基于层序地层格架的水下分流河道单砂体特征研究
——以大情字井油田青二段为例

王志强 (中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712)

基于层序地层格架的水下分流河道单砂体特征研究
——以大情字井油田青二段为例

王志强 (中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712)

针对大情字井地区青二段砂体展布及结构特征复杂问题，综合运用录井、岩心、测井、分析测试等资料，进行高分辨率层序地层格架研究，并在层序地层格架内，对不同沉积动力条件下的单砂体的宽厚关系进行统计分析。研究表明，大情字井油田青二段形成于长期基准面下降阶段，经历了中期基准面“加速下降-缓慢下降-缓慢上升-加速上升-上升转下降-再次加速下降-再次缓慢下降”的沉积动力学变化阶段；水下分流河道单砂体宽度与厚度存在指数关系，受基准面波动影响，处于中期基准面旋回不同阶段的单砂体宽度与厚度指数关系的底数呈规律性变化。

高分辨率层序地层学;水下分流河道;单砂体;宽厚比

单砂体即单一成因砂体，它是储层流体的基本渗流单元，也是油气田开发的基本注采单元[1]。单砂体研究对油气田的勘探和开发具有十分重要的意义。在勘探方面，单砂体是控制岩性油气藏形成的重要因素[2]。在开发方面，单砂体展布特征影响开发方案的制定与调整[3]。为此，笔者以大情字井油田青二段为例，对基于层序地层格架的水下分流河道单砂体特征进行了研究。

1 区域地质背景

大情字井油田地处吉林省松原市境内，构造位置位于松辽盆地南部中央坳陷区的长岭凹陷中部，其东西方向被大安-红岗阶地和华字井阶地所夹持，南北方向分别为黑帝庙次凹陷与乾安次凹陷。松辽盆地属于多物源、多水系的陆相沉积盆地。自进入坳陷期以来，沉积环境以河湖过渡带为主[4]。沉积物自周缘向湖区汇集，形成多种类型的沉积相，依粗-细的沉积序列呈环状分布于盆地之中。大情字井油田青二段受通榆-保康水系控制，区内主要发育三角洲前缘沉积，水下分流河道砂体是区内最为有利的储集岩。

2 高分辨率层序地层特征

2.1长期基准面旋回

青二段顶界在松辽盆地南部的西部斜坡区和红岗阶地为大规模区域不整合面[5]，地震反射界面T″1具有上超下削的特征(见图1)。青二段顶界在大情字井地区为与此不整合面对应的整合面，可通过地震反射界面T″1的追踪，结合钻、测井数据的标准等时面进行识别。青二段底界对应于松辽盆地坳陷期一次大规模水进所形成的稳定暗色泥岩，为最大湖泛面(见图2)。上述的区域不整合面与最大湖泛面是大情字井地区长期基准面旋回划分的重要依据，其存在表明青二段为长期基准面下降半旋回所形成的地层记录，其底界为最大湖泛面，顶界为长期基准面旋回的转换面。

图1 松辽盆地西斜坡地区青二段顶界地震反射特征

注： SP为自然电位；GR为自然伽马；RILM为中感应电阻率；RILD为深感应电阻率。

2.2短期基准面旋回

短期基准面旋回的识别主要依靠相组合的垂向变化来确定，研究中所用数据为岩心和录井、测井资料，其中岩心与录井资料为首选。该研究区短期基准面旋回界面在岩性剖面上常有如下标志，即冲刷面、岩相类型或岩相组合垂向上的转换、砂泥比值垂向上的旋回变化。

2.3中期基准面旋回

中期基准面旋回由一系列地质背景相似、有成因联系的短期基准面旋回以进积、加积和退积叠加样式叠加而成。中期基准面旋回的界面包括由冲刷作用形成的小间断面、沉积物过路状态的无沉积间断面、欠补偿或饥饿沉积形成的无沉积间断面、连续沉积的整一界面等[6]。

2.4高分辨率等时地层特征

根据上述各级基准面旋回划分的依据，将青二段自下而上划分为13个短期基准面旋回、2个中期基准面旋回和1个长期基准面下降半旋回。

根据短期旋回的结构和叠加样式，青二段由下而上可以划分为一个中期下降半旋回(MSC1)和一个完整的中期旋回(MSC2)。中期旋回基准面的变化控制着沉积动力学条件的改变，这种改变决定了处于中期旋回不同位置的短期旋回的结构类型与叠加样式的不同。

1)MSC1 MSC1经历了中期基准面加速下降和中期基准面缓慢下降2个阶段：中期基准面的加速下降阶段，由4个向上变浅的非对称型短期基准面旋回构成，叠置样式以加积和进积序列为主；中期基准面的缓慢下降阶段，短期基准面旋回呈向上变深再变浅的对称型。

2)MSC2 MSC2的中期基准面变化经历了缓慢上升-加速上升-上升转下降-加速下降-缓慢下降的一个完整旋回过程：缓慢上升阶段，2个向上变深的非对称型短期基准面旋回叠置，构成退积序列；加速上升阶段至上升转下降阶段，向上变深复变浅的对称型短期基准面旋回叠置，构成由退积到加积的沉积序列；加速下降阶段，2个向上变浅的非对称型短期基准面旋回构成以加积和进积序列为主的叠置样式；缓慢下降阶段，短期基准面旋回呈向上变深再变浅的对称型。

3 单砂体特征

3.1单砂体边界的识别

1)钙质夹层 钙质夹层是指被钙质胶结物严重胶结的致密夹层，其在测井曲线上具有电阻率高值、声波时差低值和自然伽马低值等特征[7]。钙质夹层的形成与成岩作用有关。由于三角洲前缘水下分流河道砂体底部物性较好，孔隙流体易于流动，当pH值与Eh值(氧化还原电位)适当时，逆向溶解性碳酸盐矿物在热对流作用下可发生沉淀，因而在三角洲前缘水下分流河道底部常形成钙质夹层[8]。钙质夹层也可以作为划分两期河道单砂体的标志。

2)其他成因单元岩性 其他成因岩性(支流间湾泥、溢岸薄层砂等)的出现，是水下分流河道沉积边界的标志。

3)自旋回边界 由于气候、地貌、物源等条件的变化，三角洲前缘水下分流河道在不同时期的水动力条件与载荷情况不同，直接导致各个时期所形成的水下分流河道单砂体粒径与物性的旋回性差异，即一期单砂体对应一个沉积自旋回，沉积自旋回的界面上下沉积物的粒径与物性常出现明显的不同。这种旋回性的差异也可以反映在测井曲线上，即自旋回界面上下的测井曲线幅值往往出现台阶式变化。

4)砂体规模差异 受水下分流河道自身沉积动力特征、物源特征等因素影响，不同水下分流河道对应的水下分流河道单砂体可能存在规模上的差异，在剖面上表现为沉积厚度的不同，这种沉积规模的差异边界可以作为单砂体的边界。

5)水下分流河道砂体顶面高程差异 三角洲前缘水下分流河道单砂体具有顶平底凸的形态特征，按地层顶界拉齐后，单砂体各个部位的砂岩顶面应具有相同的高程。不同水下分流河道单砂体虽成因单元相同，但受沉积能量、古地形、河道废弃时间差异的影响，水下分流河道单砂体顶面高程会出现差异，再结合三角洲前缘水下分流河道砂体的横向变化趋势，由此作为判断河道单砂体边界的标志。

图3 大情字井地区青二段单砂体边界组合示意图

依据前述单砂体边界的识别标志，以单砂体的组合模式为指导，在连井剖面上识别单砂体的边界，并将其投影到平面沉积微相图上；然后以现代沉积模式为指导，综合分析水流方向，在平面沉积微相图上组合已识别的单砂体边界，完成沉积微相内部的单砂体刻划(见图3)。

3.2单砂体宽厚关系研究

由于该研究区内MSC1中后期(SC4～SC5沉积时期)广泛发育水下分流河道，因而应用四边形测量方法[9]对不同沉积背景下单砂体的宽度进行测量，拟合宽厚关系公式，剖析密井网区同成因单元单砂体几何参数关系及其在基准面旋回过程中的变化规律。

1)SC4单砂体宽厚关系特征 SC4形成于中期基准面旋回MSC1加速下降的后期，密井网区水下分流河道单砂体宽厚特征统计结果表明，单砂体最宽1550m，最窄580m；单砂体最厚4.7m，最薄1.9m，其宽度和厚度符合指数关系(见图4)。

图4 大情字井青二段SC4水下分流河道单砂体宽厚关系 图5 大情字井青二段水下分流河道单砂体宽厚关系

图6 大情字井青二段第1期水下分流河道单砂体宽厚关系 图7 大情字井青二段第2期水下分流河道单砂体宽厚关系

综合分析MSC1变化各阶段水下分流河道单砂体宽厚统计关系，可以发现如下特点：单砂体宽度与厚度之间存在指数关系；但受基准面变化的影响，在基准面旋回的不同变化阶段，单砂体宽厚关系有所异化；随着可容空间的减小，指数函数的图像降低；反映单砂体的几何形态发生变化，水下分流河道宽厚比随可容空间变化趋势一致。

4 结 论

1)大情井字油田青二段底界为最大湖泛面，其顶界与松辽盆地西斜坡青二顶界的不整合面相对应，青二段自下而上划分为13个短期基准面旋回、2个中期基准面旋回、1个长期基准面下降半旋回。短期基准面旋回结构与叠加样式表明，青二段中期基准面旋回变化经历了“加速下降-缓慢下降-缓慢上升-加速上升-上升转下降-再次加速下降-再次缓慢下降”的沉积动力学变化阶段。

2)相同成因单元单砂体的宽度与厚度统计表明，相同成因单元的单砂体宽度随厚度的增大呈指数增大；但受基准面升降变化影响，处于中期基准面旋回不同阶段的单砂体形态发生变化，宽度与厚度指数关系有所区别，随可容空间的减小，水下分流河道的宽厚比减小。

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2012-10-24

国家科技重大专项(2011ZX05009)。

王志强(1981-)，男，工程师，现主要从事油田开发地质方面的研究工作。

TE121.3

A

1673-1409(2013)02-0004-04

[编辑] 李启栋