粒度分析資料在沉積環(huán)境研究中的應(yīng)用

高勇 楊樺（中國(guó)石油大港油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津300280）

粒度分析資料在沉積環(huán)境研究中的應(yīng)用

高勇 楊樺（中國(guó)石油大港油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津300280）

Gao Yong Yang Hua（China Petroleum Dagang Oilfield Exploration and Development Research Institute，TianJin 300280）

粒度分析是研究沉積巖中不同粒度的百分含量及粒度分布的一種方法，可以反映沉積巖的主要特征及沉積環(huán)境水動(dòng)力條件等，是分析判別巖石沉積環(huán)境的重要依據(jù)。本文通過(guò)巖性粒度分類統(tǒng)計(jì)、概率累計(jì)曲線、C-M圖、薩胡公式等手段開(kāi)展分析，概率累計(jì)曲線以兩段式為主，表現(xiàn)為河流相沉積環(huán)境，C-M圖表明牽引流與濁流并存，綜合分析后認(rèn)為風(fēng)化店孔二段屬陸相三角洲沉積環(huán)境。

沉積環(huán)境；粒度分類統(tǒng)計(jì)；概率累計(jì)曲線；C-M圖；薩胡公式

1 工區(qū)概況

風(fēng)化店油田孔二段油藏位于河北滄州望海寺鄉(xiāng)，構(gòu)造位置屬于黃驊坳陷南部孔店構(gòu)造帶上的風(fēng)化店構(gòu)造，是一個(gè)被斷層復(fù)雜化的長(zhǎng)軸背斜構(gòu)造，孔二段屬于內(nèi)陸湖相沉積，孔店組地層由粗（紅色）～細(xì)（黑色）～粗（紅色）組成完整的沉積旋回，這種旋回特征反映了孔店組地層沉積時(shí)期，湖盆早期擴(kuò)張，中期發(fā)育，晚期衰退，沉積水體由淺～深～淺，沉積環(huán)境由氧化～還原～氧化等一系列變化過(guò)程。研究區(qū)長(zhǎng)期的勘探開(kāi)發(fā)為地質(zhì)研究提供了豐富的取芯資料，為利用粒度分析資料開(kāi)展沉積環(huán)境研究提供了良好基礎(chǔ)。

圖1 風(fēng)化店油田孔二段巖性粒度分類統(tǒng)計(jì)餅分圖

2 沉積巖粒度特征與沉積環(huán)境分析

沉積物的粒度主要受沉積環(huán)境[1]、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)方式、水動(dòng)力條件等多種因素的影響。通過(guò)對(duì)風(fēng)化店油田孔二段12口取心井582塊粒度樣品資料統(tǒng)計(jì)分析，從巖性粒度分類、粒度概率累積曲線、C-M圖和薩胡公式環(huán)境判別三個(gè)方面為沉積環(huán)境判別提供依據(jù)。

圖2 風(fēng)化店油田孔二段粒度概率累積曲線圖

2.1 巖性粒度分類統(tǒng)計(jì)

由于沉積環(huán)境中水動(dòng)力條件的差異，在水動(dòng)力條件強(qiáng)的地方沉積物粒度較粗、分選差，在水動(dòng)力弱的地方沉積物粒度細(xì)、分選好，因此巖性粒度分布是沉積物來(lái)源、沉積環(huán)境、水動(dòng)力條件的綜合反映[2]。

通過(guò)對(duì)603個(gè)巖性粒度定名的統(tǒng)計(jì)(圖1)，表明風(fēng)化店油田孔二段巖性包括粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖和不等粒砂巖，巖性以粉砂巖為主，占統(tǒng)計(jì)樣品總數(shù)的65.84%,其次為細(xì)砂巖，占統(tǒng)計(jì)樣品總數(shù)的28.19%，而中砂巖和不等粒砂巖僅占統(tǒng)計(jì)樣品總數(shù)的5.8%和0.17%，表明風(fēng)化店油田孔二段巖性偏細(xì)的特點(diǎn)，反映孔二段沉積時(shí)期該區(qū)水動(dòng)力條件較弱或者遠(yuǎn)離物源區(qū)。

2.2 粒度概率累積曲線

不同的水動(dòng)力條件反映了不同的沉積動(dòng)力條件[3]，沉積物顆粒的搬運(yùn)方式可以分為滾動(dòng)、跳躍和懸浮3種，在曲線上各自成段組成3個(gè)總體。線段的斜率反映分選行，斜率大分選好；斜率小分選差[4]。在明確沉積動(dòng)力條件之后，對(duì)于沉積環(huán)境的研究有一定的幫助。

通過(guò)對(duì)582塊樣品粒度數(shù)據(jù)顯示粒度概率累積曲線主要由兩段式和一段式組成（圖2），反映儲(chǔ)層巖石主要形成于河流和濁流兩類沉積環(huán)境中（其中兩段式占74.56%，一段式占25.44%），表明河流沉積環(huán)境占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

2.3 C-M圖解

C-M圖是是應(yīng)用每個(gè)樣品的C值和M值繪成的圖形,C值是累積曲線上顆粒含量1%處對(duì)應(yīng)的粒徑，M值是累積曲線上50%處對(duì)應(yīng)的粒徑。C值與樣品中最粗顆粒的粒徑相當(dāng)，代表了水動(dòng)力攪動(dòng)開(kāi)始搬運(yùn)的最大能量；M值是中值，代表了水動(dòng)力的平均能量。搬運(yùn)沉積物的底流分為牽引流和濁流兩種形式。牽引流是以滾動(dòng)或懸浮兩種方式搬運(yùn)沉積物的，而濁流主要以懸浮方式搬運(yùn)沉積物。牽引流沉積的典型圖形可劃分為N-O-P-QR-S各段;而濁流沉積的C-M圖是很好的平行于C= M基線的圖形。研究區(qū)單井、小層、砂組C-M圖顯示牽引流與濁流并存，牽引流C-M圖僅發(fā)育PQRS段，顯示水動(dòng)力條件相對(duì)較弱；濁流C-M圖包絡(luò)線平行C-M線（圖3）。

圖3 風(fēng)化店油田孔二段C-M圖

2.4 薩胡公式環(huán)境判別

應(yīng)用粒度數(shù)據(jù)通過(guò)薩胡公式計(jì)算判別沉積環(huán)境是一種行之有效的手段，由于孔二段主要屬于陸相沉積環(huán)境，因此只需要應(yīng)用區(qū)分河流(三角洲)與濁流兩種環(huán)境的判別式來(lái)判別沉積環(huán)境類型。

區(qū)分河流(三角洲)與濁流兩種環(huán)境的判別式：

Y2＝0.7215 Mz－0.4030s12＋6.7322 SKI＋5.2927 KG[5]

若Y2＞9.8433,則為河流(三角洲)砂；

若Y2<9.8433,則為濁流砂。

把孔二段582塊樣品的s1、SKI和KG代入上述兩個(gè)公式，計(jì)算結(jié)果為Y1在-17.99～-68.49之間；Y2在5.70～13.74,表明儲(chǔ)層主要為河流(或三角洲)砂，占統(tǒng)計(jì)總數(shù)的85.76%；其次為濁流砂，占統(tǒng)計(jì)總數(shù)的14.24%（圖4）。

圖4 風(fēng)化店油田孔二段薩胡公式判別沉積環(huán)境統(tǒng)計(jì)餅分圖

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)風(fēng)化店油田孔二段巖心粒度樣品粒度分類統(tǒng)計(jì)，表明水動(dòng)力條件較弱或者是一個(gè)遠(yuǎn)物源的沉積環(huán)境；概率累計(jì)曲線主要呈現(xiàn)兩段式的特點(diǎn)，結(jié)合C-M圖解、薩胡公式綜合考慮本區(qū)儲(chǔ)層為三角洲沉積環(huán)境特征。通過(guò)此研究，為合理判斷孔二段儲(chǔ)層沉積環(huán)境提供了有力依據(jù)。

[1] 侯方浩,方少仙,趙敬松,等.鄂爾多斯盆地中奧陶統(tǒng)馬家溝組沉積環(huán)境模式[J].海相油氣地質(zhì),2002,7(1):38-46.

[2] 燕輝.顆粒粒度分布測(cè)試精度的影響因素[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1994,18(4):106-110.

[3] 趙澄林,朱筱敏.2001.沉積巖石學(xué)(第三版)[M].北京:石油工業(yè)出版社:63-71.

[3] 崔永平,藺宏斌,李文厚.鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組的兩種粗碎屑三角洲[J].中國(guó)石油勘探,2002,7(4):36-40.

[5] 劉寶珺,曾允孚.巖相古地理基礎(chǔ)和工作方法[M].北京:地質(zhì)出版社,1985:271～276.