湖泊滨岸砂坝沉积砂泥空间配置关系及其地质意义

商晓飞，段太忠，侯加根，李燕

（1.中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，北京 100083；2.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京 102249；3.中海油研究总院有限责任公司，北京 100028）

0 引言

湖泊滨岸砂坝是波浪、湖流等水动力将汇聚入湖的砂体（河流、三角洲和扇三角洲等）重新搅起、搬运并再次沉积而成[1-3]，其沉积特征、规模大小、空间分布主要与地貌条件、波浪能量以及物源供给等因素有关[4-8]。传统观点认为湖泊砂坝沉积在滩坝沉积体系中其砂质更纯、砂体分选性好、内部夹层不发育，通常会形成砂地比高、物性好的优质储集体[9]。然而，随着油田的深入开发，复杂的注采关系显示砂坝砂体的连通特征并非如同均质储集层一样简单，其内部同样发育影响流体渗流的泥质组分[10-11]。实际上，湖泊砂坝在沉积过程中受湖平面升降的影响而频繁地迁移摆动，砂体之间的叠置关系复杂[12-13]，而目前对滨岸砂坝的研究仍缺乏对其空间分布的认识。为了厘清砂坝储集层的内部结构，储集层构型研究在滨岸砂坝油藏精细描述中显得越来越重要。

因水体能量、湖平面升降、波浪作用等因素的变化，滨岸砂坝沉积具有级次性，不同级次砂体在沉积展布上有一定的约束关系。对砂坝储集层来说，重点关注的构型单元主要为：复合砂坝砂体、单一砂坝和坝内增生体（对应Miall构型体系的5～3级）[14]。复合砂坝砂体是中期旋回限定的构型要素，由一个或多个单一坝组成；受超短期旋回的控制，单一坝砂体内部又可进一步细分出一个或多个增生体（韵律层）。构型要素之间对应 3个级次构型界面（即砂体间的隔夹层），不同级次隔夹层其成因、分布和沉积特征有所差异[10]。

目前，虽然已经基本明确复合砂坝砂体的总体展布，但是对砂坝储集层内部结构认识仍不清；导致井间砂体和隔夹层的展布不明确，降低了复合砂坝砂体内对单一砂坝及其增生体的刻画精度，影响油田进一步开发效果。储集层构型分析的重点为构型单元的空间叠置情况和构型界面（或隔夹层）的展布特征两个方面。对湖泊滨岸砂坝储集层来说，前者对应砂坝内部砂、泥组合和空间配置关系，后者主要对应砂坝内部泥质沉积的分布规律，而相应的研究均需要地质模式的指导。本文选取构造和沉积特征相似的两个湖盆为研究对象，基于峡山湖现代砂坝内部砂泥沉积配置关系的新认识，对板桥凹陷砂坝储集层的内部结构进行精细解剖，以期丰富湖泊滨岸砂坝储集层沉积理论并指导类似油藏的高效开发和剩余油挖潜。

1 板桥凹陷砂坝储集层沉积背景

本文研究的古代湖泊砂坝储集层位于渤海湾盆地黄骅坳陷板桥凹陷。板桥凹陷是黄骅坳陷的次级凹陷，表现出断陷湖盆的特点[15]，其北翼陡、南翼缓（见图1a）。古近系沙河街组二段沉积时期是渤海湾盆地多个凹陷的断陷间歇期[16-17]，构造活动趋于稳定，湖水分布广且浅。据岩心、测井、地震等资料及前人研究成果，来自北大港潜山一带的辫状河三角洲为湖盆提供了充沛的物源砂体，并在波浪作用下被搬运、再沉积，在板桥凹陷南部缓坡带一侧，形成了大面积的滨岸砂坝和席状滩沉积[18-19]，是沙二段沉积期分布最广的沉积体系。

对板桥凹陷38口取心井岩心观察，沙二段沉积并未见明显的冲刷-充填构造，且均以深灰色泥岩与灰色砂岩呈不等厚互层为特征。根据滩坝砂体的岩性分布等特征，将其分为滩砂和坝砂两个亚相（见图2a），其中滩砂亚相主要呈薄层砂体，按照与坝砂的位置分为内缘滩、外缘滩和坝间微相[9]；坝砂亚相（即湖泊滨岸砂坝）是滩坝沉积体系中最重要的构成单元，内部夹层发育，单期砂坝沉积砂地比高，按照沉积部位分为坝中心和坝侧翼微相[9,11]。湖泊砂坝储集层岩性以粉砂岩、细砂岩、中砂岩和含砾砂岩为主，砂岩中石英含量约为 60%，总体具有较高的成分成熟度[9]。砂体粒度分布主要以跳跃组分为主，悬浮组分不到1%，反映了砂坝沉积远离河口，未受到河流、三角洲等物源砂体注入的影响[9]。另外，板桥凹陷沙二段发育多种波浪成因的沉积构造，如冲洗交错层理、低角度交错层理以及浪成波纹交错层理均代表多向水流的存在；顺层分布的植物炭屑、浪成波痕等层面构造也均指示出该区为浅水环境下明显变到波浪的冲刷和改造作用[9]。

目前该油田湖泊滨岸砂坝油藏已探明储量数千万吨，近10年来，该油田针对沙二段储集层钻井150余口，取得了良好的开发效果。因砂坝砂体沉积厚，储集物性更好，多为条带状平行湖盆边缘展布，是滩坝储集层构型解剖和隔夹层描述的主体部位。从已经开发的钻井来看，高产井射开的油层多属于坝砂沉积。正确认识砂坝砂体和隔夹层的空间展布是该油田砂坝油藏进一步勘探开发面临的重要课题。

图1 板桥凹陷构造背景图（a）及峡山湖现代沉积考察区地理位置（b）（据文献[9-10]修改）

图2 板桥油田沙二段滨Ⅳ-2小层砂坝（a）与峡山湖现代砂坝（b）沉积微相图

2 现代湖泊滨岸砂坝沉积特征

本次考察的湖泊砂坝位于中国山东省潍坊市境内的峡山湖，属第四纪全新世现代沉积。湖泊形状似喇叭状，面积约140 km2，周边发育潍河、洪沟河等物源供给水系。峡山湖在地势上同样表现出断陷湖盆的特点（见图1b），西边陡、东边缓，并发育多种湖泊沉积体系及其相关沉积构造[20]。受北风和西南季风影响，湖面常出现较强的湖浪和沿岸流作用，同样在缓坡带一侧形成了范围较大的砂坝聚集发育区[10]，因近年气候干旱，湖水水位大幅度下降，多个滨岸砂坝暴露于水面之上。在砂坝发育的东南岸缓坡一带的后店村和郑公村附近（见图1b），避开了陡坡带和河口沉积的干扰，砂坝沉积完全受控于波浪作用，且砂层、泥质层的交互沉积清晰可见，为标识砂坝内部结构提供了良好的素材。

峡山湖滨岸砂坝多呈条状沿岸成行排列，紧靠滨岸的砂坝距湖面最高约4 m，宽约22～45 m，在横切剖面上呈底平顶凸的透镜状，总体背湖坡缓、向湖坡陡（见图2b）。在平面上，砂坝呈两头尖的椭圆形或新月形，长轴近北北东方向（见图3a）。峡山湖现代砂坝主要沉积物为黄色中砂、细砂，局部可见粗砂和砾石沉积（平均砾径为0.3 cm），成分主要为石英、长石，发育板状交错层理、浪成波纹交错层理和波状层理等多种沉积构造（见图3b）。砂坝前端沉积物湿润并有生物介壳堆积，在主体部位以较纯的黄色砂质沉积为主，分选性好，可见生物潜穴钻孔（见图3c）。砂坝表面发育由于沙波迁移而形成的波状起伏的层面构造，尤其在砂坝背湖一侧波痕发育较为明显（见图3d）。砂坝之间及周缘发育滩砂沉积，其地形高度低于砂坝。滩砂以细砂、粉砂沉积为主，不发育板状交错层理等强水动力作用的沉积构造，可见多个面积小但深度大的单向波痕。由于波浪水流流速降低，悬浮的黏土物质易沉积下来形成泥质层，与滩砂砂体交互沉积。

图3 峡山湖东南岸现代湖泊砂坝的沉积特征

受湖泊面积、物源供给、气候、沉积时间等因素的影响，砂坝储集层规模比现代砂坝沉积大得多。统计发现，虽然板桥凹陷沙二段单一砂坝的规模（长度平均为2 200 m，宽度约553 m，最大厚度达20 m）约是峡山湖现代砂坝沉积的13～14倍，但在砂坝的形态，如长宽比（约4.2）、宽厚比（约26）等方面，现今砂坝与古代砂坝储集层具有较好的一致性。由于砂坝的沉积均主要受控于波浪作用且沉积过程类似，砂坝的充填特征、砂泥空间分布等内在结构方面具有一定的可比性[10]。为了厘清砂坝内部砂体和细粒泥质的沉积特征，本次在峡山湖东南岸现代砂坝共布置45个浅钻孔，平均钻孔深度1.3 m，共取样约60 m，其中最深钻孔钻深约2.8 m，可直观解析砂坝沉积的岩性变化、相序特征以及不同构型单元的垂向堆积关系（见图4）。在浅钻孔基础上配合布设2个探坑（分别在砂坝内外缘处）和1个探槽，以更好地观察沉积物的充填变化、沉积构造以及砂、泥沉积的侧向分布，并确定沉积体的边界。

图4 峡山湖东南岸浅钻孔获取的现代砂坝沉积特征及其垂向序列（位置见图2b典型钻孔）

泥质沉积与砂坝的发育过程密切相关，而单一砂坝又可直接覆盖在原有的砂坝、浅滩或湖相泥质沉积之上[21]。砂坝在平面上的多列出现，反映了单一砂坝的迁移叠置，在垂向上也会出现不同构型级次的砂体与泥质的交互沉积。本文研究的总体思路就是通过分析现代湖泊砂坝不同部位在纵向上的砂泥组合样式及其组合序列，总结砂坝中砂泥的空间分布规律及其影响因素，结果旨在建立一个能够揭示砂坝内在结构的地质模式，为指导相似砂坝储集层的精细解剖提供可靠的依据。

3 滨岸砂坝的砂泥组合样式

砂坝在沉积过程中，泥质层与砂层频繁交织，一个单一砂坝在自身沉积时因湖平面波动会有砂泥的充填，而砂坝在向其他沉积单元（另一期单一砂坝、滩砂或湖相泥）转变时同样也会有砂泥的变化。由于砂体与泥岩厚度在不同微相间有所差异，精细对比每一个砂层或泥层容易造成较大误差，而根据砂、泥沉积在纵向上的组合特征，总结出组合样式，则能够更容易地进行空间对比。综合峡山湖滨岸浅钻孔抽提取样所得到的砂坝沉积序列，对比板桥凹陷砂坝储集层钻井实际资料，依据纵向上不同沉积微相间的堆积情况和砂、泥质层厚度（见图4），划分出砂泥薄互层式、厚泥厚砂式和薄泥厚砂式3种砂、泥组合样式（见表1）。

3.1 砂泥薄互层式

砂泥薄互层式组合表现为纵向上薄层砂和薄层泥的交互沉积，砂层和泥质层厚度大致相当，约1～5 cm。从峡山湖现代砂坝的多个浅钻孔发现，互层数随砂坝不同的部位而有所差异：在两个单一砂坝之间，因砂坝迁移过程中在砂坝叠置区水动力变化频繁[7,10]，砂泥互层较多，约为3～6套；在新沉积的砂坝顶部，互层数明显减少，约1～3套（见表1）。砂层以细砂、中—细砂为主，泥质层中夹杂粉砂质。砂泥薄互层沉积通常发育在一个单一砂坝内的顶部，反映了湖平面变化时的短期震荡。

在板桥油田沙二段湖泊砂坝储集层中，钻井资料显示该类组合样式多见于一套厚层砂体的上部，砂岩层多以细砂岩为主，沉积相多解释为滩砂亚相。砂岩层和泥岩层厚度基本相当，约1～2 m，互层数约3套，整体厚度受沉积的影响变化较大，约5～8 m，测井曲线呈多指状。

3.2 厚泥厚砂式

该类样式同样呈现出明显的泥质和砂质交互沉积的特点，但泥质和砂质层均较厚，且互层数少，仅1～2套，并通常表现出下泥上砂的沉积序列。泥质沉积颜色相较砂泥薄互层中的泥质明显偏暗，厚度约10～20 cm；砂质沉积厚度从5 cm到十几厘米变化不等（见表1）。多个浅钻孔对比发现，纵向位置相当的（可认为是同时期形成）单层泥或砂在平行岸线方向厚度相对稳定，而垂直岸线方向厚度变化较大，并向岸方向逐渐减薄至尖灭。砂质层含粉砂、细砂沉积，泥质层成分较纯，以粉砂质泥和黏土沉积为主，含有生物介壳。

在板桥凹陷沙二段砂坝储集层中，该类样式沉积厚度约 4.2～15.0 m，常发育于单一砂坝的顶部或底部，有时可见薄层滩砂沉积。砂岩层岩性为细砂岩、中砂岩，可见波状交错层理等反映砂坝的沉积构造。油田钻井资料显示砂岩部分测井曲线呈齿状箱型或漏斗型，说明新一期砂坝沉积初期水体能量存在一定的波动。

表1 砂坝沉积中的3种砂泥充填样式

3.3 薄泥厚砂式

该种组合样式表现为厚层砂与薄层泥交互沉积的特点，互层数为1～4套，且互层数和总厚度在平面上的不同部位有所变化。泥质层厚度相对比较稳定，约0.5～5.0 cm，以棕灰色泥质粉砂和粉砂质泥为主；砂质层厚度约10～25 cm，岩性以细砂和中砂为主，可见倾向明显相反的冲洗交错层理和浪成波纹交错层理，反映了砂坝沉积时期较强的水动力环境。同一期次组合沉积中的砂质层有向上变厚、变粗的趋势，呈现一定的反粒序特征（见图4）。薄泥厚砂式组合通常发育在厚砂厚泥组合沉积的上部，并向上过渡为砂泥薄互层式组合沉积，有时与前两种组合样式没有明确的分界而形成复合式组合。

在板桥油田砂坝储集层中，该类充填样式发育在单一砂坝内部，砂层岩性多为中—粗砂岩，可见明显的波浪成因沉积构造。其互层个数在坝中心区域较多，约3～5套，单层砂体厚度约4～8 m，泥质层厚度约1～2 m；坝侧翼处该充填样式个数减少，砂层厚度有所减薄，约2～4 m。测井曲线总体表现出厚层箱型并在薄层泥岩处具有回返的特点。

4 滨岸砂坝的泥质沉积成因类型及分布特征

滨岸砂坝中的泥质沉积多是砂坝沉积过程中水动力条件变化导致沉积物岩性差异而形成的，表现为多种细粒岩相的沉积[10,22]。这些细粒沉积组分会成为砂坝储集层中各式各样的隔夹层，严重影响着储集层非均质性和地下流体的渗流（见表2）。本次以峡山湖现代砂坝沉积作为实例进行剖析，明确泥质沉积的成因类型、沉积特征、空间展布及其规模，并进一步理清不同泥质沉积与砂坝砂体在空间上所组成的砂泥组合样式，获取砂坝沉积砂泥空间配置关系，如此可在板桥油田砂坝储集层（或相似砂坝储集层）构型解剖过程中，充分借鉴并应用相关解析和规律，提升对砂坝储集层泥质隔夹层成因和分布的认识，为储集层开发中后期剩余油挖潜提供更可靠的依据。

表2 砂坝储集层隔（夹）层分级表及沉积特征

4.1 泥质沉积成因类型

4.1.1 湖平面变化造成的泥质沉积

①半深湖—深湖泥质沉积。一个相对稳定时期形成的一系列湖泊滨岸砂坝，其底部常见一套分布稳定的泥质细粒沉积。该类细粒沉积在现代沉积中都在湖泊水位以下（如图2b中的A处），泥质松软且淤积水分而难以利用浅钻孔取样，但在古代砂坝储集层的岩心等资料中可以很明显地观察到半深湖—深湖泥质沉积。沉积物岩性主要为黑色、深灰色泥岩以及黑褐色泥页岩，含有灰色含泥质灰岩，总体呈颜色深、粒度细、有机质含量高等特点。半深湖—深湖泥岩沉积构造类型简单，为块状层理或水平层理，可见季节性的韵律层理及藻类化石。

②砂泥互层式浅滩沉积。复合砂坝砂体中的厚砂层为许多单一砂坝相互叠置而成。一期单一砂坝发育的终结多是由于湖平面变化导致的水动力环境的改变，而两期单一砂坝砂体之间水动力条件变化频繁[10]，通常发育砂泥互层式浅滩沉积。该类细粒岩相多发育在砂泥薄互层式沉积序列中，在现代砂坝沉积和古代砂坝储集层岩心中均可识别。该类细粒岩相的厚度在不同的单一砂坝沉积中有所差别。现代砂坝沉积中，其表层上覆的滩砂呈多个砂泥互层，总厚度约0.2～0.4 m；平面上，垂直岸线展布约10～20 m，向岸方向互层数减少可见零星的生物介壳（见图5a）。

图5 峡山湖东南岸砂泥互层式浅滩与坝后泥质的现代沉积照片（位置分别为图2b中的B、C处）

4.1.2 湖水滞留形成的泥质沉积

砂坝的沉积对波浪起到一定的阻挡作用，当砂坝出露水面或与湖平面持平时，坝后则会出现一定范围被砂坝遮挡的静水区域，水体悬浮物质逐渐沉降形成泥质含量较高的细粒沉积[23]。坝后泥的厚度在靠近砂坝处较大，约10～20 cm，远离砂坝，厚度变小直至尖灭，展宽十几米至数十米。与半深湖—深湖泥不同，坝后泥沉积环境总体具有水静、不流通的特点，且常含有大量的生物介壳以及少量陆源碎屑、轮藻，纹理和水平层理沉积构造发育。另外，坝后泥沉积在枯水期易长时间暴露地表并可见泥裂构造（见图5b）。

4.1.3 洪水注卸带来的落淤泥质沉积

峡山湖现代沉积砂坝内部常发育薄层的以泥质、粉砂质细粒沉积为主的落淤层（见图6a）。泥质落淤层主要发育在坝砂体内部，纵向上与砂层形成薄泥厚砂式组合，其厚度一般为 0.5 cm到十几厘米（见图6b）。单一砂坝的发育是多个增生体垂向或侧向加积的过程，增生体之间发育落淤泥质沉积[7,10]。在坝中心区域，砂体厚度大，增生体纵向堆积最多，增生体之间的落淤层也较多[24]，可达2～4层/m；在坝侧翼部位，增生体发育较少，落淤层密度约为1～2层/m。砂坝迎浪一侧因波浪冲刷强烈，落淤层厚度薄，且连续性差。砂坝顶部至背浪一侧，由于泥质悬浮物质在波浪回流时受砂体遮挡容易沉积下来，落淤层最发育[10]，厚约3～4 cm，平面分布较为稳定，可追踪距离达15 m。总之，从砂坝外缘到内缘，泥质落淤层因保存程度变好而层数增多、厚度增大。

图6 峡山湖东南岸现代砂坝内部落淤泥质沉积照片（位置见图2b中的D处）

4.2 泥质沉积分布特征

湖泊滨岸沉积体系中，半深湖—深湖泥位于远离砂坝向湖延伸一侧的广阔水域地区，常分布于枯水面以下，属于湖相泥。由于湖平面的快速上升，原滨岸砂坝群被迅速没于水下，随着湖水加深，水体能量逐渐减弱，且受波浪影响较小。湖水中以漂浮、悬浮方式为主的细粒物质缓慢堆积，形成具有一定厚度、分布稳定的泥质沉积体。半深湖—深湖泥常常完全覆盖在复合砂坝砂体的上部，成为下一期砂坝沉积的湖底。当湖平面下降，再次进入波浪作用区，半深湖—深湖泥的顶部便会沉积新一期的滨岸砂坝。因此，半深湖—深湖泥岩可看成是相邻两个砂坝沉积期的分界面（7级构型界面，也是分布稳定的隔层），同时也代表了一期湖水的大范围进退。

湖平面升降造成同一位置波浪能量带频繁变化[9,25]，使单一砂坝沉积多表现出相互叠置的空间分布模式。砂泥互层式浅滩多发育于单一砂坝的顶端，在纵向上与单一砂坝交替沉积，平面上常见于两期单一砂坝砂体叠置区域（8级构型界面，常形成物性隔层）；因此，识别与划分单一砂坝是预测该类细粒岩相展布的关键。湖水滞留泥质沉积主要分布在砂坝后方的地形平缓区域。若水体快速上升，漫过已有的砂坝和坝后泥，在其之上易沉积新一期的砂坝。因此，坝后泥质沉积同样代表了相邻两期单一砂坝之间的分界面（8级构型界面，较为稳定的岩性隔层）[26]，在平面上，坝后泥常与砂坝相间排列（见图7）。

落淤层形成的物质基础是湖盆中搬运一定量的泥、粉砂质泥等细粒悬浮物质[26-27]。单一砂坝形成过程中，若遇洪水期则陆源碎屑会携带大量泥沙注入湖盆，在一定水动力条件下，较轻的细粒悬浮物会随波浪搅动，在同时期发育的砂坝增生体表面沉积下来形成落淤层。因此，落淤层代表了单一砂坝内部增生体之间的分界面（9级构型界面，常为不稳定的泥质夹层），其展布特征与增生体在单一砂坝内部的堆积样式密切相关[10]。增生体表面微地貌的陡缓、波浪作用的侵蚀程度影响着落淤层沉积的宽度和连续性。

由于砂坝各沉积相带水动力条件的变化，落淤层在不同区域其厚度和连续性有所差异，进而影响单一砂坝内部砂体的连通情况。例如，落淤层不发育的地区，相邻两期沉积的增生体（砂层）常呈大面积相互接触，砂体连通性好；落淤层连续发育的区域，其上下两期增生体（砂层）之间往往被落淤层大范围分隔，砂体连通性差。落淤层岩性细，孔、渗性差，具有一定的渗流遮挡能力，是砂坝内部最主要的夹层类型，也是造成砂坝沉积体非均质性的重要因素。

图7 峡山湖东南岸单一砂坝与坝后泥沉积的分布

5 讨论

5.1 滨岸砂坝泥质沉积模式

对现代湖泊砂坝沉积的浅钻孔分析发现，在同一个单一砂坝沉积中，砂坝的规模和形态控制着其砂泥充填样式的厚度和展布规模；例如，坝中心区域的薄泥厚砂式沉积充填较为发育且总厚度较大，厚砂厚泥式充填少见，而在坝后区域则与其相反。

根据一个单一砂坝在不同部位砂泥组合样式的差异发育情况，结合湖泊滨岸砂坝沉积环境中的泥质沉积成因与分布规律的剖析，建立了针对砂坝储集层的泥质沉积（即隔夹层）的组合与分布模式（见图8），探讨 7～9级构型级次下不同成因类型的泥质沉积（隔夹层）的空间组合关系，为理解砂坝的几何形态、泥质沉积的分布规律和砂、泥空间配置关系提供一个概念性的地质模型。

图8 峡山湖现代湖泊滨岸砂坝的泥质沉积组合模式

一个理想的砂坝可以描述成多种成因的细粒泥质沉积与砂质碎屑的组合[26]。在单一砂坝沉积过程中，不同成因的泥质沉积（隔夹层）都有特定的发育部位，纵向上与砂质层组成特定的沉积充填类型。落淤层表现为沿增生体界面向湖盆方向倾斜或近平行展布的细粒泥质沉积[10]，并与增生体常组合形成薄泥厚砂式充填沉积于单一砂坝的内部；坝后泥相当于沉积相变，形成于单一砂坝沉积之后，分布在砂坝向岸方向的一侧[10,26]，常与上部砂层组合构成厚砂厚泥式砂泥组合样式；砂泥薄互层式浅滩发育于单一砂坝沉积的末期，纵向主要分布在相邻两期单一砂坝之间的叠置区域。

在该模型中可以不需要统计单一砂坝的相关参数（如长宽比、宽厚比等），而仅通过其泥质沉积（或隔夹层）的定量信息和砂泥空间对比，即可推断砂坝储集层中砂体的厚度、延展范围及其连通情况。值得注意的是，该砂坝泥质沉积组合模式是依据对峡山湖现代砂坝的解剖所建立的一个理想化的地质模型，并不能与所有的湖泊砂坝储集层完全对应，仍需要根据地下储集层的实际情况，如砂坝的沉积机制以及物源、水动力、基准面变化等主控因素，予以修正，使其与储集层内部结构相吻合。

5.2 砂坝储集层砂泥空间配置关系

湖泊砂坝储集层因其更容易形成岩性或地层油气藏[28-30]，以往研究更多还是以找寻砂体、分析砂体分布规律为主。本次通过对现代湖泊砂坝的细致解剖，认为其泥质沉积的发育和展布同样并非随机，而是具有一定规律性，这种规律性在更大的时间尺度上随多个砂坝的沉积而往复出现。探讨地质历史条件下的砂坝泥质沉积的分布与保存，可以帮助我们更好地理解砂坝储集层中砂泥空间配置关系。

在湖泊滨岸砂坝储集层形成的地质历史时期（数万至数百万年），随着湖平面升降和波浪能量带的变化，多个单一坝体在空间上相互叠置组合。在砂坝复合体中，单一砂坝每一次迁移，其先前沉积的细粒泥质组分便被不同程度地保存下来，使得充填于砂坝砂体之间的泥质沉积在空间上也会出现相应的堆积规律，从而造成各砂泥组合样式的发育频次、垂向位置、组合序列等随在砂坝的部位不同而有所差异。利用高分辨率层序地层学原理，依据沉积物体积剖分与沉积物堆积样式的关系，从可容空间、湖平面震荡（或短期基准面旋回）的频繁程度以及暴露-冲刷时间3个主要因素来分析砂坝与泥质沉积组合的空间配置关系，总结出两种典型的地层结构。

在砂坝储集层中，泥质沉积发育且能够较好保存往往是与可容空间较高、湖平面震荡缓慢和短期的暴露-冲刷有关。例如，当可容空间较小时，砂坝在横向上的沉积范围并不宽泛，同时泥质沉积也因为单一砂坝的规模而展布局限。在砂坝沉积速率稳定的情况下，若短期基准面（反映湖平面）旋回小幅震荡频繁，使单一砂坝的侧向迁移范围较窄[4]，甚至以垂向加积为主（见图9a）。每期单一砂坝形成之后，其顶部仍处于波浪作用改造阶段，细粒泥质组分往往还没来得及完全保存便被波浪冲刷破坏，致使泥质沉积较薄且连续性差，泥质沉积组合不完整。相反，当可容空间较大且湖平面变化缓慢，单一砂坝本身的规模及其侧向迁移的延展宽度均较大，细粒泥质组分能够“享受”充分的沉积时间而厚度较大，且泥质沉积组合能够得到较好保存（见图9b）。另外，如果暴露时间过长，泥质沉积会干涸收缩形成泥裂易被后期波浪侵蚀，在一定程度上影响了其保存程度。

砂坝储集层中，细粒泥质沉积的分布规律及保存程度影响了砂体连通程度。例如，半深湖—深湖泥岩平面上可以大范围连续分布，形成非渗透的隔层，阻碍储集层流体纵向流动；而砂泥互层式浅滩含有一定的砂质组分，垂向渗流屏障的遮挡能力相对弱。然而，这两种成因的泥质沉积覆盖于砂坝的顶端，当湖平面频繁震荡（或历经长时间暴露）时更容易遭受波浪侵蚀，导致储集层在一定空间中呈现“砂包泥”的配置特征，砂体连续性好（见图9a）。反之，泥质沉积越发育且保存较好，会形成“泥包砂”的配置关系，砂体虽然横向展布大，但在垂向上被泥岩大范围分隔而连通差（见图9b）。因此，在湖泊滨岸砂坝油藏开发时，要针对不同层位、不同砂坝复合体所反映的砂泥空间配置关系而区分对待。

6 砂坝储集层精细表征指导意义

砂、泥岩的空间配置关系在板桥凹陷砂坝储集层精细表征和地质模型建立过程中会是一个非常重要的信息，为储集层更细致的解剖提供构型模式指导，并在地质统计学分析、流动单元模拟等方面均能够提供砂、泥岩空间分布和定量关系的约束条件[31-32]。例如，在板桥凹陷沙二段滨Ⅳ-2小层一个复合砂坝砂体中（见图10a），分布于砂坝顶部的砂泥薄互层浅滩沉积非常常见（即得到较好保存），说明该沉积时期有充足的可容空间且湖平面较为稳定。根据各钻井的砂泥组合样式结合单一坝识别标志[9]，共识别出 4个单一砂坝。如bG5井在该小层中有两套薄泥厚砂式沉积充填，并在之间可见砂泥薄互层式组合样式，认为是钻遇了两个单一砂坝，砂坝之间发育浅滩沉积；又如 bn5-4井同样见到薄泥厚砂式组合沉积，其上是相对厚层泥岩，夹杂薄层滩砂，认为是钻遇了一个单一砂坝，上覆坝后泥沉积。由单一砂坝的泥质沉积组合模式与单一砂坝叠置样式，复原得到该复合砂坝砂体内部砂、泥岩在空间中的分布与配置关系（见图10b）。

图9 板桥凹陷沙二段砂坝沉积中的砂泥空间配置关系及两种典型地层结构（SP—自然电位，mV；Rt—电阻率，Ω·m）

分析认为，该复合砂坝砂体分为 3期沉积（坝 1和坝2最先沉积，坝3、坝4为第2、第3期沉积），并向湖盆中心方向迁移（见图10c），坝后泥岩分布在靠岸一侧，半深湖-深湖泥岩多在向湖一侧，砂泥互层式浅滩沉积于单一砂坝叠置区，落淤层散布在各个单一砂坝内部，其展布总体与复合砂坝砂体一致。应用该成果进而指导三维地质建模，使建立的模型能够体现出砂坝储集层的内部结构，尤其是砂、泥岩的空间配置关系，并可针对不同成因的细粒泥质岩相赋予不同的物性参数进行模拟，如半深湖—深湖泥渗透率低甚至为零[33]，砂泥互层式浅滩沉积则需要给予一定的渗透率范围，以更加逼近真实砂坝储集层的内在结构和渗流规律。

不同环境条件下发育的砂坝，其泥质组分的沉积与保存程度不同[9]，砂坝储集层中也会体现出砂、泥岩含量以及各成因类型泥质组分占比的差异性。因此，在一个特定的砂坝储集层中，理清可容空间、湖平面震荡的频繁程度（或基准面旋回变化的快慢）和暴露-冲刷时间的长短，便可对砂坝沉积地层展布和砂、泥岩的空间组合关系有一个更可靠的认识。另一方面，油田开发后期，受沉积、构造以及注水性质、压力等多种因素的影响，剩余油分布复杂，对其规律认识不清制约着油田的高效开发，而泥质隔夹层的存在是控制油层复杂水淹形式的主要地质因素[34]。因此，在砂坝储集层开发过程中，认清细粒泥质沉积的成因和分布，针对砂坝储集层中不同部位的砂泥配置关系可采取相应的开发策略或优化开发方案，避开隔夹层的渗流遮挡作用。

图10 板桥凹陷沙二段滨Ⅳ-2小层砂坝构型解剖

7 结论

峡山湖东南岸发育典型现代湖泊滨岸砂坝沉积，砂坝在沉积过程中会频繁地砂泥交互。依据对现代砂坝沉积的钻孔取样分析，砂坝在纵向上表现出砂泥薄互层、厚砂厚泥和薄泥厚砂3种砂泥组合样式。

砂坝中的泥质组分表现为 3种成因类型的细粒岩相沉积，分别为湖平面变化造成的泥质沉积，包括半深湖—深湖泥和砂泥互层式浅滩，坝后水体滞留区域形成的泥质沉积以及洪水注卸带来的落淤泥质沉积。不同成因泥质沉积分布特征不同，半深湖—深湖泥位于远离砂坝向湖延伸一侧的广阔水域地区、砂泥互层式浅滩多处于单一砂坝顶端、坝后泥质沉积位于砂坝后方静水环境、落淤层散布在单一砂坝内部。

砂坝的内在结构可以描述成不同级次砂体与泥质沉积的组合。砂坝泥质沉积的分布和保存情况与单一砂坝的规模和迁移、叠置程度有关，砂泥空间配置关系主要受可容空间、短期基准面旋回的频繁程度以及暴露-冲刷时间3个因素的影响。

每种泥质沉积的分布会形成不同级次的隔夹层，并影响砂坝储集层的非均质性和流体渗流。泥质沉积组合的分布和保存程度影响着砂坝储集层中砂、泥岩的空间配置关系和泥质含量的占比变化，并进一步对砂坝储集层剩余油的分布具有控制作用。

致谢：感谢大港油田采油四厂和大港油田勘探开发研究院给予的实际油田资料，为本文的研究论证提供了充分的资料基础。