張 兵

（上海石油天然氣有限公司，上海 200041）

東海平湖油氣田平湖組P12段沉積模式新認(rèn)識

張 兵

（上海石油天然氣有限公司，上海 200041）

平湖組深部P12段沉積類型一直頗有爭議，至今沒有形成統(tǒng)一認(rèn)識。通過微量元素硼恢復(fù)了P12段的鹽度信息，發(fā)現(xiàn)其處在咸化較嚴(yán)重的水體環(huán)境中，受強烈海侵影響；巖心觀察結(jié)果表明平湖組深部受到潮汐、河流等多重作用影響，形成了豐富的韻律層理、生物擾動、雙流向河道等沉積現(xiàn)象；D井的含礫石英中砂巖所對應(yīng)的UFR砂坪也證明了平湖組P12段發(fā)育的是潮控河口灣相沉積；另外地震振幅圖上清晰表現(xiàn)出了潮控河口灣相下部低水位期下切河谷河流沉積，中部海侵河口灣潮汐砂壩沉積，上部高水位期潮坪沉積三套特征巖相配置關(guān)系，據(jù)此建立了平湖組深部P12段潮控河口灣沉積演化模式。

平湖油氣田；平湖組P12段；UFR砂坪；沉積模式；潮控河口灣

關(guān)于西湖凹陷平湖地區(qū)平湖組沉積認(rèn)識歷來頗受爭議，前人分別從巖心、地化、測井、地震反演或水槽實驗等途徑論證，觀點有早期的海陸交互相[1]、潮汐三角洲[2]、受潮汐影響的辮狀河三角洲[3]和后期的三角洲-潮道砂體沉積等[4]，并都提出了相應(yīng)的沉積模式。隨著勘探開發(fā)過程的推進，更多資料證實了平湖組中上部的三角洲-潮道沉積模式。而針對平湖組深部，特別是P12段，由于資料較少，沉積環(huán)境仍有爭議：如其中某一時期發(fā)育的長條帶狀砂體沉積認(rèn)識有分歧，有認(rèn)為是古河道，也有認(rèn)為是障壁砂壩；另外D井于P12層鉆遇成分和結(jié)構(gòu)成熟度高的含礫石英中砂巖的沉積相歸屬也有爭議，重力流砂體、沿岸砂壩、障壁島砂壩等都是大家爭議的沉積類型。因此，至今尚未有較為合理的、系統(tǒng)的沉積模式來解釋平湖組深部的沉積樣式，對上述分歧給出很好的解釋并統(tǒng)一在一起。

本文從鹽度、沉積構(gòu)造、UFR砂坪、巖相配置關(guān)系等多方面給出證據(jù)，對平湖組深部的沉積進行研究，提出其發(fā)育的是潮控河口灣沉積，并結(jié)合地震信息建立了其沉積演化模式。

1 地質(zhì)背景

平湖油氣田位于上海市東南方向的東海海域，地質(zhì)構(gòu)造上，位于西湖凹陷保俶斜坡中段，西靠平湖主斷裂，東臨三潭深凹。自古新世到始新世時期，在區(qū)域張扭性應(yīng)力作用下，形成了以北北東向為主、北北西向為輔的不同級別的斷層，把平湖油氣田分隔呈多個構(gòu)造圈閉：北部八角亭構(gòu)造，中部放鶴亭構(gòu)造，西南中山亭構(gòu)造，東南放南構(gòu)造（圖1）。平湖油氣田自上而下鉆遇的地層有第四系東海群，新近系上新統(tǒng)三潭組，中新統(tǒng)柳浪組、玉泉組，古近系漸新統(tǒng)花港組和始新統(tǒng)平湖組及以下八角亭組和寶石組；主要含油氣層系為花港組和平湖組，具有“上油下氣、深大淺小、塔式聚集”的成藏特征[5，6]。隨著油田進入開發(fā)后期，迫切需要新的勘探突破，因此在平湖組深部找平湖的勘探戰(zhàn)略下，對平湖組深部地層的沉積認(rèn)識對未來勘探擴儲意義重大。

圖1 平湖油氣田位置及構(gòu)造格局

平湖組地層巖性以砂泥巖為主，自上部往下部，砂地比降低（圖2），中上部可達到30%以上，粒度較粗，主要為灰色-淺灰色中細(xì)砂巖，為三角洲前緣水下分流河道、潮道、砂坪沉積等。而P12段砂地比小于20 %，砂巖以淺灰色粉細(xì)砂巖為主，粒度偏細(xì)，單層厚度偏?。ǎ? m），局部較厚，連通性較差，煤層普遍發(fā)育，整體以“泥包砂”結(jié)構(gòu)為特征（圖3）。沉積特征與中上部有著明顯差異，其形成環(huán)境一直以來頗有爭議，本文將從多個方面展開討論。

圖2 平湖組小層砂地比

圖3 平湖組P12段各類巖性分布

2 沉積認(rèn)識

2.1 鹽度

古鹽度是地質(zhì)歷史時期沉積環(huán)境特征的重要標(biāo)志，恢復(fù)古鹽度信息對認(rèn)識環(huán)境變化，特別是海陸交互相具有重要意義[7]。在眾多反映古鹽度特征元素中，硼元素分析法是最常用方法，其依據(jù)是自然界水體中硼的濃度是鹽度的線性函數(shù)，而黏土礦物在沉積過程中有相當(dāng)數(shù)量硼被吸附固定下來，因而吸收的硼含量與水體鹽度呈雙對數(shù)關(guān)系[8]。

對C井P12段9個灰色泥巖樣品進行B含量測定，并運用Couch[9]和Adamas[10]方法對古鹽度進行恢復(fù)，結(jié)果見表1。

表1 東海平湖地區(qū)平湖組P12段泥巖樣硼含量及古鹽度恢復(fù)計算數(shù)據(jù)

Couch公式：

Adamas公式：

式中：Sp為古鹽度，‰；Xi、Xm、Xk分別為伊利石、蒙脫石和高嶺石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；系數(shù)表示各礦物吸收強度。

表2 不同水體類型鹽度劃分標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)果表明，樣品硼質(zhì)量濃度60～90 μg / g，平均75.7 μg/g，經(jīng)恢復(fù)后的古鹽度值平均約10‰～12‰，屬于海陸過渡相，相對于現(xiàn)今的長江口或杭州灣（5‰～20‰）[11，12]，其鹽度值偏高（表2），說明海水入侵較為嚴(yán)重，最具有代表性的是強潮型河口沉積。

2.2 沉積構(gòu)造

河口灣沉積由于受到多方水體共同作用，因此具有復(fù)雜獨特的沉積構(gòu)造，包括潮汐作用留下的潮汐層理、波浪作用的浪成交錯、波痕層理以及河流作用形成的河道槽狀交錯層理等。

巖心觀察中可以看到豐富的潮汐韻律層理（圖4），主要現(xiàn)象有：（1）雙黏土層，且多呈波狀或脈狀交錯層理；（2）大小潮引起的砂泥厚度韻律變化；（3）砂體呈透鏡狀或束狀體樣式。另外還可見豐富的生物擾動或植物碎片、薄煤層等，蟲孔以垂直或斜交巖層分布，反映了海陸過渡相中動蕩的水體環(huán)境。C井巖心中雙向大角度交錯的古河道砂體前人往往解釋成槽狀層理的兩翼或者是河道擺動兩期河道變遷形成，本次將該河道砂體形成環(huán)境定位在潮控河道的潮汐彎曲帶，在這里，潮道沉積和河道點砂壩沉積在河流和潮汐雙重能量強弱變化下交替出現(xiàn)，二者容易形成雙流向的古河道砂體[13]。

測井曲線上，可以看到P12段砂體發(fā)育較多的逆粒序沉積（圖5）。齒中線以上傾平行略收斂形態(tài)為主，反映了水流能量增強和物源供給越來越豐富的環(huán)境，常見的是河口砂壩、縱向遷移的潮汐砂壩沉積等。研究區(qū)P12段由于砂巖發(fā)育較少，不發(fā)育建設(shè)性三角洲，潮汐砂壩砂體沉積可能性較大。

圖4 河口灣主要特征沉積現(xiàn)象

圖5 A井P12部分段測井曲線圖

2.3 UFR砂坪

關(guān)于在D井鉆遇的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高的含礫石英中砂巖，而在相鄰的C井鉆遇的砂巖（長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖）性質(zhì)差異較大（圖6），對此有人提出過重力流或沿岸砂壩模式來解釋其成因。研究認(rèn)為，由于平湖地區(qū)平湖組整體處在海陸交互相，水體較淺，不足以形成重力流沉積；而砂體展布方向也否定了沿岸砂壩的判斷（圖7c）。

圖6 P12段砂巖巖屑

UFR砂坪是潮控河口灣特有的沉積相[14]。其是指高流態(tài)砂坪，位于河口灣中部喇叭口頂點處。受地形限制，潮汐能量達到最大，在反復(fù)淘洗的水流作用下，砂巖分選磨圓達到最佳。四川元壩地區(qū)Y402井取心層位中曾見到UFR砂坪，“千層餅”構(gòu)造，測井上表現(xiàn)為極低GR值，平湖D井石英砂巖符合以上特征，也吻合潮控河口灣相沉積模式。

圖7 平湖地區(qū)P12段地震振幅平面圖

2.4 巖相配置關(guān)系

河口灣是下沉河谷的海向部分，受河流作用、潮汐作用、波浪作用綜合影響，由于河流作用較弱，泥砂供應(yīng)不足，在潮汐和波浪作用下容易形成開口向海的喇叭口狀沉積體[15]。依據(jù)三方作用強弱主控影響下，可分為潮控河口灣、浪控河口灣和浪控-潮控過渡河口灣。

河口灣沉積典型的巖相配置主要包括三部分：（1）下部低水位期下切河谷陸相河流沉積；（2）中部為海侵河口灣沉積，主要發(fā)育潮控砂壩；（3）上部為高水位期濱岸潮坪沉積或浪控砂體沉積。

上述河口灣沉積三部分在平湖地區(qū)地震振幅圖上有較好的呈現(xiàn)，如圖7，海侵早期，發(fā)育的是長條狀陸相河道砂體沉積，隨著海侵的進行，河流作用減弱，潮汐作用主導(dǎo)，為垂直或斜交海岸線的河口灣沉積，砂體以長形潮汐砂壩為主，在平面上表現(xiàn)為花布狀，但砂體延伸方向一致，在河道喇叭口打開處，沉積的是UFR砂坪。海侵后期，達到高水位體系域，該河口灣部分被覆蓋充填，主要發(fā)育潮坪細(xì)粒泥質(zhì)沉積，全區(qū)發(fā)育大套泥巖和泥質(zhì)粉砂巖。

3 沉積模式

P12段地層受斜坡帶位置和斷層影響厚度差異較大，其中放二斷塊揭示的地層最為完整，沉積現(xiàn)象也最為豐富。從巖心、測井、地震屬性中出發(fā)，綜合地化測試、沉積現(xiàn)象及成因機制等，總結(jié)了放鶴亭P12段的潮控河口灣沉積模式及演化過程（圖8）。

圖8 潮控河口灣能量分布與巖相分帶（據(jù)DALRYMPLE R W，1992）

由于物源供給不足，在河流和潮汐作用的雙重作用下，放鶴亭P12段主要發(fā)育的是潮控河口灣沉積：上游為正常河流沉積，受潮汐影響較小或無影響；中游潮汐彎曲帶，在這里能量最弱，沉積物容易堆積，且分選較差，在潮汐和河流的作用下易形成雙向砂體沉積；下游為UFR砂坪以及潮汐砂壩沉積，在這里水體能量較強，沉積物經(jīng)過反復(fù)淘洗分選磨圓較好，是未來勘探的有利目標(biāo)砂體。在此沉積模式下，依據(jù)地震振幅圖，可將潮控河口灣沉積演化過程分為四個部分（圖9）。

圖9 放二斷塊平湖組P12段潮控河口灣演化模式

（1）海侵早期，發(fā)育低水位期下切陸相河流沉積，水體能量較弱，下游河口可被潮汐改造，形成喇叭口河口灣。

（2）海侵期，河口砂壩被強烈潮汐作用切割，形成順河道方向長形砂壩，頂口處由于潮汐能量最強，沉積物受到反復(fù)淘選，形成UFR純凈砂巖砂坪。

（3）隨著海侵，河谷開始被充填，發(fā)育潮坪細(xì)粒-泥質(zhì)沉積。

（4）海侵后期，河谷基本被充填，受波浪作用，砂體沿平行于岸線方向堆積。

4 結(jié)論

（1）平湖油氣田放鶴亭地區(qū)平湖組P12段泥巖B質(zhì)量濃度平均約75 μg / g，恢復(fù)的古鹽度值10‰～12‰，說明該時期為海陸過渡相，且受到強烈的海水入侵。

（2）巖心、巖屑中可以看到豐富的潮汐韻律、雙向河道砂體以及UFR砂坪等，綜合分析認(rèn)為放鶴亭平湖組深部發(fā)育的沉積相類型為潮控河口灣沉積相。

（3）結(jié)合河口灣巖相配置關(guān)系和地震信息，建立了放鶴亭地區(qū)P12段潮控河口灣沉積演化模式：海侵早期發(fā)育潮控河道，海侵中期發(fā)育潮控河口灣，形成UFR砂坪和潮汐砂壩，海侵后期發(fā)育潮坪-浪控河口灣沉積。

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A New Understanding on the Sedimentary Model for the P12 of Pinghu Formation in Pinghu Oil and Gas Field, East China Sea

ZHANG Bing
（Shanghai Petroleum Corporation Ltd., Shanghai 200041, China）

The sedimentary type of the lower Pinghu Formation (P12) has been a controversial issue and not formed a unified understanding yet. The restore of paleo-salinity by trace element B shows that the sedimentation of P12 was strongly affected by the transgression and taken place in a strongly salinized water environment. The core observation indicates the sedimentation of lower Pinghu Formation was influenced bymultiple hydrodynamic forces such as tide, river etc. as demonstrated by the presence of abundant rhythmic beddings, bioturbations, and two-way flow channel sediments in the interval. P12 of Pinghu Formation belongs to tide-dominated estuarine in origin and can be proved by the conglomerate-bearing quartz sandstones of UFR sand flat in Well D. In addition, the seismic amplitude maps also reveal the sedimentary characteristics in the different part of tide-dominated estuary facies sequence i.e. incised valley fluvial deposits of the lowstand period at the lower part, tidal sand bar sedimentsof transgression period at the middle part and tidal flat deposits of highstand period at the upper part. Accordingly, a sedimentary evolution model of the tide-dominated estuary sedimentation recorded in the lower Pinghu Formation (P12) is summarized.

Pinghu Oil & Gas Field; P12 of Pinghu Formation; UFR sand flat; sedimentary model; tide-dominated estuary

TE121.3

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2016.04.001

1008-2336（2016）04-0001-07

2016-06-14；改回日期：2016-07-28

張兵，男，1990年生，2015年獲同濟大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探碩士學(xué)位，從事油氣地質(zhì)綜合研究。

E-mail：zhangb@shpc.com.cn。