小型断陷盆地辫状河砂体沉积特征-以千家店盆地硅化木公园露头为例.pdf

石油天然气学 报 ( 江汉石油学院学报 ) 2 0 1 1 年 5 月第 3 3 卷第 5 期 J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o g y( J J p I ) Ma y 2 0 1 1 V o 1 3 3 N o 5 2 7 小 型 断 陷盆 地 辫 状 河砂 体 沉 积 特 征 以千 家店 盆 地硅 化 木 公 园露 头 为例 季春 辉 ，邓宏文 ，郭 佳 ，田园圆 ( 中国地质大学 ( 北京) 能源学院， 北京1 0 0 0 8 3 ) 王启明( c P NE S N ( 中国)有限公司天津分公司， 天津3 0 4 5 0 0 ) 摘要 通过 对千家店盆地 中的延庆硅 化木公 园的辫状 河砂 露头研 究，从 岩相成 因、岩相 组台 、沉 积构 造描述入 手分 析 了辫状 河沉 积微 相 类型 与沉积 特征 。辫状 河沉 积 以 “ 多层楼 ”叠置 的辫 状河 道为特 征 ， 同时也存在河道 间决 口或溢岸沉积 。分 析 了辫状 河砂体分 布 的主要控 制 因素， 同时 以野 外实测 数据 为基 础 ，运用半定量计 算方法得 出了辫状 河道 宽 深经验 公式。该 项研 究为辫状 河储层 成 因类 型分析 、储 层时 空分 布 预 测 及 储 层 建模 提 供 了依 据 。 关键词 辫状河 ；北京延庆 ；野外露头；沉积徽相 ；宽 深比 中图分 类号TE 1 2 1 3 文献标识码 A 文章编号l O 0 O一 9 7 5 2 ( 2 0 1 1 )0 5 0 0 2 7 0 5 河流 相作 为 陆相 断陷 盆地 重要 的沉 积 体 系 类 型 之 一 ，其 砂 体 在 我 国陆 相 油 气 田储 层 中 占较 高 的 比 例 。根据 河道 分 岔 参 数 和 弯 曲度 提 出 河 流 体 系 可 分 为 顺 直 河 、 曲流 河 、 辫 状 河 、 网 状 河 等 4种 类 型 引。对 于辫 状河 沉积 而 言 ，由 于其河 道 宽 而浅且 稳定 性差 ，迁移 迅速 ，研 究 带有 一 定 困难 ，笔者 主 要依 据野 外露 头 观察 ，对 辫状 河沉 积 特征 做进 一 步 的研 究 。 1 地质 概况 研 究 区位 于北 京 市延 庆县 东北 部 的千 家店 镇辛 栅 子 村北 坡 的硅 化 木 国家地 质 公 园 中心 区及 其 附 近 ， 隶属 于千 家店 盆地 。延 庆 千家 店盆 地位 于燕 山褶皱 带 花盆一 四海 凹褶 的东 侧 ，赤 城一 古北 口断 裂南 部 ，出 露地层 主 要为 中元 古代 蓟 县系 雾迷 山组 和 中生 代侏 罗 系后 城组 。野 外露 头 处在 延庆 硅化 木公 冈 内 ，露 头 垂直 高度 约 1 8 0 m，横 向延伸 约 为 2 0 0 0 m。主要 出露地 层 为第 2成 盆期 的 中侏 罗 系的 后城 组 。经初 步 实 测 ，把 地层 自下 向上分 为 1 4个 小层 。通过 研 究认 为为 辫状 河沉 积 ，特 征如 下 ： 1 )研 究 区发 育大 量 的硅化 木 ，其 地质 背 景是早 期 生 长 在河 漫 滩 上 的茂 密 原 始 易 木类 植 物 ，由于 后 期 地壳 沉 降 ，被充 填 的沉 积物所 埋 藏 ，经过 漫 长 的地质 年 代 ，植 物 中的有 机质 被地 下水 中的硅 质矿化 物 取 代形 成硅 化 木 ，这说 明原 始 的沉 积环 境 为河 流相 沉积 。 2 )露 头观 察 中河道 厚 度 大 ，厚 度 不 等 的河 道 多 期 叠 置 ，相 互 切 割 明显 ，由 于河 道 迁 移 频 繁 所 致 ， 而 曲流 河 点坝 的 向上变 细旋 回和点 坝迁 移形 成 的侧 向加 积 现象 不 明显 。 3 )露 头顶 部厚 度 大 、粒度 粗 、分选 及磨 圆很差 的冲 积扇 辫状 河 道 砾 岩 直 接覆 盖 在 下 覆辫 状 河 沉 积 之 上 ，代表 盆地 充 填 晚期 的近 源冲 积扇 沉积 ，而在 空 间位 置上 ，辫 状河 沉 积通 常与 近源 冲积 扇相 伴生 。 2 岩相及岩 相组合露头观察 沉 积环 境 和沉积 相 的鉴 别 主要依 据 就是 各种 相标 志 ，露 头 观察 就是 最 为直观 的 一种确 定 沉积 环境 的 收稿日期2 o 1 1 一 o 3 一o 8 基金项目国家科技重大专项 ( 2 0 0 9 Z X 0 5 0 0 9 0 0 2 ) 作者简介季春辉 ( 1 9 8 5一 ) ，男 ，2 0 0 8年大学毕业 ，硕士生 ，现主要从事层序地层 及沉积 相方面的研 究工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 3卷第 5期 季春辉等 ：小型 断陷盆 地辫状河砂体沉积 特征 2 9 较 远 ，1 0层 的 顶 部 发 育 一 套 较 厚 泥 岩 ，作 为 次 一 级 的 洪 泛 面 ；l 1 层 主要 以细 粒沉 积 为主 ，可 见 3期 小 型 的决 口扇 叠 置 以及 决 口河 道 ； l 2层 中部 发 育 一 套 含 火 山 灰 的 页 岩沉 积 ，呈 板状 ，说 明这一 时期 周 围火 山 活 动 剧 烈 ；1 3层 出 露 一 套 近 1 2 m 的 红 层 ，暴 露 的 成 因 ；1 4 层 主要 为近 源 的粗碎 屑 沉 积 ，砾 石 较 大 ，直 径 可 达 到 1 5 0 ram，磨 圆 很 差 ，以棱 状一 次棱 状 为 主 。 2 2沉 积构造 沉 积构 造 是沉 积物 和沉 积岩 中 常见 而 又 容 易 观 察 的 主 要 特 征 之 一 ，也 是 正 确 识 别 沉 积 环 境 的 基 础 一 。在露 头 中可识 别 出槽 状 交 错 层 理 、板 状 交 错 层 理 、平 行 层 理 、 波状交 错 层理 、水 平层 理 、流水 波 痕等( 图 3) ，从 槽 状 一 板 状 一 波 状 一平 行 一水 平层 理 ，反 映 了水 动 力 条件 在 逐渐 减弱 ，沉 积 物 粒度 由 粗 变 细的 过程 。层 面构 造 主要 是 流 水 波痕 、冲刷 面等 。根 据 波 痕 的波 脊 的陡缓 可 以判断 水 流方 向 ，迎 着 水 流方 向波脊 比较 缓 ，相 反 ，波 脊 比较 陡 ；而 冲刷面 往往 是识 别河 道 砂 体底 界 的重 要依 据 。 3 河 道砂体 半定量描述 m 1 4 l 3 l 2 l l l O 9 8 ( m) 75 45 40 岩性 描述 旋 回 沉 积 亚 相 底 部 含 大 量 砾 石 。 棱 角 状， 分 选 较 差 ， 直径 可 达l 5 0 m m l 1 8 m 红 层 磨 圆 、分 选 均 较 差 ， 最大 粒 径2 O m m 砾 石 无 定 向捧 列 ， 无 层 理 成 层 性较 好， 板状 层 理 凝 灰质 3 期 决 口扇 叠置 总 体 向上 厚 度越 来越 薄。 粒度越来越细， 粒 径 l 5 2 0 m m 分 选 、 磨 圆 中 等 多 期河 道 叠 置 厚度较大的绿色泥岩 粒 度 主 要 以细 砂 岩 、 粉 砂 岩 为 主 5 期河 道 ， 可 见泥 岩 向上逐渐厚度变大 底 部 砾 岩 发 育 ， 向上 变 细 为 粗 、 中 砂岩 冲 积 扇 辫 状 水 道 河 道 决 口河 道 决 口扇 河 道 河 道 河 道 决 口河 道 泛 滥 平 原 决 口河 道 决 口扇 河 道 图 2野 外 露 头 实 测 剖 面 由于 辫 状 河 没 有 稳 定 的 河 道 ， 宽 广 的河谷 内砂体 连 片分 布 ，这 就 对 河道 砂体 的 半定 量化 描述 带 来 了较 大 的困难 。而笔 者根据 对 野外 露 头 的实 测 ，得 出 了几组 河道 砂 体宽 深 比数 据 ，验证 了辫状 河 宽深 比的经验 公 式 ，同时可 为辫状 河 储层 预 测 及开 发 布井 提供 一些 依据 。 3 1 砂 体 深度 和 宽度 的确 定 计 算河 道宽 深 比的首要 问题就 是 如何从 野 外 露头 上识 别 河道 砂体 的垂 向深度 和横 向宽度 。在 野外 实 际观察 中很 难确 定 单一 河道 的深度 和宽 度 ，但 多 期 叠 置 的河 道 砂 体 的宽 深 比也 具 有 一 定 的规 律性 。首 先 ，根 据对 研究 区地貌 、构 造 演化 等 确定 古水 流 走 向 ，找 出与水 流方 向近乎 垂直 的露 头砂 岩 ；其 次 ，确 定 出辫 状河 多期 叠 置 的砂体 的顶底 界 面 ，其 顶面往 往 是渐 变 为细 粒沉 积 ，底 部往 往与 下伏 地层 属 于突 变 接触 ，找 出突变 面位 置 ， 确 定其 最 大深 度 h ； 最 后 ， 沿着 与 河流 走 向垂 直 的方 向 向两 侧进 行 砂岩 的追 踪 ， 找 出砂 体逐 渐 减薄 直 至尖灭 的位置 ， 从 而 测量 出河 道 叠置 砂 岩 的宽度 叫。 3 2河 道砂 体 的宽 深 比 w h 应 用 上 面所 提 出的测 量 河道 视宽 度 和视 深 度 的方法 ，通过 实 际测 量 ，得 出几组 数 据 ，并计 算 了不 同 河道 砂体 的 。结 果 表 明 ：不 同类 型的 河道 砂 体 ，其 训 的差 异 也 比较 大 ，多 期 河 道 叠置 越 强 ，其 ： ： 如 = 穹 ：2 m 5 o 6 5 4 3 2 l 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 3卷第 5期 季春辉 等 ：小型断陷盆 地辫状河砂体 沉积 特征 表 1 野外 实测河道 宽深 比 名称 露头 定量化 层序发育位置 特征描述 照片 辫 状 一w ：6 3 0 q 2 8 0 m 河道 ： 4 9 8 1 m 位置 ，转换 面附近 径较 大 1 一r 一一 w h=1 28 q 5 8 泥糟细中魍 砾 较常 见 辫状 w：4 1 0 - 92 0 m 篙 空 i 河道 一 粕 亏看 = 京w h 1 1 7 l 4 3 _ ： = 、 w ： 5 3 3 3 0 m 在 上 升 或 下 降 半 河 道底 部 少见 滞 留沉积 ， 决 口 ： 旋回的中间部位 岩性以细砂岩 一 粉砂岩为 一 河道 囊 舌 蔷 袁京 h ：0 8 3 4 m 较为 发 育 主， 单层厚 度不 大， 常与 w 。 。 决 口扇共 生 一 公 式或 者用 该 方法 来总 结 出此类 公 式 ，来 对辫 状河 砂 体进 行定 量 预测 。 4结 论 1 )从 岩相 、岩相 组合 及沉 积 构造 等几 个 方面 描 述 了辫 状 河 各种 沉 积 微 相 的 特征 ，着 重是 河 道 砂 体 形 态 和规模 ； 2 )通 过对 野外 露 头进 行实 际 的测 量 ，总 结 了一条 野外 测 量 辫 状 河 道 w h的方 法 ， 得 出河 道 砂 体 的 视 深度 和视 宽 度 ， 计 算 出 w h，验证 了经验 公 式 的正确 性 ，为 今后 辫 状河 砂体 的 预测 提 供 了一 些 依 据 。 1 E 2 3 E 3 3 E 4 3 5 3 6 7 参考文献 Al l e n J R L A r e v i e w o f t h e o r i g in a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f r e c e n t a l l u v i a l s e d i me n t s J S e d i me n t o l o g y ，1 9 6 5 ，5( 2 ) ：8 9 1 9 1 Mi a l l A D A r e v i e w o f t h e b r a i d e d r i v e r d e p o s i t i o n a l e n v i r me n t o l o g y J E a r t h S c i e n c e Re v i e ws ，1 9 7 7 ，1 3 ( 1 ) ：1 6 2 陈清华 ，曾明，章凤奇 ，等 河 流相储层单 一河 道的识 别及其 对油 田开发 的意义 J 油气地质 与采收 率 ，2 0 0 4 ，1 1 ( 3 ) ：1 3 1 4 于兴河 碎屑岩系油气储层沉积学 M北 京 ：石油工业出版社 ，2 0 0 2 Au d un V K， Ed wi n R S，Ti mo t h y A C Ar c h i t e c t u r e a nd s t r a t i g r a p h y o f a l l u v i a l d e p o s i t s ，Mo r r i s o n Fo r ma t i o n ( Up p e r J u r a s s i c ) ， Ut a h口 AAP G B u l l ，2 0 0 8 ，9 2 ( 8 ) ：1 0 6 3 1 0 6 4 姜在兴 沉积学 M北京 ：石油工业 出版社 ，2 0 0 3 Fi l e d i n g C R ， Cr a n e R CAn a p p l i c a t i o n o f s t a t i s t i c a l mo d e l i n g t o t h e p r e d i c t i o n o f h y d r o c a r b o n r e c o v e r y f a c t o r s i n f l u v i a l r e s e r v o i r s e q u e n c e s M Ame r i c a n ：S E P M ，1 9 8 7 3 2 1 3 2 7 编辑 宋换新 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m