王一澤

(東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318)

扶余油層位于下白堊統(tǒng)泉頭組四段[1-2]，沉積時(shí)構(gòu)造上為盆地坳陷期，上覆巖層為青山口組一段底黑色泥巖。松遼盆地在扶余油層沉積時(shí)期共發(fā)育6個(gè)物源，即河—依安、拜泉—青崗、懷德—長(zhǎng)春、?？?、白城—英臺(tái)水系及齊齊哈爾水系，三肇凹陷位于多個(gè)物源的交匯區(qū)，發(fā)育典型的河控淺水三角洲沉積體系[3]，以三角洲分流平原亞相、三角洲前緣亞相沉積為主。近年來，隨著勘探開發(fā)的逐漸深入[4-12]，對(duì)各個(gè)勘探區(qū)和開發(fā)區(qū)塊的認(rèn)識(shí)也在不斷的更新中[5-11]，筆者通過大量實(shí)際資料，綜合前人成果的認(rèn)識(shí)[1-4]，重新對(duì)目的層各個(gè)小層進(jìn)行劃分對(duì)比，厘定湖岸線范圍，并建立了研究區(qū)扶余油層沉積體系模式。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

三肇凹陷位于黑龍江省大慶市境內(nèi)，西部為大慶長(zhǎng)垣，東南部與朝陽(yáng)溝地階相接，東北鄰近綏化凹陷(圖1)。構(gòu)造上來看，是松遼盆地中央凹陷區(qū)內(nèi)二級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元，主要受到北北東向的黑魚泡—頭臺(tái)斷裂、北西向的濱州斷裂及北東向的松花江斷裂3條基底深斷裂控制，形成一個(gè)穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)[13-14]。三肇凹陷及凹陷東北部、東南部扶余油層頂面構(gòu)造呈盆狀結(jié)構(gòu)，自邊緣向凹陷中心區(qū)，總體為向凹陷傾伏的區(qū)域性單斜，單斜的局部撓曲構(gòu)成鼻狀構(gòu)造，僅在朝長(zhǎng)階地上發(fā)育了規(guī)模較小的閉合構(gòu)造。

圖1 三肇凹陷地理位置

2 物源分析

2.1 時(shí)間單元的對(duì)比劃分

研究區(qū)三角洲相沉積體系，發(fā)育三角洲分流平原和三角洲前緣亞相，在一定范圍內(nèi)易形成較穩(wěn)定的薄層砂或泥。通過對(duì)全區(qū)多次的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在扶余油層內(nèi)部發(fā)育湖泛成因的泥巖標(biāo)志層，其與油層組界限相對(duì)應(yīng)。在此上，以高分辨率層序地層理論為指導(dǎo)，通過油層→砂組→小層→時(shí)間單元的逐級(jí)閉合的方法，以上各級(jí)標(biāo)志層識(shí)別的基礎(chǔ)上，參照區(qū)域分層方案和主成因單砂體發(fā)育特征，將三肇凹陷扶余油層劃分為3個(gè)油層組17個(gè)小層35個(gè)時(shí)間單元，如表1所示。

表1 扶余油層時(shí)間單元?jiǎng)澐?/p>

2.2 地層厚度變化分析

利用松遼盆地泉四段66口井地層厚度進(jìn)分析(見圖2)，結(jié)果表明：三肇凹陷扶余油層地層整體上自周邊向中心逐漸增厚，其中西南—東北方向上尤為明顯，在徐家圍子附近達(dá)到最厚。由此可知，物源方向主要為西南—東北方向，也就是三肇凹陷扶余油層主要受西南保康和東北拜泉—青崗沉積體系影響。

圖2 研究區(qū)重礦物分布

通過對(duì)研究區(qū)地層厚度變化和砂巖厚度的研究，可以看出：①三肇凹陷扶余油層的物源主要來自于西南和東北兩個(gè)方向；②三肇凹陷扶余油層沉積時(shí)期古地形相對(duì)平緩，物源供給充足；③三肇凹陷扶余油層受同沉積斷層控制明顯，斷層上盤附近地層增厚明顯；④三肇凹陷扶余油層發(fā)育多個(gè)小型沉積中心，主要發(fā)育3個(gè)沉積中心，分別在徐家圍子、高臺(tái)子、朝陽(yáng)溝區(qū)域，也存在多個(gè)地層厚度增大區(qū)。

2.3 重礦物分析

在對(duì)資料分析及對(duì)比的基礎(chǔ)上，收集和整理三肇凹陷扶余油層828口井重礦物資料，確定出該區(qū)在扶余沉積期的主要重礦物有鋯石、磁鐵礦、白鈦石等，占到重礦物含量的80%以上；其次為銳鐵礦、綠簾石、褐鐵礦等，占比不到9%。

根據(jù)重礦物組合在平面上的分布特征，可以看出以葡37—芳46—徐15一線為分界線，整體南北差異較大，并且南部重礦物組合的含量要明顯的高于北部，其中南部、東南部主要以磁鐵礦、鋯石、石榴子石3種為主(鋯石含量相對(duì)較小)，而西北部主要為鋯石和白鈦石，從西北部—北部方向上，石榴子石的含量逐漸上升?？傮w來看，兩個(gè)區(qū)域重礦物組合的不同反映出兩地區(qū)的物源不同(圖2)。

3 沉積特征分析

3.1 巖芯分析

選取巖心相對(duì)較多的芳186-16井、州102井、徐21井、衛(wèi)23-6井、州扶59-51井、芳29井和芳23井(圖3)對(duì)扶余油層沉積演化特征進(jìn)行分析。芳29井砂巖主要發(fā)育小型交錯(cuò)層理，波狀層理，平行層理以及小型板狀交錯(cuò)層理，細(xì)粒沉積為主，主要為泥質(zhì)粉砂巖或粉砂巖。徐21井砂巖主要發(fā)育有平行層理，包卷層理，波狀層理和小型板狀層理，細(xì)粒沉積為主，主要為泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖。

3.2 沉積相類型

通過對(duì)研究區(qū)之內(nèi)的12口取芯井的巖心觀察發(fā)現(xiàn)，三肇凹陷扶余油層主要以白色粉砂巖為主，層理規(guī)模較小，出現(xiàn)了滑塌、泥裂等構(gòu)造，表明了其沉積時(shí)期是處于弱還原—弱氧化三角洲沉積環(huán)境，以三角洲分流平原和三角洲前緣2個(gè)亞相沉積為主。在對(duì)研究區(qū)內(nèi)的取芯井巖心進(jìn)行了精細(xì)觀察、描述、整理、分析，并采用巖性(包括如顏色、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、膠結(jié)物、膠結(jié)類型及特殊礦物等)、古生物配合單砂體形態(tài)及測(cè)井曲線4大類指標(biāo)進(jìn)行單井相、亞相、微相研究，將三肇凹陷扶余油層細(xì)分為1相3亞相15種沉積微相模式。

圖3 芳29井和芳21井巖心照片

研究區(qū)三角洲分流平原亞相沉積特征為漸變的，且河流沉積為主，可分為5個(gè)微相：主體分流河道微相、非主體分流河道、主體河間砂微相、非主體河間砂微相、分流間微相；三角洲前緣亞相受河能和湖能雙重作用及穩(wěn)定的水下還原環(huán)境為特征，可分為10個(gè)微相：主體水下分流河道(水下分流河道和河口壩)、非主體水下分流河道、主體河間砂(席內(nèi)緣和席外緣)、非主體河間砂、水下分流間泥微相、主體殘留河道、非主體殘留河道。

3.3 湖岸線的厘定

一般認(rèn)為，淺水三角洲沉積環(huán)境下，紫紅色泥巖代表著氧化環(huán)境，綠色代表著弱還原—弱氧化環(huán)境，灰色或黑色泥巖是富含有機(jī)質(zhì)的強(qiáng)還原環(huán)境。因此，根據(jù)泥巖顏色可作為判斷淺水三角洲沉積環(huán)境的標(biāo)志之一。

本次研究以均勻分布研究區(qū)的66口錄井為基礎(chǔ)，結(jié)合泥巖顏色繪制過渡相的湖岸線大致界限，鑒于研究區(qū)紫紅色泥巖與灰綠色泥巖頻繁互層的特點(diǎn)，在確定湖岸線時(shí)，若以暗色泥巖發(fā)育為主則代表長(zhǎng)期水下環(huán)境，若以紫紅色紫灰色泥巖為主，則代表長(zhǎng)期陸上平原環(huán)境。

按照上述原則，研究區(qū)FⅠ11-FⅠ42，F(xiàn)Ⅲ42-FⅢ52發(fā)育湖岸線，其他時(shí)間單元不存在湖盆(圖4)。

圖4 扶余油層湖岸線

3.4 總結(jié)出扶余油層儲(chǔ)層砂體2種沉積模式

研究區(qū)自底向頂，不同階段發(fā)育著不同的三角洲亞相。以現(xiàn)代河流三角洲沉積及野外露頭為指導(dǎo)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)開發(fā)需要，建立了2種不同環(huán)境下的沉積模式(圖5～6)。

對(duì)于三角洲前緣環(huán)境，河流流入湖泊之后，由于多種原因?qū)е律绑w變細(xì)變薄，在湖浪的作用下發(fā)育席狀砂等微相，水下分流河道分流頻繁。對(duì)于三角洲分流平原環(huán)境，河流從物源區(qū)向凹陷區(qū)流動(dòng)過程中，河道規(guī)模整體不斷減小，厚度逐漸變薄，最終河流消亡。

圖5 干旱型淺水三角洲 圖6 濕潤(rùn)型淺水三角洲

4 沉積演化特征

4.1 平面沉積微相演化特征

扶余油層沉積時(shí)期三肇地區(qū)主要受控于西南物源和東北物源，主要發(fā)育三角洲平原亞相和三角洲前緣亞相，僅從扶余油層來看，整體為一個(gè)先水退后水進(jìn)的過程(圖7)。

圖7 各個(gè)時(shí)間單元沉積相圖(A：FI11；B：FI41；C：FI52；D：FI63；E：FI72；F：FII22；G：FIII11；H：FIII41；I：FIII52)

FI11～FI51以及FⅢ52～FⅢ42發(fā)育三角洲前緣沉積；FⅢ41～FⅠ52單元發(fā)育三角洲平原亞相沉積，陸上分流河道較為發(fā)育，主要發(fā)育主體河道、非主體河道、主體河間砂、非主體河間砂等幾種微相。

FⅢ41～FⅠ52單元發(fā)育三角洲平原亞相沉積，陸上分流河道較為發(fā)育，主要發(fā)育主體河道、非主體河道、主體河間砂、非主體河間砂等幾種微相。

FⅠ51～FⅠ11單元為再次水進(jìn)的結(jié)果，發(fā)育三角洲前緣亞相沉積，河道規(guī)模較小，同時(shí)發(fā)育主體河間砂、非主體河間砂和水下分流間泥3種微相，河道呈北東—南西向展布。

4.2 砂體幾何學(xué)演化參數(shù)分析

針對(duì)扶余油層淺水三角洲儲(chǔ)層沉積特征，以沉積時(shí)間單元為統(tǒng)計(jì)單元，以主體河道、非主體河道、主體河間砂、非主體河間砂為統(tǒng)計(jì)對(duì)象，對(duì)全區(qū)各小層分流河道砂體發(fā)育的寬度、厚度和寬厚比進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并繪制各開發(fā)區(qū)沉積演化規(guī)律曲線(圖8)。

從全區(qū)的沉積演化序列圖來看，整體上砂體在FⅠ72時(shí)間單元分布最為廣泛，并且砂巖厚度和有效厚度都很大，其次為FⅠ62時(shí)間單元?？梢钥闯龇鲇嘤蛯影l(fā)育早期緩慢水退中期震蕩式升降晚期緩慢水進(jìn)末期快速水進(jìn)的沉積演化序列。

4.3 垂向沉積演化特征

三肇凹陷扶余油層屬于淺水三角洲相沉積體系，主要發(fā)育淺水三角洲相，其中三角洲相進(jìn)一步劃分為三角洲分流平原和三角洲前緣兩種亞相?？傮w上呈先水退后水進(jìn)的沉積演化序列，水退最大期位于扶余油層中部的FⅡ1小層。

由于在沉積時(shí)期盆地沉降的不確定性、洪水和湖水的反復(fù)韻律性、波動(dòng)性，導(dǎo)致了三肇凹陷扶余油層自下而上一次發(fā)育了三角洲前緣亞相、三角洲平原亞相、三角洲前緣亞相。具體來看就是：三肇凹陷扶余油層扶Ⅲ組下部沉積時(shí)期凹陷中心發(fā)育湖盆，為三角洲前緣沉積，主體水下分流河道發(fā)育良好；扶Ⅲ組上部沉積時(shí)期全區(qū)發(fā)育近岸三角洲平原亞相；扶Ⅱ組沉積時(shí)期全區(qū)發(fā)育遠(yuǎn)岸三角洲平原亞相，自下而上砂體逐漸發(fā)育；扶Ⅰ組下部沉積時(shí)期全區(qū)發(fā)育三角洲平原亞相，砂體最為發(fā)育(河道明顯且垂向相對(duì)發(fā)育，河水溢岸及改道增強(qiáng)，薄層砂略增，泥質(zhì)沉積以紫紅色泥巖為)；扶Ⅰ組上部沉積時(shí)期凹陷中心發(fā)育湖盆，自下而上砂體逐漸不發(fā)育，發(fā)育水下分流河道微相，河、湖能層理，泥質(zhì)沉積多為灰綠色泥巖，以河控沉積體系為主。

圖8 扶余油層沉積演化序列圖

5 結(jié) 論

1)重礦物組合、地層厚度、砂巖厚度、區(qū)域地質(zhì)背景表明三肇凹陷扶余油層主要受到西南?？滴镌春蜄|北拜泉—青岡物源影響；

2)重新對(duì)扶余油層各個(gè)小層界限進(jìn)行了劃分，確定了沉積環(huán)境類型和各層的湖岸線范圍，最終總結(jié)出扶余油層濕潤(rùn)型和干旱型2種儲(chǔ)層砂體的沉積模式；

3)扶余油層垂向沉積演化序列，自上而下相序?yàn)椋喝侵耷熬墎喯唷侵奁皆瓉喯唷侵耷熬墎喯?，總體上呈先水退后水進(jìn)的沉積演化序列，水退最大期位于扶余油層中部的FI72和FⅡ1小層。

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