂体分布范围较广，呈大面积席状分布，发育两个厚值区，第一个厚值区砂岩厚度达15 m以上，沿gx103井-gd18井一线展布，向西北方向减薄至gg1井区附近相变为泥岩；第二个厚值区砂岩厚度达20 m以上，沿w9井-g81井-g197井一线展布，向西北减薄至g131井-g133-5井-g2井-g142-1井附近相变为泥岩，向东南方向减薄至g61井-g68井一线相变为泥岩。王官屯物源的砂体在向湖盆推进的过程中在g87井-g62井附近与孔店物源砂体发生交互。因此，Ek24油组沉积期间，东、西、北3个方向上的物源砂体在向湖盆推进的过程中发生交互，形成了连续的砂体，并呈倒“Y”字形展布。

3 结论

(1)通过对孔西斜坡Ek24油组重矿物、轻矿物、地震反射特征以及砂体展布规律的精细研究，可识别出西部沧县隆起、北部孔店凸起和东部徐黑凸起3个方向上的物源，并进一步识别出舍女寺、捷地、沧市、孔店和王官屯5个子物源，它们共同控制砂体的形成和展布，形成了多物源环湖盆分布的特征。

(2)结合地震剖面下切沟槽、前积或类前积反射特征和砂体展布规律的综合分析，捷地、沧市、孔店和王官屯4个子物源古河道流量较大，物源供给充足，砂体厚度大且延伸较远，是孔西斜坡Ek24油组沉积时期的主要物源输入。

(3)孔西斜坡作为岩性油藏的重点勘探领域，近年针对含油气构造钻探实施的kn9、gx1X1、g108-8、z1504等多口井均揭示了孔二4油组常规砂岩优质储层，并获得工业油气流。该研究成果有效地支撑了勘探生产，保证了储量任务的顺利完成。下一步，围绕孔西斜坡主体区向外扩展，沿砂体发育区精细落实构造及岩性圈闭，优选勘探战区，形成规模增储新领域。