渤海灣盆地東營凹陷利津洼陷西斜坡沙三下亞段沉積特征
——以濱南油田濱648區為例

成克男

(中國石油 長城鉆探工程有限公司 錄井公司國際業務項目部，北京 100001)

東營凹陷發育于渤海灣盆地中受陳南斷裂控制的中新生代箕狀斷陷，包括濱利—勝北斷裂帶、利津洼陷、東營中央構造帶、牛莊洼陷、博興洼陷等次級構造單元[1-3]；位于凹陷北坡的濱南油田,北接濱縣凸起,東鄰利津生油洼陷，構造上屬于濱利—勝北斷裂帶的西段[4-8](圖1)。濱648區位于濱南油田北部，以濱648井為中心，構造上屬于利津洼陷西北部、濱利斷裂帶中部，是一個被斷層復雜化的背斜斷塊油藏，含油層系為沙三段，主力含油層系為沙三下亞段，屬中埋深、中豐度、受巖性控制的構造—巖性油藏，目前處于中低含水、低采油速度開發階段。前人研究認為，該區沙三段主要是扇三角洲沉積，沉積物源來自于濱縣凸起，扇體分布受控于濱利同生斷裂，具有近源沉積、分布面積廣、沉積厚度大、沉積相帶變化快和儲集物性變化大等特點[4-5,9-12]。油氣開發實踐證明，以大尺度的段或亞段作為研究單元來研究沉積相與儲層展布特征，對油田后期剩余油研究與開發部署沒有太大的指導意義[13-17]。因此，本文以研究區沙三下亞段砂組和小層為研究單元，進行沉積微相展布特征研究，以期為該區后期油氣開發部署提供參考。

圖1 渤海灣盆地東營凹陷濱南油田位置Fig.1 Location of Binnan Oil Field, Dongying Sag, Bohai Bay Basin

1 地層劃分與對比

地層層序劃分與對比是精細地質研究的基礎與關鍵，其前提是標志層的選取與識別，地層剖面上的標志層越多，平面上分布越普遍，地層對比越精細。通過Direct-Art軟件對測井曲線數據進行預處理和標準化，利用多井編輯模塊在海拔垂深對比模式下進行標志層的對比與劃分，最終識別出3個全區廣泛發育、穩定分布、電性特征明顯的Ⅰ級標志層，2個電性特征較為明顯的Ⅱ級標志層。在此基礎上，以合成地震記錄為橋梁，井震結合，由點到線[18]，進行全區標志層的對比劃分，建立骨干剖面，在骨干剖面的控制下，以“旋回對比，分級控制，不同沉積相帶區別對待”的對比原則進行全區的統層、對比與劃分，最終將濱684區沙三下亞段劃分為5個砂組、11個小層(圖2)。

2 沉積特征及沉積相類型

2.1 沉積特征

中生代華北運動之后，研究區北部的濱縣凸起處于隆起狀態，經受長期的風化與剝蝕，為研究區提供了充足的沉積物源[2]；同時，湖盆基底為向北抬升、向東南傾斜的單斜，坡度較陡，地層傾角達18°左右。沙四段沉積以來，該區一直處于斷陷—沉降階段，湖水逐漸變深，使該區成為沙三下亞段沉積砂體充填的有利地區[19-21]，其沉積特征為：①濱648井9個樣品薄片鑒定分析結果顯示，長石含量接近40%，由于臨近物源區，巖屑砂巖或礫質砂巖具混雜結構，巖屑含量一般大于25%，可見這種長石質巖屑砂巖成分成熟度較低；另外碎屑顆粒磨圓度多為次棱角—棱角狀，分選中等—較差，反映結構成熟度也較低；②巖性主要為褐色油頁巖、細砂巖、礫質砂巖或礫巖和深灰色泥巖互層；③砂體形態在橫向剖面為楔形、頂凸透鏡狀且很快尖滅，在平面上呈扇形分布；④縱向上表現為向上變細的正韻律；⑤巖石粒度特征是沉積水動力條件的沉積響應[1，22-23]，濱648井沙三下亞段粒度概率累計曲線有3種類型，分別對應不同的沉積環境(圖3a-c),C-M圖(圖3d)反映出高能沉積環境的特點。

2.2 沉積相類型

由濱648區的巖性特征，低成分成熟度、低結構成熟度的近物源沉積特點，以及高密度濁流沉積的粒度特征，并結合古地貌認為，研究區是在湖盆持續下沉、水體范圍逐步擴大的背景下形成的水進岸退式扇三角洲沉積[23-25]。巖心與錄井資料中的灰色、深灰色泥巖，反映了在水下還原環境中形成的扇三角洲前緣與前扇三角洲亞相沉積。

圖2 渤海灣盆地東營凹陷濱南油田濱648區沙三下亞段地層對比劃分方案Fig.2 Stratum contrast division of lower section of third member of Shahejie Formation, Bin 648 area, Binnan Oil Field, Dongying Sag, Bohai Bay Basin

圖3 渤海灣盆地東營凹陷濱南油田濱648井粒度分布特征

a.粒度概率累積曲線呈2～3段式，多為單峰正態分布，以粗—中粒沉積為主，反映主水道粗粒沉積；b.粒度概率累積曲線呈多段式，粒度分布呈雙峰多峰，反映了水道間、扇間沉積；c.粒度概率累積曲線明顯3段式，以0.08～0.15 mm顆粒大小的跳躍組分為主，懸浮組分次之，反映水道砂壩沉積；d.C-M圖中顆粒分布以遞變懸浮Q-R段為主體，部分顆粒的C值是M值的4～7倍，表現出高密度濁流沉積的特點

Fig.3 Grain size distribution in well Bin 648, Binnan Oil Field, Dongying Sag, Bohai Bay Basin

以濱648井為例，突出的沉積特征位于沙三下亞段二砂組，其整體厚度達70 m，單層砂體電性特征以齒化箱形為主，多期疊置砂體總體呈正旋回沉積特征，在扇三角洲沉積環境下定義為扇三角洲前緣水下分流河道沉積微相(圖4)。

2.3 沉積微相特征

前人將扇三角洲定義為：“以沖積扇為物源、以底負載方式搬運所形成的近源礫石質三角洲”[15,17]。

圖4 渤海灣盆地東營凹陷濱南油田濱648井沙三下亞段單井沉積相Fig.4 Sedimentary facies of lower section of third member of Shahejie Formation, well Bin 648, Binnan Oil Field, Dongying Sag, Bohai Bay Basin

綜合巖心、粒度及鉆測井資料，研究區扇三角洲沉積相可進一步劃分為扇三角洲前緣亞相的水下分流河道、水道間、水道砂壩、前緣席狀砂微相以及前扇三角洲亞相的淺湖泥微相(圖4)。

2.3.1 水下分流河道

水下分流河道沉積微相在整個扇三角洲前緣亞相中占有相當重要的地位，其巖性以分選中等的深灰色、灰色含礫砂巖和粗—中砂巖為主，沉積構造以中、小型交錯層理為主；粒度概率累積曲線呈2～3段式，多為單峰正態分布，反映出強水動力條件下的粗粒沉積；測井曲線多呈現出頂底突變的鐘形或齒化箱形特征(圖5a)。

2.3.2 水道間

水道間沉積微相位于水下分流河道兩側，由互層的淺灰色細砂、粉砂及泥巖組成，多發育水平層理、波狀層理，測井曲線多為低幅指狀特征(圖5b)。

2.3.3 水道砂壩

水道砂壩沉積微相位于多條水下分流河道交匯處，沉積厚度較大，由分選中等—差的含礫砂巖和粉細泥質砂巖組成。粒度概率累積曲線呈明顯的三段式，以跳躍組分為主，懸浮組分次之。垂向沉積特征以下細上粗的反韻律為主，測井曲線多呈現漏斗形、頂底突變的齒狀箱形特征(圖5c)。

2.3.4 前緣席狀砂

前緣席狀砂沉積微相位于水下分流河道側方或前方，緊臨前扇三角洲，在扇三角洲前緣分布較廣，單層厚度薄，測井曲線多為指狀或鋸齒狀(圖5d-e)。

2.3.5 淺湖泥

淺湖泥沉積微相大量發育于前扇三角洲亞相，位于浪基面以下的較深水地區；巖性主要由灰黑色泥巖、泥質粉砂巖和褐色油頁巖組成；沉積構造常見水平層理，含有較豐富的介形蟲、魚類化石；測井曲線多為平直狀(圖5f)。

3 沉積微相平面展布特征

以沉積微相在測井曲線上典型響應特征為基礎，總結概括出研究區沙三下亞段沉積微相測井響應模式(圖5)，以測井典型響應為依據標定全區的重要井位，研究沉積微相平面展布特征。

圖5 渤海灣盆地東營凹陷濱南油田濱648區沙三下亞段沉積微相測井響應模式Fig.5 Wireline logging response model of sedimentary microfacies of lower section of third member of Shahejie Formation, Bin 648 area, Binnan Oil Field, Dongying Sag, Bohai Bay Basin

3.1 沉積微相平面劃分方法

在單井沉積微相及測井相分析的基礎上，參考區域沉積特征對研究區重要井位進行時間單元上的沉積微相劃分[7，8，12,14]，同時將5種沉積微相賦予代碼(1)～(5)，以便于在平面上劃分沉積微相。平面沉積微相劃分遵循了以下步驟及原則：①將劃分好的沉積微相所對應的編碼按層位標注在沙三下亞段5個砂組的11個小層井位圖上；②在研究區目的層段總體沉積特征及砂體展布特征控制下進行時間單元上的微相劃分，首先確定前扇三角洲亞相淺湖泥微相分布范圍，將其與砂巖尖滅區保持一致；③根據砂體展布趨勢確定微相分布范圍；④將各時間單元平面沉積微相圖進行橫向與縱向上的對比，同時用沉積相序遞變規律和沉積學原理進行相互驗證分析[15]，對于不合理的地方進行修正。

3.2 沉積微相平面展布特征

研究區沙三下一砂組、二砂組沉積時期，扇三角洲前緣水下分流河道普遍較窄，發育了大量粉細砂巖、暗色泥巖，體現了該時期沉積水動力條件較弱，大部分為低能還原環境下的前扇三角洲淺湖泥微相，沉積物源主要來自研究區東北方向。沙三下亞段一砂組沉積時期，研究區中東部自北向南沿濱648X28—濱648-1—濱648-19井及濱648X28—濱648井發育2條水下分流河道，均呈條帶狀分布，砂體厚度在8 m左右，前緣席狀砂分布于水下分流河道兩側，在西部發育大范圍前扇三角洲淺湖泥(圖6a)。沙三下亞段二砂組沉積時期，水下分流河道及前緣席狀砂沉積范圍進一步擴大，以3小層為例，水下分流河道由北東向西南呈條帶狀展布，沿著濱648-3—濱648X28—濱648-4一線分布，在水下分流河道前方發育水道砂壩，厚度達7 m，前緣席狀砂呈片狀分布在水下分流河道兩側及前方(圖6b)。

沙三下三砂組、四砂組、五砂組沉積時期，沉積水體逐漸擴大，沉積水動力條件依次增強，淺湖泥沉積范圍逐漸縮小，水下分流河道、前緣席狀砂沉積范圍逐漸擴大，河道從北部進入研究區，沿著構造傾向延伸，并向南—南西方向流出，沉積能量由北向南逐漸減弱(圖6c-f)。以沙三下亞段三砂組1小層為例，水下分流河道發育在研究區東部、中部，自北東向西南方向延伸，呈條帶狀展布，且有分叉現象，河道沿北東方向濱648-3井進入研究區，一支沿濱648-1—濱648-2—濱648-9—濱648X39井向西流出研究區，一支沿濱648-7—濱648-19井向南流出研究區；水下分流河道砂體厚度普遍在8～15 m，前緣席狀砂主要分布在西北部，砂體較薄，局部發育淺湖泥(圖6c)。

圖6 渤海灣盆地東營凹陷濱南油田濱648區沙三下亞段沉積微相分布平面位置見圖1。Fig.6 Sedimentary facies distribution of lower section of third member of Shahejie Formation, Bin 648 area, Binnan Oil Field, Dongying Sag, Bohai Bay Basin

濱648區沙三下亞段各砂組小層沉積微相平面展布表明，研究區主要物源來自北—北東方向，河道從北部進入研究區，沿著構造傾向延伸，并向南—南西方向流出研究區，沉積能量呈現由北向南逐漸減弱的趨勢；平面上主要發育扇三角洲前緣亞相的水下分流河道和前緣席狀砂微相。結合構造和砂體平面展布情況發現，研究區主要發育2個規模較小的扇體，分別在濱648-3井區和濱648-22井區附近，2個扇體主體位于構造較高處，扇體中間重疊部分位于構造低部位；厚層儲集砂體主要分布在高能帶水道砂壩、水下分流河道、前緣席狀砂微相中，油氣儲集有利相帶多集中在水下分流河道及水道砂壩沉積微相中(表1)。

4 結論

(1)濱南油田濱684區沙三下亞段中共識別出3個全區廣泛發育、穩定分布、特征明顯的Ⅰ級標志層，2個特征較為明顯的Ⅱ級標志層，進一步劃分為5個砂組、11個小層。

(2)濱南油田濱648區主要發育扇三角洲前緣亞相和前扇三角洲亞相，進一步劃分為扇三角洲前緣水下分流河道、水道間、水道砂壩、前緣席狀砂微相及前扇三角洲淺湖泥微相。

表1 沉積微相對儲層物性及含油氣性的控制Table 1 Reservoir physical properties and oil-and-gas bearing capacity controlled by sedimentary microfacies

(3)濱648區沙三下亞段一砂組、二砂組沉積時期，沉積水動力條件較弱，扇三角洲前緣亞相水下分流河道普遍較窄，前扇三角洲淺湖泥沉積范圍較大；沙三下亞段三砂組、四砂組、五砂組沉積時期，沉積水動力條件較強，扇三角洲前緣水下分流河道及前緣席狀砂相普遍發育。研究區主要發育2個規模較小的扇體，分別在濱648-3井和濱648-22井附近，2個扇體主體位于構造較高處，扇體中間重疊部分位于構造低部位；厚層儲集砂體主要分布在高能帶水道砂壩、水下分流河道、前緣席狀砂微相中，油氣儲集有利相帶多集中在水下分流河道及水道砂壩沉積微相中。