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5南部扶余油田泉头组四段沉积相研究

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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第29卷第3期石沾专天然气肚彦008年6月文章编号:0253—9985(2008)03—0334—08松辽盆地南部扶余油田泉头组四段沉积相研究胡学智1,鲍志东2,那未红2”,张庆国2,周新茂2(1.中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京100083;2.中国石油大学,北京102200;3.中国石油化工股份有限公司国际石油勘探开发有限公司,北京100083)摘要:以岩心和测井分析资料为基础,通过对松辽盆地南部扶余油田泉头组四段的泥岩颜色、粒度分布、沉积构造以及生物化石、岩石类型及其组合等的研究,确认该工区泉头组四段为浅水三角洲相沉积。将其进一步划分为三角洲平原和三角洲前缘两个沉积亚相,绘制了扶余油田沉积微相平面展布图,据此建立了扶余油田沉积模式,研究了它的沉积演化特征,为老油区的挖潜上产提供了依据。关键词:浅水三角洲相;沉积特征;沉积模式;扶余油田泉四段;松辽盆地中图分类号: 文献标识码:of of a .00083,.02249,.删00083,on of s in of in it of he of on it,as ll of in ey 隆起带是一个断裂复杂、堑垒相间的多高点穹隆背斜(图1),迄今为止共动用探明含油面积85.9 用探明石油地质储量13 347×104 t。泉头组沉积时期,松辽盆地由断陷湖盆向坳陷湖盆转变,继泉(头组)三段沉积晚期水进之后,泉四段沉积时期盆地持续坳陷,河流向湖盆推进,形成面积可观的低位三角洲砂体。整个油田处于开发中、后期,有30多年注水开采历史,要想收稿日期:2008—01—20。第一作者简介:胡学智(1970一),男,硕士、工程师,石油地质。进一步提高原油采收率,细分沉积微相研究就显得尤为重要‘卜10]。1沉积相特征1.1岩相标志1.1.1 泥岩颜色泥岩颜色分为自生色和次生色,白生色是恢万方数据第3期 胡学智,等.松辽盆地南部扶余油田泉头组四段沉积相研究 335图1扶余油田地理位置与构造分布 计分析表明,扶余油田青一段底部泥岩颜色以灰黑色为主,反映了较强还原性的沉积环境;泉四段第一砂组泥岩以灰绿色为主,为弱还原环境;第二砂组泥岩以灰绿一棕红色为主,其沉积环境为弱还原一弱氧化;第三砂组泥岩以棕红色为主,主要为氧化环境;第四砂组泥岩分布较少,绿色、棕红色均有发育,为弱还原一弱氧化环境。以上分析表明扶余油田泉四段的沉积环境介于弱氧化一弱还原条件。1.1.2岩石学特征扶余油田泉四段总体上由4套砂泥岩互层构成,各层组底部含砾岩,具冲刷面。对典型井检20、检21、检19岩石薄片镜下分析,可知岩石类型主要为含泥长石粗粉砂岩、含泥和粉砂的细砂岩、细粒长石岩屑砂岩、钙质长石岩屑粉砂岩、钙质砂岩(图2)。颗粒磨圆度为次棱角一次圆,分选性中等,风化度多为深一中等,结构成熟度中等;岩石碎屑主要由石英、长石和岩屑组成,石英平均含量26.8%,一般为23%一30%;长石含量较高,平均含量39.7%,一般为36%一44%,岩屑平均含量29.4%,一般为26%一41%;重矿物组合为锆石一石榴子石一电气石一磷灰石;通过以上资料分析看出,物源区相对较近,为陆相湖盆沉积。1.1.3粒度分布特征以中扶3—20井为重点,分析其粒度概率曲线。研究显示三角洲平原分支河道、三角洲前缘水下分支河道粒度概率曲线均为三段式,滚动组分相对较少,主要为跳跃和悬浮两大组分。其中三角洲平原分支河道分选比较差,跳跃和悬浮组分各占一半左右,水下分支河道主要是中细粒为主的跳跃组分,悬浮物质较少占23%。水下天然堤主要为砂泥岩互层组成,粒度概率图上虽为三段式但粗粒滚动组分只占4.05%,主要为悬浮组分。远砂坝粒度概率曲线为两段式,细粒组分占79.2%,分选好。1.1.4沉积构造沉积构造类型与水动力条件的强弱、沉积速度、水流作用方式直接相关。不同介质条件下,上述3种特征不相同,所形成的沉积构造截然不同。研究区分支河道部分发育槽状交错层理、斜层理、平行层理、搅混构造,并发育有冲刷面;河口坝沉积发育小型槽状交错层理、波状层理;支流间湾见揉皱构造、水平层理。这些沉积构造规模相对较小,显示相对较弱的水动力环境,为典型的三角洲相沉积(图3)。1.2单井相:以扶3—20井为例扶3—20井位于扶余油田中区,取心井段398.38~487.03 m,其中青一段6.02 m,泉四段82.63 m(图4)。青一段岩性为灰黑色泥岩夹薄层菱铁矿层,含黄铁矿粉末,见介形虫及鱼碎片化石,介形虫局部富集成层,底部含粉砂质泥岩,为前三角洲亚相沉积。泉四段自下而上发育4个大的旋回,每个旋回以较厚的稳定泥岩相隔。各旋回沉积特征如下。第1沉积旋回(469.4—498.2 m)对应泉四段第Ⅳ砂组,为三角洲前缘亚相沉积,发育水下分支河道、河口坝、水下分支河道间湾微相,河道底部为泥砾岩,具冲刷面。局部发育水平层理、斜层理、水平层理,具揉皱构造,含碳屑及黄铁矿晶粒。万方数据336 石油与天然气地质 第29卷c.钙质长石岩屑粉砂岩(413 60 偏光d.钙质砂岩(328.42 m).偏光图2检20井正交光及单偏光岩心薄片 0 9万方数据第3期 胡学智,等.松辽盆地南部扶余油田泉头组四段沉积相研究图4扶3—20井沉积微相综合柱状图u 3—20第2沉积旋回(451.6—469.4 m)对应泉四段第Ⅲ砂组,测井曲线形态呈典型的河流二元结构特征。底部发育粗细砂岩向上变为细砂岩、粉砂岩,发育交错层理和斜层理,为分支河道沉积。泥岩发育收缩裂缝,颜色为灰绿、棕红色,为分支河道间湾沉积。测井、沉积特征表明,第二旋回为三角洲平原亚相沉积。第3沉积旋回(434.6~451.6 当于泉四段第Ⅱ砂组,总体上正旋回特征明显。底部砂岩具泥砾、钙砾岩沉积,上部砂岩含泥质条带,具斜层理、小型交错层理、水平层理、波状层理,局部发育纵向裂隙,为分支河道沉积;天然堤微相为泥质粉砂岩;泥岩质纯,发育收缩擦痕,属分支河道间湾微相。泥岩、含钙泥质粉砂岩颜色为灰绿色、棕红色,该旋回含碳屑化石。第三旋回为三角洲平原亚相沉积。第4沉积旋回(404.4—434.6 m)相当于泉四段第1砂组,发育水下分支河道、河I:1坝、远砂坝、水下天然堤,具斜层理和交错层理,广泛分布碳屑及黄铁矿颗粒。电测曲线钟形,为三角洲前缘的外前缘。 配合微梯度、微电位曲线进行沉积微相研究。首先从取心井出发,确定沉积微相类型,然后通过岩心相标定测井相,建立岩心相与测井相之间的对应关系,进而对未取心井进行沉积微相分析,最终确定了扶余油田泉头组万方数据338 石油与天然气地质 第29卷四段各时间单元的沉积微相测井曲线特征(图5,图6)。电测曲线特征为主要依据,对扶余油田泉四段沉积微相类型及特征进行了总结。2 沉积微相类型及特征 2·支河道微相通过以上分析,以泥岩颜色、岩性特征、颗粒 工区分支河道微相以厚层状砂岩、粗细砂岩成分、沉积结构、沉积构造、沉积韵律、生物化石及 为主,底部含泥砾或钙砾,发育斜层理、交错层理,图5扶余油田泉四段三角洲平原亚相各微相测井曲线特征 of in of e of in of 学智,等.松辽盆地南部扶余油田泉头组四段沉积相研究 339具冲刷面,化石少见;其垂向序列以正韵律为主,电测曲线为箱形或钟形。2)天然堤微相天然堤微相发育在分支河道两侧,多为细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩,发育相对集中的小型微细交错层理、波纹层理、水平波状层理。剖面上多位于河道顶部,构成河道沉积的一部分;垂向序列为正韵律或复合韵律,电测曲线为钟形或锯齿状。3)决口扇微相洪水漫溢河床冲破天然堤形成,多沉积在泥岩或粉砂质泥岩之上形成决口扇微相。岩性比分支河道要细,多为粉砂岩、泥质粉砂岩;水平层理较发育;垂向序列为正韵律,电测曲线为幅度较低的钟形。4)分支河道间湾微相分支河道间湾微相岩性为灰绿、棕红色泥岩、粉砂质泥岩,其中棕红色泥岩大面积分布。含植物碳屑,局部具揉皱构造,电测曲线为低平的曲线。2.2三角洲前缘亚相1)水下分支河道微相工区水下分支河道微相以厚层、中厚层灰绿色、棕色一棕褐色(含油)细砂岩、粗细砂岩、粉砂岩为主,向上逐渐过渡为泥质粉砂岩、及粉砂质泥岩。垂向序列以正韵律为主,也可见复合韵律。水下分支河道砂体厚度向湖盆中心逐渐变薄,其电测曲线形态以箱形、钟形为主。河道底部常见冲刷面,河道内部发育交错层理、斜层理、水平层理,含零星碳屑,偶含介形虫化石及鱼碎片化石。2)河口坝微相河口坝位于水下分支河道河口前方,是三角洲前缘亚相中沉积速度最快的相带。其岩性以薄层细砂岩、粉砂岩为主,分选较好,与上、下岩层呈渐变或突变接触,垂向序列为下细上粗的反韵律。内部发育交错层理、斜层理。电测曲线为漏斗形,工区第一砂组和第四砂组均有河口坝发育。3)远砂坝微相远砂坝位于河口前方较远部位,又称为水下分支河道末端砂坝。沉积物比河口坝细,主要为粉砂岩、泥质粉砂岩,发育水平层理、波状层理,白下而上发育由细变粗的反韵律,测井曲线形态呈小型漏斗状。4)水下天然堤微相水下天然堤是陆上天然堤的延伸部分,岩性多为粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩互层。概率粒度曲线为单段或两段型,基本上由单一的悬浮总体组成。发育波状层理和水平层理,电测曲线多为锯齿状。5)水下分支河道间湾微相水下分支河道间湾位于水下分支河道之间,岩性以灰绿、灰黑色泥岩、粉砂质泥岩为主,偶见揉皱构造,层理不发育,常含有介形虫、鱼类化石、碳屑等。电测曲线为较低平的曲线。3 沉积微相平面展布及沉积模式通过对单井沉积微相类型及特征的研究绘制了扶余油田沉积微相展布图,以第7时间单元和第4时间单元(图7,图8)为例。第7时间单元扶余油田以三角洲平原沉积为主,水流方向自西南向东北,三角洲平原分支河道微相极其发育,河道侧翼主要为天然堤微相,局部发育决口扇,向东北方向为三角洲前缘亚相,水下分支河道内发育河口坝及远砂坝砂体。第4时间单元主要为三角洲前缘沉积,主水流方向仍为西南向东北方向,局部有水体摆动现象,主要发育水下分支河道、河道侧翼、河口坝和远砂坝等微相。根据以上研究,结合扶余油田泉四段三角洲相发育的区域地质背景,建立了本区三角洲沉积相模式(图9),其沉积演化的基本特点如下:1)根据源主要是来自西南的通榆一保康水系,地形坡度较缓,沉积物沿曲流河人湖,形成浅水三角洲沉积。2)研究区主要发育三角洲平原及三角洲前缘亚相,分支河道及水下分支河道占主体,水进过程中各类水系侧向摆动,河道砂体侧相加积,相互叠加,造成三角洲砂体大面积分布,形成可观的油气储集区。3)扶余油田泉四段沉积时期,从早期至晚期,在较长尺度湖平面上升旋回的背景下,发生了两次较大规模的中等尺度的湖平面下降旋回。而事实上,每一个单独的三角洲朵体,都是在较长尺度湖平面上升旋回的背景下一次低等尺度的高频湖退产物。万方数据石油与天然气地质 第29卷图7扶余油田泉四段第7时间单元沉积微相 of of of of .曲u”学智,等.松辽盆地南部扶余油田泉头组四段沉积相研究 341图9扶余油田泉四段浅水三角洲沉积模式 in of 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