古龙南地区葡Ⅰ组地层沉积特征及演化

王俊雷，张 雷，张剑风

(1. 东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆 163318； 2. 东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆 163318； 3. 大庆油田有限责任公司 第九采油厂，黑龙江 大庆 163853)

0 前 言

大庆油田古龙南地区勘探开发至今已有40余年的历史，随着油田勘探开发进入中后期，沉积微相研究已经成为不可取代的地质研究工作[1]。而早期沉积相研究精度较低，对于地下各沉积微相展布特征认识不足[2-6]，对储层预测以及水平井的部署有着很大的影响。本文以葡Ⅰ组(PI组)为主要研究对象，在前人研究的基础上进一步进行地层划分对比工作，并结合单井相、测井相分析，以小层为单位，对研究区葡Ⅰ组沉积特征及演化规律进行全面细致分析，为该区块进行下一步的勘探评价与水平井的部署提供高效的技术支撑。

1 研究区地质概况及地层发育特征

古龙南地区位于齐家—古龙凹陷南部，与巴彦查干油田相接，西与新站油田相邻[7-8]，工区面积116 km2，共有古693、茂15、大146、敖18等4个井区，总井数410口井。

根据岩性特征、电性特征以及地震反射特征的综合分析，主要运用“旋回—厚度”对比法及“等高程时间单元对比法”，将PI组划分为3个砂岩组，分别以“上、中、下”命名[9]，其内部再进一步划分为8个小层，其中，中、下砂岩组各包括3个小层，上砂岩组包括两个小层，除PI1与PI4小层包含两个沉积单元外，其他小层均发育一个沉积单元，自下而上构成一个完整的水进—水退旋回特征。

在上述分层方案的指导下，进行地层侧向对比，建立研究区骨架剖面。结果如工区某6口井对比剖面图(见图1)所示。

图1结果表明：下砂岩组沉积表现为整体水退期沉积，具有特征明显的反韵律旋回，测井曲线中深浅侧向电阻炉在各层序内均表现出由高向低变化的特点，其它曲线特征不明显，各旋回中下部多为发育泥岩沉积，随着沉积作用不断进行，砂质含量表现出向上部地层逐渐增加，至上变为泥质粉砂岩；中砂岩组表现为复合沉积，水体变深，并不断震荡，此时期砂体较为发育，水下分流河道及道间席状砂发育；上砂岩组时期水体表现为整体快速水进，而短期震荡环境。

2 沉积相类型及特征分析

在地层格架的控制下，进行沉积相类型的识别与分析工作。对于各微相的划分，本文主要利用的相标志包括岩性标志、构造标志、测井相标志等。研究区内常见平行层理、斜层理、槽状交错层理、波状层理等，在不同的沉积环境下可形成不同的层理构造。交错层理、块状层理常发育于水动力强的环境，水平层理、波状层理等常发育在水动力环境较弱的地区。进行测井相分析，一般利用测井的形态、幅度及曲线的组合形式来进行沉积环境的判断[10-11]。

图1 工区6口井对比剖面

通过对本区6口取心井进行岩心观察描述，结合实验室分析化验结果及测井曲线特征，进行单井综合分析，如图2所示。

图2 某典型井葡Ⅰ组单井相分析

图2结果表明：三角洲前缘为古龙南地区葡I组地层的主要沉积体系，其沉积微相主要包括水下分流河道、分流间湾、河口坝、席状砂(分为主体席状砂和非主体席状砂)、表外储层等6种类型。

2.1 水下分流河道

陆上分流河道在水下向水延伸形成的沉积体系即为水下分流河道。由于水下河道冲刷能力随向湖延伸距离增加逐渐变弱，常将水平突变面作为明确水下分流河道的重要标志物之一[12]。水下分流河道砂体表现为明显的正韵律，砂体底部具有冲刷面或岩性突变面，并常见有底部滞留及河道垂向层序。测井曲线上多以中—高幅钟为主，如图3所示。

图3 古龙南地区葡Ⅰ组测井相模板

2.2 河口坝

河口坝位于水下分流河道的末端，沉积速率最快[13]。本区河口坝砂体厚度一般介于2～3 m，主要发育浅色中—细砂岩，泥质粉砂岩及粉砂岩泥岩位于旋回下部，反韵律特征比较明显，测井曲线上以中—高幅漏斗状为主，均一块状层理为主要层理类型，伴随水体环境的动荡，也发育有水平波状层理、波状层理、平行层理及断续水平层理，垂向上常与水下分流河道、席状砂、分流间泥岩、前三角洲泥等伴生。

2.3 席状砂

根据研究区内席状砂体发育程度又可分为主体席状砂和非主体席状砂。席状砂广泛发育于三角洲前缘的河道边或河道间，为波浪作用形成，层比较薄，岩性以细砂岩、粉砂岩为主，砂泥互层严重，上部有泥包砂现象，下部为泥质粉砂岩。自然电位曲线多表现为中高幅度的微齿状指形，偶尔可见组合微齿状指形,如图3，推测发育多期叠加的大面积连片席状砂体，但内部普遍含有泥质夹层，非均质性强，单砂体厚度较薄，砂体连通性较差，是后续勘探开发的研究重点。

2.4 表外储层

表外储层即水下天然堤，是陆上天然堤的水下延伸部分。砂体厚度较薄，一般低于1 m，位于水下分流河道两侧顶部。岩性一般为砂岩，粒度较细，常夹薄层泥岩。SP曲线以中低幅度的指形或组合指形为主，如图3所示。

2.5 分流间泥岩

研究区内发育广泛，目的层各小层内均有发育，厚度较厚。岩性主要为泥岩，可见少量泥质粉砂岩以及虫迹。泥岩颜色灰绿色、深灰色均有发育，说明在沉积演化过程中水体有过明显的深度变化。测井曲线呈现出低幅或较为平滑的特点，易于识别，如图3所示。

3 沉积微相平面展布及演化特征分析

3.1 物源分析

沉积物源分析是开展沉积相平面展布特征研究的基础，对确定沉积物来源及分析沉积体系方面具有重要意义[14]。本文利用地层厚度于砂层厚度分析法及重矿物分析法来确定本区物源方向。

3.1.1 地层厚度与砂层厚度分析

古龙南地区葡萄花油层地层厚度和砂岩厚度变化较大，从地层厚度分布图上看(图4a)，北部及西部地区地层厚度最高可达50 m以上，而南部地层一般介于30～50 m，相差较大，自北向南地层厚度逐渐降低；而从砂岩厚度分布图上看(图4b)，北部与西部之间可见泥岩发育带，说明该区可能存在北、西两个物源方向，其中北部物源的砂岩规模、砂体厚度都高于西部物源，说明北部物源为长距离搬运的强物源，而西部物源为中远距离物源。

3.1.2 重矿物分析

重矿物分析是研究沉积物物源最常用的技术手段之一[15]。古龙南地区葡Ⅰ组油层含有锆石、金红石、电气石以及绿帘石等重矿物，本文主要借助白钛石、磁铁矿、锆石、菱铁矿4种重矿物来进行物源分析。从重矿物分布图可以看出(详见图5)，总体上研究区葡Ⅰ组油层中白钛石和菱铁矿的含量，由西向东、由北向南表现为逐渐减小的特征，反映出葡萄花油层沉积物主要来自北部与西部物源区。

图4 葡Ⅰ组地层及砂岩厚度等值线

图5 古龙南地区PⅠ组重矿物分布

3.2 沉积微相平面展布特征分析

结合物源分析的技术手段，精细观察描述岩心标本，综合利用单井相与测井相分析方法，对研究区葡Ⅰ组油层各沉积微相的组合类型与时空展布关系进行了细致刻画。

3.2.1 PI下砂岩组(PI8～PI6单元)

PI下砂岩组共包括3个沉积单元，其中PI8沉积单元位于该砂岩组的底部，属于该砂岩组沉积初期的产物。该单元沉积时期，研究区发育大面积的滨浅湖相沉积，主要发育水下分流间泥岩，其分布面积可达研究区总面积的90%以上；到了PI7单元沉积时期，研究区仍然为滨浅湖沉积，但砂体规模有所增加，表明沉积基准面有所下降，物源供应量有所增加；到了PI6单元沉积时期，砂体规模进一步增加，受到北部物源控制，区内北部发育一条南—北向的水下分流河道，表外储层零星发育(详见图6)。

3.2.2 PI中砂岩组(PI5～PI3单元)

PI中砂岩组发育4个沉积单元，PI5单元受物源方向影响，在研究区内西部和北部各发育一个沉积体系，但并未连接成片，中间被分流间湾泥所充填。其中北部地区发育两条水下分流河道，席状砂分布于河道两侧，西部物源主要发育河口坝，面积较大，砂体厚度可达3 m以上，SP曲线呈明显的漏斗状特征；PI4-2沉积单元基本继承了PI5的沉积格局，但砂体规模有所增加，其中西部地区发育大量的水下分流河道及席状砂，北部地区河道发育数量相对较少；PI4-1单元主要受控于西部物源，为三角洲前缘沉积，发育一条延伸较远的水下分流河道，该时期北部地区砂体不发育，局部发育表外储层。PI3单元为研究区水体最浅的沉积时期，三角洲前缘相沉积特征明显，砂体受两大物源的共同作用，研究区发育数条分叉支状分流河道，北部物源与西部物源均发育，席状砂分布于河道外侧，分布面积可达全区的70%，可作为该层优势砂体。

(a)PⅠ5单元沉积相图 (b)PⅠ4-2单元沉积相图 (c)PⅠ4-1单元沉积相图 (d)PⅠ3单元沉积相图

图6 PI中砂岩组各单元沉积微相

总体来看，中砂岩组沉积时期属于水体震荡变浅的时期，各单元砂体均较发育，水下分流河道和席状砂是优势砂体，是PI组沉积时期的主要发育储层。

3.2.3 PI上砂岩组(PI2-PI1单元)

PI上砂岩组包括3个砂岩组，PI2沉积期南部席状砂及砂坝仍受控于北部物源，由北部物源经研究区东部再次进入研究区，西部物源不发育。PI1-2主要受北部物源影响，属于三角洲前缘沉积，较PI2沉积时水体变浅，发育数条延伸较远的水下分流河道，分流河道及席状砂发育广泛，为有利储层；PI1-1单元受西部、北部物源共同影响，属三角洲前缘沉积，主要发育薄差层席状砂，北部物源砂体分散，西部物源相对成片分布。总体来看，上砂岩组沉积时期属于水体震荡剧烈的时期，水体先由深变浅，后再变深，水下分流河道与席状砂为主力储层，在PI1-2单元发育最广泛(详见图7)。

(a)PⅠ2单元沉积相图 (b)PⅠ1-2单元沉积相图 (c)PⅠ1-1单元沉积相图

图7 PI上砂岩组各单元沉积微相图

通过以上沉积相平面特征分析，可得出PI组沉积时期湖平面波动频繁，整个PⅠ组构成一个完整的“水退—水进旋回”特征。其中下砂岩组处于整体水退阶段，研究区内被大面积的泥质沉积物所充填，自下而上泥质含量逐渐降低；中砂岩组时期，初期北部物源及西部物源同时沉积，但规模较小，随着时间的推移，河流携带的沉积物开始在研究区大量沉积，并在PI3时期达到顶峰，此时期河流带来了大量沉积物，沉积了多条水下分流河道砂体；至上砂岩组时期，水体进一步加深，研究区处于外前缘沉积环境，湖泊对砂体的改造作用强于河道，以席状砂为主。

4 结 论

1)古龙南地区葡Ⅰ组可划分为3个砂岩组，其内部可进一步划分为8个小层，10个沉积单元，其中中、下砂岩组各包含3个小层，上砂岩组包含一个小层。

2)古龙南地区葡Ⅰ组沉积体系以三角洲前缘亚相为主，主要发育水下分流河道、河口坝、席状砂、表外储层和分流间泥岩，其中席状砂又可分为主体席状砂和非主体席状砂两种微相，共6种沉积微相。

3)通过地层厚度、砂体厚度分析及重矿物分析，认为古龙南地区存在两个物源方向，分别为西部及北部，受物源方向的控制，研究区内发育西、北两个沉积体系。

4)古龙南地区葡Ⅰ组沉积时期水体变化复杂，总体上表现为早期震荡、中期水进、晚期水进的旋回特征。