商曉飛，段太忠，侯加根，李燕

（1.中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2.中國石油大學（北京）地球科學學院，北京 102249；3.中海油研究總院有限責任公司，北京 100028）

0 引言

湖泊濱岸砂壩是波浪、湖流等水動力將匯聚入湖的砂體（河流、三角洲和扇三角洲等）重新攪起、搬運并再次沉積而成[1-3]，其沉積特征、規(guī)模大小、空間分布主要與地貌條件、波浪能量以及物源供給等因素有關[4-8]。傳統觀點認為湖泊砂壩沉積在灘壩沉積體系中其砂質更純、砂體分選性好、內部夾層不發(fā)育，通常會形成砂地比高、物性好的優(yōu)質儲集體[9]。然而，隨著油田的深入開發(fā)，復雜的注采關系顯示砂壩砂體的連通特征并非如同均質儲集層一樣簡單，其內部同樣發(fā)育影響流體滲流的泥質組分[10-11]。實際上，湖泊砂壩在沉積過程中受湖平面升降的影響而頻繁地遷移擺動，砂體之間的疊置關系復雜[12-13]，而目前對濱岸砂壩的研究仍缺乏對其空間分布的認識。為了厘清砂壩儲集層的內部結構，儲集層構型研究在濱岸砂壩油藏精細描述中顯得越來越重要。

因水體能量、湖平面升降、波浪作用等因素的變化，濱岸砂壩沉積具有級次性，不同級次砂體在沉積展布上有一定的約束關系。對砂壩儲集層來說，重點關注的構型單元主要為：復合砂壩砂體、單一砂壩和壩內增生體（對應Miall構型體系的5～3級）[14]。復合砂壩砂體是中期旋回限定的構型要素，由一個或多個單一壩組成；受超短期旋回的控制，單一壩砂體內部又可進一步細分出一個或多個增生體（韻律層）。構型要素之間對應 3個級次構型界面（即砂體間的隔夾層），不同級次隔夾層其成因、分布和沉積特征有所差異[10]。

目前，雖然已經基本明確復合砂壩砂體的總體展布，但是對砂壩儲集層內部結構認識仍不清；導致井間砂體和隔夾層的展布不明確，降低了復合砂壩砂體內對單一砂壩及其增生體的刻畫精度，影響油田進一步開發(fā)效果。儲集層構型分析的重點為構型單元的空間疊置情況和構型界面（或隔夾層）的展布特征兩個方面。對湖泊濱岸砂壩儲集層來說，前者對應砂壩內部砂、泥組合和空間配置關系，后者主要對應砂壩內部泥質沉積的分布規(guī)律，而相應的研究均需要地質模式的指導。本文選取構造和沉積特征相似的兩個湖盆為研究對象，基于峽山湖現代砂壩內部砂泥沉積配置關系的新認識，對板橋凹陷砂壩儲集層的內部結構進行精細解剖，以期豐富湖泊濱岸砂壩儲集層沉積理論并指導類似油藏的高效開發(fā)和剩余油挖潛。

1 板橋凹陷砂壩儲集層沉積背景

本文研究的古代湖泊砂壩儲集層位于渤海灣盆地黃驊坳陷板橋凹陷。板橋凹陷是黃驊坳陷的次級凹陷，表現出斷陷湖盆的特點[15]，其北翼陡、南翼緩（見圖1a）。古近系沙河街組二段沉積時期是渤海灣盆地多個凹陷的斷陷間歇期[16-17]，構造活動趨于穩(wěn)定，湖水分布廣且淺。據巖心、測井、地震等資料及前人研究成果，來自北大港潛山一帶的辮狀河三角洲為湖盆提供了充沛的物源砂體，并在波浪作用下被搬運、再沉積，在板橋凹陷南部緩坡帶一側，形成了大面積的濱岸砂壩和席狀灘沉積[18-19]，是沙二段沉積期分布最廣的沉積體系。

對板橋凹陷38口取心井巖心觀察，沙二段沉積并未見明顯的沖刷-充填構造，且均以深灰色泥巖與灰色砂巖呈不等厚互層為特征。根據灘壩砂體的巖性分布等特征，將其分為灘砂和壩砂兩個亞相（見圖2a），其中灘砂亞相主要呈薄層砂體，按照與壩砂的位置分為內緣灘、外緣灘和壩間微相[9]；壩砂亞相（即湖泊濱岸砂壩）是灘壩沉積體系中最重要的構成單元，內部夾層發(fā)育，單期砂壩沉積砂地比高，按照沉積部位分為壩中心和壩側翼微相[9,11]。湖泊砂壩儲集層巖性以粉砂巖、細砂巖、中砂巖和含礫砂巖為主，砂巖中石英含量約為 60%，總體具有較高的成分成熟度[9]。砂體粒度分布主要以跳躍組分為主，懸浮組分不到1%，反映了砂壩沉積遠離河口，未受到河流、三角洲等物源砂體注入的影響[9]。另外，板橋凹陷沙二段發(fā)育多種波浪成因的沉積構造，如沖洗交錯層理、低角度交錯層理以及浪成波紋交錯層理均代表多向水流的存在；順層分布的植物炭屑、浪成波痕等層面構造也均指示出該區(qū)為淺水環(huán)境下明顯變到波浪的沖刷和改造作用[9]。

目前該油田湖泊濱岸砂壩油藏已探明儲量數千萬噸，近10年來，該油田針對沙二段儲集層鉆井150余口，取得了良好的開發(fā)效果。因砂壩砂體沉積厚，儲集物性更好，多為條帶狀平行湖盆邊緣展布，是灘壩儲集層構型解剖和隔夾層描述的主體部位。從已經開發(fā)的鉆井來看，高產井射開的油層多屬于壩砂沉積。正確認識砂壩砂體和隔夾層的空間展布是該油田砂壩油藏進一步勘探開發(fā)面臨的重要課題。

圖1 板橋凹陷構造背景圖（a）及峽山湖現代沉積考察區(qū)地理位置（b）（據文獻[9-10]修改）

圖2 板橋油田沙二段濱Ⅳ-2小層砂壩（a）與峽山湖現代砂壩（b）沉積微相圖

2 現代湖泊濱岸砂壩沉積特征

本次考察的湖泊砂壩位于中國山東省濰坊市境內的峽山湖，屬第四紀全新世現代沉積。湖泊形狀似喇叭狀，面積約140 km2，周邊發(fā)育濰河、洪溝河等物源供給水系。峽山湖在地勢上同樣表現出斷陷湖盆的特點（見圖1b），西邊陡、東邊緩，并發(fā)育多種湖泊沉積體系及其相關沉積構造[20]。受北風和西南季風影響，湖面常出現較強的湖浪和沿岸流作用，同樣在緩坡帶一側形成了范圍較大的砂壩聚集發(fā)育區(qū)[10]，因近年氣候干旱，湖水水位大幅度下降，多個濱岸砂壩暴露于水面之上。在砂壩發(fā)育的東南岸緩坡一帶的后店村和鄭公村附近（見圖1b），避開了陡坡帶和河口沉積的干擾，砂壩沉積完全受控于波浪作用，且砂層、泥質層的交互沉積清晰可見，為標識砂壩內部結構提供了良好的素材。

峽山湖濱岸砂壩多呈條狀沿岸成行排列，緊靠濱岸的砂壩距湖面最高約4 m，寬約22～45 m，在橫切剖面上呈底平頂凸的透鏡狀，總體背湖坡緩、向湖坡陡（見圖2b）。在平面上，砂壩呈兩頭尖的橢圓形或新月形，長軸近北北東方向（見圖3a）。峽山湖現代砂壩主要沉積物為黃色中砂、細砂，局部可見粗砂和礫石沉積（平均礫徑為0.3 cm），成分主要為石英、長石，發(fā)育板狀交錯層理、浪成波紋交錯層理和波狀層理等多種沉積構造（見圖3b）。砂壩前端沉積物濕潤并有生物介殼堆積，在主體部位以較純的黃色砂質沉積為主，分選性好，可見生物潛穴鉆孔（見圖3c）。砂壩表面發(fā)育由于沙波遷移而形成的波狀起伏的層面構造，尤其在砂壩背湖一側波痕發(fā)育較為明顯（見圖3d）。砂壩之間及周緣發(fā)育灘砂沉積，其地形高度低于砂壩。灘砂以細砂、粉砂沉積為主，不發(fā)育板狀交錯層理等強水動力作用的沉積構造，可見多個面積小但深度大的單向波痕。由于波浪水流流速降低，懸浮的黏土物質易沉積下來形成泥質層，與灘砂砂體交互沉積。

圖3 峽山湖東南岸現代湖泊砂壩的沉積特征

受湖泊面積、物源供給、氣候、沉積時間等因素的影響，砂壩儲集層規(guī)模比現代砂壩沉積大得多。統計發(fā)現，雖然板橋凹陷沙二段單一砂壩的規(guī)模（長度平均為2 200 m，寬度約553 m，最大厚度達20 m）約是峽山湖現代砂壩沉積的13～14倍，但在砂壩的形態(tài)，如長寬比（約4.2）、寬厚比（約26）等方面，現今砂壩與古代砂壩儲集層具有較好的一致性。由于砂壩的沉積均主要受控于波浪作用且沉積過程類似，砂壩的充填特征、砂泥空間分布等內在結構方面具有一定的可比性[10]。為了厘清砂壩內部砂體和細粒泥質的沉積特征，本次在峽山湖東南岸現代砂壩共布置45個淺鉆孔，平均鉆孔深度1.3 m，共取樣約60 m，其中最深鉆孔鉆深約2.8 m，可直觀解析砂壩沉積的巖性變化、相序特征以及不同構型單元的垂向堆積關系（見圖4）。在淺鉆孔基礎上配合布設2個探坑（分別在砂壩內外緣處）和1個探槽，以更好地觀察沉積物的充填變化、沉積構造以及砂、泥沉積的側向分布，并確定沉積體的邊界。

圖4 峽山湖東南岸淺鉆孔獲取的現代砂壩沉積特征及其垂向序列（位置見圖2b典型鉆孔）

泥質沉積與砂壩的發(fā)育過程密切相關，而單一砂壩又可直接覆蓋在原有的砂壩、淺灘或湖相泥質沉積之上[21]。砂壩在平面上的多列出現，反映了單一砂壩的遷移疊置，在垂向上也會出現不同構型級次的砂體與泥質的交互沉積。本文研究的總體思路就是通過分析現代湖泊砂壩不同部位在縱向上的砂泥組合樣式及其組合序列，總結砂壩中砂泥的空間分布規(guī)律及其影響因素，結果旨在建立一個能夠揭示砂壩內在結構的地質模式，為指導相似砂壩儲集層的精細解剖提供可靠的依據。

3 濱岸砂壩的砂泥組合樣式

砂壩在沉積過程中，泥質層與砂層頻繁交織，一個單一砂壩在自身沉積時因湖平面波動會有砂泥的充填，而砂壩在向其他沉積單元（另一期單一砂壩、灘砂或湖相泥）轉變時同樣也會有砂泥的變化。由于砂體與泥巖厚度在不同微相間有所差異，精細對比每一個砂層或泥層容易造成較大誤差，而根據砂、泥沉積在縱向上的組合特征，總結出組合樣式，則能夠更容易地進行空間對比。綜合峽山湖濱岸淺鉆孔抽提取樣所得到的砂壩沉積序列，對比板橋凹陷砂壩儲集層鉆井實際資料，依據縱向上不同沉積微相間的堆積情況和砂、泥質層厚度（見圖4），劃分出砂泥薄互層式、厚泥厚砂式和薄泥厚砂式3種砂、泥組合樣式（見表1）。

3.1 砂泥薄互層式

砂泥薄互層式組合表現為縱向上薄層砂和薄層泥的交互沉積，砂層和泥質層厚度大致相當，約1～5 cm。從峽山湖現代砂壩的多個淺鉆孔發(fā)現，互層數隨砂壩不同的部位而有所差異：在兩個單一砂壩之間，因砂壩遷移過程中在砂壩疊置區(qū)水動力變化頻繁[7,10]，砂泥互層較多，約為3～6套；在新沉積的砂壩頂部，互層數明顯減少，約1～3套（見表1）。砂層以細砂、中—細砂為主，泥質層中夾雜粉砂質。砂泥薄互層沉積通常發(fā)育在一個單一砂壩內的頂部，反映了湖平面變化時的短期震蕩。

在板橋油田沙二段湖泊砂壩儲集層中，鉆井資料顯示該類組合樣式多見于一套厚層砂體的上部，砂巖層多以細砂巖為主，沉積相多解釋為灘砂亞相。砂巖層和泥巖層厚度基本相當，約1～2 m，互層數約3套，整體厚度受沉積的影響變化較大，約5～8 m，測井曲線呈多指狀。

3.2 厚泥厚砂式

該類樣式同樣呈現出明顯的泥質和砂質交互沉積的特點，但泥質和砂質層均較厚，且互層數少，僅1～2套，并通常表現出下泥上砂的沉積序列。泥質沉積顏色相較砂泥薄互層中的泥質明顯偏暗，厚度約10～20 cm；砂質沉積厚度從5 cm到十幾厘米變化不等（見表1）。多個淺鉆孔對比發(fā)現，縱向位置相當的（可認為是同時期形成）單層泥或砂在平行岸線方向厚度相對穩(wěn)定，而垂直岸線方向厚度變化較大，并向岸方向逐漸減薄至尖滅。砂質層含粉砂、細砂沉積，泥質層成分較純，以粉砂質泥和黏土沉積為主，含有生物介殼。

在板橋凹陷沙二段砂壩儲集層中，該類樣式沉積厚度約 4.2～15.0 m，常發(fā)育于單一砂壩的頂部或底部，有時可見薄層灘砂沉積。砂巖層巖性為細砂巖、中砂巖，可見波狀交錯層理等反映砂壩的沉積構造。油田鉆井資料顯示砂巖部分測井曲線呈齒狀箱型或漏斗型，說明新一期砂壩沉積初期水體能量存在一定的波動。

表1 砂壩沉積中的3種砂泥充填樣式

3.3 薄泥厚砂式

該種組合樣式表現為厚層砂與薄層泥交互沉積的特點，互層數為1～4套，且互層數和總厚度在平面上的不同部位有所變化。泥質層厚度相對比較穩(wěn)定，約0.5～5.0 cm，以棕灰色泥質粉砂和粉砂質泥為主；砂質層厚度約10～25 cm，巖性以細砂和中砂為主，可見傾向明顯相反的沖洗交錯層理和浪成波紋交錯層理，反映了砂壩沉積時期較強的水動力環(huán)境。同一期次組合沉積中的砂質層有向上變厚、變粗的趨勢，呈現一定的反粒序特征（見圖4）。薄泥厚砂式組合通常發(fā)育在厚砂厚泥組合沉積的上部，并向上過渡為砂泥薄互層式組合沉積，有時與前兩種組合樣式沒有明確的分界而形成復合式組合。

在板橋油田砂壩儲集層中，該類充填樣式發(fā)育在單一砂壩內部，砂層巖性多為中—粗砂巖，可見明顯的波浪成因沉積構造。其互層個數在壩中心區(qū)域較多，約3～5套，單層砂體厚度約4～8 m，泥質層厚度約1～2 m；壩側翼處該充填樣式個數減少，砂層厚度有所減薄，約2～4 m。測井曲線總體表現出厚層箱型并在薄層泥巖處具有回返的特點。

4 濱岸砂壩的泥質沉積成因類型及分布特征

濱岸砂壩中的泥質沉積多是砂壩沉積過程中水動力條件變化導致沉積物巖性差異而形成的，表現為多種細粒巖相的沉積[10,22]。這些細粒沉積組分會成為砂壩儲集層中各式各樣的隔夾層，嚴重影響著儲集層非均質性和地下流體的滲流（見表2）。本次以峽山湖現代砂壩沉積作為實例進行剖析，明確泥質沉積的成因類型、沉積特征、空間展布及其規(guī)模，并進一步理清不同泥質沉積與砂壩砂體在空間上所組成的砂泥組合樣式，獲取砂壩沉積砂泥空間配置關系，如此可在板橋油田砂壩儲集層（或相似砂壩儲集層）構型解剖過程中，充分借鑒并應用相關解析和規(guī)律，提升對砂壩儲集層泥質隔夾層成因和分布的認識，為儲集層開發(fā)中后期剩余油挖潛提供更可靠的依據。

表2 砂壩儲集層隔（夾）層分級表及沉積特征

4.1 泥質沉積成因類型

4.1.1 湖平面變化造成的泥質沉積

①半深湖—深湖泥質沉積。一個相對穩(wěn)定時期形成的一系列湖泊濱岸砂壩，其底部常見一套分布穩(wěn)定的泥質細粒沉積。該類細粒沉積在現代沉積中都在湖泊水位以下（如圖2b中的A處），泥質松軟且淤積水分而難以利用淺鉆孔取樣，但在古代砂壩儲集層的巖心等資料中可以很明顯地觀察到半深湖—深湖泥質沉積。沉積物巖性主要為黑色、深灰色泥巖以及黑褐色泥頁巖，含有灰色含泥質灰?guī)r，總體呈顏色深、粒度細、有機質含量高等特點。半深湖—深湖泥巖沉積構造類型簡單，為塊狀層理或水平層理，可見季節(jié)性的韻律層理及藻類化石。

②砂泥互層式淺灘沉積。復合砂壩砂體中的厚砂層為許多單一砂壩相互疊置而成。一期單一砂壩發(fā)育的終結多是由于湖平面變化導致的水動力環(huán)境的改變，而兩期單一砂壩砂體之間水動力條件變化頻繁[10]，通常發(fā)育砂泥互層式淺灘沉積。該類細粒巖相多發(fā)育在砂泥薄互層式沉積序列中，在現代砂壩沉積和古代砂壩儲集層巖心中均可識別。該類細粒巖相的厚度在不同的單一砂壩沉積中有所差別?，F代砂壩沉積中，其表層上覆的灘砂呈多個砂泥互層，總厚度約0.2～0.4 m；平面上，垂直岸線展布約10～20 m，向岸方向互層數減少可見零星的生物介殼（見圖5a）。

圖5 峽山湖東南岸砂泥互層式淺灘與壩后泥質的現代沉積照片（位置分別為圖2b中的B、C處）

4.1.2 湖水滯留形成的泥質沉積

砂壩的沉積對波浪起到一定的阻擋作用，當砂壩出露水面或與湖平面持平時，壩后則會出現一定范圍被砂壩遮擋的靜水區(qū)域，水體懸浮物質逐漸沉降形成泥質含量較高的細粒沉積[23]。壩后泥的厚度在靠近砂壩處較大，約10～20 cm，遠離砂壩，厚度變小直至尖滅，展寬十幾米至數十米。與半深湖—深湖泥不同，壩后泥沉積環(huán)境總體具有水靜、不流通的特點，且常含有大量的生物介殼以及少量陸源碎屑、輪藻，紋理和水平層理沉積構造發(fā)育。另外，壩后泥沉積在枯水期易長時間暴露地表并可見泥裂構造（見圖5b）。

4.1.3 洪水注卸帶來的落淤泥質沉積

峽山湖現代沉積砂壩內部常發(fā)育薄層的以泥質、粉砂質細粒沉積為主的落淤層（見圖6a）。泥質落淤層主要發(fā)育在壩砂體內部，縱向上與砂層形成薄泥厚砂式組合，其厚度一般為 0.5 cm到十幾厘米（見圖6b）。單一砂壩的發(fā)育是多個增生體垂向或側向加積的過程，增生體之間發(fā)育落淤泥質沉積[7,10]。在壩中心區(qū)域，砂體厚度大，增生體縱向堆積最多，增生體之間的落淤層也較多[24]，可達2～4層/m；在壩側翼部位，增生體發(fā)育較少，落淤層密度約為1～2層/m。砂壩迎浪一側因波浪沖刷強烈，落淤層厚度薄，且連續(xù)性差。砂壩頂部至背浪一側，由于泥質懸浮物質在波浪回流時受砂體遮擋容易沉積下來，落淤層最發(fā)育[10]，厚約3～4 cm，平面分布較為穩(wěn)定，可追蹤距離達15 m。總之，從砂壩外緣到內緣，泥質落淤層因保存程度變好而層數增多、厚度增大。

圖6 峽山湖東南岸現代砂壩內部落淤泥質沉積照片（位置見圖2b中的D處）

4.2 泥質沉積分布特征

湖泊濱岸沉積體系中，半深湖—深湖泥位于遠離砂壩向湖延伸一側的廣闊水域地區(qū)，常分布于枯水面以下，屬于湖相泥。由于湖平面的快速上升，原濱岸砂壩群被迅速沒于水下，隨著湖水加深，水體能量逐漸減弱，且受波浪影響較小。湖水中以漂浮、懸浮方式為主的細粒物質緩慢堆積，形成具有一定厚度、分布穩(wěn)定的泥質沉積體。半深湖—深湖泥常常完全覆蓋在復合砂壩砂體的上部，成為下一期砂壩沉積的湖底。當湖平面下降，再次進入波浪作用區(qū)，半深湖—深湖泥的頂部便會沉積新一期的濱岸砂壩。因此，半深湖—深湖泥巖可看成是相鄰兩個砂壩沉積期的分界面（7級構型界面，也是分布穩(wěn)定的隔層），同時也代表了一期湖水的大范圍進退。

湖平面升降造成同一位置波浪能量帶頻繁變化[9,25]，使單一砂壩沉積多表現出相互疊置的空間分布模式。砂泥互層式淺灘多發(fā)育于單一砂壩的頂端，在縱向上與單一砂壩交替沉積，平面上常見于兩期單一砂壩砂體疊置區(qū)域（8級構型界面，常形成物性隔層）；因此，識別與劃分單一砂壩是預測該類細粒巖相展布的關鍵。湖水滯留泥質沉積主要分布在砂壩后方的地形平緩區(qū)域。若水體快速上升，漫過已有的砂壩和壩后泥，在其之上易沉積新一期的砂壩。因此，壩后泥質沉積同樣代表了相鄰兩期單一砂壩之間的分界面（8級構型界面，較為穩(wěn)定的巖性隔層）[26]，在平面上，壩后泥常與砂壩相間排列（見圖7）。

落淤層形成的物質基礎是湖盆中搬運一定量的泥、粉砂質泥等細粒懸浮物質[26-27]。單一砂壩形成過程中，若遇洪水期則陸源碎屑會攜帶大量泥沙注入湖盆，在一定水動力條件下，較輕的細粒懸浮物會隨波浪攪動，在同時期發(fā)育的砂壩增生體表面沉積下來形成落淤層。因此，落淤層代表了單一砂壩內部增生體之間的分界面（9級構型界面，常為不穩(wěn)定的泥質夾層），其展布特征與增生體在單一砂壩內部的堆積樣式密切相關[10]。增生體表面微地貌的陡緩、波浪作用的侵蝕程度影響著落淤層沉積的寬度和連續(xù)性。

由于砂壩各沉積相帶水動力條件的變化，落淤層在不同區(qū)域其厚度和連續(xù)性有所差異，進而影響單一砂壩內部砂體的連通情況。例如，落淤層不發(fā)育的地區(qū)，相鄰兩期沉積的增生體（砂層）常呈大面積相互接觸，砂體連通性好；落淤層連續(xù)發(fā)育的區(qū)域，其上下兩期增生體（砂層）之間往往被落淤層大范圍分隔，砂體連通性差。落淤層巖性細，孔、滲性差，具有一定的滲流遮擋能力，是砂壩內部最主要的夾層類型，也是造成砂壩沉積體非均質性的重要因素。

圖7 峽山湖東南岸單一砂壩與壩后泥沉積的分布

5 討論

5.1 濱岸砂壩泥質沉積模式

對現代湖泊砂壩沉積的淺鉆孔分析發(fā)現，在同一個單一砂壩沉積中，砂壩的規(guī)模和形態(tài)控制著其砂泥充填樣式的厚度和展布規(guī)模；例如，壩中心區(qū)域的薄泥厚砂式沉積充填較為發(fā)育且總厚度較大，厚砂厚泥式充填少見，而在壩后區(qū)域則與其相反。

根據一個單一砂壩在不同部位砂泥組合樣式的差異發(fā)育情況，結合湖泊濱岸砂壩沉積環(huán)境中的泥質沉積成因與分布規(guī)律的剖析，建立了針對砂壩儲集層的泥質沉積（即隔夾層）的組合與分布模式（見圖8），探討 7～9級構型級次下不同成因類型的泥質沉積（隔夾層）的空間組合關系，為理解砂壩的幾何形態(tài)、泥質沉積的分布規(guī)律和砂、泥空間配置關系提供一個概念性的地質模型。

圖8 峽山湖現代湖泊濱岸砂壩的泥質沉積組合模式

一個理想的砂壩可以描述成多種成因的細粒泥質沉積與砂質碎屑的組合[26]。在單一砂壩沉積過程中，不同成因的泥質沉積（隔夾層）都有特定的發(fā)育部位，縱向上與砂質層組成特定的沉積充填類型。落淤層表現為沿增生體界面向湖盆方向傾斜或近平行展布的細粒泥質沉積[10]，并與增生體常組合形成薄泥厚砂式充填沉積于單一砂壩的內部；壩后泥相當于沉積相變，形成于單一砂壩沉積之后，分布在砂壩向岸方向的一側[10,26]，常與上部砂層組合構成厚砂厚泥式砂泥組合樣式；砂泥薄互層式淺灘發(fā)育于單一砂壩沉積的末期，縱向主要分布在相鄰兩期單一砂壩之間的疊置區(qū)域。

在該模型中可以不需要統計單一砂壩的相關參數（如長寬比、寬厚比等），而僅通過其泥質沉積（或隔夾層）的定量信息和砂泥空間對比，即可推斷砂壩儲集層中砂體的厚度、延展范圍及其連通情況。值得注意的是，該砂壩泥質沉積組合模式是依據對峽山湖現代砂壩的解剖所建立的一個理想化的地質模型，并不能與所有的湖泊砂壩儲集層完全對應，仍需要根據地下儲集層的實際情況，如砂壩的沉積機制以及物源、水動力、基準面變化等主控因素，予以修正，使其與儲集層內部結構相吻合。

5.2 砂壩儲集層砂泥空間配置關系

湖泊砂壩儲集層因其更容易形成巖性或地層油氣藏[28-30]，以往研究更多還是以找尋砂體、分析砂體分布規(guī)律為主。本次通過對現代湖泊砂壩的細致解剖，認為其泥質沉積的發(fā)育和展布同樣并非隨機，而是具有一定規(guī)律性，這種規(guī)律性在更大的時間尺度上隨多個砂壩的沉積而往復出現。探討地質歷史條件下的砂壩泥質沉積的分布與保存，可以幫助我們更好地理解砂壩儲集層中砂泥空間配置關系。

在湖泊濱岸砂壩儲集層形成的地質歷史時期（數萬至數百萬年），隨著湖平面升降和波浪能量帶的變化，多個單一壩體在空間上相互疊置組合。在砂壩復合體中，單一砂壩每一次遷移，其先前沉積的細粒泥質組分便被不同程度地保存下來，使得充填于砂壩砂體之間的泥質沉積在空間上也會出現相應的堆積規(guī)律，從而造成各砂泥組合樣式的發(fā)育頻次、垂向位置、組合序列等隨在砂壩的部位不同而有所差異。利用高分辨率層序地層學原理，依據沉積物體積剖分與沉積物堆積樣式的關系，從可容空間、湖平面震蕩（或短期基準面旋回）的頻繁程度以及暴露-沖刷時間3個主要因素來分析砂壩與泥質沉積組合的空間配置關系，總結出兩種典型的地層結構。

在砂壩儲集層中，泥質沉積發(fā)育且能夠較好保存往往是與可容空間較高、湖平面震蕩緩慢和短期的暴露-沖刷有關。例如，當可容空間較小時，砂壩在橫向上的沉積范圍并不寬泛，同時泥質沉積也因為單一砂壩的規(guī)模而展布局限。在砂壩沉積速率穩(wěn)定的情況下，若短期基準面（反映湖平面）旋回小幅震蕩頻繁，使單一砂壩的側向遷移范圍較窄[4]，甚至以垂向加積為主（見圖9a）。每期單一砂壩形成之后，其頂部仍處于波浪作用改造階段，細粒泥質組分往往還沒來得及完全保存便被波浪沖刷破壞，致使泥質沉積較薄且連續(xù)性差，泥質沉積組合不完整。相反，當可容空間較大且湖平面變化緩慢，單一砂壩本身的規(guī)模及其側向遷移的延展寬度均較大，細粒泥質組分能夠“享受”充分的沉積時間而厚度較大，且泥質沉積組合能夠得到較好保存（見圖9b）。另外，如果暴露時間過長，泥質沉積會干涸收縮形成泥裂易被后期波浪侵蝕，在一定程度上影響了其保存程度。

砂壩儲集層中，細粒泥質沉積的分布規(guī)律及保存程度影響了砂體連通程度。例如，半深湖—深湖泥巖平面上可以大范圍連續(xù)分布，形成非滲透的隔層，阻礙儲集層流體縱向流動；而砂泥互層式淺灘含有一定的砂質組分，垂向滲流屏障的遮擋能力相對弱。然而，這兩種成因的泥質沉積覆蓋于砂壩的頂端，當湖平面頻繁震蕩（或歷經長時間暴露）時更容易遭受波浪侵蝕，導致儲集層在一定空間中呈現“砂包泥”的配置特征，砂體連續(xù)性好（見圖9a）。反之，泥質沉積越發(fā)育且保存較好，會形成“泥包砂”的配置關系，砂體雖然橫向展布大，但在垂向上被泥巖大范圍分隔而連通差（見圖9b）。因此，在湖泊濱岸砂壩油藏開發(fā)時，要針對不同層位、不同砂壩復合體所反映的砂泥空間配置關系而區(qū)分對待。

6 砂壩儲集層精細表征指導意義

砂、泥巖的空間配置關系在板橋凹陷砂壩儲集層精細表征和地質模型建立過程中會是一個非常重要的信息，為儲集層更細致的解剖提供構型模式指導，并在地質統計學分析、流動單元模擬等方面均能夠提供砂、泥巖空間分布和定量關系的約束條件[31-32]。例如，在板橋凹陷沙二段濱Ⅳ-2小層一個復合砂壩砂體中（見圖10a），分布于砂壩頂部的砂泥薄互層淺灘沉積非常常見（即得到較好保存），說明該沉積時期有充足的可容空間且湖平面較為穩(wěn)定。根據各鉆井的砂泥組合樣式結合單一壩識別標志[9]，共識別出 4個單一砂壩。如bG5井在該小層中有兩套薄泥厚砂式沉積充填，并在之間可見砂泥薄互層式組合樣式，認為是鉆遇了兩個單一砂壩，砂壩之間發(fā)育淺灘沉積；又如 bn5-4井同樣見到薄泥厚砂式組合沉積，其上是相對厚層泥巖，夾雜薄層灘砂，認為是鉆遇了一個單一砂壩，上覆壩后泥沉積。由單一砂壩的泥質沉積組合模式與單一砂壩疊置樣式，復原得到該復合砂壩砂體內部砂、泥巖在空間中的分布與配置關系（見圖10b）。

圖9 板橋凹陷沙二段砂壩沉積中的砂泥空間配置關系及兩種典型地層結構（SP—自然電位，mV；Rt—電阻率，Ω·m）

分析認為，該復合砂壩砂體分為 3期沉積（壩 1和壩2最先沉積，壩3、壩4為第2、第3期沉積），并向湖盆中心方向遷移（見圖10c），壩后泥巖分布在靠岸一側，半深湖-深湖泥巖多在向湖一側，砂泥互層式淺灘沉積于單一砂壩疊置區(qū)，落淤層散布在各個單一砂壩內部，其展布總體與復合砂壩砂體一致。應用該成果進而指導三維地質建模，使建立的模型能夠體現出砂壩儲集層的內部結構，尤其是砂、泥巖的空間配置關系，并可針對不同成因的細粒泥質巖相賦予不同的物性參數進行模擬，如半深湖—深湖泥滲透率低甚至為零[33]，砂泥互層式淺灘沉積則需要給予一定的滲透率范圍，以更加逼近真實砂壩儲集層的內在結構和滲流規(guī)律。

不同環(huán)境條件下發(fā)育的砂壩，其泥質組分的沉積與保存程度不同[9]，砂壩儲集層中也會體現出砂、泥巖含量以及各成因類型泥質組分占比的差異性。因此，在一個特定的砂壩儲集層中，理清可容空間、湖平面震蕩的頻繁程度（或基準面旋回變化的快慢）和暴露-沖刷時間的長短，便可對砂壩沉積地層展布和砂、泥巖的空間組合關系有一個更可靠的認識。另一方面，油田開發(fā)后期，受沉積、構造以及注水性質、壓力等多種因素的影響，剩余油分布復雜，對其規(guī)律認識不清制約著油田的高效開發(fā)，而泥質隔夾層的存在是控制油層復雜水淹形式的主要地質因素[34]。因此，在砂壩儲集層開發(fā)過程中，認清細粒泥質沉積的成因和分布，針對砂壩儲集層中不同部位的砂泥配置關系可采取相應的開發(fā)策略或優(yōu)化開發(fā)方案，避開隔夾層的滲流遮擋作用。

圖10 板橋凹陷沙二段濱Ⅳ-2小層砂壩構型解剖

7 結論

峽山湖東南岸發(fā)育典型現代湖泊濱岸砂壩沉積，砂壩在沉積過程中會頻繁地砂泥交互。依據對現代砂壩沉積的鉆孔取樣分析，砂壩在縱向上表現出砂泥薄互層、厚砂厚泥和薄泥厚砂3種砂泥組合樣式。

砂壩中的泥質組分表現為 3種成因類型的細粒巖相沉積，分別為湖平面變化造成的泥質沉積，包括半深湖—深湖泥和砂泥互層式淺灘，壩后水體滯留區(qū)域形成的泥質沉積以及洪水注卸帶來的落淤泥質沉積。不同成因泥質沉積分布特征不同，半深湖—深湖泥位于遠離砂壩向湖延伸一側的廣闊水域地區(qū)、砂泥互層式淺灘多處于單一砂壩頂端、壩后泥質沉積位于砂壩后方靜水環(huán)境、落淤層散布在單一砂壩內部。

砂壩的內在結構可以描述成不同級次砂體與泥質沉積的組合。砂壩泥質沉積的分布和保存情況與單一砂壩的規(guī)模和遷移、疊置程度有關，砂泥空間配置關系主要受可容空間、短期基準面旋回的頻繁程度以及暴露-沖刷時間3個因素的影響。

每種泥質沉積的分布會形成不同級次的隔夾層，并影響砂壩儲集層的非均質性和流體滲流。泥質沉積組合的分布和保存程度影響著砂壩儲集層中砂、泥巖的空間配置關系和泥質含量的占比變化，并進一步對砂壩儲集層剩余油的分布具有控制作用。

致謝：感謝大港油田采油四廠和大港油田勘探開發(fā)研究院給予的實際油田資料，為本文的研究論證提供了充分的資料基礎。