張友

侯加根 （中國石油大學(xué) （北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京102249）

沈安江，鄭興平 （中國石油杭州地質(zhì)研究院，浙江 杭州310023）

1 地質(zhì)概況

塘34斷塊位于渤海灣盆地黃驊坳陷北部地區(qū)，長蘆斷層逆牽引背斜構(gòu)造的下降盤[1]。長蘆斷鼻內(nèi)部北東向發(fā)育2條大斷層與海河斷層相交，即長蘆斷層和板深51井?dāng)鄬?，其中長蘆斷層為該區(qū)1條主要斷層，它控制上下盤的沉積，其走向為北東，傾向南東，斷距為200～550m （圖1）。鉆井揭示研究區(qū)地層自下而上沉積了中生界、沙河街組三段 （Es3）、一段（Es1）和東營組 （Ed），沙二段 （Es2）構(gòu)造主體部位缺失，其中Es1下部為筆者重點研究層位。塘34斷塊在Es1下部是水進體系域，受海河、長蘆等斷層的影響，湖盆斷陷擴張，北部燕山物源體系以大規(guī)模近岸水下扇沉積體系的形式深入半深湖環(huán)境，部分濁積水道在斷階部位演化成為重力流水道直接延伸至深湖亞相[1～3]。

圖1 塘34斷塊構(gòu)造位置圖

伴隨著中國老油田陸續(xù)進入開發(fā)中后期，重力流水道沉積等深層油藏剩余油的挖潛已成為近年來研究的熱點，并成為遼河、大港、勝利、中原等老油田實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。一些學(xué)者通過對重力流水道的研究，闡述了重力流水道砂體的成因機制及其宏觀分布特征，為油田早期的勘探開發(fā)提供了有力支撐[4～7]。進入開發(fā)中后期，油藏水淹嚴(yán)重，重力流水道砂體復(fù)合疊置，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致該類油藏的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)面臨嚴(yán)峻形勢，而且水道型重力流對剩余油的預(yù)測也停留在概念階段。因此，開展復(fù)雜斷塊重力流沉積環(huán)境下的儲層砂體分布規(guī)律以及沉積模式研究，探索重力流水道沉積油藏的剩余油分布規(guī)律，可為老油田剩余油挖潛提供一定依據(jù)。

2 儲層沉積特征

2.1 巖性 （礦）特征

圖2 砂巖組分及類型判別

巖性表現(xiàn)為在穩(wěn)定的大套深灰色或黑色湖相泥中夾著具塊狀層理或 （疊復(fù)）遞變層理的 （含礫）中－細(xì)砂巖沉積。巖石類型以巖屑質(zhì)長石砂巖為主 （圖2 （a）），長石體積分?jǐn)?shù)φ（F）為45.96%，其次是石英φ（Q）和巖屑φ（R），反映出較低的巖石成分成熟度 （圖2 （b））。巖屑成分中巖漿巖巖屑體積分?jǐn)?shù)可達20.97%，變質(zhì)巖巖屑和沉積巖巖屑含量較少。綜合大量巖石薄片、粒度分析以及鑄體薄片觀察分析，碎屑顆粒分選中等，磨圓度以次尖－次圓狀為主，膠結(jié)作用類型以孔隙－接觸式為主。砂巖與泥礫混雜，產(chǎn)狀各異，反映重力流快速堆積、搬運的結(jié)果。

2.2 沉積構(gòu)造

研究區(qū)發(fā)育有豐富的疊復(fù)遞變層理砂巖；水道底部具沖刷－充填構(gòu)造 （圖3（a））；具液化和滑塌變形構(gòu)造的水道砂巖，泥巖出現(xiàn)撕裂屑；與同沉積小斷層伴生有軟沉積物復(fù)雜揉皺以及包卷層理 （圖3（b））；含礫砂球沉陷在灰黑色泥巖中，具顯旋卷及火焰構(gòu)造 （圖3（c））等，表現(xiàn)出典型的重力流沉積特征。

圖3 塘34斷塊典型沉積構(gòu)造

2.3 沉積序列

根據(jù)塘34井等鉆井取心觀察，研究區(qū)巖石相類型豐富：灰黑色紋層狀泥巖相、波狀交錯層理粉砂巖相、平行層理細(xì)砂巖相、遞變層理粉細(xì)砂巖相、具碟狀構(gòu)造的塊狀砂巖相、塊狀混積巖相。這些巖相類型在垂向上構(gòu)成基準(zhǔn)面上升的正旋回序列以及少部分基準(zhǔn)面下降的反 旋 回 序 列。 如 塘 34 井3441.5～3438m井段正旋回底部發(fā)育水道主體的塊狀層理中砂巖相，向上過渡為水道側(cè)翼的遞變層理中細(xì)砂巖相，頂部為水道遷移廢棄后的波狀層理粉砂巖相和湖相泥 （圖4），反映出沉積能量衰退遞減的過程。反旋回沉積序列一般位于重力流水道的邊側(cè)，系水道從它處逐漸遷移而來所造成。但需要指出，由于重力流的沖蝕作用，水道中心部位的沉積序列往往不完整，多發(fā)育為塊狀砂巖相互疊置的特點。

2.4 沉積微相展布特征

通過井－震聯(lián)合，對水道砂體展布規(guī)律進行預(yù)測。由于在不同水道或同一水道的不同位置重力流砂體厚度差異較大，采用了基于非正交Gabor－Morlet小波變換的分頻方法對地震資料進行分頻處理，可以在低頻段刻畫主水道厚層砂體的空間分布，在高頻段刻畫分支水道和水道側(cè)翼薄層砂體的空間分布，從而提高了儲層砂體預(yù)測精度。

圖4 塘34井Es1重力流水道沉積巖心序列

1）水道中心微相構(gòu)成重力流水道沉積的主體。水道砂體整體受北東－南西走向的斷層控制呈雁列式條帶狀展布，水道中心微相的位置決定了其他微相的位置。巖石類型以塊狀混積巖相與疊復(fù)沖刷的塊狀中細(xì)砂巖相為主，自然電位和自然伽馬曲線特征為箱形或鐘形。

2）重力流分支水道岔道口是指受雙向水流作用平面近 “人”字形的沉積體。根據(jù)彎道水力學(xué)[8]和濁流支撐機理流變學(xué)[9]原理，岔道口C位置受岔道口A和B位置兩種水動力的綜合作用 （圖5（d）），成為沉積物卸載區(qū)，提供了良好的砂質(zhì)和泥質(zhì)沉積物沉積場所，使得厚砂層中泥質(zhì)夾層發(fā)育程度較高，沉積結(jié)構(gòu)及組合類型復(fù)雜，自然電位和自然伽馬曲線特征為齒化箱形。

3）水道側(cè)翼砂體毗鄰水道中心兩側(cè)發(fā)育。巖性主要為砂泥巖薄互層和板狀交錯層理細(xì)砂巖相，自然電位和自然伽馬曲線特征為微幅漏斗形或微幅齒形。

4）水道間及湖盆泥微相主要由泥質(zhì)粉砂巖與泥巖薄互層組成，發(fā)育水平和波狀層理，自然電位曲線為低幅度的齒形或平直段。

塘34斷塊Es1下部沉積時期屬于深水沉積，由陸向湖盆中心，依次分布著近岸水下扇、湖底扇及重力流水道，所展示的沉積物源來自北西方向的滄縣凸起以及北部軸向物源。凹陷北西部伴隨板深51斷層、長蘆斷層以及一系列派生的次級小斷層的控制下，形成了一系列北東向延伸的 “斷槽”或深水溝道 （圖6）。在斷洼起伏的古地形背景上，來自凹陷北部的軸向重力流和來自凹陷北西部的滑塌重力流，將沿斷槽進入湖底，并在斷階部位不斷分叉，受單向環(huán)流和洄流作用共同控制，較粗粒的碎屑物質(zhì)首先被卸載，形成平面呈近 “人”字形的重力流水道岔道口沉積體，而受湍流作用支撐的砂粒物質(zhì)將繼續(xù)呈“流砂狀”向前移動，然后在地形較低洼的溝槽或斷凹處迅速堆積下來，形成具遞變－塊狀層理中細(xì)砂巖的末端分支水道；如果濁流的強度大，便可溢出水道形成低密度濁流的水道漫溢沉積。濁流的多次幕式暴發(fā)[10]，便可形成一系列縱向排列的帶狀水道砂體。水道砂體橫向相變較快，并沿主構(gòu)造線呈雁列狀排列，被包于大片的深湖相中，呈現(xiàn)深湖水道的沉積格局。水道砂體縱向上反復(fù)疊置，當(dāng)水道為大套深灰色或黑色半深湖－深湖亞相泥覆蓋時或出現(xiàn)大套 “泥包砂”現(xiàn)象時，表示水道已停止發(fā)育并被廢棄，這反映了較大規(guī)模的湖平面上升過程。

圖5 重力流水道沉積與剩余油分布模式

3 沉積微相與剩余油的關(guān)系

剩余油的形成與分布受多種因素控制，如沉積微相、注采關(guān)系、流體性質(zhì)及夾層分布等[11，12]，其中沉積微相是主控因素。筆者主要從沉積微相的角度，結(jié)合注采關(guān)系，探討重力流水道沉積砂體分布特點對剩余油的控制作用。

1）剩余油縱向分布受沉積和構(gòu)造雙重因素的影響。重力流水道主流線部位砂體沉積厚度最大，滲透率較大；水道側(cè)翼砂體厚度減小，砂體側(cè)面、上下均與泥巖接觸，接觸面積大，對應(yīng)的碳酸鹽巖含量較高，砂巖物性明顯變差，孔隙度一般只有5%～10%，水道側(cè)翼及邊緣水淹程度低，剩余油相對富集（圖5 （a））。

2）受重力流水道遷移、分叉以及水流強度的影響，水道砂體厚度在橫向上變化比較大，連通性差?，F(xiàn)有井網(wǎng)系統(tǒng)難以有效控制，大部分分支水道處于低水淹或未動用狀態(tài) （圖5（b））。

3）重力流水道正韻律儲層中、下部為高孔、高滲透段，易水淹，而上部剩余油飽和度較高，剩余油相對富集；重力流水道主水道疊加而成的復(fù)合正韻律厚油層往往會出現(xiàn)多段水淹、剩余油分段富集的現(xiàn)象 （圖5 （c））。

4）重力流水道岔道口部位剩余油富集。除受分支水道岔道口砂體厚度相對較大、夾層較發(fā)育、沉積結(jié)構(gòu)及組合類型復(fù)雜地質(zhì)特殊性影響外，已有注采模式統(tǒng)計表明，頂注分采模式也是導(dǎo)致岔道口剩余油富集的重要因素[13]（圖5 （d））。

圖6 槽控重力流水道沉積模式

4 結(jié)論

1）建立了復(fù)雜斷塊槽控重力流水道沉積模式。重力流水道單砂體具有分叉、合并、連片、并行等多種組合方式，并沿主構(gòu)造線呈雁列狀排列，在垂向上多期水道疊加構(gòu)成復(fù)合砂體。

2）剩余油分布明顯受沉積微相的控制。重力流水道中心微相砂體中、下部高孔、高滲透段，易水淹，上部剩余油飽和度較高，剩余油相對富集，對于復(fù)合正韻律厚油層往往會出現(xiàn)多段水淹、剩余油分段富集的現(xiàn)象；重力流水道側(cè)翼砂體厚度較薄，與泥巖接觸充分，孔隙水不流暢，碳酸鹽膠結(jié)強烈，往往形成 “死油區(qū)”；分支水道因其砂體極為窄小，井網(wǎng)系統(tǒng)鉆遇率低，形成低水淹或 “原生油藏”狀態(tài)的剩余油；因其地質(zhì)特殊性和注采模式，分支水道岔道口剩余油大量富集。

[1]大港油田石油地質(zhì)志編輯委員會 .中國石油地質(zhì)志 （卷四）[M].北京：石油工業(yè)出版社，1991.74～109.

[2]王德發(fā)，張服民，孫永傳，等 .黃驊坳陷下第三系沉積相及沉積環(huán)境 [M].北京：地質(zhì)出版社，1986.

[3]黃傳炎，王華，王家豪，等 .板橋凹陷斷裂陡坡帶沙一段層序樣式和沉積體系特征及其成藏模式研究 [J].沉積學(xué)報，2007，25（3）：386～390.

[4]吳崇筠 .湖盆砂體類型 [J].沉積學(xué)報，1986，4（4）：1～27.

[5]朱筱敏，熊繼輝 .東濮凹陷軸向重力流水道沉積研究 [J].石油大學(xué)學(xué)報 （自然科學(xué)版），1991，15（5）：1～10.

[6]王留奇，姜在興 .東營凹陷沙河街組斷槽重力流水道沉積研究 [J].石油大學(xué)學(xué)報 （自然科學(xué)版），1994，18（3）：19～25.

[7]姜在興，趙澄林，劉孟惠 .一種沿深水箕狀谷縱向搬運的重力流沉積 [J].石油與實驗地質(zhì)，1998，10（2）：106～115.

[8]Moser R D，Moin P.The effects of curvature in wall－bounded turbulent flows [J].J Fluid Mech，1987，175 （1）：479～510.

[9]Shanmugam G.Ten turbidite myths [J].Earth－Science Reviews，2002，58 （3－4）：311～341.

[10]李順明，沈平平，嚴(yán)耀祖 .沾化凹陷樁西油田古近系東營組重力流水道的沉積特征及形成條件 [J].沉積學(xué)報，2010，28（1）：83～90.

[11]俞啟泰 .關(guān)于剩余油研究的探討 [J].石油勘探與開發(fā)，1997，24（2）：46～50.

[12]李陽，王端平，劉建民 .陸相水驅(qū)油藏剩余油富集區(qū)研究 [J].石油勘探與開發(fā)，2005，32（3）：91～96.

[13]林承焰，余成林，董春梅，等 .老油田剩余油分布——水下分流河道岔道口剩余油富集 [J].石油學(xué)報，2011，32（5）：829～835.