海拉尔盆地下白垩统扇三角洲沉积特征

文 全

( 大庆油田有限责任公司 勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712 )

0 引言

扇三角洲是Holmes A[1](1965年)提出来的，把扇三角洲定义为从邻近高地推进到稳定水体中去的冲积扇.20世纪80年代以后，一些学者[2-9]对中国陆相湖盆入湖扇三角洲展开深入的研究，对陆相湖盆扇三角洲的沉积构造背景、空间分布模式和砂体沉积特点进行系统的分析，认为湖盆扇三角洲主要发育在地形高差大、坡度陡的古地形条件下.断陷盆地的陡岸一侧是扇三角洲发育的最有利的条件.扇体一般紧邻盆地的物源区，沉积面积较小.季节性河流携带大量的沉积物在山口处快速堆积，形成舌状扇三角洲，不同的扇三角洲彼此相连，形成延盆地边缘分布的扇三角洲群.扇三角洲携带的沉积物没有经过长距离的搬运，沉积物具有较差的成分成熟度和结构成熟度，所以大多数由扇三角洲形成的储层多具有低孔低渗的特点.海拉尔盆地经过几十年的勘探和开发，油层主要分布在下白垩统的扇三角洲沉积相中且储层的物性是油层分布和局部高产的主要因素[10].随着油田含水率上升，油田的垂向非均质性和平面非均质性越来越突出，应用储层沉积学理论，建立扇三角洲沉积模式，垂向上细分沉积单元，平面上细化沉积相带是解决海拉尔盆地储层非均质性的有效途径[11].笔者分析海拉尔盆地下白垩统扇三角洲储层的沉积模式和沉积特征，对油田的勘探和开发具有一定意义.

1 地质背景

海拉尔盆地为陆相小型断陷湖盆，盆地边缘的控陷断层控制断陷期湖盆的形成和发育.断陷湖盆的构造特征控制沉积体系的类型和分布.断陷期受边界断层的控制作用，盆地内部形成多个单断式的箕状断陷和不对称的双断结构[12-15].靠近断层一侧因地形的坡度陡，近物源的冲积扇沉积体系可以直接入湖形成扇三角洲.由于近物源、多物源、坡度陡、构造活动强烈等特点，扇三角洲沉积体在凹陷周围呈裙带分布.

2 扇三角洲分类及沉积模式

由于扇体的分布受边界同沉积断层的控制，分析海拉尔盆地同沉积断层和砂体展布规律，认为海拉尔盆地的扇三角洲主要分为2种模式：单一断层控制型和多级断层调节型.

(1)单一断层控制型.盆地边缘只发育一条控陷断层，扇体的规模和沉积特征主要受断层的活动规律和断层坡度的控制.断层活动时，断层下降盘的可容纳空间增加，扇体向陆地方向退积.断层活动微弱和不活动时，扇体向湖中心的方向进积.这种类型的扇体平原相不发育，扇体的大部分在湖岸线以下，为扇三角洲前缘相沉积.在剖面上显示楔形的地震反射特征，平面上显示“扇形”的特征，呈裙带状分布在控陷断层附近.受这种沉积条件控制形成的油气藏在平面上主要分布在扇三角洲前缘的前端，大体与控陷断层平行分布，这是由于前缘末端与湖相泥岩频繁接触，垂向上形成砂泥互层的分布形式，易于油气的运移和聚集.

(2)多级断层调节型.盆地边缘发育2条或2条以上的同沉积断层.扇体的规模和沉积特征除受边界大型控陷断层控制，还受次级同沉积断层的调节作用.由于断层由盆地边缘向湖中心呈阶梯状分布，扇三角洲沉积亚相的分布受断层的控制.扇三角洲平原相主要发育在控陷断层和次级调节断层之间，平原相规模比前一种扇三角洲要大.扇三角洲前缘相发育在二级断层向湖盆中心的方向.在剖面上楔形地震反射特征不明显，平面上表现为“舌形”镶嵌在滨浅湖的泥岩相中(见图1).这种扇体受次级断层的调节作用，整个扇三角洲前缘的前端和侧端大面积与湖相泥岩接触，而且扇体的上倾方向受断层的封堵，使得扇三角洲前缘整体含油.

图1 海拉尔盆地扇三角洲沉积模式

3 沉积特征

扇三角洲按其沉积特征可以分为扇三角洲平原亚相、扇三角洲前缘亚相、前扇三角洲亚相及多种沉积微相类型.

3.1 扇三角洲平原

扇三角洲平原亚相为扇三角洲的水上部分，具有冲积扇的沉积特征.由于平原相不发育，只有少量井见到.进一步可以分为辫状河道、河道间和泥石流沉积3种微相.辫状河道微相以杂色砂砾岩沉积为特征，底部多具有冲刷面.单一层序呈下粗上细的正韵律.砾石呈微定向排列，砾石成分复杂.电测曲线特征表现为带小锯齿的高幅箱状.河道间微相以紫红色泥岩沉积为主，夹薄层的砂岩(见图2).泥石流沉积表现为砂砾岩与泥岩的混杂堆积，层理特征不明显，砾石杂乱分布，基质支撑结构.

3.2 扇三角洲前缘

扇三角洲前缘亚相是平原相向水下的延伸，主要包括前缘水下分流河道、河道间、前缘河口坝和前缘席状砂沉积微相.其中水下分流河道和河口坝微相最为发育.水下分流河道在测井曲线上主要表现为箱形或钟形的特征.由于扇三角洲属于浅水型三角洲沉积，水浅流急，河道频繁改道，导致河道沉积不具有明显的河流二元结构，表现为多期河道冲刷叠置的特征，岩心观察上见多期的冲刷面.河口坝微相测井曲线多呈漏斗形，单期河口坝厚度较薄，一般为2～4 m，但多表现为多期河口坝叠加的复合砂体特征，厚度为15～20 m，内部具有1 m左右的泥岩隔层.叠加在上部的河口坝沉积砂岩厚度比下部的大，砂岩的粒度较粗，储层物性好，反映扇三角洲向前进积的沉积特征.河道间沉积发育在水下分流河道之间的低洼地区，由于水下分流河道频繁改道，分流河道间微相沉积多被后期河道冲刷，保存不完整.岩性以灰绿色或灰色泥岩夹薄层砂岩为主，微电极曲线呈锯齿状.前缘席状砂微相多夹于灰色泥岩中，厚度较薄，平均为1 m左右.储层物性不好，基本不含油.测井曲线形态上显示中度指状的特征.

图2 扇三角洲平原沉积特征(21-34井)

扇三角洲前缘的水下分流河道和扇三角洲前缘的河口坝是主要的含油微相(见图3).沉积微相内部受沉积水动力的影响，储层的物性和含油性差别很大，层内的非均质现象严重.依据储层沉积水动力条件及在特定水动力条件下形成的不同层理构造和岩石类型，对储层沉积微相内部进行岩石相划分，水下分流河道微相自下而上可划分为粒序层理砂砾岩相、槽状交错层理砂岩相和平行层理砂岩相.粒序层理砂砾岩相反映河道底部的滞留沉积，沉积粒度粗，底部有冲刷面.槽状交错层理砂岩相反映边滩或心滩的下部沉积，平行层理砂岩相反映边滩或心滩的顶部沉积.河口坝微相自下而上可划分为波状层理砂岩相、平行层理砂岩相和交错层理砂岩相(见图4).在微相内部各岩石相的储层物性差异很大.前缘水下分流河道微相以中部槽状交错层理砂岩相物性最好，录井上显示为含油或油浸；其他2种岩石相的物性次之，含油产状多表现为油斑级别.河口坝顶端的交错层理砂岩相储层的物性最好，含油产状多为油浸，其他2种岩石相的物性次之，含油产状多为油斑.

图3 海拉尔盆地某油田小层沉积微相与含油性的关系

图4 扇三角洲前缘沉积特征

3.3 前扇三角洲

前扇三角洲亚相位于扇三角洲的最前端，与湖泊相过渡，水体较深，以低能环境沉积为主.岩石类型以厚层泥岩和薄层砂岩为主，泥岩颜色较深，多具有水平层理.泥岩中常见自生黄铁矿和植物根茎，电阻率曲线为光滑平直线形局部夹微齿线形或低幅指形，当前缘沉积斜坡受到外界作用力时可以形成浊积岩.本区浊积岩内部鲍马序列发育不均衡，自下而上以发育A-B-E段为主，A段和B段为高流态沉积物.A段是下粗上细的递变层段，低部含砾石.B段沉积时，虽然流速降低，悬浮颗粒沉积速率降低，但为急流或超临界流，颗粒被牵引，形成平行层理段.E段为深湖低流态沉积，以块状泥岩为特征.火焰构造和包卷层理等一些重力流沉积特征是岩心上识别浊积岩的重要标志(见图5).

图5 前扇三角洲沉积特征

4 沉积微相与储层物性的关系

海拉尔盆地储层埋藏较深，平均在2 000 m以下，储层受后期的成岩作用改造强烈.利用扫描电镜和铸体薄片观察储层的储集空间类型，主要是剩余粒间孔隙和长石的粒内溶蚀孔隙，并且长石的粒内溶孔占有重要的部分.结合沉积微相分析，水下分流河道微相的储层物性要好于前缘河口坝微相(见图6)，由于水下分流河道具有辫状河沉积的特征，导致砂体的连通范围较大，酸性流体在溶蚀长石颗粒后可以很好地排出，从而使长石颗粒不断地被溶蚀.河口坝微相连通程度差，酸性流体不能很好地排泄，使长石的溶蚀作用受到限制.

图6 沉积微相与储层物性的关系

5 结论

(1)海拉尔盆地的扇三角洲主要分为单一断层控制型和多级断层调节型2种模式.

(2)主要含油微相为扇三角洲前缘的水下分流河道微相和扇三角洲前缘的河口坝微相.

(3)水下分流河道微相中的槽状交错层理砂岩相和河口坝微相中的交错层理砂岩相储层物性和含油性最好.