商曉飛，段太忠，侯加根，李燕

（1.中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083；2.中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249；3.中海油研究總院有限責(zé)任公司，北京 100028）

0 引言

湖泊濱岸砂壩是波浪、湖流等水動(dòng)力將匯聚入湖的砂體（河流、三角洲和扇三角洲等）重新攪起、搬運(yùn)并再次沉積而成[1-3]，其沉積特征、規(guī)模大小、空間分布主要與地貌條件、波浪能量以及物源供給等因素有關(guān)[4-8]。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為湖泊砂壩沉積在灘壩沉積體系中其砂質(zhì)更純、砂體分選性好、內(nèi)部夾層不發(fā)育，通常會(huì)形成砂地比高、物性好的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集體[9]。然而，隨著油田的深入開(kāi)發(fā)，復(fù)雜的注采關(guān)系顯示砂壩砂體的連通特征并非如同均質(zhì)儲(chǔ)集層一樣簡(jiǎn)單，其內(nèi)部同樣發(fā)育影響流體滲流的泥質(zhì)組分[10-11]。實(shí)際上，湖泊砂壩在沉積過(guò)程中受湖平面升降的影響而頻繁地遷移擺動(dòng)，砂體之間的疊置關(guān)系復(fù)雜[12-13]，而目前對(duì)濱岸砂壩的研究仍缺乏對(duì)其空間分布的認(rèn)識(shí)。為了厘清砂壩儲(chǔ)集層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)集層構(gòu)型研究在濱岸砂壩油藏精細(xì)描述中顯得越來(lái)越重要。

因水體能量、湖平面升降、波浪作用等因素的變化，濱岸砂壩沉積具有級(jí)次性，不同級(jí)次砂體在沉積展布上有一定的約束關(guān)系。對(duì)砂壩儲(chǔ)集層來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)關(guān)注的構(gòu)型單元主要為：復(fù)合砂壩砂體、單一砂壩和壩內(nèi)增生體（對(duì)應(yīng)Miall構(gòu)型體系的5～3級(jí)）[14]。復(fù)合砂壩砂體是中期旋回限定的構(gòu)型要素，由一個(gè)或多個(gè)單一壩組成；受超短期旋回的控制，單一壩砂體內(nèi)部又可進(jìn)一步細(xì)分出一個(gè)或多個(gè)增生體（韻律層）。構(gòu)型要素之間對(duì)應(yīng) 3個(gè)級(jí)次構(gòu)型界面（即砂體間的隔夾層），不同級(jí)次隔夾層其成因、分布和沉積特征有所差異[10]。

目前，雖然已經(jīng)基本明確復(fù)合砂壩砂體的總體展布，但是對(duì)砂壩儲(chǔ)集層內(nèi)部結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)仍不清；導(dǎo)致井間砂體和隔夾層的展布不明確，降低了復(fù)合砂壩砂體內(nèi)對(duì)單一砂壩及其增生體的刻畫精度，影響油田進(jìn)一步開(kāi)發(fā)效果。儲(chǔ)集層構(gòu)型分析的重點(diǎn)為構(gòu)型單元的空間疊置情況和構(gòu)型界面（或隔夾層）的展布特征兩個(gè)方面。對(duì)湖泊濱岸砂壩儲(chǔ)集層來(lái)說(shuō)，前者對(duì)應(yīng)砂壩內(nèi)部砂、泥組合和空間配置關(guān)系，后者主要對(duì)應(yīng)砂壩內(nèi)部泥質(zhì)沉積的分布規(guī)律，而相應(yīng)的研究均需要地質(zhì)模式的指導(dǎo)。本文選取構(gòu)造和沉積特征相似的兩個(gè)湖盆為研究對(duì)象，基于峽山湖現(xiàn)代砂壩內(nèi)部砂泥沉積配置關(guān)系的新認(rèn)識(shí)，對(duì)板橋凹陷砂壩儲(chǔ)集層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)解剖，以期豐富湖泊濱岸砂壩儲(chǔ)集層沉積理論并指導(dǎo)類似油藏的高效開(kāi)發(fā)和剩余油挖潛。

1 板橋凹陷砂壩儲(chǔ)集層沉積背景

本文研究的古代湖泊砂壩儲(chǔ)集層位于渤海灣盆地黃驊坳陷板橋凹陷。板橋凹陷是黃驊坳陷的次級(jí)凹陷，表現(xiàn)出斷陷湖盆的特點(diǎn)[15]，其北翼陡、南翼緩（見(jiàn)圖1a）。古近系沙河街組二段沉積時(shí)期是渤海灣盆地多個(gè)凹陷的斷陷間歇期[16-17]，構(gòu)造活動(dòng)趨于穩(wěn)定，湖水分布廣且淺。據(jù)巖心、測(cè)井、地震等資料及前人研究成果，來(lái)自北大港潛山一帶的辮狀河三角洲為湖盆提供了充沛的物源砂體，并在波浪作用下被搬運(yùn)、再沉積，在板橋凹陷南部緩坡帶一側(cè)，形成了大面積的濱岸砂壩和席狀灘沉積[18-19]，是沙二段沉積期分布最廣的沉積體系。

對(duì)板橋凹陷38口取心井巖心觀察，沙二段沉積并未見(jiàn)明顯的沖刷-充填構(gòu)造，且均以深灰色泥巖與灰色砂巖呈不等厚互層為特征。根據(jù)灘壩砂體的巖性分布等特征，將其分為灘砂和壩砂兩個(gè)亞相（見(jiàn)圖2a），其中灘砂亞相主要呈薄層砂體，按照與壩砂的位置分為內(nèi)緣灘、外緣灘和壩間微相[9]；壩砂亞相（即湖泊濱岸砂壩）是灘壩沉積體系中最重要的構(gòu)成單元，內(nèi)部夾層發(fā)育，單期砂壩沉積砂地比高，按照沉積部位分為壩中心和壩側(cè)翼微相[9,11]。湖泊砂壩儲(chǔ)集層巖性以粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖和含礫砂巖為主，砂巖中石英含量約為 60%，總體具有較高的成分成熟度[9]。砂體粒度分布主要以跳躍組分為主，懸浮組分不到1%，反映了砂壩沉積遠(yuǎn)離河口，未受到河流、三角洲等物源砂體注入的影響[9]。另外，板橋凹陷沙二段發(fā)育多種波浪成因的沉積構(gòu)造，如沖洗交錯(cuò)層理、低角度交錯(cuò)層理以及浪成波紋交錯(cuò)層理均代表多向水流的存在；順層分布的植物炭屑、浪成波痕等層面構(gòu)造也均指示出該區(qū)為淺水環(huán)境下明顯變到波浪的沖刷和改造作用[9]。

目前該油田湖泊濱岸砂壩油藏已探明儲(chǔ)量數(shù)千萬(wàn)噸，近10年來(lái)，該油田針對(duì)沙二段儲(chǔ)集層鉆井150余口，取得了良好的開(kāi)發(fā)效果。因砂壩砂體沉積厚，儲(chǔ)集物性更好，多為條帶狀平行湖盆邊緣展布，是灘壩儲(chǔ)集層構(gòu)型解剖和隔夾層描述的主體部位。從已經(jīng)開(kāi)發(fā)的鉆井來(lái)看，高產(chǎn)井射開(kāi)的油層多屬于壩砂沉積。正確認(rèn)識(shí)砂壩砂體和隔夾層的空間展布是該油田砂壩油藏進(jìn)一步勘探開(kāi)發(fā)面臨的重要課題。

圖1 板橋凹陷構(gòu)造背景圖（a）及峽山湖現(xiàn)代沉積考察區(qū)地理位置（b）（據(jù)文獻(xiàn)[9-10]修改）

圖2 板橋油田沙二段濱Ⅳ-2小層砂壩（a）與峽山湖現(xiàn)代砂壩（b）沉積微相圖

2 現(xiàn)代湖泊濱岸砂壩沉積特征

本次考察的湖泊砂壩位于中國(guó)山東省濰坊市境內(nèi)的峽山湖，屬第四紀(jì)全新世現(xiàn)代沉積。湖泊形狀似喇叭狀，面積約140 km2，周邊發(fā)育濰河、洪溝河等物源供給水系。峽山湖在地勢(shì)上同樣表現(xiàn)出斷陷湖盆的特點(diǎn)（見(jiàn)圖1b），西邊陡、東邊緩，并發(fā)育多種湖泊沉積體系及其相關(guān)沉積構(gòu)造[20]。受北風(fēng)和西南季風(fēng)影響，湖面常出現(xiàn)較強(qiáng)的湖浪和沿岸流作用，同樣在緩坡帶一側(cè)形成了范圍較大的砂壩聚集發(fā)育區(qū)[10]，因近年氣候干旱，湖水水位大幅度下降，多個(gè)濱岸砂壩暴露于水面之上。在砂壩發(fā)育的東南岸緩坡一帶的后店村和鄭公村附近（見(jiàn)圖1b），避開(kāi)了陡坡帶和河口沉積的干擾，砂壩沉積完全受控于波浪作用，且砂層、泥質(zhì)層的交互沉積清晰可見(jiàn)，為標(biāo)識(shí)砂壩內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供了良好的素材。

峽山湖濱岸砂壩多呈條狀沿岸成行排列，緊靠濱岸的砂壩距湖面最高約4 m，寬約22～45 m，在橫切剖面上呈底平頂凸的透鏡狀，總體背湖坡緩、向湖坡陡（見(jiàn)圖2b）。在平面上，砂壩呈兩頭尖的橢圓形或新月形，長(zhǎng)軸近北北東方向（見(jiàn)圖3a）。峽山湖現(xiàn)代砂壩主要沉積物為黃色中砂、細(xì)砂，局部可見(jiàn)粗砂和礫石沉積（平均礫徑為0.3 cm），成分主要為石英、長(zhǎng)石，發(fā)育板狀交錯(cuò)層理、浪成波紋交錯(cuò)層理和波狀層理等多種沉積構(gòu)造（見(jiàn)圖3b）。砂壩前端沉積物濕潤(rùn)并有生物介殼堆積，在主體部位以較純的黃色砂質(zhì)沉積為主，分選性好，可見(jiàn)生物潛穴鉆孔（見(jiàn)圖3c）。砂壩表面發(fā)育由于沙波遷移而形成的波狀起伏的層面構(gòu)造，尤其在砂壩背湖一側(cè)波痕發(fā)育較為明顯（見(jiàn)圖3d）。砂壩之間及周緣發(fā)育灘砂沉積，其地形高度低于砂壩。灘砂以細(xì)砂、粉砂沉積為主，不發(fā)育板狀交錯(cuò)層理等強(qiáng)水動(dòng)力作用的沉積構(gòu)造，可見(jiàn)多個(gè)面積小但深度大的單向波痕。由于波浪水流流速降低，懸浮的黏土物質(zhì)易沉積下來(lái)形成泥質(zhì)層，與灘砂砂體交互沉積。

圖3 峽山湖東南岸現(xiàn)代湖泊砂壩的沉積特征

受湖泊面積、物源供給、氣候、沉積時(shí)間等因素的影響，砂壩儲(chǔ)集層規(guī)模比現(xiàn)代砂壩沉積大得多。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，雖然板橋凹陷沙二段單一砂壩的規(guī)模（長(zhǎng)度平均為2 200 m，寬度約553 m，最大厚度達(dá)20 m）約是峽山湖現(xiàn)代砂壩沉積的13～14倍，但在砂壩的形態(tài)，如長(zhǎng)寬比（約4.2）、寬厚比（約26）等方面，現(xiàn)今砂壩與古代砂壩儲(chǔ)集層具有較好的一致性。由于砂壩的沉積均主要受控于波浪作用且沉積過(guò)程類似，砂壩的充填特征、砂泥空間分布等內(nèi)在結(jié)構(gòu)方面具有一定的可比性[10]。為了厘清砂壩內(nèi)部砂體和細(xì)粒泥質(zhì)的沉積特征，本次在峽山湖東南岸現(xiàn)代砂壩共布置45個(gè)淺鉆孔，平均鉆孔深度1.3 m，共取樣約60 m，其中最深鉆孔鉆深約2.8 m，可直觀解析砂壩沉積的巖性變化、相序特征以及不同構(gòu)型單元的垂向堆積關(guān)系（見(jiàn)圖4）。在淺鉆孔基礎(chǔ)上配合布設(shè)2個(gè)探坑（分別在砂壩內(nèi)外緣處）和1個(gè)探槽，以更好地觀察沉積物的充填變化、沉積構(gòu)造以及砂、泥沉積的側(cè)向分布，并確定沉積體的邊界。

圖4 峽山湖東南岸淺鉆孔獲取的現(xiàn)代砂壩沉積特征及其垂向序列（位置見(jiàn)圖2b典型鉆孔）

泥質(zhì)沉積與砂壩的發(fā)育過(guò)程密切相關(guān)，而單一砂壩又可直接覆蓋在原有的砂壩、淺灘或湖相泥質(zhì)沉積之上[21]。砂壩在平面上的多列出現(xiàn)，反映了單一砂壩的遷移疊置，在垂向上也會(huì)出現(xiàn)不同構(gòu)型級(jí)次的砂體與泥質(zhì)的交互沉積。本文研究的總體思路就是通過(guò)分析現(xiàn)代湖泊砂壩不同部位在縱向上的砂泥組合樣式及其組合序列，總結(jié)砂壩中砂泥的空間分布規(guī)律及其影響因素，結(jié)果旨在建立一個(gè)能夠揭示砂壩內(nèi)在結(jié)構(gòu)的地質(zhì)模式，為指導(dǎo)相似砂壩儲(chǔ)集層的精細(xì)解剖提供可靠的依據(jù)。

3 濱岸砂壩的砂泥組合樣式

砂壩在沉積過(guò)程中，泥質(zhì)層與砂層頻繁交織，一個(gè)單一砂壩在自身沉積時(shí)因湖平面波動(dòng)會(huì)有砂泥的充填，而砂壩在向其他沉積單元（另一期單一砂壩、灘砂或湖相泥）轉(zhuǎn)變時(shí)同樣也會(huì)有砂泥的變化。由于砂體與泥巖厚度在不同微相間有所差異，精細(xì)對(duì)比每一個(gè)砂層或泥層容易造成較大誤差，而根據(jù)砂、泥沉積在縱向上的組合特征，總結(jié)出組合樣式，則能夠更容易地進(jìn)行空間對(duì)比。綜合峽山湖濱岸淺鉆孔抽提取樣所得到的砂壩沉積序列，對(duì)比板橋凹陷砂壩儲(chǔ)集層鉆井實(shí)際資料，依據(jù)縱向上不同沉積微相間的堆積情況和砂、泥質(zhì)層厚度（見(jiàn)圖4），劃分出砂泥薄互層式、厚泥厚砂式和薄泥厚砂式3種砂、泥組合樣式（見(jiàn)表1）。

3.1 砂泥薄互層式

砂泥薄互層式組合表現(xiàn)為縱向上薄層砂和薄層泥的交互沉積，砂層和泥質(zhì)層厚度大致相當(dāng)，約1～5 cm。從峽山湖現(xiàn)代砂壩的多個(gè)淺鉆孔發(fā)現(xiàn)，互層數(shù)隨砂壩不同的部位而有所差異：在兩個(gè)單一砂壩之間，因砂壩遷移過(guò)程中在砂壩疊置區(qū)水動(dòng)力變化頻繁[7,10]，砂泥互層較多，約為3～6套；在新沉積的砂壩頂部，互層數(shù)明顯減少，約1～3套（見(jiàn)表1）。砂層以細(xì)砂、中—細(xì)砂為主，泥質(zhì)層中夾雜粉砂質(zhì)。砂泥薄互層沉積通常發(fā)育在一個(gè)單一砂壩內(nèi)的頂部，反映了湖平面變化時(shí)的短期震蕩。

在板橋油田沙二段湖泊砂壩儲(chǔ)集層中，鉆井資料顯示該類組合樣式多見(jiàn)于一套厚層砂體的上部，砂巖層多以細(xì)砂巖為主，沉積相多解釋為灘砂亞相。砂巖層和泥巖層厚度基本相當(dāng)，約1～2 m，互層數(shù)約3套，整體厚度受沉積的影響變化較大，約5～8 m，測(cè)井曲線呈多指狀。

3.2 厚泥厚砂式

該類樣式同樣呈現(xiàn)出明顯的泥質(zhì)和砂質(zhì)交互沉積的特點(diǎn)，但泥質(zhì)和砂質(zhì)層均較厚，且互層數(shù)少，僅1～2套，并通常表現(xiàn)出下泥上砂的沉積序列。泥質(zhì)沉積顏色相較砂泥薄互層中的泥質(zhì)明顯偏暗，厚度約10～20 cm；砂質(zhì)沉積厚度從5 cm到十幾厘米變化不等（見(jiàn)表1）。多個(gè)淺鉆孔對(duì)比發(fā)現(xiàn)，縱向位置相當(dāng)?shù)模烧J(rèn)為是同時(shí)期形成）單層泥或砂在平行岸線方向厚度相對(duì)穩(wěn)定，而垂直岸線方向厚度變化較大，并向岸方向逐漸減薄至尖滅。砂質(zhì)層含粉砂、細(xì)砂沉積，泥質(zhì)層成分較純，以粉砂質(zhì)泥和黏土沉積為主，含有生物介殼。

在板橋凹陷沙二段砂壩儲(chǔ)集層中，該類樣式沉積厚度約 4.2～15.0 m，常發(fā)育于單一砂壩的頂部或底部，有時(shí)可見(jiàn)薄層灘砂沉積。砂巖層巖性為細(xì)砂巖、中砂巖，可見(jiàn)波狀交錯(cuò)層理等反映砂壩的沉積構(gòu)造。油田鉆井資料顯示砂巖部分測(cè)井曲線呈齒狀箱型或漏斗型，說(shuō)明新一期砂壩沉積初期水體能量存在一定的波動(dòng)。

表1 砂壩沉積中的3種砂泥充填樣式

3.3 薄泥厚砂式

該種組合樣式表現(xiàn)為厚層砂與薄層泥交互沉積的特點(diǎn)，互層數(shù)為1～4套，且互層數(shù)和總厚度在平面上的不同部位有所變化。泥質(zhì)層厚度相對(duì)比較穩(wěn)定，約0.5～5.0 cm，以棕灰色泥質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì)泥為主；砂質(zhì)層厚度約10～25 cm，巖性以細(xì)砂和中砂為主，可見(jiàn)傾向明顯相反的沖洗交錯(cuò)層理和浪成波紋交錯(cuò)層理，反映了砂壩沉積時(shí)期較強(qiáng)的水動(dòng)力環(huán)境。同一期次組合沉積中的砂質(zhì)層有向上變厚、變粗的趨勢(shì)，呈現(xiàn)一定的反粒序特征（見(jiàn)圖4）。薄泥厚砂式組合通常發(fā)育在厚砂厚泥組合沉積的上部，并向上過(guò)渡為砂泥薄互層式組合沉積，有時(shí)與前兩種組合樣式?jīng)]有明確的分界而形成復(fù)合式組合。

在板橋油田砂壩儲(chǔ)集層中，該類充填樣式發(fā)育在單一砂壩內(nèi)部，砂層巖性多為中—粗砂巖，可見(jiàn)明顯的波浪成因沉積構(gòu)造。其互層個(gè)數(shù)在壩中心區(qū)域較多，約3～5套，單層砂體厚度約4～8 m，泥質(zhì)層厚度約1～2 m；壩側(cè)翼處該充填樣式個(gè)數(shù)減少，砂層厚度有所減薄，約2～4 m。測(cè)井曲線總體表現(xiàn)出厚層箱型并在薄層泥巖處具有回返的特點(diǎn)。

4 濱岸砂壩的泥質(zhì)沉積成因類型及分布特征

濱岸砂壩中的泥質(zhì)沉積多是砂壩沉積過(guò)程中水動(dòng)力條件變化導(dǎo)致沉積物巖性差異而形成的，表現(xiàn)為多種細(xì)粒巖相的沉積[10,22]。這些細(xì)粒沉積組分會(huì)成為砂壩儲(chǔ)集層中各式各樣的隔夾層，嚴(yán)重影響著儲(chǔ)集層非均質(zhì)性和地下流體的滲流（見(jiàn)表2）。本次以峽山湖現(xiàn)代砂壩沉積作為實(shí)例進(jìn)行剖析，明確泥質(zhì)沉積的成因類型、沉積特征、空間展布及其規(guī)模，并進(jìn)一步理清不同泥質(zhì)沉積與砂壩砂體在空間上所組成的砂泥組合樣式，獲取砂壩沉積砂泥空間配置關(guān)系，如此可在板橋油田砂壩儲(chǔ)集層（或相似砂壩儲(chǔ)集層）構(gòu)型解剖過(guò)程中，充分借鑒并應(yīng)用相關(guān)解析和規(guī)律，提升對(duì)砂壩儲(chǔ)集層泥質(zhì)隔夾層成因和分布的認(rèn)識(shí)，為儲(chǔ)集層開(kāi)發(fā)中后期剩余油挖潛提供更可靠的依據(jù)。

表2 砂壩儲(chǔ)集層隔（夾）層分級(jí)表及沉積特征

4.1 泥質(zhì)沉積成因類型

4.1.1 湖平面變化造成的泥質(zhì)沉積

①半深湖—深湖泥質(zhì)沉積。一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期形成的一系列湖泊濱岸砂壩，其底部常見(jiàn)一套分布穩(wěn)定的泥質(zhì)細(xì)粒沉積。該類細(xì)粒沉積在現(xiàn)代沉積中都在湖泊水位以下（如圖2b中的A處），泥質(zhì)松軟且淤積水分而難以利用淺鉆孔取樣，但在古代砂壩儲(chǔ)集層的巖心等資料中可以很明顯地觀察到半深湖—深湖泥質(zhì)沉積。沉積物巖性主要為黑色、深灰色泥巖以及黑褐色泥頁(yè)巖，含有灰色含泥質(zhì)灰?guī)r，總體呈顏色深、粒度細(xì)、有機(jī)質(zhì)含量高等特點(diǎn)。半深湖—深湖泥巖沉積構(gòu)造類型簡(jiǎn)單，為塊狀層理或水平層理，可見(jiàn)季節(jié)性的韻律層理及藻類化石。

②砂泥互層式淺灘沉積。復(fù)合砂壩砂體中的厚砂層為許多單一砂壩相互疊置而成。一期單一砂壩發(fā)育的終結(jié)多是由于湖平面變化導(dǎo)致的水動(dòng)力環(huán)境的改變，而兩期單一砂壩砂體之間水動(dòng)力條件變化頻繁[10]，通常發(fā)育砂泥互層式淺灘沉積。該類細(xì)粒巖相多發(fā)育在砂泥薄互層式沉積序列中，在現(xiàn)代砂壩沉積和古代砂壩儲(chǔ)集層巖心中均可識(shí)別。該類細(xì)粒巖相的厚度在不同的單一砂壩沉積中有所差別?，F(xiàn)代砂壩沉積中，其表層上覆的灘砂呈多個(gè)砂泥互層，總厚度約0.2～0.4 m；平面上，垂直岸線展布約10～20 m，向岸方向互層數(shù)減少可見(jiàn)零星的生物介殼（見(jiàn)圖5a）。

圖5 峽山湖東南岸砂泥互層式淺灘與壩后泥質(zhì)的現(xiàn)代沉積照片（位置分別為圖2b中的B、C處）

4.1.2 湖水滯留形成的泥質(zhì)沉積

砂壩的沉積對(duì)波浪起到一定的阻擋作用，當(dāng)砂壩出露水面或與湖平面持平時(shí)，壩后則會(huì)出現(xiàn)一定范圍被砂壩遮擋的靜水區(qū)域，水體懸浮物質(zhì)逐漸沉降形成泥質(zhì)含量較高的細(xì)粒沉積[23]。壩后泥的厚度在靠近砂壩處較大，約10～20 cm，遠(yuǎn)離砂壩，厚度變小直至尖滅，展寬十幾米至數(shù)十米。與半深湖—深湖泥不同，壩后泥沉積環(huán)境總體具有水靜、不流通的特點(diǎn)，且常含有大量的生物介殼以及少量陸源碎屑、輪藻，紋理和水平層理沉積構(gòu)造發(fā)育。另外，壩后泥沉積在枯水期易長(zhǎng)時(shí)間暴露地表并可見(jiàn)泥裂構(gòu)造（見(jiàn)圖5b）。

4.1.3 洪水注卸帶來(lái)的落淤泥質(zhì)沉積

峽山湖現(xiàn)代沉積砂壩內(nèi)部常發(fā)育薄層的以泥質(zhì)、粉砂質(zhì)細(xì)粒沉積為主的落淤層（見(jiàn)圖6a）。泥質(zhì)落淤層主要發(fā)育在壩砂體內(nèi)部，縱向上與砂層形成薄泥厚砂式組合，其厚度一般為 0.5 cm到十幾厘米（見(jiàn)圖6b）。單一砂壩的發(fā)育是多個(gè)增生體垂向或側(cè)向加積的過(guò)程，增生體之間發(fā)育落淤泥質(zhì)沉積[7,10]。在壩中心區(qū)域，砂體厚度大，增生體縱向堆積最多，增生體之間的落淤層也較多[24]，可達(dá)2～4層/m；在壩側(cè)翼部位，增生體發(fā)育較少，落淤層密度約為1～2層/m。砂壩迎浪一側(cè)因波浪沖刷強(qiáng)烈，落淤層厚度薄，且連續(xù)性差。砂壩頂部至背浪一側(cè)，由于泥質(zhì)懸浮物質(zhì)在波浪回流時(shí)受砂體遮擋容易沉積下來(lái)，落淤層最發(fā)育[10]，厚約3～4 cm，平面分布較為穩(wěn)定，可追蹤距離達(dá)15 m。總之，從砂壩外緣到內(nèi)緣，泥質(zhì)落淤層因保存程度變好而層數(shù)增多、厚度增大。

圖6 峽山湖東南岸現(xiàn)代砂壩內(nèi)部落淤泥質(zhì)沉積照片（位置見(jiàn)圖2b中的D處）

4.2 泥質(zhì)沉積分布特征

湖泊濱岸沉積體系中，半深湖—深湖泥位于遠(yuǎn)離砂壩向湖延伸一側(cè)的廣闊水域地區(qū)，常分布于枯水面以下，屬于湖相泥。由于湖平面的快速上升，原濱岸砂壩群被迅速?zèng)]于水下，隨著湖水加深，水體能量逐漸減弱，且受波浪影響較小。湖水中以漂浮、懸浮方式為主的細(xì)粒物質(zhì)緩慢堆積，形成具有一定厚度、分布穩(wěn)定的泥質(zhì)沉積體。半深湖—深湖泥常常完全覆蓋在復(fù)合砂壩砂體的上部，成為下一期砂壩沉積的湖底。當(dāng)湖平面下降，再次進(jìn)入波浪作用區(qū)，半深湖—深湖泥的頂部便會(huì)沉積新一期的濱岸砂壩。因此，半深湖—深湖泥巖可看成是相鄰兩個(gè)砂壩沉積期的分界面（7級(jí)構(gòu)型界面，也是分布穩(wěn)定的隔層），同時(shí)也代表了一期湖水的大范圍進(jìn)退。

湖平面升降造成同一位置波浪能量帶頻繁變化[9,25]，使單一砂壩沉積多表現(xiàn)出相互疊置的空間分布模式。砂泥互層式淺灘多發(fā)育于單一砂壩的頂端，在縱向上與單一砂壩交替沉積，平面上常見(jiàn)于兩期單一砂壩砂體疊置區(qū)域（8級(jí)構(gòu)型界面，常形成物性隔層）；因此，識(shí)別與劃分單一砂壩是預(yù)測(cè)該類細(xì)粒巖相展布的關(guān)鍵。湖水滯留泥質(zhì)沉積主要分布在砂壩后方的地形平緩區(qū)域。若水體快速上升，漫過(guò)已有的砂壩和壩后泥，在其之上易沉積新一期的砂壩。因此，壩后泥質(zhì)沉積同樣代表了相鄰兩期單一砂壩之間的分界面（8級(jí)構(gòu)型界面，較為穩(wěn)定的巖性隔層）[26]，在平面上，壩后泥常與砂壩相間排列（見(jiàn)圖7）。

落淤層形成的物質(zhì)基礎(chǔ)是湖盆中搬運(yùn)一定量的泥、粉砂質(zhì)泥等細(xì)粒懸浮物質(zhì)[26-27]。單一砂壩形成過(guò)程中，若遇洪水期則陸源碎屑會(huì)攜帶大量泥沙注入湖盆，在一定水動(dòng)力條件下，較輕的細(xì)粒懸浮物會(huì)隨波浪攪動(dòng)，在同時(shí)期發(fā)育的砂壩增生體表面沉積下來(lái)形成落淤層。因此，落淤層代表了單一砂壩內(nèi)部增生體之間的分界面（9級(jí)構(gòu)型界面，常為不穩(wěn)定的泥質(zhì)夾層），其展布特征與增生體在單一砂壩內(nèi)部的堆積樣式密切相關(guān)[10]。增生體表面微地貌的陡緩、波浪作用的侵蝕程度影響著落淤層沉積的寬度和連續(xù)性。

由于砂壩各沉積相帶水動(dòng)力條件的變化，落淤層在不同區(qū)域其厚度和連續(xù)性有所差異，進(jìn)而影響單一砂壩內(nèi)部砂體的連通情況。例如，落淤層不發(fā)育的地區(qū)，相鄰兩期沉積的增生體（砂層）常呈大面積相互接觸，砂體連通性好；落淤層連續(xù)發(fā)育的區(qū)域，其上下兩期增生體（砂層）之間往往被落淤層大范圍分隔，砂體連通性差。落淤層巖性細(xì)，孔、滲性差，具有一定的滲流遮擋能力，是砂壩內(nèi)部最主要的夾層類型，也是造成砂壩沉積體非均質(zhì)性的重要因素。

圖7 峽山湖東南岸單一砂壩與壩后泥沉積的分布

5 討論

5.1 濱岸砂壩泥質(zhì)沉積模式

對(duì)現(xiàn)代湖泊砂壩沉積的淺鉆孔分析發(fā)現(xiàn)，在同一個(gè)單一砂壩沉積中，砂壩的規(guī)模和形態(tài)控制著其砂泥充填樣式的厚度和展布規(guī)模；例如，壩中心區(qū)域的薄泥厚砂式沉積充填較為發(fā)育且總厚度較大，厚砂厚泥式充填少見(jiàn)，而在壩后區(qū)域則與其相反。

根據(jù)一個(gè)單一砂壩在不同部位砂泥組合樣式的差異發(fā)育情況，結(jié)合湖泊濱岸砂壩沉積環(huán)境中的泥質(zhì)沉積成因與分布規(guī)律的剖析，建立了針對(duì)砂壩儲(chǔ)集層的泥質(zhì)沉積（即隔夾層）的組合與分布模式（見(jiàn)圖8），探討 7～9級(jí)構(gòu)型級(jí)次下不同成因類型的泥質(zhì)沉積（隔夾層）的空間組合關(guān)系，為理解砂壩的幾何形態(tài)、泥質(zhì)沉積的分布規(guī)律和砂、泥空間配置關(guān)系提供一個(gè)概念性的地質(zhì)模型。

圖8 峽山湖現(xiàn)代湖泊濱岸砂壩的泥質(zhì)沉積組合模式

一個(gè)理想的砂壩可以描述成多種成因的細(xì)粒泥質(zhì)沉積與砂質(zhì)碎屑的組合[26]。在單一砂壩沉積過(guò)程中，不同成因的泥質(zhì)沉積（隔夾層）都有特定的發(fā)育部位，縱向上與砂質(zhì)層組成特定的沉積充填類型。落淤層表現(xiàn)為沿增生體界面向湖盆方向傾斜或近平行展布的細(xì)粒泥質(zhì)沉積[10]，并與增生體常組合形成薄泥厚砂式充填沉積于單一砂壩的內(nèi)部；壩后泥相當(dāng)于沉積相變，形成于單一砂壩沉積之后，分布在砂壩向岸方向的一側(cè)[10,26]，常與上部砂層組合構(gòu)成厚砂厚泥式砂泥組合樣式；砂泥薄互層式淺灘發(fā)育于單一砂壩沉積的末期，縱向主要分布在相鄰兩期單一砂壩之間的疊置區(qū)域。

在該模型中可以不需要統(tǒng)計(jì)單一砂壩的相關(guān)參數(shù)（如長(zhǎng)寬比、寬厚比等），而僅通過(guò)其泥質(zhì)沉積（或隔夾層）的定量信息和砂泥空間對(duì)比，即可推斷砂壩儲(chǔ)集層中砂體的厚度、延展范圍及其連通情況。值得注意的是，該砂壩泥質(zhì)沉積組合模式是依據(jù)對(duì)峽山湖現(xiàn)代砂壩的解剖所建立的一個(gè)理想化的地質(zhì)模型，并不能與所有的湖泊砂壩儲(chǔ)集層完全對(duì)應(yīng)，仍需要根據(jù)地下儲(chǔ)集層的實(shí)際情況，如砂壩的沉積機(jī)制以及物源、水動(dòng)力、基準(zhǔn)面變化等主控因素，予以修正，使其與儲(chǔ)集層內(nèi)部結(jié)構(gòu)相吻合。

5.2 砂壩儲(chǔ)集層砂泥空間配置關(guān)系

湖泊砂壩儲(chǔ)集層因其更容易形成巖性或地層油氣藏[28-30]，以往研究更多還是以找尋砂體、分析砂體分布規(guī)律為主。本次通過(guò)對(duì)現(xiàn)代湖泊砂壩的細(xì)致解剖，認(rèn)為其泥質(zhì)沉積的發(fā)育和展布同樣并非隨機(jī)，而是具有一定規(guī)律性，這種規(guī)律性在更大的時(shí)間尺度上隨多個(gè)砂壩的沉積而往復(fù)出現(xiàn)。探討地質(zhì)歷史條件下的砂壩泥質(zhì)沉積的分布與保存，可以幫助我們更好地理解砂壩儲(chǔ)集層中砂泥空間配置關(guān)系。

在湖泊濱岸砂壩儲(chǔ)集層形成的地質(zhì)歷史時(shí)期（數(shù)萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)年），隨著湖平面升降和波浪能量帶的變化，多個(gè)單一壩體在空間上相互疊置組合。在砂壩復(fù)合體中，單一砂壩每一次遷移，其先前沉積的細(xì)粒泥質(zhì)組分便被不同程度地保存下來(lái)，使得充填于砂壩砂體之間的泥質(zhì)沉積在空間上也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的堆積規(guī)律，從而造成各砂泥組合樣式的發(fā)育頻次、垂向位置、組合序列等隨在砂壩的部位不同而有所差異。利用高分辨率層序地層學(xué)原理，依據(jù)沉積物體積剖分與沉積物堆積樣式的關(guān)系，從可容空間、湖平面震蕩（或短期基準(zhǔn)面旋回）的頻繁程度以及暴露-沖刷時(shí)間3個(gè)主要因素來(lái)分析砂壩與泥質(zhì)沉積組合的空間配置關(guān)系，總結(jié)出兩種典型的地層結(jié)構(gòu)。

在砂壩儲(chǔ)集層中，泥質(zhì)沉積發(fā)育且能夠較好保存往往是與可容空間較高、湖平面震蕩緩慢和短期的暴露-沖刷有關(guān)。例如，當(dāng)可容空間較小時(shí)，砂壩在橫向上的沉積范圍并不寬泛，同時(shí)泥質(zhì)沉積也因?yàn)閱我簧皦蔚囊?guī)模而展布局限。在砂壩沉積速率穩(wěn)定的情況下，若短期基準(zhǔn)面（反映湖平面）旋回小幅震蕩頻繁，使單一砂壩的側(cè)向遷移范圍較窄[4]，甚至以垂向加積為主（見(jiàn)圖9a）。每期單一砂壩形成之后，其頂部仍處于波浪作用改造階段，細(xì)粒泥質(zhì)組分往往還沒(méi)來(lái)得及完全保存便被波浪沖刷破壞，致使泥質(zhì)沉積較薄且連續(xù)性差，泥質(zhì)沉積組合不完整。相反，當(dāng)可容空間較大且湖平面變化緩慢，單一砂壩本身的規(guī)模及其側(cè)向遷移的延展寬度均較大，細(xì)粒泥質(zhì)組分能夠“享受”充分的沉積時(shí)間而厚度較大，且泥質(zhì)沉積組合能夠得到較好保存（見(jiàn)圖9b）。另外，如果暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，泥質(zhì)沉積會(huì)干涸收縮形成泥裂易被后期波浪侵蝕，在一定程度上影響了其保存程度。

砂壩儲(chǔ)集層中，細(xì)粒泥質(zhì)沉積的分布規(guī)律及保存程度影響了砂體連通程度。例如，半深湖—深湖泥巖平面上可以大范圍連續(xù)分布，形成非滲透的隔層，阻礙儲(chǔ)集層流體縱向流動(dòng)；而砂泥互層式淺灘含有一定的砂質(zhì)組分，垂向滲流屏障的遮擋能力相對(duì)弱。然而，這兩種成因的泥質(zhì)沉積覆蓋于砂壩的頂端，當(dāng)湖平面頻繁震蕩（或歷經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間暴露）時(shí)更容易遭受波浪侵蝕，導(dǎo)致儲(chǔ)集層在一定空間中呈現(xiàn)“砂包泥”的配置特征，砂體連續(xù)性好（見(jiàn)圖9a）。反之，泥質(zhì)沉積越發(fā)育且保存較好，會(huì)形成“泥包砂”的配置關(guān)系，砂體雖然橫向展布大，但在垂向上被泥巖大范圍分隔而連通差（見(jiàn)圖9b）。因此，在湖泊濱岸砂壩油藏開(kāi)發(fā)時(shí)，要針對(duì)不同層位、不同砂壩復(fù)合體所反映的砂泥空間配置關(guān)系而區(qū)分對(duì)待。

6 砂壩儲(chǔ)集層精細(xì)表征指導(dǎo)意義

砂、泥巖的空間配置關(guān)系在板橋凹陷砂壩儲(chǔ)集層精細(xì)表征和地質(zhì)模型建立過(guò)程中會(huì)是一個(gè)非常重要的信息，為儲(chǔ)集層更細(xì)致的解剖提供構(gòu)型模式指導(dǎo)，并在地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析、流動(dòng)單元模擬等方面均能夠提供砂、泥巖空間分布和定量關(guān)系的約束條件[31-32]。例如，在板橋凹陷沙二段濱Ⅳ-2小層一個(gè)復(fù)合砂壩砂體中（見(jiàn)圖10a），分布于砂壩頂部的砂泥薄互層淺灘沉積非常常見(jiàn)（即得到較好保存），說(shuō)明該沉積時(shí)期有充足的可容空間且湖平面較為穩(wěn)定。根據(jù)各鉆井的砂泥組合樣式結(jié)合單一壩識(shí)別標(biāo)志[9]，共識(shí)別出 4個(gè)單一砂壩。如bG5井在該小層中有兩套薄泥厚砂式沉積充填，并在之間可見(jiàn)砂泥薄互層式組合樣式，認(rèn)為是鉆遇了兩個(gè)單一砂壩，砂壩之間發(fā)育淺灘沉積；又如 bn5-4井同樣見(jiàn)到薄泥厚砂式組合沉積，其上是相對(duì)厚層泥巖，夾雜薄層灘砂，認(rèn)為是鉆遇了一個(gè)單一砂壩，上覆壩后泥沉積。由單一砂壩的泥質(zhì)沉積組合模式與單一砂壩疊置樣式，復(fù)原得到該復(fù)合砂壩砂體內(nèi)部砂、泥巖在空間中的分布與配置關(guān)系（見(jiàn)圖10b）。

圖9 板橋凹陷沙二段砂壩沉積中的砂泥空間配置關(guān)系及兩種典型地層結(jié)構(gòu)（SP—自然電位，mV；Rt—電阻率，Ω·m）

分析認(rèn)為，該復(fù)合砂壩砂體分為 3期沉積（壩 1和壩2最先沉積，壩3、壩4為第2、第3期沉積），并向湖盆中心方向遷移（見(jiàn)圖10c），壩后泥巖分布在靠岸一側(cè)，半深湖-深湖泥巖多在向湖一側(cè)，砂泥互層式淺灘沉積于單一砂壩疊置區(qū)，落淤層散布在各個(gè)單一砂壩內(nèi)部，其展布總體與復(fù)合砂壩砂體一致。應(yīng)用該成果進(jìn)而指導(dǎo)三維地質(zhì)建模，使建立的模型能夠體現(xiàn)出砂壩儲(chǔ)集層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，尤其是砂、泥巖的空間配置關(guān)系，并可針對(duì)不同成因的細(xì)粒泥質(zhì)巖相賦予不同的物性參數(shù)進(jìn)行模擬，如半深湖—深湖泥滲透率低甚至為零[33]，砂泥互層式淺灘沉積則需要給予一定的滲透率范圍，以更加逼近真實(shí)砂壩儲(chǔ)集層的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和滲流規(guī)律。

不同環(huán)境條件下發(fā)育的砂壩，其泥質(zhì)組分的沉積與保存程度不同[9]，砂壩儲(chǔ)集層中也會(huì)體現(xiàn)出砂、泥巖含量以及各成因類型泥質(zhì)組分占比的差異性。因此，在一個(gè)特定的砂壩儲(chǔ)集層中，理清可容空間、湖平面震蕩的頻繁程度（或基準(zhǔn)面旋回變化的快慢）和暴露-沖刷時(shí)間的長(zhǎng)短，便可對(duì)砂壩沉積地層展布和砂、泥巖的空間組合關(guān)系有一個(gè)更可靠的認(rèn)識(shí)。另一方面，油田開(kāi)發(fā)后期，受沉積、構(gòu)造以及注水性質(zhì)、壓力等多種因素的影響，剩余油分布復(fù)雜，對(duì)其規(guī)律認(rèn)識(shí)不清制約著油田的高效開(kāi)發(fā)，而泥質(zhì)隔夾層的存在是控制油層復(fù)雜水淹形式的主要地質(zhì)因素[34]。因此，在砂壩儲(chǔ)集層開(kāi)發(fā)過(guò)程中，認(rèn)清細(xì)粒泥質(zhì)沉積的成因和分布，針對(duì)砂壩儲(chǔ)集層中不同部位的砂泥配置關(guān)系可采取相應(yīng)的開(kāi)發(fā)策略或優(yōu)化開(kāi)發(fā)方案，避開(kāi)隔夾層的滲流遮擋作用。

圖10 板橋凹陷沙二段濱Ⅳ-2小層砂壩構(gòu)型解剖

7 結(jié)論

峽山湖東南岸發(fā)育典型現(xiàn)代湖泊濱岸砂壩沉積，砂壩在沉積過(guò)程中會(huì)頻繁地砂泥交互。依據(jù)對(duì)現(xiàn)代砂壩沉積的鉆孔取樣分析，砂壩在縱向上表現(xiàn)出砂泥薄互層、厚砂厚泥和薄泥厚砂3種砂泥組合樣式。

砂壩中的泥質(zhì)組分表現(xiàn)為 3種成因類型的細(xì)粒巖相沉積，分別為湖平面變化造成的泥質(zhì)沉積，包括半深湖—深湖泥和砂泥互層式淺灘，壩后水體滯留區(qū)域形成的泥質(zhì)沉積以及洪水注卸帶來(lái)的落淤泥質(zhì)沉積。不同成因泥質(zhì)沉積分布特征不同，半深湖—深湖泥位于遠(yuǎn)離砂壩向湖延伸一側(cè)的廣闊水域地區(qū)、砂泥互層式淺灘多處于單一砂壩頂端、壩后泥質(zhì)沉積位于砂壩后方靜水環(huán)境、落淤層散布在單一砂壩內(nèi)部。

砂壩的內(nèi)在結(jié)構(gòu)可以描述成不同級(jí)次砂體與泥質(zhì)沉積的組合。砂壩泥質(zhì)沉積的分布和保存情況與單一砂壩的規(guī)模和遷移、疊置程度有關(guān)，砂泥空間配置關(guān)系主要受可容空間、短期基準(zhǔn)面旋回的頻繁程度以及暴露-沖刷時(shí)間3個(gè)因素的影響。

每種泥質(zhì)沉積的分布會(huì)形成不同級(jí)次的隔夾層，并影響砂壩儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性和流體滲流。泥質(zhì)沉積組合的分布和保存程度影響著砂壩儲(chǔ)集層中砂、泥巖的空間配置關(guān)系和泥質(zhì)含量的占比變化，并進(jìn)一步對(duì)砂壩儲(chǔ)集層剩余油的分布具有控制作用。

致謝：感謝大港油田采油四廠和大港油田勘探開(kāi)發(fā)研究院給予的實(shí)際油田資料，為本文的研究論證提供了充分的資料基礎(chǔ)。