賈京坤

(中國石油大學(北京)地球科學學院，北京 102200)

于杰杰

(中石化勝利油田分公司油氣集輸總廠，山東 東營 257000)

歧口凹陷沙三段沉積模式研究

賈京坤

(中國石油大學(北京)地球科學學院，北京 102200)

于杰杰

(中石化勝利油田分公司油氣集輸總廠，山東 東營 257000)

為明確歧口凹陷沙三段巖性體形成的控制因素及其分布空間，通過大量巖芯觀察，并結合測井、地震等資料，詳細研究了歧口洼陷沙三段的沉積相類型和物源體系。研究區(qū)主要發(fā)育扇三角洲，辮狀河三角洲，滑塌濁積扇，灘壩；滄縣隆起(葛沽、小站、沈青莊-大青旺)、港西凸起、埕寧隆起和羊三木凸起為主要的物源區(qū)。在詳細分析沉積體平面展布特征的基礎上，認為古地貌、構造特征和物源區(qū)性質等因素控制了各沉積體的空間展布，并建立了適合研究區(qū)的沉積模式，為油氣勘探指明了方向。

歧口凹陷;沙三段;物源;沉積體系;沉積模式

歧口凹陷目前勘探層位和勘探區(qū)域的不均衡性，使得目前所發(fā)現(xiàn)的油藏類型以構造油藏為主，巖性油藏發(fā)現(xiàn)較少。與此同時，近期歧口凹陷沙三段多口井明確的油氣顯示證實凹陷南部深層具有良好的勘探前景。但是受到勘探程度不均衡的影響，目前凹陷內沙三段儲層沉積成因類型、特征及展布規(guī)律、非構造油藏成藏控制因素等缺乏系統(tǒng)研究，從而嚴重制約了該區(qū)的勘探進程。下面，筆者將在明確歧口凹陷構造背景基礎上，對目前制約勘探進程的關鍵問題沙三段巖性體的物源體系、沉積模式及砂體成因開展詳細的基礎地質研究，目的是通過研究弄清凹陷內部所存在的沉積類型，明確巖性體成因、主控因素和空間分布，以此指導勘探部署。

1 沉積物源屬性判別

黃驊坳陷地理位置位于渤海之濱，以羊三木斷裂和海河斷裂為界分為南、中、北3個區(qū)；構造位置處于燕山褶皺帶以南，滄縣隆起東部，埕寧隆起西部，南與濟陽坳陷毗鄰，坳陷總體呈北東-南西向展布[1]。歧口凹陷位于黃驊坳陷中區(qū)，滄縣隆起之東，北為燕山褶皺帶，南為埕寧隆起，東部由沙壘田凸起、海中隆起為界將其與渤中坳陷相分隔，由板橋、歧北、歧南、北塘4個次級凹陷構成，是黃驊坳陷中最大、最深的凹陷，面積為6640km2。目前在歧口凹陷內部已經(jīng)發(fā)現(xiàn)北大港、板橋、周清莊、王徐莊等11個油田，累計探明石油地質儲量6.69×108t，為黃驊坳陷中的主要含油氣凹陷之一[2]。

研究區(qū)具有物源多、沉積體系相互交匯的特點，搞清各物源區(qū)的發(fā)育范圍是沉積體系重建的基礎。隨著電子探針技術的應用及其分析水平、精度的不斷提高，重礦物分析法應用廣泛[3-6]。通過對有成因聯(lián)系的重礦物組合進行礦物學研究及統(tǒng)計學分析,可以判斷物源區(qū)的母巖類型。

通過對沙三段重礦物統(tǒng)計，主要發(fā)現(xiàn)5大類組合方式(見圖1)，其中小站物源區(qū)和港西凸起物源區(qū)的重礦物特征相似，鋯石含量大于50%，石榴石含量大于20%；埕寧隆起物源區(qū)鋯石含量相對為40%，而石榴石含量大于40%。其余3個物源區(qū)的鋯石含量明顯較低，沈青莊-大青旺物源的石榴石和磁鐵礦含量大于30%，羊三木地區(qū)磁鐵礦含量小于20%，而葛沽物源區(qū)磁鐵礦含量不足5%。

滄縣隆起的母巖主要為變質巖，其次為酸性巖漿巖和中基性巖漿巖；埕寧隆起的母巖主要為酸性巖漿巖，其次為變質巖，還有少量的沉積巖；西南部羊三木凸起的母巖和滄縣隆起相似主要為變質巖，但中基性巖漿巖的含量較滄縣隆起少。而中部的港西凸起地區(qū)的母巖主要為酸性巖漿巖和變質巖。

圖1 歧口凹陷沙三段各物源區(qū)重礦物組合特征圖

2 沉積相類型及特征

通過對歧口凹陷已鉆遇沙三段地層各井的沉積特征及測井曲線特征等沉積相標志的綜合研究分析，可將歧口凹陷沙三段劃分為3個沉積相、12個沉積亞相。

2.1 扇三角洲

由沖積扇進積到湖泊中形成，依據(jù)扇三角洲各亞相類型的巖性特征、測井相特征、砂體形態(tài)等特征組合，將研究區(qū)的扇三角洲劃分分出3種亞相、8種微相。

1)扇三角洲平原 該亞相類型沉積機制同沖積扇類似，是在突發(fā)性、瞬時性的事件的重力流沉積與災變間歇期正常沉積交替下所形成的，碎屑流沉積占絕對優(yōu)勢，粗粒沉積為主，普遍發(fā)育礫巖，以塊狀礫巖組成的碎屑流沉積物及含礫砂巖及砂巖組成的扇上分流河道沉積為主[6]。扇三角洲平原亞相可細分為漫流沉積、泥石流沉積、分流河道、分流河道間4個微相。①漫流沉積主要由紫紅色砂質泥巖、泥巖組成[8]。②泥石流沉積所形成的沉積物粒徑較大，最大可達8cm，主要為褐灰色、灰白色砂礫巖、含礫不等粒砂巖。③分流河道由灰白色、淺棕紅色、淺灰綠色砂礫巖、含礫不等粒砂巖、中砂巖組成。砂礫巖中的礫石呈次棱角狀，分選較差，成分成熟度較低，發(fā)育粒序層理、塊狀層理[8]。④分流河道間是洪水期水流溢出河道后在河道側緣沉積而成，沉積物粒度細，層理類型常見平行層理和小型交錯層理。

2)扇三角洲前緣 扇三角洲前緣位于湖岸線與正常浪基面之間，與淺湖或半深湖亞相伴生，通過觀察巖心，進一步識別出水下分支河道、水下分支河道間、河口壩、遠砂壩和前緣席狀砂微相。①水下分支河道是扇三角洲平原辮狀水道水下延伸部分，巖性以細、中粒砂巖為主，垂向韻律呈現(xiàn)向上變細結構。部分水下分支河道砂體呈單一透鏡狀夾于碎屑流沉積體中，最大厚度不超過2m，橫向連續(xù)性差，延伸數(shù)米即變薄甚至尖滅。發(fā)育大、中型槽狀交錯層理及少量板狀交錯層理，底部沖刷面構造常見。②水下分支河道間以細粒沉積為主。由于水下分支河道遷移頻繁及碎屑流的強大破壞作用，具水平層理及波狀層理，生物擾動構造及蟲孔較發(fā)育。③河口壩位于水下分支河道前緣或側緣，巖性均勻，以細砂巖、粉砂巖為主，發(fā)育平行層理、波狀層理，見小型板狀交錯層理以及槽狀交錯層理等沉積構造，常見反粒序。④遠砂壩及席狀砂巖性以細砂巖、粉砂巖為主，夾泥質粉砂巖及泥巖，層厚在0.5m以下，從下向上為泥質粉砂巖-粉砂巖-細砂巖，見沙紋層理及波狀層理，含植物碎片化石[8]。

3)前扇三角洲 工區(qū)內前扇三角洲巖性以灰色、灰黑色泥巖、粉砂質泥巖為主，有機質含量高，發(fā)育水平層理。前扇三角洲屬于半深湖-深湖條件下的沉積。

2.2 辮狀三角洲

辮狀河入湖(或海)即為辮狀三角洲，根據(jù)沉積特征，工區(qū)辮狀三角洲完整發(fā)育辮狀三角洲平原、辮狀三角洲前緣及前辮狀三角洲3個亞相。

1)辮狀三角洲平原 位于湖盆邊緣的辮狀河大量分叉處與湖岸線之間的陸上沉積區(qū)，主要包括辮狀河道和洪泛平原，且以前者為主。辮狀河道巖性相對較粗，砂礫巖分選、磨圓度較差，以次圓-次棱狀為主，泥質含量少，常由礫巖、含礫砂巖及砂巖組成，以含礫中、粗粒砂巖為主。砂體中沉積構造發(fā)育，常見沖刷面構造、平行層理及槽狀交錯層理，局部地區(qū)見泥礫?？v向上，通?？梢姸嗥诤拥郎绑w相互疊置成巨厚的砂體。洪泛平原主要的巖石主要呈現(xiàn)紫紅色?？梢娦⌒筒灰?guī)則交錯層理及沖刷構造，偶見碳屑。

2)辮狀三角洲前緣 辮狀三角洲前緣主要發(fā)育于研究區(qū)南緣，為沉積主體，發(fā)育水下分支河道、分流間灣、河口壩及遠砂壩4個微相。①水下分支河道巖性以含礫砂巖、粗砂巖、中砂巖及細砂巖為主，泥質雜基含量少，顆粒支撐。②分流間灣在前緣普遍發(fā)育，巖性以粉砂巖、粉砂質泥巖和泥巖為主，見水平層理及小型沙紋層理。③河口砂壩由粉砂巖、細砂巖及中砂巖組成，垂向韻律特征表現(xiàn)為向上變粗；河口砂壩中沉積構造發(fā)育，常見浪成沙紋層理，液化變形層理，平行層理及中、小型槽狀及板狀交錯層理。遠砂壩為前緣末端沉積，由薄層狀粉砂巖、粉砂質泥巖組成，平面分布穩(wěn)定，延伸遠；縱向上相帶窄，單層厚度薄，多在0.5m以下，見浪成沙紋層理及浪成波痕。

3)前辮狀三角洲亞相 辮狀三角洲前緣帶向湖的較深水區(qū)，發(fā)育由穩(wěn)定分布的灰綠色、深灰色薄層狀泥(頁)巖及粉砂質泥(頁)巖組成的前辮狀三角洲，見水平層理和植物葉片化石[9-10]。

2.3 湖相

工區(qū)隨深度增大，依次發(fā)育濱淺湖、半深湖、深湖3個亞相，巖性以灰色、灰綠色、深灰色泥巖和粉砂巖為主。

1)濱淺湖亞相 主要發(fā)育砂質灘壩和碳酸鹽灘壩2種有利于油氣聚集的儲層。沉積特征上，濱湖、淺湖通常難以區(qū)分。①砂質灘壩。巖性主要為細砂巖-粉砂巖，厚度從十幾厘米至幾十厘米不等，最厚可達數(shù)米。垂向上表現(xiàn)為薄層砂泥巖互層地層夾相對較厚的粉砂巖及砂巖。層理似平行層理及沖洗交錯層理為主，可見槽狀交錯層理、浪成交錯層理，反映較強水動力強度。砂質灘壩多分布于湖泊邊緣，湖灣，湖中局部與隆起周圍的緩坡側的濱淺湖地區(qū)，離開河流入口處，以迎風側波浪較強的湖岸處發(fā)育較好。②碳酸鹽灘壩。碳酸鹽巖類則主要發(fā)育于水體清澈、水體相對變淺附近處的低隆起處或岸邊，有時與細粒砂層互層分布。本區(qū)碳酸鹽沉積主要受物源區(qū)巖性、氣候和入湖河流、湖泊水動力條件的制約。

2)半深湖亞相 半深湖亞相位于水體較深的浪基面以下，屬于弱還原-還原環(huán)境。①滑塌濁積扇?；鷿岱e扇主要由陣發(fā)性的偶然因素誘發(fā)而成。研究區(qū)滑塌濁積扇主要發(fā)育在扇三角洲和辮狀河三角洲前端，沉積剖面上以砂巖、粉砂巖和深灰色泥巖組合為特征。發(fā)育截切、小型揉皺和變形構造。層理構造主要為塊狀層理、包卷層理和平行層理等。②近岸水下扇。近岸水下扇在湖盆的深陷期較為發(fā)育，為陸相斷陷湖盆一種常見的重力流沉積類型，發(fā)育在靠近斷層下降盤的深水區(qū)。內扇主要發(fā)育辮狀水道，是由分選差、雜基支撐的礫巖、碎屑支撐的礫巖和砂礫巖夾暗色泥巖組成，礫石呈棱角-次棱角狀。礫巖通常具有漂礫結構，礫石排列雜亂，甚至直立，層理不明顯。中扇垂向剖面上為辮狀水道疊覆沖刷，形成多層疊合的砂礫巖體，以礫質至砂質高密度濁流沉積為典型特征，巖性主要為砂礫巖、中粗砂巖與細砂巖，遞變層理和平行層理較發(fā)育。外扇為深灰色泥巖夾中-薄層砂巖，砂巖磨圓度較好，多為次圓狀，可顯平行層理和砂泥互層。

3 沙三段沉積體系展布及相模式

沙三段沉積體系類型在形成過程中，由于地形地貌、形成機理和水動力條件的不同，不同區(qū)域的巖性巖相特征、沉積序列均發(fā)生變化。以古地形等沉積背景分析為基礎，利用地層等厚圖、砂巖厚度圖、砂巖含量等值線圖等，結合單井沉積相分析，繪制了詳細的沉積體系平面展布圖。整個沙三段各時期沉積體系展布體現(xiàn)很好的繼承性，僅以Es2亞段為例進行描述(見圖2)。

沙三段時期，西北部滄縣隆起坡度較陡，主要發(fā)育扇三角洲和湖泊重力流沉積體系。岸上洪流攜帶大量泥、砂和礫石進入湖盆，并沖蝕湖底形成水道，繼續(xù)向前推進一定距離而形傾角較陡的同沉積斷層的下降盤形成滑塌濁積扇沉積。扇三角洲地區(qū)由湖盆邊緣至中心巖性表現(xiàn)為礫巖夾薄層紅色泥巖過渡為大段深灰色泥巖夾薄層粉細砂巖，巖性逐漸變細。

南部緩坡帶主要發(fā)育辮狀河三角洲和湖泊-重力流沉積體系，由辮狀河三角洲平原亞相、前緣亞相過渡為半深湖和滑塌濁積扇亞相。港西凸起處主要發(fā)育近岸水下扇沉積。水體較深，多期水道直接進入深水環(huán)境，砂體相互疊合。屬于深斷陷期的重力流沉積序列，一般被半深湖-深湖泥巖、油頁巖包圍，砂巖含量低(見圖3)。

圖2 歧口凹陷Es2亞段沉積體系分布圖 圖3 歧口凹陷沙三段沉積模式圖

4 結 論

研究區(qū)沉積相受控于古地形以及古物源區(qū)分布，滄縣隆起、埕寧隆起和羊三木凸起3大物源區(qū)母巖性質差異較大。歧口凹陷沙三段主要發(fā)育了沖積扇、扇三角洲、辮狀三角洲、近岸水下扇、滑塌濁積體及湖泊等多種沉積相類型。通過對區(qū)內發(fā)育的沉積相類型與儲層物性對應關系的研究表明，三角洲前緣河口壩、濁積扇砂體的儲層物性良好，是尋找?guī)r性油氣藏的勘探方向所在[11]。

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[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.10.013

P618.13

A

1673-1409(2012)10-N041-04