淺析泌陽凹陷南部陡坡帶核三段砂體沉積和油氣分布特征
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摘要：泌陽凹陷南部陡坡帶核三段發(fā)育有三種不同類型的沉積砂體：扇三角洲砂體，辨狀河三角洲砂體，曲流河三角洲砂體。不同類型的砂體分布在凹陷區(qū)域的不同位置，受物源等地質(zhì)條件的影響，其砂體沉積特征及儲集性能和油氣的分布均具有明顯的差異。本文通過巖石組成、層理類型、內(nèi)部相帶的發(fā)育情況等方面闡述了三種類型的沉積砂體特征，并進一步對三種沉積砂巖的儲集性能及其油氣分布做了論述。
論文關(guān)鍵詞：泌陽凹陷,砂體沉積,儲集性能,油氣分布
泌陽凹陷是南襄盆地的一個次級凹陷，位于河南省南部唐河與泌陽縣之間，其基底屬于秦嶺褶皺帶的褶皺基底，新生代由于受南部北西西向的唐河—栗園斷裂和東部北東向的泌陽—栗園斷裂的共同作用，形成
了南陡北緩的扇形箕狀斷陷盆地。凹陷總面積1000 km2，有效勘探面積800km2，中、新生界沉積巖厚度達8000m，其中油源巖的最大厚度為2200m。根據(jù)凹陷的古構(gòu)造地貌特征和現(xiàn)今構(gòu)造格局，可以將其劃分為三個帶：南部陡坡帶、中部深凹帶和北部斜坡帶（圖1）。
2 砂體分布特征
泌陽凹陷屬于斷陷湖盆，因其南緣和東緣長期受北西向及北東向斷裂張性活動控制，形成南深北淺的箕狀，沉降中心和沉積中心偏向東南部安棚—安店一帶。核三段時期，泌陽凹陷南部陡坡帶沿邊界斷裂帶下盤一側(cè)發(fā)育了平氏，楊橋，侯莊，古城，井樓，長橋，桂岸等一系列的不同類型的砂體。通過借鑒前人的研究成果和根據(jù)錄井資料、測井資料、地震資料、分析化驗資料和古生物資料的分析，對該地區(qū)的砂體類型可以歸納為以下3種：扇三角洲砂體，辨狀河三角洲砂體，曲流河三角洲砂體。
扇三角洲砂體
扇三角洲主要發(fā)育于靠近南部邊界斷層的陡坡帶，如井樓，長橋，桂岸，平氏，楊橋形成扇三角洲群，在東部邊界斷層梨樹凹，下二門一帶也有扇三角洲分布。其中平氏扇三角洲沉積規(guī)模最大，相帶發(fā)育比較完整，且雙河，趙凹等主力油田也與該砂體的儲性有關(guān)系。
該地區(qū)主要發(fā)育扇三角洲前緣和前扇三角洲亞相，扇三角洲平原亞相不發(fā)育，根據(jù)鉆井資料揭示只有泌150井核三段V砂組底部基巖不整合面之上見有一套厚約40m的扇三角洲平原塊狀礫巖沉積【1】。扇三角洲前緣是扇三角洲平原在水下的延伸，是該區(qū)扇三角洲砂體的最主要的分布相帶，由碎屑流沉積、水下分流河道沉積、水下分流河道間沉積及河口砂壩、席狀砂沉積組成。
1、碎屑流為平原環(huán)境中災害事件形成的泥石流在水下的延伸，其沉積特征類似于泥石流沉積，但顏色多為淺灰—灰色。由礫巖、砂礫巖構(gòu)成，礫石大小不等，分選差，含量在40～60%左右；填隙物為不等粒砂級顆粒及泥質(zhì)。電測曲線呈箱形。
2、水下分流河道沉積為平原環(huán)境中間災變期形成的分流河道在水下的延伸，一般以砂巖、含礫砂巖為主，礫巖相對少些、細些。砂、礫巖層灰白色、淺灰色，厚層、塊狀，單層厚度多為5-10m左右，部分由多個砂巖透鏡體在縱向上相互疊置而形成厚達數(shù)米的砂體。砂體中發(fā)育大、中型槽狀交錯層、平行層理，砂體底部發(fā)育沖刷面構(gòu)造，電測曲線多呈鐘形、中高輻指狀。
3、河口砂壩在研究區(qū)不甚發(fā)育，主要由砂、粉砂巖組成，厚度較薄，具沙紋層理。
4、水下分流河道間沉積是水下分流河道之間的較細粒沉積，由深灰色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖組成，見水平層理和植物碎屑，電測曲線多呈微齒狀－平直狀。
前扇三角洲亞相主要由塊狀或發(fā)育水平層理的泥巖組成，通常夾有扇三角洲前緣向前延伸形成的薄層砂巖或透鏡體，由于中間夾有砂巖而形成脈沖的特征（圖2）。
圖2 前扇三角洲測井響應 圖3風暴巖沉積（泌246井） 圖4濁流沉積（泌255井）
辨狀河三角洲砂體
盆地東北端的孫崗—程店一帶主要以辨狀河沉積為主，從沉積背景上看，坡度中等，分流河道具有高度溝道化得特征，具有辨狀河河道三個沉積單元結(jié)構(gòu)的特點【3】，前緣亞相中反韻律的河口砂壩發(fā)育，在前三角洲泥巖中濁積巖比較發(fā)育，是比較典型的辨狀河三角洲沉積。該區(qū)域主要發(fā)育辨狀河三角洲前緣亞相和前辨狀河三角洲亞相。
辮狀河三角洲前緣是辮狀河三角洲沉積最活躍的場所,其沉積物亦是辮狀河三角洲的主體，水下分流河道，河口砂壩，遠砂壩，和前緣席狀砂構(gòu)成了前緣亞相的砂巖骨架部分。其中水下分流河道特別活躍，其沉積物在前緣亞相中占總量的85%以上。
1、水下分流河道是平原亞相中辨狀河道入湖后在水下的延續(xù)部分，沉積物粒較粗，以含礫砂巖，中砂巖，細砂巖為主，呈淺灰色、灰色，分選較好，磨圓度為次圓狀，發(fā)育粒序?qū)永�，小型交錯層理，板狀層理。水下分流河道砂體表現(xiàn)為下部粒度分選好，泥質(zhì)含量低，向上變細，逐漸過渡為粉砂質(zhì)泥巖，分選差，泥質(zhì)含量增加；其自然電位曲線多呈箱狀、鐘形、指狀。水下分流河道由于頻繁改道，導致水道砂體橫向拼接、連合，形成分布面積較大的復合砂體。
2、河口砂壩微相縱向上主要分布在核三段的Ⅰ油組底部和Ⅲ油組，以中，細粒砂巖為主，圓度為次圓狀，分選較好，沉積構(gòu)造主要發(fā)育了交錯層理、壓扁層理、波狀層理、浪成波痕，從下向上多顯示由細變粗的層序；電測曲線多呈低輻指狀或漏斗狀。
3、遠砂壩沉積主要為粉砂巖，單層厚度多為1-5m，具向上變粗的沉積序列，具小型交錯層理，電測曲線多呈低輻指狀或漏斗狀。
4、前緣席狀砂微相以粉砂巖為主，分布于河口砂壩前方和側(cè)翼，厚度薄，呈席狀穩(wěn)定分布，分選較好，巖性純，顯示反韻律的粒序，表現(xiàn)為砂泥減互層。其中可見交錯層理、波狀層理、浪成波痕發(fā)育，電測曲線多呈低—中輻指狀。
前辮狀河三角洲位于辮狀河三角洲前緣向湖的較深水區(qū)，由灰色、深灰色薄層狀粉砂質(zhì)泥巖、泥巖組成。由于河流攜帶大量的碎屑沉積物在河口部位不斷堆積，坡度變的越來越陡，在洪水和其他因素的誘發(fā)下，常常在前辨狀河三角洲中形成濁積巖（圖3—圖4），并且構(gòu)成了前辨狀河三角洲的主要儲積體【2】。
曲流河三角洲砂體
曲流河三角洲是在距源區(qū)相對較遠和沉積坡度較緩的條件下，由曲流河入湖而形成的。研究區(qū)河流流域面積小，曲流河三角洲規(guī)模不大，但仍然具有曲流河三角洲所共有的沉積特征。研究區(qū)曲流河三角洲發(fā)育于凹陷西北部的高莊、前杜樓一帶，面積約70km2.也只有三角洲前緣亞相和前三角洲亞相發(fā)育。
曲流河三角洲前緣處于湖平面之下、正常浪基面之上，是三角洲砂體的主體。進一步可劃分為水下分流河道、河口壩、遠砂壩、前緣席狀砂，其中以河口砂壩發(fā)育最為典型。
1.水下分流水道
水下分流河道沉積主要砂巖組成，呈淺灰色、灰色，中、厚層至塊狀，單砂層厚度多為2-10m，砂體呈條帶狀，與其下伏巖層呈突變接觸，而且底面為凹凸不平的沖刷面，與上伏巖層多為漸變接觸，自下而上由粗變細。平行層理、交錯層理發(fā)育。其自然電位曲線多呈鐘形、箱狀、齒狀。
2.河口壩
河口壩沉積是三角洲前緣亞相帶中的主要沉積類型，由交錯層理和波狀交錯層理的中，細砂巖組成。砂巖分選好，成熟度高，垂向剖面上組成反旋回層序。
3.遠砂壩
主要為粉砂巖，單層厚度較薄，具向上變粗的沉積序列，其自然電位曲線呈漏斗形。
4.前緣席狀砂
前緣席狀砂沉積主要為河口砂壩向湖盆一側(cè)分布的水平紋理粉，細砂巖及水流和波浪成因波狀交錯層理粉，細砂巖沉積。
砂層薄，一般不超過1m,分布廣，分選好，其自然電位曲線呈指狀。
前三角洲亞相位于三角洲前緣的前方，是三角洲沉積最厚的地區(qū)，主要為淺灰色塊狀或水平紋理泥巖中夾薄層波狀交錯層理粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖。在畢店地區(qū)由于洪水和重力流的影響，三角洲前緣砂向前滑塌形成了滑塌濁積巖。
3砂體的儲集物性
斷裂陡坡帶南部附近的扇三角洲前緣亞相的各種微相砂體是雙河，趙凹，安棚等油田的主要儲層。儲集性能中等到好，孔隙度一般為15%—25%，滲透率為0.63-1.82μm2。各種微相帶砂體中，前緣砂儲層最好，水下分流河道砂物性中等，河口砂壩和邊緣席狀砂物性最差。同類砂體由于埋藏深度不同，受成巖作用和當時古氣候，古地貌的影響，其儲集性能差別較大。如安棚油田位于平氏扇三角洲東部靠近深凹陷一側(cè)，埋藏深比位于平氏扇三角洲中部的雙河油田深450米以上【5】，又處于弱水動力區(qū)，因此物性變差，同類型砂層物性與雙河油田相比，孔隙度降低了2%—4%，滲透率降低了0.2-0.7μm2。
侯莊辨狀河三角洲前緣構(gòu)成了王集，新莊油田的主要儲層，水下分流河道砂是該地區(qū)最主要的儲層。巖石分選好，基質(zhì)含量較低，砂，礫巖體的側(cè)向連續(xù)性和連通性能較好，因此該區(qū)有較高的滲透率和孔隙度，但是隨著油藏埋深的加大，孔隙度和滲透率有所降低。
古城油田的儲層主要由曲流河三角洲前緣相砂構(gòu)成，巖性主要為細砂巖和粉砂巖，礫巖和含礫砂巖都比較少。砂層比較薄一般少于10m，但是橫向分布比較穩(wěn)定，整個油田的物性比較好，孔隙度平均為26%,滲透率平均為0.67μm2。
4油氣展布特征
泌陽凹陷主要生，儲油層段是呈南厚北薄楔狀的核桃園組油層，展布面積達950㎞2，占凹陷殘余地層分布面積的90%以上，生油層厚度以安棚區(qū)最厚【4】。泌陽凹陷的儲集層也很發(fā)育，與生油層的空間配置也很理想，為油氣的排聚奠定了良好的基礎(chǔ)。其中核三段是主要的含油層位，因此分析核三段的油氣分布規(guī)律對更進一步在南部陡坡帶找油有重要指導作用。
油氣縱向分布特征
核三段作為泌陽凹陷的主力儲層，不同砂組的油氣分布有差異，其Ⅲ，Ⅳ砂組的儲量占據(jù)全部儲量的近一半，區(qū)帶內(nèi)不同的構(gòu)造部位的主力含油層位不同，下二門油田儲集層主要是Ⅰ，Ⅱ砂組；趙凹—安棚油田主力儲集層主要為Ⅳ，Ⅴ砂組；雙河油田主力儲集層為核三段Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ砂組（表1）。
表1 泌陽凹陷南部陡坡帶核三段探明儲量分布
層位 雙河油田 趙凹—安棚油田 下二門油田
Eh3(Ⅰ) 418.0 22 391.6
Eh3(Ⅱ) 2723.0 138 265.9
Eh3(Ⅲ) 2943.0 667 131.0
Eh3(Ⅳ) 1105.4 154 676 10.0
Eh3(Ⅴ) 604.3 1.0
Eh3(Ⅵ) 1505.1 1.0
Eh3(Ⅶ) 469.0 8.0
Eh3(Ⅷ) 650.2
通過在工區(qū)內(nèi)選取3條十字剖面繪制油藏剖面圖（圖6-圖10），剖面位置如圖（圖5）。第一條十字剖面位于雙河油田區(qū)域內(nèi)，南北方向選擇了泌33—泌28—泌35—泌9—泌4—泌210六口井組成，東西方向選擇了泌42—泌28—泌36—泌52四口井，雙河油田是位于南緣陡坡帶與深凹區(qū)過渡帶逆牽引構(gòu)造背景下的砂巖上傾尖滅區(qū)。從繪制的油藏剖面圖可知雙河油田的油藏主要分布在核三段下部，Ⅰ砂組的儲集層比較不發(fā)育，油水層整體沿平氏方向變厚，向西北方向變薄。
圖5 泌陽凹陷南部陡坡帶核三段油藏剖面位置示意圖
圖6 泌42—泌52油藏剖面圖 圖7 泌210—泌33油藏剖面圖
第二條十字剖面位于趙凹油田區(qū)域內(nèi)，它是由泌89—泌86—泌195—泌239—泌185—泌97井組成的北南方向剖面和泌302—泌115—泌254—泌185—泌98井組成的南西方向剖面組成，趙凹油田也位于南緣陡坡帶與深凹區(qū)過渡帶逆牽引構(gòu)造背景下的砂巖上傾尖滅區(qū)。該地區(qū)油層主要發(fā)育于Ⅲ，Ⅳ砂組，往安棚地區(qū)儲層的埋藏較深，在核三段下部儲層較發(fā)育。在泌156井和泌157井間區(qū)域由于受到成巖物性影響，在Ⅲ，Ⅳ砂組中出現(xiàn)了干層和油層直接過度現(xiàn)象。
圖8 泌97—泌89井油藏剖面圖 圖9 泌302—泌98井油藏剖面圖
第三條十字剖面選在下二門油田區(qū)域內(nèi)，它由南北向的泌189—泌198—泌191—泌160井剖面和北西向的泌193—泌191—下13—下12剖面構(gòu)成，下二門油田位于凹陷東部邊界斷層下降盤內(nèi)側(cè)，構(gòu)造形態(tài)為近南北向的短軸背斜構(gòu)造，具有下小上大的特點，其主力儲集層在核二段及其上部儲層中，在核三段儲集層也比較發(fā)育，油氣主要埋藏于Ⅱ，Ⅲ砂組，根據(jù)剖面圖可知由南向北儲集層變厚，在泌160井附近的核三上段儲層非常發(fā)育，但是油氣含量少，主要在Ⅲ砂組有油氣顯示；北西方向剖面表面儲層整體比較發(fā)育，但是靠近斷層帶油氣顯示先對較少。
圖10 泌189—泌160井油藏剖面圖圖 圖11 泌下12—泌193井油藏剖面圖
油氣平面分布特征
泌陽凹陷南緣陡坡帶下二門構(gòu)造與深凹區(qū)雙河—趙凹構(gòu)造帶是泌陽凹陷油氣最富集的區(qū)域，已發(fā)現(xiàn)的油田有雙河、趙凹-安棚、井樓、下二門，占泌陽凹陷地質(zhì)儲量的絕大部分，其中雙河油田是一個億噸級大油田，占凹陷已發(fā)現(xiàn)地質(zhì)儲量的約1/3。南部地區(qū)的局部構(gòu)造向深凹區(qū)傾沒，因此對油氣聚集非常有利。勘探成果表明，在鼻狀構(gòu)造主體部位的高斷塊鉆探多能見到較厚的油層，而到其翼部的低部位一般含油情況變差或者沒有油層。說明鼻狀構(gòu)造不僅給油氣聚集提供了有利場所【6】，而且對油氣的富集起著良好的控制作用，油氣田的展布沿南緣陡坡帶與深凹區(qū)過渡區(qū)呈半環(huán)帶狀分布。
5結(jié)論
泌陽凹陷南部陡坡帶核三段碎屑巖的沉積體系獨具特色，在這小型的斷陷湖盆中發(fā)育有扇三角洲，曲流河三角洲，辨狀河三角洲三種類型的沉積砂體，三種類型的三角洲砂體都具有中等到好的儲集性能。多種類型的三角洲砂巖儲層的發(fā)育是泌陽凹陷油氣聚集的一個重要條件，對油氣的分布起著一定的控制作用。
在該地區(qū)，三角洲沉積體系中的濁積巖比較發(fā)育，儲集性能也較好，并且處于坡折帶的有力構(gòu)造部位，因此對該地區(qū)要加強對濁積巖的研究。
泌陽凹陷南部陡坡帶核三段沿斷裂帶儲集層最發(fā)育，遠離斷裂帶油水層變薄，儲集性能變差。
參考文獻
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