海拉爾盆地下白堊統扇三角洲沉積特征

文 全

( 大慶油田有限責任公司 勘探開發研究院，黑龍江 大慶 163712 )

0 引言

扇三角洲是Holmes A[1](1965年)提出來的，把扇三角洲定義為從鄰近高地推進到穩定水體中去的沖積扇.20世紀80年代以后，一些學者[2-9]對中國陸相湖盆入湖扇三角洲展開深入的研究，對陸相湖盆扇三角洲的沉積構造背景、空間分布模式和砂體沉積特點進行系統的分析，認為湖盆扇三角洲主要發育在地形高差大、坡度陡的古地形條件下.斷陷盆地的陡岸一側是扇三角洲發育的最有利的條件.扇體一般緊鄰盆地的物源區，沉積面積較小.季節性河流攜帶大量的沉積物在山口處快速堆積，形成舌狀扇三角洲，不同的扇三角洲彼此相連，形成延盆地邊緣分布的扇三角洲群.扇三角洲攜帶的沉積物沒有經過長距離的搬運，沉積物具有較差的成分成熟度和結構成熟度，所以大多數由扇三角洲形成的儲層多具有低孔低滲的特點.海拉爾盆地經過幾十年的勘探和開發，油層主要分布在下白堊統的扇三角洲沉積相中且儲層的物性是油層分布和局部高產的主要因素[10].隨著油田含水率上升，油田的垂向非均質性和平面非均質性越來越突出，應用儲層沉積學理論，建立扇三角洲沉積模式，垂向上細分沉積單元，平面上細化沉積相帶是解決海拉爾盆地儲層非均質性的有效途徑[11].筆者分析海拉爾盆地下白堊統扇三角洲儲層的沉積模式和沉積特征，對油田的勘探和開發具有一定意義.

1 地質背景

海拉爾盆地為陸相小型斷陷湖盆，盆地邊緣的控陷斷層控制斷陷期湖盆的形成和發育.斷陷湖盆的構造特征控制沉積體系的類型和分布.斷陷期受邊界斷層的控制作用，盆地內部形成多個單斷式的箕狀斷陷和不對稱的雙斷結構[12-15].靠近斷層一側因地形的坡度陡，近物源的沖積扇沉積體系可以直接入湖形成扇三角洲.由于近物源、多物源、坡度陡、構造活動強烈等特點，扇三角洲沉積體在凹陷周圍呈裙帶分布.

2 扇三角洲分類及沉積模式

由于扇體的分布受邊界同沉積斷層的控制，分析海拉爾盆地同沉積斷層和砂體展布規律，認為海拉爾盆地的扇三角洲主要分為2種模式：單一斷層控制型和多級斷層調節型.

(1)單一斷層控制型.盆地邊緣只發育一條控陷斷層，扇體的規模和沉積特征主要受斷層的活動規律和斷層坡度的控制.斷層活動時，斷層下降盤的可容納空間增加，扇體向陸地方向退積.斷層活動微弱和不活動時，扇體向湖中心的方向進積.這種類型的扇體平原相不發育，扇體的大部分在湖岸線以下，為扇三角洲前緣相沉積.在剖面上顯示楔形的地震反射特征，平面上顯示“扇形”的特征，呈裙帶狀分布在控陷斷層附近.受這種沉積條件控制形成的油氣藏在平面上主要分布在扇三角洲前緣的前端，大體與控陷斷層平行分布，這是由于前緣末端與湖相泥巖頻繁接觸，垂向上形成砂泥互層的分布形式，易于油氣的運移和聚集.

(2)多級斷層調節型.盆地邊緣發育2條或2條以上的同沉積斷層.扇體的規模和沉積特征除受邊界大型控陷斷層控制，還受次級同沉積斷層的調節作用.由于斷層由盆地邊緣向湖中心呈階梯狀分布，扇三角洲沉積亞相的分布受斷層的控制.扇三角洲平原相主要發育在控陷斷層和次級調節斷層之間，平原相規模比前一種扇三角洲要大.扇三角洲前緣相發育在二級斷層向湖盆中心的方向.在剖面上楔形地震反射特征不明顯，平面上表現為“舌形”鑲嵌在濱淺湖的泥巖相中(見圖1).這種扇體受次級斷層的調節作用，整個扇三角洲前緣的前端和側端大面積與湖相泥巖接觸，而且扇體的上傾方向受斷層的封堵，使得扇三角洲前緣整體含油.

圖1 海拉爾盆地扇三角洲沉積模式

3 沉積特征

扇三角洲按其沉積特征可以分為扇三角洲平原亞相、扇三角洲前緣亞相、前扇三角洲亞相及多種沉積微相類型.

3.1 扇三角洲平原

扇三角洲平原亞相為扇三角洲的水上部分，具有沖積扇的沉積特征.由于平原相不發育，只有少量井見到.進一步可以分為辮狀河道、河道間和泥石流沉積3種微相.辮狀河道微相以雜色砂礫巖沉積為特征，底部多具有沖刷面.單一層序呈下粗上細的正韻律.礫石呈微定向排列，礫石成分復雜.電測曲線特征表現為帶小鋸齒的高幅箱狀.河道間微相以紫紅色泥巖沉積為主，夾薄層的砂巖(見圖2).泥石流沉積表現為砂礫巖與泥巖的混雜堆積，層理特征不明顯，礫石雜亂分布，基質支撐結構.

3.2 扇三角洲前緣

扇三角洲前緣亞相是平原相向水下的延伸，主要包括前緣水下分流河道、河道間、前緣河口壩和前緣席狀砂沉積微相.其中水下分流河道和河口壩微相最為發育.水下分流河道在測井曲線上主要表現為箱形或鐘形的特征.由于扇三角洲屬于淺水型三角洲沉積，水淺流急，河道頻繁改道，導致河道沉積不具有明顯的河流二元結構，表現為多期河道沖刷疊置的特征，巖心觀察上見多期的沖刷面.河口壩微相測井曲線多呈漏斗形，單期河口壩厚度較薄，一般為2～4 m，但多表現為多期河口壩疊加的復合砂體特征，厚度為15～20 m，內部具有1 m左右的泥巖隔層.疊加在上部的河口壩沉積砂巖厚度比下部的大，砂巖的粒度較粗，儲層物性好，反映扇三角洲向前進積的沉積特征.河道間沉積發育在水下分流河道之間的低洼地區，由于水下分流河道頻繁改道，分流河道間微相沉積多被后期河道沖刷，保存不完整.巖性以灰綠色或灰色泥巖夾薄層砂巖為主，微電極曲線呈鋸齒狀.前緣席狀砂微相多夾于灰色泥巖中，厚度較薄，平均為1 m左右.儲層物性不好，基本不含油.測井曲線形態上顯示中度指狀的特征.

圖2 扇三角洲平原沉積特征(21-34井)

扇三角洲前緣的水下分流河道和扇三角洲前緣的河口壩是主要的含油微相(見圖3).沉積微相內部受沉積水動力的影響，儲層的物性和含油性差別很大，層內的非均質現象嚴重.依據儲層沉積水動力條件及在特定水動力條件下形成的不同層理構造和巖石類型，對儲層沉積微相內部進行巖石相劃分，水下分流河道微相自下而上可劃分為粒序層理砂礫巖相、槽狀交錯層理砂巖相和平行層理砂巖相.粒序層理砂礫巖相反映河道底部的滯留沉積，沉積粒度粗，底部有沖刷面.槽狀交錯層理砂巖相反映邊灘或心灘的下部沉積，平行層理砂巖相反映邊灘或心灘的頂部沉積.河口壩微相自下而上可劃分為波狀層理砂巖相、平行層理砂巖相和交錯層理砂巖相(見圖4).在微相內部各巖石相的儲層物性差異很大.前緣水下分流河道微相以中部槽狀交錯層理砂巖相物性最好，錄井上顯示為含油或油浸；其他2種巖石相的物性次之，含油產狀多表現為油斑級別.河口壩頂端的交錯層理砂巖相儲層的物性最好，含油產狀多為油浸，其他2種巖石相的物性次之，含油產狀多為油斑.

圖3 海拉爾盆地某油田小層沉積微相與含油性的關系

圖4 扇三角洲前緣沉積特征

3.3 前扇三角洲

前扇三角洲亞相位于扇三角洲的最前端，與湖泊相過渡，水體較深，以低能環境沉積為主.巖石類型以厚層泥巖和薄層砂巖為主，泥巖顏色較深，多具有水平層理.泥巖中常見自生黃鐵礦和植物根莖，電阻率曲線為光滑平直線形局部夾微齒線形或低幅指形，當前緣沉積斜坡受到外界作用力時可以形成濁積巖.本區濁積巖內部鮑馬序列發育不均衡，自下而上以發育A-B-E段為主，A段和B段為高流態沉積物.A段是下粗上細的遞變層段，低部含礫石.B段沉積時，雖然流速降低，懸浮顆粒沉積速率降低，但為急流或超臨界流，顆粒被牽引，形成平行層理段.E段為深湖低流態沉積，以塊狀泥巖為特征.火焰構造和包卷層理等一些重力流沉積特征是巖心上識別濁積巖的重要標志(見圖5).

圖5 前扇三角洲沉積特征

4 沉積微相與儲層物性的關系

海拉爾盆地儲層埋藏較深，平均在2 000 m以下，儲層受后期的成巖作用改造強烈.利用掃描電鏡和鑄體薄片觀察儲層的儲集空間類型，主要是剩余粒間孔隙和長石的粒內溶蝕孔隙，并且長石的粒內溶孔占有重要的部分.結合沉積微相分析，水下分流河道微相的儲層物性要好于前緣河口壩微相(見圖6)，由于水下分流河道具有辮狀河沉積的特征，導致砂體的連通范圍較大，酸性流體在溶蝕長石顆粒后可以很好地排出，從而使長石顆粒不斷地被溶蝕.河口壩微相連通程度差，酸性流體不能很好地排泄，使長石的溶蝕作用受到限制.

圖6 沉積微相與儲層物性的關系

5 結論

(1)海拉爾盆地的扇三角洲主要分為單一斷層控制型和多級斷層調節型2種模式.

(2)主要含油微相為扇三角洲前緣的水下分流河道微相和扇三角洲前緣的河口壩微相.

(3)水下分流河道微相中的槽狀交錯層理砂巖相和河口壩微相中的交錯層理砂巖相儲層物性和含油性最好.