王繼革，靳寶珍，楊永江，錢洪強(qiáng)，劉 斐，牛偉達(dá)

（天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計(jì)院,天津市河?xùn)|區(qū)衛(wèi)國道189號 300250）

天津塘沽地區(qū)東營組沉積環(huán)境分析

王繼革，靳寶珍，楊永江，錢洪強(qiáng)，劉 斐，牛偉達(dá)

（天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計(jì)院,天津市河?xùn)|區(qū)衛(wèi)國道189號 300250）

塘沽地?zé)崽锸翘旖驗(yàn)I海新區(qū)地?zé)豳Y源比較富集的地段，古近系東營組為孔隙型熱儲，對其開發(fā)利用尚處于起步階段。為了查明該組熱儲沉積特征，尋找地?zé)崃黧w有利富集區(qū)，筆者在對該區(qū)的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、熱儲特征、巖性和測井曲線的綜合分析的基礎(chǔ)上，對其沉積環(huán)境進(jìn)行了對比研究。結(jié)果表明：1）該組沉積環(huán)境為海陸過渡環(huán)境的三角洲相和河口灣相，自東Ⅲ段到東Ⅰ段顯示沉積湖盆由擴(kuò)張到收縮的變化規(guī)律。2）東Ⅲ段-東Ⅱ段沉積環(huán)境以近緣三角洲前緣，湖岸砂壩沉積為主，有利于地?zé)崃黧w富集，河頭－塘沽以南為地?zé)崃黧w有利富集地段。3）東Ⅰ段的沉積環(huán)境大部分已演變?yōu)檎訚善皆?，在東北部為分流河道沉積，砂層相對發(fā)育，為地?zé)崃黧w的有利富集段。

東營組；地?zé)豳Y源；滲透率；沉積環(huán)境；三角洲相

1 引言

塘沽地區(qū)位于濱海新區(qū)的核心區(qū)，隨著濱海新區(qū)的開發(fā)、開放重大戰(zhàn)略決策的實(shí)施，對清潔、環(huán)保的可再生能源—地?zé)豳Y源的需求迅速上升，開發(fā)、利用規(guī)模呈逐年增長態(tài)勢。在原有熱儲開發(fā)近飽和的情況下，東營組作為新開發(fā)的熱儲層越來越引起人們的關(guān)注。

東營組在塘沽地區(qū)分布廣泛，沉積厚度大，巖性變化也較大。大港油田地質(zhì)工作者為尋找油氣資源，在該區(qū)域東營組巖相古地理研究方面，做了一些工作，建立了三角洲沉積的相模式[1]，許多學(xué)者就天津的地?zé)豳Y源現(xiàn)狀與可持續(xù)性開發(fā)利用問題[2]，濱海新區(qū)地?zé)豳Y源潛力分析及開發(fā)利用對策[3]，塘沽地區(qū)東營組地?zé)豳Y源開發(fā)潛力及其對策分析[4]，天津市塘沽地區(qū)東營組熱儲回灌［5］以及區(qū)域上地?zé)岢梢蚍矫孢M(jìn)行了研究［6］。據(jù)近期地?zé)峥辈槌晒?］，該組厚度為100～660 m，砂泥比35%～38%，孔隙度20%～35%，滲透率200～1 000 mD。由于本區(qū)東營組的研究資料較少，地?zé)衢_發(fā)和管理的依據(jù)不很充分，以往地?zé)峥辈榛緵]有從熱儲的沉積環(huán)境進(jìn)行過研究，因此本文在分析大港油田已有研究成果和地?zé)嵯嚓P(guān)資料基礎(chǔ)上，結(jié)合對塘沽地區(qū)東營組4眼地?zé)峋刭|(zhì)資料及測井曲線進(jìn)行了分析對比，試圖通過對本區(qū)東營組沉積環(huán)境分析，對該熱儲層的分布、地?zé)崃黧w富集區(qū)域及富集層位有較為全面的認(rèn)識，為開發(fā)利用好該熱儲層、指導(dǎo)地?zé)衢_發(fā)、降低開發(fā)風(fēng)險提供有益幫助。

2 地質(zhì)概況

2.1 構(gòu)造特征

本區(qū)縱跨了兩個Ⅳ級構(gòu)造單元即北塘凹陷和板橋凹陷[8]（圖1），其中北塘凹陷位于黃驊坳陷的北部，西以滄東斷裂為界與潘莊凸起相接，北以漢沽斷裂為界與寧河凸起相鄰。南以海河斷裂為界與板橋凹陷相連，總體上基巖頂板埋深西淺東深[7]，新生界厚度1 300～5 000 m。本區(qū)主體位于北塘凹陷次級構(gòu)造塘沽鼻狀構(gòu)造帶之上。板橋凹陷位于黃驊坳陷南部，西以滄東斷裂為界與白塘口凹陷相鄰[3]，北以海河斷裂為界與北塘凹陷相接；基巖頂板埋深總體西淺東深，新生界厚度為1 500～5 000 m。

2.2 熱儲特征

東營組在本區(qū)普遍分布，依據(jù)巖性特征，自上而下可劃分為東Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個巖性段。東Ⅰ段主要巖性為粉細(xì)砂巖與泥巖互層，上部為泥巖，下部粉細(xì)砂巖發(fā)育。東Ⅱ段巖性主要為泥巖，夾粉細(xì)砂巖層。東Ⅲ段巖性以粉細(xì)砂巖為主，夾有薄層泥巖。粉細(xì)砂巖發(fā)育泥質(zhì)膠結(jié)物，頂板埋深1 500～2 300 m，表現(xiàn)為西淺東深的特征，西部靠近滄東斷裂最淺為1 500 m，而東部則大于2 000 m。厚度100～660 m，變化較大。古近系的劃分主要依據(jù)介形蟲類化石組合特征，其中東營組為彎脊東營介組合和單峰華衣介組合。

本區(qū)東營組熱儲層揭露頂板埋深為1 500～2 300 m，厚度為100～660 m，砂泥比35%～38%，孔隙度20%～35%，滲透率200～1 000 mD。其中海河斷裂以南，頂板埋深1 500～2 200 m，滲透率200～900 mD；在海河斷裂以北，頂板埋深1 600～2 300 m，滲透率300～1 000 mD。根據(jù)熱儲層巖性特征，東營組熱儲層下部為灰綠色泥質(zhì)巖類與砂巖，砂礫巖互層，厚300 m左右，孔隙度20%～28%，少量層位達(dá)25%～30%；中部以泥頁巖為主，賦水條件較差；上部以砂屑巖沉積為主[9]，由灰綠色變?yōu)殡s色，紫紅色泥巖，和灰白色混合砂巖、巖屑質(zhì)長石砂巖和砂礫巖組成，其儲層厚200 m左右，孔隙度22%～35%。

3 成因分析

本文依據(jù)勘探井TR21巖性組合規(guī)律及其測井資料（圖2），結(jié)合區(qū)域研究成果對本區(qū)域東營組沉積環(huán)境進(jìn)行了初步分析。

本區(qū)東營組是一套以泥巖，粉砂巖為主的陸源細(xì)碎屑沉積，含長石、石英及少量巖屑，巖屑呈棱角－次棱角狀，磨圓差。從沉積序列看，從下往上碎屑物粒度由細(xì)變粗。Ⅲ段底部為灰黑、深棕色泥巖，往上依次為灰綠色泥巖，粉砂巖且碎屑逐漸增多，到了Ⅱ段上部出現(xiàn)了中－粗粒砂巖，為一下細(xì)上粗的反旋回沉積序列，而這正是三角洲沉積的重要特征。從本剖面測井曲線（圖2）也可以反映沉積層序的變化，測井曲線下部由平直漸變至齒形，向上波動幅度增大，成前積式組合，應(yīng)屬于三角洲前緣部分（遠(yuǎn)砂壩沉積），中部為中幅箱形加積式組合，代表三角洲前緣河口砂壩沉積，到了第Ⅰ段沉積時電測曲線波動幅度趨于平緩代表三角洲平原的漫灘沼澤沉積。再結(jié)合沉積物特點(diǎn)，砂與泥比值低，懸浮負(fù)載多，河流的泥沙輸入量大，未見海相指示化石等，由此可見，本區(qū)東營組沉積的陸源碎屑物應(yīng)為河控三角洲沉積。結(jié)合其它地區(qū)沉積物不同階段的沉積特征，將東營組進(jìn)一步劃分為以下2個亞相：1)三角洲平原亞相，其中包括沼澤平原沉積、分流河道沉積、三角洲分流平原沉積；2）三角州前緣亞相，其中包括河口砂壩沉積、遠(yuǎn)砂壩沉積。

圖1 塘沽地區(qū)構(gòu)造位置圖Fig.1 Geological structure position of Tanggu area

根據(jù)上述可以從空間上恢復(fù)東營期在本區(qū)沉積形成河控三角洲沉積相的演化過程，一個完整的河控三角洲沉積體系在平面上由陸地向湖盆方向依次為三角洲平原（主要由沼澤平原和分流河道沉積組成），三角洲前緣（主要由河口砂壩和遠(yuǎn)砂壩組成），前三角洲環(huán)境（厚層泥質(zhì)沉積）,這三種沉積環(huán)境平面上大致呈環(huán)帶狀分布。

本區(qū)陸源碎屑物主要來源于北部燕山褶皺帶[10]，北部由北向南分別沿寧河，澗河兩個方向，西部由西向東自小東莊西，分別沿古河道向湖盆方向搬運(yùn)、遷移，在河流進(jìn)入湖盆的河口部位，由于水流能量的突然減弱，大部分粗粒的負(fù)載沉積下來形成了河口砂壩沉積，其余較細(xì)粒的物質(zhì)呈懸浮狀態(tài)被水流攜帶到離河口較遠(yuǎn)的地方形成遠(yuǎn)砂壩泥巖，粉砂巖沉積構(gòu)成了三角洲前緣亞相，而且離河口越遠(yuǎn)，沉積物粒度越細(xì)。隨著分流河道分叉改道，向前推進(jìn)，以及河水周期性漲落，又形成了三角洲平原亞相的沼澤平原、分流河道沉積。因此，本區(qū)東營組在平面上從陸地到湖盆依次出現(xiàn)三角洲平原、三角洲前緣的沉積次序。

圖2 TR21井東營組沉積巖相分析圖Fig.2 Dongying sedimertary circumstance analysis of TR21 well

通過對東Ⅰ到東Ⅲ段沉積環(huán)境對比分析，可以看出東營組三角洲沉積環(huán)境的發(fā)育過程。

東Ⅲ段沉積組合為本區(qū)三角洲沉積形成的初期。沿湖岸由東到西依次為三角洲前緣，三角洲分流平原及分流河道沉積。由于分流河道發(fā)育，所攜帶的大量陸源碎屑物入湖后細(xì)碎屑物可以被搬運(yùn)到更遠(yuǎn)的地方沉積下來，因此，三角洲前緣沉積亞相沿湖岸以東廣泛分布。結(jié)合相剖面圖可以看出，沉積物厚度由西向東逐漸加大，粒度愈來愈細(xì)。東Ⅱ段沉積為三角洲沉積體系成熟期。湖盆面積達(dá)到最大，以三角州平原沉積亞相為主。形成沼澤平原，三角洲分流平原，湖岸砂壩，濱海灘沉積。到了東Ⅱ段后期－東Ⅰ段沉積時，由于構(gòu)造變化造成了湖盆萎縮，沼澤平原面積進(jìn)一部擴(kuò)大，屬水退河流三角州沉積，結(jié)合相剖面圖3至圖5可以看到沉降中心由西向東推移。

結(jié)合其它地區(qū)東營組巖性分析，歧口凹陷的巨厚泥質(zhì)沉積應(yīng)為前三角洲沉積，這樣由板橋凹陷沿東南方向到歧口凹陷應(yīng)為一個完整的三角洲平原到三角洲前緣再到前三角洲的河控三角洲沉積序列。

東營組沉積時期，隨著地殼的抬升，坳陷的減弱，本區(qū)由深水湖泊沉積環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)闇\水河流三角洲沉積環(huán)境，表明本區(qū)處于一個相對較低的平坦地形，北、西部山區(qū)長期遭受剝蝕形成古陸。古水流向：北部自寧河、澗河由北向南；西部自葛沽由西向東。由于剝蝕區(qū)與湖盆邊緣距離比較近，河流所攜帶的泥砂經(jīng)過短距離搬運(yùn)即可到達(dá)湖盆邊緣，因此本組碎屑物及所含巖屑分選、磨圓差。同時也說明侵蝕區(qū)地形切割強(qiáng)烈，河道坡度較大，水流比較急。本組Ⅲ段中下部沉積物主要由泥巖、粉砂巖構(gòu)成，雜基含量高，粉砂巖具水平層理，表明該段地層沉積是在低能，靜水，弱氧化、弱還原條件下的沉積。由于東營組沉積期間，本區(qū)處于地殼整體抬升，湖盆萎縮階段，湖盆面積小，水體淺，波浪潮汐作用弱，攜帶大量泥砂的河流入湖卸載形成的三角洲更具河控特點(diǎn)，潮汐、波浪對其影響作用小，從而使三角洲呈朵狀伸向湖泊中心。

三角洲沉積與地下水富存有著密切的關(guān)系,三角洲沉積的粉細(xì)砂巖為地下水的富集和涇流提供了良好的水文地質(zhì)條件，尤其河控三角洲的河口砂壩、前緣席狀砂體，由于湖水的反復(fù)沖刷所形成的砂體分選好，泥質(zhì)含量低，透水性高，具有良好的儲水性能。

4 結(jié)語

圖3 北塘凹陷東營組Ⅲ段沉積環(huán)境分析圖Fig.3 Dongying Fm.Ⅲsedimentary environment analysis of the Beitang depression

圖4 北塘凹陷東營組Ⅱ段沉積環(huán)境分析圖Fig.4 Dongying Fm.Ⅱsedimentary environment analysis of the Beitang depression

圖5 北塘凹陷東營組Ⅰ段沉積環(huán)境分析圖Fig.5 Dongying Fm.Ⅰsedimentary environment analysis of the Beitang depression

本區(qū)東Ⅲ段－東Ⅱ段物源區(qū)主要來自北部，西部的葛沽地區(qū)為次要的物源區(qū)，東Ⅰ段物源來自北部。塘沽以東為湖區(qū)沉積環(huán)境，塘沽地區(qū)則為三角洲及沼澤平原沉積環(huán)境。自東Ⅲ段到東Ⅰ段顯示湖盆由擴(kuò)張到收縮的變化規(guī)律，東Ⅲ段－東Ⅱ段沉積時本區(qū)以近緣三角洲前緣，湖岸砂壩沉積為主，有利于地?zé)崃黧w富集，其在河頭～塘沽以南為有利地段，到了東Ⅰ段時本區(qū)大部分地區(qū)已演變?yōu)檎訚善皆练e，只有其東北地區(qū)為分流河道沉積，砂層相對發(fā)育，為地?zé)崃黧w的有利富集段。

[1]廖運(yùn)濤，王華，王家豪，等.黃驊坳陷中區(qū)古近系東營組沉積特征及有利勘探區(qū)帶預(yù)測[J].古地理學(xué)報，2009，11（5）：562-572.

[2]馬鳳如，林黎，王穎萍，等.天津地?zé)豳Y源現(xiàn)狀與可持續(xù)性開發(fā)利用問題[J].地質(zhì)調(diào)查與研究，2007，29（3）：222－228.

[3]楊永江,穆春一,靳寶珍.濱海新區(qū)地?zé)豳Y源潛力分析及開發(fā)利用對策[J].中國國土資源經(jīng)濟(jì)，2009，22（4）.

[4]楊永江,，張子亮，劉九龍，等.塘沽區(qū)東營組地?zé)豳Y源開發(fā)潛力及其對策分析[J].地質(zhì)調(diào)查與研究，2009，32（3）.

[5]穆春一,楊永江，張子亮，等.天津市塘沽區(qū)東營組熱儲回灌淺析[J].經(jīng)營管理者，2009，7.

[6]高寶珠，王心義，曾梅香，等.天津市地?zé)崃黧w成因、年齡及補(bǔ)給條件研究[R].天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計(jì)院，2002.

[7]靳寶珍，孫寶成，林黎，等.天津市塘沽區(qū)東營組地?zé)豳Y源普查報告[R]．天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計(jì)院，2008．

[8]張淑鳳，林黎，張淑清,等.天津市濱海地區(qū)地?zé)豳Y源普查[R].天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計(jì)院，1999.

[9]靳寶珍，張子亮，劉斐，等.天津市濱海新區(qū)地?zé)豳Y源潛力調(diào)查研究報告[R].天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計(jì)院，2007．

[10]陳墨香.華北地?zé)醄M]，北京：科學(xué)出版社，1988，89-106.

Sedimentary Environment Analysis on Dongying Formation in Tanggu Area,Tianjin

WANG Ji-ge,JIN Bao-zhen,YANG Yong-jiang,QIAN Hong-qiang,LIU Fei,NIU Wei-da
（Tianjin Geological Engineering Investigation Institute,Tianjin 300250,China）

Tanggu geothermal field is an area rich in geothermal resources in Binhai NewArea,Tainjin City.Dongying Formation stratum is a pore geothermal reserve,and its exploitation is still at the initial stage.In order to ascertain the depositional characteristics of the geothermal resources,search for rich geothermal zone,and provide basis for the exploitation of geothermal resources,we analysed the sedimentary environment of Dongying Formation through systematic investigation of structural feature,geothermal storage,lithological characters and geothermal well logs.It is suggested that:1)the sedimentary environment of Dongying Formation belongs to shelf sea with delta and estuarine facies.East Section III to I revealed the variation of the sedimentary lake basin from extensional period to shrinkage period.2)East Section III to II is mainly delta front facies and lake sand bars.This variation is propitious to the geothermal fluid enrichement.The favorable geothermal region is the south part of Hetou-Tanggu.3)Most of East Section I changes into swamp-plain sediment.The sediment of the northeast part in this area is the distributary riverway facies with developed sand layer.Geothermal fluid is advantageously enriched in this region.

Dongying Formation;geothermal resources;permeability;sedimentary environment;delta facies

P514.61+1

A

1672－4135(2011）01－0034-06

2010-10-19

天津市塘沽區(qū)東營組地?zé)豳Y源普查（天津市國土房地?zé)崛巫郑?008）003號）

王繼革(1964-)，男，雙學(xué)士，工程師，長期從事地質(zhì)普查及地?zé)岬刭|(zhì)研究工作，E-mail:ji.ge.wang@163.com。