徐德英 （中國地質(zhì)大學(xué) （武漢）資源學(xué)院，湖北 武漢430074 中國石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司，河北 唐山063004）

梁江平 （大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶163712）

辛仁臣 （中國地質(zhì)大學(xué) （北京）海洋學(xué)院，北京100083）

松遼盆地北部西斜坡嫩江組一段S1砂組沉積體系分析

徐德英 （中國地質(zhì)大學(xué) （武漢）資源學(xué)院，湖北 武漢430074 中國石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司，河北 唐山063004）

梁江平 （大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶163712）

辛仁臣 （中國地質(zhì)大學(xué) （北京）海洋學(xué)院，北京100083）

綜合利用286口探井的巖心、錄井及測井資料，通過詳細(xì)的沉積學(xué)分析，查明了松遼盆地北部西斜坡嫩江組一段發(fā)育的砂體是湖底扇。嫩江組一段S1砂組沉積時期，湖岸線在盆緣坡折附近波動時，受盆緣陡坡的控制，在西部斜坡形成了分布較為廣泛的湖底扇。這種湖底扇的沉積特征是砂巖層夾在厚層暗色泥巖中，上下均呈突變接觸關(guān)系。單層厚度大于2m的厚層砂體在平面上沿直線呈串珠狀分布，為碎屑流成因；薄層砂體在平面上呈朵狀分布，為濁流成因。

松遼盆地；嫩江組一段；沉積體系；湖底扇

近20年來，深海扇體系的研究取得了豐富的成果［1～3］，并極大地促進(jìn)了深水油氣勘探。陸相盆地是我國重要的含油氣盆地類型，在斷陷湖盆發(fā)現(xiàn)了大量湖底扇［4，5］。馮志強(qiáng)等［6］在大慶長垣嫩江組一段湖相泥巖中首次發(fā)現(xiàn)了發(fā)育完整的湖底水道系統(tǒng)，這一發(fā)現(xiàn)為在盆地中央坳陷區(qū)湖相泥巖中尋找油氣儲層提供了新的勘探思路。綜合利用286口探井的巖心、錄井及測井資料，通過詳細(xì)沉積學(xué)分析，查明了松遼盆地北部西斜坡嫩江組一段S1砂組湖底扇的特征與分布。嫩江組一段S1砂組湖底扇砂巖包裹在巨厚的暗色泥巖中，具備良好的巖性圈閉形成條件。因此，對嫩江組一段湖底扇的研究不僅對深入了解大型陸相坳陷湖盆的沉積過程具有極其重要的意義，而且對于松遼盆地的油氣勘探都具有重要意義。

1 地質(zhì)背景

松遼盆地位于中國東北部，總面積逾287000km2，呈NNE向展布，屬于天山－興蒙海西褶皺帶的一部分，基底為古生代和前寒武紀(jì)的變質(zhì)巖系及火成巖系；沉積蓋層主要由中、新生代碎屑沉積巖系組成，最大厚度逾萬米。中生代地層自下而上發(fā)育有火石嶺組、沙河子組、營城組、登婁庫組、泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組及明水組。火石嶺組、沙河子組、營城組地層沉積時期為典型的斷陷期，泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組及明水組地層沉積時期為拗陷期，而登婁庫組沉積時期處于盆地斷坳轉(zhuǎn)化時期。在青山口組到嫩江組沉積時期，松遼盆地處于深水坳陷湖盆階段［7，8］。拗陷期，松遼盆地構(gòu)造上劃分為西部斜坡區(qū)、北部傾沒區(qū)、中央坳陷區(qū)、東北隆起區(qū)、東南隆起區(qū)和西南隆起區(qū)6個一級構(gòu)造單元［7］，西部斜坡區(qū)長期發(fā)育多級湖盆坡折帶［8］。研究區(qū)為西部斜坡區(qū)的中北部，面積約2×104km2，總體上為向東南緩傾的單斜構(gòu)造，已鉆井280余口，鉆井控制程度高。

大量研究成果表明，深水坳陷湖盆階段的青山口組和嫩江組沉積時期，松遼盆地經(jīng)歷了2次大規(guī)模的湖侵，形成了青山口組和嫩江組沉積期水域?qū)掗煹乃蛇|深水坳陷湖盆。在深水坳陷湖盆階段，松遼盆地的湖平面變化曲線表現(xiàn)為明顯的兩進(jìn)一退特征［7～15］。嫩江組一段為第2次大規(guī)模湖平面上升時期形成的地層 （見圖1）。

嫩江組一段S1砂組沉積時期，湖平面上升至松遼盆地盆緣坡折帶附近，湖岸線在盆緣陡坡帶波動，為松遼盆地嫩江組一段湖底扇的發(fā)育提供了條件。從而形成嫩江組一段S1砂組以濱淺湖、深湖－半深湖、湖底扇為主要相帶的沉積體系格局。

圖1 松遼盆地青山口組－嫩江組地層綜合柱狀圖

2 沉積體系類型和特征

嫩江組一段S1砂組總體厚度在40m左右，發(fā)育的沉積相類型有湖泊相和湖底扇相。

2.1 湖泊相

湖泊相中可識別出濱淺湖、深湖－半深湖2個亞相。濱淺湖亞相發(fā)育于嫩江組一段S1砂組的底部，主要為濱淺湖混合灘沉積微相，巖性為灰色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖，自然電位曲線呈指狀；半深湖－深湖亞相在嫩江組一段S1砂組占絕對優(yōu)勢，巖性為厚層深灰色、黑色泥巖，自然電位為正電位、高幅值，電阻率值較低，電阻率測井曲線平直，幅值變化小 （見圖2）。

2.2 湖底扇相

湖底扇相可識別出內(nèi)扇和外扇2個亞相。內(nèi)扇亞相以碎屑流沉積為主，碎屑流是密度相對較高的重力流，巖性主要為中砂巖、細(xì)砂巖和粉砂巖，測井曲線具有低自然電位、高電阻的特征，單層砂巖厚度較大，最大單層砂巖厚度大于2m。外扇亞相以濁流沉積為主，濁流是密度相對較低的重力流，巖性以泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖薄互層為特征，電阻率測井曲線呈鋸齒狀，單層砂巖厚度較小，最大單層砂巖厚度多在1m左右 （見圖2）。

由于湖底扇是陣發(fā)性重力流事件沉積，湖底扇砂巖與其下伏和上覆深湖－半深湖暗色泥巖可呈突變接觸關(guān)系。湖底扇砂巖多呈塊狀，砂巖內(nèi)部不發(fā)育紋層 （見圖3），具有重力流塊體搬運(yùn)、沉積的特征。

圖2 杜22井嫩江組一段S1砂組層序地層分析

圖3 S1砂組純凈砂巖巖心照片

3 沉積體系空間分布特征

3.1 沉積體系平面分布特征

嫩江組一段S1砂組的沉積體系平面分布總體上以深湖－半深湖沉積為主，廣泛發(fā)育于研究區(qū)中東部地區(qū)。濱淺湖沉積分布于西部和西北部邊緣。研究區(qū)西北部富62井北側(cè)，濱淺湖亞相帶分布極其狹窄，湖底扇發(fā)育區(qū)幾乎與嫩江組一段S1砂組地層超覆邊界 （即湖岸線）相接，反映了研究區(qū)西北部富62井北側(cè)為一陡坡，即物源區(qū)以陡坡與湖盆相接 （圖4）。

湖底扇呈朵狀發(fā)育于研究區(qū)中東部的深湖－半深湖背景之上。湖底扇由碎屑流和濁流2種重力流沉積物組成。

碎屑流堆積形成的砂體分布范圍較小，呈直線狀、串珠狀或條帶狀分布 （見圖4），展示了碎屑流是在重力及重力慣性作用下沿近直線軌跡搬運(yùn)，并在搬運(yùn)路徑上斷續(xù)或連續(xù)沉積。砂質(zhì)碎屑流具有沿直線搬運(yùn)和串珠狀或條帶狀堆積的特征已被物理模擬試驗(yàn)證明［16］。碎屑流沉積發(fā)育區(qū)不僅砂巖累計厚度大，而且單層厚度也較大，多在2m以上，砂質(zhì)一般較為純凈，表明砂質(zhì)碎屑流在水下搬運(yùn)過程中經(jīng)歷了一定的淘洗作用。因此，深湖－半深湖背景上發(fā)育的湖底扇中的碎屑流沉積是良好的油氣儲層。

濁流是由碎屑流稀釋、演化而形成的，濁流攜帶的碎屑堆積形成砂體。湖底扇濁流沉積物砂巖累計厚度小，且砂巖單層厚度也較小，最大不超過2m，多數(shù)小于1m。但湖底扇濁流沉積分布范圍較廣，呈朵狀分布 （見圖4）。

圖4 松遼盆地北部西部斜坡S1砂組沉積相圖

3.2 湖底扇的剖面分布特征

嫩江組一段S1砂組的湖底扇是夾在厚層暗色泥巖中的一組砂巖。在剖面上，湖底扇砂體呈長扁透鏡狀，具有多期疊覆的特征 （見圖5）。早期重力流形成的湖底扇砂體在遠(yuǎn)源的深湖－半深湖區(qū)的低洼地帶堆積，后期重力流形成的湖底扇砂體在近源的深湖－半深湖區(qū)堆積。并使遠(yuǎn)源地帶的深湖－半深湖區(qū)形成沉積高地。由于這種沉積高地阻礙了近物源陡坡帶形成的重力流向遠(yuǎn)源半深湖－深湖區(qū)運(yùn)動，造成重力流在近源半深湖－深湖區(qū)沉積。

4 結(jié) 論

1）松遼盆地北部西斜坡嫩江組一段S1砂組為受盆緣陡坡控制的湖底扇砂體。

圖5 松遼盆地北部西部斜坡嫩江組一段S1砂組在剖面上的分布

2）砂體由碎屑流和濁流沉積組成。碎屑流堆積形成的砂體，單層厚度較大，分布范圍較小，呈直線狀或串珠狀分布；濁流攜帶的碎屑堆積形成的砂體，單層厚度一般較小，分布范圍較廣，呈朵狀分布。

關(guān)于松遼盆地北部西斜坡嫩江組一段S1砂組砂巖的成因，另外有淺湖砂壩和水下河道不同成因的解釋。但用淺湖砂壩難于解釋夾在厚層黑色泥巖中砂的來源。根據(jù)單個探井所揭露的砂體垂向上粒度變化較小、與下伏泥巖突變接觸、鐘形或箱形自然電位測井曲線特征，認(rèn)為很可能是水下河道，但難于解釋薄層砂朵狀分布、較厚層砂直線狀、串珠狀分布的砂體平面分布規(guī)律。筆者認(rèn)為直線狀、串珠狀分布較厚層砂是高密度的砂質(zhì)碎屑流沉積，而朵狀分布薄層砂是碎屑流在水下搬運(yùn)過程中稀釋擴(kuò)散形成的濁流沉積。

研究得到大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院、勘探分公司領(lǐng)導(dǎo)和同行的大力支持，在此致以衷心的感謝。

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Depositional System of K2n1S1Sand Group in the West Slope of Northern Songliao Basin

XU De－ying，LIANG Jiang－ping，XIN Ren－chen（First Author's Address：College of Earth Resources，China University of Geosciences，Wuhan430074，Hubei，China；Jidong Oilfield Company，CNPC，Tangshan063004，Hebei，China）

The data of cores，log and well logging of 286wells were integrally used，through sedimentology analysis in detail，it was clarified that the sand bodies in K2n1S1Sand Group in the west slope of Northern Songliao Basin were caused by lake－floor－fan.During its depositional period，the lake－shore－line is fluctuated near the slope break of the basin margin，and it is controlled by the margin steep slope，the wide distribution of lake－floor－fan is formed in west slope.The depositional characteristics of the sandstones are the interlayers in darkness mudstones，and the bottom and top surfaces are sharply changed，thicker sandstones（more than 2m）are distributed in shape of string of beads，which is the genesis of debris flow，and the thinner sand bodies are distributed in shape of large lobe，which is formed by turbidity flow.

Songliao Basin；K2n1；depositional system；lake－floor－fan

TE121.3

A

1000－9752（2011）06－0011－05

2011－04－13

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 （40272057）。

徐德英 （1963－），男，1986年大學(xué)畢業(yè)，高級工程師，博士生，現(xiàn)主要從事油氣勘探方面的研究和科技管理工作。

［編輯］ 宋換新