裴健翔 ，董貴能，朱　其

[中海石油(中國)有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057]

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北部灣盆地潿西南凹陷流一段強制湖退沉積體的特征及其油氣地質(zhì)意義

裴健翔 ，董貴能，朱其

[中海石油(中國)有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057]

北部灣盆地潿西南凹陷始新統(tǒng)流沙港組一段發(fā)育一套斜交前積結(jié)構(gòu)地層。利用地質(zhì)、測井和地震等資料，通過單井相、連井對比和地震相特征等沉積相的綜合研究，證實這套地層為強制湖退沉積體。該強制湖退沉積體在單井相上具有自下而上沉積水體明顯變淺的特征，在連井對比中表現(xiàn)為多期三角洲縱向疊置橫向有序遷移，而地震反射同相軸則表現(xiàn)出明顯的斜交前積特征。進一步的研究表明，沉積基底局部構(gòu)造抬升是流一段發(fā)生強制湖退的主控因素。這套強制湖退沉積體的發(fā)現(xiàn)不僅解決了潿西南凹陷潿三段和流一段區(qū)域地層劃分與對比存在的分歧，同時在強制湖退沉積體系域內(nèi)找到了濁積體、湖底扇和進積三角洲等多類型巖性圈閉，并發(fā)現(xiàn)了油氣藏，拓展了凹陷找油新領域。

強制湖退；沉積體；流沙港組；潿西南凹陷；北部灣盆地

“強制湖退”這一概念來源于“強制海退”[1]。強制海退屬于層序地層學的概念，強制海退沉積體是指在高水位體系域晚期，海平面的下降速度超過了基底構(gòu)造沉降速度形成的一套地層，在強制海退作用下，所產(chǎn)生的沉積體系域發(fā)育一系列進積復合體，是尋找大型油氣儲集砂體的有利位置[2-4]，易于形成大型巖性圈閉群。強制湖退與強制海退類似，在陸相湖盆中，強制湖退對儲層、儲蓋組合、巖性圈閉都具有控制作用，利用強制湖退概念及在強制湖退沉積體系域中尋找?guī)r性圈閉(油氣藏)的勘探方法，很少有學者進行過研究，而且目前為止也很少有實例報道。只有操應長2003年提出強制湖退概念并在理論上分析強制湖退的成因[5]，柳成志等2005年提出松遼盆地姚一段存在強制性水退砂體并指出強制性水退砂體與上下泥巖組合能形成巖性圈閉[6]。以上學者的研究主要集中于從理論上分析其形成條件和成因，缺少對實例的深入解剖，因此有必要結(jié)合勘探實例總結(jié)強制湖退的識別特征，并深入挖掘其對油氣成藏的地質(zhì)意義。北部灣盆地潿西南凹陷始新統(tǒng)流沙港組一段(流一段)發(fā)育一套斜交前積結(jié)構(gòu)地層，目前，這套地層已成為潿西南凹陷進行油氣勘探的一個重要層位。筆者在單井相、連井對比和地震相特征等綜合研究的基礎上，分析其成因機制，證實這套地層為強制湖退沉積體。這一發(fā)現(xiàn)不僅解決了潿西南凹陷潿洲組三段(潿三段)和流一段區(qū)域地層劃分與對比多年存在的分歧，同時為該區(qū)找到了一系列巖性圈閉，并發(fā)現(xiàn)了油氣藏，拓展了潿西南凹陷找油新領域，這對該區(qū)巖性圈閉的勘探具有指導作用，同時對于其他地區(qū)尋找?guī)r性油氣藏也具有借鑒意義。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

潿西南凹陷屬于北部灣盆地的北部坳陷，是中國南海北部大陸架西部一個重要的富油氣凹陷。凹陷東南邊緣與企西隆起相接，西北邊緣為潿西南斷層，西南邊緣與海中凹陷相鄰，其間被潿西南低凸起相隔(圖1)。凹陷內(nèi)發(fā)育3條近北東-南西走向的大型斷裂——1號、2號和3號斷裂，這3條大斷裂控制了整個潿西南凹陷的構(gòu)造格局。凹陷具有典型的斷-坳雙層結(jié)構(gòu)，古近紀為斷陷湖盆，整體上呈北斷南超的箕狀斷陷構(gòu)造樣式，北部為陡坡，南部為緩坡，東西兩側(cè)為凹陷的長軸方向，地層自下至上為古新統(tǒng)長流組、始新

統(tǒng)流沙港組、漸新統(tǒng)潿洲組。新近紀為坳陷結(jié)構(gòu)，沉積了一套海相碎屑巖[7-10]。流沙港組細分為3段，即自下而上為流三段、流二段和流一段，其中，流二段主要沉積半深湖相、深湖相泥巖、頁巖和油頁巖，是凹陷的主要烴源巖[11]。流一段由于緊鄰下伏的流二段烴源巖，所以油源條件得天獨厚，是目前潿西南凹陷巖性油氣藏勘探的重要層序之一。流一段在凹陷內(nèi)中西部已有多個巖性油藏的發(fā)現(xiàn)，這些巖性油藏在地震剖面上均表現(xiàn)為前積斜交地層。類似的這套前積斜交地層在凹陷內(nèi)的西側(cè)和東側(cè)均大量發(fā)育，表現(xiàn)為不斷進積疊加的三角洲沉積體系。這些進積疊加的三角洲沉積體系由強制湖退沉積作用形成，它的發(fā)現(xiàn)對于潿西南凹陷流一段巖性油氣藏的勘探具有重要意義。

2　強制湖退沉積體的識別

強制湖退沉積體是潿西南凹陷流一段特殊的沉積體系，通過單井相、連井對比和地震相的綜合研究，總結(jié)出強制湖退沉積體具有下述識別特征。

2.1單井相特征

潿西南凹陷流一段強制湖退沉積體在單井相中表現(xiàn)出自下而上沉積水體明顯變淺的特征。首先是泥巖顏色的變化，強制湖退沉積體在單井剖面上，下部泥巖為黑色、深黑色，向上依次變?yōu)樯罨疑?、淺灰色，頂部為雜色。在巖性上，下部主要為泥巖、頁巖夾薄層粉砂巖，向上變?yōu)槟鄮r、粗砂巖、薄層粉砂巖，并且頁巖消失。砂巖含量自下而上變多，其厚度也變大。砂巖所對應的伽馬測井曲線主要為漏斗形，少量箱形，具有典型三角洲的垂向演化特征。根據(jù)測井曲線和巖性變化，很容易劃分出不同期次的三角洲。每期三角洲包含數(shù)個短期旋回，早期三角洲包含的短期旋回個數(shù)多，而中晚期的三角洲包含的短期旋回個數(shù)變少。反映出在強制湖退沉積體系域內(nèi)，隨著湖平面的下降，沉積基準面和可容空間有規(guī)律地變化。早期的三角洲砂巖厚度和砂巖百分含量較小，而中晚期的三角洲砂巖厚度和砂巖百分含量都變大(圖2)。

圖1　潿西南凹陷地理位置及區(qū)域構(gòu)造Fig.1　Location and regional structure map of Weixi’nan Sag

2.2連井對比特征

連井對比反映出強制湖退沉積體中各砂巖儲集層在縱向上的相互疊置關(guān)系和在橫向上的變化規(guī)律，在

順物源方向的連井對比中，強制湖退沉積體發(fā)育多期三角洲，三角洲縱向疊置，橫向有序遷移(圖3)。W1井井點為靠湖岸方向，W5井井點為靠湖心方向。各期三角洲自湖岸向湖心方向依次前積推進。強制湖退沉積三角洲砂體伽馬測井曲線主要為箱形或漏斗形，尤其以反映河口壩的漏斗形組合形態(tài)占優(yōu)，而反映分流河道的鐘形組合形態(tài)少見。同時，在沉積亞相上，強制湖退三角洲缺乏三角洲平原亞相，僅發(fā)育三角洲前緣亞相和前三角洲亞相，并且濁積體異常發(fā)育。濁積體上下圍巖為厚層泥巖或厚層頁巖。整體上，三角洲的箱狀砂巖被厚層泥巖所夾，各期三角洲砂體都有油藏發(fā)現(xiàn)，并且具有不同的油水界面，其砂巖總體上表現(xiàn)出良好的儲集性能。

圖2　潿西南凹陷W5井流一段單井相Fig.2　Single well facies of the 1st Member of Liushagang Formation in Well W5 in Weixi’nan Sag

圖3　潿西南凹陷W1—W2—W3—W4—W5流一段連井對比(剖面位置見圖1)Fig.3　Cross-well correlation of the 1st Member of Liushagang Formation between W1-W2-W3-W4-W5 wells in Weixi’nan Sag (see Fig.1 for section location)

2.3地震相特征

2.4沉積相類型發(fā)育特征

強制湖退沉積體以發(fā)育豐富的濁積體、湖底扇和前積三角洲為特征。首先，在強制湖退沉積時期，由于湖平面快速下降，產(chǎn)生沉積基準面高差，濱岸砂體在波浪侵蝕、地震等因素誘導下，往深湖區(qū)滑塌、濁積、再搬運，形成濁積體、湖底扇。在鉆井巖心中能觀察到豐富滑塌變形構(gòu)造和鮑瑪序列等沉積現(xiàn)象，說明其濁積體、湖底扇廣泛存在。潿B-1構(gòu)造、潿D-2構(gòu)造、潿E-1構(gòu)造和潿西南低凸起周緣都存在大量濁積體或湖底扇，且這些濁積體、湖底扇多有油氣藏形成，這些油氣藏除了其儲層物性孔隙度和滲透率值稍低以外，油層厚，圈閉面積大，經(jīng)油氣測試證實其產(chǎn)能高，綜合評價為優(yōu)質(zhì)油氣藏。其次，強制湖退沉積體發(fā)育最重要的前積三角洲，在強制湖退作用下，湖平面不斷下降，湖岸線不斷向湖心方向遷移，形成一系列向湖心進積的三角洲。尤其在潿西南凹陷的長軸方向即東西兩端，進積特征最明顯。凹陷西端物源比東端物源充足，所以西端形成大型三角洲而東端三角洲較小(圖6)。鉆井揭示這些三角洲其平原亞相不發(fā)育，其原因可能是由于湖平面的強烈下降，基底沉降速度慢于湖平面下降速度，使得河流侵蝕能力增強，先期沉積的頂部地層被剝蝕，造成三角洲平原亞相沒有保存下來。在正常情況下，三角洲能保存完整的三角洲平原亞相、前緣亞相及前三角洲亞相系列，當基底沉降速度慢于湖平面下降速度時，形成了這種獨特的沉積相組合特征。

圖4　潿西南凹陷西部強制湖退沉積體地震相特征(剖面位置見圖1中A—B線)Fig.4　Seismic facies characteristics of the deposits of lacustrine forced regression in western Weixi’nan Sag (see line A-B in Fig.1 for section location)

3　強制湖退沉積體的成因機制

陸相斷陷湖盆的湖平面升降主要受區(qū)域構(gòu)造運動(沉降和抬升)和古氣候的控制[6，12-13]。構(gòu)造抬升運動將使沉積基底升高，而湖盆的最低水體溢出點不變，即絕對湖平面不變，湖盆具有敞流的性質(zhì)，此時，相對湖平面由于基底抬升而下降，水深變淺，形成強制湖退[5，12]。當古氣候由潮濕變干旱時，湖泊水體蒸發(fā)量增大，當蒸發(fā)量大于注入量時，將導致湖平面下降，也能形成強制湖退[5，13]。目前還沒有足夠證據(jù)證明潿西南凹陷流一段沉積時期古氣候變干旱。但是，構(gòu)造演化史和應力變化分析表明潿西南凹陷在流一段沉積時期局部發(fā)生了構(gòu)造抬升(表1;圖7)。圖7南北向剖面反映了潿西南凹陷的構(gòu)造演化歷程：長流組至流二段上層序各沉積時期(古新世至早-中始新世)，湖盆一直為南北向拉張應力，在張裂背景下基底沉降，形成整體上北斷南超的箕狀斷陷充填模式，北部陡坡帶地層厚，南部緩坡帶地層薄。而流一段至潿洲組沉積時期(始新世末至漸新世)，構(gòu)造應力處于拉張至擠壓的過渡時期。其中，流一段沉積時期(始新世末)應力為南北向拉張、北東-南西向右行扭動，在此南北拉張、東-西扭動的雙重背景下，構(gòu)造運動具有兩大特點。一是在南北方向上，受南北向拉張力影響，主要發(fā)生構(gòu)造掀斜作用。北部陡坡帶表現(xiàn)為構(gòu)造沉降，相對湖平面升高，發(fā)生沉積充填。南部緩坡帶表現(xiàn)為掀斜抬升，相對湖平面降低，導致南部斜坡帶流二段上層序地層部分被剝蝕，低凸起區(qū)流三段、流二段上層序、流二段下層序地層全部被剝蝕。二是在東西兩端，受北東-南西向右行扭動力影響，主要發(fā)生基底擠壓構(gòu)造抬升作用。因此，無論是南北方向還是東西方向，局部構(gòu)造抬升作用是流一段發(fā)生強制湖退的主控因素。就整個潿西南凹陷而言，凹陷南部斜坡帶主要受構(gòu)造掀斜影響，構(gòu)造抬升量相對較小，而凹陷東西兩端主要受到基底擠壓影響，構(gòu)造抬升量最大，湖平面下降幅度也最大，因而東西兩端長軸方向強制湖退形成的前積斜層最發(fā)育。

圖6　潿西南凹陷流一段沉積相平面分布Fig.6　Planar distribution of sedimentary facies of the 1st Member of Liushagang Formation ) in Weixi’nan Sag表1　潿西南凹陷構(gòu)造應力演化Table 1　Tectonic stress evolution of Weixi’nan Sag

4　強制湖退沉積體發(fā)現(xiàn)的油氣地質(zhì)意義

4.1強制湖退沉積體的發(fā)現(xiàn)解決了潿三段和流一段地層劃分與對比存在的分歧

圖7　潿西南凹陷構(gòu)造演化史恢復(剖面位置見圖1中E—F線)Fig.7　Tectonic evolution history reconstruction of Weixi’nan Sag(see line E-F in Fig.1 for section location)a.現(xiàn)今地層剖面；b.潿洲組沉積后地層剖面；c.流一段沉積后地層剖面；d.流二段沉積后地層剖面 T0以上.新近系；.流一段；.流二段上層序；.流二段下層序；—T2.流三段—長流組

4.2強制湖退沉積體的發(fā)現(xiàn)拓展了找油新領域

多年來，潿西南凹陷的油氣勘探主要圍繞構(gòu)造圈閉油氣藏開展，隨著勘探程度的不斷提高，巖性圈閉成為重要的勘探方向。流一段強制湖退沉積體的發(fā)現(xiàn)為凹陷拓展了找油新領域。由于強制湖退沉積體屬于高水位晚期湖平面下降沉積[14]，強制湖退沉積時期，其湖平面位置較高，地層屬于富泥型沉積。由于強制湖退沉積體的這一特殊性，整體上以泥巖沉積為主，為厚層泥巖夾相對較薄的箱狀砂巖，厚層泥巖與薄層砂巖有機配合，更易形成巖性圈閉。所以，流一段強制湖退沉積體成為潿西南凹陷巖性圈閉勘探的主要目標，目前已在該套沉積體內(nèi)找到了濁積體、湖底扇和進積三角洲等多種類型巖性圈閉，并已發(fā)現(xiàn)了油氣藏。

4.2.1流一段強制湖退體系域內(nèi)發(fā)育豐富的濁積體、湖底扇巖性油氣藏

在強制湖退沉積時期，由于湖平面快速下降產(chǎn)生沉積基準面高差，濱岸區(qū)三角洲、灘壩等砂體來不及固結(jié)成巖，在波浪侵蝕、地震等因素誘導下，往凹陷中央深湖區(qū)滑塌再搬運，形成新的濁積體或湖底扇。濁積體、湖底扇處于深湖區(qū)，臨近烴源，油氣富足，且深湖區(qū)泥巖厚度大，封蓋條件好，利于油氣直接運聚成藏。

4.2.2流一段強制湖退體系域內(nèi)形成多期進積三角洲

進積三角洲具有三大優(yōu)越成藏條件：①三角洲的前積作用，加上三角洲分流河道在平面上的擺動，形成三角洲砂巖與湖相泥巖組成的砂/泥互層，儲蓋組合優(yōu)良。并且，這些優(yōu)良的儲蓋組合在三角洲的前端發(fā)生構(gòu)造抬升，形成了一系列砂巖上傾尖滅巖性圈閉(圖5)。②強制湖退三角洲以三角洲前緣亞相為主，三角洲前緣亞相砂巖正處于濱湖區(qū)，被濱湖區(qū)波浪反復淘洗，泥質(zhì)含量低，砂質(zhì)純凈，易于形成高孔高滲儲層。雖然流一段強制湖退三角洲整體上以泥巖層為主，但是所鉆遇的三角洲中砂巖都屬于優(yōu)質(zhì)儲層。③受湖平面下降的控制，三角洲不斷向湖中推進，推進至深洼區(qū)的三角洲與下伏高位域時期的烴源巖直接接觸，更利于油氣運移成藏，而且，不同期次三角洲能形成眾多的獨立圈閉，展示了較大的勘探前景。

5　結(jié)論

1) 單井相、連井對比、地震相和沉積相類型發(fā)育特征等表明潿西南凹陷流一段發(fā)育強制湖退沉積體。

2) 沉積基底局部構(gòu)造抬升是流一段發(fā)生強制湖退的主控因素。

3) 這套強制湖退沉積體的發(fā)現(xiàn)不僅解決了潿西南凹陷潿三段、流一段區(qū)域地層劃分與對比多年存在的分歧，同時，在該套強制湖退沉積體系域內(nèi)找到了濁積體、湖底扇、進積三角洲等多類型巖性圈閉，并發(fā)現(xiàn)了油氣藏，拓展了凹陷找油新領域。

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(編輯張亞雄)

Characteristics and petroleum geological significance of lacustrine forced regressive deposits in the 1stMember of Liushagang Formation in Weixi’nan Sag, Beibuwan Basin

Pei Jianxiang,Dong Guineng,Zhu Qi

(ZhanjiangCompanyofCNOOCLtd.,Zhanjiang，Guangdong524057,China)

An oblique progradational sequence occurs in the 1stMember of Liushagang Formation in Weixi’nan Sag,Beibuwan Basin.A comprehensive analysis of single well facies,multi-well correlation,and seismic facies based on geological，logging and seismic data reveals that it belongs to lacustrine forced regressive deposits.It is characterized by obvious upward shallowing in respect of singe well facies,vertical overlapping and lateral sequential migration of multi-phase deltas in multi-well correlation,and significant oblique progradation reflection configuration on seismic profiles.Local uplifting of the basement is the main controlling factor for the development of lacustrine forced regression.The identification of the lacustrine forced regressive deposits helped to eliminate the disputes concerning stratigraphic division and correlation of the 3rdMember of Weizhou Formation and the 1stMember of Liushagang Formation in Weixi’nan sag.Meanwhile,it also led to the recognition of lithologic traps such as turbidite,sublacustrine fan,and progradational delta and the discovery of several reservoirs within the lacustrine forced regression system tracts,thus expanding new domains for oil and gas exploration in this sag.

lacustrine forced regression,deposit,Liushagang Formation,Weixi’nan Sag,Beibuwan Basin

2015-01-22;

2016-06-20。

裴健翔(1970—)，男，教授級高級工程師，油氣勘探研究。E-mail:peijx@cnooc.com.cn。

國家“十二五”重點科技攻關(guān)項目(2011ZX05025-002) 。

0253-9985(2016)04-0520-08

10.11743/ogg20160408

TE121.3

A