杜84块馆陶组沉积微相特征及沉积模式

马成龙

(中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦 124010)

在我国，冲积扇体是一类重要的油气储集体，约占碎屑岩储集体的6.0%，几乎所有的中、新生代含油气盆地均有不同规模的分布[1-3]。冲积扇是碎屑岩中最近源的沉积体系，是发育在盆地边缘的一种常见的沉积相类型，为一个沿着山口向外伸展的锥形沉积体，锥体的顶端指向山口，锥体的底端指向山前平原；其沉积过程间隙性强，为急流堆积的产物，沉积物岩性变化大，粒度粗，以砾岩为主，成分成熟度和结构成熟度低[4-6]。构造、地形、气候和源区岩性等地质条件控制了冲积扇的发育状况，同时也决定了冲积扇水流活动和沉积作用具有一定的特殊性，导致了冲积扇沉积体系中各个微相间砂体规模大小不同和储层质量差异[7-9]。因此，有必要深入开展冲积扇沉积微相研究。辽河盆地西部凹陷杜84块馆陶组(NG)储层属于典型的冲积扇沉积，以往的研究主要针对砂岩组沉积单元以及各个砂岩组岩石相分布特征，对沉积微相方面的研究相对较少。本次在研究区1 700余口井资料的基础上，通过对岩心资料、测井资料和化验测试资料等的分析，对单井相、连井相以及沉积微相带平面分布特征和沉积模式等做了较详细的研究，为油田下步开发调整提供地质依据。

1 油藏地质特征

杜84块构造上位于辽河盆地西部凹陷西斜坡中段，目的层为馆陶组、兴Ⅰ组和兴Ⅵ组。本次研究目的层为馆陶组，其顶面构造形态为总体向南东倾斜的断块，地层倾角小于7°，地层厚度一般在130～190 m间，油藏埋深在520～650 m之间。该套地层属于冲积扇沉积，储层岩性为松散的砂岩和砂砾岩体，产状为厚层—特厚层，是一个具有边顶底水的特高孔特高渗超稠油油藏，含油面积为1.9 km2，储量为2 626×104t[10-12]。依据高分辨率层序地层特征，将馆陶组分为5个砂岩组，进一步细分为10个小层。研究区钻遇目的层的开发井有1 800余口，取心井有8口，录测井资料丰富，为沉积微相研究提供了大量的可靠资料。

2 沉积微相特征

结合区域构造背景及沉积演化，基于岩心观察，充分利用测、录井资料，提取各种典型沉积相标志信息，包括岩性特征、沉积构造特征、古生物特征等，按照点—线—面的研究流程，解析了研究区馆陶组的沉积微相特征及时空演化规律[13-15]。

2.1 沉积相类型

研究区馆陶组沉积相主要是冲积扇扇根和扇中2个亚相，扇端亚相不发育。扇根亚相和扇中亚相共计7个沉积微相，扇根亚相发育扇根泥石流、主河道和漫洪等3个微相，扇中亚相发育扇中泥石流、辫状河道、辫流砂坝和漫流等4个微相。

(1)扇根泥石流：为亚黏性泥石流，在扇根亚相中广泛出现。岩性以块状中砾、粗砾岩为主，多见巨砾和卵石，砾石的最大粒径可达16 cm，砾石分选极差、磨圆差，大小混杂；泥质胶结，胶结疏松，泥质含量较高；呈块状，层理不发育，不具有韵律性；测井曲线顶底存在界面，突变为箱形。

(2)扇根主河道：岩性以厚层状砾岩、砂砾岩为主，粒间孔隙充填不等粒砂，胶结较致密，底部具有冲刷面，多呈正韵律沉积；测井曲线多呈箱形和齿化箱形，偶见漏斗形。

(3)扇根漫洪：为漫溢沉积，仅当洪水量特别大时，流体呈席状覆盖扇根，漫洪带才发生沉积；主要形成于扇根亚相带内地形较高的位置，沉积持续时间短、携载量较少，故沉积厚度一般较小，沉积物粒度较细，主要为泥质粉砂岩；AC、RT曲线呈指状。

(4)扇中泥石流：为黏性泥石流，是扇根泥石流顺河道方向迁移的结果；岩性主要为中砾岩，与扇根泥石流相比，含有相对较多的泥、砂质成分，分选和磨圆相对较好，偶见卵石、漂砾；层内不具韵律性，泥石流沉积之上往往覆盖有细粒薄层；测井曲线多为锯齿状。

(5)扇中辫状河道：扇根主河道进入扇中部位出现分叉所产生的辐射状分支河道，由于河道侧向迁移作用和流体能量的降低，常形成由粗到细的正韵律沉积，自下至上依次沉积中细砾岩、砂砾岩至中细砂岩，底部多见明显的冲刷面，顶部往往为泥质细粒沉积[16]；AC、GR、RT曲线形态多以钟形为主。

(6)扇中辫流砂坝：多数情况下夹于辫状河道之间或处在辫状河道边上，与河道分叉有着密切的关系；主要是由于垂向加积及进积作用而形成；沉积物多具反韵律特征，自下至上粒度变粗，主要为细砂岩、含砾中—粗砂岩、细砾岩，偶见少量粗砾或卵石成分；发育小型交错层理和平行层理等；测井曲线多呈漏斗形。

(7)扇中漫流：漫流沉积原理与漫洪沉积类似，主要在扇中的较高地带得以保存，只接受漫洪期细粒悬浮负载沉积，沉积物粒度细，以含粉—粗砂的泥质薄层为主；多见水平层理，有时可见细微的流水沙纹层理，AC、GR、RT曲线呈指状。

2.2 单井相分析

在大量的岩心宏观特征描述、测井响应特征分析及沉积相标志识别的基础上，对系统取心的4口关键井进行单井沉积相划分。以杜84-馆观6井为例，说明单井沉积微相划分结果(图1)。

杜84-馆观6井取心深度为526.40～673.02 m，该井纵向上主要表现为扇根和扇中亚相互相叠置沉积的特征，扇根泥石流、扇根主河道、扇根漫洪、扇中泥石流、扇中辫状河道、扇中辫流砂坝和扇中漫流等7种沉积微相均有发育。岩性主要为砂砾岩、砾岩、中—粗砂岩和粉—细砂岩。

图1 杜84-馆观6井沉积微相单井综合柱状图Fig.1 Sedimentary microfacies integrated bar chart of well Du84-GG6

根据单井沉积微相的分析结果，总结出5种沉积微相垂向组合类型：扇根主河道—扇根漫洪组合：底部发育油迹中砾岩，冲刷面具明显的正韵律，顶部发育细砂岩甚至泥岩。扇根主河道—扇中辫状河道—扇中辫流砂坝组合：底部发育冲刷面，具明显的正韵律，辫状河道顶部发育细砂岩甚至泥岩；向上过渡为辫流砂坝，具反韵律特点。扇中辫状河道—扇中漫流组合：底部发育中砾岩，具冲刷面，向上过渡为细砂岩，顶部为泥岩，且发育水平纹层。扇根泥石流—扇根主河道组合：底部具冲刷面，向上粒度变细，具正韵律特征，泥石流泥质胶结，泥质含量高。扇中泥石流—扇中辫状河道组合：泥石流沉积以中、细砾岩为主；辫状河道下部为含砾粗砂岩，局部见大砾，向上为富含油粗砂岩。因此，整体具有正韵律特点。

2.3 连井相分析

充分利用岩心和测井资料，基于研究区内1 735口单井沉积微相分析，建立各邻井之间的相序关系。选取顺物源方向剖面和垂直物源方向剖面进行沉积微相分析。

顺物源方向：河道延伸范围较广，连续性相对较好，且砂体较厚，尤其是物源供应充足的NG3-1小层河道砂体厚度为12～15 m，NG4-1内部分地区河道砂体叠置厚度可达18 m，其次是NG4-2、NG3-2、NG2-2，河道砂体厚度为3～13 m；由北西向东南方向，河道孤立单一，砂体减薄，叠置方式多为孤立分布或水平搭接，冲积扇扇根至冲积扇扇中相变特征明显。

垂直物源方向：东北部河道砂体较厚，多以垂向和错位叠置方式为主；中部区域河道分叉较为集中；向西南方向河道趋于单一，砂体呈减薄趋势，叠置方式以水平搭接和孤立分布为主；漫流沉积较为发育，局部发育辫流沙坝。

随着扇中辫状河道向扇端方向迁移，河道分叉程度增高；单一河道砂体规模逐渐减小，叠置方式呈垂向叠置→错位叠置→水平搭接→孤立分布的演化规律[17]。

3 沉积微相平面展布特征

沉积微相平面展布研究能够反映储层的成因、分布及演化特征，是油田进一步储层预测的基础。本次研究在高分辨率层序地层对比划分结果的基础上，从单井相分析出发，结合连井剖面沉积微相，并充分考虑相发育的合理性，以剖面验证为辅[18-19]，编制了10个小层的沉积微相平面图(图2)。

图2 杜 84 块馆陶组各个小层沉积微相平面图Fig.2 Micro-phase plan of each small layer of Guantao formation in Du-84 block

馆陶组(NG)的平面沉积微相整体表现为冲积扇扇根—扇中沉积。由早期的馆五段(NG5)、馆四段(NG4)、馆三段(NG3)时期发育大面积厚而宽的河道到晚期的馆二段(NG2)、馆一段(NG1)时期，漫洪沉积明显变多，扇根面积呈递减趋势，反映了基准面逐渐上升、沉积物供应逐渐减弱。各段地层平面沉积微相分析如下：

馆五段(NG5)平面沉积微相整体表现为扇根—扇中沉积。NG5-2小层发育大面积宽的辫状河道，河道作用强、规模大、分布范围广(图2a)；向上至NG5-1小层(图2b)，河道规模逐渐减弱，主要表现为河道平面宽度和垂向厚度的减小，扇根面积变小，漫洪沉积变多，反映了基准面逐渐上升的过程。

馆四段(NG4)仍然为冲积扇扇根—扇中沉积，以扇中沉积为主，但由于受基准面变化等因素的影响，平面沉积微相变化较NG5复杂。NG4-2小层内河道厚度和分布范围较NG5-1明显增强，地层底部可见明显的冲刷面(图2c)；向上NG4-1小层内河道规模迅速减小，反映沉积物供应的相对减弱，但河道宽度及分布范围与NG4-2相似(图2d)。因此馆四段内部砂岩展布呈现增强—减弱的趋势。

馆三段(NG3)河道较为发育，砂体厚度为5～15 m，河道数量多，漫洪沉积很少，整体相对物源方向呈现扩张的趋势。NG3-1内部分区域河道砂体厚度可达12～15 m。沉积相以扇中亚相为主(图2e、2f)。

馆二段(NG2)、馆一段(NG1)伴随着基准面上升，河道规模减小，河道平面宽度变窄，漫流沉积增多，反映了基准面逐渐上升的过程及沉积物供应的相对减弱(图2g、2h、2i、2j)。

综上所述，研究区以西部物源为主，平面上从北西向南东方向扇根亚相过渡为扇中亚相，河道弯曲度和分叉程度变高。纵向上，由下至上各个小层的扇根面积呈递减趋势，漫流沉积呈变多的沉积特点。其中NG2-2小层内扇中漫流面积最大。

4 沉积模式

综上所述，研究区地形坡度平缓；冲积扇自扇根至扇中沉积物逐渐变细，但扇中河道内存在砾质沉积；河道定向迁移特征明显，决口改道具有突发性；河流作用明显；整个冲积扇、单个旋回均对应为向上变细的沉积序列；沉积构造齐全并发育。这些特点表明研究区馆陶组是一套近源的冲积扇沉积。常发育在有流水的潮湿地区，当山谷中的季节性洪水从山口进入盆地时，由于地形坡降减缓，水体流速迅速降低，水流分散，形成大量分流河道，洪水携带的大量碎屑物质顺坡向下堆积，便形成了冲积扇[20-21]。

图3 馆陶组冲积扇沉积模式Fig.3 The alluvial fan depositional model of Guantao formation

本区位于扇根下部和扇中部位，其中，扇根亚相主要发育扇根泥石流、主河道和漫洪3种微相扇中亚相主要发育扇中泥石流、辫状河道、辫流砂坝和漫流4种沉积微相；同时归纳出馆陶组湿冲积扇的沉积模式(图3)。

4.1 扇根

扇根位于冲积扇顶部，其主要特点为沉积坡角较大，一般发育有单一或若干个直且深的主河道。扇根沉积物以分选极差、不具组构的混杂砾岩或砂砾岩为主。一般呈块状构造，砾石间被黏土、粉砂和砂的杂基充填。偶见不明显的平行层理、板状交错层理、递变层理。扇根亚相主要发育泥石流微相和主河道微相。

4.2 扇中

扇中分布在冲积扇的中部，是冲积扇的主体部分。其主要特征为沉积坡角中到较低，辫状河道发育，河道冲刷—充填构造发育，也可见具有反韵律的辫流砂坝沉积。所以沉积物为砂岩、砾状砂岩和砾岩，砂与砾比率相对于扇根有所增加。砾石一般呈叠瓦状排列。砂岩和含砾砂岩中发育平行层理和交错层理。与扇根相比较，沉积物的分选性有所好转，但仍较差。

泥石流与辫状河道沉积特征较为明显，分布相对稳定。岩性组合主要包含由泥石流沉积的砾岩层、河道沉积的砂砾岩层、中—粗粒砂岩层和细粒砂岩层。每个层序记录了基准面上升、再下降的完整旋回的沉积响应。基准面周期性的运动最终导致多个旋回层序的叠置。

5 结论

(1)通过对岩心、测井、地震等多项资料的综合分析，结合区域沉积背景和沉积相标志剖析，确定杜84块馆陶组属于冲积扇沉积，可划分为扇顶和扇中2个亚相，扇端亚相在本区不发育，扇顶和扇中亚相进一步细划分为7个沉积微相。物源方向为北西向。

(2)平面上顺物源方向，沉积微相整体表现为冲积扇扇根和扇中沉积，纵向上由下至上，漫洪沉积明显增多，河道宽度和厚度相对减少，扇根面积呈递减趋势，反映基准面上升，沉积物供应逐渐减弱，属于水退式沉积。

(3)砂体分布上，顺物源方向河道延伸范围广，连续性相对较好，且砂体较厚；垂直物源方向上，中部砂体最厚，向两侧减薄，总体表现为“薄—厚—薄”的特征。