孫春燕，胡明毅，胡忠貴，鄧慶杰

(1.長(zhǎng)江大學(xué) 沉積盆地研究中心，湖北 武漢 430100； 2.長(zhǎng)江大學(xué) 非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 武漢 430100；3.長(zhǎng)江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100)

松遼盆地三肇凹陷白堊系泉頭組扶余油層是松遼北部重點(diǎn)的油氣勘探領(lǐng)域之一，多年來前人對(duì)該區(qū)開展了廣泛深入的油氣地質(zhì)綜合研究，但是由于小層識(shí)別和對(duì)比精度不高，導(dǎo)致目前動(dòng)用程度總體偏低，已發(fā)現(xiàn)和證實(shí)的油氣田與盆地資源潛力相差甚遠(yuǎn)。因此，應(yīng)用國(guó)內(nèi)外學(xué)者Vail(1977)[1]、Corss(1994)[2]、鄧宏文(1995)[3]、鄭榮才(2000)[4]等提出的高分辨率層序地層理論和方法，開展地層劃分和對(duì)比研究，對(duì)該區(qū)儲(chǔ)層砂體分布預(yù)測(cè)和油氣勘探具有重要指導(dǎo)意義。在松遼盆地北部的地層研究中，不同學(xué)者對(duì)層序劃分的觀點(diǎn)有所不同，魏魁生(1997)認(rèn)為泉一段至泉三段中下部為1個(gè)二級(jí)層序，泉三段中下部至姚二段近頂部為1個(gè)二級(jí)層序[5]；郭少斌(1998)[6]、李群(2002)[7]將泉頭組一、二、三、四段統(tǒng)一歸類為1個(gè)二級(jí)層序。鄧宏文(2007)[8]將泉頭組三、四段劃分為3個(gè)三級(jí)層序、5個(gè)四級(jí)層序。由上述可知，松遼盆地白堊系泉頭組的層序劃分方案差異較大，根本原因在于，不同學(xué)者在研究過程中所依賴的資料、研究的側(cè)重點(diǎn)不同，對(duì)各級(jí)層序的劃分沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致了松遼盆地不同層位層序劃分方案眾多。

本次研究以泉頭組三、四段為研究的目的層位，通過15口典型取心井精細(xì)巖心觀察描述，以及區(qū)域地震反射特征、測(cè)井、錄井等標(biāo)志，將泉頭組三、四段劃分為5個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回Q3-MSC1—Q4-MSC3、12個(gè)短期基準(zhǔn)面旋回Q3-SSC1—Q4-SSC7。在此基礎(chǔ)上建立了研究區(qū)連井層序地層格架，精細(xì)分析了研究區(qū)泉頭組三、四段不同類型河道砂體的沉積特征，厘清復(fù)合型河道砂體內(nèi)部的沉積旋回，有利于判別垂向上砂體的疊置特征和橫向上井間砂體連通性對(duì)比，指導(dǎo)該區(qū)有利儲(chǔ)集砂體的分布和預(yù)測(cè)。

1 地質(zhì)概況

松遼盆地是我國(guó)東北部地區(qū)的一個(gè)中生代大型陸相含油氣盆地，葡萄花油層和扶余油層為其主力油層，油氣資源量異常豐富。盆地整體呈北北東走向，外形大致呈菱形，全盆地總面積約26×104km2。三肇凹陷位于松遼盆地的中心構(gòu)造帶，構(gòu)造背景來看位于松遼盆地東南隆起區(qū)及北部中央凹陷區(qū)，朝陽溝階地以北，綏化凹陷西南部[9]，面積為5 576 km2。州311地區(qū)位于黑龍江省肇州縣境內(nèi)，大慶市東南緣，安達(dá)市以南(圖1)。構(gòu)造上，州311地區(qū)位于松遼盆地北部中央坳陷區(qū)，位于三肇凹陷西南部，面積為327.023 km2，從地理位置上來看，位于北緯44°49′～46°0.5′，東經(jīng)124°54′～126°12′的區(qū)間內(nèi)。

泉頭組(K1q)是松遼盆地拗陷早期沉積的地層，研究層位自下至上為泉三段、泉四段。泉三段沉積厚度約355.5～375 m，巖性主要為紫紅色泥巖、灰白色粉-細(xì)砂巖；泉四段厚度約99.5～123 m，巖性主要為灰綠色泥巖與灰白色粉-細(xì)砂巖互層。本組與下伏登婁庫組表現(xiàn)為整合-平行不整合接觸。

2 基準(zhǔn)面旋回界面識(shí)別標(biāo)志

州311地區(qū)泉頭組三、四段發(fā)育一個(gè)完整的上升-下降旋回組合，上覆青一段底部有三套油頁巖，其中第二套油頁巖區(qū)域上分布較為穩(wěn)定，為松遼盆地最大湖泛時(shí)期的產(chǎn)物，可作為三級(jí)層序?qū)Ρ葮?biāo)志層(圖2a)。扶余油層頂部界面在自然伽馬值向上明顯增大的拐點(diǎn)處(高電阻層以下的4～6 m處)，地震剖面上為一明顯的中-強(qiáng)振幅、低頻、高連續(xù)的T2反射層，區(qū)域上表現(xiàn)為一組穩(wěn)定的反射同相軸，可進(jìn)行連續(xù)追蹤對(duì)比，是區(qū)域性穩(wěn)定的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)層，可作為典型的區(qū)域時(shí)間地層對(duì)比標(biāo)志[10]。

圖1 松遼北部州311地區(qū)構(gòu)造位置Fig.1 Structure location of Zhou 311 area,northern Songliao Basin

圖2 州311地區(qū)扶余油層頂部巖電特征及肇411井泉四段內(nèi)部層序識(shí)別界面Fig.2 Lithologic and electrical characteristics of Fuyu oil layer and the sequence interfaces of the 4th Member of Quantou Formation of Well Zhao 411 in Zhou 311 area

2.1 巖性剖面

根據(jù)沉積物顏色、沉積構(gòu)造、砂泥巖厚度以及底沖刷面等標(biāo)志，可推測(cè)河道砂體旋回發(fā)育期次。①底沖刷構(gòu)造，不同時(shí)期不同水動(dòng)力條件下，河道下切與充填作用產(chǎn)生的底沖刷面可能不同，由此可推測(cè)儲(chǔ)層砂體的成因類型；②沉積間斷面，如肇411井取心1 886.35 m處發(fā)育紫紅色泥巖，一般在近岸地帶容易形成，沉積物明顯遭受分化，多伴生鈣質(zhì)結(jié)核、植物根莖類化石，可作為泉四段內(nèi)部短期旋回界面(圖2b)；③巖性-巖相轉(zhuǎn)換界面，比如正韻律相序反映向上變淺的沉積過程，反韻律相序反映向上變深的沉積過程，而兩者的轉(zhuǎn)換處多能作為層序劃分界面；④砂、泥巖厚度明顯變化處，比如由下至上，砂泥巖含量比值向上越小，粒度向上變細(xì)，呈現(xiàn)出正旋回變化特征；⑤泥巖顏色，可作為指相標(biāo)志，比如淺水三角洲相中灰綠色泥巖指示三角洲前緣水下還原環(huán)境，紫紅色泥巖指示三角洲平原陸上氧化環(huán)境。

2.2 測(cè)井曲線

測(cè)井曲線的形態(tài)特征可以用來識(shí)別垂向沉積序列，頂?shù)捉佑|關(guān)系分為突變與漸變兩種類型，主要用來反映研究區(qū)沉積環(huán)境和水動(dòng)力條件強(qiáng)弱變化[11]。測(cè)井曲線上箱型、線形、指狀之間的突變和漸變，對(duì)應(yīng)不同的沉積微相發(fā)育類型，通過建立短期旋回與測(cè)井曲線的對(duì)應(yīng)關(guān)系，來指導(dǎo)全區(qū)層序劃分。

3 高分辨率層序地層格架

3.1 短期旋回結(jié)構(gòu)樣式

以鄭榮才等(2001)對(duì)陸相盆地短期基準(zhǔn)面旋回研究理論和思路為指導(dǎo)[12]，將間歇暴露、沖刷間斷面、巖相突變面作為層序邊界識(shí)別標(biāo)志，總結(jié)出研究區(qū)短期旋回發(fā)育樣式(圖3)。以洪泛面為對(duì)稱軸，按照上、下兩個(gè)時(shí)間單元厚度的變化關(guān)系，可細(xì)分為3個(gè)亞類型：①以上升半旋回為主的不對(duì)稱型結(jié)構(gòu)(A1，A2，A3)；②上升與下降半旋回接近相等的近完全-完全對(duì)稱型結(jié)構(gòu)(C2)；③以上升或下降半旋回為主的不完全對(duì)稱型結(jié)構(gòu)(C1，C3)。其中A3型在研究區(qū)較少見。

圖3 州311地區(qū)泉三、泉四段短期基準(zhǔn)面旋回發(fā)育樣式Fig.3 The styles of short-term base-level cycles of the 3rd and 4th Members of Quantou Formation in Zhou 311 areaa.低可容納空間上“變深”非對(duì)稱型旋回(A1)，肇412井；b.低可容納空間上“變深”非對(duì)稱型旋回(A2)，州132井；c.高可容納空間上“變深”非對(duì)稱型旋回(A3)，源214井； d.上升半旋回為主的不完全對(duì)稱型旋回(C1)，肇412井；e.上升和下降半旋回近于相等的對(duì)稱型(C2)，州312井；f.下降半旋回為主的不完全對(duì)稱型旋回(C3)，州132井

短期基準(zhǔn)面旋回與沉積相發(fā)育具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。州311地區(qū)主要發(fā)育一套河流-淺水三角洲相體系，不同沉積相帶發(fā)育環(huán)境中，基準(zhǔn)面的上升和下降在地層沉積過程中具有不同記錄，比如不同相標(biāo)志反應(yīng)出不同的沉積特點(diǎn)。上升半旋回的沉積微相組合多為曲流河道-沖積平原、分流河道-洪泛沉積、水下分流河道-支流間灣等，代表向上變細(xì)的正韻律旋回組成的退積序列；下降半旋回的沉積微相組合多為沖積平原-決口扇、洪泛沉積-決口扇、水下決口扇-水下分流河道等，代表向上變粗的反韻律旋回組成的加積序列。

3.2 層序劃分方案

州311地區(qū)研究重點(diǎn)層段為泉三段、泉四段，青一段底部油頁巖底界作為目的層的頂界，在巖性、測(cè)井曲線、短期基準(zhǔn)面旋回發(fā)育樣式等基礎(chǔ)上，建立了州311地區(qū)層序地層劃分方案(表1)。

州311地井區(qū)泉三段劃分為2個(gè)中期旋回Q3-MSC1—Q3-MSC2，5個(gè)短期旋回Q3-SSC1—Q3-SSC5。短期旋回逐漸由以上升為主的不完全對(duì)稱型(C1型)向不對(duì)稱型(A1，A2型)轉(zhuǎn)變，泉三段主要發(fā)育一套紫紅色泥巖、灰白色粉-細(xì)砂巖組成的曲流河和淺水三角洲平原沉積體系；泉四段劃分為3個(gè)中期旋回Q4-MSC1—Q4-MSC3，7個(gè)短期旋回Q4-SSC1—Q4-SSC7。短期旋回由不對(duì)稱型(A)向不完全對(duì)稱型(C1，C2，C3)轉(zhuǎn)變，泉四段主要為灰綠色、紫紅色泥巖、灰白色粉-細(xì)砂巖組成的三角洲平原和三角洲前緣沉積體系。

3.2.1 單井層序劃分

州311井位于州311地區(qū)中部，泉三段、泉四段總厚度為153.27 m，井深范圍1 676.78～1 830.05 m，其中，泉三段整體厚度為62.6 m，泉四段整體厚度為90.67 m。扶余油層上覆地層為青山口組一段，為前三角洲沉積，測(cè)井曲線表現(xiàn)為有尖突高值顯示(圖4)。自下而上各中期基準(zhǔn)面旋回控制下主要沉積特征如下。

1) Q3-MSC1沉積期：井深范圍在1 802.35～1 830.05 m，是長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回下降中期的沉積響應(yīng)，由Q3-SSC1和Q3-SSC2兩個(gè)短期旋回組成。垂向上，Q3-SSC1時(shí)期底界發(fā)育一期河道充填，河道砂體厚度約3.22 m。短期基準(zhǔn)面旋回均為以上升為主的不完全對(duì)稱型結(jié)構(gòu)(C1型)，層序內(nèi)部發(fā)育淺水三角洲平原分流河道、洪泛沉積。

2) Q3-MSC2沉積期：井深范圍在1 767.45～1 802.35m，是長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回下降晚期的沉積響應(yīng)，由Q3-SSC3，Q3-SSC4和Q3-SSC5三個(gè)短期旋回組成。Q3-SSC3時(shí)期為一套紫紅色泥巖沉積，短期基準(zhǔn)面旋回為以上升為主的不完全對(duì)稱型結(jié)構(gòu)(C1型)，層序內(nèi)部發(fā)育淺水三角洲平原洪泛沉積。Q3-SSC4時(shí)期底界發(fā)育一期河道充填，河道砂體厚度約2.35 m，且完全油浸呈褐色。Q3-SSC5時(shí)期發(fā)育灰白色粉砂巖，夾少量灰綠色泥巖，垂向上發(fā)育一期河道充填，河道砂體厚度約4.63 m。Q3-SSC4—Q3-SSC5時(shí)期，短期基準(zhǔn)面旋回為以上升為主的不對(duì)稱型(A2型)和不完全對(duì)稱型(C1，A2型)結(jié)構(gòu)，層序內(nèi)部發(fā)育曲流河道、沖積平原沉積。

3) Q4-MSC1沉積期：井深范圍在1 738.85～1 767.45 m，是長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回上升早期的沉積響應(yīng)，由Q4-SSC1和Q4-SSC2兩個(gè)短期旋回組成。該時(shí)期巖性為紫紅色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，以及厚層灰褐色油浸粉砂巖。Q4-SSC1時(shí)期發(fā)育一期河道充填，河道砂體厚度約5.44 m，可見底沖刷構(gòu)造，具明顯正韻律特征，短期基準(zhǔn)面旋回為兩個(gè)上升半旋回組成的不對(duì)稱型結(jié)構(gòu)(A1型)，層序內(nèi)部發(fā)育曲流河道、沖積平原沉積。Q4-SSC2時(shí)期短期基準(zhǔn)面旋回為以上升為主的不完全對(duì)稱型(C1型)，層序內(nèi)部發(fā)育淺水三角洲平原洪泛沉積。

表1 州311地區(qū)泉三、泉四段層序劃分方案Table 1 Sequence division scheme ofthe 3rd and 4th Members of Quantou Formation in Zhou 311 area

圖4 州311地區(qū)泉三、泉四段層序地層與沉積相綜合柱狀剖面(州311井)柱狀圖Fig.4 Sequence stratigraphic and sedimentary facies column of the 3rd and 4th Members of Quantou Formation in Zhou 311 area(Well Zhou 311)

4) Q4-MSC2沉積期：井深范圍在1 721.82～1 738.85 m，是長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回上升中期的沉積響應(yīng)，由Q4-SSC3和Q4-SSC4兩個(gè)短期旋回組成。該時(shí)期巖性為薄層粉砂巖與紫紅色泥巖互層、褐色油浸粉砂巖。Q4-SSC3時(shí)期短期基準(zhǔn)面旋回為以上升為主的不完全對(duì)稱型結(jié)構(gòu)(C1型)，層序內(nèi)部發(fā)育淺水三角洲平原亞相及洪泛沉積和決口扇微相。Q4-SSC4時(shí)期垂向上發(fā)育一期河道沖刷，河道砂體厚度約6.05 m，正韻律特征明顯，短期基準(zhǔn)面旋回近完全對(duì)稱型結(jié)構(gòu)(C2型)，層序內(nèi)部發(fā)育淺水三角洲前緣亞相、支流間灣、水下決口扇和水下分流河道微相。

5) Q4-MSC3沉積期：井深范圍在1 676.78～1 712.82 m，是長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回上升晚期的沉積響應(yīng)，由Q4-SSC5，Q4-SSC6和Q4-SSC7三個(gè)短期旋回組成。該時(shí)期巖性為灰綠色泥巖，底界為灰色泥質(zhì)粉砂巖、褐色油浸粉砂巖。Q4-SSC5和Q4-SSC6時(shí)期垂向上均發(fā)育一期河道充填，河道砂體厚度分別約為5.42 m和2.62 m，短期基準(zhǔn)面旋回為近完-全完全對(duì)稱型結(jié)構(gòu)(C2型)。Q4-SSC7時(shí)期為灰綠色泥巖沉積，短期基準(zhǔn)面旋回為以下降為主的不完全對(duì)稱型結(jié)構(gòu)(C3型)。該時(shí)期層序內(nèi)部發(fā)育淺水三角洲前緣亞相，以及水下分流河道、支流間灣、水下決口扇微相。

垂向上，總體表現(xiàn)為長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回由上升—下降—上升的演化過程。短期基準(zhǔn)面旋回界面上分布廣泛的河道砂巖，發(fā)育河道底沖刷構(gòu)造，具明顯正韻律特征，界面下部分布古土壤層，為區(qū)域性暴露不整合層序界面標(biāo)志。其中Q4-SSC1和Q3-SSC5時(shí)期河道砂體普遍油浸，且連續(xù)沉積厚度較大，屬于最有利的砂體發(fā)育層位。

3.2.2 連井層序地層格架

為了研究?jī)?chǔ)層砂體的垂向發(fā)育特征，根據(jù)高分辨率層序地層短期基準(zhǔn)面旋回等時(shí)對(duì)比法則，結(jié)合任雙坡等(2016)對(duì)單砂體發(fā)育類型和幾何樣式的研究[13]，選定東西向垂直物源方向連井剖面進(jìn)行層序地層對(duì)比和砂體分布解剖，并建立泉三段、泉四段地層對(duì)比格架。

圖5所示連井剖面呈東西向展布，頂、底界面相對(duì)明顯，中、短期層序發(fā)育完整，具良好巖電對(duì)應(yīng)關(guān)系。研究區(qū)不同地區(qū)沉積相對(duì)穩(wěn)定，地層厚度在橫向上變化不大，垂向上Q3-SSC5，Q4-SSC1和Q4-SSC3時(shí)期砂體發(fā)育較好，砂體連通性較好，垂直于物源方向砂體呈透鏡狀展布，單層砂巖厚度最大可達(dá)8.38 m。

綜上所述，基準(zhǔn)面的上升和下降影響A/S(可容空間/沉積物供給量)值的變化，進(jìn)而對(duì)河道砂體發(fā)育類型和幾何形態(tài)分布特征產(chǎn)生影響[14](圖6)。河道砂體在垂向上的演化受到A/S比值的控制，從東西向連井大剖面可以看出，整個(gè)泉三段、泉四段發(fā)育多級(jí)沉積旋回，反映了A/S值縱向上Q3-SSC1—Q4-SSC7經(jīng)歷了多級(jí)變化發(fā)育階段。研究區(qū)垂向上表現(xiàn)為基準(zhǔn)面由高到低再到高的演變規(guī)律，發(fā)育分流河道—曲流河道—分流河道—水下分流河道縱向沉積演化序列，河道砂體發(fā)育類型從較少疊置轉(zhuǎn)變?yōu)檩^多垂向或側(cè)向疊置型逐漸過渡到孤立型。

4 儲(chǔ)層砂體及旋回結(jié)構(gòu)特征

4.1 儲(chǔ)層砂體類型及特征

松遼盆地北部白堊系泉頭組開發(fā)實(shí)踐表明，許多薄砂層構(gòu)成主力油層，其平面展布變化大。單層砂巖厚度薄，厚度在2～13 m。州311地區(qū)泉三段、泉四段典型沉積微相砂體分為曲流河道砂體、分流河道砂體以及水下分流河道砂體3種類型。

4.1.1 曲流河道砂體

曲流河道砂體發(fā)育在河床亞相中，沉積水體能量高，砂體沉積厚度多為4～11 m，研究區(qū)最厚可達(dá)13 m。沉積物沉積速率快，粒度較粗，巖性為灰白色粉-細(xì)砂巖，局部油浸呈褐色，層理發(fā)育復(fù)雜且規(guī)模大，底部可見底沖刷構(gòu)造，因河床滯留而發(fā)育粒徑較大的底礫巖(2～5 mm)(圖7a)。

垂向上，可見明顯粒度向上變細(xì)的正韻律特征，具有典型的曲流河“二元結(jié)構(gòu)”特征[15]。巖相組合規(guī)律：發(fā)育底部滯留沉積礫巖相—板狀交錯(cuò)層理細(xì)砂巖相—塊狀層理粉、細(xì)砂巖相—大型槽狀交錯(cuò)層理粉砂巖—平行層理粉砂巖—生物擾動(dòng)構(gòu)造粉砂巖—波狀層理泥質(zhì)粉砂巖相—鈣質(zhì)結(jié)核泥巖相組成。向上為基準(zhǔn)面上升的演化過程，代表沉積序列為向上變細(xì)的正韻律旋回組成的退積序列，GR曲線多為箱形。

4.1.2 分流河道砂體

分流河道砂體發(fā)育在淺水三角洲平原亞相中，沉積水體能量較高，砂體沉積厚度均為2.5～8.9 m，研究區(qū)最厚可達(dá)9.8 m。巖性為灰白色粉砂巖，局部油浸呈黑褐色，底部可見底礫巖，大小在1～3 mm(圖7b)。

圖6 州311地區(qū)泉三、泉四段A/S值控制下河道砂體發(fā)育樣式Fig.6 Types of channel sand bodies under the control of A/S value of the 3rd and 4th Members of Quantou Formation in Zhou 311 area

垂向上，分流河道由多個(gè)正韻律疊置組合而成，多期河道沖刷，疊置河道沉積厚度較大[16]。巖相組合規(guī)律：發(fā)育底沖刷構(gòu)造礫巖相—大型槽狀交錯(cuò)層理粉、細(xì)砂巖相—塊狀層理粉砂巖相—槽狀交錯(cuò)層理粉砂巖相—波狀層理泥質(zhì)粉砂巖相—小型槽狀交錯(cuò)層理粉砂巖相—生物擾動(dòng)、爬升層理泥質(zhì)粉砂巖相—鈣質(zhì)結(jié)核紫紅色泥巖相。向上表現(xiàn)為多級(jí)上升半旋回疊置組合而成的多期基準(zhǔn)面上升的演化過程，代表沉積序列為多個(gè)向上變細(xì)的正韻律旋回組成的退積序列，GR曲線形態(tài)多為鐘形，少量為箱形。

4.1.3 水下分流河道砂體

水下分流河道發(fā)育在淺水三角洲前緣亞相中，沉積水體能量相對(duì)較低，砂體沉積厚度多為2.1～5.6 m。巖性為灰白色粉砂巖，向上為粒度變細(xì)的泥質(zhì)沉積，底部可見沖刷面，底礫巖相對(duì)不發(fā)育(圖7c)。

圖7 州311地區(qū)泉三段、泉四段基準(zhǔn)面旋回控制下儲(chǔ)層砂體發(fā)育類型及特征Fig.7 Types and characteristics of reservoir sand bodies under the control of base-level cycle ofthe 3rdand 4th members of Quantou Formation in Zhou 311 areaa.曲流河河道沉積剖面，源152井；b.三角洲平原分流河道沉積剖面，州52井；c.三角洲水下分流河道沉積剖面，源15井；d.基準(zhǔn)面旋回結(jié)構(gòu)與沉積相對(duì)應(yīng)關(guān)系

垂向上，水下分流河道由多個(gè)孤立的正韻律沉積組合而成，每個(gè)正韻律均反映沉積水體能量逐漸減弱的沉積過程，河道單層砂體厚度薄，泥質(zhì)含量高[17-18]。巖相組合規(guī)律：發(fā)育塊狀層理粉砂巖相—小型交錯(cuò)層理粉砂巖相—波狀層理泥質(zhì)粉砂巖相—含黃鐵礦灰綠色泥巖相。向上為基準(zhǔn)面上升對(duì)應(yīng)的地層沉積厚度不大，GR曲線形態(tài)多為鐘形。

4.1.4 基準(zhǔn)面旋回控制下砂體發(fā)育規(guī)律

根據(jù)以上旋回結(jié)構(gòu)與沉積相、測(cè)井曲線對(duì)應(yīng)關(guān)系(圖4)，結(jié)合鄭榮才等(2000)對(duì)短期基準(zhǔn)面旋回組合樣式的沉積動(dòng)力學(xué)研究理論[19]，認(rèn)為短期基準(zhǔn)面旋回發(fā)育樣式反映巖性、測(cè)井曲線、沉積相發(fā)育序列和組合特征，同時(shí)短期基準(zhǔn)面旋回樣式對(duì)應(yīng)河道砂體的發(fā)育不同類型(圖7)。

基準(zhǔn)面升降直接影響砂體的沉積發(fā)育及旋回的發(fā)育級(jí)次，根據(jù)基準(zhǔn)面升降和A(可容納空間)值增減速率變化規(guī)律，中期旋回發(fā)育過程分為加速下降(e)、緩慢下降到最低點(diǎn)再緩慢上升(f—g)、快速上升再緩慢上升到最高(h—i)3個(gè)階段，各個(gè)階段短期旋回呈現(xiàn)不同的疊置樣式并指示不同河道砂體發(fā)育特征。

加速下降a階段和快速上升d階段短期基準(zhǔn)面旋回發(fā)育以上升半旋回為主的不完全對(duì)稱型或近完全對(duì)稱型(C1,C2型)，該階段在研究區(qū)以發(fā)育淺水三角洲平原沉積為主，分流河道砂體十分發(fā)育；f—g階段短期基準(zhǔn)面旋回發(fā)育向上“變深”的不對(duì)稱型(A,C1型)，該階段為典型的曲流河相沉積，儲(chǔ)集砂體為曲流河道砂體；h—i階段短期基準(zhǔn)面旋回發(fā)育以下降半旋回為主的不完全對(duì)稱型或近完全對(duì)稱型(C2,C3型)，該階段在研究區(qū)以發(fā)育水下淺水三角洲前緣沉積為主，砂體類型主要為水下分流河道砂體。各個(gè)演化階段A值由大變小(e—f)再由小變大(g—i)，沉積過程中水體攜帶能量、搬運(yùn)沉積物的速率、總量和粒度呈低而細(xì)變?yōu)楦叨?，再次?fù)遞變?yōu)榈投?xì)的流體沉積動(dòng)力學(xué)演變過程，因而在發(fā)育過程中出現(xiàn)由高A值向低A值轉(zhuǎn)化后，重返高A值的退積—加積—進(jìn)積—加積—退積的地層沉積響應(yīng)序列。

4.2 儲(chǔ)層砂體沉積旋回及特征

研究區(qū)儲(chǔ)層砂體多為復(fù)合式河道砂體，從測(cè)井曲線上識(shí)別為一套箱形厚層砂巖體，內(nèi)部無明顯泥質(zhì)夾層，但是從取心井段的現(xiàn)場(chǎng)觀察可見多個(gè)單砂體組合的疊置河道樣式，其中,垂向上，每個(gè)單砂體為正粒序，內(nèi)部連續(xù)沉積，均反映一次河道沖刷充填，底部均發(fā)育沖刷面，局部可見泥礫[20-21]。下面選取典型取心井對(duì)研究區(qū)不同類型河道砂體沉積旋回進(jìn)行解析。

4.2.1 曲流河道砂體沉積旋回

以肇412井Q3-SSC5時(shí)期為例，取心段1 857.37～1 865.47 m，沉積一套8.1 m的曲流河道(圖8a)。以細(xì)礫巖、細(xì)砂巖、粉砂巖沉積為主，在測(cè)井曲線上可劃為2次河道沉積，但經(jīng)精細(xì)巖心觀察識(shí)別出8次河道充填，沉積厚度依次為：①沉積厚度1.24 m；②沉積厚度0.87 m；③沉積厚度1.37 m；④沉積厚度1.12 m；⑤沉積厚度0.84 m；⑥沉積厚度0.82 m ；⑦沉積厚度0.86 m；⑧沉積厚度1.01 m。

4.2.2 分流河道砂體沉積旋回

以州132井Q3-SSC2時(shí)期為例，取心段1 835.37～1 839.97 m，沉積一套4.6 m的分流河道(圖8b)。巖性以粉砂巖為主，較曲流河道細(xì)， GR曲線明顯可見二次回返，反映出2次河道充填，但是從巖心觀察上識(shí)別出5次河道充填，沉積厚度依次為：①沉積厚度1.32 m；②沉積厚度1.09 m；③沉積厚度0.75 m；④沉積厚度0.42 m；⑤沉積厚度1.02 m。

4.2.3 水下分流河道砂體沉積旋回

以源214井Q4-SSC6時(shí)期為例，取心段1 644.38～1 647.62 m，沉積一套3.34 m水下分流河道(圖8c)。水下分流河道砂體粒度最細(xì)，以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，上下與灰綠色泥巖接觸，測(cè)井曲線上明顯為一單砂體沉積，但是從巖心觀察上識(shí)別出4次河道充填，沉積厚度依次為：①沉積厚度1.3 m；②沉積厚度0.58 m；③沉積厚度0.94 m；④沉積厚度0.52 m。

根據(jù)以上述不同沉積微相復(fù)合砂體內(nèi)部旋回特征研究方法，對(duì)研究區(qū)其他取心井不同類型砂體進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，研究認(rèn)為：①3種類型復(fù)合式河道砂體的沉積旋回發(fā)育次數(shù)與砂體厚度成正相關(guān)關(guān)系；②曲流河道砂體發(fā)育3～10次沉積旋回，分流河道砂體發(fā)育3～6次沉積旋回，水下分流河道砂體發(fā)育3～5次沉積旋回。利用對(duì)取心井段的現(xiàn)場(chǎng)巖心觀察，劃分出不同河道砂體沉積旋回次數(shù)與測(cè)井曲線上反映出的旋回特征進(jìn)行對(duì)比，建立對(duì)應(yīng)關(guān)系與規(guī)律(圖9)，為進(jìn)一步的掌握研究區(qū)其他非取心井的儲(chǔ)層砂體沉積旋回發(fā)育特征提供依據(jù)。

圖8 州311地區(qū)泉三、泉四段儲(chǔ)層砂體內(nèi)部沉積旋回Fig.8 Sedimentary cycle within reservoir sand bodies of the 3rd and 4th members of Quantou Formation in Zhou 311 areaa.曲流河道沉積旋回結(jié)構(gòu)與取心段旋回界面特征，肇412井；b.三角洲平原分流河道沉積旋回結(jié)構(gòu)與取心段旋回界面特征，州132井；c.三角洲前緣水下分流河道沉積旋回結(jié)構(gòu)與取心段旋回界面特征，源214井

圖9 州311地區(qū)取心段不同類型砂體內(nèi)部沉積旋回特征Fig.9 Sedimentary cycle characteristics of cores within different types of sand bodies in Zhou 311 areaa—c.不同河道砂體沉積厚度與旋回次數(shù)曲線；d—f.不同河道砂體旋回次數(shù)百分比

5 結(jié)論

1) 州311地區(qū)泉三段、泉四段高分辨率層序界面識(shí)別標(biāo)志：①青一段底部有3套油頁巖，其中第二套油頁巖區(qū)域分布穩(wěn)定，作為三級(jí)層序湖泛面對(duì)比標(biāo)志層；②泉四段與青一段之間呈整合接觸巖性-電性突變面，測(cè)井曲線上為箱形、鐘形的下部突變處；③泉三段/泉四段界面處，界面之上為分布較為廣泛的河道砂巖，發(fā)育河道底沖刷構(gòu)造，界面之下分布廣泛的古土壤層，為區(qū)域性暴露不整合層序界面標(biāo)志。

2) 州311地區(qū)泉三段劃分為2個(gè)中期旋回(Q3-MSC1—Q3-MSC2)和5個(gè)短期基準(zhǔn)面旋回(Q3-SSC1—Q3-SSC5)，短期基準(zhǔn)面由以上升為主的不完全對(duì)稱型(C1)向不對(duì)稱性型(A1、A2)轉(zhuǎn)變。泉四段劃分為3個(gè)中期旋回(Q4-MSC1—Q4-MSC3)和7個(gè)短期旋回(Q4-SSC1—Q4-SSC7)，短期基準(zhǔn)面旋回發(fā)育不對(duì)稱型(A)向不完全對(duì)稱型(C1，C2，C3)轉(zhuǎn)變。

3) 曲流河相中，主要發(fā)育向上“變深”的不對(duì)稱型旋回(A，C1型)，儲(chǔ)集砂體為曲流河道砂體；三角洲平原亞相中，主要發(fā)育以上升半旋回為主的不完全或近完全對(duì)稱型旋回(C1，C2型)，儲(chǔ)集砂體為分流河道砂體；三角洲前緣亞相中，主要發(fā)育以下降半旋回為主的不完全或近完全-完全對(duì)稱型旋回(C2，C3型)，儲(chǔ)集砂體為水下分流河道砂體。研究區(qū)整體發(fā)育由高A(可容納空間)值向低A值轉(zhuǎn)化后，重返高A值的退積—加積—進(jìn)積—加積—退積的地層沉積響應(yīng)序列。

4) 州311地區(qū)發(fā)育3種類型復(fù)合式河道砂體：①曲流河道砂體主要為細(xì)、粉砂巖沉積，發(fā)育槽狀、板狀、平行層理等大規(guī)模復(fù)雜層理構(gòu)造，砂體規(guī)模發(fā)育較大，其內(nèi)部沉積旋回期次多為3～10次；②分流河道砂體主要為粉砂巖沉積，主要發(fā)育小型槽狀、板狀層理，其內(nèi)部沉積旋回期次多為3～6次；③水下分流河道主要為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖沉積，層理規(guī)模小，其內(nèi)部旋回期次多為3～5次。

[1] Vail P R,Michum R M,Thonoson S.Seismic stratigraphy and global changes of sea level,Part3:Relative changes of sea level form coastal onlap[C].AAPG Memoir 26,1977,63-82.

[2] Cross T A.High resolution stratigraphic correlation from the perspective of base-level cycles and sediment accommodation[C]//Proceedings of Northwestern Europian Sequence Stratigraphy Congress,1994,105-123.

[3] 鄧宏文.美國(guó)層序地層研究中的新學(xué)派——高分辨率層序地層學(xué)[J].石油與天然氣地質(zhì),1995,16(2):89-97.

Deng Hongwen.A new school of thought in sequence stratigraphic studies in U.S.:high-resolution sequence stratigraphy[J].Oil & Gas Geology,1995,16(2):89-97.

[4] 鄭榮才,吳朝容,葉茂才.淺談陸相盆地高分辨率層序地層研究思路[J].成都理工學(xué)院學(xué)報(bào),2000,27(3):241-244.

Zheng Rongcai,Wu Chaorong,Ye Maocai.Research thinking of high-resolution sequence stratigraphy about a terrigenous basin[J].Journal of Chengdu University of Technology,2000,27(3):241-244.

[5] 魏魁生,徐懷大,葉淑芬.松遼盆地白堊系高分辨率層序地層格架[J].石油與天然氣質(zhì),1997,18(1):7-14.

Wei Kuisheng,Xu Huaida,Ye Shufen.High resolution sequence stritigraphic framework in cretaceous,Songliao Basin[J].Oil & Gas Geology,1997,18(1):7-14.

[6] 郭少斌,孫少波.松遼盆地層序地層學(xué)研究新認(rèn)識(shí)[J].巖相古地理,1998,18(1):54-60.

Guo Shaobin,Sun Shaobo.Recent progress in sequence stratigraphy of the Songliao Basin in northeastern China[J].Sedimentary Facies and Palaeogeography,1998,18(1):54-60.

[7] 李群.松遼盆地長(zhǎng)嶺凹陷隱蔽油氣藏勘探研究[J].地球科學(xué)——中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,27(6):770-774.

Li Qun.Study of subtle oil/gas reservoirs exploration in Changling Sag of Songliao Basin[J].Earth Science——Journal of China University of Geosciences,2002,27(6):770-774.

[8] 鄧宏文,吳海波.河流相層序地層劃分方法——以松遼盆地下白堊統(tǒng)扶余油層為例[J].石油與天然氣地質(zhì),2007,28(5):621-628.

Deng Hongwen,Wu Haibo.Division of fluvial sequence stratigraphy——an example from the Lower Cretaceous Fuyu oil-bearing layer,the Songliao Basin[J].Oil & Gas Geology,2007,28(5):621-628.

[9] 鄧慶杰,胡明毅,胡忠貴,等.淺水三角洲分流河道砂體沉積特征——以松遼盆地三肇凹陷扶Ⅱ-Ⅰ組為例[J].石油與天然氣地質(zhì),2015,36(1):118-127.

Deng Qingjie,Hu Mingyi,Hu Zhonggui,et al.Sedimentary characte-ristics of shallow-water delta distributary channel sand bodies:a case from Ⅱ-Ⅰ Formation of Fuyu oil layer in the Sanzhao Depression,Songliao Basin[J].Oil& Gas Geology,2015,36(1):118-127.

[10] 朱筱敏,趙東娜,曾洪流,等.松遼盆地齊家地區(qū)青山口組淺水角洲沉積特征及其地震沉積學(xué)響應(yīng)[J].沉積學(xué)報(bào),2013,31(5):889-897.

Zhu Xiaomin,Zhao Dongna,Zeng Hongliu,et al.Sedimentary characteristics and seismic sedimentologic responses of shallow-water delta of Qingshankon Formation in Qijia area Songliao Basin[J].Acta Sedimentologica Sinica,2013,31(5):889-897.

[11] 朱筱敏,劉媛,方慶,等.大型坳陷湖盆淺水三角洲形成條件和沉積模式:以松遼盆地三肇凹陷扶余油層為例[J].地學(xué)前緣,2012,19(1):89-99.

Zhu Xiaomin,Liu Yuan,Fang Qing,et al.Formation and sedimentary model of shallow delta in large-scale lake:example from Cretaceous Quantou Formation in Sanzhao Sag,Songliao Basin[J].Earth Science Frontiers,2012,19(1):89-99.

[12] 鄭榮才,彭軍,吳朝容.陸相盆地基準(zhǔn)面旋回的級(jí)次劃分和研究意義[J].沉積學(xué)報(bào),2001,19(2):249-255.

Zheng Rongcai,Peng Jun,Wu Chaorong.Grade division of base-level cycles of terrigenous basin and its implications[J].Acta Sedimentologica Sinica,2001,19(2):249-255.

[13] 任雙坡,姚光慶,毛文靜.三角洲前緣水下分流河道薄層單砂體成因類型及其疊置模式——以古城油田泌淺10區(qū)核三段Ⅳ-Ⅵ油組為例[J].沉積學(xué)報(bào),2016,34(3):582-593.

Ren Shuangpo,Yao Guangping,Mao Wenjing.Genetic types and superimposition patterns of subaqueous distributary channel thin sandbodies in delta front:A case study from the Ⅳ—Ⅵ reservoir groups of H3 in Biqian 10 area of Gucheng oilfield[J].Acta Sedimentologica Sinica,2016,34(3):582-593.

[14] 田景春,張興良,王峰,等.鄂爾多斯盆地高橋地區(qū)上古生界儲(chǔ)集砂體疊置關(guān)系及分布定量刻畫[J].石油與天然氣地質(zhì),2013,34(6):737-742.

Tian Jingchun,Zhang Xingliang,Wang Feng,et al.Quantitative cha-racterization of superimposition relationship and distribution of reservoir sandbodies in the Upper Palaeozoic of Gaoqiao region，the Ordos Basin[J].Oil & Gas Geology,2013,34(6):737-742.

[15] 鄭榮才,柯光明,文國(guó)華,等.高分辨率層序分析在河流相砂體等時(shí)對(duì)比中的應(yīng)用[J]．成都理大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,31(6):641-647.

Zheng Rongcai,Ke Guangming,Wen Guohua,Isochronic correlation of fluvial sandbodies by high-resolution sequence technique[J].Journal of Chengdu University of Technology(Science &Technology Edition),2004,31(6):641-647.

[16] 封從軍,鮑志東,單啟銅,等.三角洲平原復(fù)合分流河道內(nèi)部單砂體劃分——以扶余油田中區(qū)南部泉頭組四段為例[J].石油與天然氣地質(zhì),2012,33(1):77-83.

Feng Congjun,Bao Zhidong,Shan Qitong,et al.Single sand body identification in compound distributary channel of delta plain:a case study from the fourth member of Quantou Formation in the southernpart of central Fuyu oilfield[J].Oil & Gas Geology,2012,33(1):77-83.

[17] 李志鵬,林承焰,董波,等.河控三角洲水下分流河道砂體內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)模式[J].石油學(xué)報(bào),2012,33(1):1-3.

Li Zhipeng,Lin Chengyan,Dong Bo,et al.An internal structure mo-del of subaqueous distributary channel sands of the fluvial-dominated delta[J].Acta Petrolei Sinica,2012,33(1):1-3.

[18] 蔡全升,胡明毅,胡忠貴,等.退積型淺水三角洲沉積演化特征及砂體展布規(guī)律——以松遼盆地北部臨江地區(qū)下白堊統(tǒng)泉頭組四段為例[J].石油與天然氣地質(zhì),2016,37(6):903-914.

Cai Quansheng,Hu Mingyi,Hu Zhonggui,et al.Sedimentary evolution and distribution of sand bodies of retrogradational shallow-water delta:A case study from 4th member of the Cretaceous Quantou Formation in the Lingjiang area,Songliao Basin[J].Oil & Gas Geology,2016,37(6):903-914.

[19] 鄭榮才,尹世民,彭軍.基準(zhǔn)面旋回結(jié)構(gòu)與疊加樣式的沉積動(dòng)力學(xué)分析[J].沉積學(xué)報(bào),2000,18(3):369-375.

Zheng Rongcai,Yin Shiming,Peng Jun.Sedimentary Dynamic Analysis of Sequence Structure and Stacking Pattern of Base-Level Cycle[J].Acta Sedimentologica Sinica,2000,18(3):369-375.

[20] 譚先鋒,蔣艷霞,李潔,等.濟(jì)陽坳陷古近系孔店組高頻韻律旋回沉積記錄及成因[J].石油與天然氣地質(zhì),2015,36(1):51-72.

Tan Xianfeng,Jiang Yanxia,Li Jie,et al.Sedimentary record and origin of high frequency cycles in the Paleogene Kongdian Formation in the Jiyang Depression[J].Oil & Gas Geology,2015,36(1):51-72.

[21] 封從軍,鮑志東,張吉輝,等.扶余油田中區(qū)泉四段基準(zhǔn)面旋回劃分及對(duì)單砂體的控制[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版),2012,42(2):62-68.

Feng Congjun,Bao Zhidong,Zhang Jiihui,et al.Dividing of base-level cycle and its Controlling on single sand Body in the Fou-rth Member of Quantou Formation in Fuyu Oilfield[J] .Journal of Jilin University(Earth Science Edition),2012,42(2):62-68.