牛海青，韓小鋒，陳世悅

(1.西北大學，陜西 西安 710069；2.中國地質調查局西安地質調查中心，陜西 西安 710054；3.中國石油大學(華東)，山東 青島 266580)

0 引 言

長期以來，沉積相的定量研究一直是地質工作者關注的重點方向[1-3]。馮增昭先生提出的單因素分析多因素綜合作圖法一直是沉積相研究所普遍采用的定量分析方法[4-6]， 該方法對定量編制宏觀沉積體系及其沉積亞相的平面圖有很好的應用效果[4-6]，但難以定量刻畫沉積微相的平面展布特征。近幾年，隨著地球物理技術和計算機技術的發(fā)展，出現(xiàn)了儲層隨機建模、多元統(tǒng)計、自動識別沉積微相、地震沉積學等新技術方法[7-10]，加快了沉積相定量研究的速度，受地震資料橫向分辨率的限制及地震屬性多解性的影響[11]，沉積相的定量研究仍是沉積學研究的難點。在對碎屑巖扇三角洲沉積體系進行研究時，發(fā)現(xiàn)各沉積微相與砂巖粒級的相對百分含量具有一定的統(tǒng)計相關性，以此為基礎，提出了使用各粒級砂巖的相對含量比值等值線來刻畫沉積微相的相對單因素作圖方法，該方法在歡雙地區(qū)沙二段沉積微相定量研究中取得了很好的應用效果。

1 方法的提出

最能反映沉積時期水動力強度的參數(shù)是粒度，沉積時期水動力強度越大,則粒度越粗。沉積露頭精細解剖的基礎，不同的沉積微相對應不同的巖石粒度組合[12-13]。扇三角洲沉積模式及其水槽模擬實驗均顯示，從扇三角洲前緣水下分流河道沉積到水道末端砂壩再到遠端遠砂壩或席狀砂，沉積砂體平均粒度逐漸減小，反映沉積微相沉積時期水動力能量逐漸減弱[14]。

值得注意的是，扇三角洲水槽實驗扇體顯示：水道和水道間沉積均以砂巖為主，2個微相的砂巖厚度與地層厚度的比值范圍相同，唯一不同的是水道微相中—粗砂巖占比明顯高于粉細砂巖，而水道間沉積微相砂巖則以粉細砂巖為主。通過統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)粉細砂巖與砂巖、泥質砂巖與砂巖的比值與遠砂壩、席狀砂之間有較好的相關性，但不同粒度的巖性及其組合特征主要應用于研究沉積微相的垂向特征，平面上能否利用不同粒度的巖性統(tǒng)計特征來研究沉積微相還需進一步研究。受馮增昭單因素分析、多因素綜合分析做圖法[1]的啟發(fā)，提出并嘗試利用同一層序格架內中—粗砂巖的厚度與砂巖厚度比值、粉細砂巖的厚度與砂巖厚度比值、泥質砂巖的厚度與砂巖厚度的比值等相對單因素比值參數(shù)研究各沉積微相平面展布特征。

2 研究區(qū)概況

遼河油田歡雙地區(qū)位于遼河盆地西部凹陷中南段，包括西部斜坡地區(qū)中南段和雙臺子構造帶南段(圖1)，沙二段和沙一下段是一個完整的三級層序，沙二段是該層序的基準面上升期[15-17]。沉積巖性主要為含礫中—粗砂巖、細砂巖、粉砂巖和泥巖，泥巖顏色以灰色為主，巖石類型屬低成熟度的硬砂質長石砂巖和雜砂巖，不等粒結構，磨圓度較低，反映了近物源、快速堆積的扇三角洲前緣沉積特征，可進一步劃分為水下分流河道、河口壩、席狀砂、廢棄河道和河道間共5種沉積微相。

以14口井的巖心觀察為基礎，詳細分析了 226口井的測井及錄井資料, 在等時地層格架內研究了砂巖在地層厚度中的占比特征以及不同粒度的巖性(中—粗砂巖、粉細砂巖、泥質砂巖)在砂巖厚度中的占比特征，建立了沉積微相與各單因素對比值之間的對應關系(表1)。表1顯示，砂地比大于60%情況下，可以進一步根據(jù)粗粒砂巖在砂巖中的相對含量區(qū)分出河道的展布特征；在河道邊部，根據(jù)粉細砂巖的相對含量區(qū)分河道間和廢棄河道的展布；在砂地比含量較低(10%～40%)的區(qū)域，可利用砂巖中—粗砂巖厚度與砂巖厚度比值的等值線圖確定河口壩的展布，結合粉細砂巖厚度與砂巖厚度比值的等值線圖、泥質砂巖厚度與砂巖厚度比值的等值線圖分析得到席狀砂及濱淺湖的發(fā)育特征。

3 相對單因素定量分析

3.1 砂地比等值線圖

砂地比等值線特征顯示：該期物源主要來自西南方向，西南部扇體范圍廣、厚度大，J16、Q10、H66、H11等井區(qū)的砂地比都超過了80%，其余井區(qū)的砂地比也都在40%以上。北部砂體規(guī)模及厚度明顯較西南砂體小，僅Qi13、Qi11等井區(qū)的砂地比達到了80%(圖2a)。該單因素特征可明確扇體發(fā)育的大致位置及物源方向，但無法反映沉積體系展布形態(tài)，更無法反映沉積微相展布特征。

3.2 砂巖中粗粒砂巖占比等值線圖

中—粗沉積砂巖包括中砂巖、粗砂巖及所有含礫砂巖及礫巖，通過編制粗粒沉積砂巖與砂巖厚度的百分含量等值線圖研究地層中粗粒沉積砂體在砂體厚度中的平面分布特征，該相對單因素特征在沉積微相中可以指示分流河道、濁流水道的發(fā)育位置。

圖1 遼河油田歡雙地區(qū)區(qū)域構造位置

沉積微相單因素相對值/%中—粗砂巖與砂巖厚度比值粉細砂巖與砂巖厚度比值泥質砂巖與砂巖厚度比值砂地比水下分流河道≥60<20<20>60水下分流河道間<60<40<20<60廢棄河道<6040～100<20<40水下分流河道河口壩40～6060～100<2010～40扇三角洲前緣席狀砂<40>60>2010～40

該期地層中的粗粒沉積砂巖的含量高值主要集中在J2、H66、Qi17、Sh74等井區(qū)，這些高值區(qū)連片出現(xiàn)、呈條帶狀分布(圖2b)，較好地反映了分流水道等高攜砂能力流體所屬相帶的發(fā)育位置及展布形態(tài)。

3.3 砂巖中粉細砂占比等值線圖

粉細砂巖厚度與砂巖厚度比值等值線圖在沉積微相中可以指示分流河道間、河口壩等發(fā)育的位置。該期地層中粉細砂巖含量高值區(qū)主要在H123、J119、Sh201等井區(qū)及相鄰井區(qū)連片出現(xiàn)(圖2c)，上述地區(qū)的砂地比統(tǒng)計數(shù)值并不低，只是粉細砂巖在砂巖厚度中的占比較大，反映水動力減弱。在分流水道的末端及兩側連片沉積了大量粒級較小的碎屑顆粒，指示攜砂能力較弱的沉積微相的發(fā)育位置及展布形態(tài)。

3.4 砂巖中泥質砂巖占比等值線圖

泥質砂巖厚度與砂巖厚度比值等值線圖表示地層中泥質砂巖厚度在砂巖厚度中的百分含量于平面上的展布特征，該特征通常指示河道間、席狀砂及湖相等相帶發(fā)育的位置。該期泥質砂巖含量較少，僅集中在H631、H42等井區(qū)，其他范圍內僅零星發(fā)育(圖2d)。

3.5 沉積微相平面展布特征

研究區(qū)H11、Qi17、H4、J31等井區(qū)砂巖厚度占地層厚度比值達到40%以上，砂巖中粗粒沉積砂巖的含量達到了80%以上，判斷為水下分流河道沉積微相展布區(qū)。Q14、Q5等井區(qū)砂巖含量同樣大于40%，但砂巖中粗粒沉積砂巖的含量明顯降低，含量不足20%，巖性以粉砂巖、細砂巖為主，粉、細砂巖的厚度比值達到40%，判斷該類區(qū)域為水下分流河道間或廢棄河道沉積微相展布區(qū)，泥質砂巖厚度與砂巖厚度比值高為廢棄河道沉積，低則為分流河道間沉積；Sh206、Sh92等井區(qū)砂巖含量達60%以上，粗砂巖厚度與砂巖厚度比值小于20%，粉細砂巖厚度與砂巖厚度的比值達60%，判斷為河口壩及席狀砂沉積微相展布區(qū)(圖3)。

圖2基準面上升期單因素分析

3.6 沉積相標志對應特征

巖心觀察顯示，沉積物粒度粗，巖性以粗砂、含礫砂巖礫巖為主(圖4a)，牽引流沉積構造特征明顯，常見定向排列的泥礫(圖4c)，底部沖刷構造發(fā)育(圖4d)，其上巖性多發(fā)育槽狀(圖4e)、板狀(圖4f)等交錯層理，垂向上由多個由粗變細的正韻律層序組成，層序頂部多為一段淺湖相泥巖，泥巖顏色以灰色為主(圖4b)，反映了水下分流河道的形成、充填、直至廢棄的全過程[19]。

粒度概率曲線特征表現(xiàn)出3種類型：①兩段式(圖5a)；②高斜—跳—懸夾過渡式(圖5b)，反映河口區(qū)中等能量的動蕩水流環(huán)境；③粒度分布范圍寬、總體斜率低的多段式(圖5c)，反映洪水期能量較強的不穩(wěn)定水流入湖、快速堆積的結果，指示扇三角洲前緣水下分流河道沉積微相。巖心觀察及粒度特征反映的沉積微相類型與沉積微相平面展布圖相吻合。

圖3基準面上升期沉積微相展布

圖4 歡雙地區(qū)扇三角洲前緣沉積相標志

圖5 歡雙地區(qū)扇三角洲沉積粒度概率曲線特征

4 討 論

油田開發(fā)區(qū)具有鉆井資料豐富、沉積相研究精度要求高的特點，一般都進行過等時地層格架劃分、精細的小層對比或油層對比，客觀上提供了分粒級統(tǒng)計巖性厚度的數(shù)據(jù)基礎，而且小層沉積微相展布是油田井位重要的部署依據(jù)。鑒于該方法在歡雙地區(qū)沙二段沉積微相定量研究中取得較好的應用效果，認為在油田開發(fā)區(qū)的沉積相研究中，除了使用常規(guī)的單因素分析結合地震相等多種因素綜合研究之外，還應對不同粒度砂巖所代表的微相類型進行解剖，統(tǒng)計分析各沉積微相中不同粒度沉積物含量的差別，利用各粒級砂巖的相對百分含量來刻畫沉積微相，以取得更好的效果。

相對單因素作圖法定量研究沉積微相是在實際的研究工作中總結、提出的，相對缺乏不同地區(qū)、不同沉積微相大量細致地野外露頭定量研究、對比、數(shù)據(jù)統(tǒng)計及實驗驗證，需要進一步的研究、論證與完善。此研究成果提供了一個沉積微相定量研究的思路，希望對廣大的地質工作者有所啟發(fā)。

5 結 論

(1) 以巖心觀察為依據(jù)，研究區(qū)扇三角洲前緣可進一步劃分為水下分流河道、河口壩、席狀砂、廢棄河道和河道間共5種沉積微相。通過統(tǒng)計分析大量的測井 、錄井資料, 認為中—粗砂巖(包含礫巖)、粉細砂巖、泥質砂巖3種巖性厚度在砂巖厚度中的比值特征與扇三角洲前緣各個沉積微相存在良好的對應關系。

(2) 應用“相對單因素作圖法”對遼河盆地歡雙地區(qū)沙二段扇三角洲沉積體系下沉積微相的平面展布特征進行研究，定量刻畫出基準面上升期H11、Qi17、H4、J31等井區(qū)位置的水下分流河道、Hn5井區(qū)的河口壩及Sh206、Sh92等井區(qū)的席狀砂展布特征，為研究區(qū)巖性油氣藏的勘探選區(qū)提供了較為精確的依據(jù)。

(3) 相對單因素作圖法是對單因素分析多因素綜合做圖法的完善和補充，對定量分析沉積微相的平面展布特征更為精確，特別是水下分流河道、河口壩等有利相帶的位置的確定更加準確，且方法較為簡單，油田開發(fā)生產實踐中可推廣使用。

致謝：感謝中國石油大學(華東)陳世悅教授在論文構思與寫作上給予的指導；感謝中國石油遼河油田勘探開發(fā)研究院劉寶鴻及康武江高級工程師在論文完成過程中給予的幫助和指導。