王 健

(中國(guó)石化勝利油田分公司 勝利采油廠,山東 東營(yíng) 257000)

碎屑巖粒度是受搬運(yùn)介質(zhì)、搬運(yùn)方式及沉積環(huán)境等因素控制的,反過(guò)來(lái),這些成因特點(diǎn)必會(huì)在碎屑巖的粒度中得到反映,是粒度資料確定沉積環(huán)境的依據(jù)[1-3]。以維謝爾為代表的學(xué)者對(duì)粒度分布曲線在沉積相類型確定中的應(yīng)用做了大量的研究工作[4-6],但因不同沉積環(huán)境的水動(dòng)力條件、搬運(yùn)方式等特征具有相似性,僅依據(jù)粒度分布曲線確定沉積相類型仍存在多解性[7-8]。筆者在勝坨地區(qū)南部沙三段沉積體系研究過(guò)程中,選取同一沉積微相內(nèi)的相鄰深度段,利用粒度分布曲線的組合樣式準(zhǔn)確識(shí)別沉積微相類型,一定程度上解決沉積相的多解性問(wèn)題。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

勝坨油田背靠凸起(陳家莊凸起、濱縣凸起、青坨子凸起),面向洼陷(利津洼陷、民豐洼陷),構(gòu)造上位于東營(yíng)凹陷北二級(jí)構(gòu)造斷裂帶中部(圖1),是一個(gè)構(gòu)造復(fù)雜的背斜油藏。沙三段為一套完整的河流—三角洲相沉積,綜合利用錄測(cè)井、巖心和粒度分析等資料,在研究區(qū)識(shí)別出三角洲平原分流河道、前緣河口壩、水下分流河道和遠(yuǎn)砂壩共4種沉積微相。

圖1 勝坨地區(qū)構(gòu)造位置

2 三角洲平原-水上分流河道

勝坨地區(qū)沉積物源來(lái)自周圍凸起,碎屑物質(zhì)以砂巖為主。三角洲平原水上分流河道巖性主要為中砂巖。河道底部為含礫砂巖和中粗砂巖,可見(jiàn)泥礫,往上為含礫砂巖、粉細(xì)砂巖,見(jiàn)平行層理、各種小型交錯(cuò)層理等構(gòu)造,河道底部可見(jiàn)沖刷充填等構(gòu)造。粒度分布曲線組合樣式由典型跳躍-懸浮式和單一懸浮式兩種類型組成(圖2)。典型跳躍—懸浮式主要反映牽引流的沉積特征,見(jiàn)于平原分流河道頂部。其跳躍組分含量大于80%,斜率45°～50°,分選較好;懸浮組分含量約為10%,兩者相交點(diǎn)Φ值為4.0～4.2。單一懸浮式主要反映重力流沉積特征,見(jiàn)于三角洲平原分流河道底部及中下部的礫狀砂巖和粗砂巖中。該曲線整體形態(tài)為上拱彎曲長(zhǎng)弧形,跳躍組分粒徑偏粗、含量高,一般大于85%,分選差,與懸浮組分呈弧狀過(guò)渡,相交點(diǎn)不明顯。其反映水?dāng)y能力強(qiáng)的洪水流,因出物源山口,流速驟降,碎屑物質(zhì)迅速沉積的特征。

圖2 三角洲平原水上分流河道粒度分布曲線組合樣式

3 三角洲前緣-水下分流河道

水下分流河道是三角洲前緣的重要組成部分,是平原河道向湖或海的繼續(xù)延伸,隨河流作用的增強(qiáng),水下分流河道延伸距離增長(zhǎng)。沉積物粒度偏細(xì),以砂、粉砂巖為主,泥質(zhì)不發(fā)育，常見(jiàn)槽狀交錯(cuò)層理、平行層理及沖刷面等沉積構(gòu)造。粒度分布曲線組合樣式由低斜多跳懸浮式和高斜兩跳懸浮式兩種類型。低斜多跳懸浮式(圖3)主要見(jiàn)于河道底部中粗砂巖中,其基本特征:跳躍組分又分為3個(gè)次級(jí)組分,總含量85%～90%,斜率25°～45°,分選較差;懸浮組分含量約為10%,分選差。其反映攜帶能力強(qiáng)的水體,攜帶粗碎屑物入湖,受湖水阻滯,快速卸載的特征。高斜兩跳懸浮式(圖3)主要見(jiàn)于水下分流河道沉積旋回中上部中細(xì)砂巖和粉砂巖中,粒度分布曲線的基本特征是:跳躍組分又分為兩個(gè)次級(jí)組分,總含量70%～85%,分選好,斜率大于50°;懸浮組分含量大于15%,與跳躍組分相交點(diǎn)Φ值為2.0～4.0。隨著深度的增大,懸浮組分與跳躍組分相交點(diǎn)Φ值逐漸減小,該種曲線是湖浪與入湖水流綜合作用的結(jié)果[3],且自上而下水動(dòng)力條件逐漸增強(qiáng)。

4 三角洲前緣-河口壩

河口壩是三角洲前緣重要的砂體類型,水動(dòng)力條件也最為復(fù)雜，總體可歸結(jié)為波浪作用及河流作用。根據(jù)兩者的強(qiáng)弱不同,河口壩出現(xiàn)的位置有兩種可能:河流作用強(qiáng),河口壩主要位于水下分流河道的末端;波浪作用強(qiáng),河口壩位于平原分流河道入湖/海的河口處[9]。筆者總結(jié)了兩種不同位置的河口壩的粒度分布曲線組合樣式。

4.1 以河流作用為主河口壩

以河流作用為主的河口壩,因其河流的推進(jìn)能力強(qiáng),河口壩主要位于水下分流河道的末端,沉積物以細(xì)粒碎屑為主,巖性自下而上為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖,呈現(xiàn)明顯的反粒序特征,沉積構(gòu)造見(jiàn)交錯(cuò)層理及平行層理。該種河口壩頂部為低斜多跳懸浮式,中底部為兩跳一懸式的粒度分布曲線組合樣式(圖4)。低斜多跳懸浮式粒度分布曲線的主要特征為:跳躍組分又分為3個(gè)次級(jí)組分,累積含量達(dá)80%～90%,3個(gè)次級(jí)組分斜率基本25°～60°,分選不齊,剩余的懸浮組分含量10%～20%,分選差。低斜多跳懸浮式粒度分布曲線主要出現(xiàn)于河口壩頂部的細(xì)砂巖中,反映了洪泛期的水?dāng)y粗粒沉積物,由于河口區(qū)波浪作用的阻擋,水體不穩(wěn),水流速度驟減,碎屑物質(zhì)快速堆積的特征。兩跳一懸式粒度分布曲線主要出現(xiàn)于河口壩的中—底部粉細(xì)砂巖中,其特征為:跳躍組分又分為兩個(gè)次級(jí)組分,累積含量大于70%,粗粒級(jí)跳躍組分斜率大,反映砂巖的分選好;細(xì)粒級(jí)跳躍組分斜率小,分選中等,反映了波浪作用偏弱的特征。懸浮組分含量小,分選差,與跳躍組分的相交點(diǎn)Φ值為4.0～5.0,與水下分流河道相比,Φ值明顯增大,反映河口壩底部水動(dòng)力條件減弱。該種曲線跳躍組分與懸浮組分的交點(diǎn)Φ值自上而下逐漸變大,說(shuō)明反粒序的河口壩碎屑物質(zhì)粒徑小,波浪能量弱的沉積特征。

圖3 三角洲前緣水下分流河道粒度分布曲線組合樣式

圖4 以河流作用為主的河口壩粒度分布曲線組合樣式

4.2 以波浪作用為主的河口壩

波浪作用對(duì)三角洲的形成和發(fā)育極為重要,尤其是對(duì)河口砂體的再搬運(yùn),其主要體現(xiàn)在對(duì)河流攜帶沉積物的改造。以波浪作用為主的河口壩,因其河流的推進(jìn)能力弱,波浪的阻滯能力強(qiáng),河口壩往往發(fā)育于分流河道入湖河口處,平面上略呈新月形、圓形、舌形等。若有較強(qiáng)的湖流、湖浪改造,可使砂粒發(fā)生側(cè)向遷移,使各河口壩相連,形成平行岸線的條帶狀砂堤。該種河口壩因?yàn)椴ɡ俗饔玫奶韵?砂質(zhì)較純,巖性自下而上由粉砂巖遞變到細(xì)砂巖。沉積構(gòu)造見(jiàn)各種交錯(cuò)層理及波紋層理,生物成因構(gòu)造發(fā)育。該種河口壩的頂部為牽引-跳躍-懸浮式,中下部為高斜兩跳懸浮式粒度分布曲線組合樣式(圖4)。牽引-跳躍-懸浮式粒度分布曲線主要見(jiàn)于河口壩頂部的中細(xì)砂巖中,其主要特征為:3個(gè)次級(jí)組分發(fā)育齊全,牽引組分含量少,一般小于15%,斜率一般低于20°,與跳躍組分的交點(diǎn)Φ值約為2.0,反映砂質(zhì)粒徑粗,分選差;跳躍組分含量70%～85%,斜率約為50°,與懸浮組分的交點(diǎn)Φ值為3.0～4.0,反映砂質(zhì)分選好;懸浮組分含量15%,斜率低,砂質(zhì)分選差。高斜兩跳懸浮式是以分選良好的跳躍組分為主,少量牽引和懸浮組分,主要出現(xiàn)于河口壩的中下部粉細(xì)砂巖中,其特點(diǎn)與河流作用強(qiáng)的河口壩的曲線特點(diǎn)相似,但跳躍組分的斜率明顯偏大,反映經(jīng)過(guò)波浪作用的加工,砂巖明顯分選好的特征。該種曲線與波浪帶淺灘型粒度分布曲線特征相似,是波浪加工的典型曲線特征,因缺乏強(qiáng)水動(dòng)力條件,牽引組分常為分選差的細(xì)砂巖[1]。

圖5 以波浪作用為主的河口壩粒度分布曲線組合樣式

5 結(jié)束語(yǔ)

用粒度分布曲線圖解釋環(huán)境是最有效的一種圖解形式。綜合各種沉積環(huán)境的概率曲線可見(jiàn),由于不同沉積環(huán)境水動(dòng)力條件的變化,沉積物的搬運(yùn)方式不同,導(dǎo)致各種沉積環(huán)境的粒度分布曲線也不同,但這些變化有一定規(guī)律。粒度分布曲線對(duì)水動(dòng)力條件的變化較靈敏,利用單條曲線判斷沉積相會(huì)存在多解性,但利用粒度分布曲線的組合樣式能很好的識(shí)別沉積微相。勝坨地區(qū)南部沙三段不同的沉積微相具有不同的粒度分布曲線組合樣式,正是利用這種差異性,可以很準(zhǔn)確地識(shí)別沉積微相類型。

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