湖泊碎屑岩沙坝成因机制及构型表征研究进展*

湖泊碎屑岩沙坝因波浪和沿岸流的反复冲刷,成熟度较高,显示出巨大的油气勘探潜力,已成为隐蔽油气藏勘探的重点。作者在大量文献调研的基础上,总结了近年来前人在滩坝定义、沉积特征、主控因素、成因机制及内部构型研究中的重要进展,在此基础上提出了沙坝演化阶段及沉积构型的新认识。结果表明,沙坝完整的演化历程主要包括4个阶段,分别是弱波浪作用阶段、动荡水流—冲洗回流阶段、风成阶段及沼泽化阶段。影响沙坝发育的控制因素多样,其中物源和风场是沙坝发育的根本因素,两者分别影响了沙坝发育的物质来源和能量供给;而风场所决定的水动力是影响沙坝储集体发育的最直接因素;构造运动和层序演化则控制沙坝的分布位置及保存程度;各因素综合作用决定了坝的形态、发育规模及保存状况。依据前人构型理论,将沙坝构型按照正序方案依次划分为6级,对构型表征方法和沙坝3~5级构型定量表征进行了初步探索,以期为滩坝砂体勘探开发提供理论和实践支持。     

波浪作用下砂质滩坝的沉积过程与沉积模式

受波浪及沿岸流影响,在滨岸地区形成的滩坝砂体是滨海（湖）带发育的主要砂体类型。目前国内外学者对滩坝沉积砂体的认识多来自于现代沉积和油气地质特征,对滩坝砂体的沉积机制和内部结构研究相对较弱。基于沉积水槽实验,采用规则波浪对沙质斜坡滨岸带进行模拟实验,观测波浪作用下滨岸带滩坝形成过程和波浪运动特征,记录波浪作用下滨岸带沙质滩坝在不同浪带平面时空演化规律。实验结果显示:波浪是改造湖岸原有沉积物的关键驱动力,波浪作用下沙质岸滩床面泥砂将发生输移运动,而滩坝是陆湖（海）泥沙在水动力驱动下搬运沉积的结果,水动力的强弱及水流结构引起泥沙在空间上的不均匀输运和分布,进而塑造不同的滩坝形态。与强波浪相关的高水位可以加速滩坝系统的形成并最终形成大规模的滩坝砂;相比之下,与较弱波浪相关的低水位只能略微改变初始沉积物形态。根据不同的沉积物特征可将实验中的滩坝系统分为三类:冲浪带和碎浪带滩坝系统近端部分的大规模厚层坝砂,破浪带和升浪带滩坝系统中部分布广泛的薄滩砂,以及位于滩坝系统中远端的弧形或平行排列的脊状、砂纹坝砂。建立了水槽实验模式下滩坝沉积模式,可用于指导油气勘探开发。     

陆相盆地滩坝砂体沉积特征及其形成与保存条件 ——以青海湖现代沉积为例

滩坝砂体由于经历了湖浪作用的反复淘洗物性良好,成为近年来石油勘探界关注的热点。通过对我国最大的内陆湖泊（青海湖）现代沉积特征的实地考察,从沉积环境、水动力及沉积特征等诸多方面建立了滨岸滩坝沉积的综合鉴别特征,指出低角度冲洗交错层理、反粒序（滩）、正粒序（坝）以及不含泥质等特征是识别滩坝砂体的典型标志。分析结果表明:物源—水动力—湖盆底形—湖岸线—湖平面（基准面）是决定青海湖滩坝是否发育（形成+保存）的主控因素,其中物源为滩坝形成提供了物质基础,水动力为沉积物改造及滩坝形成提供了源动力,湖盆底形与湖岸线决定了滩坝形成的平面位置与规模范围,湖平面（基准面）的升降变化决定了已形成滩坝沉积保存与否的地质命运。陆源滩坝砂体的形成较为容易,但保存较难,只要具备物源、湖盆底形及水动力等基本条件,低位域、高位域及湖侵域都可能形成滩坝砂体,但只有位于长期基准面旋回早期或三级层序湖侵期的滩坝沉积才能得到较好的保存。这对我国陆相盆地岩性油气藏勘探开发具有一定借鉴意义。     

南苏丹Melut盆地Ruman凹陷白垩系层序地层级次与砂质滩坝的沉积响应*

湖相滩坝砂体是陆相盆地广泛发育的一类油气储集层,已成为成熟油田岩性油气藏勘探的重要领域。基于层序界面识别与划分、古地貌恢复、物源体系、砂体展布以及成藏条件分析,论证了Melut盆地Ruman凹陷白垩系Gayger-Galhak组的层序地层特征及其对滩坝沉积的控制。结果表明:(1)目的层段发育1个二级层序和SQ1、SQ2、SQ3等3个三级层序,SQ3又可进一步细分为6个准层序组(四级层序)。(2)不同级别的层序分别控制着滩坝沉积的发育位置、平面展布及岩性圈闭的成藏要素,表现为: 二级层序控制滩坝沉积的垂向发育位置,滩坝砂体主要发育于二级基准面下降期;三级层序控制滩坝沉积的发育规模和沉积模式,三级基准面下降半旋回与上升半旋回转换位置发育的潜山隆起周缘型坝砂面积(约10km²)和厚度(10~20m)较大、孔隙度高(20%~25%),而发育于三级基准面上升期的水下潜山台地型坝砂面积(1~4km²)和厚度(2~3m)较小、孔隙度相对较低(15%~20%);四级层序洪泛期沉积的泥岩作为局部盖层,不仅控制着滩坝储盖组合的分布,而且决定了滩坝成因岩性圈闭的有效性。     

常年流水型砂质辫状河心滩坝内部落淤层展布样式探讨

利用露头和现代沉积资料,综合前人研究成果,分析认为常年流水型砂质辫状河落淤层的展布特征主要受心滩坝演化以及后期多次冲刷改造的影响,其中心滩坝演化对落淤层分布的影响最为重要。在此基础上,利用沉积学原理,重点从心滩坝演化的角度出发,通过单因素分析、多因素组合讨论了不同沉积作用条件下落淤层的保存及分布,建立了落淤层的3种总体分布样式,即近穹窿式、近水平式和单向倾斜式,并给出了地下表征的基本思路。这一研究可以为地下同一沉积模式的砂质辫状河储层内部落淤层的精细表征提供模式指导。     

砂质辫状河心滩坝的发育演化过程探讨--沉积数值模拟与现代沉积分析启示

心滩坝作为辫状河中一种重要的沉积单元,国内外学者基于地下储层、露头、现代沉积进行了大量研究,但并未建立完整的心滩坝发育演化模式,明确心滩坝两侧辫状水道对其的影响。因此,采用沉积数值模拟技术（Delft3D）再现心滩坝的生长与演化过程,并且通过现代沉积相互验证,建立了心滩坝演化模式。研究表明:1）心滩坝的演化过程可划分为三个阶段,心滩坝的形成、生长及向下游方向迁移,心滩坝的侧向迁移,"坝尾沉积"及复合心滩坝的形成;2）由于两侧辫状水道的冲刷作用,心滩坝头部两侧均遭受侵蚀,表现为坝体向下游方向迁移,随着发育演化时间的增长,向下游迁移速率逐渐减小,最终坝体稳定;3）心滩坝中下部由于两侧辫状水道的不对称性,一侧侵蚀,一侧沉积,心滩坝侧向迁移;4）沉积物在心滩坝尾部卸载,形成"坝尾沉积",其发育程度取决于两侧辫状水道水动力强度,水动力越强,"坝尾沉积"越发育,随着"坝尾沉积"的不断延长,最终充填心滩坝之间的辫状水道,形成复合心滩坝。     

滩坝沉积研究进展综述

滩坝是发育于滨岸带非常重要的一种沉积相类型和油气储集体,是滩和坝的总称。国外关于滩坝的研究,多集中于对现代沉积与野外露头的考察,侧重于成因机理的解释;中国的沉积学家、石油地质学家则偏重于陆相湖盆滩坝的沉积特征与油气地质意义的研究。作者从滩坝的成因出发,对滩坝的分类、沉积模式、控制因素、古地理及油气意义进行了总结梳理,提出滩坝是“风(风浪)-源(物源)-盆(盆地演化)”系统内综合作用下的产物,表现在:波浪是滩坝形成的动力;物源是滩坝形成的物质基础;盆地层序-构造演化过程中古地貌与古水深决定了滩坝的发育位置与范围。研究滩坝发育的控制因素,有利于为其在垂向上和平面上的分布预测提供有力的支持,具有重要的油气勘探意义。滩坝砂体记录了其形成时的古地理条件。特别地,通过对滩坝砂体沉积特征的解剖,可以一定程度上定量反映其形成时的古风浪条件,进而可以恢复古大气流场,这对古气候的恢复起到了重要的补充作用。     

渤海莱州湾凹陷南部古近系混合沉积特征及发育模式*

渤海莱州湾凹陷南部古近系沙三下亚段广泛发育陆源碎屑与碳酸盐混合沉积。通过对井壁取心、测井及综合化验资料的分析,对研究区混合沉积特征、发育模式及控制因素进行分析。结果表明: 研究区既发育同一岩层内的混合沉积,又发育碳酸盐岩与陆源碎屑的互层混合沉积。混合沉积形成于两大物源注入背景下的湖泊滨岸环境,可进一步分为泥坪、砂质滩坝、浅滩和半深湖等混合沉积亚相,主要体现为波浪和湖流作用的双重影响。沙三下亚段整体呈现出水退式发育的特点,主要发育湖侵域和高位域,湖侵域主要发育半深湖混合沉积和浅滩混合沉积,高位域主要发育砂质滩坝混合沉积。混合沉积物受古地貌、古气候、古物源和湖平面变化的控制,优势储集亚相为砂质滩坝混合沉积亚相和浅滩混合沉积亚相。该研究成果不仅为莱州湾凹陷南部古近系优质动用储量研究提供了指导,而且为下一步勘探指明了方向。     

陆相湖盆三角洲—滩坝复合砂体分布模式及编图方法*

陆相湖盆与海洋环境不同,具有水体浅、能量弱、湖进湖退频繁等特点。综合应用高精度层序地层学和地震沉积学等关键技术,通过中国东部及中西部典型陆相湖盆的勘探实践、野外露头解剖和现代沉积考察,总结了陆相湖盆三角洲—滩坝复合砂体的分布模式,并提出了复合砂体地质编图法。研究结果表明:(1)陆相湖盆的“湖—陆过渡沉积体系”不仅发育分流河道,还发育河口坝和沿岸砂坝,这些不同时期的分流河道、河口坝和沿岸砂坝交织叠加在一起,在古代地层和现代沉积中得以保存;(2)地形平坦处,水体浅、波浪作用不强、河流作用为主,形成河道砂体;湖岸较陡处,波浪作用强,分流河道砂体被波浪改造,形成沿湖岸分布的滩坝砂体;(3)在高频湖平面变化背景下,岸线的迁移导致沉积坡折的迁移,形成了多期垂直于岸线分布的树枝状三角洲分流河道砂体,和多期平行于岸线呈带状分布的沿岸滩坝砂体相互交织的陆相湖盆三角洲—滩坝复合砂体的特殊结构;(4)复合砂体地质编图法基于传统单因素法,以复合砂体分布模式为指导,主要针对发育在水体较浅、地形平坦开阔背景下的陆相湖盆三角洲—滩坝砂体。     

塔里木盆地奥陶系蓬莱坝组碳酸盐岩缓坡沉积特征及油气勘探意义

塔里木盆地奥陶系蓬莱坝组广泛发育的白云岩是油气勘探的主要目标之一,储层的分布受沉积相控制作用明显,普遍认为蓬莱坝组沉积模式是弱镶边-局限台地的沉积模式。本文基于地震资料精细解释,结合野外露头与钻井岩相类型及发育特征分析,对沉积模式与相带展布特征进行研究,首次提出了蓬莱坝组为碳酸盐岩缓坡沉积的新认识,并探讨了其油气勘探意义。依据地震地层结构、地层厚度变化特征,以及岩相发育规律体现的颗粒滩普遍发育特征、岩性的分区性揭示的岩性变化受古地貌明显控制的特征,认为蓬莱坝组沉积时期为缓坡沉积环境,可分为内缓坡相、中缓坡相和外缓坡相,且具有中缓坡和内缓坡两种成滩背景。其中中缓坡高能颗粒滩平面上呈条带状在塔中北斜坡-顺南-古城地区及塔北南缘地区规模发育,是蓬莱坝组颗粒滩储层勘探的优选区。碳酸盐岩缓坡沉积新认识改变了传统的台缘礁滩勘探思路,拓展了勘探领域,对推动蓬莱坝组勘探具有重要的参考价值。     

柴达木盆地西部扎哈泉地区新近系上干柴沟组滩坝砂体沉积演化及其控制因素*

滩坝砂体是岩性油气藏勘探的重要储集体,已经成为中国陆相湖盆增储上产的重要现实领域。为了深入评价柴达木盆地西部扎哈泉地区新近系中新统上干柴沟组滨浅湖滩坝砂体的油气勘探前景以及预测有利勘探区带和勘探目标,文中在岩心观察和钻(测)井资料综合分析的基础上,结合岩石薄片、累计粒度概率曲线、暗色泥岩泥地比和砂地比敏感参数分析结果,对该地区上干柴沟组滨浅湖滩坝砂体发育演化特征和古地貌演化特征进行了详细研究。结果表明: (1)扎哈泉地区上干柴沟组沉积时期发育辫状三角洲—滨浅湖沉积体系,滩坝砂体发育,岩性主要为岩屑长石细砂岩—极细砂岩,成分成熟度中等—较差、分选磨圆度中等—好,粒度概率曲线以反映波浪作用的两段跳跃式加悬浮式为主;沉积构造类型多样,主要发育浪成沙纹交错层理、波状层理、丘状交错层理和透镜状层理。(2)上干柴沟组沉积时期,研究区滩坝砂体发育规模先增大后减小;早期到中期,滩坝砂体发育规模不断增大,其中近岸坝主要表现为向南和向东2个方向扩张,呈北偏西方向展布,远岸坝主要表现为南北方向扩张,呈近北西—南东方向展布;中期到晚期,滩坝砂体的发育规模不断减小,其中近岸坝主要表现为向南北2个方向收缩并向东扩展,展布方向变为东偏南转东北方向,远岸坝主要表现为南北方向收缩。(3)上干柴沟组沉积时期,研究区古地貌呈西高东低、南北低中间高的特征;从早期到中期,研究区中部古地貌高点不断向东和东南方向大幅度扩展,范围不断扩大;中期到晚期,古地貌高点范围不断向北和北西2个方向收缩,范围缩小;同时,研究区东南角古地貌高点范围不断向北扩大。综合上述分析结果,认为柴达木盆地扎哈泉地区上干柴沟组滩坝砂体发育演化受控于物源规模大小和微古地貌的发育演化,其中微古地貌发育演化是滩坝砂体发育演化的主要控制因素。研究成果可为相似的地质背景下滩坝砂体成因的岩性圈闭预测提供参考。     

柴达木盆地西部扎哈泉地区新近系上干柴沟组滩坝砂体沉积演化及其控制因素*

滩坝砂体是岩性油气藏勘探的重要储集体,已经成为中国陆相湖盆增储上产的重要现实领域。为了深入评价柴达木盆地西部扎哈泉地区新近系中新统上干柴沟组滨浅湖滩坝砂体的油气勘探前景以及预测有利勘探区带和勘探目标,文中在岩心观察和钻(测)井资料综合分析的基础上,结合岩石薄片、累计粒度概率曲线、暗色泥岩泥地比和砂地比敏感参数分析结果,对该地区上干柴沟组滨浅湖滩坝砂体发育演化特征和古地貌演化特征进行了详细研究。结果表明: (1)扎哈泉地区上干柴沟组沉积时期发育辫状三角洲—滨浅湖沉积体系,滩坝砂体发育,岩性主要为岩屑长石细砂岩—极细砂岩,成分成熟度中等—较差、分选磨圆度中等—好,粒度概率曲线以反映波浪作用的两段跳跃式加悬浮式为主;沉积构造类型多样,主要发育浪成沙纹交错层理、波状层理、丘状交错层理和透镜状层理。(2)上干柴沟组沉积时期,研究区滩坝砂体发育规模先增大后减小;早期到中期,滩坝砂体发育规模不断增大,其中近岸坝主要表现为向南和向东2个方向扩张,呈北偏西方向展布,远岸坝主要表现为南北方向扩张,呈近北西—南东方向展布;中期到晚期,滩坝砂体的发育规模不断减小,其中近岸坝主要表现为向南北2个方向收缩并向东扩展,展布方向变为东偏南转东北方向,远岸坝主要表现为南北方向收缩。(3)上干柴沟组沉积时期,研究区古地貌呈西高东低、南北低中间高的特征;从早期到中期,研究区中部古地貌高点不断向东和东南方向大幅度扩展,范围不断扩大;中期到晚期,古地貌高点范围不断向北和北西2个方向收缩,范围缩小;同时,研究区东南角古地貌高点范围不断向北扩大。综合上述分析结果,认为柴达木盆地扎哈泉地区上干柴沟组滩坝砂体发育演化受控于物源规模大小和微古地貌的发育演化,其中微古地貌发育演化是滩坝砂体发育演化的主要控制因素。研究成果可为相似的地质背景下滩坝砂体成因的岩性圈闭预测提供参考。     

构造稳定时期河控三角洲三元控砂模式

三角洲砂体是含油气盆地勘探的最主要储集体类型之一,湖相三角洲类型基本均为河控型三角洲。明确河控三角洲砂体发育机制、迁移规律、分布特征、组合结构等规律不仅具有科学意义,而且对于油气勘探具有重要的指导意义。影响河控三角洲砂体的因素较多,宏观上构造活动控制了盆地的类型、形成、演化、沉积底型形态、坡度及物源等。在构造相对稳定时期,河控三角洲砂体主要受3种因素控制:物源供屑能力(简称物源),沉积底型坡度(简称坡度)和湖岸线位置(简称岸线)。物源供屑能力控制了砂体规模,体现在粒度、砂体厚度及范围;底型坡度控制了砂体宽厚比,表现在砂体前积层角度大小及三角洲形状;湖岸线河口处是沉积物主要卸载区,其位置及迁移幅度控制了砂体位置及连续性。3种因素不同的变化组合形成了不同特征的三角洲砂体分布模式。     

江汉盆地潜江凹陷东南部储层特征研究

研究了江汉盆地潜江凹陷东南部地区构造演化、沉积体系类型及其沉积相模式、沉积体系展布及其控制因素,分析认为潜江凹陷东南部地区新沟嘴组下段主要发育三角洲-咸水湖泊沉积体系,新沟嘴组下段沉积之前发育的深大断裂、继承性古隆起对新沟嘴组下段沉积相展布具有明显的控制作用。沉积微相包括水下分流河道、河口沙坝、席状砂、滨浅湖滩沙、沙坝等多种微相。物源供给和砂体展布都有两支,分别是汉水水系和汉川水系。由于对储层展布认识不清,致使油气的进一步勘探受到了制约。因此,开展沉积相控制下的储层展布特征研究,对该区油气勘探具有重要的意义。     

乌南油田滨浅湖砂体储层构型及其油气意义

基于Miall储层构型研究思想,结合岩心、测井、测试等资料,对乌南油田砂坝砂体储层构型界面特征进行了研究,确定了储层构型界面识别标志;在此基础上,将砂坝内部构型分为坝主体和坝侧缘,同时通过动、静态结合,明确砂坝外部构型存在孤立、视连通、左侧向叠置和右侧向叠置4种模式;纵向上发育湖退（进积）和湖进（退积）两种砂体发育模式。坝主体是主力储层,具有良好油气显示;坝主体分布面积大、出现频率高为油气有利区域。     

断陷湖盆差异湖侵过程与层序格架下沉积体系特征响应: 以霸县凹陷古近系沙河街组为例*

断陷湖盆充填演化过程中发生的多期差异湖侵,控制了层序格架及其内部沉积体系类型和分布。基于霸县凹陷的三维地震资料,结合800口探井钻/测井、岩心及古生物等资料,在明确古近系湖盆演化过程的基础上,以沙河街组三段和一段为研究目标,分析差异湖侵作用过程中的层序结构及层序格架下的沉积差异特征。研究结果表明,沙三段沉积时期的缓慢湖侵过程中发育断坡—坡折层序结构,以多期退积型三角洲、扇三角洲沉积为主,形成厚层优质烃源岩。沙一段沉积时期的快速湖侵过程中,形成弯折—宽缓坡型层序结构样式,发育混积滩坝、小型近岸水下扇(扇三角洲)沉积。根据上述研究结果,认为断陷湖盆差异沉降控制了层序结构样式,古地貌和物源供给调节岩相的空间分布,湖盆不同演化阶段层序结构和沉积体系都存在显著的差异。在此基础上,建立差异湖侵作用下沉积体系特征的响应模型,可为同类型盆地中的油气勘探特别是岩性油气藏的勘探提供借鉴。     

Differential transgression of rift basin and characteristic response of sedimentary system within sequence framework: An example from the Paleogene Shahejie Formation in Baxian sag,Bohai Bay Basin

Multi-stage differential transgression controls sequence architecture and its sedimentary type and distribution during the tectonic evolution of lacustrine rift basin. Combined with the seismic data of the Baxian sag as well as drilling,logging,core and paleontological materials from 800 exploration wells,the study targeted the Members 1 and 3 of the Shahejie Formation to analyze sequence architecture and sedimentological difference within the sequence framework during the differential lake transgression,based on the investigation of the Paleogene lake basin evolution. The results showed that the fault slope-break slope architecture was well developed with back-stepping deltas and fan deltas during the slow lake transgression of the Member 3 of Shahejie Formation,in which forms thick high quality source rocks. The flexural-gentle slope architecture was well developed with mixed beach bar and small scale nearshore subaqueous fans(fan deltas)during the rapid transgression of the Member 1 of Shahejie Formation. The differential subsidence controlled the sequence architecture,paleogeomorphology and provenance supply,regulating the spatial lithological distribution. And there are significant differences in sequence architecture and sedimentary system during the different evolution stages of the lake basin. On this basis,the response model of sedimentary system characteristics under differential lacustrine transgression is established,which can be used for reference for oil and gas exploration,especially for lithologic oil and gas reservoir in the same type of basin.     

复合辫状河道期次划分方法与沉积演化过程分析--以鄂尔多斯盆地苏里格气田西区苏X区块为例

多期截切叠置的河道砂体中各单期河道的解剖向来是砂体建筑结构分析中的重点也是难点.如何从多期叠置的大块砂体中识别出单期河道并进行平面组合,进而完成辫状河的沉积演化过程分析是一个值得探索的课题.研究过程中,笔者充分利用岩芯、测录井、野外露头和现代卫星图片等资料,在标志层拉平基础上,通过“去压实效应邻井单期河道标定法”和“连续取芯验证法”,完成复合河道分期.在河道去压实效应过程中,采用了“松弛回弹技术”对河道进行了复位,为单期划分建立了基础.在垂向单期解剖基础上,结合现代沉积和经典地质概念模式,采用“单期砂厚中心连线法”,完成单期河道平面延伸轨迹的追踪和对比,然后按单期沉积发育顺序,完成复合辫状河道沉积演化过程与历史重建.研究结果表明,该方法将有助于揭示砂体空间叠置与局部砂体富集规律,提高砂体的钻遇率,便于后期水平井的大规模部署与地质导向等工程作业的实施,为油田生产实践提供理论依据.     

海上油田河流相复合砂体构型级次解析*

在现有的碎屑沉积地质体构型分级方案基础上,充分考虑自然界中河流沉积演化规律以及海上油田的资料基础与经济开发尺度等因素,遵循地质体分级原则与依据,建立了海上油田河流相复合砂体构型分级方案。从地质成因、主控因素、时空规模等方面系统阐述了河流相复合砂体13级构型单元的基本特征,并解析其与相关沉积地质体级次的关联性。与现有的储层构型分级的差异主要在于新增了“复合点坝”级次,复合点坝是多期残存点坝以复合体形式叠置而成的沉积单元,该级次是储层构型理论、海上油田资料分辨能力与经济开发尺度三者的契合点,是海上油田“地震导向、井震联合”构型研究思路的良好实践。河流相复合砂体构型分级对于指导海上油气开发具有一定的优势。