滨浅湖滩坝沉积体系

如题所述

中央隆起带位于惠民凹陷中西部,呈东西向延伸,把惠民凹陷分隔成南北两部分,北部为滋镇洼陷,南部为临南洼陷。沙三段早期中央隆起带还未形成,该地区为半深湖-深湖相沉积,发育了巨厚的油页岩。沙三段中期随着临邑大断层的活动,隆起的雏形逐步形成,并且隆起的规模由西向东逐渐延伸,湖盆水体也逐渐向东退缩,同时在中央隆起带西部发育了大型退积式河流-三角洲沉积。沙三段晚期,构造活动强度降低,并相对稳定,湖盆水体也保持了相对稳定,从而在前期形成的三角洲沉积的基础上发育了中低能的滨浅湖滩坝沉积。下面将着重阐述该地区滨浅湖滩坝沉积的沉积特征及沉积模式。

一、沉积特征

通过对该地区岩心观察、薄片及扫描电镜分析,该地区的滩坝沉积特征如下。

1.岩性特征

主要为细砂岩、粉细砂岩、泥岩、炭质页岩以及生物灰岩或含生物碎屑的泥岩。总体以细粒沉积为特征,砂级以上颗粒罕见,其中生物灰岩或含生物碎屑的泥岩分布于一个滩坝层序的底部,成分主要为较完整的螺和介形虫化石。细砂岩成分具有以下特征:颗粒占70%,孔隙占20%(多为原生孔隙),胶结物和杂基各占5%左右,颗粒中主要为石英占80%,长石(以钾长石为主)占15%、岩屑(以燧石岩为主)占5%。

2.沉积构造

沉积构造类型多样,主要有层理、波痕、生物扰动、潜穴以及植物根茎等(图8-14)。层理主要有平行、波状、砂纹、槽状交错、块状、水平等,其中块状层理多由生物扰动所致,岩心常见生物潜穴切穿层理中纹层及层系,使之呈断续状;生物扰动最为发育,潜穴类型有垂直、倾斜、水平三种类型,潜穴中充填物多发生赤铁矿化,呈红色;植物根迹是另一种较典型的生物成因构造,呈直立状分布于砂岩、泥岩之中,现多发生赤铁矿化,岩心中呈红褐色。此外,其常与炭质页岩共生,并且发育于炭质页岩之下的砂岩或泥岩中,从层序地层学角度来看,其形成于准层序界面以下。

图8-14 主要沉积构造类型

A—临41-3井,1563.5m,生物潜穴破坏交错层理;B—临41-3井,1507.2m,斑点状粉砂岩;C—临63井,1807.1m,砂纹、波状层理;D—临63井,1850.3m,炭质页岩-植物茎

3.结构特征

滩坝砂体以粉细砂岩为主,粒径一般为0.125~0.25mm,粒度百分比图和粒度概率图多为两段式、三段式,局部可见多段式,总体上具有跳跃次总体发育、悬浮次总体较少或几乎没有等特点(图8-15);并且跳跃总体的斜率大,分选好,可分为两个次总体,反映了存在有冲刷回流现象。颗粒的圆度较好,以次圆状颗粒为主,次棱角状、棱角状颗粒较少见。

4.相序特征

一个完整的沉积相序主要为灰色泥岩(局部含生物碎屑或生物碎屑灰岩)→泥质粉砂岩→粉细砂岩(细砂岩)→泥质粉砂岩→炭质页岩,由于受沉积条件控制,常较难见到一个完整的沉积相序,但总是以反映较深水条件下形成的沉积产物开始,构成相序的底部;以反映浅水沼泽环境的沉积产物结束,构成沉积相序的顶部。其垂向常表现为复合粒序,下部为反序,上部为正序。测井曲线上多为箱形、钟形。每个沉积相序厚度一般小于10m,平均3~6m左右。

二、沉积模式

1.沉积微相划分及特征

根据一个完整的滩坝沉积的发育历史和形成过程,把滨浅湖滩坝沉积划分出四个沉积微相:暗色泥岩(灰岩)微相(A)、滩坝侧缘微相(B)、滩坝主体微相(C)、炭质页岩微相(D)(图8-16)。

(1)暗色泥岩(灰岩)微相(A) 实际已属于还原浅湖沉积,介于正常浪底与风暴浪底之间,偶见风暴岩沉积。岩性以灰色、灰绿色泥岩为主,局部为含生物碎屑泥岩或生物碎屑灰岩,其中生物多为螺、介形虫等。该微相与下伏沉积呈突变接触,下伏沉积多为炭质页岩或砂岩,其间存在湖水突然变深的过程,因而生物常因湖水突然变深而发生死亡,形成生物碎屑岩屑或含碎屑泥岩。实际上该沉积微相是滩坝沉积的开始,构成了沉积层序的底部。

(2)滩坝侧缘微相(B) 根据滩坝侧缘与滩坝主体的相对位置关系,又可把滩坝侧缘微相分成:外侧缘微相(B1)和内侧缘微相(B2)。

外侧缘微相(B1) 位于滩坝靠近湖盆一侧的正常浪底以上,岩性以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主,颜色较深,水体能量中等偏低。生物多为广盐性生物,生物扰动、潜穴发育多为水平、倾斜型,层理多为波状、水平、砂纹层理。

内侧缘微相(B2) 位于滩坝向岸一侧,由于滩坝主体地形较高,对滨浅湖水体起到一定的阻挡作用,从而使滩坝靠岸一侧出现局部低能环境,该微相水体能量中等偏弱。岩性也是以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主,炭屑、植物根茎等较发育,生物扰动、潜穴也较常见,潜穴多以水平、倾斜为主,层理以水平、波状、透镜状为主。

(3)滩坝主体微相(C) 又称滩坝顶部沉积,是滩坝的主体部分,沉积水动力能量最强,沉积物的粒度最粗,为结构、成分成熟度最高分布区。岩性以粉砂岩、粉细砂岩、细砂岩为主。生物潜穴以倾斜、垂直为主,层理以平行、块状(生物扰动所致)、交错层理为特征,粒度概率图上表现为跳跃总体发育,斜率大,可分为两个次总体等特征。此外,滩坝主体上常发育冲槽(或冲坑),即滩坝顶部相对低洼的地区,该地区是滩坝主体上高能环境中相对低能的局部地区,沉积物粒度偏细,以泥质粉砂岩、粉砂岩为主,其中底部可发育有少量的冲刷砾、植物杆等。该沉积微相是高孔高渗分布带,孔隙度一般为25%~30%,渗透率一般在300×10-3μm2以上,最高可达1300×10-3μm2,特别是渗透率要明显好于滩坝侧缘微相(图8-17)。

(4)炭质页岩微相(D) 实际相当于沼泽微相,位于滩坝向岸一侧。滩坝沉积后期,湖水水体逐渐变浅,早期滩坝沉积也逐渐出露水面,从而逐渐发生沼泽化而形成炭质页岩沉积,其反映了滩坝沉积事件的结束。向上又是另一个滩坝沉积的开始。

2.平面沉积相组合

图8-15 L41-3井滩坝沉积粒度曲线

图8-16 滩坝沉积模式

图8-17 滩坝沉积垂向微单元及物性特征

惠民凹陷中央隆起带西部沙三段中期沉积以后,地势变得较平缓,水体较浅,水体能量中等。仅在东部地区即宿安以东发育半深湖环境,因而中央隆起带西部地区沙三段晚期发育的滨浅湖滩坝属中低能滩坝,但在滩坝沉积过程常伴随有风暴岩沉积,形成了滨浅湖滩坝-风暴岩沉积体系。按滩坝沉积和风暴所形成的风暴岩沉积的相对位置,可以把滨浅湖滩坝-风暴岩沉积体系分成两种类型:风暴岩-滩坝沉积体系和滩坝-风暴沉积体系(图8-18)。前者风暴所形成的风暴岩沉积位于滩坝与岸之间,风暴流所携带的沉积物越过滩坝主体,能量降低,同时由于滩坝砂体的遮挡作用使风暴流所携带的沉积物在滩坝与岸之间发生沉积,该沉积物主要特点是:①砂、泥混杂,分选性差,其中含大量植物碎屑和生物化石碎片;②丘状、洼状交错层理不发育,多呈块状层理;③常被炭质页岩覆盖或夹于炭质泥岩之中。后者风暴所形成的风暴岩沉积位于正常浪底以下,即滩坝沉积靠湖一侧,这种风暴岩沉积较常见,主要由风暴回流把滩坝沉积经风暴改造后带到正常浪底以下沉积而成。其主要沉积特征有:①砂、泥混杂,分选性差,其中含有大量生物碎屑,完整性差;②此种风暴岩中常见典型的丘状、洼状交错层理;③风暴岩沉积常夹于正常浅湖相泥岩之中。

图8-18 滩坝-风暴沉积体系模式图

三、结论

惠民凹陷中央隆起西部沙三段晚期滨浅湖滩坝沉积为中低能滩坝,主要分布在沙三段上部层序ⅢLST的盘213井—临41-12井井区,滩坝沉积可以划分出四个沉积微相:滩坝主体微相、滩坝侧缘(内侧缘和外侧缘)微相、炭质页岩微相、暗色泥岩微相,其滩坝主体微相沉积砂体发育,砂体结构成熟度、成分成熟度高,储集物性好,是有利油气聚集带;该地区滩坝沉积常与风暴岩沉积伴生,并且按两者相对位置可以分为风暴-滩坝沉积和滩坝-风暴沉积两种模式。

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