大庆油田及有关的地质开发知识

1、大庆油田及有关的地质开发知识目录第一讲松辽盆地简介 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 第二讲 大庆油田石油地质概况 (7) HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 第三讲:“沉积相”的一般知识(14) HYPERLINK l bookmark109 o Current Document 第四讲:河流一三角洲沉积体系(17) HYPERLINK l bookmark139 o Current Document 第醐:大庆油田储油砂岩的沉积模式(25) HYPERLINK l

2、bookmark164 o Current Document 第六讲:不同成因类型储油砂岩的冰淹特点(30) HYPERLINK l bookmark173 o Current Document 第七讲:“沉积相”研究成果的应用(33)第一讲：松辽盆地简介松辽盆地是我国东北部的一个大型沉积盆地。位于东经 119 40，128 24,，北纬 42 25，49 23，之间。盆地呈被北北东方向展布，地跨黑龙江、吉林、辽宁三省及内蒙古自治区， 长750公里，宽330370公里，面积26万平方公里。（图一）盆地周围为山脉丘陵所环绕，西为大兴安岭，东北为小兴安岭，东为长白山 系的张广才岭，南为康平一法库的

3、丘陵地带，中间是松花江、嫩江、辽河水系的平原沼泽。地面海拔一般在120300米之间。盆地内部在第四系复盖下面广泛分布着白垩纪地层，盆地四周出露古生代以 前的变质岩。岩浆岩以及侏罗纪火山岩。勘探历程：松辽盆地的石油地质勘探开始于1955年秋可以分为五个阶段：第一阶段（1955年秋至1959年9月）：对盆地进行全面侦察。这个阶段对盆地进行了区域性综合勘探，应用的地球物理方法主要有航空磁 测、重磁力普查、电法。并搞了以地质浅钻为主的地面地质测量，基准井及少量 深探井的钻探工作。初步查明了盆地的构造轮廓，基底起伏和埋藏深度，划分了盆地一级构造单 元，发现了 42个局部构造，查明了位于中央拗陷区的大庆长

4、垣构造，建立了以 白垩系为主的地层层序，了解了盆地生、储、盖情况，发现了较多的油气显示， 确定了盆地中央拗陷区为最有利的含油地区，并在大庆长垣高台子构造上拟定了 松基三井的井位。松基三井设计井深3200米。1959年4月11日开钻，当钻至1100多米以后 见到了良好的含油显示。为尽快搞清这些含油层的产能，于8月28日钻至井深 1461.76米时提前完钻试油。经过艰苦细致的诱喷工作，于9月26日喷出了工业 油流，发现了大庆油田。9月27日，扶余III号构造扶27井获得工业油流，发现了扶余油田。第二阶段（1959年9月至1960年底）：集中力量勘探大庆油田。继续在高台子构造以南及以北地区进行地震工

5、作，发现了葡萄花、太平屯、 敖包塔、杏树岗、萨尔图和喇嘛甸等构造，从而查明了由七个高点组成的大庆长 垣的构造情况。松基三井喷油后，先在长垣南部，后在整个长垣开展了钻探工作。1960年 14月，葡7井、太2井、沙66井、凹26井、杏66井和拉72井相纪喷油，初 步拿下了油田面积，探明了油田储量。第三阶段（1961年至1964年）：对盆地进行全面钻探。在约十万平方公里的面积内进行了地震连片测量，并编制了盆地六大层地 震构造图，新发现和证实局部构造46个。按照“集中解剖与甩开侦察相结合”的原则，还先后集中钻探了五个地区。第四阶段（1964年至1972年）：对一些局部构造进行了勘探，钻探和试油工作，有

6、16 口井获得了工业油流。第五阶段（1973年至今）：继续开展地震、钻探和试油工作，初步搞清了三个地区的情况。地质概况：一、构造：松辽盆地属于我国著名地质学家李四光同志划分的中国东部新华夏系第二 沉降带，即呈北北东走向的中新生代沉降带中的一个大型沉积盆地。盆地内部总的轮廓是北部、东北部、东南部和西南部为隆起区，西部是平缓 斜坡，中间是大面积的拗陷区。根据基底结构，白垩系的岩性、岩相等特征，白垩系（中浅层）构造情况和地质发展史、将松辽盆地划分为6个一级构造分区（图2）二、地层：松辽盆地中，新生代沉积岩总厚度在6000米以上，其中以白垩纪沉积厚度 最大，分布也较广泛。各层组情况见“松辽盆地地层简表

7、”（表1）三、油层：松辽盆地已经命名的六组油层是黑帝庙、萨尔图、葡萄花、高台子、扶余、 杨大城子油层。这六组油层均已获得工业油气流。各组油层相当的地层层位见“松 辽盆地地层简表”。随着勘探程度的加深，目前白垩系各组段中均已见到不同程 度的油气显示，在明水组嫩五段、嫩二段中也获得工业气流，深部的侏罗系也见 到含油显示。按照生油层、储油层和盖层的分布状况，划分了三个含油组合。以青山口 组为生油层、高台子、葡萄花、萨尔图油层为储油层，嫩一、二段为盖层构成中 部含油组合。以嫩一、二段为生油层、黑帝庙油层为储油层，嫩四、五段为盖层构成上部 含油组合。以扶余、杨大城子油层为储油层，青山口组为盖层，青一段为

8、生油层（部分 地区泉三段及以下地层为可能生油层），构成下部含油组合。四、地质发展简史：（1）基 底：松辽盆地及其周围地区经历了前古生代、早、中古生代和晚古生代三次海 侵和吕梁、加里东、华力西三次比较强烈的地壳运动，每次均伴随有规模较大的 花岗岩侵入，故前古生代和古生代地层均受到不同程度的变质和形成比较复杂的 褶皱。古生代末的华力西晚期运动，使松辽盆地及其周围地区上升为陆地。三迭纪 时处于受剥蚀夷平状态，没有接受沉积。前古生代和古生代变质岩和岩浆岩便构成了松辽盆地中、新生代沉积的基底。（2）中、新生代：1、第一阶段：由于燕山运动的强烈作用，产生了以北北东和北西走向为主 的许多断裂，开始了中、新生

9、代地质发展历史的第一阶段，即断陷期。2、第二阶段：下白垩统登娄库组沉积时期，是在侏罗纪分割断陷盆地基础 上继续发展成为较大面积的断陷和拗陷沉积盆地的过渡时期，即断拗期。3、第三阶段：下白垩统泉头组至嫩江组沉积时期，是大型拗陷形成和发展 的全盛阶段，即拗陷期。4、第四阶段：上白垩统四方台组和明水组沉积时期，并延续到新生代。此 时期沉降活动较弱，边部隆起，拗陷渐趋消亡，即上生期。第二讲：大庆油田石油地质概况一、构造及断层：大庆长垣位于松辽盆地中央拗陷区的中部，是一个轴向为北东20的隆起 比较高的二级构造带。南北长140公里；短轴方向南宽北窄：北部的宽度为612 公里，南部的宽度为1230公里。按葡

10、一组顶部计算，最高点海拔-632.2米， 以海拔1100米构造的等高线圈闭，闭合面积2000平方公里，闭合高差567.8 米。长垣上发育七个局部构造，即喇嘛甸、萨尔图、杏树岗、太平屯、高台子、 葡萄花、敖包塔（图3）。七个局部构造中，萨尔图构造隆起最高。葡萄花构造次之。长垣构造平缓。北部的喇嘛甸、萨尔图、杏树岗构造两翼陡57）、东 翼缓（3）。长垣南北构造特点有所不同。北部构造排列规则，轴向变化在北东18至 北西356之间。北部的喇嘛甸、萨尔图、杏树岗为三个不对称的短轴背斜，局 部构造圈闭范围小，圈闭的构造等高线为-875米。南部是排列不整齐的四个近似 穹窿状构造，局部构造圈闭范围大，圈闭的构

11、造等高线为-1025米。大庆长垣构造虽然平缓，但断层发育，且都属正断层。初步统计，全油田有 断层近500条（相当于嫩江组底界）。断层走向绝大多数为北西向及北北西向，少数为北东向、南北向、东西向。 断层倾角在41 74。之间（原始4080。之间）一般在55 （原始60）左 右。长垣北部断层倾角大，南部断层倾角小，南北可相差20左右。断层的断距一般在3080米之间，最大断距220米，北部断距大，南部断距 小。断层延伸长度从0.38公里到12公里、一般为13公里。断层面形态，北部 简单（直线型占多数），南部复杂（弧型及座椅型显著增加）。在已注水开发的地区，断层主要起封闭作用。二、油层：松辽盆地已经命

12、名的六组油层中，除杨大城子油层外，大庆长垣均有发育。上部油层组合的黑帝庙油层，砂岩较发育，分布广泛、长垣上南北变化不大， 厚度为3040米左右，但连通性差，以透镜体为主，其岩性多为泥质粉砂岩，少 量为细砂岩，个别是钙质砂岩，含泥质较多，常见交错层理。由于埋藏较浅，砂 岩较疏松，储油物性良好，平均孔隙度为2228%，渗透率一般为100500毫达 西。该油层在长垣上油气显示较多，在南部获得工业油流。下部含油组合的扶余油层，杨大城子油层，由于埋藏较深，大多数井均未钻 到。扶余油层在全长垣均有砂岩分布，但南北差异较大。据仅有的资料看，储油 条件显著变差，砂岩含钙质，胶结致密，孔隙度平均只有10%，平均

13、渗透率仅 0.47毫大西。砂岩含油不均匀，仅在长垣南部见到一些油气显示和少量油流， 尚未获得工业油气流。中部含油组合的萨尔图、葡萄花、高台子油层是长垣上的主要产油层，总厚 度达500多米，为砂泥岩组合，属孔隙性油层。自北而南，地层由薄变厚，砂岩 由多变少，油层由厚变薄，单层厚度也由厚变薄，单层层数、钙质含量、化石含 量等均由少变多。砂岩、岩化等资料分析表明，这三套砂岩有统一的沉积来源，属于克山一杏 树岗砂岩体的核部和前缘。自北而南呈一个大型砂岩柱状体插入黑色泥岩之中。 除葡一组砂岩延伸到长垣南部外。其余各层层组砂岩均在杏树岗油田附近尖灭 （图 4）。萨尔图、葡萄花、高台子油层是一套连续沉积的砂

14、岩，纵向上具有明显的旋 回性，因此各油层之间岩性也有很大的差异。其变化特点是：从高台子油层往上， 油层由薄变厚，砂岩由细变粗。钙质含量由多变少；全葡一组砂岩最发育；再往 上砂岩又由粗变细，油层由厚变薄。三、油、气、水性质：（1）一般特点：大庆原油是以烷烃为主，环烷烃次之，并含少量芳香烃的石蜡基石油。比 重中等（0.8290.882），高粘度（6.940.6）厘泊），高凝固点（18 34 C）， 高含蜡量（16.452%）。元素含量：碳占8187%，氢占1215% （碳氢比67）， 硫占0.151.0%，氮、氧含量很少。天然气以甲烷为主，含量达6090%，重烃含量1-37%，氮含量0.115.3

15、%， 二氧化碳+硫化氢含量0.52%。比重为0.5680.986。油田水为中等矿化度之浓缩水，属重碳酸钠型，含少量稀有元素（碘、漠、 硼）及环烷酸等。（2）变化特征：原油性质变化特征：A、物理性质变化特征：垂向上：原油物性高台子油层较差，葡萄花油层较好，萨尔图油层又稍 差（表2）。平面上：从北往南，原油比重、粘度、含胶量逐渐降低。比重由0.864 降到0.839，粘度由25厘泊降到10厘泊以下，含胶量由25%降到10%以下。含 蜡量、凝固点南北变化不大。在同一局部构造中，由于边水的氧化作用，翼部原 油物性变差。B、化学性质变化特征：垂向上：萨、葡、高油层原油化学性质自上而下变差，总烃减少，非烃

16、 沥青质及沥青质增加（表3）。平面上：由北向南，总烃、饱和烃逐渐增加，非烃及沥青质逐渐减少。r 地层原 油物性变化特征由北往南，饱和压力逐渐变低，原始油气比，原油粘度等也有此趋 势（表4）。另外，断层对饱和压力变化起一定的控制作用，尤其是大断层，把各油 田切成几个断块，各断块成为饱和压力的独立变化区。2、天然气性质变化特征：由南向北甲烷含量增加，重烃含量减少：葡萄花油田甲烷含量68.54%， 重烃含量22.28%；喇嘛甸油田甲烷含量87.63%，重烃含量11.92%。比重则是南 高北低：葡萄花油田为0.7774，喇嘛甸油田为0.6833。气顶气、浅气层及气夹层中的天然气其甲烷含量大于90%，重

17、烃含量小 于4%，比重小于0.6。3、油田水性质变化特征：总矿化度一般为60009000毫克/升，最低为3193毫克/升，最高为 10256.5毫克/升。长垣北部为60008000毫克/升，南部为70009000毫克/升。喇嘛甸、 萨尔图油田两翼低，轴部高；杏树岗油田高值在西部；长垣南部西北低、东南高。氯离子含量一般为20003000毫克/升，长垣北部为20002500毫克/ 升，南部为25003000毫克/升。重碳酸根离子一般为20003000毫克/升，异常高值区几乎和油田的 分布完全一致，大于2000毫克/升的等值线与大庆长垣及其两侧油藏的范围大致 吻合，油田轴部大于3000毫克/升，边部

18、有减少的趋势。硫酸根含量较低，一般小于50毫克/升，轴部含量高，翼部低。四、油、气、水分布规律及油藏类型：（1）油、气、水分布规律：油、气、水的分布取决于构造、岩性和断层组合形式等地质因素 由于长垣南北各局部构造发育的早晚、生油岩性质的好坏、距离油源的远近。储 集层的发育程度以及断层的控制作用等不尽相同，故油、气、水的分布特征南北 各异。A、气：气层的垂向分布有明显的分段性，从上到下可分四段（表5）各段的气体 性质变化不大。气层分布状况气顶油气界面明显，喇嘛甸油田一般在海拔一770米左右，向构造顶部稍有 抬高，上下波动范围10米左右。油气混合带较不明显，拉163井仅1米左右。气层平面分布受局部

19、构造控制，气层底界和层位由北向南逐渐抬高。B、油、水：由于重力分异作用，油、水界面分异明显。但因原油性质的变化和岩性因素 的影响，油、水分布在垂向上有分段性。以萨尔图油田为例，可分为纯油段（井 深1100米以上）稠油段（井深1100米1190米），油水过渡带（11901210米）， 含残余油含水段（12101250米），纯水段（1250米以下）。平面上，北部的喇嘛甸、萨尔图、杏树岗油田，油、水分布受二级构造控 制，油田连片分布，中间无边水、萨、葡、高油层属同一水动力系统的背斜构造 油藏，油、水过渡带的宽窄变化受构造两翼倾角的控制：西翼陡，过渡带窄；东 翼缓，过渡带宽。长垣南部油、水分布复杂，含

20、油区不连片。除受局部构造控制 外，由于断层封闭和岩性影响，使油水分布复杂化。（2）油藏类型：通过对油、气、水分布规律的研究，认识到大庆长垣油、气藏类型主要受构 造、岩性和断层控制。虽然长垣上七个构造均为背斜构造，但是由于储集层的发 育程度和断层对油、气的封隔作用，长垣南北有着明显的差别。长垣北部储集层发育、砂岩厚度大，一般说来断层对油、气、水不起分隔作 用；而长垣南部储集层不发育，砂岩厚度小且呈透镜状分布，加之断层较北部发 育，当断距大于砂岩厚度时就形成遮挡。因此油、气藏类型也不同。1、块状背斜油气藏：长垣北部，萨尔图油层厚70-120米，砂层厚1025米，葡萄花油层厚4060 米，砂层厚28

21、.8米（拉83井）；高台子油层厚300400米。砂层厚100180米 （萨尔图地区）喇嘛甸，萨尔图和杏树岗油田连成一片，在大幅度的圈闭中发育 厚层储集砂岩，渗透性好（一般为200900毫达西），孔隙度高（2228%），储 量大、产量高，有统一的压力系统和油、水界面。油藏内、油、气、水分异明显。2、层状背斜油气藏：背斜圈闭中，储集岩被非渗透岩层隔成薄层状。如高台子油田，油藏主要受 背斜构造的控制，油层顶、底被不渗透的泥岩所分隔，各油层没有统一的油水界 面，但自下而上油水界面有规律地逐层抬高，西翼油水界面由海拔-1020-997米， 东翼由-1032-1018米，使油藏的含油范围上大下小，呈扇形。

22、3、断块背斜油藏：在局部构造控制的范围内，由于断层的分隔作用，使油、水界面复杂化，形 成断块背斜油藏。如葡萄花油田，储集层属三角洲前缘沉积，砂岩不发育，断距 1030米的断层就能起切割封闭油层的作用。因此，油、水分布比较复杂，油水 界面随断块不同而高低不一，高断块油水界面高，低断块油水界面低，变化范围 在-78-1025米之间。从剖面上看，西翼断块界面较高，为800-900米；东翼断 块界面较低，为-8501000米。同一断块，油水分异完全，有统一的油水界面， 形成以断块为单元的相对独立的油水系统。4、岩性构造油藏：太平屯构造储集砂岩不发育，大多呈透镜状，砂岩之间连通性差，故油田内油水分异不完

23、全，没有统一的油水界面。但同一口井中，油水分异还是清楚 的。五、大庆油田石油地质特征：大庆长垣位于齐家古龙凹陷和三肇凹陷即最有利。生油区和有利生油区 之间，是青山口组-嫩江组三角洲发育的场所，是最有利的聚集油气的二级构造 带。（1）河流-三角洲相与湖泊相交替出现、构成了大庆油田最良好的生、 储、盖组合。（2）与聚油期同时形成的构造对油气圈闭最有利。（3）大庆油田原油性质的变化受生油区生油条件的控制。第三讲：“沉积相”的一般知识一、“沉积相”的概念：“沉积相就是沉淀、堆积、“相：拉丁语意为外貌；在沉积学中，它主 要是指“沉积环境和“沉积作用。用一句简单的话来概括：“沉积相”就是沉 积环境（或沉积

24、作用）的物质反映。它应该包括以下三方面的内容：1由一组岩层来代表，有地层学的意义；2有古地理景观单位的意义。3有地球化学的意义。二、沉积环境分类：沉积环境可分为非海相环境，海相环境和混合环境，每种环境又可以进 一步细分（表6）。三、沉积砂子的环境：砂子（按“沉积学”的术语应称作“碎屑沉积物）可堆积在各种不同的 环境中（图5）。尽管沉积砂子的环境很多，但对石油来说最重要的还是沉积在沿岸的特别是三角 洲的砂体。因为多数砂都倾卸在沿岸位置，而物理过程则倾向于把它们散布到更 广大的地区。另外，许多沿岸地区往往是整个地质时期内砂子重复沉积的地方。 我国油田的砂岩储集层大多属于内陆湖盆沉积。因此，研究内陆

25、沉积盆地对指导 油田的勘探和开发具有特殊的意义。湖泊是大陆上水流汇集的地方，也是沉积物 堆积的场所。由于靠近物源，所以湖泊中砂体是很发育的。湖盆的沉积环境和动力条件与海盆有许多相似之处，湖盆越大，与海盆相似 之处也越多。但是，湖盆与海盆也有不同之处：如水体大小和深度有很大差别， 水动力强弱有很大不同，而且湖泊中没有潮汐作用，所以，在湖泊沉积中河流的 作用更为突出。此外，湖泊多为淡水或微咸水。化学沉积物和生物种属与海洋也 有很大的差别。一个湖盆内的沉积物是由多种类型砂体为骨架组成的。由盆地边缘的分水岭 全湖盆中心，依次发育了洪积或冲积扇砂体，辩状河砂体，曲流河砂体，分流河 床砂体和三角洲前缘砂体

26、（在没有大河入口的地方，则发育湖湾砂体）（图6）湖盆地往往具有多物源，多沉积体系的特点。所谓“沉积体系”，是指由一 个主要物源或一组相近物源所形成的沉积体。不同沉积体系之间为砂岩低值区， 故每个沉积体系砂岩自成一体，与相邻体系的砂岩互不相通。但从湖盆整体来看， 不同体系同类型沉积分布的位置相当，使湖盆内的砂体具有环状分布的特点。一个大型湖盆地有许多三角洲，在这些三角洲中，沿长轴分布的往往最发育， 成为入湖的主要三角洲。由于湖水能量较弱，故一般都形成高建设性三角洲，向湖泊内部延伸较远。 在这种三角洲沉积中，河流沉积的砂体是整个沉积体系的骨架，沿岸砂坝不甚发 育。位于两个三角洲之间的地区，由于补偿

27、不足而形成湖湾区。湖湾砂体主要是 由水下砂洲和席状砂组成。随着湖盆的不断收缩和扩张，在垂向上便形成了河、湖交替的沉积；在平面 上，从盆地边缘往湖泊中心，砂岩比例逐渐减少，单砂层厚度逐渐变薄，砂岩颗 粒由粗变细。第四讲：河流-三角洲沉积体系近二十年来，由于石油地质勘探工作的发展。发现很多油田和三角洲沉积有 关。大部分陆源碎屑沉积都是在边缘海和浅海、近岸环境下沉积的，这些由砂、 粉砂和泥构成的沉积物很多都是由大河从陆地搬运到海岸地区，并沉积在三角洲 的。研究表明，在三角洲环境里，有着丰富的有机物，迅速的沉积作用覆盖并保 存了有机物。有机物在埋藏后不久使转化为油气。油气可运移到三角洲边缘和分 流河床

28、、潮汐河床中沉积的透镜状孔隙砂岩中。在一些盆地内，断层是随着沉积作用同时产生的，同时由于迅速的三角洲沉 积使盐和页岩向上刺穿生长。这些局部的隆起可形成能聚集油气的构造圈闭。因此，三角洲环境具有丰富的生油母岩，大量的孔隙性储油层，众多的地层 和构造圈闭，是一个有利的油气产地。现已确认，许多大的、特大的油田都与三角洲沉积有关。如科威特的布尔十 油田，委内瑞拉开拉开波盆地的玻利瓦尔沿岸油田，美国阿拉斯加的普鲁德震湾 油田、东得克萨斯油田等。此外，世界最大的沥青砂一加拿大的阿萨巴斯卡沥青 砂一经研究也确定为三角洲沉积。1973年以来，对大庆油田储油砂岩的沉积环境进行了深入细致的研究，证明 萨、葡油层也

29、是河流一三角洲沉积的产物。河流一三角洲环境（图7）沉积了各种各样的砂体。下面就按从山区到海洋 （或湖泊）的顺序，逐一加以间单的介绍。一、冲积扇砂砾岩体：分布在盆地边缘、地势较高的山前带。其特点是属于相对高能量环境， 邻近剥蚀区。故碎屑物粒级范围最大（从巨砾到泥都有）跟据沉积物的组成状况，一个冲积扇体可以分为扇首、扇中、扇底三部 分（图8）碎屑物山区向冲积扇搬运有两种方式：即河流或漫流，泥石流或泥流。由山 区来的碎屑沉积物，通过峡谷向冲积扇集中，然后由辫状河流散开。因此，砂和 较粗的碎屑物一般便被留在河道中。故其与下伏地层呈突变接触，很粗（以砾石为主），分选极差（从砾石到泥）， 砂体成河道形，呈

30、迭瓦状、块状或层状。当暴雨泛滥时，可在冲积扇表面形成一 层较细的漫流沉积物，具交错层理，呈块状或薄层状。当水流不大时，可完全渗 入砾石，把细颗粒带走（即所谓“筛积作用”）此时便可形成较纯净的砾石，具 很高的渗透率。所以，冲积扇的沉积层序是：河道形的分选很差的砂、砾沉积间 夹薄层粉砂-泥岩类层。在某些条件下，冲积扇上的沉积是由于泥流或泥石流作用的结果。这些泥 石流通常顺着冲积扇的主流道流动，形成分选极差（包括巨砾、中砾及分选很差 的填质），且不成层的砂或砾状砂的长条窄砂体。在山区与平原交界处。在短陷盆地的边缘，冲积扇常成群出现，在发展过 程中，相邻扇体逐渐连成一片。形成一个平行于断层线的条带状砂

31、砾岩体。二、河流砂岩体：河流是把风化物从陆地搬运到海洋（或湖泊）的主要营力。不过。风化物 最后并非都能搬运到海洋（或湖泊）。因为在搬运的过程中河流不但有强烈的侵 蚀作用，而且还有广泛的沉积作用。所以河流既是搬运、侵蚀的主要营力，又是 沉积的主要营力。（1）河流的形态：尽管河流千姿百态。但归纳起来。不过是顺直、辫状、弯曲三种（图9）。 而较常见的，研究得比较清楚的则是弯曲河流。（2）不同河型的沉积特征：1、顺直河流：真正的顺直河很少见，顺直河往往是指长度大于宽度许多，而弯曲度很 小的河段。即使是这样的河段。其河流底谷线也常常是弯曲的（深槽与浅滩交替）。 其侵蚀和沉积形式与弯曲河流相似。2、辫状河

32、流：多位于高能量环境的冲积扇和低能量环境的弯曲河流之间。其特征是水流 绕着心滩不断分支和重新汇合。因而一个主河道被分割成若十个河道（图10）。 在低水位时，这些心滩十分明显；在高水位时。它们可以被河水全部淹没。（图 10）辫状河形成于坡降大、流量变化大、河岸抗冲性差、荷载泥砂多的环境之中。故 靠近河流上游位置，容易发育辫状河。辫状河沉积的主要砂体是心滩。由于河道宽而浅，故在一个河道断面上可以 出现许多心滩又由于河道侧向迁移十分快。故砂体宽度往往很大，且中间很少夹 泥、页岩。辫状河河床变化很快，冲刷与河道废弃十分频繁，所以废弃河道充填沉积也 很常见。这种沉积一般为递变层：下部为砾，中间是砂，向上

33、变为泥质。南亚的 布拉马普特拉河就是典型的辫状河。这条河流4年有一次中等洪水，每3550年有一次特大洪水。在洪水泛滥时期，很大的地区被淹没，大量的沉积物被 冲走。仅仅200年，布拉马普特拉河就切割出一条长近210公里，宽约13公里 的河谷，并沉积了约18米厚的砂体。3、弯曲河流位于辫状河之下，三角洲之上。其特点是河道弯曲，单一、较深、流量变化 大（较长时间的低水位期和较短时间的泛滥期相交替）。曲流河有两个沉积过程， 即河道迁移和废弃。当河道迁移在凹岸发生时，在凸岸就形成点砂坝（图11）。曲流迁移范围（曲 流带）可为河宽的1520倍。河道废弃有两种情况。一是河流被切割，废弃一个单一的环状流（牛轭

34、湖）；一 是废弃一个完整的曲流带。所以，一个典型曲流河泛滥平原的特征是具有一个活 动的曲流带，数个废弃的曲流带和一大群牛轭湖。泛滥平原的另外一些地区，由 于从来没有曲流带，故仅在洪水泛滥时接受细粒的沉积物。因此，点砂坝是弯曲 河流沉积的主要砂体。综上所述可知：一条河的上游容易呈辫状，中、下游多为弯曲型。但也有这 样的情况：同一条河的这一河段为弯曲型，另一河段呈辫状；或某一河段在这一 时期为弯曲型，在另一时期则辫状。三、三角洲砂岩体：三角洲位于曲流带与海岸（或湖岸）之间，两侧为沿岸-三角洲间环境。（1）三角洲的形态：三角洲主要是由河流搬运来的泥砂沉积而成的，而海水的波浪海流、潮汐等 作用又可以使

35、河流搬运来的泥砂遭到冲刷而重新分布，所以，三角洲的形态取决 于河流与海洋（或河流与湖泊）能量的相互关系：当河流的能量大于海洋（或湖 泊）时，三角洲逐渐向海（或湖）延伸，形成建设性三角洲；当海水（或湖水） 的作用使河流搬运来的泥砂遭受侵蚀而重新分布时，便形成破坏性三角洲（图 12）还有一种以潮汐作用为主的高破坏性三角洲，其特点是潮汐砂坝位于潮沟之 内或其两旁成裂指状分出（图13）。（2）三角洲的发育：其特征为分支河道的分岔和向海的推进。在河流入海（或湖）处，往往会出现一个新月形砂坝，即河口砂坝或分支河 口砂坝。这种砂坝是由于河口处水流流速突然降低使河床负载物堆积而成（图 14）。河口砂坝堆积的结

36、果，大大地缩小了河口的横截面积。为了适应这种情况， 河流带由砂坝的上端分为两股。由于水流受到阻碍，势必向两个支流的外侧冲刷, 又使分支河道向外扩张，并在分支河道的外侧形成水下天堤。分支河道继续向前 发展。不久又会在两个分支河道的河口出现新的砂坝，而将河道分成四股。并继 续向外扩张（图15）结果就形成一个向海（或湖）延伸的喇叭形。三角洲在横向上的扩展，主要是由于分支流两侧的天然堤被洪水冲破，形成 决口扇沉积。（3）三角洲的层序：三角洲的陆上部分称为三角洲平原，水下部分称为三角洲前缘和前三角洲。 三角洲砂主要沉积在分流河道和三角洲前缘带中（图16）。三角洲平原（也叫分流平原）主要由河流沉积物组成。

37、三角洲前缘主要沉积 河口砂坝和席状砂。前三角洲的沉积物主要是悬移质。由于三角洲沉积是不断地向海（或湖）推进的，故同一层并非完全同时沉积， 而是陆方先沉积，海方后沉积；而不同的岩相反而是同时沉积的。因此，剖面上 的“等时线”是横跨各种不同岩相的（图17）。总之，三角洲沉积层序是典型的反旋回，即自下而上为前三角洲泥-外边缘 砂-内边缘砂-分支河道砂。剖面上呈砂泥岩互层，砂岩由下而上变粗，泥质夹 层由下向上变薄。单砂层内部除河口砂坝呈反韵律外，一般边缘砂单层内部是相 对均匀的，顶部为分支流河道砂时，则仍为正韵律，底部呈突变接触。三角洲的沉积旋回，主要靠破坏性的海相薄层砂岩或泥岩的出现来确定。由 建设

38、性河流带来的泥砂沉积转变为海相沉积，说明三角洲建设作用已完结，破坏 作用已开始，可以算作一个旋回。第五讲:大庆油田储油砂岩的沉积模式早在1963年，萨尔图油田161平方公里面积开发方案就已初步指出了萨、葡油层的沉积环境。在“萨尔图油田各油层组岩性特征表” 沉积相一栏中将萨I、萨III、葡II组划为“半深水湖相”，萨II、葡I组划为 “浅湖相”。但是，真正进行了深入探讨并作出了明确结论的应是萨、杏油田 油层内部性质的研究一文。该文第三部分：“萨、葡油层沉积特征和油层性质 的演变规律”在对萨、葡油层的沉积背景作了详细的分析之后，接着就阐述了以 砂岩组为单元划分沉积类型的依据和方法，并得出了如下的划

39、分结果：萨、葡油 层“砂岩组的沉积类型可分为四大类”。“第一大类是以黑色泥岩为主体的反旋回”，为深湖-半深湖相。“第二大类是以灰绿色泥岩和过渡性岩性为主体的反旋回”建为半深湖- 浅湖的过渡相”。“第三大类是正旋回沉积”，“为浅湖相”。“第四大类是正旋回沉积”，“为滨湖相”。近几年来，随着研究的逐渐深入，发现了越来越多与湖相沉积相矛盾的现 象，从而认识到简单地将萨、葡油层看作湖相沉积是不妥当的。目前认为，大庆油田的主要储油砂岩是内陆湖盆河流-三角洲环境的产物。 在这个环境中，至少可以形成四种砂岩体。下面分别研究其非均质沉积模式。一、泛滥平原河道砂岩的非均质沉积模式：河流沉积有两大特点，即侧向加积

40、和周期性加积。当沉积物供给充足而地壳下降缓慢时，河流可以在很大的范围内摆动，并沉 积分布面积相当宽广的砂体；当地壳下沉较快时，河流摆动的范围也较小，沉积 的砂体也较窄。一般情况下，河流侧向摆动的幅度大大超过地壳沉降的幅度，所 以河流沉积的砂岩总是大面积分布的。由于平原河流以侧向加积为主。所谓“时 间单元”，实际上是指河流向一个方向连续摆动到一定阶段所沉积的砂岩，其厚 度大致与河流的最大水深相当。包括底层亚相和顶层亚相两部分。研究表明，只 有在洪水期河流才接受沉积，其它时间河床则是稳定的，它没有接受沉积甚至只 受到剥蚀。黄河流域许多水文站测得的资料证明：每年的来砂量都集中在洪水期 的一、两个月，

41、其来砂量可占全年的80%以上。了解了河流沉积这两大特点后，就可建立以点砂坝为代表的，一个时间单元 河床砂岩的非均质沉积模式（18）。这一沉积模式的要点是：1、一个时间单元的砂岩是多次洪水期侧向加积和垂向加积的结果，但以侧 向加积为主。一个较完整的正韵律可代表一次洪水期-由高峰到退落的全过程， 它包括一个或几个反映水流小幅度变化的小韵律（相当于均质段）。2、每一个韵律（一般都是正韵律）的厚度从几十厘米到两、三米或更厚一 些。韵律内部空气渗透率级差从几倍到几十倍，一般都在10倍以上；若从一个 时间单元来看，渗透率级差就更大。不言而喻每个韵律的高渗透部位总是在底部。3、韵律间的接触关系，既可以是冲刷

42、接触，也可以是迭合接触。其界限按 一定角度（几度到十几度）向河流深槽倾斜。当然，平原河流中除点砂坝外，还有大量发育在辫状河流的心滩和边滩。这 些沉积物和点砂坝有很多相似之处，只是情况更为复杂一些。二、分流平原河道砂岩的非均质沉积模式：靠近湖岸线的三角洲平原地势平坦，经常受湖岸线变化的影响。加上主要分 流不时决口，故除一、两条主要分流比较稳定外，多数次要分流都是短期存在的，它们经常被废弃，同时又在别处产生心的分流。一个活动的分流河道是充满水的，一旦河道被废弃，则将被沉积物所充填。快速废弃的河道充填物中含砂较多，但多数分流河道仅下部含砂。（图19）因此，在三角洲平原，除了主要分流带形成侧向加积的砂

43、体（如点砂坝、心 滩等）外，还出现较多的，属垂向加积作用的河道充填沉积。此外，湖水上升时， 部分三角洲平原可能被淹没。这时，就会在三角洲表面上沉积一层薄薄的、属垂 向加积作用的湖进沉积物（湖进砂或湖进泥）。所以，分流平原的一个时间单元， 可以包括比泛滥平原河床砂岩更多的韵律；而每个韵律的成因又各不相同，有侧 向加积的、有垂向加积的、还有选择性加积的由这几种不同成因的砂子组成的厚 层，按理说非均质程度一定很严重。不过，这些沉积物还有一个共同的特点，就 是经过较长时间的搬运，颗粒比较细。故其渗透性能中等，韵律之间的分隔性也 比较好。三、河口砂坝砂岩的非均质沉积模式：分流入湖后，流速聚降，大量泥砂沉

44、积在河道的末端，成为河口砂坝（图20）。由于这个位置经常受湖浪、湖流的冲刷和淘洗，把泥质带至远方而将砂子留 了下来，故砂子比较纯净，分选也较好。又由于分流经常改道，便把许多河口砂坝相互连接起来，故砂体分布较广。 湖水的能量一般都比较小，故上述典型的河口砂坝较少见。通常是分流入湖后， 继续穿行一段或长或短的距离，沉积一些水下河道砂。另外，河口砂坝砂岩内部仍有多韵律的特点，即受周期性洪水影响较明显： 洪水期沉积砂，枯水期沉积泥或泥质粉砂。因为这种韵律是在水下环境形成的， 属于垂向加积和选择性加积作用的产物，故时间单元的界线多与湖底平行，单元 中每个韵律在平面上的稳定性也比较好。四、三角洲前缘席状砂

45、岩的非均质沉积模式：离河口较远的湖区，洪水期也能沉积部分砂子，洪水过后又盖以泥质沉积物， 形成砂泥互层。这种砂体称为席状砂（或边缘砂），这种垂向加积的沉积物，颗 粒细，渗透性差。当主要分流改道后，原来的三角洲被废弃，在湖水的作用下，三角洲表面的 沉积物便再行分布（较细的成分被带走而留下较粗的成份），形成面积大，有一 定厚度的席状砂。这种选择性加积和垂向加积的沉积物成层性较好。当湖水能量较大时，也可以把正在形成或已经形成的三角洲的部分沉积物搬运到 三角洲一侧的滨湖或湖湾地区，形成比较稳定的席状砂（图21）。这种砂子经过 湖流的搬运和湖浪的淘洗，其特点是砂质细、分选好、成份纯、连续性好。综上所述可

46、知：对于一个建设性三角洲来说，分流平原河道砂岩，河口砂坝砂岩 和部分三角洲前缘席状砂岩在同一地区一般总是同时出现并且互为上下，形成三 角洲砂岩组合（图22）。而泛滥平原河道砂岩则出现在另一地区，形成泛滥平原 河道砂岩组合。第六讲：不同成因类型储油砂岩的水淹特点一、泛滥平原河道砂岩组合的水淹特点：从泛滥平原河道砂岩的非均质沉积模式可以看出：一个时间单元的河道砂 岩，其渗透性表现为“两个极端”，即靠顶部是低渗透连通差；靠底部是高渗透 连通好。若两口井之间所夹的韵律越多时“两个极端”的现象就越严重。注水开 发后，注入水在油层内部是横穿许多韵律，沿靠近河底的部位运动的，这就是河 道砂岩总是底部强水洗，

47、上部不容易水洗以及油、水井之间存在滞油区的主要原 因。大庆油田密闭取芯检查井几乎百分之百的水淹资料以及大量油井分层测试 资料，都证明了河道砂岩底部水淹严重这一特点。还应特别指出：河道砂岩水洗厚度主要受井点非均质程度控制，而与油、水 井之间的距离，累积注水倍数关系不大。同时其水洗厚度的变化也不遵循以注水 井为中心向四周逐渐递减的简单规律。最典型的例子是中检3-24井和中检4-24 井，葡I1-4砂岩组2号2单元.由于后者的非均匀程度远远大于前者，故前者的水 淹厚度比后者大得多.（图23）.当厚油层由两个或两个以上单元组成时，上、下单元之间可以有以下三种不 同的接触关系。第一种接触关系：上部单元迭

48、加于下部单元的顶层亚相之上，两单元之间有 稳定的泥质薄夹层（图24）。第二种接触关系：上部单元切割了下部单元的顶层亚相，两个单元之间没有 泥质夹层，但尚存岩性变化段（图25）。第三种接触关系：上部单元切入下部单元的底层亚相，两个单元由两个或两 个以上单元组成的厚油层，若属于第一、第二种接触关系时，就会出现分段水淹 的情况。从平面来看，注入水首先沿下切部位突进，然后向两侧扩展，最后成片水淹。泛滥平原河道砂岩下切较深的部位，往往就是沉积时河床主流线所在的位 置。这个部位水流速度最大，沉积物的颗粒也最粗。特别是主要由砾石组成的河 底滞留物，形成了所谓“高渗透率管道”，最有利于注入水突进。因此，位于河

49、 道砂岩下切部位的采油井总是先见效、先见水、先高产、先水淹。大庆油田距注 水井排600米的第一口见水井-中6-13井、距注水井排1100米的第一口见水井 -中1-61井就是典型的例子。当然，泛滥平原除边滩、心滩等（称为“底层亚相”）属于侧向加积的沉积 物之外，还有天然堤、决口扇等（称为“顶层亚相”），属于垂向加积的沉积物， 目前，后者动用状况甚差或不动用。二、三角洲砂岩组合的水淹特点：如前所述，三角洲砂岩组合从上到下依次为分流平原河道砂岩、河口砂坝砂 岩和三角洲前缘席状砂岩，其水淹特点是各不相同的。研究认为：大庆长垣北部萨、葡油层中的非主力油层一般都属于三角洲沉积， 沉积时的湖岸线大体都在萨北

50、、萨中地区。据萨中地区有层内细分找水资料的 29 口井30个层的统计结果：下部水淹的有14个层，占45.6%；上部水淹的有3 个层，中部水淹的有2个层，中上部水淹的有2个层，中下部水淹的有5个层， 全层水淹的有4个层，以上五种合计16个层，占54.4%。可见属于三角洲砂岩 组合的油层，其水淹特点是比较复杂的。分流平原河道砂岩也属于底部水淹型， 只是不存在“高渗透率管道”，水淹厚度比泛滥平原河道砂岩大一些，而且条带 状水淹的特点也比较明显。河口砂坝砂岩均匀水淹型，其特点是水淹厚度大，注 入水从轴部往两侧扩展。这类砂岩产量高、见水晚、见水后含水上升慢。如杏树 岗油田葡I1-4砂岩组3号3单元，该单

51、元是这套开发层系中厚度最大，分布面 积最广，渗透率最高的油层，开发初期都认为是主要见水层。后来，大量的分层 测试资料证实，主要见水层是其上呈带状分布的分流河道砂岩2单元，而3号3 单元却是主要的产油层。至于三角洲前缘席状砂岩，在稀井网的情况下，除个别油层（如萨中地区的 萨I4+5）已水淹外，一般都动用很差或不动用。第七讲：“沉积相”研究成果的应用研究“沉积相的目的，无非是为了寻找油气田（目前主要用于寻找岩性- 地层圈闭油气田）和指导对已发现的油气田进行合理开发。一、在油气勘探方面的应用：国外应用得比较多，主要有以下三个方面：（1）通过盆地沉积相研究，预测有利于石油生成和储集的地区，寻找岩性-地

52、 层圈闭油田。目前研究得最多的三角洲沉积体系就是如此。最典型的要算尼日利亚的尼日 尔河三角洲。该周的石油勘探工作始于1908年，当时是在北部白垩系砂层露头 有油苗的地方进行浅钻，结果一无所获。19371951年进行了地质及地球物理勘 探，19521955年在尼日尔河三角洲边缘进行了钻探，结果失效。直到1956年 才在沼泽森林地区找到第一个油田。以后由于对三角洲沉积及生长断层进行了深 入的研究，勘探工作进展很快。到1972年已发现油气田120多个（其中海上油 田50个左右），原油总可采储量约20亿吨，天然气可采储量约1.12万亿方。1972 年年产原油1亿吨，天然气超过60亿方。（2）通过沉积相研究预测砂岩体的范围和位置。由于不同的沉积环境形成不同的砂岩体，如果这个砂岩体含油就是油砂体，如何 用较少的资料去有效地圈定它的分布范围呢？见（图27）就是