辽河盆地沙三段水下扇沉积模式

张振国，李 瑞，周洪义，杨慧贤，王立剑

(1.成都理工大学，四川 成都 610059;2.中油辽河油田公司，辽宁 盘锦 124010)

引 言

辽河裂谷型断陷盆地下第三系发育有多种沉积成因类型的油气藏，水下扇型是其类型之一，它具有储层厚、岩性粗、物性好以及井层产能强的特点，成为老区扩边增储挖潜的关注重点。该盆地下第三系沉积由下往上经历了张裂初陷、深陷、收敛再扩张、退缩至消亡4个时期的地质演变阶段。水下扇是深陷期的主要沉积成因类型，但由于地质构造及环境背景的差异，不同地区有各自特点。通过建立沉积微相模式，对诸多地区开展深入研究，辽河盆地沙三段水下扇沉积可进一步划分为5种成因类型。

1 水下扇沉积地质背景

深水湖体是水下扇沉积的必要环境，同时具有非牵引流动力机制搬运条件［1－6］。沙三段为构造演化的深陷期，这一时期出现了沉降速度大于沉积速度，湖盆以深水相沉积为主，西部凹陷最具代表性。

1.1 水下扇沉积类型影响因素

在深水湖盆背景下，水下扇沉积的发育规模、特点、形貌特征等还受下列因素影响。

(1)与边界深断裂或同生断层活动有关。

(2)与陆上突发性洪水河流大小、强弱及所携带粗碎屑水合物组合的充足程度有关。

(3)与坡度差异、微地形地貌有关，如古潜山、火山活动形成的地形。

(4)与洪水河流阵发时间长短、阵发频率等有关。

1.2 辽河盆地水下扇沉积储层基本特点

辽河盆地是中生代末期—新生代发育起来的裂谷型断陷盆地，造就了物源近、粗碎屑丰富、短促河流发育的地质地理环境，形成了独具特点的水下扇模式类型［7－10］。

(1)岩性粗，以不同粒径砂砾岩重力流卸载沉积为主。

(2)类比经典鲍马序列，其层序往往缺少上水平层理段或偶缺交错层理段，下部常发育有砂、泥、砾、混凝结构段(A1)(图1)。

(3)不同凹陷或同一凹陷不同部位，由于局部因素差异发育有多种水下扇类型。

2 辽河盆地水下扇沉积类型及特点

由于湖盆深水区地质环境的差异，或者同一凹陷不同部位环境的差异都会出现不同特点类型的水下扇体。

2.1 近岸型水下扇

形成在近岸陡坡沟槽或近断层下降盘深水区。沉积过程中，由于陡坡及沟槽地形的制约，粗碎屑水合物之间内摩擦及与湖水体之间的逆牵引，其混杂程度和分选性沿沉积方向有变好趋势，可大致展现出扇根、扇中、扇缘亚相及各自相应的微相类型。

2.1.1 纵向层序组合

该扇模式的纵向层序组合简述如下(图1)。

图1 水下扇层序结构示意图

(1)混凝结构段(A1):砂、泥、砾混杂无序，砾石可达卵砾级。

(2)递变层理段(A2):砂砾岩组合为主，层理清楚。

(3)下水平层理段(B):砂砾岩、含砾砂岩组合为主，具平行层理或块状层理。

(4)交错层理段(C):较少发育，含砾砂岩、粗—细砂岩组合。

(5)上水平层理段(D):无或偶有发育。

2.1.2 相模式特点

(1)扇根亚相:以巨厚块状混凝结构段(A1)为主的扇根沟道微相占主导。

(2)扇中亚相:主要由分支沟道、沟道间滩、沟道坝(舌叶状连片)、漫溢薄层砂等微相组成。平面呈长扇形连片特点。纵向层序下部混凝结构段(A1)变薄或无发育。

(3)扇缘亚相:由扇缘滩砂、扇缘薄层砂、扇缘泥微相类型组成。位于水下扇的最前缘区，因往往有油层或差油层分布，是挖潜增储的潜力地区。近岸型水下扇在西部凹陷东侧陡坡带有分布，如高升油田东南部东侧沙三中大凌河油层就属于这种类型(图2)。

图2 沙三中大凌河油层相带平面图

2.2 扇前扇组合型水下扇

这种组合型水下扇在其近岸内扇沉积形成的同时，由于同生断层活动影响，扇体沿某些沟道准同时地继续前行卸载，或在突发性外力作用下，近岸扇堆积失衡形成新的重力流扇体，构成了近岸内扇与远岸外扇的组合体。1－7－5块与1－6－12块沙三中砂体就是2个内、外扇组合型(图3)。

图3 沙三中扇前扇组合型水下扇模式

2.2.1 内扇(1－7－5块)

1－7－5块位于西部凹陷西斜坡边部，沙三中油层呈北西—南东向长扇形展布(图3)。

(1)砂体受微地形影响在北西—南东斜坡背景下具有北厚、中薄、南东成片特点。

(2)单个成因单元的纵向层序下部混凝结构段(A1)发育，但沿沉积方向有变薄的特点。

(3)在油水界面以上混凝结构段多为油斑油浸层，综合解释为干层，其上各层序段为油层或差油层。

2.2.2 外扇(1－6－12块)

1－6－12断块位于1－7－5块的南东部(图3)，其相模式特点如下。

(1)储层岩性为中厚—巨厚块状细砾级为主的砂砾岩、含砾砂岩组合，与1－7－5块内扇相比，最大差别是成因单元层序下部混凝结构段(A1)不发育。

(2)平面上，受微地形控制主要由3条北西—南东向分支沟道微相砂体组成。南分支沟道砂体呈窄条带状，另2个砂体呈小长扇形特点。

2.3 伸展型水下扇

所谓伸展型是指陆上强势洪水河流携带大量粗碎屑水合物进入缓坦的长条带状沟道形成的扇体。一是阵发性频繁，二是粗碎屑物充足，三是沟道顺畅，故而形成伸展型沉积。

高升油田南部沙三下莲花油层就是伸展型水下扇类型的典型代表(图4)。该区是开发老区向南扩延的滚动开发地区，由于该区构造复杂、储层横向变化大等特点，从建立沉积微相模式入手开展深入研究，取得了有指导开发实践意义的认识。

图4 高升油田南部沙三下莲花油层相带平面图

(1)单个沉积成因单元从下至上主要以砂砾岩、含砾砂岩为主的递变层理段(A2)和平行层理段(B)及少量交错层理段(C)，迭加构成厚—巨厚块状储集岩主体，薄层多以交错层理段(C)与少量上水平层理段(D)组合。

(2)沉积方向呈北东—南西向长舌叶扇形展布，形成了长带状并向两侧变薄的储层宏观形貌特征。

(3)在井区范围主要发育有扇中和扇缘亚相类型。扇中亚相由分支沟道、间滩、沟道坝及薄层砂微相组成。扇缘亚相由扇缘滩砂和扇缘薄层砂微相组成。

伸展型水下扇类型在西部凹陷西斜坡缓坡带沙三下、沙三中、沙三上三套含油层系都有分布，中央凸起南部倾覆带西侧沙三上油层也有发育。

2.4 远岸型水下扇

岸上洪水河流提供的大量粗碎屑水合物通过下倾沟道，直达沉积中心深水区形成远离岸线的重力流沉积。西部凹陷西斜坡南部沙三中大凌河油层就是这种远岸型类型(图5)。

图5 沙三中大凌河油层相带平面图

(1)该沙三中油层为一套薄—厚层块状以砂砾岩为主与深灰色泥岩的互层组合。砂体呈北东—南西不规则条带状扇形展布。

(2)纵向成因单元层序:递变、下水平、交错、上水平段等都有发育，其中以递变、下水平层理段迭加类型为主，很少有混凝结构段(A1)层序出现。

(3)该井区为北东主沟道向西分叉条带状扇形展布特点，分支沟道、沟道坝微相是形成其储层的主体微相类型。

2.5 滑塌型水下扇

大多是不同成因类型砂体，在外力作用下准同时地沿斜坡沟凹微地形滑动再搬运形成的浊积砂体，以小型为特点，形状有舌叶状、小扇形、透镜状等。由于形成一定规模油藏的滑塌砂体类型较少，所以不再作详细分析。

综合上述，辽河新生界裂谷型断陷盆地在其演化过程中的深陷期沉积多种类型的水下扇储集体，随着滚动勘探开发不断深入，储层宏观描述将会更深刻、精细、全面，以提升老区扩边增储、上产增效的能力。

3 水下扇模式类型油气藏储层分布规律预测

老油田或某一老开发区块，其外围还有一定的未动用资源地区，是挖潜的有利部位。这些地区钻井资料少，对构造、储层分布等认识程度低，因此借助相近老区钻井资料，充分运用水下扇沉积理论建立含油层系段的微相模式是预测储层分布规律的有效技术。

(1)充分运用老区完钻井资料，以老区含油层系层组划分方案为依据，通过对比统层，引申到潜力地区。纵向上准确划分油层组、砂岩组、小层(基本的沉积时间单元)不同级次沉积旋回，旋回性要明显，不同级次单元层在平面上要一致。

(2)单井划相。在深入分析完钻井岩、电相关系的基础上，以基本沉积时间单元(小层)进行分类，即单井划相。

(3)加强湖体微环境的稳定性分析，如深浅微变化及变化规律性特点。

(4)开展沉积微地形对储层发育影响研究，如斜坡、沟槽、微起伏、古潜山地形等对重力流沉积变化及分布形貌等的影响。

(5)充分运用储层岩性、厚度、平面变化、岩电关系特点等重要信息，进一步建立起更加接近储层分布实际的沉积微相模式，进而取得对储层宏观分布特点的认识，为挖潜增储提供科学依据。

4 结束语

(1)辽河盆地下第三系沙三段水下扇沉积模式主要包括近岸型、扇前扇组合型、伸展型、远岸型及滑塌型水下扇类型。构造背景、湖体环境和陆上洪水河流的动力条件是影响扇体类型、纵向层序组合及微相模式的主要因素。

(2)从实际出发提出了“沟道坝微相”、“扇缘泥微相”等新概念。

(3)储层预测在强调“建立沉积微相模式”技术外，提出了“湖体微环境，沉积微地形对储层发育分布影响”的思路。

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