松辽盆地扶余油田泉四段沉积微相研究

蔡东梅

松辽盆地扶余油田泉四段沉积微相研究

蔡东梅

（中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

以岩心和测井资料为基础，从岩石类型、泥岩颜色、粒度以及沉积构造等特征入手，对松辽盆地南部扶余油田泉四段4个砂岩组的沉积微相展布特征及沉积模式进行了系统研究。结果表明：研究区为曲流河—三角洲沉积体系，包括三角洲分流平原和三角洲前缘2个沉积亚相，发育分流河道、天然堤及决口扇等12种沉积微相。根据不同微相的测井相特征，研究了小层沉积微相平面分布规律，并建立了浅水三角洲沉积模式，研究了其沉积演化特征，为研究区的剩余油挖潜提供了地质依据。

沉积微相；沉积模式；沉积演化；扶余油田；松辽盆地

0 引言

1961年Fisk等提出了浅水三角洲的概念，并将河控三角洲划分为深水型三角洲和浅水型三角洲两大类［1］；Postma［2］对浅水三角洲的类型进行了总结，并识别出8种浅水三角洲端元。随着近年来浅水三角洲沉积研究的逐步深入，浅水三角洲的沉积动力学机制、微相类型及其储层内部建筑结构等多个方面的认识得到了进一步的丰富和发展［3-6］。浅水三角洲是一种特殊的三角洲沉积类型，具有水体比较浅、地形比较平缓、波浪作用带宽及湖面波动迅速等沉积特点［4-9］。浅水三角洲沉积具有以下特征：①具有明显的浅水性，水域面积小，物源推进距离远；②岩性较细，以粉砂岩和细砂岩为主，河道规模小；③平面上三角洲平原亚相、前缘亚相与前三角洲亚相平缓相连接，无明显的转折带，顶底面近于水平，延伸很远；④物源供给充分，可容纳空间广阔，各亚相带分异明显；⑤河口坝不发育；⑥外前缘亚相中的河道易席状砂化。

大型坳陷盆地内的河控型浅水三角洲沉积储集砂体发育、分布广泛，且类型多样［10-14］，但由于其垂向层序类型多，内部结构复杂，储层内部非均质性较强，造成了含水率高、采油速度快及采收率低的开发特点，特别是在油田开发中后期该类储层中仍有大量的剩余油未被采出，因此深入研究浅水三角洲沉积体系的微相特征及演化规律，对于挖潜剩余油潜力和控制产油量的递减幅度具有重要的现实意义。

扶余油田位于松辽盆地南部中央坳陷区华字井阶地扶余Ⅲ号构造带上，是一个发育多期断裂、垒堑相间的多高点穹窿背斜构造，其西区位于西部断鼻构造带（图1）。油气藏以透镜状的岩性油气藏、断块油气藏、断鼻油气藏和断层－岩性油气藏为主，主要受构造和沉积的控制，含油面积为19.5 km2，可采储量为1 004.5×104t，累积产油量为1161.3× 104t，采出程度为37.5%，综合含水率为88.3%，平面上已经大面积水淹，剩余油分布非常复杂［15］。油田面临产量大幅度下降的危机，需要更准确地划分沉积微相，研究其内部剩余油的分布规律，以便为该区的高效开发提供可靠的地质依据。

图1 扶余油田构造位置示意Fig.1Structural location of Fuyu Oilfield

1 岩相标志

从密闭取心井（检19、检20、检21、检22、检23井）的岩心观察和化验分析入手，进行微相判识和标定。

1.1 岩性特征

泉四段总体由4套泥岩与砂岩互层构成，各砂层组底部均含砾岩。岩性以细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩为主，砂岩粒度较细，分选性较好。砂岩岩性主要为含泥细粒硬砂质长石砂岩、含泥长石粗粉砂岩、长石岩屑砂岩以及含泥和粉砂的细砂岩，胶结物以泥质和钙质为主。

1.2 泥岩颜色

泥岩颜色可作为识别沉积环境的标志。研究区泥岩的颜色为灰绿色、紫红色和灰紫色，在取心井上可见灰绿色、紫红色和灰紫色的泥岩段互层，说明该区处于地形平坦、宽阔的构造环境；湖水频繁波动，表现为氧化环境和还原环境的交替出现，并且在岩心中多见硬石膏，说明研究区的泥岩颜色受气候条件的影响，短时期的半干旱与半潮湿气候交替出现。

1.3 岩石成分

岩石成分以石英、岩屑和长石为主，其中石英体积分数为24%～50%，岩屑体积分数为30%～37%，长石体积分数为18%～26%。岩石成分成熟度较低，颗粒分选性好，颗粒磨圆程度以次圆状—次棱角状为主，分选中等，颗粒接触方式主要为点—线接触。黏土矿物成分以高岭石为主，呈蠕虫状和不规则状，产状为充填式。

1.4 粒度特征

粒度概率曲线主要由悬浮和跳跃2个次总体组成，其中悬浮总体体积分数为20%～35%，与跳跃总体交截点为3.0～4.2 φ，部分样品为三段式，这种曲线特征属河道砂沉积，但其砂体粒度比河流沉积的砂体细［图2（a）、图2（b）］。粒度概率曲线表现为以悬浮总体为主体的单段式或两段式沉积，悬浮总体体积分数大于45%，与跳跃总体交截点为4.5～5.0 φ，沉积物的岩性以粉砂岩和泥质粉砂岩为主，粒度中值为0.02～0.12 mm，这种曲线特征属天然堤或河道间薄层砂沉积［图2（c）］。

图2 扶余油田泉四段粒度累积概率曲线Fig.2Cumulative probability curve of grain size of the fourth member of Quantou Formation in Fuyu Oilfield

1.5 沉积构造

沉积构造类型与沉积速度和水动力的强弱有关。通过岩心观察发现：研究区泉四段的层理类型较多，主要发育水平层理、斜层理、小型交错层理、板状交错层理、槽状交错层理、波状层理、透镜状层理、块状层理及变形构造等，冲刷面发育（图版Ⅰ），层理规模较小，说明水动力较弱，为浅水三角洲分流平原或前缘亚相沉积。

2 沉积微相类型及特征

根据取心井岩心分析，泉四段沉积时期多处于浪击面附近的浅水环境，局部存在由微地貌变化而引起的滑塌构造的沉积，总体表现为弱氧化和还原环境交替出现的曲流河—三角洲分流平原相下游和前缘相沉积。三角洲分流平原相发育分流河道、天然堤、废弃河道、决口扇、河道间薄层砂及分流间湾6种微相类型，三角洲前缘相发育水下分流河道、水下天然堤、席状砂、河口坝、远砂坝及水下分流间湾6种微相类型。

2.1 分流河道微相

分流河道为曲流河开始分叉而形成，在平面上表现为曲流河的形态，即具有一定的弯曲度，存在侧向加积的现象，只是曲率相对较小，侧向加积作用相对较弱。分流河道的岩性以厚层中砂岩和细砂岩为主，粒度较粗，泥质含量较低，分选较好；底部含泥砾或钙砾，具有冲刷-充填构造，分流河道砂体主要由复合河道砂体叠加而成，砂岩的厚度较大（3.5～9.0 m）。岩心观察表明，分流河道的沉积构造以大型板状交错层理、平行层理及斜层理为主，岩石颜色呈棕色—棕褐色，反映了砂体中含油比较饱满。电测曲线呈中高幅的箱形和钟形，曲线形态比较光滑，呈顶底突变的特征［图3（a）］。该微相在浅水三角洲沉积中储集性能最好，也是研究区泉四段发育规模最大的微相。

2.2 天然堤微相

天然堤发育在分流河道的两侧，岩性以浅棕色—棕黄色粉细砂岩和灰绿色泥质粉砂岩为主，砂岩中常夹绿色的泥质条带，砂岩厚度为1.5～3.5 m，含油性较差，沉积构造以小型交错层理和斜层理为主，局部可见钙质结核，电测曲线形态为箱形和钟形，呈中低幅微齿化的特征［图3（b）］。

2.3 废弃河道微相

河道能量不足就会发生迁移或改道，原先的河道便形成废弃河道。其垂向结构特征为：底部冲刷突变面—具块状层理的含钙泥砾粉细砂岩（底部滞留沉积）—具槽状或板状交错层理的粉砂岩—具小型交错层理和水平波状层理的过渡岩性（废弃河道沉积）—块状泥岩（废弃河道及分流间湾）。电测曲线的下部呈扁钟型，整体表现为底部突变、顶部渐变或者突变的特征［图3（c）］。

2.4 决口扇微相

决口扇代表河流作用较强时期，洪水漫溢河床并冲破天然堤所形成的扇形或者长条形沉积体，多发育在同一小层的中上部。垂向上位于稳定的泥质沉积中，平面上位于分流河道两侧的分流间湾中。岩性以灰白色粉砂岩和泥质粉砂岩为主，泥质含量较高，砂岩厚度相对较薄（小于1.5 m），粒度比漫溢薄层砂稍粗，沉积构造为小型交错层理、波状层理及水平层理，部分底部见冲刷面，电测曲线形态多呈现中低幅钟形和漏斗形特征［图3（d）］。

2.5 河道间薄层砂微相

河道间薄层砂为洪水泛滥时期在分流河道之间形成的薄层沉积，岩性以粉细砂岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩为主，泥质含量较高，泥质沉积物厚度大，砂岩厚度一般小于1 m，代表了陆相河流作用较强、物源供应充分时期形成的漫溢作用的产物，电测曲线形态多呈现低幅钟形、漏斗形或指状的特征［图3（e）］。

2.6 分流间湾微相

分流间湾为分流河道之间的泥质沉积，岩性以紫色、灰色、灰白色或灰绿色泥岩为主，可见钙砾、植物根茎和虫孔构造，动物化石比较少，电测曲线表现为直线形或者超低幅指状的形态特征［图3（f）］。

图3 扶余油田泉四段浅水三角洲平原亚相的微相类型Fig.3Sedimentary microfacies types of shallow delta of the fourth member of Quantou Formation in Fuyu Oilfield

2.7 水下分流河道微相

水下分流河道为三角洲平原分流河道在水下的延续，岩性以粉砂岩和细砂岩为主，整体表现为间断性的正韵律沉积特征。岩心观察表明，河道底部具有小型冲刷界面，沉积构造为小型槽状或楔状交错层理、平行层理及块状层理。水下分流河道容易发生改道，且河道分支频繁，砂体十分发育。与分流河道相比，水下分流河道的碎屑粒度较细，分选磨圆程度较高，泥质杂基及底部砾岩含量较低，距离物源越远砂体越窄，河道分叉和改道现象频繁出现。电测曲线表现为中高幅度的钟形或箱形特征，曲线的锯齿化程度相对较高，幅度较低，砂岩厚度相对较小（3～5 m）［图3（g）］。

2.8 水下天然堤微相

水下天然堤的岩性主要为粉砂岩和泥质粉砂岩，沉积构造以波状层理、楔状交错层理及透镜状层理为主，通常含有干裂现象和植物碎片。电测曲线形态呈中幅度箱形，齿化程度较高。一般情况下，水下天然堤的规模较小，砂体很难保存［图3（h）］。

2.9 席状砂微相

席状砂是由于河口坝或水下分流河道被湖水冲刷改造，砂体发生再搬运、再分配，最后形成的较薄且面积较大的砂层［8］。岩性以薄层粉砂岩和泥质粉砂岩为主，整体上呈明显较小的反韵律或指状特征，具有波状和透镜状层理。席状砂为湖水作用迅速增强、河水作用迅速减弱的沉积产物［图3（i）］。

2.10 河口坝微相

河口坝为浅水三角洲前缘的典型沉积微相，在浅水三角洲中不发育。研究区内只有极少数井见到河口坝微相，平面上多位于水下分流河道的河口处，沉积速率较大，岩性主要由分选较好的细砂岩和粉砂岩组成。交错层理在河口坝砂岩中极为发育，砂岩厚度小（1.5～3.0 m），自下而上表现为由细变粗的反韵律特征，电测曲线呈中高幅度的漏斗型特征［图3（j）］。

2.11 远砂坝微相

远砂坝的岩性以粉砂岩和粉砂质泥岩为主，偶见细砂岩与灰绿色泥岩呈互层出现，在垂向剖面上，自下而上岩性逐渐变粗，整体为反韵律沉积特征。电测曲线表现为中低幅度漏斗形的特征［图3（k）］。研究区的远砂坝微相不发育。

2.12 水下分流间湾微相

水下分流间湾的岩性以厚层灰绿色、灰色泥岩为主，沉积构造为透镜状层理、水平层理和搅浑构造，电测曲线表现为直线状或极低幅度的微齿状特征［图3（l）］。

3 沉积微相平面展布

根据沉积微相及其对应的测井曲线特征，综合物源及水系的分布特征，在小层砂岩厚度图的基础上，利用现代浅水三角洲沉积模式，分析1～13小层沉积微相平面分布规律，并以3小层为例描述沉积微相展布特征：3小层发育浅水三角洲前缘沉积，以水下分流河道沉积为主；全区共发育5条呈南西—北东方向展布和1条呈南东—北西方向展布的分流河道；河道在平面上不断地分支，呈枝状分布特征，部分河道发生汇流；河道厚度为2.5～3.0 m，宽度为70～150 m，曲率较低，天然堤和水下分流间湾发育较广泛（图4）。

图4 扶余油田西区3小层沉积微相平面分布图Fig.4The distribution of sedimentary microfacies in the third layer of Fuyu Oilfield

4 沉积演化模式

综合以上研究成果，建立了研究区扶余油层的浅水三角洲沉积演化模式。根据主力微相在平面上的形态变化特征，认为研究区具有3种沉积模式：席状浅水三角洲沉积模式、枝状浅水三角洲沉积模式、网状浅水三角洲沉积模式。沉积模式受控于湖平面的变化。

4.1 席状浅水三角洲沉积模式

水平面缓慢上升晚期，湖水面积较大，河流水动力作用较弱，沉积碎屑供给不足。此时浅水三角洲以发育前缘相的远岸沉积为主，湖泊的改造作用较强，水下分流河道砂体的形态被破坏，末端散开并形成了薄层席状砂，平面上表现为席状浅水三角洲沉积模式［图5（a）］。

4.2 枝状浅水三角洲沉积模式

湖平面短期迅速上升，气候变得温暖潮湿，湖泊面积迅速扩大，此时浅水三角洲以发育浅水三角洲前缘相的近岸沉积为主，水下分流河道在深水区向前推进时，湖水的改造作用较弱，河道的席状化强度较低，保持了河道砂体的形态，河道的分支现象较为明显，平面上形成了枝状外形特征。水平面缓慢上升中期，河水物源供给逐渐不足，河道逐渐变窄，平面上表现为枝状浅水三角洲沉积模式［图5（b）］。

图5 扶余油田沉积演化模式图Fig.5Sedimentary evolution model of Fuyu Oilfield

4.3 网状浅水三角洲沉积模式

水平面快速下降时期，气候干旱，湖泊大面积收缩，水动力较弱，对沉积物影响较小，浅水三角洲极为发育。分流河道通过较宽阔的浅水区，向湖泊方向长距离地推进，河道宽度较大，河道间沉积不发育。由于分流河道表现为低弯度的曲流河形态，不同的分流河道侧向迁移，叠合在一起形成了网状河的外形特征。河水入湖之后，河道变窄，容易发生改道，因此，水下分流河道在平面上也形成了网状河的外形特征。由于前缘相带水动力比较弱，河口坝和席状砂的砂体厚度较小，泥质含量高，不能构成有效储层。水平面缓慢上升早期，湖水面积逐渐扩大，气候潮湿，而河水的充填作用和水平面的上升基本为平衡状态，沉积物大量卸载，水下分流河道发生改道，平面上形成了网状浅水三角洲沉积模式［图5（c）］。

从整体上看，扶余油田西区泉四段为一套水进背景下形成的浅水三角洲沉积组合，由4个次一级的水进和3个次一级的水退沉积组成。泉四段沉积早期，即13小层沉积时期，全区为分流河道沉积，平面上表现为网状浅水三角洲沉积模式；12小层沉积时期，湖平面短期迅速上升，大部分地区发育浅水三角洲前缘相的近岸沉积，平面上表现为枝状浅水三角洲沉积模式；11小层沉积时期，湖平面迅速下降，大部分地区发育浅水三角洲平原沉积，分流河道十分发育，全区连片分布，平面上表现为网状浅水三角洲沉积模式；10小层沉积时期，湖平面迅速上升，北部少部分地区发育浅水三角洲前缘相的近岸沉积，平面上表现为枝状浅水三角洲沉积模式；9小层沉积时期，湖平面再次迅速下降，全区发育浅水三角洲平原的分流河道沉积，平面上表现为网状浅水三角洲沉积模式；8小层沉积时期，水体面积迅速扩大，平面上表现为枝状浅水三角洲沉积模式；7小层沉积时期，水体面积又一次缩小，河道砂体连片沉积，平面上表现为网状浅水三角洲沉积模式；从6小层沉积时期开始，全区进入缓慢水进沉积时期，6—5小层沉积时期，研究区发育浅水三角洲平原和前缘相的近岸沉积，平面上为网状浅水三角洲沉积模式；4—3小层沉积时期，研究区已经全面进入浅水三角洲前缘相的近岸沉积，平面上表现为枝状浅水三角洲沉积模式；2—1小层沉积时期，全区进入浅水三角洲前缘相的远岸沉积，主力微相为席状砂，砂体呈片状或零星分布，形成了席状浅水三角洲沉积模式。

5 结论

（1）扶余油田泉头组四段整体为一套水进背景下形成的浅水三角洲沉积组合，由4个砂层组、13个小层组成，表现为4次水进、3次水退的沉积演化特征。

（2）研究区发育浅水三角洲平原和浅水三角洲前缘2种亚相类型，形成了席状浅水三角洲、枝状浅水三角洲和网状浅水三角洲3种沉积模式，而主力砂体主要在分流河道和水下分流河道中发育，多呈北北东向和南北向带状展布。

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图版Ⅰ说明：扶余油田泉四段典型沉积构造。1.槽状交错层理，检19井，378.60 m；2.平行层理，检19井，353.90 m；3.斜层理，检19井，372.30 m；4.冲刷面，检19井，365.70 m；5.变形构造，检21井，441.35 m；6.楔状交错层理，检23井，395.70 m

（本文编辑：于惠宇）

Sedimentary microfacies of the fourth member of Quantou Formation in Fuyu Oilfield,southern Songliao Basin

CAI Dongmei
（Research Institute of Exploration and Development，PetroChina Daqing Oilfield Company Ltd.，Daqing 163712，Heilongjiang，China）

Based on core and logging data,this paper systemically studied the distribution of sedimentary microfacies and sedimentary model of the fourth member of Quantou Formation in Fuyu Oilfield of southern Songliao Basin through analyzing the rock type,color of mudstone,grain size and sedimentary structure.The result shows that the study area developed meandering river-delta plain,including two types of subfacies and 12 types of microfacies.According to the logging characteristics of different microfacies,classified the plane distribution features of microfacies,established sedimentary model of shallow water deltas,and analyzed the characteristics of sedimentary evolution.This study can provide a reliable base for potentials tapping of remaining oil in Fuyu Oilfield.

sedimentarymicrofacies；sedimentarymodel；sedimentaryevolution；Fuyu Oilfield；SongliaoBasin

TE121.3

：A

2014-03-07；

2014-05-15

国家“十二五”重大专项课题“井震结合油藏精细结构表征技术”（编号：2011ZX05010-001）资助

蔡东梅（1982-），女，博士，工程师，主要从事油气田开发地质综合研究工作。地址：（163712）黑龙江省大庆市让胡路区勘探开发研究院地震解释二室。E-mail：dqcaidm@petrochina.com.cn。

1673-8926（2014）05-0057-07