孙文钊，张廷山，张 喜，王旭旭，席家辉，栾雪莹

（1.西南石油大学地球科学与技术学院，四川成都 610500；2.中国石油长庆油田分公司第十二采油厂，甘肃庆阳 745400；3.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学，四川成都 610500）

蠡县斜坡是冀中坳陷油气勘探重要的地区之一[1]，研究区西柳10断块位于蠡县斜坡中北部北东边缘（见图1）。随着该区块勘探不断深入，暴露出产层横向变化剧烈、油水关系复杂等问题。而前人已对蠡县斜坡古近系开展过不同程度的沉积相研究，大多数人认为沙河街组沙三段主要发育辫状河三角洲沉积[2-5]，但前人的认识只适用于明确整个蠡县斜坡的勘探思路，沉积相研究的精度不足以为勘探有利区的下步有效预测和解决研究区油藏开发中的难题提供可靠依据。因此本文从研究区10余口井的岩心观察入手，再通过对录井、测井等资料的综合分析，较系统地开展对冀中坳陷蠡县斜坡中北部西柳10断块主力产层沙三段的沉积微相精细研究，并精细刻画砂体展布特征，以期为解决该区块及邻区勘探和开发中的难题提供可靠依据。

图1 研究区平面位置及构造分布图（据刘金龙等，2016）

1 区域地质背景

饶阳凹陷是渤海湾盆地冀中坳陷中含油气资源丰富的凹陷之一。蠡县斜坡位于饶阳凹陷西北部，是在前古近纪古隆起上继承性发育起来呈北东走向的一个大型宽缓斜坡[6]，该斜坡为高阳古背斜的东翼，整体呈西抬东倾、北高南低[7]。西柳10断块位于蠡县斜坡中北部北东边缘，断块主断裂近东西向展布，整体呈现北西高南东低的态势，距离东部生油凹陷较近[8]。研究区古近系发育地层从老到新依次为孔店组、沙河街组、东营组；沙河街组自下而上分为沙四段（Es4）、沙三段（Es3）、沙二段（Es2）、沙一段（Es1）。目前已发现的含油层系为沙三段、沙二段、沙一下亚段，其中，沙三段为主力含油层系，该段划分为沙三下亚段与沙三上亚段，沙三下亚段自下而上再细分为Es3II-2、Es3II-1两小层，上亚段自下而上细分为Es3I-4、Es3I-3、Es3I-2、Es3I-1四小层。

蠡县斜坡在沙河街组沉积时期经历了初期沉积较少到发育大量辫状河三角洲和湖相沉积的转变；到沙三晚期，该斜坡整体发育大面积辫状河三角洲相[9]。

2 沉积相标志

2.1 岩石学特征

通过岩心观察表明，研究区沙三段砂岩以灰褐色、灰白色为主，泥岩以紫红色、褐色为主（见图2）。灰白色反映了弱还原-弱氧化条件，灰褐色、紫红色、褐色反映了氧化条件。综合以上整体颜色特征说明研究区沙三段沉积时期以氧化沉积环境为主。

图2 西柳10断块沙三段泥岩与砂岩岩心照片

研究区沙三段砂岩以灰白色细砂岩与粉砂岩为主，还发育较少泥质粉砂岩与粉砂质泥岩。研究区砂岩以岩屑长石细砂岩为主。

图3 沉积构造岩心照片

综合以上砂岩与泥岩的颜色特征及岩性特征，均反映出研究区沙三段沉积时期发育三角洲平原沉积。

2.2 沉积构造

通过观察沙三段岩心发现：研究区主要发育的层理有块状层理、平行层理、砂纹交错层理，其中块状层理反映辫状河道的快速沉积特征（见图3-c），平行层理也代表了较强水动力条件下的沉积环境（见图3-b），而粉砂岩中发育的大量砂纹交错层理，反映滩间充填砂体与河道边缘较低能沉积环境（见图3-d）。上述层理均属于流动成因的沉积构造，反映出研究区沙三段沉积时水动力能量的快速变化，且具有“牵引流”沉积特征。大量发育的冲刷面为典型的河道底部沉积，其向上往往分布分选磨圆较差的砾石，常呈叠瓦状排列（见图3-a）；在灰白色粉砂岩中发现的碳化植物化石碎片指示三角洲平原沉积环境（见图3-e）。

3 测井相特征

通过总结取心井测井曲线形态与沉积微相之间的关系，进而可利用测井曲线对未取心井的沉积微相进行识别与划分。本次分析研究区5口取心井及31口未取心井的自然伽马曲线（GR），发现主要有4种测井曲线形态，分别为箱形、钟形、锯齿形以及指形。

3.1 箱形

研究区“箱形”曲线GR值低，曲线幅度较高，弱齿化-齿化，规模4 m～8 m居多，对应岩性多为中-厚层细砂岩，发育块状层理，为典型的心滩微相。以研究区10-142井沙三下亚段中部GR曲线为例，该段曲线呈弱齿化“箱形”，厚度约为5 m，顶底均为突变接触，表明水体能量变化快（见图4-a）。

3.2 钟形

该类型曲线GR值高于“箱形”曲线低于“锯齿形”曲线，多见由下至上值逐渐升高，少见由上至下升高或由上下向中间减少，中-高幅，齿化，对应岩性主要为粉砂岩，其次为粉-细砂岩及少量泥质粉砂岩，发育沉积构造有冲刷面，板状交错层理，对应滩间充填微相。以研究区西柳109井沙三下亚段下部GR曲线为例，曲线顶底均为渐变式，反映物源逐渐减少，水体能量逐渐减弱（见图4-b）。

3.3 锯齿形

图4 西柳10断块沙三段测井曲线特征与沉积相类型

该类型曲线GR值较高，曲线幅度变化较大，一般为中-低幅，对应岩性较复杂，多为薄层泥质粉砂岩、粉砂质泥岩互层，还有少量泥岩与粉砂岩，泥质含量较高，发育砂纹交错层理，对应河道边缘微相。以研究区西柳10-142井沙三下亚段中部GR曲线为例，中-低幅，齿化程度较高，曲线顶底均为渐变式，表明水体能量较弱但变化速度较快。

3.4 指形

该类型曲线GR值高，曲线幅度变化较大，光滑状-齿化状，岩性为泥岩夹薄粉砂层，为河漫滩微相。以研究区109井沙三上亚段下部GR曲线为例，可看到呈弱齿化-齿化且接近泥岩基线背景下的“指状”曲线，顶底均为突变接触，说明水动力条件极弱，物源供应极少。

4 沉积相类型及特征

通过系统整理岩心照片及测井数据，在深入分析沙三段岩石学特征、沉积构造和测井曲线形态等相标志的基础上，通过岩心精细观察与测、录井资料综合分析，结合区域沉积背景，认为冀中坳陷蠡县斜坡西柳10断块沙三段整体表现为强氧化-弱氧化环境下的陆上碎屑沉积，发育辫状河三角洲相，结合前人认识[10，11]，主要属于辫状河三角洲平原亚相，识别出心滩、滩间充填、河道边缘、河漫滩等4种微相。

4.1 辫状河三角洲相

蠡县斜坡沙三段主要发育辫状河三角洲平原亚相，亚相再细分为心滩、滩间充填、河道边缘及河漫滩等微相。

4.1.1 心滩微相 研究区沙三段心滩微相，为多期辫状河道快速迁移、叠加后所保留下来的良好储集滩砂体，岩性以中-厚层细砂岩为主，发育块状层理，无韵律，GR测井曲线形态呈中-高幅“箱形”，砂体厚度为2.5 m～7 m。

4.1.2 滩间充填微相 滩间充填微相为经过频繁迁移改道后辫状河道内充填的、储集性相对较差的沉积砂体，该砂体砂岩颗粒粒径相对较小且泥质含量相对较高，分布于辫状河道内紧邻心滩砂体，分布规模较大，岩性以粉砂岩为主，其次为薄层粉-细砂岩及少量泥质粉砂岩，发育板状及砂纹交错层理，GR测井曲线以钟形为主，齿化明显，GR值高于心滩但低于河道边缘微相，一般厚度为0.5 m～2.5 m。

4.1.3 河道边缘微相 河道边缘微相为河道迁移过程中河道间形成的薄层砂沉积，代表了辫状河道中河流作用较强、物源供应充分时满溢作用形成的产物，紧邻河漫滩，其分布规模较小，储集性差，岩性以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及粉砂岩为主，泥质含量高，发育砂纹交错层理，GR测井曲线形态多呈锯齿形，低-中幅，曲线幅度变化大，一般为0.2 m～2 m厚。

4.1.4 河漫滩微相 河漫滩微相为辫状河道间的泥质沉积，岩性以泥岩为主，常见中-厚层泥岩夹薄层粉砂岩，不发育明显的沉积构造，GR曲线值高，以指形为主，呈光滑状-齿化状。

5 沉积微相展布特征

通过研究沉积微相展布可以比较直观地解释沉积相的时空展布和演化规律。本次以各沉积微相岩石学特征及其对应的测井相特征为依据，结合物源体系特征[5，6]，以小层为编图单位，从纵向展布与平面展布两方面来分析研究区沙三段沉积微相空间展布规律。

5.1 微相纵向展布

在明确划分识别单井沉积微相的基础上，结合物源方向，在研究区建立6条北西-南东向（顺物源）沉积微相连井剖面，4条北东-南西向（近垂直物源）沉积微相连井剖面，综合所有剖面特征发现研究区沙三段整体发育辫状河三角洲平原亚相，心滩砂体较为发育且侧向连续性较好，整体发育大规模滩间充填微相，滩间充填砂体包围心滩与河漫沉积，河漫滩呈无规律分布。以位于研究区中北部的西-东向10-122井—10-77井沙三段沉积微相连井剖面（近垂直物源）为例，心滩砂体厚度一般为2 m～6 m。10-84井与10-77井Es3I-1小层上部与中部，10-98井与10-96井Es3I-3小层中下部，10-122井、10-98井、10-96井与10-84井Es3I-4小层上部，10-96与10-84井Es3I-4小层下部，10-122井与10-98井Es3II-1小层下部，心滩砂体均呈厚层连续状分布；各小层中也见较多不同规模孤立状心滩砂体。滩间充填砂体大规模分布在整个沙三段。

5.2 微相平面展布

图5（a） Es3I-3 沉积微相平面图

图5（b） Es3I-3 砂体平面展布图

西柳10断块沙三段平面上都属于辫状河三角洲平原亚相，研究区内辫状河道呈北西-南东向大范围展布，河道宽度变化范围大，在几百米至几千米之间，其中，沙三下亚段各小层均发育三期河道，上亚段各小层均发育两期河道。在沙三段沉积微相平面展布中，心滩微相为河道中的主要单位，也呈不规则透镜体状北西-南东向展布在河道中，单个心滩砂体厚度通常为2 m～7 m；晚期滩体多在早期滩体的基础上形成，且大多在顺河道垂向与侧向上形成较好的叠置关系，整体表现出良好的继承性；滩间充填微相大范围分布在心滩与河道边缘之间，砂体厚度小于2 m。河漫泥岩微相常呈不规则长条状夹在辫状河道之间，一般发育较少。就研究区沙三段6小层的平面相展布特征而言，物源主要来自于西北部，辫状河道发育，心滩及其叠置部分为优势沉积相带，各小层平面相展布之间具有较好的继承性。现以Es3I-3小层和Es3I-1小层为例，分述微相平面展布特征如下：

Es3I-3小层在继承Es3I-4小层沉积微相展布格局的基础上，西部河道稍有变窄，宽度范围为2 230 m～2 606 m，东部局部河道变窄，为829 m～1 468 m。心滩砂体展布方向不变，西部滩体数量增多且规模变大，中东部滩体相对偏小，滩体砂厚一般为2.5 m～7 m，局部可达8 m，西部砂体相对更厚；下部滩体整体发育规模大于上部滩体，说明该时期水动力条件由强变弱，物源供应逐渐减少。滩间充填微相包围心滩大范围分布在河道中，砂厚较薄，一般为0.5 m～2 m厚。河漫滩规模小且发育少，多呈不规则条带状分布，但在中西部分布的河漫滩顺河道延伸较远，将研究区西部主河道与中东部河道完全阻隔（见图5）。

Es3I-1小层沉积时期，物源供应再次增多，整体辫状河道宽度有所增大，西部河道进一步萎缩，西部河道为437 m～876 m宽，中东部1 375 m～1 875 m宽。心滩体数量增多，东部心滩规模仍较大，向西逐渐较小，砂体厚度为2 m～7 m，局部可达8 m；上部滩体多形成于下部滩体中下部，其大多在空间上形成较好的叠置关系，仅少量滩体呈孤立分布。河漫滩主要分布在西部与中部。

6 结论

（1）研究区沙三段的岩性及沉积构造综合反映了三角洲平原沉积环境特征。箱形、钟形、锯齿形以及指形的GR曲线形态大体指示了心滩、滩间充填、河道边缘、河漫滩等微相类型的存在。

（2）沙三段各小层辫状河道均呈西北-东南向展布，分布广泛，心滩砂体发育且大多在空间上相互叠置，滩间充填砂体包围心滩充填在河道中，河漫滩呈不规则长条状分布于河道间。