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【摘要】应用层序地层学理论,综合利用钻井、测井、取心和地震资料,并结合现今构造、断裂等进行七棵树地区下白垩统沙河子组沉积相研究,分析认为SW8-SW11井区有利油气富集区主要是扇三角洲前缘亚相。
【关键词】七棵树;沙河子组;沉积相
1.地质概况
SW8-SW11井区位于松辽盆地梨树断陷东部向斜带的东北部-七棵树油田中南部。地层自上而下发育新生界第四系、中生界白垩系青山口组、泉头组、登娄库组、营城组、沙河子组,均为陆相碎屑沉积的砂泥岩互层。该区主要含油层系是沙河子组,埋深1770~2100m,油层单一且较薄。从下到上分为四段,沙四段与下伏地层为不整合接触。沙河子组沉积早期发育三条北东向逆断层,将本区划分为南(SW11井区)、北(SW8井区)两个北东向条带。
2.沉积特征研究
2.1区域沉积背景
梨树断陷沉积主要包括两大构造层系,以中生代发育的断陷层和坳陷层为主,本区反转构造层缺失。断陷沉积历经早期充填、中期扩张和晚期萎缩三个阶段[1]。早期充填断陷初期,八屋沙河子组大湖雏形已渐形成;扩张期相当于沙河子组和营城组,因大规模湖侵,以深湖、半深湖分布为主。
该区在火石岭沉积期处于剥蚀物源区,火石岭地层缺失,沙河子组直接接触变质岩基底。沙河子组沉积厚度<200m,底部低位域为典型的扇三角洲沉积序列;沉积早中期水体快速变深,沉积环境由平原亚相快速演变为前缘亚相。随水体持续加深,距离物源区渐远,沉积环境变成以深灰及灰黑色泥岩为主的半深湖相;沉积后期水体渐浅,薄层细粒砂岩渐增,逐渐过渡为浅湖沉积环境;沉积末期东南部物源进入,形成了以扇三角洲前缘为主的沉积环境,沉积了数套较厚的水下河道砂体。
沙四段主要为一套填平补齐的粗碎屑夹煤层沉积,受火石岭组末期古地形影响,分布局限;沙三段沉积时期为低位域,秦家屯断层控制的断陷低洼处内发育扇三角洲,沉积了大套的砂砾岩;沙二段主要为泥岩(主要烃源岩);沙一段沉积时期为高位域,以砂砾岩和含砾砂岩沉积为主。
2.2岩性特征
该区扇三角洲前缘较发育,前缘水下分流河道储层主要为含砾砂岩,中粗、细砂岩,粗碎屑岩不发育。前缘河口坝主要为中细砂岩分选较好,远砂坝与河口坝为连续沉积的砂体位于河口坝末端,厚度薄,多为细砂岩和粉砂岩。前扇三角洲以泥质沉积为主。本区砂岩主要为亚岩屑长石、长石、亚长石岩屑砂岩。
沙一段以砂岩为主,粉砂岩少,部分含砾;砂岩填隙物中泥质含量高;颗粒长石、岩屑含量高,分选磨圆中等-较差。沉积物粒度特征是沉积水动力特征的直接表现,在粒度概率图上,一般由多个直线段组成,直线段斜率代表着分选性,线段越陡,分选程度越好。沙一段2口取心井的粒度概率图,其概率累计曲线多呈一段式或两段式,具有重力流和牵引流特征。
2.3沉积构造
沉积构造是沉积时期水动力条件的直接反映,受沉积后作用影响较小,具有较好的指相性。岩心观察发现了较强牵引流形成的冲刷充填构造、交错层理等沉积构造,沉积物中有植物碳屑。该区1号井②和2号井见冲刷面构造,交错层理是由沉积介质流动形成,1号井①见平缓波状交错层理,③还发现有碳质植物根茎碎屑。块状层理由悬浮物快速堆积,沉积物来不及分异因而不显细层,3号井见块状层理(图2-2)。
2.4古生物特征
不同的生物群落或化石组合面貌,大致可表明其所属的生活环境或沉积相。研究区泥质粉砂岩或粉砂质泥岩中常见碳屑,中砂岩中也偶见碳质碎屑;既有含量较高的炭屑层,也有含量较低的炭屑纹层[2][3];本区各种粒径砂岩中均发现碳质植物碎屑,其中细砂岩及以上级别砂岩中,常见较大植物枝干和植物枝叶化石,反映快速、近物源的近岸沉积。
2.5沉积旋回及单井相分析
沉积旋回是指沉积作用和沉积条件按相同的次序不断重复沉积而组成的一个序列。沙河子组目的层段见两套正旋回沉积。
1号井相分析:根据区域构造背景、测井曲线特征、粒序变化、沉积构造、粒度概率特征综合分析认为取心第二段为滨浅湖沉积,其余三段为扇三角洲沉积(图2-4)。(1)第一段下部主要为灰色泥岩,生物钻孔发育。上部只有很短一段为正粒序含砾砂岩,底部可见明显冲刷面和泥砾,认为属前缘水下分流河道沉积。(2)第二段岩性为浅灰色泥岩夹薄层泥质粉砂岩,可见生物钻孔、变形构造等,属滨浅湖沉积。(3)第三-四段既可见3~5m厚浅灰色泥岩,层理构造丰富、底部具冲刷面的正粒序沉积,也见到发育斜层理的反粒序沉积。上部正粒序沉积水动力较强,岩性为细砾岩、含砾砂岩,并可见冲刷泥砾。综合分析认为属三角洲前缘沉积,具底冲刷、交错层理发育的正粒序沉积,属水下分流河道沉积;反粒序的中细砂为河口坝沉积;中间夹的浅灰色泥岩为河道间沉积。
3号井相分析:岩心观察认为属扇三角洲沉积。砂岩以细砂岩含砾为主,其概率累计曲线以一段式为主(图2-5),跳跃和悬浮总体无明显转折点,分选与磨圆度差,粒度区间跨度大。
2.7沉积相
沙河子沉积期七棵树油田西侧存在地貌坡折,井区处于坡折带之上,缺失低位体系域,顶部有微弱的削蚀现象,残留地层下部以水进体系域为主,上部为高位体系域的中早期地层。SW8-SW11井区沙一段以高位体系域砂体为主。
1、沉积相类型
根据井区内新钻井资料、测井资料,结合地震资料,综合研究分析认为,七棵树地区沙河子组发育沉积相类型主要有湖泊相、扇三角洲相、近岸水下扇相和重力碎屑流沉积。SW8--SW11井区沙河子组沙一段主要为扇三角洲前缘沉积(图2-6)。
2、沉积相划分
根据前人梨树断陷沉积相研究成果[1],结合新取芯资料,认为沙河子组时期主要发育扇三角洲沉积,是接近于剥蚀区的冲积扇经过较短距离搬运后入湖分散而形成的沉积体。沉积亚相可划分为扇三角洲平原亚相、扇三角洲前缘亚相和前扇三角洲亚相。SW8-SW11井区主要发育扇三角洲前缘亚相和前扇三角洲亚相。 (1)扇三角洲平原亚相
主要由水下分流河道沉积组成,多为中细砾岩,含砾砂岩、粗砂岩,泥岩主要为深灰色、灰黑色泥岩,常见植物碎屑或煤线。岩性序列为砂砾岩与深灰色泥岩互层,电测曲线为高幅值齿化箱形或齿化钟形,有时呈不规则状。
(2)扇三角洲前缘亚相
是扇三角洲沉积的发育主体,砂体最发育、分布广,总体呈由下向上由粗变细,电测曲线呈钟形。根据完钻井电性特征,SW11井区该亚相细分为水下分流河道、河道间湾、河口坝及席状砂等四个沉积微相(图2-7右)。其电性特征:水下分流河道主要为箱-指型以及钟-箱型组合,水下分流间湾主要为低幅齿形,席状砂主要为指形-漏斗形、指形,河口坝主要为漏斗形-指形和漏斗形。SW8井区主要发育水下分流河道、河道间湾、席状砂(图2-7左)。
①水下分流河道微相:扇三角洲前缘分流河道的水下延伸部分,沉积物主要为砂砾岩、含砾砂岩和粗砂岩,分选中等、泥质杂基含量低,颗粒支撑为主。GR曲线主要为典型的箱形、钟形。
②水下分流河道间湾微相:主要是灰绿色至灰色块状或具水平层理的粉砂质泥岩夹薄层或透镜状砂岩。因水下分流河道冲刷力强,频繁改道,一旦发生改道,沉积物被冲刷变薄,甚至全被冲刷掉。GR曲线多为低幅齿状或指状。
③河口坝微相:水下分流河道向盆地方向的延伸。沉积物粒度变细,由细砂、粉砂岩组成,成分及结构成熟度一般较高,分选好、杂基少,物性较好,一般GR曲线为反韵律,一般呈漏斗状。
④席状砂微相:河口坝或分流河道搬运的碎屑物质经波浪、沿岸流等水动力搬运,在河口坝侧翼和前方形成的薄而大范围的砂层。比河口砂坝粒度更细、层更薄、泥质含量较高,物性较差。GR曲线多为指状或低幅齿化漏斗形。
(3)前扇三角洲亚相
位于扇三角洲最前端,与湖泊相过渡。岩性为灰色泥岩、粉砂质泥岩,具块状或水平层理,有时水下分流河道末端延伸到前扇三角洲,常含少量砂质成分,GR曲线呈齿状或低幅指状。
3.结论及认识
1、该区沙河子组主要为扇三角洲沉积,细分为扇三角洲平原亚相、扇三角洲前缘亚相和前扇三角洲亚相,其中有利的油气富集区为扇三角洲前缘亚相。
2、该区沙一段储层扇三角洲沉积亚相划分为水下分流河道、河道间湾、河口坝及席状砂等四个沉积微相,以水下分流河道、河道间湾沉积为主。
参考文献
[1]关德师.松辽盆地下白垩统层序地层及沉积体系研究[D].中国科学院,2005
[2]黄清华.松辽盆地晚白垩世地层及微体古生物群[D].中国地质科学院,2007
[3]黄清华,张文婧等.松辽盆地上、下白垩统界线划分[J].地学前缘,2009(06)
【关键词】七棵树;沙河子组;沉积相
1.地质概况
SW8-SW11井区位于松辽盆地梨树断陷东部向斜带的东北部-七棵树油田中南部。地层自上而下发育新生界第四系、中生界白垩系青山口组、泉头组、登娄库组、营城组、沙河子组,均为陆相碎屑沉积的砂泥岩互层。该区主要含油层系是沙河子组,埋深1770~2100m,油层单一且较薄。从下到上分为四段,沙四段与下伏地层为不整合接触。沙河子组沉积早期发育三条北东向逆断层,将本区划分为南(SW11井区)、北(SW8井区)两个北东向条带。
2.沉积特征研究
2.1区域沉积背景
梨树断陷沉积主要包括两大构造层系,以中生代发育的断陷层和坳陷层为主,本区反转构造层缺失。断陷沉积历经早期充填、中期扩张和晚期萎缩三个阶段[1]。早期充填断陷初期,八屋沙河子组大湖雏形已渐形成;扩张期相当于沙河子组和营城组,因大规模湖侵,以深湖、半深湖分布为主。
该区在火石岭沉积期处于剥蚀物源区,火石岭地层缺失,沙河子组直接接触变质岩基底。沙河子组沉积厚度<200m,底部低位域为典型的扇三角洲沉积序列;沉积早中期水体快速变深,沉积环境由平原亚相快速演变为前缘亚相。随水体持续加深,距离物源区渐远,沉积环境变成以深灰及灰黑色泥岩为主的半深湖相;沉积后期水体渐浅,薄层细粒砂岩渐增,逐渐过渡为浅湖沉积环境;沉积末期东南部物源进入,形成了以扇三角洲前缘为主的沉积环境,沉积了数套较厚的水下河道砂体。
沙四段主要为一套填平补齐的粗碎屑夹煤层沉积,受火石岭组末期古地形影响,分布局限;沙三段沉积时期为低位域,秦家屯断层控制的断陷低洼处内发育扇三角洲,沉积了大套的砂砾岩;沙二段主要为泥岩(主要烃源岩);沙一段沉积时期为高位域,以砂砾岩和含砾砂岩沉积为主。
2.2岩性特征
该区扇三角洲前缘较发育,前缘水下分流河道储层主要为含砾砂岩,中粗、细砂岩,粗碎屑岩不发育。前缘河口坝主要为中细砂岩分选较好,远砂坝与河口坝为连续沉积的砂体位于河口坝末端,厚度薄,多为细砂岩和粉砂岩。前扇三角洲以泥质沉积为主。本区砂岩主要为亚岩屑长石、长石、亚长石岩屑砂岩。
沙一段以砂岩为主,粉砂岩少,部分含砾;砂岩填隙物中泥质含量高;颗粒长石、岩屑含量高,分选磨圆中等-较差。沉积物粒度特征是沉积水动力特征的直接表现,在粒度概率图上,一般由多个直线段组成,直线段斜率代表着分选性,线段越陡,分选程度越好。沙一段2口取心井的粒度概率图,其概率累计曲线多呈一段式或两段式,具有重力流和牵引流特征。
2.3沉积构造
沉积构造是沉积时期水动力条件的直接反映,受沉积后作用影响较小,具有较好的指相性。岩心观察发现了较强牵引流形成的冲刷充填构造、交错层理等沉积构造,沉积物中有植物碳屑。该区1号井②和2号井见冲刷面构造,交错层理是由沉积介质流动形成,1号井①见平缓波状交错层理,③还发现有碳质植物根茎碎屑。块状层理由悬浮物快速堆积,沉积物来不及分异因而不显细层,3号井见块状层理(图2-2)。
2.4古生物特征
不同的生物群落或化石组合面貌,大致可表明其所属的生活环境或沉积相。研究区泥质粉砂岩或粉砂质泥岩中常见碳屑,中砂岩中也偶见碳质碎屑;既有含量较高的炭屑层,也有含量较低的炭屑纹层[2][3];本区各种粒径砂岩中均发现碳质植物碎屑,其中细砂岩及以上级别砂岩中,常见较大植物枝干和植物枝叶化石,反映快速、近物源的近岸沉积。
2.5沉积旋回及单井相分析
沉积旋回是指沉积作用和沉积条件按相同的次序不断重复沉积而组成的一个序列。沙河子组目的层段见两套正旋回沉积。
1号井相分析:根据区域构造背景、测井曲线特征、粒序变化、沉积构造、粒度概率特征综合分析认为取心第二段为滨浅湖沉积,其余三段为扇三角洲沉积(图2-4)。(1)第一段下部主要为灰色泥岩,生物钻孔发育。上部只有很短一段为正粒序含砾砂岩,底部可见明显冲刷面和泥砾,认为属前缘水下分流河道沉积。(2)第二段岩性为浅灰色泥岩夹薄层泥质粉砂岩,可见生物钻孔、变形构造等,属滨浅湖沉积。(3)第三-四段既可见3~5m厚浅灰色泥岩,层理构造丰富、底部具冲刷面的正粒序沉积,也见到发育斜层理的反粒序沉积。上部正粒序沉积水动力较强,岩性为细砾岩、含砾砂岩,并可见冲刷泥砾。综合分析认为属三角洲前缘沉积,具底冲刷、交错层理发育的正粒序沉积,属水下分流河道沉积;反粒序的中细砂为河口坝沉积;中间夹的浅灰色泥岩为河道间沉积。
3号井相分析:岩心观察认为属扇三角洲沉积。砂岩以细砂岩含砾为主,其概率累计曲线以一段式为主(图2-5),跳跃和悬浮总体无明显转折点,分选与磨圆度差,粒度区间跨度大。
2.7沉积相
沙河子沉积期七棵树油田西侧存在地貌坡折,井区处于坡折带之上,缺失低位体系域,顶部有微弱的削蚀现象,残留地层下部以水进体系域为主,上部为高位体系域的中早期地层。SW8-SW11井区沙一段以高位体系域砂体为主。
1、沉积相类型
根据井区内新钻井资料、测井资料,结合地震资料,综合研究分析认为,七棵树地区沙河子组发育沉积相类型主要有湖泊相、扇三角洲相、近岸水下扇相和重力碎屑流沉积。SW8--SW11井区沙河子组沙一段主要为扇三角洲前缘沉积(图2-6)。
2、沉积相划分
根据前人梨树断陷沉积相研究成果[1],结合新取芯资料,认为沙河子组时期主要发育扇三角洲沉积,是接近于剥蚀区的冲积扇经过较短距离搬运后入湖分散而形成的沉积体。沉积亚相可划分为扇三角洲平原亚相、扇三角洲前缘亚相和前扇三角洲亚相。SW8-SW11井区主要发育扇三角洲前缘亚相和前扇三角洲亚相。 (1)扇三角洲平原亚相
主要由水下分流河道沉积组成,多为中细砾岩,含砾砂岩、粗砂岩,泥岩主要为深灰色、灰黑色泥岩,常见植物碎屑或煤线。岩性序列为砂砾岩与深灰色泥岩互层,电测曲线为高幅值齿化箱形或齿化钟形,有时呈不规则状。
(2)扇三角洲前缘亚相
是扇三角洲沉积的发育主体,砂体最发育、分布广,总体呈由下向上由粗变细,电测曲线呈钟形。根据完钻井电性特征,SW11井区该亚相细分为水下分流河道、河道间湾、河口坝及席状砂等四个沉积微相(图2-7右)。其电性特征:水下分流河道主要为箱-指型以及钟-箱型组合,水下分流间湾主要为低幅齿形,席状砂主要为指形-漏斗形、指形,河口坝主要为漏斗形-指形和漏斗形。SW8井区主要发育水下分流河道、河道间湾、席状砂(图2-7左)。
①水下分流河道微相:扇三角洲前缘分流河道的水下延伸部分,沉积物主要为砂砾岩、含砾砂岩和粗砂岩,分选中等、泥质杂基含量低,颗粒支撑为主。GR曲线主要为典型的箱形、钟形。
②水下分流河道间湾微相:主要是灰绿色至灰色块状或具水平层理的粉砂质泥岩夹薄层或透镜状砂岩。因水下分流河道冲刷力强,频繁改道,一旦发生改道,沉积物被冲刷变薄,甚至全被冲刷掉。GR曲线多为低幅齿状或指状。
③河口坝微相:水下分流河道向盆地方向的延伸。沉积物粒度变细,由细砂、粉砂岩组成,成分及结构成熟度一般较高,分选好、杂基少,物性较好,一般GR曲线为反韵律,一般呈漏斗状。
④席状砂微相:河口坝或分流河道搬运的碎屑物质经波浪、沿岸流等水动力搬运,在河口坝侧翼和前方形成的薄而大范围的砂层。比河口砂坝粒度更细、层更薄、泥质含量较高,物性较差。GR曲线多为指状或低幅齿化漏斗形。
(3)前扇三角洲亚相
位于扇三角洲最前端,与湖泊相过渡。岩性为灰色泥岩、粉砂质泥岩,具块状或水平层理,有时水下分流河道末端延伸到前扇三角洲,常含少量砂质成分,GR曲线呈齿状或低幅指状。
3.结论及认识
1、该区沙河子组主要为扇三角洲沉积,细分为扇三角洲平原亚相、扇三角洲前缘亚相和前扇三角洲亚相,其中有利的油气富集区为扇三角洲前缘亚相。
2、该区沙一段储层扇三角洲沉积亚相划分为水下分流河道、河道间湾、河口坝及席状砂等四个沉积微相,以水下分流河道、河道间湾沉积为主。
参考文献
[1]关德师.松辽盆地下白垩统层序地层及沉积体系研究[D].中国科学院,2005
[2]黄清华.松辽盆地晚白垩世地层及微体古生物群[D].中国地质科学院,2007
[3]黄清华,张文婧等.松辽盆地上、下白垩统界线划分[J].地学前缘,2009(06)