曙光油田二区、油层沉积体系研究

赵峰* 许晓宏 朱俊强 肖梦华

（1.长江大学地球科学学院；2.河南油田勘探开发研究院）

赵峰*1许晓宏1朱俊强1肖梦华2

（1.长江大学地球科学学院；2.河南油田勘探开发研究院）

曙光油田二区（简称曙二区）在构造上位于辽河断陷西部凹陷西斜坡中段曙光油田的南部。结合区域构造特点，对曙二区沉积环境中的岩石类型和砂岩结构、岩石相、沉积构造及粒度分布特征等相标志进行了研究，以此探讨曙二区沉积相特点和砂体展布规律。结果表明，曙二区S3

2、S3

3油层属于重力流远岸湖底扇沉积体系，发育有中扇和外扇亚相，内扇亚相不发育。中扇亚相分为辫状沟道、沟道间和沟道末梢3种微相，而外扇亚相有深湖泥微相。

曙光油田；S32、S3

3油层；沉积微相；曙二区类型；构造；粒度；概率

曙光油田地处辽宁盘锦市盘山县，地势低洼，地面海拔2.6m，常年温度17～36℃，属海洋性气候，盘欢公路穿越该区，交通便利。曙光油田二区（简称曙二区）在构造上位于辽河断陷西部凹陷西斜坡中段曙光油田的南部，工区面积60km2，曙二区开发目的层为沙河街组三段大凌河油层、莲花油层和三四段杜家台油层，沙三段油层埋深1 350～2 400m，平均深度1 875m，含油面积为5.6km2，地质储量1 753×104t，可采地质储量578×104t［1］。长期以来，对其沉积相研究程度较低，砂体展布规律不甚清楚。结合区域构造特点，本文对其岩石类型和砂岩结构、岩石相、沉积构造及粒度分布特征等相标志进行了研究。

1 沉积环境判别标志

1.1 岩石类型与结构

通过统计34口井的268块岩石薄片得知，曙二区S3

2、S3

3油层区块有岩屑砂岩、长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩、长石砂岩等4种岩石类型，其中以长石岩屑砂岩、岩屑砂岩为主。碎屑组分占所有岩石组分的55%～99%，平均93.1%。其中，石英占碎屑组分的6%～41%，平均23.7%；长石占碎屑组分的4%～35%，平均21.2%；岩屑占碎屑组分的2%～72%，平均45.8%（火成岩屑24.7%、变质岩屑18.4%、沉积岩屑2.7%），说明岩石的成分成熟度低。

填隙物组分占所有岩石组分的2%～45%，平均6.9%，其中，泥质杂基占填隙物组分的1%～28%，平均5.0%；方解石胶结物占填隙物组分的0～25%，平均1.1%。颗粒一般粒径在0.1mm～5cm，粒度中值平均为0.56mm，碎屑颗粒偏粗。颗粒分选从差到中等，粒度分析的分选系数从1.96到2.5，平均2.26。碎屑颗粒磨圆度以从次棱到次圆状为主，说明碎屑颗粒在物源区经过一定距离搬运后由洪水重力流带入到深湖区。颗粒的接触以从线到点状为主，点状次之；其胶结类型以接触型为主，孔隙型次之。上述特征说明，岩石的结构成熟度也比较低。

1.2 沉积构造特征

曙二区S32、S33油层沉积构造具有较丰富的高密度浊流特征，还显示有部分牵引流特征。

1.2.1 显示密度流特征的层理类型

曙二区S32、S33油层有混杂的块状层理、较均一的块状层理、粗尾递变为主的正递变层理、递变—平行层理、平行层理，显示鲍马层序AB、ABCE、BC和BCE段的序列特征，以及冲刷充填的层面构造。

1.2.2 与牵引流有关的层理类型

曙二区S32、S33油层有波状层理、砂纹层理、纹层状水平层理等。灰色及深灰色泥岩中发育水平层理，反映了曙二区S32、S33油层时期处于从半深水到深水湖盆环境。

1.3 岩石相与沉积类型

岩石相（lithofacies）是岩性和沉积条件的综合反映，根据岩性、沉积构造和颗粒的支撑机理等综合分析，曙二区S32、S3

3油层砂体有9种岩石相类型［2］：块状混杂砾岩（砂砾岩）、泥质砾岩（砂砾岩）、块状砂砾岩（砾状砂岩）、递变砂砾岩（或含砾砂岩）、块状砂岩、正韵律平行层理砂岩、微波状层理粉砂岩（或泥质粉砂岩）、灰绿色块状层理粉砂质泥岩、灰和深灰色块状层理或水平纹层泥岩。在垂向上又可组合成7种沉积类型：块状中—细砾岩与块状砂砾岩组合；块状砂砾岩与含砾砂岩组合；块状含砾粗砂岩、中砂岩、细或粉砂岩组合；细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩组合；粉砂岩或泥质粉砂岩与粉砂质泥岩薄互层的正韵律组合；不等粒砂岩与含砾细砂岩的薄互层组合；泥质粉砂岩与粉砂质泥岩夹薄层砂砾岩组合。

1.4 粒度分布特征

岩石碎屑颗粒的粒度是水动力的函数，受水流能量和搬运方式的控制，是识别沉积环境的重要标志。根据曙2-5-4井、曙2-3-323井和曙2-9-004井的192块岩芯样品的粒度分析资料，分别绘制了C-M图（粒径中值图）和粒度概率累积曲线。

1.4.1 C-M图

图1 曙二区S32、S33油层粒径中值

从曙2-3-323井的C-M图（见图1）可以看出，点群基本沿平行于C=M的基线分布。当C为200～1 500μm，点群平行于C=M基线；当C为1 500～ 3 000μm，图形上翘，说明有少量底部牵引作用存在；当C为3 000μm以上，点群又沿平行于C=M的基线分布。从图1中可以看出粒级分布范围宽，当C为200～12 000μm，多数点群分布在1 200～12 000 μm，其中线的C/M值约等于10倍，反映出该区块以高密度、高黏度的悬浮搬运为主，沉积物分选很差。

1.4.2 粒度概率累积曲线

在绘制192块岩芯样品的粒度概率累积曲线（见图2）的基础上，可以将其归纳为以下4种类型：

Ⅰ型，即宽缓单段微上凸的粗尾递变型，这是研究区最常见的曲线类型。其曲线主要由宽缓的悬浮段组成，粒度分布区间很宽，最粗端颗粒可至-3.5 φ（φ是粒度等级），曲线斜角20°～30°，比较平缓，分选很差。反映出流体悬浮负载的能量较大，代表洪泛沟道中碎屑流沉积的混杂块状砾岩、砂砾岩及砾状砂岩的沉积特点。

Ⅱ型，即两段型。其曲线由悬浮总体和跳跃总体组成，悬浮总体含量小于20%；跳跃总体含量较高，达80%。悬浮总体段斜角较缓，为10°～15°，细截点为2.8φ；跳跃总体段斜角有缓、有陡，从30°到50°，反映出颗粒分选从差到中等。该曲线类型见于平行层理含砾砂岩和具波状层理的细、粉砂岩。说明随着浊流强度和沉积速度的降低，浊流逐渐向牵引流转化［3］。主要见于前缘叶状体和沟道间。

Ⅲ型，即两段+过渡带型。其曲线主要由悬浮总体和跳跃总体组成，二者之间存在一个过渡段，为递变悬浮段。悬浮总体含量为10%～20%；跳跃总体含量在70%以上，分选中等，细截点3φ，过渡带含量约为10%。该类型见于块状砂岩和部分平行层理砂岩，分布于沟道的中、上部。

图2 曙二区S32、S33油层粒度概率累积曲线

Ⅳ型，即三段型。其曲线由3个总体组成，其中悬浮总体含量小于10%，跳跃总体含量为45%～55%，线段斜角30°～50°，分选中等，细截点3φ，牵引总体含量约为10%～30%，线段斜角为10°～15°，分选差，粗截点1～2φ。主要见于含砾砂岩、不等粒砂岩、粉细砂岩、泥质粉砂岩等，层理类型为高密度浊流层序的平行层理、牵引流形成的波状层理和砂纹层理。反映出水道消失处密度流向牵引流转化及洪水漫溢的水动力条件和沉积环境。

2 沉积微相类型及特征

曙二区S32、S33油层属于重力流远岸湖底扇沉积体系，发育有中扇和外扇二种亚相，内扇亚相不发育。

外扇亚相位于沟道末梢以外，为沟道影响不到的地带。其为深湖泥微相沉积，岩性为厚层暗色泥岩、粉砂质泥岩，发育纹层状水平层理，自然电位曲线和视电阻率曲线以大段泥岩的平直基线为特征。

中扇亚相是湖底扇的主体亚相，是辫状沟道最活跃、最发育的地带，是构成大凌河油层的主要储集砂体［4］。岩性以砂砾岩为主，有混杂细砾岩、砾状砂岩、含砾砂岩、不等粒砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、含砾含砂泥岩等。递变层理和平行层理发育，砂体叠加厚度大，由于多次重力流沉积，砂体横向连片，展布范围宽。中扇亚相可进一步细分出辫状沟道微相、沟道间微相和沟道末梢微相。

2.1 辫状沟道微相

内扇主沟道进入中扇后分支成多条沟道，组成辫状沟道区，构成中扇亚相的主体。岩性以砂砾岩为主，其次是细砾岩、砾状砂岩、不等粒砂岩、粗—中砂岩。沟道微相发育冲刷构造、递变层理和平行层理。底部冲刷面上充填片状和撕裂状泥砾，系重力流搬运过程中侵蚀下伏泥岩形成的同生角砾，该微相从下往上由多个正粒序组成，是多次阵发性突发事件的产物，每次事件组成一个正韵律粒序，由砂砾岩（或细砾岩）向上渐变为含砾粗砂岩—中砂岩或含砾不等粒砂岩。由冲刷—叠加—再冲刷—再叠加的多次浊流事件沉积作用形成多个正韵律的叠加复合体，单个正韵律粒序的岩层厚度为1.0～2.5m，由多个正韵律叠加的单个沟道砂体（单砂层）厚度一般为10～47m，多个单砂体在垂向上的叠加厚度可达92.0m（Ⅲ、Ⅳ砂组），形成非常厚的砂砾岩层。该微相类型的概率累积曲线多表现为Ⅰ和Ⅲ型，自然电位曲线形态为中—高幅齿化箱形或齿化钟形。

2.2 沟道间微相

其为洪水高峰期重力流溢出沟道的沉积。重力流溢出沟道后在近沟道处停积较粗的碎屑沉积物，主要为砾质和砂质高密度浊流堆积，岩性粗而混杂，有砂砾岩、砾状砂岩、砂岩和泥岩，一般为砂砾岩或含砾砂岩与泥岩的互层或泥岩夹砂砾岩层。常见AB层递变砂岩相和ABC层砂岩相，砂砾岩或含砾砂岩的单层厚度较沟道砂体薄，一般为2～8m。粒度概率累积曲线具有密度流和洪水牵引流特征，以Ⅳ型为主要特征，自然电位曲线形态为中—低幅齿形、宽指形、薄箱形或薄钟形。由于湖水的消能作用，远离沟道处的重力流能量逐渐降低，密度流逐渐向牵引流转化，沉积物的厚度减薄，粒度变细，岩性为泥岩夹薄层砂砾岩、砂岩或粉砂岩、泥质粉砂岩与泥岩互层。粒度概率累积曲线具浊流向牵引流转化的特征，以Ⅱ型为主要特征，自然电位曲线为低幅近平直形夹中—低幅尖指形、齿形形态。

2.3 沟道末梢微相

随着分叉沟道的向前延伸，由于湖水的消能作用，浊流的能量逐渐降低，分叉沟道趋于消失，并向前在沟道末端前缘沉积下来，形成沟道末梢微相砂体。分布范围仅局限于沟道末端前缘和沟道两侧的较小范围，区别于正常三角洲和扇三角洲前缘由湖浪作用形成的前缘砂。岩性为薄—厚层砂砾岩、砂岩夹泥岩、泥质粉砂岩或泥质粉砂岩与泥岩互层。粒度概率累积曲线具有浊流强度和沉积速度降低、逐渐向牵引流转化的特征，以Ⅱ型为主要特征，自然电位曲线为低—中幅齿化薄箱形、齿形、尖指形。

3 沉积微相在剖面和平面上的变化规律

在单井沉积微相划分的基础上，在曙二区建立了15条沉积微相对比剖面，从其沉积微相发育分布情况可以看出：曙二区经历了4次大的重力流活动，第一次是莲花Ⅱ砂组沉积时期，这一时期表现为充填式的厚沉积；第二次是大凌河Ⅲ砂层组沉积时期，重力流活动能量仍很强，沉积的辫状沟道砂体厚度大、延伸长，由于沟道的摆动活跃，砂体侧向上、互相叠接连片；第三次是大凌河Ⅱ砂组沉积时期，这一次重力流活动较强，沟道以辫状分流的形式出现，沟道砂体厚度稍微变小；第四次是大凌河Ⅰ砂组沉积时期，此时的辫状沟道较发育，沟道砂体厚度变小，以沟间沉积为主，沟道以小分流形式出现，外扇范围也已扩大到曙二区，说明重力流活动对曙二区的影响已显微弱。

根据精细油藏描述的技术要求，在单井微相划分和全区微相对比的基础上，又将单井各小层的沉积微相转换至平面上，编绘了莲花Ⅱ2、Ⅱ1、Ⅰ2、Ⅰ1和大凌河Ⅲ2、Ⅲ1、Ⅱ2、Ⅱ1、Ⅰ2、Ⅰ1等10个小层的沉积微相平面展布图。综合而言，曙二区、段油层大凌河Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段砂层组是重力流湖底扇发育时期，尤以Ⅲ2、Ⅲ1、Ⅱ2、Ⅱ1小层时期湖底扇最为发育，其范围广、砂体叠加厚度大、侧向连片宽，从Ⅰ2小层时期开始，沟道变窄、厚度减小，沟间范围扩大，外扇也扩大到本区块，说明湖底扇明显萎缩、后退。至Ⅰ1小层末期，重力流沟道对曙二区S32、S33油层的影响已经很小。

4 沉积模式

通过对曙二区岩心、综合录井资料和曙光区域沉积演化资料分析，根据上述沉积特征和岩石相类型等相标志，证实曙二区S32、S33油层是高密度洪水重力流沿西斜坡伸入到湖盆深湖地带的远岸湖底扇沉积体系中以中扇亚相为主体的沉积（见图3），物源主要来自西北方向的斜坡上。湖底扇相发育有中扇和外扇二种亚相，内扇亚相不发育。中扇亚相划分为辫状沟道、沟道间和沟道末梢3种微相，而外扇亚相有深湖泥微相［5］。以岩芯资料为依据，结合测井相分析，基本认定了曙二区S32、S33段油层属于水下扇沉积体系，岩性主要为一套典型的深水环境沉积的厚层块状浊积砂砾岩，砂体厚度大，内部夹层少，岩性变化快；储层岩性以细砾状砂岩、不等粒砂岩为主，分选较差，属高孔、高渗储层；平面上油层分布稳定性较差。

图3 曙二区S32，S33块湖底扇沉积模式

5 结论

辽河盆地的演化经历了拱张、裂陷和坳陷3个阶段，沙三段时期为裂陷的深陷期，也是盆地的主要成盆期，湖盆水域迅速扩大，水体加深。由于气候温热潮湿，降雨量大，洪泛事件频繁，断陷周边物源区大量碎屑物质在阵发性的洪水作用下，以重力流形式输入深湖区。形成了以洪泛为主要成因的高密度流浊积扇体。

在盆地西部，沿一些山口进入湖盆的沉积物重力流在宽缓的斜坡上自由分流，形成以各种规模水道砂体为骨架的湖底扇。据资料记载，曙光浊积扇是大凌河油层时期西斜坡浊积扇中较大的一个，扇体经由曙一区一直延伸至湖盆中心地带的曙二区，从扇根到扇中构成了油层的砂体骨架。曙二块S3段属于该扇体的一部分，位于扇中到扇跟部位。

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[5] 吴崇筠,薛叔浩.中国含油气盆地沉积学[M].北京:石油工业出版社,1992.

The Shuguang-2 Block was in the middle part of west slope of Liaohe western fault depression. Combined with the regional tectonic characteristics，rock types，sandstone structure，lithofacies，sedimentary structure，distribution characteristics of grain size and other facies marks were analyzed in detail. The results showed that S32and S33oil layers in the Shuguang-2 Block belonged to gravity-flow infralittoral sublacustrine fan sedimentary system，which developed subfacies of middle fan and outer fan without inner fan. The middle fan subfacies contained braided channel，interchannel，and channel tip microfacies，while the outer fan subfacies contained deep lake mud microfacies.

Sedimentary System of S32and S33Oil Layers in the Shuguang-2 Block

Zhao Feng，et al.

TE121.3

A

1004-2970（2011）05-0030-05

赵峰等. 曙光油田二区S32、S33油层沉积体系研究. 石油规划设计，2011，22（5）：30～33，44

* 赵峰，男，在读硕士研究生。2007年毕业于西安电子科技大学，获学士学位。现在长江大学地球科学学院攻读硕士研究生，研究方向为沉积学和油藏描述。地址：湖北省荆州市南环路1号长江大学东校区地球科学学院904（研）信箱，434023。E-mail：278532162@qq.com

2010-09-15

谷风桦