沉积相研究

沉积微相研究表明,在长8油层组沉积时期,主要为浅水三角洲沉积,以三角洲水下分流河道最为发育,其次为水下分支间湾沉积,河口坝、席状砂等沉积砂体不发育。

(一)岩石学特征

1.颜色

通过岩心观察,研究区长8砂岩以浅灰色、灰色和灰褐色为主,泥岩多为灰黑色(图4-4)和黑色,反映其沉积时的潮湿气候条件,整体表现为水下还原条件的暗色特征。

2.岩石类型

岩石类型与特征是岩石生成环境和水动力条件的反映。岩心观察表明,研究区长8储层主要有以下几种岩石类型。

含泥砾砂岩:具有块状层理,岩石以砂质颗粒为主,含有大小不等的泥砾与泥质条带成分,代表高能沉积环境,主要见于水下分流河道的底部(图4-5)。

图4-4 灰黑色泥岩

细砂岩:主要为细—中粒长石岩屑砂岩与细粒岩屑长石砂岩,分选较好,磨圆中等,发育块状层理、平行层理、沙纹层理等,代表中低能沉积环境,常见于水下分流河道、河口坝沉积微相中(图4-6)。

图4-5 含泥砾砂岩Z359井2259.50m

图4-6 深灰色细砂岩Z359井2278.90m

粉砂质泥岩:具有水平层理和重力变形层理,常见植物碎片,为低能环境产物,多见于河道侧翼沉积中。

炭质泥岩:当沉积区水体较浅或短时间出露地表时,植物大量繁盛,埋藏成岩后,炭质含量高的形成薄煤层,泥质含量高的形成暗色泥岩(图4-7)。

图4-7 深黑色炭质泥岩Z218井2249.70m

3.沉积构造

碎屑岩中的沉积构造,特别是物理成因的原生沉积构造,最能反映沉积物形成过程中水动力条件,加之它们在成岩阶段所受影响又较小,所以一直被视为分析和判断沉积相的重要标志。它们可提供沉积介质的性质和能量强弱的判断依据,成为判别环境的重要标志之一。

据钻井岩心观察,研究区长8油层组发育有各种类型层理。在砂体较发育的水下分流河道、三角洲前缘河口砂坝沉积微相中普遍见到的是各种交错层理、块状层理和平行层理。河道侧翼微相沉积以水平层理最多,其次是沙纹层理等层理。

(1)层理构造

平行层理:较发育,常呈薄层状产出。其形成是在高流态状态下,沉积物在河床的平坦床沙形态上迁移而形成的,因沙质物质在平坦床沙表面滚动而形成剥离线理,因此,平行层理反映的水动力条件是水浅流急(图4-8)。

水平层理:主要发育于前三角洲、分流河道边部沉积的粉砂质泥岩和粉砂岩中,形成于比较安静的水体,为低能环境下的悬浮物质沉积而成。

块状层理:反映了沉积物的快速堆积,主要见于细砂岩,厚度一般为20cm左右,最厚可达0.5m以上。反映了水动力较强、沉积物供应较充分的水下分流河道沉积时期(图4-9)。

图4-8 砂岩中的平行层理Z218井2233.40m

图4-9 砂岩中的块状层理Z92井2389.60m

交错层理:为一系列内部纹层与主要层理面斜交所组成的沉积单位,为沉积介质能量条件比较强的沉积环境的产物。研究区的交错层理主要为沙纹交错层理和楔状交错层理(图4-10)。

揉皱变形层理:为准同生变形构造,沉积物在重力作用或差异压实作用下发生塑性变形。大多形成在河道侧翼或三角洲前缘河口砂坝的坝端部位(图4-11)。

图4-10 砂岩中的小型交错层理Z359井2258.30m

图4-11 砂岩中的揉皱变形层理Z359井2280.10m

(2)层面构造

层面构造主要表现为底面冲刷构造,冲刷面构造是高流态下产生的一种层面构造。水动力条件突发性地由弱变强过程,流经尚未完全固结的沉积物表面时对下伏沉积物侵蚀冲刷,形成的凹凸不平的底面。冲刷面上的岩石粒度明显粗于下部,或含有来自下伏层的泥砾(图4-12)。冲刷面通常发育在水动力条件强、弱变化频繁的、水下分流河道为主的沉积环境中。

4.古生物特征

在三角洲前缘亚相中,植物化石较丰富(图4-13)。

图4-12 砂岩中的冲刷面Z359井2256.60m

图4-13 泥岩中的植物化石Z218井2256.90m

(二)沉积微相特征

在取心井岩心观察基础上,识别出研究区主要为辫状河三角洲前缘沉积,发育水下分流河道、河口坝、支流间湾和远砂坝微相(图4-14)。

图4-14 Z218井沉积微相单井相图

1.水下分流河道微相

水下分流河道是三角洲前缘亚相中最为发育的骨架砂体相,表现为典型的正韵律沉积序列,主要以砂和粉砂为主,泥质较少,砂岩中碎屑组分以石英为主。

水下分流河道垂向上表现为正韵律或复合正韵律,底部具冲刷面,常发育含泥砾砂岩,向上为中厚层状细砂岩,夹薄层粉砂岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩。沉积构造常发育平行层理、块状层理和各种交错层理,可含泥砾等的明显滞留沉积现象,电阻率曲线和自然电位曲线常呈钟形和箱形,可见变形构造等。测井相特征,钟形反映了典型向上变细的垂向系列,箱形尤其是厚层状箱形多反映沉积河道砂体叠覆。

2.河口砂坝微相

河口砂坝位于水下分流河口的前端,是河水携带的载荷在河口附近的湖区快速卸载的产物。受高速堆积作用引起的前缘堆积坡度减小和湖水变浅,以及河流延伸入湖的距离增加影响,河口砂坝常受到向湖泊方向延伸的后期水下分流河道冲刷截切或改造而保存不完整。河口砂坝沉积主要以向上变粗的反粒序砂质沉积为特征,与下伏泥岩、粉砂质泥岩呈渐变关系,底部粉砂质泥岩及粉砂岩中具沙纹层理,向上粉细砂岩具水平波状纹层,至顶部可见中小型交错层理,构成反旋回。砂体粒度比水下分流河道砂略细,且分选性好,砂体的结构及成分成熟度均较高,粒度概率曲线表现为三段或者四段,河口砂坝电测曲线表现为漏斗状。

在研究区河口砂坝常与水下分流河道共生,共同组合成良好的储集体。在组合砂体的不同位置,砂体的内部结构可以有明显的变化。平面上,这些砂坝砂体多分布于河口两侧或倾向于沿岸展布。纵剖面上多位于水下分流河道的下部。表现为后期的水下分流河道砂体冲刷改造前期的河口砂坝、远砂坝,叠置在其上共同组合成一个曲线特征表现为一个由细—粗—细的旋回。横剖面上,河口砂坝可以与水下分流河道成渐变的接触关系。

3.分流间湾微相

在水下分流河道之间相对凹陷的地区发育分流间湾微相。分流间湾内水动力环境平静,水体较浅,常暴露地表,受季节性影响大。沉积物以悬浮物,即深褐色泥岩和浅灰色泥岩沉积为主,含少量的粉砂或细砂。发育水平层理,局部可见植物残屑、碳质泥岩和煤线。电测曲线为微齿化或平滑的曲线。

4.远砂坝

远砂坝为辫状河三角洲前缘连片分布的砂体,形成于波浪作用较强的沉积环境。先期形成的分流河道和河口砂坝被波浪改造,发生横向迁移并连接为成片形成的砂体。其特点是分选较好,岩性主要由粉砂岩与泥岩互层组成。

研究层位长8₁砂组又可以细分为3个单层,自下而上命名为长 ,长 和长 单层。

(三)沉积微相研究

在层位划分的基础上对岩性进行了统计,结合以上分析,以测井相和砂地比为依据,并参考砂体分布特征绘制微相平面图。

1.长 沉积微相平面展布特征

长 沉积期,研究区有西南物源体系和西部辫状河三角洲物源体系物源供给,砂体发育,主要发育水下分流河道和分流间湾微相。水下分流河道岩性以灰褐色,灰色中-细粒砂岩,粉细砂岩为主,由下而上粒度变细,为正旋回沉积特征,砂体厚度0.90~8.90m,砂地比为0.07~0.72,发育平行层理、块状层理和各种中、小型交错层理;粉细砂岩中常见波状层理和砂纹层理。水下分流河道呈南西-北东方向条带状展布,多次交汇及分叉,叠加连片,河道宽一般在0.2~0.9km;水下分流河道之间发育分流间湾,可见碳质泥岩(图4-15)。

图4-15 长 沉积微相平面展布图

2.长 沉积微相平面展布特征

长 沉积期,砂体较长 沉积期有所发育,主要发育水下分流河道和水下分流间湾。水下分流河道岩性以灰褐色、浅灰色细粒砂岩为主,河道底部发育冲刷面和泥砾,由下而上粒度变细,为正旋回沉积特征,砂体厚度0.80~13.30m,砂地比为0.06~0.74,发育水平层理、块状层理和各种中、小型交错层理;粉细砂岩中常见波状层理和沙纹层理。水下分流河道叠加连片,河道宽一般在1.0~2.5km;水下分流河道之间发育水下分流间湾,可见碳质泥岩和植物茎秆(图4-16)。

图4-16 长 沉积微相平面展布图

3.长 沉积微相平面展布特征

长 沉积期,为三角洲沉积砂体的重要建设期,水下分流河道砂体发育。研究区发育北东方向的水下分流河道,水下分流河道岩性以灰褐色、深灰色细粒砂岩为主,河道底部发育冲刷面和泥砾,由下而上粒度变细,为正旋回沉积特征,砂体厚度0.90~22.90m,砂地比为0.05~0.97,发育水平层理、块状层理和各种中、小型交错层理,粉细砂岩中常见波状层理和沙纹层理。水下分流河道叠加,河道较宽,河道宽一般在1.0~2.9km;水下分流河道之间发育水下分流间湾,大量可见碳质泥岩和植物茎秆(图4-17)。