0 引言
我国东部断陷盆地分布众多，而三角洲往往是湖盆充填的主要沉积类型和主要油气储集体，掌握断陷湖盆长轴与短轴方向不同三角洲沉积特点一直是石油与天然气勘探开发的重点。国内学者针对构造湖盆三角洲体系的分类、辫状河三角洲与扇三角洲的区别及沉积特征展开了大量研究[1,2,3,4,5]。古代辫状河三角洲沉积在我国柴达木盆地、准噶尔盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地、松辽盆地以及四川盆地均有发育，国内学者对古代辫状河沉积虽然取得了不少研究成果，但是因为国内缺乏现代湖泊辫状河三角洲沉积，针对现代辫状河三角洲沉积的研究相对有限，使得现代辫状河三角洲沉积模式对古代沉积模式指导不足，对三角洲平原与三角洲前缘辫状河道的发育模式与规模、辫状河道间沉积类型、三角洲朵体的形成过程研究仍然不足。
内蒙古岱海辫状河三角洲是我国国内为数不多的现代辫状河三角洲研究实例[6]，但是岱海辫状河三角洲前缘主要发育河口坝、远砂坝、支流间湾以及席状滩沉积，水下分流河道不发育，这与目前国内对古代辫状河三角洲沉积认识以及教科书经典沉积模式均有不同[7]。金振奎等[8]根据岱海辫状河三角洲考察以及水槽实验认为湖泊三角洲前缘不发育水下分流河道。珠江口盆地勘探目标自转向深部陆相沉积层系以来，陆续发现了以辫状河三角洲为主的储集层[9,10,11]，但这些储集砂体是属于三角洲平原的分流河道还是前缘的分流河道仍需要进一步的研究落实，更需要现代辫状河三角洲分流河道研究成果作为指导。另一方面，从开发角度来看，南海珠江口盆地自投入油气勘探开发以来，因投产油气田整体储层条件良好，天然能量充足，储层构型精细解剖在该区一直未引入，但随着深层古近系陆相储层的陆续发现，受控于复杂的断裂条件与砂体叠置关系，天然能量开发模式逐渐不能满足生产要求，基于储层构型精细解剖的注水开发逐渐提上日程。海上井数的限制加大了三角洲储层构型研究的难度，急需借鉴古代与现代沉积体的规模与模式，查明陆丰凹陷沉积砂体规模与展布规律，以指导后期注水开发。
针对以上问题，本文在总结国外现代辫状河三角洲分流河道模式与规模的基础上，结合国内古代地下沉积与露头研究成果，根据研究区岩心、测井与地震资料，从小井距连井剖面入手，分级次开展了辫状河三角洲前缘水下分流河道体系的构型模式研究。
1 研究区概况
研究区A油田区域上位于中国南海珠江口盆地陆丰凹陷（图1），2014年7月发现该油田，到2017年12月，共实施了1口探井、5口评价井钻井。其中有1口井钻井取心，1口井进行了DST测试，4口井进行了井壁取心与测压取样，具有丰富的取心与分析化验资料。研究区有3 000km2的三维地震资料，地震资料频带宽度为10~60Hz，主频约为25Hz。A油田古近系文昌组储层是一个复杂断背斜构造，属于中深层油藏，为辫状河三角洲沉积，与现代沉积类似，以分流河道储层为主。区别于现代辫状河三角洲沉积中—高孔高渗的特点，A油田由于埋深成岩作用的原因，整体属于低—中孔、特低—低渗的储集层[12]。根据井震标定，结合岩心、测井以及沉积旋回特征，参考古生物和地球化学特征，前人进行了层序界面的分级和识别，建立了研究区古近系文昌组层序格架，共识别出6个层序界面（对应地震反射界面T80、T82、T83、T84、T85和Tg。其中Tg是一级层序界面，T80为二级层序界面，其余均为三级层序界面[13]。主力油层分布在由T84与T85限定的文五段(表1，图2），因该段具有丰富的取心、测试、测压与分析化验资料，为主要储层解剖层段。该油田断裂复杂，砂体叠置关系不清，加上深层、低渗、天然能量不足，在注入开发方案之前，需要较为确定的沉积构型模式为注采井网、随钻跟踪做指导。
图1 陆丰凹陷区域构造背景及油田分布Fig.1 The regional background and oil field distribution of Lufeng Depression |
表1 珠江口盆地陆丰凹陷A油田1d井地层简表Table 1 The formation of A Oilfield Well 1d of Lufeng Depression in Pearl River Mouth Basin |
| 地 层 | 钻厚/m | 垂深/m | 垂厚/m | 岩性简述 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 系 | 统 | 组 | 段 | ||||
| 第四系 | — | — | — | — | 泥岩为主，夹粉砂岩及泥质粉砂岩 | ||
| 新近系 | 上新统 | 万山组 | — | — | 591 | — | |
| 中新统 | 粤海组 | — | 502.8 | 1 093.8 | 502.8 | ||
| 韩江组 | 韩江组上段 | 371.2 | 1 464.9 | 371.1 | 灰色泥岩、粉砂质泥岩夹灰色泥质粉砂岩及粉砂岩为主 | ||
| 韩江组下段 | 474.78 | 1 939.7 | 474.8 | ||||
| 珠江组 | 珠江组上段 | 456.2 | 2 395.8 | 441.2 | 粉砂质泥岩为主，少量泥质粉砂岩 | ||
| 珠江组下段 | 239.8 | 2 637.8 | 242 | ||||
| 古近系 | 渐新统 | 珠海组 | — | 231.2 | 2 863.3 | 225.6 | 砂岩为主，夹少量薄层泥岩 |
| 始新统 | 恩平组 | — | 680 | 3 508.9 | 645.6 | 泥岩、粉砂质泥岩与泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩呈不等厚互层 | |
| 文昌组 | 文一段、文二段 | 78 | 3 583.1 | 74.2 | 文昌组整体以薄—巨厚层灰色、深灰色、褐灰色泥岩、粉砂质泥岩、炭质泥岩与浅灰色细砂岩、泥质细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩等不等厚互层为主，文五段为主要储层段，以细—中粒、中—粗砂岩为主。 | ||
| 文三段 | 126 | 3 703.2 | 120.1 | ||||
| 文四段 | 135 | 3 832.3 | 129.1 | ||||
| 文五段 | 116.5 | 4 002.5 | 170.2 | ||||
| 文六段 | 551 | — | 528.32 | ||||
| 前古近系 | — | — | — | 风化壳和火成岩 | |||
| 完钻井深/m | 4 098 | 4 037.52 | |||||
2 沉积特征
2.1 现代辫状河三角洲沉积特征
国内现代辫状河三角洲沉积较少，前人研究广泛关注露头与地下沉积，但总体对于现代辫状河三角洲沉积特征的认识薄弱。要在少井条件下对研究区的沉积模式展开研究，需要典型的类似现代沉积做直观的指导。Mcpeherson等[14]在区分扇三角洲与辫状河三角洲类型时，举例分析了阿拉斯加半岛与格陵兰岛典型的辫状河三角洲沉积(图3)，它们以粗粒为主，为辫状河平原体系延伸进入静水体形成，辫状河三角洲平原完全由辫状分流河道组成，分流河道一直延伸到三角洲前缘水下沉积，相对于扇三角洲沉积具有较好的分选性和磨圆度，碎屑定向排列，缺乏泥质基质，展现出粒度分级与坝体迁移的特征，整体为席状几何形态，具有较高侧向连续性，延续数十到上百平方公里，表现出中到高的孔隙度与渗透率。
2.2 研究区辫状河三角洲沉积特征
A油田主力油层主要分布在古近系文昌组辫状河三角洲前缘水下分流河道储层中，构造上位于陆丰13洼东，为一系列受坡坪式和铲式断裂影响的复合半地堑洼陷，整体断裂复杂[15]。
水下分流河道：辫状河三角洲水下分流河道是平原亚相中辫状河道入湖后在水下延伸的部分，据1dSa井岩心照片：该区水下分流河道砂体整体呈层状，分布稳定，但内部一般由数个下粗上细的砂岩透镜体相互叠置而成，单一透镜体下部为极粗—粗砂岩，有的为含砾级粗砂岩、石英砾砾石直径普遍在2~5mm之间;底部存在明显冲刷面，多见泥砾，最大可达28mm，普遍约为10~20mm，呈撕裂状、扁平状，突变接触;向上过渡为粗砂岩或者中砂岩，见槽状交错层理、楔状交错层理、平行层理，偶见炭屑、炭质条带、黄铁矿集合体。
水下天然堤：浅灰色粉砂岩—泥质粉砂岩，多见黄铁矿集合体及炭屑。灰白色极细—细砂岩，夹泥质条带，多见生物虫孔、炭屑及黄铁矿，虫孔大小不一，最大直径约为7mm。
水下分流间湾：深灰色泥岩夹含泥砾粉—细砂岩，泥砾分选差，3~5mm，次圆状，见大量黄铁矿，泥岩具滑塌变形构造，见黄铁矿及炭屑。局部粉砂质颗粒呈漂浮状出现在泥岩中， 或垂直或平行或杂乱分布。
3 构型级次划分及定义
不同于陆相河流沉积，比如曲流河具有成熟的级次划分方案[18,19,20]，构型内部要素也认识清晰，三角洲相对来说比较复杂[21,22,23]，国内外学者在三角洲前缘河口坝的研究相对比较多，对于水下分流河道沉积为主的辫状河三角洲前缘的研究相对较少，还没有形成成熟的级次划分体系。根据陆丰A油田实际的沉积背景及发育特征，笔者参考Miall[18]在1985年提出的河流相构型单元分级系统，区别于目前国内储层构型研究主要为逆序级次，此次在充分考虑辫状河三角洲水下分流河道形成时的水动力特征、沉积方式、沉积规律以及河道之间的接触关系的基础上，结合研究区实际资料背景，分层序构型、相构型及层理构型，提出了辫状河三角洲水下分流水河道体系的10级正序构型单元划分方案。其中1~3级为层序构型:1级为一级层序Tg;2级为二级层序T80;3级为三级层序:包括T82、T83、T84、T85(图2)；4~7级为相构型，4级为河道复合体组合（河口坝复合体组合），相当于准层序组;5级为河道复合体（河口坝复合体、河道与河口坝复合体），相当于准层序;6级为单一河道（单一河口坝）;7级为河道增生体（河口坝增生体）。8~10级为层理构型：8级为层系组；9级为层系；10级为纹层（表2）。
表2 陆丰凹陷辫状河三角洲前缘构型层次分级Table 2 Architecture hierarchy classification of braided river delta front in Lufeng Depression |
| 构型类别 | 构型界面 | 构型单元（界面） |
|---|---|---|
| 层序构型 | 1级 | Tg |
| 2级 | T80 | |
| 3级 | T82、T83、T84、T85 | |
| 相构型 | 4级 | 河道复合体组合（河口坝复合体组合） |
| 5级 | 河道复合体（河口坝复合体、河道与河口坝复合体） | |
| 6级 | 单一河道（单一河口坝） | |
| 7级 | 河道增生体（河口坝增生体） | |
| 层理构型 | 8级 | 层系组 |
| 9级 | 层系 | |
| 10级 | 纹层 |
本文构型研究主要针对单一河道、河道复合体以及河道复合体组合3 个级次开展构型模式研究。关于3个级次的辫状河道构型单元，其定义如下：①单一河道是指三角洲沉积时具有延伸性质的负向地貌特征，由单一期次碎屑流沉积物充填而成的成因单元；②河道复合体是指一系列相同物源、水动力特征相似的单一河道与它们之间的河道间砂坝，在准层序内部按照一定的空间组合与叠置样式而形成的集合体；③河道复合体组合是在准层序组内部多个发育位置相对集中的河道复合体进一步叠置组合而成（图6）。
4 辫状河三角洲前缘构型模式
4.1 单井构型要素识别
以A油田文昌组文五段为例，在三级层序边界T84与T85之间，主要发育辫状河三角洲水下分流河道沉积，结合连井剖面砂体期次分析对1d井、1dSa井和1dSb井进行构型要素分析，在单井与连井剖面上识别出单一河道，为6级构型要素，单一河道自然伽马和电阻率曲线呈钟型或者箱型，内部夹层不发育，自然伽马与电阻率呈指状或者锯齿状的为溢岸沉积，呈漏斗状或者箱型下部略有反旋回特征的为河道间砂坝沉积。几期单一河道叠合，垂向被稳定的泥岩隔夹层分开的是河道复合体沉积，为5级构型要素（图7）。
4.2 水下分流河道构型模式
关于分流河道的构型模式，笔者主要结合国外现代沉积类比，根据测井与取心资料从河道的规模、单一河道的复合样式（河道与河道间砂坝组合关系）两方面展开研究。
Olariu等[24]在2006年总结了Roberts [25]、Tye等[26]关于Atchafalaya三角洲的发育与演化现状（图8）：Atchafalaya三角洲在1973年、1976年和1982年短短的3个时间点，三角洲砂体的形态就发生了巨大的变化，河道逐渐变窄，河道间砂坝逐渐增长，砂坝主要向物源方向以及侧向加积增长，同时根据剖面分析证实分流水道的充填主要有3类：侧向加积、垂向加积以及分流河道间砂坝的增长。分流河道从陆上到水下逐渐变窄，分流河道的末端都比较薄，一般小于2m，但是宽厚比能达到数百，三角洲前缘多尺度空间的同期的分流河道与河道间砂坝复合呈现三角洲朵体或者席状特征，砂体连片分布。
因受限于研究区的井距与地震资料品质，要得到单一河道与河道复合体砂体平面展布规模，主要参考现代沉积演化模式，借用已有研究成果的辫状河道深度与辫状河道宽度的关系式，这个关系式的借用主要考虑3点：其一，现代沉积与露头剖面测量数据比地下研究成果可靠；其二，是否同为分流河道为主的浅水辫状河三角洲沉积；其三，借用的国内外现代浅水辫状河三角洲沉积及露头剖面与研究区单一河道厚度规模相当。考虑以上3点，最终以2012年陈彬滔等[28]在准噶尔盆地南缘郝家沟剖面和安集海河剖面收集的数据公式：H=3.638Ln（d)－15.83，H为辫状河道深度；d为辫状河道宽度。
结合A油田3口相对小井距剖面，井距在700m左右，在这个公式约束下，D>700m，H>10.1m，说明在单一河道厚度大于10m的时候，河道宽度可大于700m，统计井上单一河道的深度，得到单一河道宽度主要集中在200~500m，2口井为一条单一河道的情况很小 。因此，在此规模的约束下，结合1d井与1dSa井为顺物源方向， 1d井与1dSb井为切物源方向，在单井解释、连井剖面与平面相展布分析结合下得到这3口井分流河道发育模式图（图9）。
（2）单一河道复合样式。河道复合体为多个单一河道组合而成，单一河道的组合方式不同，形成的河道复合体形态也会有很大差异。从小井距连井剖面我们可以划分出4类组合样式：垂向孤立式（A）、垂向叠加式（B）、侧向叠加式（C）、无序叠加式（D），随着湖盆构造演化与物源条件的变化，水下分流河道叠置样式由A—B—C—D逐渐演化，从A到D的过程分流河道间的砂坝逐渐发育，直到与分流河道沉积体形成连片的扇型砂体。而这4种组合样式形成4种形态的河道复合体，复合体砂体宽度由A到D逐渐加宽，河道间砂坝逐渐增大[图9(b）]。
4.3 河道复合体组合垂向演化规律
根据单一河道在不同沉积时期，考虑物源与水动力及可容空间的因素，将文五段不同时期的单一河道的叠加样式进行分类，得到4类河道复合体，而这4类河道复合体就组成了文五段河道复合体组合。在T85到T84这个体系域类，早期水体较深，物源不充足的情况下，每期物源供给时间间隔大，单一河道间发育厚层泥岩隔层，单一河道在剖面上以垂向孤立的形式发育，河道与河道间没有叠加。随着物源供给的丰富，水位的降低，每期河道发育的间隔越来越短，上期河道水动力还充足、泛滥平原还没有来得及沉积时，下期河道就开始发育，直接叠加在上期河道砂体之上，单一河道界面仅凭测井曲线很难在垂向上识别出来，只能识别出复合河道之间的界限。随着物源供给的渐渐减少，水动力慢慢下降，泥岩沉积也逐渐增多，单一河道又渐渐分开，到后期，随着水位的升高，可容空间的增多，河道改道迁移频繁，单一河道垂向平行叠置，河道间砂坝逐渐增大，部分位置可出现分流河道与河道间砂坝组合沉积。直到后期物源供给再次间隔时间增大，河道又以垂向孤立式发育，每期单一河道间发育稳定的泥岩沉积（图9）。整体来看，在文昌组沉积时期，水下分流河道不断改道、迁移，由于物源充足，不同时期的河道不断下切侵蚀早期河道沉积，使不同时期的河道沉积拼合叠置，形成目前拼合板状结构的连片厚层砂体，尽管不同时期的河道延伸方向有差异，但总体方向基本一致。
5 结论与认识
（1）通过系统的岩心与粒度分析，确定研究区主要为三角洲前缘水下分流河道沉积。
（2）在三角洲前缘水下分流河道体系内分层序构型、相构型及层理构型，提出了辫状河三角洲水下分流水河道体系的10级正序构型单元划分方案，对单一河道、河道复合体以及河道复合体组合3 个级次开展构型模式研究。
（3）单一河道宽度介于200~500m，深度为3~7m；单一河道间具有不同的叠置样式，包括垂向孤立式（A）、垂向叠加式（B）、侧向叠加式（C）、无序叠加式（D），随着湖盆构造演化与物源条件的变化，水下分流河道叠置样式由A—B—C—D逐渐演化，河道间砂坝也逐渐发育增长。
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