渤海灣盆地西南部古近系灘壩沉積特征及主控因素

張 汶，呂世聰，趙大林，賈海松，蔡越釬

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459）

0 引言

近年來(lái)，隨著渤海油田古近系勘探目標(biāo)從盆地中主物源形成的三角洲等大型砂體逐漸轉(zhuǎn)向受物源影響較弱、離大型砂體較遠(yuǎn)的區(qū)域，在后者也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一批以灘壩砂體為儲(chǔ)層的油氣藏，如南堡凹陷的曹妃甸A 油田、渤中凹陷的渤中B 油田和萊州灣凹陷的墾利D 油田等，這些油氣藏儲(chǔ)層均具有“單層薄、巖性組合復(fù)雜”等特征［1-2］。學(xué)者們［3-4］通過(guò)研究得出，灘壩砂體對(duì)陸源輸入強(qiáng)度、湖平面變化、古氣候、古地貌等參數(shù)均較敏感，這些因素共同控制了灘壩儲(chǔ)層的類(lèi)型、展布規(guī)律及沉積模式。陳世悅等［5］對(duì)惠民凹陷古近系沙河街組沙三段、沙四段發(fā)育的灘壩沉積進(jìn)行了研究，總結(jié)出砂體的沉積特征及發(fā)育演化過(guò)程，認(rèn)為一個(gè)完整的砂質(zhì)灘壩沉積可劃分為壩前、灘壩主體、灘壩內(nèi)側(cè)緣、灘壩外側(cè)緣及壩后等5 個(gè)沉積微相。常德雙等［6］對(duì)大港探區(qū)湖泊淺水灘、壩油氣藏儲(chǔ)層的形成機(jī)理進(jìn)行了剖析，認(rèn)為其灘壩儲(chǔ)層物源供給主要來(lái)自附近的三角洲等近岸大型砂體，并經(jīng)湖浪、湖流搬運(yùn)、淘洗然后沉積而成，可細(xì)分為灘砂和壩砂，砂巖成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度較高，粒度以中—細(xì)砂和粉砂為主，儲(chǔ)層物性較好。王蛟等［7］對(duì)車(chē)鎮(zhèn)凹陷沙一段～沙三段的沉積體系進(jìn)行了研究，認(rèn)為濱淺湖灘壩砂體主要見(jiàn)于湖泊邊緣、湖灣及湖盆中的局部隆起等區(qū)域，通過(guò)對(duì)砂體展布范圍進(jìn)行預(yù)測(cè)，總結(jié)出砂體發(fā)育的4 種類(lèi)型和10 個(gè)有利沉積區(qū)帶。穆星等［8］針對(duì)濟(jì)陽(yáng)凹陷中緩坡帶灘壩砂的發(fā)育特征，利用古地形、波形分析、偽熵屬性、高分辨率反演等技術(shù)進(jìn)行了儲(chǔ)層展布范圍預(yù)測(cè)。姜在興等［9］從灘壩砂體成因著手，對(duì)灘壩分類(lèi)、控制因素、沉積模式、古地理及油氣勘探意義進(jìn)行了系統(tǒng)綜述和總結(jié)，認(rèn)為碳酸鹽巖灘壩多出現(xiàn)在氣候溫暖潮濕、物源區(qū)巖石為碳酸鹽巖、離陸源影響較小且相對(duì)安靜的區(qū)域，碳酸鹽巖灘壩的分布位置與砂質(zhì)灘壩有相似之處，也是良好的油氣儲(chǔ)集體。

學(xué)者們對(duì)于灘壩儲(chǔ)層的形成環(huán)境、類(lèi)型、沉積微相劃分等方面已經(jīng)作出了較詳細(xì)的總結(jié)，但對(duì)于不同物源、不同水動(dòng)力環(huán)境的灘壩砂體的沉積特征和展布規(guī)律的對(duì)比研究相對(duì)較少。筆者在詳細(xì)分析渤海灣盆地西南部鉆井巖心測(cè)試資料和測(cè)井資料基礎(chǔ)上，結(jié)合古地貌特征對(duì)各類(lèi)灘壩沉積的發(fā)育特征、沉積模式、控制因素進(jìn)行對(duì)比研究，以期為相似地質(zhì)條件的灘壩儲(chǔ)層的油氣勘探提供借鑒。

1 地質(zhì)概況

渤海灣盆地位于華北平原，為疊置在華北古生界基底之上的新生代克拉通裂谷斷陷盆地［10］，西部與太行山脈毗鄰，南部為魯西隆起，西北部為燕山山脈，盆地面積約為20 萬(wàn)km2。根據(jù)新生界沉積展布特征，可將盆地劃分出渤中凹陷、萊州灣凹陷、沙壘田凸起、石臼坨凸起、渤南低凸起等多個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元（圖1）。經(jīng)過(guò)50 多年的勘探，周?chē)焐綆Ш屯蛊鹣虬枷葸^(guò)渡的斜坡區(qū)的勘探程度已較高，近幾年的勘探重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)向受物源影響較小的凹陷區(qū)，并在古近系東營(yíng)組和沙河街組成功鉆探了一批灘壩油氣藏，其地層的巖性總體上以砂巖、碳酸鹽巖、混積巖和泥巖為主，具有不等厚互層特征。

圖1 渤海灣盆地西南部構(gòu)造單元?jiǎng)澐郑╝）和地層巖性綜合柱狀圖（b）Fig.1 Division of tectonic units（a）and stratigraphic column（b）of southwestern Bohai Bay Basin

2 灘壩沉積特征

灘壩是濱淺湖區(qū)域的常見(jiàn)砂體，是灘和壩的總稱(chēng)，一般指發(fā)育在湖平面到風(fēng)暴浪基面之間且受波浪和沿岸流作用而形成的一類(lèi)砂體；壩砂一般離岸有一定的距離，多呈長(zhǎng)條狀平行于湖岸線分布，灘砂則常以席狀形態(tài)分布在壩砂周?chē)?；灘砂和壩砂由于沉積環(huán)境相近，常常相互疊置共生，因此學(xué)者們常習(xí)慣用灘壩來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一描述［11-12］。根據(jù)渤海灣盆地近幾年勘探成果，結(jié)合地震、鉆井巖心、測(cè)井及古生物資料，可以得出渤海灣盆地西部古近系主要發(fā)育沖積平原、扇三角洲、辮狀河三角洲、湖底扇、灘壩和湖泊等6 種沉積相類(lèi)型，其中灘壩又可細(xì)分為砂質(zhì)灘壩、礫質(zhì)灘壩、混積灘壩和碳酸鹽巖灘壩等4種類(lèi)型（圖2）。

圖2 渤海灣盆地西南部古近系沙河街組沉積體系平面圖Fig.2 Sedimentary system of Paleogene Shahejie Formation in southwestern Bohai Bay Basin

2.1 礫質(zhì)灘壩

礫質(zhì)灘壩主要分布在渤海西部海域的南堡凹陷和沙南凹陷。礫質(zhì)灘壩的巖性為白云質(zhì)礫巖和砂礫巖，其礦物組成與下伏基巖潛山的巖性有關(guān)。以南堡凹陷曹妃甸A油田為例，其礫質(zhì)灘壩巖性為白云質(zhì)礫巖，發(fā)育于沙河街組底部，披覆在潛山頂面之上，油藏埋深為3 380～3 450 m，為受斷層控制的半背斜構(gòu)造油藏，巖性較致密，中—高角度縫、網(wǎng)狀縫發(fā)育，均被方解石充填［圖3（a）］。薄片鑒定和同位素分析結(jié)果顯示，白云質(zhì)礫巖主要為角礫結(jié)構(gòu)，分選和磨圓均較差，角礫中的壓實(shí)縫發(fā)育，壓實(shí)破碎現(xiàn)象明顯，并且沙河街組白云質(zhì)角礫與下伏潛山的巖溶角礫的δ13C 均為-3.1‰～0.7‰，δ18O 均為-10.8‰～-8.4‰，上述兩套地層中的角礫具有相似的同位素組成，反映出沙河街組白云質(zhì)角礫巖中的礫石為古潛山風(fēng)化剝蝕后原地堆積的產(chǎn)物，屬于內(nèi)碎屑角礫［圖4（a）—（b）］。

研究區(qū)沙河街組沉積時(shí)期，潛山位置相對(duì)固定，受大氣降水、湖平面的升降及風(fēng)浪等作用的影響，潛山表面因風(fēng)化剝蝕作用而形成了大量的礫石和砂，波浪及沿岸流會(huì)對(duì)礫石和砂進(jìn)行搬運(yùn)，受這些水動(dòng)力作用影響，礫石在潛山頂面附近地勢(shì)相對(duì)平緩區(qū)域堆積，而砂向更遠(yuǎn)的湖盆方向運(yùn)移，最終形成了礫石的近源堆積和砂的遠(yuǎn)源沉積。礫石因搬運(yùn)距離短、受湖浪改造作用弱，再堆積形成礫巖的粒徑大小混雜、分選和磨圓均差。

2.2 砂質(zhì)灘壩

砂質(zhì)灘壩主要分布在渤海中部海域黃河口凹陷的渤中E 油田的東營(yíng)組，埋深為2 500～2 600 m，油藏類(lèi)型為受斷層控制的巖性-構(gòu)造油藏。鉆井資料揭示，砂體主要由2 套砂層組成，單砂層厚1.1～10.5 m，砂體平面上分布范圍較大，但各井間厚度變化較快。巖心薄片鑒定和測(cè)井資料分析結(jié)果顯示，灘砂和壩砂在分布規(guī)律和沉積特征上具有明顯差異，其中壩砂一般為較強(qiáng)水動(dòng)力條件產(chǎn)物，呈條帶狀平行或斜交岸線發(fā)育，單層砂體厚度多＞3 m，縱向上具有向上變粗的反旋回特征，巖性以灰色中—細(xì)砂巖為主，可見(jiàn)波狀層理、浪成交錯(cuò)層理等構(gòu)造，自然伽馬曲線具有齒化漏斗形和箱形特征。灘砂一般是由水動(dòng)力相對(duì)較弱的湖浪、湖流作用形成，平面上呈席狀分布于壩砂周緣，厚度相對(duì)較薄，一般＜3 m，巖性以粉—細(xì)砂巖為主，可見(jiàn)波狀層理構(gòu)造，自然伽馬曲線具有指狀漏斗型特征［圖3（c）］。砂質(zhì)灘壩中的砂巖類(lèi)型主要為長(zhǎng)石石英砂巖，膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)為10%～30%，砂巖結(jié)構(gòu)成熟度較高，分選較好，孔隙類(lèi)型以粒間孔為主，孔隙連通性好；平面上受北東方向物源影響，儲(chǔ)層物性由北往南逐漸變差，平均孔隙度為26.6%，平均滲透率為350.2 mD，具有高孔中滲的儲(chǔ)層特征［圖4（e）—（f）］。

圖3 渤海灣盆地西南部各類(lèi)灘壩砂體巖-電柱狀圖Fig.3 Lithology-logging column of beach bar sand bodies in southwestern Bohai Bay Basin

圖4 渤海灣盆地西南部各類(lèi)灘壩儲(chǔ)層微觀特征（a）白云質(zhì)角礫巖，角礫粒內(nèi)縫發(fā)育，分選、磨圓均差，結(jié)構(gòu)成熟度低，曹妃甸2 井，3 421.56 m，巖心照片；（b）白云質(zhì)角礫巖，角礫中可見(jiàn)壓實(shí)破碎現(xiàn)象和生物碎屑，曹妃甸2 井，3 421.22 m，（藍(lán)色）鑄體薄片，正交偏光；（c）生物碎屑白云巖，可見(jiàn)孔隙及生物碎屑，曹妃甸2 井，3 410.65～3 410.75 m，巖心照片；（d）生物碎屑白云巖，發(fā)育鑄?？缀腕w腔孔，曹妃甸1 井，3 413.50 m，（藍(lán)色）鑄體薄片，單偏光；（e）中—細(xì)砂巖，斜層理發(fā)育，渤中3 井，2 580.66～2 580.76 m，巖心照片；（f）中—細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖，次圓—次棱狀，點(diǎn)—線接觸，粒間孔發(fā)育，渤中3 井，2 556.10 m，（藍(lán)色）鑄體薄片，單偏光；（g）含鮞粒中砂巖，粒間孔、溶蝕孔較發(fā)育，墾利1 井，2 842.20 m，（藍(lán)色）鑄體薄片，單偏光；（h）白云質(zhì)細(xì)砂巖，孔隙較少，填隙物為白云石，墾利2 井，2 878.92 m，（藍(lán)色）鑄體薄片，單偏光Fig.4 Petrological characteristics of beach bar reservoirs in southwestern Bohai Bay Basin

2.3 混積灘壩

混積灘壩主要發(fā)育在渤中凹陷北端的秦皇島C油田和萊州灣凹陷東端的墾利D 油田，儲(chǔ)層為互層的砂巖與碳酸鹽巖混合沉積，巖性復(fù)雜，包括泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、灰質(zhì)砂巖、鮞粒白云巖、白云質(zhì)鮞粒砂巖和砂巖。以墾利D 油田為例，其混積灘壩砂體發(fā)育于沙河街組，埋深為2 800～2 900 m，為背斜構(gòu)造［圖3（d）］。砂巖-碳酸鹽巖混積灘壩與砂質(zhì)灘壩在沉積特征上具有相似性，但前者距離物源更遠(yuǎn)，且砂體規(guī)模更小。研究區(qū)沙一段物源主要來(lái)自東南部石臼坨凸起，母巖為多期三角洲前緣疊置的砂體，后期經(jīng)水流淘洗、沖刷和再搬運(yùn)，在湖流和波浪作用下，碎屑物質(zhì)間歇性進(jìn)入水體清澈、古地貌適宜的碳酸鹽灘壩區(qū)，從而沉積成混積灘壩。薄片中可見(jiàn)粒間孔、溶蝕孔，測(cè)井解釋出的孔隙度平均為24.5%，滲透率平均為226.8 mD，具有中高孔中滲的物性特征［圖4（g）—（h）］。

2.4 碳酸鹽巖灘壩

渤海灣盆地發(fā)現(xiàn)的碳酸鹽巖灘壩儲(chǔ)層的巖性以生物碎屑灰（云）巖為主，儲(chǔ)量規(guī)模較大，而粒屑灰（云）巖類(lèi)儲(chǔ)層相對(duì)少見(jiàn)。生物碎屑灰（云）巖主要由生屑灘發(fā)育形成，與生物的活動(dòng)息息相關(guān)，多形成于溫暖氣候、水體清澈、陸源碎屑匱乏的安靜環(huán)境中，受氣候、入湖河流影響范圍、源區(qū)巖性及湖泊水動(dòng)力條件等因素控制，湖盆內(nèi)的水下隆起區(qū)和受陸源影響小的緩坡帶更易形成此類(lèi)灘壩［13-14］。

研究區(qū)鉆井資料揭示，生屑灘主要分布在渤海灣盆地西部南堡凹陷的曹妃甸A 油田，為濱淺湖沉積，幾乎不受陸源碎屑影響，巖性以生物碎屑白云巖為主，分布于沙河街組底部，與前文描述的礫質(zhì)灘壩呈突變接觸，埋深為3 350～3 400 m［圖3（b）］，顯微鏡下可見(jiàn)溶蝕孔、鑄?？纵^發(fā)育，物性較好，平均孔隙度為22.7%，平均滲透率為82.4 mD，為中孔中滲儲(chǔ)層，是良好的儲(chǔ)集體［圖4（c）—（d）］。

2.5 灘壩儲(chǔ)層測(cè)井響應(yīng)及物性特征

渤海灣盆地西南部各類(lèi)灘壩儲(chǔ)層的巖性和物性均差異較大，因此對(duì)這些儲(chǔ)層進(jìn)行優(yōu)劣評(píng)價(jià)和劃分是十分必要的［15］。利用巖心標(biāo)定測(cè)井曲線，通過(guò)置信度橢圓法進(jìn)行測(cè)井曲線敏感性分析，可篩選并識(shí)別出各類(lèi)巖性的敏感測(cè)井參數(shù)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，研究區(qū)自然伽馬曲線對(duì)泥巖較為敏感，密度曲線對(duì)灰質(zhì)成分較為敏感，聲波曲線對(duì)白云質(zhì)成分較為敏感，以自然伽馬值70 API 為界可劃分泥巖和碳酸鹽巖，以補(bǔ)償密度值2.35 g/cm 為界可劃分灰?guī)r和云巖，厘定各類(lèi)巖性的測(cè)井曲線界限值，由此建立巖性識(shí)別模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖性的精確識(shí)別（表1）。

表1 渤海灣盆地西南部灘壩儲(chǔ)層不同巖性測(cè)井曲線界限值Table 1 Cutoff values of logging curves of different lithologies of beach bar reservoirs in southwestern Bohai Bay Basin

灘壩儲(chǔ)層物性受多重因素的影響，包括區(qū)域位置、埋藏深度、距離物源遠(yuǎn)近、顆粒的分選和磨圓程度以及成巖作用。其中礫質(zhì)灘壩砂體具有近物源、分選和磨圓均差的特征，且埋藏深度較深，膠結(jié)作用強(qiáng)，儲(chǔ)層物性普遍較差。巖心物性分析和壓汞曲線分析結(jié)果顯示，礫質(zhì)灘壩儲(chǔ)層的排驅(qū)壓力為0.12～10.28 MPa，飽和中值壓力為1.08～9.85 MPa，平均喉道半徑為0.6～3.7 μm，孔喉結(jié)構(gòu)具有中—細(xì)歪度特征，平均孔隙度為9.5%，平均滲透率為3.9 mD，為低孔特低滲儲(chǔ)層。砂質(zhì)灘壩和混積灘壩的砂體經(jīng)過(guò)湖浪淘洗后分選較好，且埋藏相對(duì)較淺，混積灘壩受碳酸鹽膠結(jié)充填作用較強(qiáng)的影響，總體上物性較好，儲(chǔ)層排驅(qū)壓力為0.01～0.31 MPa，飽和中值壓力為0.10～1.88 MPa，平均喉道半徑為3.6～12.2 μm，孔喉結(jié)構(gòu)具有中歪度特征，平均孔隙度為24.5%，平均滲透率為226.8 mD，為中高孔中滲儲(chǔ)層。碳酸鹽巖灘壩巖性主要為生物碎屑碳酸鹽巖，埋藏深度相對(duì)較深，鑄?？缀腕w腔孔發(fā)育，物性較好，儲(chǔ)層排驅(qū)壓力為0.04～0.41 MPa，飽和中值壓力為0.13～2.24 MPa，平均喉道半徑為2.5～15.2 μm，孔喉結(jié)構(gòu)具有中歪度特征，平均孔隙度為22.7%，平均滲透率為82.4 mD，為中高孔中滲儲(chǔ)層。綜上所述，研究區(qū)古近系灘壩儲(chǔ)層中，碳酸鹽巖灘壩、砂質(zhì)灘壩和混積灘壩儲(chǔ)層物性均較好，礫質(zhì)灘壩儲(chǔ)層物性相對(duì)較差。

3 灘壩發(fā)育主控因素

灘壩發(fā)育主要受物源、古地貌、古水深和古風(fēng)浪等4 個(gè)因素控制，其中物源是控制渤海灣盆地西南部灘壩儲(chǔ)層的最重要因素，鉆井揭示研究區(qū)所發(fā)育的礫質(zhì)灘壩、砂質(zhì)灘壩、混積灘壩和碳酸鹽巖灘壩均與物源供給情況息息相關(guān)。當(dāng)物源供給充足時(shí)，砂礫質(zhì)灘壩較為發(fā)育，且物源的遠(yuǎn)近控制了灘壩粒度的粗細(xì)；當(dāng)物源供給匱乏時(shí)，常形成碳酸鹽巖灘壩［16］。根據(jù)物源區(qū)與灘壩的位置關(guān)系可將研究區(qū)的灘壩進(jìn)一步細(xì)分為近源礫質(zhì)灘壩、三角洲砂質(zhì)灘壩、三角洲混積灘壩和遠(yuǎn)源碳酸鹽巖灘壩。

古地貌和古水深對(duì)碳酸鹽巖灘壩砂體的厚度和分布位置均具有重要控制作用。研究區(qū)碳酸鹽巖灘壩砂體的巖性以生物碎屑碳酸鹽巖為主，水深控制了生物生存和繁殖能力，當(dāng)水體太淺時(shí)，形成的生物碎屑及碳酸鹽巖容易被湖浪破壞并搬運(yùn)，當(dāng)水體太深時(shí)，不利于許多生物的大量繁殖和碳酸鹽巖的形成，導(dǎo)致碳酸鹽巖灘壩厚度明顯減?。?7-18］。徐長(zhǎng)貴等［18］認(rèn)為研究區(qū)碳酸鹽巖灘壩主要發(fā)育在古水深4～30 m，最大厚度對(duì)應(yīng)的古水深為15 m。古地貌對(duì)灘壩砂體的分布有著重要影響［19］，根據(jù)南堡凹陷曹妃甸A油田鉆井資料可知，古地貌緩坡帶碳酸鹽巖灘壩砂體分布較寬廣，緩坡帶坡度為2°～4°，灘壩砂體橫向?qū)挾茸畲罂蛇_(dá)1 100 m，而陡坡帶分布較窄，陡坡帶坡度為4°～8°，灘壩砂體橫向展布寬度最大僅為550 m。縱向上研究區(qū)碳酸鹽巖灘壩砂體的厚度受多期灘體疊置影響，在古隆起斜坡中部發(fā)育期次多、厚度相對(duì)較大，而在古隆起頂部及斜坡低部位發(fā)育期次相對(duì)較少、沉積厚度較薄，剖面上可見(jiàn)其呈透鏡狀分布［圖5（a）—（d）］。

古風(fēng)浪對(duì)灘壩砂體的展布具有明顯的控制作用，波浪從深水區(qū)到淺水區(qū)，在向岸傳播過(guò)程中，其形態(tài)和能量會(huì)發(fā)生一系列變化，受海底地形的影響，波浪會(huì)產(chǎn)生變形作用，部分轉(zhuǎn)變?yōu)槠评?、碎浪和沖浪，不同區(qū)域的環(huán)境和波浪能量均不同，波浪形狀也各異，不同比重的碎屑顆粒在不同的水動(dòng)力條件下形成的灘壩疊置形貌也迥然不同，且較早沉積的灘壩砂體容易在后期波浪作用下發(fā)生再搬運(yùn)再沉積作用［20］。以沙南凹陷的渤中B 油田為例，早期生物生長(zhǎng)環(huán)境受到古地貌的影響，呈條帶狀分布于古潛山緩坡帶構(gòu)造脊及兩側(cè)，但由于凹岸帶與負(fù)向構(gòu)造區(qū)域水動(dòng)力相對(duì)較弱，湖浪及沿岸流使得生物殘骸沿構(gòu)造脊向兩邊的凹岸帶堆積，油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)證實(shí)了分布在構(gòu)造脊兩側(cè)的區(qū)域發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層且產(chǎn)量較高，由此可見(jiàn)，古風(fēng)浪作用對(duì)生屑灘儲(chǔ)層在緩坡凹岸帶成藏具有重要影響［圖5（e）］。

圖5 古地貌和古風(fēng)浪對(duì)碳酸鹽巖灘壩砂體的控制示意圖（a）—（d）碳酸鹽巖灘壩緩坡帶沉積演化示意圖，從（a）到（d）為沙河街組灘壩砂體沉積早期到末期、湖平面逐漸升高；（e）受古風(fēng)浪改造的緩坡凹岸帶碳酸鹽巖灘壩沉積模式示意圖Fig.5 Control diagram of paleogeomorphology and paleowind wave on carbonate beach bar

4 灘壩沉積模式

在詳細(xì)分析灘壩砂體的主控因素基礎(chǔ)上，建立了渤海灣盆地西南部灘壩分類(lèi)方案，可將研究區(qū)劃分為近源礫質(zhì)灘壩、遠(yuǎn)源（貧源）碳酸鹽巖灘壩、三角洲砂質(zhì)灘壩和三角洲混積灘壩等4 類(lèi)（圖6）。

圖6 渤海灣盆地西南部古近系灘壩沉積模式Fig.6 Sedimentary model of Paleogene beach bar in southwestern Bohai Bay Basin

近源礫質(zhì)灘壩主要發(fā)育于古隆起附近的緩坡帶，古隆起區(qū)遭受風(fēng)化剝蝕，為礫質(zhì)灘壩的形成提供了物源，剝蝕物在水體較淺、地貌坡度較緩的區(qū)域沉積。受古地貌的影響，地層傾角緩的區(qū)域有利于礫石的堆積，沉積厚度較大，而地層傾角陡的區(qū)域，沉積厚度較薄，剖面上常呈透鏡體形態(tài)。該類(lèi)型的灘壩分選和磨圓均較差，常具塊狀構(gòu)造，且裂縫被充填現(xiàn)象明顯，儲(chǔ)層物性較差。

遠(yuǎn)源（貧源）碳酸鹽巖灘壩主要發(fā)育于距物源區(qū)較遠(yuǎn)、受陸源碎屑影響較小、水體清澈的水下隆起區(qū)。鉆井資料顯示，研究區(qū)碳酸鹽巖灘壩儲(chǔ)層的巖性以生物碎屑灰?guī)r或白云巖為主，巖心上可見(jiàn)大量螺屑，反映了灘壩的發(fā)育程度與生物活動(dòng)息息相關(guān)。通過(guò)古地貌恢復(fù)和沉積演化規(guī)律研究，研究區(qū)碳酸鹽巖灘壩的發(fā)育受古地貌、古水深和古風(fēng)浪等3 個(gè)因素共同控制，例如研究區(qū)南堡凹陷和沙南凹陷沙一段碳酸鹽巖灘壩沉積時(shí)期，為湖侵沉積環(huán)境，隨著湖平面逐漸升高，古隆起區(qū)出露水面的部分被逐漸淹沒(méi)，灘壩沉積由古隆起斜坡低部位逐漸向古隆起頂部方向遷移，并且在短時(shí)期內(nèi)隨著湖平面的升降往復(fù)，生屑灘壩砂體儲(chǔ)層具有多期疊置特征，各期次的砂體之間還夾雜瀉湖相泥灰?guī)r和泥巖。斜坡帶中部呈多期疊置的灘壩砂體厚度較大，斜坡上部和下部的灘壩砂體的期次相對(duì)較少，儲(chǔ)層厚度較薄，剖面上呈透鏡狀分布。斜坡中部?jī)?chǔ)層厚度為9～15 m，斜坡頂部和斜坡低部位厚度為2～8 m（圖7—8）。儲(chǔ)層平面上呈疊置連片分布，其分布范圍不僅受古水深和古地貌控制，并且古風(fēng)浪對(duì)灘壩儲(chǔ)層具有重要的改造作用。巖心上可見(jiàn)平行層理、微波狀層理和塊狀層理，鑄?？缀蜕矬w腔孔較發(fā)育，儲(chǔ)層具有“中高孔中滲”特征，物性較好，測(cè)試產(chǎn)能較高，酸化前測(cè)試結(jié)果為日產(chǎn)油120 m3，酸化后日產(chǎn)油可達(dá)280 m3，屬于優(yōu)質(zhì)的灘壩儲(chǔ)層。

圖7 渤海灣盆地西南部曹妃甸A 油田連井剖面對(duì)比Fig.7 Well-tie section of Shahejie Formation in Caofeidian A oilfield，southwestern Bohai Bay Basin

三角洲砂質(zhì)灘壩常發(fā)育在離物源區(qū)具有一定距離的濱淺湖區(qū)的水下緩坡帶，坡度一般小于3°，碎屑物質(zhì)輸入穩(wěn)定，在湖浪和沿岸流的共同作用下，三角洲前緣砂體被改造并向湖盆內(nèi)搬運(yùn)延伸，在前三角洲區(qū)域沉積，形成砂質(zhì)灘壩。壩砂一般呈條帶狀與湖岸線平行或斜交，灘砂則一般呈席狀平鋪于壩砂周?chē)?，二者相比，壩砂厚度更大且?guī)r性更粗，壩砂的巖性以中—細(xì)砂巖為主，厚度為3～10 m，灘砂的砂體巖性以細(xì)—粉砂巖為主，厚度為1～3 m。巖心上可見(jiàn)三角洲砂質(zhì)灘壩發(fā)育交錯(cuò)層理構(gòu)造，由于經(jīng)過(guò)一定距離的搬運(yùn)磨圓作用，顆粒分選好，儲(chǔ)層物性好，具有“中高孔中滲”特征，測(cè)試產(chǎn)能較高，日產(chǎn)油近200 m3，為研究區(qū)優(yōu)質(zhì)的灘壩儲(chǔ)層。

圖8 渤海灣盆地西南部曹妃甸A 油田沙一段地層厚度等值線圖Fig.8 Contour map of thickness of the first member in Caofeidian A oilfield，southwestern Bohai Bay Basin

與砂質(zhì)灘壩相比，三角洲混積灘壩常發(fā)育于離物源更遠(yuǎn)的濱淺湖—半深湖水下古隆起緩坡帶。在湖流和湖浪作用下，被改造的砂質(zhì)灘壩砂體和盆外流入的碎屑物質(zhì)間歇性進(jìn)入水體環(huán)境較為清澈、適宜碳酸鹽灘壩發(fā)育的水下古隆起區(qū)，從而再沉積形成混積灘壩。研究區(qū)的混積灘壩可分為互層式和混合式2 類(lèi)：互層式混積巖巖性多為泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖，碳酸鹽成分含量較高，反映了水體較深的靜水沉積環(huán)境；混合式混積巖巖性多為灰質(zhì)細(xì)—中砂巖，反映了水體相對(duì)較淺的動(dòng)蕩沉積環(huán)境。水體較深時(shí)，以沉積互層式混積巖為主，儲(chǔ)層中碎屑成分含量很少，質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜30%，自然伽馬曲線具有齒狀特征，可見(jiàn)紋層狀沉積構(gòu)造，為弱湖流作用形成，受波浪作用影響較小，儲(chǔ)層平均單層厚度僅為1 m，物性為中低孔中低滲，測(cè)試獲得日產(chǎn)油55 m3。水體較淺時(shí)，以沉積混合式混積巖為主，儲(chǔ)層中碎屑成分明顯增多，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%～80%，自然伽馬曲線具有箱狀、漏斗狀特征，可見(jiàn)波狀層理、斜層理等沉積構(gòu)造，為波浪作用形成，儲(chǔ)層平均單層厚度為3.5 m，物性為中高孔中滲，測(cè)試獲得日產(chǎn)油324 m3，為研究區(qū)優(yōu)質(zhì)的灘壩儲(chǔ)層。

5 結(jié)論

（1）渤海灣盆地西部古近系東營(yíng)組和沙河街組灘壩砂體的沉積主要受物源、古地貌、古水深和古風(fēng)浪等4 個(gè)因素控制，根據(jù)物源與灘壩之間的位置關(guān)系可將其劃分為近源礫質(zhì)灘壩、三角洲砂質(zhì)灘壩、三角洲混積灘壩和遠(yuǎn)源（貧源）碳酸鹽巖灘壩等4 種類(lèi)型。

（2）物源供給是控制渤海灣盆地西部古近系灘壩類(lèi)型的主要原因，物源的遠(yuǎn)近和供給強(qiáng)弱造成了灘壩砂體的巖性差異，包括粒度的粗細(xì)和碳酸鹽巖含量的高低等。古地貌和古水深控制了灘壩砂體發(fā)育的厚度及分布位置，其中古隆起緩坡帶是灘壩砂體發(fā)育的有利區(qū)帶，古水深控制了碳酸鹽巖灘壩的厚度。古風(fēng)浪作用形成的湖浪和沿岸流對(duì)已成形的灘壩砂體進(jìn)行了改造，將部分砂體搬運(yùn)到水動(dòng)力相對(duì)更弱的凹岸帶和負(fù)向構(gòu)造區(qū)再沉積，因此古風(fēng)浪作用控制了灘壩砂體的最終沉積區(qū)。