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松辽盆地南部十屋油田西部营城组沉积微相精细描述-谷成宇

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盆地 南部 油田 西部 营城组 沉积 精细 描述 谷成宇
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科 技情报开发与经济 010 年 第 20 卷 第 9 期十屋油田在构造上位于松辽盆地南部十屋断陷东南隆起区的中央构造带中部 。目前,十屋油田西部有 26 口井钻遇营城组地层,均见到了良好的油气显示 。但由于针对营城组沉积微相的研究工作开展较少,因此对营城组沉积微相类型及平面展布特征认识还不太清 。本文通过对营城组沉积相相标志 、沉积微相类型 、沉积相的划分与沉积演化特征以及沉积微相平面展布特征等方面进行研究,以掌握营城组沉积时期的沉积环境及沉积体系变化情况等 。1 石类型与岩石学特征( 1)岩石类型 。营城组岩性主要为灰褐色 、灰色 、灰黑色泥岩与灰色细中粒长石砂岩,中细粒含钙 、含泥长石砂岩,中粒钙质长石砂岩,粗粒含砾长石砂岩和粗粒含砾岩屑长石砂岩等,砂泥岩呈不等厚 —略等厚互层 。( 2)电性特征 。自然电位曲线相对平直,局部砂岩段呈低幅钟形负异常 。视电阻率曲线在砂岩段呈指状或齿状中高阻特征,电阻率值一般为 20Ω·m~60Ω·m,最高达 320Ω·m。砂岩声波时差值为 190μs/m~220μs/m,泥岩为 220μs/m~270μs/m。( 3)岩石学特征 。岩石薄片的分析表明,营城组砂岩以中粗粒岩屑长石砂岩为主,次为长石岩屑砂岩(见图 1) 。其中石英质量分数为 20%~40%,长石质量分数为 35%~50%;长石主要以钾长石为主,岩屑质量分数为 20%~40%,成分主要为火山岩 。颗粒支撑,次棱角 —次圆状,分选中等;胶结物主要为泥质或灰质,其中泥质质量分数一般为 4%左右,灰质质量分数变化较大,最少为 1%,最大达 26%,偶见硅质胶结物,点 —线接触 。胶结类型有孔隙式 、接触式或孔隙 —接触式胶结,岩性致密 。积构造特征原生沉积构造是识别沉积体系的标志之一,它反映了沉积介质的性质 、流体水动力情况 、沉积物的搬运方式和沉积方式 。通过对研究区钻井取心照片的观察,研究区的砂岩沉积构造发育主要有物理成因的层理 、层面构造和生物成因沉积构造等几大类 。理构造( 1)块状层理 。层内物质均匀 、组分和结构无差异 、不显细层构造的层理在泥岩及厚层碎屑岩中常见(见图 2) 。一般认为块状层理是快速堆积 、沉积物来不及分异而不显细层,也可以是强烈的生物扰动或交代作用破坏原生层理所形成的 。区内块状层理较为发育 。( 2)水平层理和平行层理 。水平层理一般产于细碎屑岩中(见图 3),如泥岩和粉砂岩,形成于水动力条件较弱的环境下,由悬浮物沉积而成,因此代表了低能环境,如半深湖环境 。平行层理一般出现在细砂岩 、中砂岩 、粗砂岩中,形成于较强的水动力条件下,如湖滩环境,常与交错层理共生 。( 3)交错层理 。研究区主要发育斜层理和浪成沙纹交错层理 。斜层理主要见于中细砂岩中,层系厚度较大(见图 4),在分支河道及滨湖滩文章编号 :1005-6033( 2010) 09-0141稿日期 :2010-01-24松辽盆地南部十屋油田西部营城组沉积微相精细描述谷成宇(华北石油局录井公司东北工区,吉林长春, 130062)摘 要:通过收集研究工区区域地质资料及已钻井的钻井取心 、分析化验等资料,对营城组沉积相相标志 、沉积微相类型 、沉积相的划分与沉积演化特征以及沉积微相平面展布特征等进行了研究 。关键词:十屋油田;营城组;沉积相相标志;沉积微相类型;沉积演化;平面展布中图分类号: 献标识码: 屑3 1 1/39075Ⅰ —石英砂岩;Ⅱ —长石石英砂岩;Ⅲ —岩屑石英砂岩;Ⅳ —长石砂岩;Ⅴ —岩屑长石砂岩;Ⅵ —长石岩屑砂岩;Ⅶ —岩屑砂岩ⅠⅡ ⅢⅣ Ⅴ ⅥⅦ图 1 十屋油田营城组砂岩三端元组分分类图图 4 斜层理图 2 块状层理图 3 水平层理141坝 环境可见 。( 4) 沙纹层理主要见于粉细砂岩中,层系厚度一般小于 3 映能量相对较小,为浅湖滩坝边部沉积(见图 5) 。面构造层面构造即在岩层表面呈现出的各种不平坦的沉积构造的痕迹 。研究区内主要发育冲刷 —充填构造 。该沉积构造主要出现在扇三角洲水下分支河道沉积环境(见图 6) 。物成因构造( 1)生物扰动及生物钻孔构造 。其分布在滨浅湖粉细砂岩及泥岩中,在 有见(见图 7) 。( 2)炭屑 、炭质泥岩层 。由埋藏在地层中的植物根茎经过长期演化而来,在研究区多分布在浅湖泥岩中 。屑颗粒特征从已有的薄片鉴定统计数据来看,研究区碎屑岩颗粒多呈次圆状,分选差 ~中等,结构成熟度低 ~中等 。度概率累积曲线特征粒度是重要的碎屑岩岩相标志,粒度概率累积曲线则是最常用的沉积相分析基础图件 。沉积物的粒度一般不是表现为单一的对数正态分布,因此其概率图总是有几个相交的直线段构成 。一般来说碎屑沉积物包括有 3 个次总体,即悬浮总体 、跳跃总体和滚动总体,反映了悬浮 、跳跃和滚动 3 种基本搬运方式 。搬运介质水动力条件的不同 、沉积时流体性质以及自然地理条件的不同造成砂质沉积物被搬运和沉积方式上的差别,这些在粒度概率图上都会有所反映,具体表现为直线段的数目 、线段分布区间 、含量百分比 、线段坡度 、混合度 、线段交截点以及粗细尾段割点位置上的差异 。粒度资料分析表明,研究区砂岩粒度概率累积曲线主要有以下几种类型:( 1)含冲洗二段式 。曲线总体由跳跃和悬浮次总体组成,其中跳跃次总体又可分为斜率略有差别的两段更次一级的线段构成 。跳跃次总体斜率较大,其倾角大于 45°,分选中等 。含冲洗二段式是河流及三角洲沉积物经湖水进一步改造的结果,常出现在远砂坝或滩坝等沉积环境中 。( 2)弧线式 。此类型的粒度概率累积曲线表现为一段宽缓上拱的曲线段,粒度区间大,滚动次总体不发育,跳跃和悬浮次总体之间无明显的转折点,曲线分选差 。本类曲线反映了较强水动力的事件沉积或低能环境的沉积 。( 3)多段式 。粒度概率累积曲线构成复杂,由多段线段构成 。滚动次总体不发育,跳跃次总体斜率较低,但改造明显,可能反映多期水流改造作用 。悬浮次总体质量分数在 20%左右,为浅湖滩坝边缘相产物 。井响应特征测井资料分析是沉积相研究的一种重要手段 。测井相是表征沉积物特征并能辨别沉积相的一组测井响应 。利用测井曲线形态分析沉积环境主要依靠如下几个要素:幅度 、形态 、顶底接触关系 、光滑程度 、齿中线 、幅度组合包线类型 、形态组合方式 。测井相分析主要是研究有成因联系的岩石类型及其电测曲线的形态特征及组合关系,通过岩心 、测井 、录井及分析化验等资料的综合分析,区内建立了 3 种类型的测井相解释模式 。( 1)分支河道微相 。分支河道岩性以灰色砾质砂岩 、中细砂岩为主,层理主要为中型交错层理,发育冲刷 —充填构造 。测井曲线表现为低 ,底部与下伏呈突变接触,曲线形态特征为齿化箱形或钟形(见图 8) 。( 2)滩坝微相 。滩坝沉积体系发育于滨浅湖,为三角洲 、扇三角洲等近岸沉积物经湖浪和湖流再搬运和改造而形成 。岩性为中 —细砂岩为主,单个滩坝砂体 线呈指状或漏斗状(见图9) 。滩坝砂体之间以滨浅湖泥岩分隔,因此 线常呈指状互层形态出现 。( 3)滨浅湖泥微相 。岩性以灰 、灰黑色泥岩 、粉砂质泥岩为主夹薄层的粉砂岩 。测井曲线以高伽马值 、低电阻 、高声波时差值为特征 。图 7 生物搅动及钻孔图 5 沙纹层理图 6 冲刷构造岩性以白色含砾砂岩 、细砂岩与灰色泥岩不等厚互层,砂岩单厚层厚度一般在 4 m 以上,最厚达17 m,砂岩碎屑成分中石英 质 量 分 数 为 20% ~40%,长石质量分数为35%~50%,长石主要以钾长石为主,岩屑质量分数为 20%~40%,成分主要为火山岩 。泥岩呈块状,性硬脆,垂向组合上自下而上砂岩厚度变薄,泥岩厚度增大,反映基准面上升的特征 。1 6201 6301 6401 6501 6601 6701 6801 6901 700分支河道河道扇三角洲浅湖泥浅湖湖泊水下分支河道前缘扇三角洲图 8 十屋油田营城组水下分支河道沉积的测井相响应特征( )谷成宇 松辽盆地南部十屋油田西部营城组沉积微相精细描述 本刊 技论坛1422 沉积微相类型根据研究区测井曲线特征以及结合单井岩相组合特征的分析,十屋油田西部营城主要发育湖泊 —扇三角洲沉积体系,具体可分为扇三角洲前缘亚相 、滨浅湖亚相等两种亚相类型以及水下分流河道 、分流河道间 、滨浅湖滩砂 、滨浅湖砂坝 、湖相泥 5 种微相 。三角洲扇三角洲是湖成三角洲的一种特殊类型 。扇三角洲主要是由季节性洪流携带碎屑物质在湖盆陡坡入湖处堆积而成,其形成的条件是地形高差大 、物源近 、物源丰富等,在本次研究中,主要识别出扇三角洲前缘亚相 。扇三角洲前缘亚相已进入湖盆水下,与扇三角洲平原亚相之间的过渡地带有时露出水面,砂体底部和上覆泥岩均为湖相细粒沉积,砂体以水道砂沉积为主,具多个叠加的正韵律沙砾岩沉积,与一般三角洲前缘沉积比较,具有砂体粒度偏粗 、含砾 、混杂 、成熟度低等特点 。扇三角洲前缘亚相主要由水下分流河道砂 、前缘砂和边缘席状砂这 3 种微相构成,主要由含砾砂岩 、细砂岩 、粉砂岩及深灰色泥岩组成 。在细砂岩和泥岩中可见变形层理,这是由于扇三角洲沉积时坡度较大 、在前缘滑塌形成的 。( 1)水下分流河道微相 。水下分流河道微相单层厚度大,岩性以含砾砂岩为主,垂向上粒度向上变细,呈正韵律 。随泥质夹层数量的增加, 现为低幅钟形,主要发育交错层理 。( 2)水下分流河道间微相 。岩石类型为粉砂质泥岩 、泥质粉砂岩及泥岩,颜色为灰色和深灰色 。一般发育沙纹层理,电阻率曲线特征表现为低幅齿形 。( 3)前缘席状砂微相 。该微相岩石类型为粉细砂岩为主,与浅湖滩砂微相较难区别 。泊相湖泊相在研究区十分发育,从断陷期沙河子组到拗陷期青山口组均有分布 。研究区内主要发育滨浅湖亚相及滨浅湖滩砂 、滨浅湖砂坝 、湖相泥等 3 种微相 。( 1)滨浅湖滩砂微相 。滨浅湖滩砂是滨浅湖亚相中薄层的砂质沉积,平面延伸范围广,厚度也较稳定,岩性主要为灰色细砂岩和粉砂岩 。一般发育波纹层理,电测曲线多为指状曲线形态 。在垂向上的主要特征是砂 、泥岩呈薄互层出现 。该微相类型是研究区营城组主要微相类型 。( 2)滨浅湖砂坝微相 。滨浅湖砂坝是滨浅湖亚相中较厚层的砂质沉积,平均厚度一般大于 5 m,岩心薄片分析表明滨浅湖砂坝分选性和磨圆较好,在平面上的展布特征是与湖岸线近平行或斜交的坝体形态 。测井曲线特征为:砂体厚度较大,自然伽马和电阻曲线呈指状 。泥岩以高伽玛 、低电阻为特征 。( 3)湖相泥岩微相 。以灰色 、黑灰色泥岩为主,表明它是弱还原 —还原环境下形成的 。局部夹有薄层粉砂岩,砂岩不发育 。测井曲线以高伽玛值 、低电阻 、高声波时差值为特征 。在地震剖面上表现为席状平行 —亚平行 、弱 —空白反射特征 。3 井沉积相的划分根据测井曲线及录井资料的综合分析,研究区营城组岩性主要为灰色含砾砂岩 、中砂岩 、细砂岩 、(泥质)粉砂岩以及灰色 、黑色泥岩 。从测井相建立的垂向岩性组合特征来看,营城组自下而上可划分为 5 个砂层组 。根据研究需要,选取 6 口井进行了单井沉积相的划分,现以 为例(见图 10),对各砂层组沉积微相分析如下: 砂层组沉积微相该砂层组主要为黑色块状泥岩夹薄层 ~中厚层灰色粉砂岩 、泥质粉砂岩,粉砂岩与泥岩之比为 1:5~1:7。粉砂岩段自然伽马曲线呈尖指状,该砂层组属浅 —半深湖泥岩沉积环境 。 砂层组沉积微相从该井段测井曲线组合特征分析,可划分为下部砂泥岩互层段 、中部泥岩段和上部砂泥岩互层段等 3 个岩性段 。下部砂泥岩互层段厚约 60 m,岩性以黑色泥岩与灰色细砂岩为主,砂岩的自然电位以及电阻率曲线呈现明显的指状形态 。总体上为滩坝沉积特征,黑色泥岩为半深湖泥岩沉积 。中部泥岩段岩性以黑色块状泥岩为主,夹薄层灰色粉砂岩 。自然电位曲线总体平直,略呈齿形 。从岩性组合特征看,应为浅 —半深湖泥岩沉积 。上部砂岩性为含砾砂岩 、细砂岩与泥不等厚互层,砂岩主要为灰色岩屑长石砂岩与长石岩屑砂岩,分选中等,泥岩为黑色块状,性脆 。垂向组合上滩坝砂体之间以滨浅湖泥岩分隔 。1 7401 7501 7601 7701 7801 7901 8001 8101 8201 830半深湖泥滩坝滩坝半深湖泥图 9 十屋油田营城组滩坝沉积的测井相响应特征( )谷成宇 松辽盆地南部十屋油田西部营城组沉积微相精细描述 本刊 策参考143泥 岩互层段岩性以黑色块状泥岩与灰色中 —厚层细砂岩为主,偶见泥质粉砂岩 。砂岩自然电位及自然伽马曲线呈低幅指状 。从岩性组合特征看,应为浅湖沙坝沉积 。 砂层组沉积微相该砂层组总体而言为一套黑色块状泥岩夹灰色粉 、细砂岩沉积,砂岩不发育 。自然电位曲线较平直,总体属浅湖泥岩沉积 。 砂层组沉积微相该组段可进一步划分为两个岩性段,其中下部为砂泥岩互层段,上部为泥岩段 。下部岩性以灰色厚层(含砾)细砂岩与黑色泥岩为主,从岩性组合特征看,应为滨浅湖滩坝沉积 。上部岩性以灰 、黑色块状泥岩为主,夹灰色粉砂岩 。自然电位曲线总体平直 。从岩性组合特征看,应为滨浅湖泥岩沉积 。 砂层组沉积微相该组段可划分为下部砂泥岩互层段和上部泥岩段等 2 个岩性段 。下部砂泥岩互层段岩性主要为白色块状含砾细砂岩 、灰色厚层泥岩,自然伽马曲线呈明显的钟形 。从岩性垂向组合及测井相分析,为扇三角洲前缘水下分支河道与河道间沉积 。上部岩性主要为灰 、褐色块状泥岩为主,夹白色含砾砂岩 。自然电位曲线较平直 。从测井曲线形态及岩性组合特征看,应为滨湖泥岩沉积 。积演化特征从研究区的不同时期沉积相分布及演化可以看出,沉积相分布受盆地构造演化控制明显 。在盆地发育早期(火石岭 —营城组沉积时期),盆地开始拉张断陷,沉积相带分布及沉积范围受断层控制明显 。在断陷的陡坡带发育扇三角洲和水下扇沉积 。在拉张强烈 、断陷较深的区域,出现半深湖亚相,在断陷较浅区域出现滨浅湖亚相 。登娄库组沉积时期属于断坳转化阶段,早期仍受断裂控制,且和下伏的断陷有一定的继承性 。在中晚期沉积范围扩大,主要以滨浅湖和洪泛平原相为主,盆地周缘发育扇三角洲 、水下扇或冲积扇 。泉头组沉积时期盆地演化进入拗陷阶断,各沉积地层在整个盆地稳定分布 。该时期以河流沉积占主导地位,其次为滨浅水湖泊,三角洲规模小且分布极不稳定 。青山口组时期以滨浅湖相为主,至姚家组为滨浅湖向河流 、冲积平原过渡,嫩江组时期为湖盆扩张期,以深湖 —半深湖相 、滨浅湖相为主 。嫩江组沉积以后,研究区抬升,遭受剥蚀,结束了湖盆发育阶段 。城组沉积演化特征营城组广泛分布于十屋断陷内,地层厚一般为 200m~800 m,最厚可达 2 000 m。其沉积特征对沙河子组有较强的继承性,水体范围进一步扩大,但水体稍变浅 。断陷内主要发育滨浅湖沉积,盆地周缘分布有泛滥平原 、扇三角洲 、水下扇沉积 。从研究区单井垂向岩性组合特征分析,在营城组 5—4 砂组沉积时期,水体较深,物源相对供应不足,因此该时期主要以黑色的浅 —半深湖泥岩沉积为主,砂体不发育 。至 3—2 砂组沉积时期,可容空间相对减少,物源相对发育,水体能量也较强,该时期主要发育滨浅湖滩坝砂沉积 。到 1 砂组沉积时期,湖水进一步变浅,该时期主要以滨浅湖滩坝砂沉积为主,部分为扇三角洲沉积 。通过上述分析可以看出,十屋油田西部营城组主要为一套扇三角洲及滨浅湖沉积体系,平面上主要发育有扇三角洲前缘亚相和滨浅湖亚相沉积,纵向为一套向上变粗变浅的反旋回沉积序列,根据沉积体系平面展布特征及纵向演化序列,建立了研究区的沉积相模式(见图 11) 。4 砂层组沉积微相平面展布特征该时期物源主要来自北部,其次还有来自西部物源,砂体发育中等 。沉积微相类型有扇三角洲前缘河口坝 、水下分支河道 、远砂坝以及滨浅湖滩砂 、浅 —半深湖泥岩等微相(见图 15) 。从扇三角洲形态看,以北部为物源的扇三角洲呈鸟足状 。其中,水下分支河道主要分布在 以北,呈带状分布 。河口坝微相分布在 区,大致呈椭圆形分布 。而西部为物源的扇三角洲呈舌状分布,主要位于 及以西区域 。滨浅湖滩砂微相主要分布在研究区北 、东及东南等区域,呈席状分布 。 砂层组沉积微相平面展布特征该时期沉积微相主要有扇三角洲前缘水下分支河道和前缘泥坪浅半深湖亚相扇三角洲分支河道泥坪滩 砂泥坪滩 砂泥 坪滨浅湖泥夹滩砂泥 坪坝 砂泥 坪滩 砂滨浅湖亚相浅半深湖亚相泥坪夹滩砂滩 砂坝 砂泥 坪泥坪夹滩砂滨浅湖亚相坝 砂泥 坪滩 砂泥 坪滩 砂泥 坪泥坪图 10 营城组沉积微相的划分隆起区湖平区图 11 十屋油田营城组沉积相模式图谷成宇 松辽盆地南部十屋油田西部营城组沉积微相精细描述 本刊 策参考144in of on 滨浅湖砂坝微相 、滨浅湖滩砂微相及湖相泥岩微相等类型(见图 12) 。其中扇三角洲前缘亚相分布在 以西,呈舌状展布 。滨浅湖滩坝微相分布在 以西区域,呈东西向的条带状展布 。另外,在 区,有小范围的滩坝砂分布,呈近南北走向的椭圆形分布 。浅 —半深湖泥岩主要分布在西部和西南部区域 。中部以东区域基本为滨浅湖滩砂沉积,分布面积广 。 砂层组沉积微相平面展布特征3 砂层组沉积微相类型与 2 砂层组相同,主要为扇三角洲前缘水下分支河道和前缘砂 、滨浅湖滩坝 、滨浅湖滩砂及湖相泥岩等沉积类型(见图 15) 。其中扇三角洲前缘亚相沉积物源也是来自西部,分布在 附近,呈舌状展布,反映了西部物源具有一定的继承性 。滨浅湖滩坝分布在 18 井一线,呈不规则的形态分布 。在研究区东北 、北部和南部区域主要为滨浅湖滩砂沉积,呈席状分布 。湖相泥岩沉积主要分布在西北 、西南和东南等区域 。 砂层组沉积微相平面展布特征该时期处于湖侵时期,沉积砂体相对不发育,主要以湖相泥岩沉积为主,其次为扇三角洲前缘分支河道 、前缘砂沉积及浅湖滩坝沉积(见图 12) 。扇三角洲前缘分支河道及前缘砂沉积分布在 以西区域,浅湖滩坝微相分布在 以及 西北区域,呈北东走向的椭圆形分布 。研究区西北以及南部等区域为湖相泥岩沉积 。 砂层组沉积微相平面展布特征该时期处于湖盆快速扩展期,以发育大面积的湖相泥岩沉积,而砂岩不发育 。5 结论( 1)营城组主要发育湖泊 —扇三角洲沉积体系,且物源主要来自研究区北部 。通过本项目的研究认为,区内营城组砂岩主要为滨浅湖滩坝沉积 。( 2)根据区内砂岩垂向组合特征,结合目前对湖泊砂岩成因分析,本次研究认为,区内营城组砂岩可能为阵发性洪水漫湖沉积所导致,因此该成因类型的滩坝砂在物性以及岩石学特征上与典型的滩坝砂有一定的区别 。( 3)对营城组各砂组沉积相平面展布特征进行了分析总结,但由于对营城组沉积时期盆地构造格局的认识不清,研究区钻井取心资料也不系统,因此对储集砂体的成因以及沉积体系平面展布特征分析方面还缺乏充分的依据,还有待进一步深入研究 。参考文献[ 1] 何幼斌,王文广 M] 油工业出版社, 2008.[ 2] 侯启军,冯志强,冯子辉,等 M] 油工业出版社, 2006.[ 3] 王德发 M] 国地质大学出版社, 1989.[ 4] 袁智广 . 松辽盆地后五家户气田沉积相特征与控气作用[ M] 林地质出版社, 2003.[ 5] 张玉明 J] 2006,28( 3) :53-56.(责任编辑:戚米莎)────────────────第一作者简介:谷成宇,男, 1973 年 9 月生, 1997 年毕业于长春科技大学(原长春地质学院)石油及天然气地质勘察专业,工程师,现为华北石油局录井公司东北工区主任工程师,吉林省长春市乐园路军安小区, 砂层组 营城组 2 砂层组营城组 3 砂层组 营城组 4 砂层组图 12 营城组各砂组沉积相平面展布特征谷成宇 松辽盆地南部十屋油田西部营城组沉积微相精细描述 本刊 策参考145
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