大情字井油田青三段Ⅻ砂组储层沉积特征

张喜龙，杨 旭，谢 俊，秦 磊

（1.中国海洋大学 海洋地球科学学院，山东 青岛 266100； 2.大庆钻探工程公司 测井公司，吉林 松原 131200； 3.山东科技大学 地质科学与工程学院，山东 青岛 266590）

0 引言

大情字井油田位于“富油凹陷”长岭凹陷的中南部［1］，青山口组为大情字井地区主要生油层、储集层和盖层［2］，主力储层高台子油层位于青山口组.随着勘探开发的深入，大情字井油田的勘探重点转移到岩性油气藏及储层的精细识别上，识别目的层位的沉积微相类型和分布、分析各小层相带展布特征、优选有利储集相带和层位成为该油田亟需解决的问题［3-4］.魏兆胜等结合岩心、测井、粒度及岩矿等化验资料，研究大情字井油田青山口组一段、二段的沉积相，认为该区青一、二段发育“深湖型”三角洲沉积体系，水下分支河道和河口坝为主要微相类型，指出青二段为该区下一阶段岩性油藏勘探的主要方向［4］.杨明达等研究大情字井油田油气分布控制因素，认为该区高台子油层为自生、自储、自盖式生储盖组合，其油气分布主要受岩性控制，储层物性、断层、低幅度构造控制油气高产的特点［5］.张玉等分析大情字井油田青二段沉积物源、沉积特征及各重点小层的沉积微相，认为该时期物源主要来自通榆─宝康水系的2个分支方向，主要发育三角洲前缘和前三角洲亚相，分流河道和河口坝为主要储集砂体［6］.王安辉等研究大情字井油田南部（黑59井／黑69井一线以南地区）青三段沉积微相和含油性，识别分流河道、决口扇、分流河道溢岸砂、分流间湾4个微相，认为沉积微相控制油气聚集，以分流河道的储层物性最好［7］.人们对该区青山口组一段、二段沉积成藏研究较多［4-7］，对青三段各砂组乃至小层的精细研究不充分.笔者结合12口取心井岩心观察，45口测录井资料及200余块样品化验分析资料，研究全区Ⅻ砂组时期沉积微相，明确物源方向，描绘区内砂体和微相展布形态，分析微相类型对储层的影响，指出相带是储层物性的主控因素，为有利含油层位预测、储层非均质性研究及油田调整开发和剩余油研究提供依据.

1 区域地质背景

大情字井油田位于松辽盆地南部中央拗陷区南部，位于长岭富油凹陷中部乾安次凹陷与黑帝庙次凹陷之间的相对隆起部位［7］，构造形态上总体表现为轴向北北东、东缓西陡的不对称向斜构造，西翼较陡，东翼较缓，轴部断裂尤其发育（见图1）.研究区勘探面积为1 500km2，油藏埋深主要在1 600～2 500m之间，主要含油层系为高台子油层，白垩系青山口组（K1qn）是其主要组成部分.将青山口组（K1qn）分为3个段（K1qn1～K1qn3）［7-8］，其中 K1qn1划分4个砂组、16个小层；K1qn2划分5个砂组、24个小层；K1qn3划分12个砂组、42个小层.研究区主要层位是青三段（K1qn3）Ⅻ砂组，共有5个小层（38-42小层）（见图2）.

2 沉积物源分析

大情字油田Ⅻ砂组南部和西南部砂岩较厚，泥岩含量低，砂地厚度比较高，向东北砂岩逐渐变薄.研究区内Ⅻ砂组碎屑岩结构成熟度整体较高，由成分成熟度等值线图（见图3（a））可以看出，西部、西南部、南部沿古河道走向的成分成熟度较低，在东北部远源区成分成熟度又普遍升高.统计研究区Ⅻ砂组100多块样品的重矿分析资料，稳定重矿物占较大比例，其中锆石、黄铁矿、锐钛矿、电气石、石榴石含量较高.由ZTR指数平面图（见图3（b））可以看出，青三段Ⅻ砂组重矿物ZTR指数较高，整个区域的ZTR指数地区差异较大，西部、西南部、南部地区ZTR指数较低，东北部地区ZTR指数分布较高.综合碎屑岩成熟度和重矿物分析，认为大情字井油田Ⅻ砂组时期，沉积物源主要来自西南和南部.

3 沉积特征分析

3.1 岩性特征

录井资料统计显示，研究区青三段Ⅻ砂组储集岩岩性总体很细，泥质含量较高，可达43.26%（体积分数）；其次为粉砂岩，其中大部分为碳质粉砂岩，含量为19.33%（体积分数），还有部分泥质粉砂岩，细砂岩级别以上的砂岩含量很少，可见少量的泥灰质砂砾岩.

分析青三段Ⅻ砂组50多块岩心样品岩石薄片，研究区青三段Ⅻ砂组岩性主要为岩屑长石砂岩，还有少量的长石岩屑砂岩.长石在碎屑成分中含量较高，平均为46%（镜下视域范围内面积百分含量），石英和岩屑含量略低，其中石英平均为26%，岩屑平均为28%.研究区青三段Ⅻ砂组砂岩成分成熟度约为35%，说明储集砂岩形成的水动力环境较弱.

大情字井油田Ⅻ砂组砂岩颜色以灰色、浅灰色为主，泥岩颜色多为灰绿色、灰色、灰黑色，有少量紫红、棕褐色泥岩发育，还可见介形虫.泥岩颜色总体说明，大情字井地区Ⅻ砂组时期沉积环境以还原环境为主，有少量的沉积处于氧化环境.青三段Ⅻ砂组靠近青二段Ⅰ砂组，是青二段向青三段过渡的一个时期，青一、二段为水进型三角洲发育时期，水体整体较深.因此，青三段Ⅻ砂组时期沉积环境与青二段时期沉积环境相似，主要为弱氧化—还原环境.

3.2 粒度特征

砂岩的粒度特征体现搬运营力和搬运尺度，是判别水动力环境的标志［9-11］.沉积物搬运介质水动力条件的不同及流体性质的差异在粒度概率曲线上得到反映［11］.因此，主要采用粒度概率累积曲线，对大情字井区青三段Ⅻ砂组部分井进行粒度和沉积时期的水动力条件分析.

分析目的层取样，研究区砂岩粒度概率累积曲线主要为两段式和三段式（见图4），砂岩粒径集中在2.0～8.0Ф（Ф＝lg 2D，D为粒径）之间，沉积物粒度较细，分选良好.研究区粒度概率累积曲线特征分为2种类型：

（1）跳跃总体为主的两段式粒度概率累积曲线（见图4（a））.曲线由跳跃总体、悬浮总体组成，以跳跃总体为主，约占64%（质量分数），悬浮总体与跳跃总体之间的交截点在3.8Ф附近，反映牵引流特征的单向水流作用，主要出现在三角洲平原水道和三角洲前缘的水下分流河道.

（2）两段式夹过渡形态的粒度概率累积曲线（见图4（b））.曲线跳跃总体含量约占26%，直线段斜率大于60°，反映很好的分选性，粒径主要集中在2.0～3.3Ф之间.悬浮总体粒度较细，粒径在4.8～8.0Ф之间，含量约为32%，直线段斜率小于30°，在较弱水动力条件下经历不完全的分选.过渡段组分含量最大，约占总体的42%，直线段斜率约为45°，在较强水动力条件下分选较好，为水下分流河道末端沉积或浅水区的波浪和沿岸流的冲刷回流作用形成的沉积体.

3.3 沉积构造特征

沉积岩的构造特征是沉积时水动力条件的直接反映，又较少受沉积后各种作用的影响，具有良好的指相性［10-12］.研究区青三段Ⅻ砂组地层中沉积构造类型多样 （见图5），成因类型众多，总体上反映双向往复水流机制的沉积环境.

3.3.1 流动成因构造

研究区常见的流动构造有冲刷面构造、交错层理、平行层理、沙纹层理等（见图5（a）），根据所处水动力环境的强弱逐渐依次过渡.此外，研究区过渡层理也较为发育，由于存在水流和波浪的交互作用，砂泥沉积中通常形成一种复合的过渡层理，并且随水流和波浪作用的强弱，依次发育脉状层理、波状层理、透镜状层理（见图5（e））.

3.3.2 同生变形构造

研究区同生变形构造也较发育，可见重荷构造与泄水构造（见图5（g）），主要形成于沉积后至固结成岩以前，处于软沉积物阶段时（如粉砂岩、粉砂岩与泥岩的互层），因受物理作用的影响而形成构造，主要物理作用包括差异载荷、滑塌、液化和泄水作用等.

3.3.3 生物成因构造

研究区发现较多生物成因的沉积构造，主要有生物遗迹构造和扰动构造（见5（h）），常出现在间歇性动荡、能量较小的深水─半深水沉积环境中.

4 沉积相分析

4.1 沉积微相类型及特征

结合岩心、粒度、测井、录井资料，确定青三段Ⅻ砂组沉积时期主要发育三角洲平原和前缘亚相，前三角洲发育范围较小，主要识别区内特有的微相类型包括前缘砂坝、前缘沙席、滨外砂坝、滨外沙席等.

4.1.1 三角洲平原

整个青三段沉积时期处于水退环境，三角洲平原发育范围广，但因Ⅻ砂组时期处于青二段向青三段的过渡期，研究区三角洲平原沉积不是很发育，主要识别的沉积微相类型包括分流河道、决口扇、天然堤（见图6（a））.

（1）分流河道.研究区分流河道多为曲流河型，单向水流是主要特点，河道沉积具有明显的整体向上变细的正韵律.河道砂体剖面底部为侵蚀面，侵蚀面上有滞留沉积（见图5（a）），向上过渡为槽状交错层理砂岩、沙纹层理的细砂岩夹粉砂岩和砂泥互层.自然电位多呈箱形或钟形，常有伽马曲线齿化现象，是河道复合和重叠的结果（见图6（a））.

（2）决口扇.主要由细砂岩、粉砂岩组成，粒度比分流河道沉积物细.洪水漫溢河床时，通常冲破天然堤形成扇滩，形成大面积席状砂层，常发育多样的小型决口水道，向上变细的层序特征明显，一般具有交错层理，还可见波状层理、水流沙纹层理等（见图5（f））.

（3）天然堤.常发育在分流河道间的两侧，平行河道延伸，横断面呈楔状或不对称的透镜状，以粉砂沉积为主，粒度随着远离河道而变小，常见的沉积构造包括上攀交错层理、水流波痕层理、波状─透镜状层理（见图5（e））、植物根系及动物潜穴.

4.1.2 三角洲前缘

大情字地区青三段时期三角洲沉积具有一定浅水三角洲特征.水退环境下，适合三角洲前缘发育，Ⅻ砂组时期前缘沉积分布比青一、青二段广泛，是该层位主要的储集相带，主要发育水下分流河道、河口砂坝、前缘砂坝、前缘沙席等沉积微相（见图6（b））.

（1）水下分流河道.水下分流河道为陆上分流河道的水下延伸部分，沉积物以砂岩、粉砂岩为主，储集岩粒度整体较平原分流河道的细，呈下粗上细的正韵律.河道底部具冲刷或突变面，缺少或不发育底部滞留沉积，主要的沉积构造包括交错层理（见图5（b））、平行层理（见图5（c））、沙纹层理、波状层理等，多见砂泥岩薄互层.自然电位多为典型钟形、底突顶渐、光滑—微齿等特征（见图6（b））.

（2）水下分流间.水下分流间发育在水下分流河道间的低洼地区，沉积环境稳定，多为泥质沉积，泥岩颜色主要为灰色、灰绿色，但在青三段时期，因快速水退，水体变浅，部分地区处于氧化环境，其颜色呈棕色.也有砂体沉积，大多为泥质粉砂岩或粉砂岩，发育波状层理和沙纹层理，常见生物扰动和变形构造，偶见透镜状砂体，更多呈砂泥互层.自然电位多呈平直状，时夹指状或齿形.

（3）河口砂坝.河口砂坝位于水下分流河道的河口处，当水下分流河道受到湖水作用而速度减小时，沉积速率最高，并且沉积下来一系列砂体.沉积物分选好、质纯，多以细砂、粉砂岩为主，因受到河流与湖浪作用的影响，以交错层理（见图5（d））、平行层理、沙纹层理为主，底部常发育水流沙纹层理和波状—透镜状层理.通常多个河口砂坝叠加，厚度变化较大，整体显示向上变粗的反粒序特征，电测曲线多呈齿化箱形、漏斗形或箱形—漏斗复合形（见图6（c））.河口砂坝、叠覆的河口砂坝是研究区的主要沉积微相类型.

（4）前缘砂坝.发育于河口砂坝前方，主要是受湖浪作用改造形成的，一般平行或斜交于湖岸线，沉积环境能量较小.前缘砂坝多以细粉砂、粉砂岩为主，分选较河口砂坝差，常发育变形构造（见图5（g））、波状层理，偶见泥质条带.由于其是受湖浪作用改造河口砂坝砂体形成的，故常呈反韵律沉积层序，只是单砂层厚度较河口砂坝小，厚度一般小于4m，对应的电测曲线也多为齿化漏斗形（见图6（c））.

（5）前缘沙席.前缘沙席是河口砂坝经湖浪、沿岸流改造再沉积的连片分布的薄层砂，以粉砂岩、泥质粉砂岩为主，内部主要发育平行层理、水流沙纹层理、波状层理，可见生物扰动.由于砂体较薄，自然电位呈微齿形，伽马曲线呈指状.

（6）滨外砂坝.滨外砂坝沉积物较河口砂坝细，以粉砂、泥质粉砂为主，主要沉积构造包括小波痕交错层理、波状交错层理，可见生物扰动及潜穴遗迹（见图5（h））.曲线特征为低到中幅的指形或多个低幅漏斗形曲线叠加（见图6（d））.

（7）滨外沙席.发育于前缘沙席前，并包围滨外砂坝，沉积物主要来自河口砂坝、前缘沙席.沉积多以泥质加薄砂层为特征，薄层砂内发育波状层理，可见生物扰动，厚度一般小于2m，电测曲线一般呈指状（见图6（d））.

4.1.3 前三角洲

前三角洲位于三角洲前缘的前方，是河控三角洲沉积最厚的地区［13］.前三角洲的沉积物大多是在浪基面以下形成的，浅水波浪对它干扰很小，主要沉积物有暗色泥岩和粉砂质泥岩，常发育水平层理和块状层理，常见广盐度的生物，如介形虫、瓣鳃类等（见图5（h））.因青三段Ⅻ砂组时期处于湖水快速下降的沉积时期，前三角洲发育范围不广，集中在远源的东北部地区，主要为灰绿色的深湖泥岩（见图7（b））.

4.2 沉积微相与砂体平面分布

青三段Ⅻ砂组沉积时期，湖水快速下降，研究区继承青二段三角洲沉积体系的沉积特点，主要发育三角洲平原和前缘亚相，结合区域地质背景、单井相研究、砂厚等值图，分析研究区青三段Ⅻ砂组5个小层（38-42小层）的砂体和相带展布规律.以青三段Ⅻ砂组42小层为例，分析研究区沉积相带和砂体展布.

由42小层砂厚平面图可见，西北部和西南部砂体厚度较大（见图7（a）），整个区域的砂体厚度呈自西南向北东减小的分布趋势，说明沉积物来源主要为西部、西南、南部3个方向.西北部大量砂体主要来自于西部沉积物源，砂岩由西向东逐渐减薄，并向斜东坡尖灭.

在水退环境背景下，从青三段Ⅻ砂组42小层沉积时期发育三角洲平原亚相，主要集中在西南及南部（见图7（b）），三角洲平原砂岩厚度整体较厚，为3～6m，主要分布于分流河道微相.因处于水退环境，其河口砂坝、水下分流河道的延伸范围相对缩小，但仍是该时期主要发育的储集砂体.与青二段Ⅰ砂组沉积时期相比，42小层滨外沙席、滨外砂坝更为发育.

4.3 沉积微相对储集岩物性的影响

砂岩物性受沉积和成岩双重因素的影响［12-15］，沉积相是影响储层物性最重要的因素，主要反映在不同相带储集物性有较大差别上［16-18］.

青三段Ⅻ砂组分流河道砂体单层厚度为2～11m，平均孔隙度（φ）为11.71%，平均渗透率（K）为3.46×10-3μm2；河口砂坝砂体单层厚度为2～7m，平均孔隙度为12.15%，平均渗透率为2.78×10-3μm2；滨外砂坝砂体平均孔隙度为9.48%，平均渗透率为2.11×10-3μm2；前缘沙席平均孔隙度为8.88%，平均渗透率为1.37×10-3μm2；滨外沙席平均孔隙度为8.19%，平均渗透率为0.45×10-3μm2（见表1）.不同类型的沉积微相是储层物性的主要控制因素.

表1 Ⅻ砂组不同微相平均孔隙度和渗透率Table 1 Comparison of porosity and permeability of different sedimentary microfacies in theⅫsand group

5 结论

（1）青三段Ⅻ砂组沉积时期为湖盆萎缩期，沉积物主要来自西南部和南部的通榆—保康水系.该时期发育“浅湖型”三角洲沉积体系，即主要发育三角洲平原和前缘亚相，识别河口砂坝、前缘砂坝、滨外砂坝等微相类型.

（2）Ⅻ砂组时期研究区主要发育三角洲平原和前缘亚相储集砂体，成因类型多样，有利储集砂体为分流河道、河口砂坝、前缘砂坝砂体.

（3）储层物性明显受沉积微相影响，分流河道、河口砂坝砂体储层物性最好.

［1］魏兆胜，宋新明，唐振兴，等.大情字井地区上白垩统青山口组沉积相与岩性油气藏［J］.石油勘探与开发，2007，34（1）：28-33.Wei Zhaosheng，Song Xinming，Tang Zhenxing，et al.Sedimentary facies and lithologic oil pools of the upper cretace-ous Qingshankou formation in Daqingzijing area，Changling sag，southern Songliao basin［J］.Petroleum Exploration and Development，2007，34（1）：28-33.

［2］吴海瑞.松辽盆地乾北地区青三段沉积微相发育特征及其对岩性油气藏的控制作用［J］.大庆石油学院学报，2011，35（4）：8-11.Wu Hairui.Development characteristics of microfacies and its control over the lithologic reservoirs in section 3of Qingshankou forma-tion in Qianbei region of Songliao basin［J］.Journal of Daqing Petroleum Institute，2011，35（4）：8-11.

［3］董福湘，陈玉魁，曲希玉，等.长岭凹陷所图地区青山口组沉积微相及砂体分布特征［J］.世界地质，2011，30（1）：71-79.Dong Fuxiang，Chen Yukui，Qu Xiyu，et al.Sedimentary microfacies and sand body distributing character in Qingshankou formation of Suotu area in Changling sag［J］.Global Geological，2011，30（1）：71-79.

［4］何云龙，杜学斌，苏明，等.松辽盆地英台地区青山口组二、三段层序地层与沉积体系［J］.沉积与特提斯地质，2009，29（2）：48-54.He Yunlong，Du Xuebin，Su Ming，et al.Sequence stratigraphy and sedimentary systems in the second and third members of the Qingshankou formation in the Yingtai region，Songliao basin［J］.Sedimentary Geology and Tethyan Geology，2009，29（2）：48-54.

［5］杨明达，杨铭辉，唐振兴，等.松辽盆地南部大情字井地区油气分布控制因素分析［J］.石油实验地质，2003，25（3）：252-256.Yang Mingda，Yang Minghui，Tang Zhenxing，et al.Analysis of hydrocarbon distribution in Daqingzijing area of the southern Songliao basin［J］.Petroleum Geology ＆ Experiment，2003，25（3）：252-256.

［6］单玄龙，胡金祥，任利军，等.松辽盆地乾安地区青山口组三段沉积微相特征［J］.地质学报，2008，82（1）：65-71.Shan Xuanlong，Hu Jinxiang，Ren Lijun，et al.Characteristics of sedimentary facies for the third member of Qingshankou formation in the Qian’an area of the Songliao basin［J］.Acta Geologica Sinica，2008，82（1）：65-71.

［7］王安辉，赵全军.大情字井油田南部青三段沉积微相及其含油性研究［J］.石油天然气学报，2010，32（6）：41-44.Wang Anhui，Zhao Quanjun.Study on Eq3sedimentary microfacies and its oil-bearing property in the south of Daqingzijing oilfeild［J］.Journal of Oil and Gas Technology，2010，32（6）：41-44.

［8］陈亚青，侯伟，樊太亮，等.长岭凹陷腰英台地区青山口组沉积微相及其对有利储层的控制作用［J］.大庆石油学院学报，2010，34（2）：16-20.Chen Yaqing，Hou Wei，Fan Tailiang，et al.Sedimentary microfacies of Qingshankou formation and its control over favorable reservoir in Yaoyingtai area of Changling sag［J］.Journal of Daqing Petroleum Institute，2010，34（2）：16-20.

［9］于民凤，程日辉，那晓红.陆相盆地主要沉积微相的测井特征［J］.世界地质，2005，24（2）：182-187.Yu Minfeng，Cheng Rihui，Na Xiaohong.Logging characteristics of main sedimentary microfacies in continental basins［J］.Global Geological，2005，24（2）：182-187.

［10］王春梅，王春连，刘成林，等.四川盆地东北部长兴期沉积相、沉积模式及其演化［J］.中国地质，2011，38（3）：595-609.Wang Chunmei，Wang Chunlian，Liu Chenglin，et al.Sedimentary facies，sedimentary model and evolution of Changxing formation in northeast Sichuan basin［J］.Geology in China，2011，38（3）：595-609.

［11］张金亮，谢俊.储层沉积相［M］.北京：石油工业出版社，2008.Zhang Jinliang，Xie Jun.Reservoir facies models［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，2008.

［12］Amthor Joachim E，Okkerman Jos.Influence of early diagenesis on reservoir quality of rotliegende sandstones，northern Netherland［J］.AAPG Bulletin，1998，82：2246-2265.

［13］朱筱敏.沉积岩石学［M］.北京：石油工业出版社，2008.Zhu Xiaomin.Sedimentary petrology［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，2008.

［14］张金亮，杜桂林.塔中地区志留系沥青砂岩成岩作用及其对储层性质的影响［J］.矿物岩石，2006，26（3）：85-93.Zhang Jinliang，Du Guilin.Diagenesis of silurian asphalt sandstones in Tazhong area and its impact on reservoir quality［J］.Journal of Mineralogy and Petrology，2006，26（3）：85-93.

［15］赵佳楠，姜文斌.鄂尔多斯盆地延长气田山西组致密砂岩储层特征［J］.东北石油大学学报，2012，36（5）：22-28.Zhao Jianan，Jiang Wenbin.Characteristics of tight sandstone of Shanxi formation reservoir in the Yanchang gas field，Ordos basin［J］.Journal of Northeast Petroleum University，2012，36（5）：22-28.

［16］赵艳军，鲍志东，王志强，等.松辽盆地南部大情字井油田青二段低渗透储层成因［J］.石油天然气学报，2011，33（7）：32-36.Zhao Yanjun，Bao Zhidong，Wang Zhiqiang，et al.Genesis of Eq2low permeability reservoir in Daqingzijing oilfield in southern Songliao basin［J］.Journal of Oil and Gas Technology，2011，33（7）：32-36.

［17］刘卫红，杨少春，林畅松，等.胜坨油田沙河街组二段三角洲相储层特征及影响因素［J］.西安石油大学学报：自然科学版，2006，21（2）：9-15.Liu Weihong，Yang Shaochun，Lin Changsong，et al.Reservoir feature of the delta facies in the second member of Shahejie formation，Shengtuo Oilfield and its influencing factors［J］.Journal of Xi'an Petroleum University：Natural Science Edition，2006，21（2）：9-15.

［18］乐锦鹏，张哨楠，丁晓琪，等.苏北盆地张家垛油田阜三段储层特征及主控因素［J］.东北石油大学学报，2013，37（1）：71-77.Le Jinpeng，Zhang Shaonan，Ding Xiaoqi，et al.The reservoir characteristic and main controlling factors of the 3rd member of Funing formation in the Zhangjiaduo oilfeild，Subei basin［J］.Journal of Northeast Petroleum University，2013，37（1）：71-77.