渤南低凸起西端浅水三角洲沉积特征<br/>——以B地区新近系明化镇组下段为例

渤南低凸起西端浅水三角洲沉积特征
——以B地区新近系明化镇组下段为例

2021-06-07侯东梅周军良赵军寿张小龙权勃

断块油气田 2021年2期

侯东梅，周军良，赵军寿，张小龙，权勃

（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459）

0 引言

浅水三角洲砂体作为一种重要的油气储集体，在我国各大湖盆均有发育［1-4］，近年来成为沉积储层研究的热点。目前普遍认为，稳定的构造背景、平缓的古地形、较浅的水体及充足的物源等是形成浅水三角洲的必要条件［4-6］。20世纪末，渤南低凸起附近新近系明化镇组发现油气。研究认为，该地区储层属于一种特殊的浅水三角洲沉积类型，其砂岩主体以分流河道沉积为主，分流河道具有一定弯度，且延伸较远，分叉较少，形态类似曲流河［4，7-9］，与传统的三角洲分叉型分流河道不同。基于上述认识，前人在该区相继发现了渤中25-1 南、渤中 19-4、渤中 28-2 南等油气田［10-13］，也结合探井资料对渤海海域内明化镇组的浅水三角洲沉积特征及沉积模式进行了论述，但对这种以分流河道为沉积主体的浅水三角洲在沉积类型及砂体刻画方面缺乏系统研究。

渤南低凸起西端B地区新近系明化镇组下段广泛发育以分流河道为主体的浅水三角洲沉积，也是该区亿吨级油气田的主要含油气层系。本文在对该区明下段浅水三角洲沉积特征系统认识的基础上，对这种具有一定弯度的分流河道砂体进行了刻画，分析了不同时期砂体的沉积演化。

1 区域地质背景

B地区位于渤海南部海域，是渤海湾盆地向海域延伸的一部分，构造上位于渤海湾盆地渤南低凸起以西，被渤中凹陷、黄河口凹陷、沙南凹陷三大生烃凹陷环绕［12-13］（见图1）。自下而上发育古近系沙河街组、东营组，新近系馆陶组、明化镇组及第四纪地层。新近系明化镇组下段为主力含油层系，共划分为NmⅠ—NmⅥ6个油组，其中油层主要在NmⅣ—NmⅥ发育，埋深在 1 400～1 900 m。

图1 B地区区域位置

新近系明化镇组沉积时期，渤海湾盆地整体处于拗陷期，渤海海域是该时期的沉积、沉降和构造活动中心及汇水中心［14］，B地区位于该汇水中心附近，由于整体坡度缓、汇水面积广、水深差异不大，具有广盆浅湖的特征，为该区发育浅水三角洲提供了有利条件［4，9，12］。

2 精细层序地层格架

为了更好地建立精细层序地层格架，采用了B地区测井和高分辨率三维地震资料，制作10余口井的合成地震记录，合成地震记录与地震剖面对比关系较好，波组特征清晰，在目的层段具有很高的相关性。在合成记录分析的基础上，井震结合对明下段主力油组进行精细层序地层分析。

区域研究认为，明下段的6个油组整体为1个长期基准面旋回。馆陶组顶部的砂砾岩或中细砂岩以及明下段内部高伽马段地层顶为该区精细地层格架的建立提供了良好标志。以区域标志层为约束条件，通过井震结合，根据储层岩性、电性、旋回性等特征，认为研究区主力油组NmⅣ—NmⅥ对应1个中期旋回，NmⅣ，NmⅤ，NmⅥ油组分别对应3个短期旋回，其中NmⅣ，NmⅤ油组可细分为4个超短期旋回，NmⅥ油组可细分为2个超短期旋回。按照旋回对比、分级控制的原则，各旋回内部又可细分出不同期次沉积，各期砂体间往往有隔层发育，局部切割叠置。

3 浅水三角洲沉积特征

3.1 古水体环境浅而动荡

通过对研究区取心、录井、古生物等资料的观察和统计发现，该区明下段见水生粗肋孢与蓼粉属、藻类、腹足类、玻璃介等古生物组合，说明明下段沉积时期气候湿热，从藻类、腹足类、介形虫、化石等的变化来看，明下段后期水体有变深的趋势，但整体处于浅水环境（见表1）。

表1 B地区明下段古生物组合

明下段泥岩见褐灰色、褐色、灰绿色、灰色等（见图2a—2c），局部砂岩含钙质（见图2d），砂岩颜色整体以褐色、灰色、灰绿色为主（见图2e—2i），且砂岩碎屑颗粒中见泥质碎屑（见图3a），岩心中可见浅水生物钻孔、化石及炭屑（见图2i—2l）。说明水体较浅且动荡变化。

图2 B地区明下段浅水三角洲岩性特征

3.2 距离物源较远

对B地区明下段的岩心、井壁取心、薄片观察及粒度分析结果统计发现，明下段整体粒度较细，以细砂岩为主（见表2），岩心中可见泥砾发育，粒径多小于2 cm。岩石类型主要为岩屑长石砂岩。其中：石英颗粒体积分数占28%～52%，平均37%；长石颗粒体积分数占31%～53%，平均43%；岩屑颗粒体积分数占8%～38%，平均20%。砂岩成分成熟度较高，平均值为0.59，杂基体积分数较低，以泥质为主（见图3b—3c），平均值仅为3%，颗粒分选较差，磨圆以次圆—次棱状为主（见图3d），可见磨圆状的泥质碎屑颗粒（见图3a），整体结构成熟度中等偏高。较细的粒度、较高的成分及结构成熟度说明砂岩沉积距物源较远，结合动荡的水体变化认为沉积环境为浅水三角洲前缘。

图3 B地区明下段浅水三角洲砂体镜下薄片特征

表2 B地区主力油组粒度分析统计

3.3 水动力中等偏弱

B地区砂岩以细砂岩为主，局部见中砂岩，细砂岩底部多见平行层理、波状交错层理（见图2e—3f），中上部发育波状层理、平行层理（见图2g—2h）。

各类原生沉积构造特征指示了相对较强的水动力条件。从镜下观察可见，部分碎屑颗粒呈弱定向排列（见图3d—3e），局部见垂直生物钻孔（见图2i），且岩石中见黄铁矿（见图3f），也说明该区具有一定的水动力强度。

从粒度分析结果来看，整体分选较差，粒度概率曲线以3段式和2段式为主，搬运组分虽包括悬浮总体、跳跃总体和滚动总体，但滚动总体体积分数较低，整体在1%以下，跳跃总体体积分数较高，在60%～85%，悬浮总体在14%～40%，偏态属于很正偏态，峰度属于非常尖锐（见表2）。说明该区具有河控的特征，但河流的水动力中等偏弱。

3.4 砂岩以分流河道沉积为主

垂向上，单期分流河道中心测井相表现为箱形和钟形（见图4），以钟形较为常见，砂体厚度在4～9 m，向河道边部过渡为漏斗形-钟形的复合形态，砂体厚度在0～4 m，平面上延伸较远，长度 5～20 km。

图4 B地区明下段分流河道型浅水三角洲典型测井相特征

水上及水下分流河道测井相未见明显差别，形态类似低弯度曲流河。水上分流河道粒度概率曲线以3段式为主，发育滚动总体，泛滥平原泥岩以褐色、灰色为主，分流间湾相对不发育；水下分流河道粒度概率曲线以2段式为主，滚动总体相对不发育，分流间湾相对发育，以泥质沉积为主，含少量泥质粉砂岩（见图2 h），泥岩多为深灰色，富含炭屑（见图2 l）。

3.5 局部发育决口扇及天然堤沉积

研究区岩心及测井相中未见明显的反旋回河口坝沉积，但在分流河道侧翼见厚度在2～3 m的粉砂岩或泥质粉砂岩，主要为局部发育的决口扇及天然堤沉积（见图4）。其中决口扇在水上、水下均有发育，规模往往较小，测井相可见漏斗形及钟形。天然堤在水上、水下也均有发育，测井曲线主要为钟形，仅沿分流河道局部发育。

4 地震沉积学特征

近年来，地震沉积学多被用于地层岩性及流体识别、沉积成因分析、沉积体系确定、储层预测等研究领域［15-20］。精细的地层格架、高分辨率地震资料、等时地层切片、较好井震属性匹配关系是地震沉积学研究成功开展的关键［21-25］。B地区明下段地震资料主频为53 Hz，砂岩层速度为 2 500 m/s，以 λ/4（λ 为地震子波波长）为地震资料可分辨的极限，研究区可分辨9 m厚度的砂岩。考虑单砂层厚度多在4～9 m，以4 ms为时间间隔制作地层切片，利用井震关系将各地层切片与精细地层格架内的旋回相对应，进而根据地震地貌特征研究沉积特征。地层切片上断层和分流河道特征清晰，两者均呈条带状展布，但断层在多张切片上同一位置稳定发育，分流河道在不同切片上分布位置、形态、宽度均不同，反映了不同时期沉积的差异性（见图5）。

图5 B地区典型层位地层切片浅水三角洲特征

已钻井揭示的砂岩厚度与井旁地震道振幅属性相关性较好，但当厚度大于9 m时相关性变差，而对于小于4 m的储层往往无明显响应关系；因此，振幅属性的高低可以在一定程度上反映砂体的薄厚，切片上亮黄色的高振幅属性可以反映分流河道的展布。通过对切片振幅属性分析认为，纵向上不同层位、平面上不同位置的浅水三角洲分流河道在形态上具有一定差异，包括直条、微弯曲、弯曲等形态，多种形态也常组合出现。不同的形态及宽度反映了当时河控作用的强弱及水体变化，也反映了浅水三角洲前缘分流河道延伸距离远、相对连续的特征。从沉积形态上判断，研究区明下段主力油组的浅水三角洲类型应为浅水曲流河三角洲，发育具有一定弯度的分流河道。

5 沉积演化及成因分析

5.1 沉积演化

以岩心资料和钻、测井资料为基础，在等时精细地层格架内结合地层切片特征及切片与各层位的对应关系，开展主力含油层位沉积展布及演化分析。无井或井稀少区域主要参考地震切片进行刻画，井相对较密区域利用井震结合进行刻画。

研究区受西南方向物源影响，发育近南西—北东向展布的分流河道砂体沉积，分流河道整体呈条带状分布，延伸长度在5～10 km，局部弯曲，形态类似曲流河道，宽度在100～1 000 m，向湖盆方向分流河道宽度存在变窄趋势（见图6）。

图6 B地区各层位典型砂体浅水三角洲沉积微相

已钻井揭示的分流河道砂体厚度差异不大，整体表现为中间厚两侧薄，宽厚比在10～120。纵向上，多期河道间隔层稳定发育（见图7）；平面上，西南区域靠近物源，砂体厚度多在6～9 m，向北东方向有所变薄，整体在 4～7 m。

图7 B地区主力油组连井沉积微相剖面

从沉积演化上看，早期研究区浅水三角洲分流河道较宽，局部可达1 000 m以上，向湖方向变窄，整体在400～600 m（见图6a），说明早期的河流控制作用较强。随着河流控制作用的减弱，分流河道宽度变窄（见图6b），呈现一定程度弯曲，局部侧向切割叠置发育进一步变窄，宽度在100～500 m（见图6c），纵向上分流河道变薄，基本不发育切割叠置现象，剖面上多呈孤立状分布（见图7）。

5.2 成因分析

区域湿润的气候以及古地形平缓的广盆条件下，河流与湖水作用强度在不断变化。由于湖盆水体整体较浅，湖水作用始终处于劣势，且物源相对较远，河控作用中等，使得发育类似曲流河特征的具有一定低弯度的分流河道沉积。沉积早期河控作用较强，河道较宽，朝湖方向由于湖泊作用增强，局部河道分叉形成分流河道，但由于河控作用的减弱，分流河道变窄；随着湖泊作用的进一步增强，河控强度进一步减弱，分流河道变窄，但受湖泊作用影响，河道易发生分叉及局部改道，且水下分流河道受湖水作用影响，弯曲度增加。因此，较缓的地形、较浅的古水体环境以及中等偏弱的河控强度制约了分流河道的快速变化，也使得其具有一定弯度。