为了明确砂体平面分布特征以及连通性特征, 绘制了各小层的砂体等厚图并计算了砂体横向连通率N, 其计算方法为:统计研究区内钻遇砂体并与横向上邻井具有联通关系的井的总数N_c以及钻遇砂体的井总数N_l, 则N_c/N_l即为该层砂体连通率(冯文杰等, 2018)。

根据测井解释结论, 结合研究区地震属性, 绘制小层砂体厚度平面图。由小层砂体厚度平面分布图(图 2)可知, 砂体在平面上呈条带状分布, 由近物源端至远物源端, 地层内砂体厚度逐渐减小, 由近物源端至远物源端, 砂体横向连通性逐渐减弱。

图 2

Fig.2

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	图 2 冀中坳陷饶阳凹陷留西油田L18断块沙一上亚段Ⅳ 油组第6小层砂厚等值线及相带划分Fig.2 Sand thickness contour and facies belt division of braided river delta front of single layer Es1s Ⅳ -6 of L18 fault block, Liuxi Oilfield, Raoyang sag, Jizhong Depression

本区辫状河三角洲前缘近端砂体厚度较大, 主要为8~12 m。由于横向上砂体互相叠置, 在各小层内的砂体连通率均大于85%。在研究区辫状河三角洲前缘中端, 砂体厚度明显减小, 主要为4~8 m, 横向上砂体连通较为普遍, 连通率为60%左右。至辫状河三角洲前缘远端, 砂体厚度较小, 主要为0~4 m, 砂体横向连通率较低, 主要为15%, 部分小层可小于10%。不同小层之间由下至上, 辫状河三角洲前缘的面积逐渐增大。

在辫状河三角洲前缘远端, 沉积物粒度较细, 岩石类型以泥岩、粉砂岩为主, 夹少量细砂岩, 沉积构造不明显(图 3-e, 3-f), 表明辫状河三角洲前缘远端水动力较弱; 在辫状河三角洲前缘中端, 岩石类型以粉砂岩、泥岩、细砂岩为主, 发育小规模交错层理及侵蚀面(图 3-c, 3-d), 反映水动力中到强, 分流水道活动频率较大; 在辫状河三角洲前缘近端, 岩石类型以细砂岩、中砂岩为主, 含少量粉砂岩、泥岩及砾石, 沉积构造以块状构造为主(图 3-a, 3-b), 反映沉积时的强水动力。

图 3

Fig.3

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图 3 冀中坳陷饶阳凹陷留西油田L18断块远源浅水辫状河三角洲前缘各微相带岩心特征 a— Lu47井, 3008.6 m, 含砾中砂岩, 水下分流河道; b— Lu47井, 3008.3 m, 含砾中砂岩, 水下分流河道; c— Lu49井, 3287.80 m, 含砾细砂岩, 河口坝主体; d— Lu49井, 3283.45 m, 交错层理细砂岩, 河口坝主体; e— Lu49井, 3287 m, 块状粉砂岩, 河口坝内缘; f— Lu49井, 3187.2 m, 水平层理粉砂岩, 河口坝外缘Fig.3 Core characteristics of each facies belt of distal shallow water braided delta front in L18 fault block, Liuxi Oilfield, Raoyang sag, Jizhong Depression

由各小层内不同单砂体厚度间隔内的岩性组合特征图(图4)可知, 发育单砂体厚度为0~2 m的地层中, 粉砂岩及泥岩可占其总厚度的90%以上, 且不发育中砂岩; 发育单砂体厚度为2~4 m的地层中, 泥岩含量有所减少, 粉砂岩含量有所增加, 粉砂岩和泥岩厚度仍占单砂体厚度的80%以上, 且含少量的中— 细砂岩; 厚度为4~6 m的单砂体, 其岩性以粉砂岩为主, 中— 细砂岩含量超过20%; 发育单砂体厚度为6~8 m的地层, 其岩性以粉砂岩及细砂岩为主, 二者含量超过70%, 且开始出现少量含砾中砂岩; 厚度为8~10 m的单砂体, 其岩性以粉砂岩、细砂岩、中砂岩为主, 且三者含量超过80%(图 4)。从平面上看, 由近物源端至远物源端, 泥质含量逐渐增大, 砂质含量逐渐减小且粒度逐渐变细; 从构型上看, 河口坝坝外缘主要发育在砂厚0~2 m范围, 坝内缘主要发育在砂厚2~4 m范围, 水下分流河道及河口坝坝主体则主要发育在砂厚4~10 m范围内(表 1)。

图 4

Fig.4

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	图 4 冀中坳陷饶阳凹陷留西油田L18断块各小层不同砂体厚度间隔内岩性组合特征Fig.4 Lithologic combination in different sandstone thickness range of single layers, L18 fault block, Liuxi Oilfield, Raoyang sag, Jizhong Depression

表 1

Table1

表 1(Table1)

表 1 远源浅水辫状河三角洲前缘相带划分标准 Table1 Standard for the division of facies belt of distal shallow water braided delta front 辫状河三角洲 前缘相带划分 划分标准 岩性分布特征 砂体 厚度/m 砂体横向 连通率/% 近端 细砂岩含量大于40%, 粉砂岩含量大于20%, 泥岩含量小于10%, 含少量中砂岩 > 8 > 70 中端 粉砂岩含量大于40%, 泥岩含量小于30%, 细砂岩含量小于20%, 含少量中砂岩 4~8 30~70 远端 以泥岩、粉砂岩为主, 细砂岩含量小于25%, 中砂岩含量小于5% 0~4 < 30

表 1 远源浅水辫状河三角洲前缘相带划分标准 Table1 Standard for the division of facies belt of distal shallow water braided delta front

4.1.1 前缘远端水下分流河道及河口坝组合特征

在辫状河三角洲前缘远端, 沉积物主要以粉砂及泥岩为主。较细的沉积物粒度与较大的水深造成远端水下分流河道的摆动和分叉较为常见, 河道厚0.5~1.5 m, 宽40~80 m, 同时, 远端水下分流河道所形成的河口坝也多成串珠状、长条状或树杈状向前延伸(图 5-a),

图 5

Fig.5

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	图 5 冀中坳陷饶阳凹陷留西油田L18断块沙一下亚段Ⅱ 油组第2小层远源浅水辫状河三角洲前缘远端平面及剖面构型特征 a— 远源浅水辫状河三角洲前缘远端平面构型特征图; b— 切物源剖面AA'构型特征Fig.5 Architecture characteristics on plane and section of proximal part in distal shallow water braided delta front of L18 fault block, Liuxi Oilfield(single layer Es1x Ⅱ -2), Raoyang sag, Jizhong Depression

其规模由远端水下分流河道的延伸距离而决定, 单一远端河口坝长300~1500 m, 宽200~600 m, 厚1~3 m。单一远端河口坝由1~5期远端前积增生体组成, 单一增生体厚1~2 m, 长100~500 m, 宽100~400 m, 单一前积增生体的前积倾角约为2.1° 。在坝主体的向湖一侧广泛发育坝内缘及坝外缘, 单一河口坝的坝缘在平面上互相连接, 从剖面上看, 不同河口坝的坝主体在剖面上往往由于存在高度差而不在同一平面上, 虽然坝缘相互连接, 但坝缘的连通性较差(图 5-b), 故在垂直物源方向砂体连通性较差。

4.1.2 前缘远端河口坝内夹层发育样式及发育规模

泥质披覆夹层为该相带所发育的主要夹层, 其形成原因主要有2种。第1种为由于湖平面上升速率的小范围波动, 导致在不同的前积增生体间形成的厚度较小的泥质披覆夹层, 其发育较少且规模较小, 厚度不超过1 m; 第2种夹层为受远端水下分流河道摆动迁移的影响而在不同的河口坝间形成的, 厚度较大, 广泛连接成片。由于厚度较大且发育于不同河口坝间, 极大地影响了辫状河三角洲前缘远端河口坝间的横向连通性。

4.2.1 前缘中端水下河口坝及分流河道组合特征

砂一下亚段Ⅰ 油组第2小层沉积后, 研究区经历了一次广泛的湖侵, 随后湖平面开始持续下降。至砂一上亚段Ⅳ 油组第5、第6小层沉积时期, 研究区主要发育辫状河三角洲前缘中端及前缘近端。

与辫状河三角洲前缘远端不同的是, 在前缘中端, 不同的水下分流河道及其支流所形成的坝主体大部分互不连通, 坝主体外侧发育的坝外缘之间相互接触(图 6-c);

图 6

Fig.6

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	图 6 冀中坳陷饶阳凹陷留西油田L18断块沙一上亚段Ⅳ 油组第6小层远源浅水辫状河三角洲前缘中端平面及剖面构型特征 a— 远源浅水辫状河三角洲前缘中端平面构型特征图; b— 顺物源剖面AA'构型特征; c— 切物源剖面BB'构型特征Fig.6 Architecture characteristics on plane and section of middle part in distal shallow water braided delta front of L18 fault block, Liuxi Oilfield(single layer Es1s Ⅳ -6), Raoyang sag, Jizhong Depression

由于水流强度比前缘远端大, 且水流所携带的碎屑颗粒比前缘远端多, 故前缘中端河口坝的规模相对远端有所增大, 连通性较远端有所增加, 形成单列较宽的串珠状或分叉的树枝状河口坝形态(图6-a)。辫状河前缘中端发育的单一河口坝长900~1800 m, 宽400~1000 m, 在前缘中端范围内, 单一河口坝由2~4期前积增生体构成, 单一增生体厚1~3.5 m, 长400~900 m, 宽350~700 m, 单一前积增生体的前积倾角约为2.2° 。前缘中端的水下分流河道发育规模较远物源端的宽度及深度均有不同程度的增大, 宽60~120 m, 深2~5 m。由于水动力增强, 导致在该相带水下分流河道对下伏河口坝的切穿作用比前缘远端增强, 河道向下切穿的深度最大可达河口坝厚度的1/2(图 6-b)。在平面上, 由于不同水下分流河道之间的水动力强度差别较大, 水动力强度相对较大的水下分流河道往往延伸比较平直, 形成向前延伸的顺直水下分流河道— 窄河口坝组合, 水动力强度相对较小的水下分流河道往往会倾向于向两侧摆动发育, 形成侧向延伸的摆动水下分流河道— 宽河口坝组合。

4.2.2 前缘中端河口坝内夹层发育样式及发育规模

辫状河前缘中端砂体内的泥质夹层主要发育在不同期次的河口坝前积增生体之间, 此外还发育少量的水下分流河道漫溢形成的河口坝增生体内的泥质夹层。不同期次河口坝增生体之间的泥质夹层主要发育于高频湖平面变化背景下的湖平面短暂上升时期, 随着湖平面升高, 河口坝的沉积停滞或向后退积, 由于沉积物供给不足造成泥质沉积于先前的河口坝上, 随着湖平面的持续下降, 新一期河口坝增生体继续形成于泥质夹层上。

由于水流强度变化及分流河道所携带碎屑物质的变化, 在顺物源剖面上, 单个河口坝内可见3~4个呈叠瓦状排列的增生体间泥质夹层, 而在切物源剖面上, 往往只可见1~2个增生体间泥质夹层, 夹层长300~800 m, 宽300~600 m, 厚0.2~1 m。

4.3.1 前缘近端水下河口坝及分流河道组合特征

辫状河三角洲前缘近端水下分流河道较宽, 河口坝范围较大(图 7-a), 单一河道及其支流所形成的单一河口坝长1000~2500 m, 宽800~1700 m, 厚6~10 m, 不同分流河道的河口坝互相接触或切割叠置, 在前缘近端构成横向上大体连通的河口坝复合体(图 7-c)。

图 7

Fig.7

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	图 7 冀中坳陷饶阳凹陷留西油田L18断块沙一上亚段Ⅳ 油组第5小层远源浅水辫状河三角洲前缘近端平面及剖面构型特征 a— 远源浅水辫状河三角洲前缘近端平面构型特征图; b— 顺物源剖面AA'构型特征; c— 切物源剖面BB'构型特征Fig.7 Architecture characteristics on plane and section of proximal part in distal shallow water braided delta front of L18 fault block, Liuxi Oilfield(single layer Es1s Ⅳ -5), Raoyang sag, Jizhong Depression

在辫状河三角洲前缘近端, 单一河道及其支流所控制的单一河口坝由2~4条水下分流河道所控制, 水下分流河道规模较大, 水动力较强, 形态较为平直, 在向前延伸的过程中下切作用较为明显, 最深可切穿下伏河口坝的2/3以上, 一般深4~6 m, 宽80~200 m。每个单一河口坝由多期沿河道延伸方向的前积增生体组成, 每一个单一的前积增生体厚3~8 m, 长300~1500 m, 宽200~800 m, 前积倾角约3.5° (图 7-b)。

4.3.2 前缘近端河口坝内夹层发育样式及发育规模

研究区辫状河三角洲前缘近端内砂体夹层分为2种, 分别为发育于前积增生体间泥质披覆夹层以及前积增生体内泥质夹层。

1)前积增生体间泥质披覆夹层。厚度较大, 形成于湖平面持续下降大背景下的湖平面短暂回升时期, 湖平面回升导致水体加深, 泥质沉积于原来的砂质增生体上, 随着湖平面的下降, 新的前积增生体继续形成, 覆盖在湖平面短暂回升时沉积的泥质沉积上, 值得注意的是, 由于水动力较强, 新的前积增生体形成的同时, 往往会对下伏泥质夹层产生一定程度的破坏, 造成垂直物源切面上泥质披覆夹层中间薄、两头厚的特征。该类夹层发育的规模往往较大, 长500~1000 m, 宽400~800 m, 厚0.3~1.5 m。

2)前积增生体内泥质夹层。厚度往往较小, 形成于湖平面持续下降的背景下, 由于水流强度的变化导致小规模决口扇出现或季节性的洪水导致局部河道漫溢, 这种小规模决口扇或局部河道漫溢在单一前积增生体内形成了含少量粉砂岩及细砂岩的以泥质为主的夹层, 其发育规模变化较大, 但往往小于泥质披覆夹层, 长200~1000 m, 宽150~600 m, 厚0.1~1 m。