曲流河三角洲沉積體系及其成因相型別

2021-07-31 19:43:14 字數 4651 閱讀 8865

1樓:中地數媒

由遠源較長的曲流河入湖形成三角洲稱曲流河三角洲,又稱正常三角洲,簡稱三角洲。它是在盆地邊緣緩坡帶河流入湖形成的向湖突出的略呈三角形的堆積體。曲流河三角洲主要發育在盆地北部與東北部的邊緣,是該地區延長組各層序的高位體系域和低位體系域的主要沉積體系之一。

但在緩坡背景下,隨著湖盆擴張與萎縮;曲流河三角洲受湖平面影響尤為明顯,當湖盆萎縮時主要發育建設性三角洲沉積體系,湖盆擴張時則形成破壞性(或退積型)三角洲沉積體系為主,前者以長6期—長2期形成的三角洲為代表,後者則以長7期、長8期形成的三角洲較典型。兩種三角洲沉積特點,主要受河流作用和蓄水體能量相對強度所控制。建設性三角洲型別以河流作用為主,它的形態以長形(或烏雲狀)朵狀為代表;破壞性三角洲是在受湖侵、波能相對較強的情況下形成的,其形態變為鈍形三角洲為主,前緣砂體特別是河口壩為主的砂體受不同程度的湖水波浪,湖流改造,形成向濱壩過渡的三角洲改造砂體,或不成熟的濱壩改造砂體。

建設性三角洲沉積體系是當前油氣勘探的主要目的層,也是盆內鑽井揭露最多,資料積累最豐富的一種三角洲型別,它的3個亞相帶在剖面結構上顯示總體向上變粗的特點,與湖泊沉積體系的剖面結構既相似又不相同(圖4.7和圖4.8),其各亞帶特徵如下。

圖4.7 三角洲層積體系垂向序列

(高1井,長6段)

圖4.8 演淺湖層積體系垂向序列

4.1.5.1 曲流河三角洲平原

三角洲平原亞相帶構成複雜,起骨架作用的是分流河道沉積。位於分流河道之間的窪地,主要進行著兩種沉積作用,即決口沉積作用和越岸沉積作用,這兩種作用共同充填著分流間窪地。由於分流河道的快速向前推進,其間窪地相對穩定,也可形成暫時性瀦水窪地,亦稱分流間灣或漫湖泊。

在時間序列上三角洲平原組合總是經歷著由活動到廢棄的轉化,進入到廢棄階段,活動的水道網幾乎消失,可出現大面積的沼澤化,並形成薄而穩定的煤層,這意味著分流河道的廢棄。其主要成因相型別如下:(圖4.

9)(1)分流河道

分流河道在斷面上呈透鏡體狀,根據岩心段青12、鐮12、鐮23、楊1、楊16、池2、a16、a21、a28、a29、a37等多口井資料分析,一般厚15m~20m,其寬度一般小於400m,較多情況下僅寬百餘米。其底界為明顯的沖刷面,但下切幅度有限;在垂向上呈正韻律,中下部以細砂岩為主,向上變為粉砂岩至頂部為泥質粉砂岩與泥岩。分流河道內部以大型板-槽狀交錯層理為主,向上變為小型的流水紋理。

分流河道又可細分為分流主河道與分流河道側翼兩種型別,前者粒級粗,分選較好,厚度較大;後者則粒級細,厚度相對較薄。與水下分流河道砂岩相比,分流河道砂岩有較低的泥質雜基含量和較粗的粒級,因而孔滲性優於水下分流河道砂岩。分流河道在建設期,往往形成複合疊積型砂體(如鹽13井1824.

5m~1825m段,定36井2045m~2121m段),且疊積型式隨著能量進一步加大,在自然電位曲線上表現為進積型;說明河道隨著動能加大,不斷向湖盆方向加積。

(2)天然堤與決口扇

天然堤、決口扇,屬於洪水期分流河道溢位或決口的產物。天然堤以細粒的粉砂岩、泥質粉砂岩為主,單層厚度0.5m~lm,發育有較豐富的小型流水波浪層理及爬升層理,越堤的頂部常見植物化石碎片,生物鑽孔與擾動構造多見,在遠離河道方向,天然堤砂體迅速變為砂泥互層,向河間窪地泥岩過渡。

決口扇沉積作用是一種突發性事件,是分流河道向前推進過程中發生決口的產物。決口作用在分流河道溢化中比較突出,它具體可分決口充填和越岸充填,並提供分流河道分叉、改道,一般厚1.5m~3m,比天然堤砂體粗,主要由粉砂-細粉砂岩組成,其底見沖刷面,可見遞變層理和塊狀層理,向上及遠端可出現小型流水沙波紋層理,它可以是正韻律,也可見反韻律。

(3)分流間窪

分流間窪是一種複合沉積,包括不同成因型別的成因相,如天然堤、決口扇或越岸沉積物,但這是僅指間窪中的泥質物,一般泥岩為棕紅色,如季節性乾旱並見含鈣質與膏質泥岩;在潮溼氣候下含植物片較多,泥質成分若較多,也可變成含砂泥岩。泥岩具水平紋理或塊狀構造,有時還見暴露構造。區別間窪與分流間灣或河漫湖泊泥岩,主要根據動物化石組合與成因相的空間共生組合關係。

4.1.5.2 曲藏河三角洲前緣

三角洲前緣帶是三角洲中砂體集中發育帶,處於河口以下濱-淺湖緩坡帶,是河湖共同作用最具特徵的地帶。三角洲前緣亞相組合中主要包括3種成因相:分流河口壩、水下分流河道和水下天然堤-決口扇沉積。

總體上三角洲前緣為向湖方向傾斜、變厚的楔狀體;垂向上具有向上變粗的層序,即由前三角洲泥岩,前緣遠端部分向上過渡為近端部分,再向上三角洲平原沉積,構成一個完整的進積三角洲序列(圖4.10)。其中前緣帶主要成因型別有以下4種。

圖4.9 決口扇一分流河道砂體微相組合(a21井,長21亞段)

圖4.10 長61亞段三角洲平原水下分流河道-河口壩砂體垂向序列

(1)分流河口壩

分流河口壩亦稱河口砂壩,它是由河流帶來的碎屑物質在河口處因流速降低堆積而成。隨著三角洲不斷向湖心方向推進,河口壩主體部分逐漸向前推移,依次蓋在河口壩尾部和前三角洲泥之上,因此在剖面上出現向上變粗變厚的反韻律層序,並構成識別三角洲的重要標示。但湖泊三角洲中的河口壩發育的頻率、規模遠不能與海相三角洲相比,這是因為湖水密度小於挾泥沙的河水,兩者所含的電解質也趨於相同,因而河流入湖後仍能保持較高流速的慣性流體沿湖底水道繼續向前流動,並將大部分推移與懸浮載荷帶到河口之外的湖區沉積,從而形成以水下分流河道為主的三角洲前緣沉積;即使在洪水期的三角洲強烈進積過程中,較粗粒的推移載荷仍主要被截留在向前延伸的水下分流河道中,僅部分推移載荷和細粒懸浮載荷雖可在河口外側快速堆積,但所形成的河口壩的規模一般不大,且往往被後期向湖延伸的水下分流河道截切或沖刷、改造而儲存不完整。

根據盆地內長6段和長2段/長(4+5)段油層組中多口岩心井觀察,河口壩的特徵可以細劃出3點。

1)巖性主要為灰-綠灰色粉砂岩、粉-細砂岩組成,單個砂體常具有向上粒級變粗,泥質含量減少的反韻律特徵:砂岩成分和結構成熟度均較低,粒度概率累積曲線一般為三段或四段式,其中跳躍次總體主要由交角較大和斜率較高的二段組成,懸浮次總體變化亦較大,總體顯示改造不徹底的快速堆積特徵。

2)下部以發育水平紋理和浪成砂紋層理為主,區域性為塊狀層理,上部多以板狀斜層理和雙向交錯的楔形層理和平行層理,並組成典型垂向序列。另外,常見滑塌枕狀構造和包卷變形層理。顯示沉積早期處於有間歇湖浪作用的弱動盪環境中,中晚期水深變淺、能量增高,並在接受湖浪和河流的雙向水流簸選作用下,進積作用與沉積速度加強的總特徵。

3)在剖面結構上,位於三角洲旋迴下部,往往由一個或區域性由多個河口壩與遠砂壩疊置組成向前三角洲下超的進積複合體,頂部則多被向湖盆方向延伸的水下分流河道截切超覆。並在電測曲線上,顯示單箇中幅倒鐘形和指形特徵,或由數個幅度向上加大的倒鐘形、指形、箱形臺階狀疊合組成的複合體,代表著強烈的進積作用。

(2)水下分流河道

水下分流河道與河口壩共生。在剖面上水下分流河道底介面為沖刷面,常明顯地看到其對河口壩砂體的切割作用,河道砂厚一般5m~25m,寬度可大於200m,但一般在100m~150m。其具有3個主要特徵。

1)巖性主要以細砂岩為主,其次為中粒砂岩和粉-細砂岩,單個砂體具有向上粒級變細、泥質含量增多的正韻律特徵;砂岩成分成熟度雖低,但結構成熟度較高,粒度概率累積曲線一般為三段式,以跳躍次總體為主,斜率較高。

2)底部與下伏層呈明顯沖刷接觸,區域性見河道底部充填沉積,中下部塊狀層理、板狀交錯層理和平行層發育,中上部多見小型板狀交錯層理和沙波紋層理,區域性見小型槽狀交錯層理,顯示水動能由下向上逐漸變弱的過程。

3)在剖面結構上,砂體的底部與河口壩或細粒的水下天然堤呈截切沖刷關係,頂部與水下天然堤呈漸變關係。砂體或呈被細粒泥質粉砂岩分隔孤立狀突出,或因幾個期次的分流河道依次截切沖刷作用,造成下伏砂體上部的堤泛沉積被侵蝕缺失而形成多個砂體連續疊置關係。在電測曲線上,單個砂體呈中-高幅鐘形或指形,有多個砂體連續疊置的測井段,則呈中-高幅聖誕樹形或箱形曲線多級疊置。

水下分流河道與分流河道的最主要區別在於共生關係不同,前者與河口壩共生,在剖面中常見河口壩與水下分流河道複合或疊加規律,其上、下岩層均為水下沉積物;而分流河道為三角洲平原組成部分,除顏色較淡外,並與其共生的河間窪地或天然堤等沉積物往往具有大量水上標誌如根土層、暴露面、鈣質結核等。

(3)水下天然堤與決口扇

水下天然堤與決口扇沉積同三角洲平原亞相帶中天然堤、決口扇沉積一樣,是十分常見的沉積型別。前者以粉砂岩、泥質粉砂岩夾泥岩為主,是透鏡體狀體;後者以粉砂-細砂為主夾泥質粉砂岩,粒級稍粗,並常見底部沖刷,呈透鏡體狀。兩者在堤內與水下分流河道連片共生;向堤外,水下分流間灣泥質沉積物過渡。

沉積構造型別同三角洲平原天然堤、決口扇沉積一樣;概率累積曲線上顯示懸浮組合佔主要成分。

(4)前緣末端與水下分流間灣

前緣末端沉積亦稱砂壩沉積,沉積物較河口壩為細,主要為泥質粉砂岩與泥岩組成,並與前三角洲泥岩呈過渡關係,其界限只是近似的,特別是前緣末端-前三角洲泥岩沉積中夾較粗粒(細粒)薄砂層,代表洪水季節性形成的突發性沉積物,以底流的形式週期性的直達前緣末端-前三角洲部位,使剖面結構複雜化。沉積構造以水平紋理和沙波層為主,但主要具有波狀-脈狀-透鏡狀複合層理及滑動變形層理;沿層面分佈較多的植物炭屑,生物擾動構造和潛穴發育。

水下分流間灣常發育在兩個水下三角洲體之間或前緣多個朵狀體之間,與開闊暢通,主要由泥岩夾泥質粉砂岩透鏡體組成。水平紋理髮育,生物擾動作用強烈。向下漸為淺湖泥岩.

在垂向序列中,它與前緣末端沉積的區別,後者含砂較多且相的共生關係組合不同;與前三角洲沉積很難分,主要依據相的共生組合區分,另外生物化石的含量與組合也有差別。

前緣末端,在垂向剖面上,呈下細上粗的反韻律結構;粒度分佈,雖粒級與天然堤、決口扇沉積相似,但不同的是具雙跳躍段;自然電位曲線為低-中幅漏斗狀,多是前積式幅度組合。

4.1.5.3 前三角洲

它位於三角洲前緣末端前方,水體相對較深,典型巖性為深灰-灰色泥岩和粉砂質泥岩,具水平紋理,透鏡狀層理和塊狀層理,潛穴構造發育。自然電位曲線平直、微齒化。它與深-淺湖泥岩的區別,主要根據相的共生和沉積體系的劃分。

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