蔡全升，胡明毅，胡忠貴，楊靜靜，岳 鑫，邱小松

(1.長江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室， 湖北 武漢 430100； 2.長江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院 ，湖北 武漢430100；3.中國石油 青海油田分公司 采油一廠，青海 茫崖 816400； 4.中國石油 勘探開發(fā)研究院 廊坊分院，河北 廊坊 065007)

退積型淺水三角洲沉積演化特征及砂體展布規(guī)律
——以松遼盆地北部臨江地區(qū)下白堊統(tǒng)泉頭組四段為例

蔡全升1,2，胡明毅1,2，胡忠貴1,2，楊靜靜1，岳 鑫3，邱小松4

(1.長江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室， 湖北 武漢 430100； 2.長江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院 ，湖北 武漢430100；3.中國石油 青海油田分公司 采油一廠，青海 茫崖 816400； 4.中國石油 勘探開發(fā)研究院 廊坊分院，河北 廊坊 065007)

淺水三角洲沉積砂體已經(jīng)成為現(xiàn)今油氣勘探的重點對象，進(jìn)一步深化淺水三角洲沉積特征及砂體展布規(guī)律研究，對于加快該類砂巖儲層的油氣勘探具有重要意義。為此，以松遼盆地北部臨江地區(qū)下白堊統(tǒng)泉頭組四段為研究對象，在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合巖心、錄井、測井以及地震資料，對湖盆擴(kuò)張期退積型淺水三角洲沉積特征及砂體展布規(guī)律進(jìn)行了深入研究。研究認(rèn)為：退積型淺水三角洲沉積水體具有波動式上升的特征，沉積物粒度隨著水體的加深逐漸變細(xì)，泥巖顏色自下至上逐漸由氧化色向還原色過渡，受水體短期波動影響，紫紅色或灰綠色泥巖常交替出現(xiàn)。退積型淺水三角洲沉積環(huán)境仍然以三角洲平原和前緣沉積為主，隨著沉積水體的加深，沉積相邊界迅速向陸地遷移，但實際上在沉積演化過程中通常還存在著多次短期的湖平面升降和相帶邊界的雙向遷移，從而使得在遠(yuǎn)離湖岸的區(qū)域出現(xiàn)河道沉積。河道沉積砂體是退積型淺水三角洲砂體的主要構(gòu)成部分，在湖平面上升過程中河道砂體發(fā)育規(guī)模逐漸減弱，表現(xiàn)為縱向上連續(xù)沉積砂巖厚度逐漸變薄，并且河道砂體末端在湖浪作用下常呈現(xiàn)席狀砂化。平面上由陸向湖河道砂體發(fā)育期次逐漸減少，湖平面大規(guī)模上升之前的三角洲平原和近岸三角洲前緣區(qū)域沉積砂體最為發(fā)育，是巖性油氣藏勘探的有利目標(biāo)區(qū)。

退積；淺水三角洲；砂體展布；泉四段；臨江地區(qū)；松遼盆地

Fisk在 1954年研究美國密西西比河現(xiàn)代三角洲沉積時首次提出了淺水三角洲的概念，認(rèn)為淺水環(huán)境下形成的三角洲不具有Gilbert式頂積層、前積層和底積層三褶結(jié)構(gòu)，該類型三角洲屬于典型的高建設(shè)性河控三角洲[1]。Postma等學(xué)者[2-3]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，水體深度是控制淺水三角洲發(fā)育的一個重要因素，低能盆地中水深在數(shù)十米以下發(fā)育的三角洲可統(tǒng)稱為淺水三角洲。隨后，許多國外學(xué)者從成因動力學(xué)、沉積微相特征以及淺水三角洲內(nèi)部構(gòu)成等方面展開了深入研究，均指出淺水三角洲多發(fā)育于水體較淺、地勢平緩、構(gòu)造相對穩(wěn)定的陸表?；蚺璧鼐徠颅h(huán)境，通常具有河道延伸遠(yuǎn)、頻繁分叉改道和不發(fā)育河口壩沉積等特征。

國內(nèi)學(xué)者自20世紀(jì)80年代以來也對我國陸相湖盆淺水三角洲沉積做了大量研究工作，并取得了一系列成果認(rèn)識。趙翰卿等[4]認(rèn)為淺水三角洲單砂體具有厚度薄、分布廣的特點；姚光慶等[5]認(rèn)為淺水三角洲相帶分異明顯，以三角洲平原為主，河口壩微相不發(fā)育；樓章華[6]認(rèn)為湖平面波動的頻率及幅度控制淺水三角洲的沉積形態(tài)，湖面高幅高頻整體快速下降易形成席狀淺水三角洲，湖面穩(wěn)定且中頻中幅波動易形成垛狀淺水三角洲，湖面低頻低幅緩慢上升易形成枝狀淺水三角洲；趙偉等[7]在研究東營凹陷時認(rèn)為斷陷湖盆在萎縮期同樣可以發(fā)育大型淺水三角洲沉積，且在構(gòu)造運動的作用下，三角洲的發(fā)育具有明顯的階段性；王立武[8]對松遼盆地南部姚家組一段沉積環(huán)境進(jìn)行研究認(rèn)為淺水三角洲不發(fā)育河口壩，三角洲前緣河道砂體普遍席狀砂化，不具備三層式沉積結(jié)構(gòu)和向上變粗的反沉積序列；紀(jì)友亮[9]通過研究蘇北盆地高郵凹陷認(rèn)為淺水三角洲沉積砂體在波浪的作用可以形成沿湖岸線分布的灘壩砂體沉積；朱筱敏等[10-12]通過對鄂爾多斯及松遼盆地淺水三角洲的研究，系統(tǒng)論述了坳陷型盆地辮狀河和曲流河淺水三角洲的形成條件、沉積特征以及模式。總體來說，目前國內(nèi)學(xué)者的研究多集中于淺水三角洲形成的有利地質(zhì)背景、水動力學(xué)特征、沉積微相類型、平面展布形態(tài)及沉積模式等方面[13-16]，而對單一水體變化趨勢的淺水三角洲沉積砂體的發(fā)育特征及展布規(guī)律研究相對較少，但隨著國內(nèi)巖性油氣藏勘探的進(jìn)一步深入，淺水三角洲“找砂”已經(jīng)成為地質(zhì)工作者的研究重點。

松遼盆地下白堊統(tǒng)泉頭組扶余油層發(fā)育典型的湖盆淺水三角洲沉積[10,17]，其沉積砂體已經(jīng)成為該區(qū)油氣勘探的重點目標(biāo)。進(jìn)一步深入認(rèn)識淺水三角洲沉積特征、砂體展布規(guī)律及其地震響應(yīng)，對于加快我國東部大型湖盆淺水三角洲的油氣勘探具有重要意義。因此，本文以沉積學(xué)、層序地層學(xué)以及地震沉積學(xué)理論為指導(dǎo)，以松遼盆地北部臨江三維區(qū)為目標(biāo)區(qū)，通過對研究區(qū)及其周緣30口取心井巖心的精細(xì)觀察及669口單井沉積特征分析，結(jié)合三維地震資料等綜合研究，分析了該區(qū)下白堊統(tǒng)泉頭組四段湖盆擴(kuò)張期退積型淺水三角洲的沉積特征，探討了退積型淺水三角洲砂體在平面上及縱向上的發(fā)育規(guī)律，以期為加快該類沉積儲層的油氣勘探提供地質(zhì)參考依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

松遼盆地是我國東部具有斷-坳雙重結(jié)構(gòu)的大型中-新生代含油氣盆地，總面積逾26×104km2。沉積地層厚度達(dá)11 000 m，白堊系為其主要沉積蓋層，平均厚度大于7 000 m，自下而上依次為沙河子組、營城組、登婁庫組、泉頭組(由下至上分別為泉一段、泉二段、泉三段和泉四段)、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組以及明水組，先后經(jīng)歷了斷陷(J3—K1)、拗陷(K1—K2)和萎縮褶皺(K2—Q)3個階段。

研究區(qū)(臨江三維區(qū))位于松遼盆地東南隆起帶北部王府凹陷，毗鄰中央凹陷一級構(gòu)造單元，面積約300 km2(圖1)。前人研究表明，泉頭組四段沉積時期，整個松遼盆地處于穩(wěn)定下拗階段，湖盆范圍逐漸擴(kuò)大，王府凹陷與三肇凹陷此時連為一體，同屬于大慶長垣以東地區(qū)的沉積中心[18]。該時期，受盆地整體下拗活動影響，沉積中心基底地形平緩且水體較淺[19]。研究區(qū)在南部物源的控制下，總體上發(fā)育了一套坳陷湖盆退積型淺水三角洲沉積序列。根據(jù)巖性、測井響應(yīng)以及沉積旋回特征，泉四段縱向上表現(xiàn)為一個三級層序基準(zhǔn)面上升半旋回(圖1)，層序底界面以區(qū)域發(fā)育的古土壤層以及多期河道沖刷面為特征，頂界面以青山口組黑色油頁巖為標(biāo)志，內(nèi)部細(xì)分為3個四級層序，分別為SQ1，SQ2，SQ3。隨著盆地水體的持續(xù)上升，整個泉四段泥巖沉積物顏色逐漸由紫紅色過渡到灰綠色，沉積相縱向上由曲流河或三角洲平原向三角洲前緣演化，沉積物粒度逐漸變細(xì)，整體上以發(fā)育正旋回沉積為特征。泉四段沉積厚度變化較小，多在80～100 m，平均為90 m。

圖1 松遼盆地臨江三維區(qū)泉四段沉積特征(b)及區(qū)域構(gòu)造位置(a)Fig.1 Sedimentary characteristics of the 4th member of the Quantou Formation(b) and tectonic setting of Linjiang 3-D seismic area(a)in the Songliao Basin

2 退積型淺水三角洲沉積特征

退積型淺水三角洲是水體呈總體上升趨勢背景下的一種淺水三角洲沉積類型，具有通常所說的淺水三角洲一般性沉積特征，但具體到特定的水體變化環(huán)境又具有一定的特殊性，這種特殊性主要表現(xiàn)在沉積相特征、巖性粒度、沉積構(gòu)造、泥巖發(fā)育和河道沉積等幾個方面。

2.1 沉積相類型及特征

通過巖心精細(xì)觀察與測、錄井資料綜合分析，認(rèn)為臨江工區(qū)退積型淺水三角洲主要發(fā)育三角洲平原和三角洲前緣兩種亞相，其中在SQ1，SQ2沉積時期以三角洲平原亞相沉積為主，SQ3沉積時期主要發(fā)育三角洲前緣亞相沉積。各亞相內(nèi)部具正旋回沉積特征，沉積物粒度向上逐漸變細(xì)且泥巖顏色由紫紅色向灰色或灰綠色過渡，反映工區(qū)泉四段沉積過程中沉積水體在逐漸加深(圖2)。

2.1.1 三角洲平原亞相

研究區(qū)淺水三角洲平原亞相可劃分為分支河道、決口扇及河道間洪泛沉積三種微相類型(圖2a)。其中，分支河道為三角洲平原骨架砂體的構(gòu)成單元，主要為一套灰色-灰白色細(xì)-粉砂巖沉積，沉積砂體常由多期河道疊置而成，每期河道底部常見沖刷面構(gòu)造或紫紅色泥礫層，并且普遍發(fā)育槽狀交錯層理和平行層理(圖3a—c)。決口扇微相主要發(fā)育于三角洲平原，具有河道沉積特征，測井曲線上以典型的指狀或低幅鐘形為特征。洪泛沉積為平原亞相沉積主體，巖性主要為紫紅色泥巖夾粉砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)粉砂巖，可見鈣質(zhì)結(jié)核及生物擾動構(gòu)造(圖3g,j,k)。通過單井分析發(fā)現(xiàn)，三角洲平原亞相泥巖中所含砂質(zhì)成分向上逐漸增多，且縱向上泥巖顏色逐漸由紫紅色向灰色或灰綠色過渡(圖2a)，說明研究區(qū)沉積水體具有螺旋式波動上升的特征。

2.1.2 三角洲前緣亞相

退積型淺水三角洲前緣可主要劃分為水下分支河道、支流間灣和席狀砂等微相類型(圖2b)。其中，水下分支河道通常延伸較遠(yuǎn)，河道多次分叉且擺動頻繁。隨著水體深度的增加，河道逐漸向陸地收縮，表現(xiàn)為近岸水下河道砂體相對發(fā)育，遠(yuǎn)岸水下河道砂體規(guī)模小且粒度細(xì)，在研究區(qū)以灰色-灰綠色粉砂巖為主(圖3d,f,h)。砂體底部沖刷強度明顯小于三角洲平原，且河道疊加期次減少。支流間灣巖性主要為灰色或灰綠色泥巖和粉砂質(zhì)泥巖，偶夾薄層粉砂巖或紫紅色泥巖，粉砂質(zhì)泥巖中可見水平層理、波狀層理、沙紋層理和生物擾動構(gòu)造以及少量黃鐵礦(圖3i,l)，說明工區(qū)內(nèi)水體較安靜但又受到了洪水或波浪襲擾。席狀砂在淺水三角洲中通常被認(rèn)為不發(fā)育，但實際上在退積型淺水三角洲中，隨著水體的加深和波浪作用加強，這種微相類型是存在的且具有一定的發(fā)育規(guī)模，在單井上?？梢姷綔y井曲線為指狀的薄層砂體。巖性以灰色或灰綠色粉砂巖為主，其頂?shù)锥酁榘瞪鄮r，它們通常是河道席狀砂化的結(jié)果(圖2b)。在湖岸附近由于河流沉積作用較強，該微相多發(fā)育于離湖岸相對較遠(yuǎn)的河道側(cè)緣或河道終結(jié)區(qū)外緣。

圖2 松遼盆地臨江地區(qū)泉四段退積型淺水三角洲沉積序列Fig.2 Sedimentary sequence of retrogradational shallow-water delta of the 4th member of the Quantou Formation in Linjiang area,the Songliao Basina.三角洲平原沉積序列，三5井；b.三角洲前緣沉積序列，五204井

2.2 沉積構(gòu)造特征

通過對研究區(qū)取心段巖心精細(xì)觀察與描述，泉四段常見的原生沉積構(gòu)造主要有沖刷侵蝕面構(gòu)造、平行層理、交錯層理、流水沙紋層理、波狀層理、水平層理、生物擾動構(gòu)造以及化學(xué)成因構(gòu)造等，這些典型的沉積構(gòu)造及組合特征對于解釋工區(qū)內(nèi)泉四段沉積環(huán)境具有重要作用。

沖刷面侵蝕面構(gòu)造通常反映水動力條件較強的河道沉積環(huán)境，其界面之上常發(fā)育平行于沖刷面的泥礫層，多表示新一期河道沉積的開始(圖3a—c)。交錯層理和平行層理在水下和水上分支河道中都比較常見，多與沖刷面構(gòu)造或泥礫層相伴生，也是指示河道沉積的標(biāo)志之一。如果泥礫或紋層間細(xì)粒沉積物為紫紅色，可確定為水上分支河道沉積(圖3a—c,圖3e)，而如果砂巖中的細(xì)粒沉積物或者泥礫為灰綠色或深灰色，則應(yīng)屬于水下分支河道沉積(圖3d,圖3f)。沙紋層理在研究區(qū)非常普遍，可見于河道間的單砂層或河道砂體頂部(圖3g,h)，為河流和波浪共同改造的結(jié)果。波狀層理及水平層理在粉砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)粉砂巖中較常見,為弱水動力條件下形成的沉積構(gòu)造(圖3i)，在洪泛沉積及支流間灣中較為發(fā)育。生物鉆孔按照產(chǎn)出形態(tài)可分為平行層面和垂直層面兩類(圖3j)，兩者同時存在說明當(dāng)時沉積水體氧氣供給忽強忽弱，沉積水體忽深忽淺，為間歇性動蕩環(huán)境。此外，在該區(qū)還可見到一些化學(xué)成因構(gòu)造，如鈣質(zhì)結(jié)核及黃鐵礦晶體等(圖3k,l)，其中鈣質(zhì)結(jié)核不僅出現(xiàn)在紫紅色泥巖中，也可以出現(xiàn)在灰綠色泥巖，這表明研究區(qū)沉積水體具有整體偏淺的特征。

2.3 巖性粒度特征

由于研究區(qū)泉四段沉積時期離物源區(qū)相對較遠(yuǎn)，該段沉積物粒度總體較細(xì)，主要為細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖或泥巖。根據(jù)取心段砂體粒徑資料統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)：三角洲平原分支河道砂巖粒徑主要分布區(qū)間為0.25～0.05 mm，粒度累計曲線呈兩段式，跳躍總體較為發(fā)育，其含量占70%左右，細(xì)截點粒徑Φ值約為3；隨著河流向湖泊挺進(jìn)，曲線中跳躍總體逐漸減少，懸浮總體逐漸增多，表現(xiàn)為三角洲前緣水下分支河道細(xì)截點粒徑Φ值為3.4，跳躍總體占50%，懸浮總體增至50%左右，說明河道沉積水動力條件受湖水阻擋呈逐漸減弱；席狀砂粒度累計曲線具兩段式特征，以跳躍組分為主，含量約占75%，懸浮總體約占25%，細(xì)截點粒徑Φ值為5.3，顆粒分選性較好，反映出席狀砂多沉積于水動力條件較強的波浪淘洗環(huán)境(圖4)。在空間分布方面，以三6井為例，其上部的776.2 m處的砂巖粒徑明顯小于下部852.29 m處砂巖粒徑，說明隨著水體上升，沉積物粒度也在逐漸變小(圖4a,c)。

圖3 松遼盆地臨江地區(qū)泉頭組四段典型巖心照片F(xiàn)ig.3 Typical core photos in the 4th member of the Quantou Formation in Linjiang area,the Songliao Basina.灰色細(xì)砂巖，可見沖刷面構(gòu)造、槽狀交錯層理及紫紅色泥質(zhì)沉積，雙31井，泉四段，埋深950.38 m；b.灰色細(xì)砂巖，見沖刷面構(gòu)造、平行層理及紫紅色泥礫，雙31井，泉四段，埋深951.82 m；c.灰色細(xì)砂巖，發(fā)育平行層理，頂部見沖刷侵蝕面，雙31井，泉四段，埋深950.5 m；d.灰色粉砂巖，見小型槽狀交錯層理，五204井，泉四段，埋深751.71 m；e.灰白色粉砂巖，發(fā)育小型板狀交錯層理且見紫紅色泥質(zhì)成分，雙31井，泉四段，埋深948.2 m；f.灰色粉砂巖，發(fā)育小型板狀交錯層理，五204井，泉四段，埋深748.4 m；g.紫紅色泥質(zhì)粉砂巖，見沙紋層理，雙31井，泉四段，埋深905.2 m；h.灰色粉砂巖，見沙紋層理，五204井，泉四段，埋深746.31 m；i.深灰色泥質(zhì)粉砂巖，見水平層理及波狀層理，五204井，泉四段，埋深743.5 m；j.紫紅色泥質(zhì)粉砂巖見生物鉆孔，雙42井，泉四段，埋深1 672.95 m；k.紫紅色泥巖，見鈣質(zhì)結(jié)核，雙31井，泉四段，埋深945.79 m；l.灰綠色粉砂質(zhì)泥 巖，見黃鐵礦晶體，五215井，泉四段，埋深829.31 m

2.4 泥巖發(fā)育特征

泥巖發(fā)育特征對于解釋古沉積環(huán)境及其變化具有重要意義。退積型淺水三角洲沉積過程中，泥巖發(fā)育的典型特征表現(xiàn)為顏色逐漸由氧化色向還原色過渡，并且三角洲平原泥巖較前緣泥巖厚度大，夾層少。臨江工區(qū)泉四段沉積過程中，三角洲平原普遍發(fā)育大套厚層狀紫紅色泥巖沉積，而三角洲前緣則主要為厚度較薄的灰綠色泥巖，多與泥質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖互層。通過對工區(qū)內(nèi)泉四段具有顏色的泥巖錄井資料進(jìn)行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，層序格架內(nèi)灰色或灰綠色泥巖厚度占泥巖總厚度的比例縱向上總體呈現(xiàn)單一上升特征：SQ1沉積時期還原色泥巖平均所占比例為18.4%， SQ2沉積時期為21.2%，SQ3沉積時期為66.8%。上述這些現(xiàn)象說明研究區(qū)泉四段沉積時期水體較淺且具有動蕩上升的特征。

圖4 松遼盆地臨江地區(qū)泉四段不同微相砂體粒度概率累計曲線特征Fig.4 Grain size cumulative probability curves of different sandstone microfacies of the 4th member of the Quantou Formation in Linjiang area,the Songliao Basina.三角洲平原分支河道，細(xì)砂巖，三6井，埋深852.29 m；b.三角洲前緣水下分支河道，粉細(xì)砂巖，雙201井，埋深845.99 m；c.三角洲前緣席狀砂，粉砂巖，三6井，埋深776.2 m

圖5 松遼盆地臨江地區(qū)泉四段河道沉積典型結(jié)構(gòu)剖面特征Fig.5 Typical architecture profiles of channel deposits within the 4th member of the Quantou Formation in Linjiang area,the Songliao Basina.三角洲平原河道沉積剖面，雙31井；b.三角洲前緣水下分支河道剖面，五204井

2.5 分流河道沉積特征

分流河道為三角洲沉積體系的骨架構(gòu)成單元，是三角洲砂體分布的主要相帶。在退積型淺水三角洲中，由于受到地形坡度、水體能量以及湖浪等因素的影響，分流河道沉積特征在不同的區(qū)域也有所差異。在三角洲平原，河道多分叉且砂體沉積厚度通常較大，為多期河道沉積充填的結(jié)果，其沉積序列自下而上為具沖刷面構(gòu)造的含泥礫細(xì)砂巖或平行層理細(xì)砂巖、中型槽狀或板狀交錯層理粉細(xì)砂巖、流水沙紋層理泥質(zhì)粉砂巖等，其中沖刷泥礫和紋層間的細(xì)粒沉積物多為紫紅色(圖5a)。在淺水三角洲前緣相帶中，河道常延伸較遠(yuǎn)，遠(yuǎn)離湖岸數(shù)十公里位置仍可存在河道沉積，但隨著水體的上升，河道砂體發(fā)育規(guī)模相對較小，連續(xù)沉積砂體薄且期次少，其沉積序列自下而上為薄層泥礫層或中、小型槽狀交錯層理粉細(xì)砂巖、小型板狀交錯層理粉砂巖、流水沙文層理或波狀層理泥質(zhì)粉砂巖、水平層理粉砂質(zhì)泥巖等，其砂體底部的沖刷泥礫較少見且多為灰色或灰綠色，沉積結(jié)構(gòu)具有典型湖浪改造特征(圖5b)。

3 退積型淺水三角洲沉積相演化特征

總體上呈單一變化的沉積水體決定了退積型淺水三角洲在沉積相演化方面具有較強的規(guī)律性。松遼盆地白堊系泉頭組四段沉積期整個盆地處于穩(wěn)定下坳階段，臨江地區(qū)泉四段總體上表現(xiàn)為水體上升的退積沉積序列，沉積物顏色逐漸由氧化色向還原色過渡，沉積環(huán)境由三角洲平原整體過渡到三角洲前緣，區(qū)域地層沉積厚度變化較小，具有典型的退積型淺水三角洲沉積特征(圖6,圖7)。

泉四段SQ1沉積時期，松遼盆地湖泊范圍較小，主要分布在古龍-三肇凹陷中心地帶，研究區(qū)沉積水體在此時期最淺。根據(jù)沉積特征分析，整個湖盆水體由泉三段末期的穩(wěn)定下降開始轉(zhuǎn)入穩(wěn)定上升階段，臨江地區(qū)此時期以發(fā)育淺水三角洲平原亞相沉積為主，南部靠近物源區(qū)發(fā)育部分的曲流河相沉積，再由曲流河進(jìn)入三角洲地帶，河道較為發(fā)育且分叉改道明顯，具有“格網(wǎng)狀”特征。錄井剖面中常見兩套厚層砂體，主要為灰色細(xì)砂巖或粉砂巖，砂體間通常為紫紅色泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖，由下至上夾層逐漸增多。

泉四段SQ2沉積時期，盆地持續(xù)穩(wěn)定下拗，湖盆范圍有所擴(kuò)大，水體上升較為明顯。該時期曲流河相不再發(fā)育，整個研究區(qū)以淺水三角洲平原為主，在北部開始發(fā)育淺水三角洲前緣沉積，河道發(fā)育規(guī)模較前一時期小。通過對層內(nèi)單井巖性觀察分析，該層序內(nèi)部兩套河道沉積砂體較少發(fā)育，砂體厚度相對較薄，以灰色細(xì)粉砂巖為主。河道間主要為紫紅色泥巖沉積，部分泥巖顏色為灰綠色，泥巖向上夾層有明顯增多趨勢且灰綠色沉積物也更為常見，表明該時期研究區(qū)水體較為動蕩，具有長期上升、短期下降的特征。

泉四段SQ3沉積時期，沉積水體持續(xù)上升，水體達(dá)到泉頭組最深時期。臨江地區(qū)該時期以淺水三角洲前緣沉積為主，不發(fā)育平原亞相沉積?，F(xiàn)存河道沉積規(guī)模較前兩個層序更小，但在遠(yuǎn)離湖岸的區(qū)域仍可發(fā)育河道沉積，部分河道砂體可出現(xiàn)在泉四段頂部，與青山口組油頁巖直接接觸，這說明在該時期仍存在短期的湖平面波動，使得河道在水體下降時期進(jìn)入湖盆中心形成河道砂體，但這些砂體在上升水體的影響下，通常較薄且具席狀砂化特征。該時期泥巖顏色以灰綠色為主，在層序底部可見少量紫紅色，并且泥巖與薄層粉砂巖頻繁互層。這些特征表明研究區(qū)退積型淺水三角洲沉積不僅受控于河流沉積作用，同時受到了湖浪改造作用的影響。

4 退積型淺水三角洲砂體展布規(guī)律

“找砂”是三角洲相帶油氣勘探的主要工作之一，砂體的發(fā)育特征及分布規(guī)律通常受到多種因素的影響[9,13,20]。在退積型淺水三角洲中，河道沉積砂體作為三角洲砂體的主要構(gòu)成部分，同時也是后期湖浪改造砂體的基本來源。與通常所說的三角洲沉積相比，該類型三角洲砂體在縱向發(fā)育特征及平面展布規(guī)律等方面具有單一變化的趨勢特征。

4.1 縱向砂體發(fā)育特征

通過對研究區(qū)鉆遇泉四段的鉆井資料進(jìn)行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，泉四段河道砂體主要發(fā)育于地層中部和下部，其出現(xiàn)的頻率及規(guī)模由下至上呈逐漸減小的趨勢。區(qū)內(nèi)29口單井層序格架內(nèi)的連續(xù)沉積河道砂體發(fā)育情況的統(tǒng)計資料顯示，SQ1時期所有單井累積河道砂體總厚度為193.6 m，SQ2時期為101.7 m，SQ3時期僅為41.2m(表1)。此外，根據(jù)順物源方向上的連井對比剖面也可看出(圖6)，測井曲線呈箱形或鐘形的連續(xù)沉積河道砂體主要分布于以三角洲平原沉積為主的SQ1 和SQ2兩個層序內(nèi)，且砂體具有較好的橫向?qū)Ρ刃?。到SQ3三角洲前緣沉積時期，可以發(fā)現(xiàn)河道砂體數(shù)量明顯減少，厚度變薄且連通性變差，具有席狀砂化特征。在相帶分布上表現(xiàn)為下部的三角洲平原分支河道砂較上部的三角洲前緣水下分支河道砂更為發(fā)育且連通性更好。這些河道砂體的縱向發(fā)育特征說明退積型淺水三角洲砂體沉積受到了上升水體的控制作用。

4.2 平面砂體演化規(guī)律

通過統(tǒng)計研究區(qū)所有單井層序格架內(nèi)的砂巖總厚度(包括細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖)，結(jié)合優(yōu)選地震屬性，運用地震沉積學(xué)方法，對臨江工區(qū)泉四段層序格架內(nèi)砂體展布進(jìn)行了刻畫。

地震沉積學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)地震振幅屬性能夠較好的反映砂體的發(fā)育特征(圖8)。層內(nèi)河道砂體厚度越大，振幅屬性值越高，河道砂體厚度越小，振幅屬性值越低。SQ1沉積時期，沉積砂體最為發(fā)育，屬性圖上表現(xiàn)為紅色高值區(qū)連片存在，落在高值區(qū)的井位均鉆遇了河道砂體。在砂厚圖中砂巖厚度大于12 m區(qū)域范圍較大，單井砂巖平均厚度8.6 m。SQ2時期，隨著沉積水體上升，砂體發(fā)育程度減弱，振幅屬性中高值區(qū)較為局限。砂巖厚度向北部呈變薄趨勢，該時期砂巖平均厚度為7.5 m。SQ3沉積時期，研究區(qū)主要發(fā)育前緣亞相沉積，砂巖分布更為局限，屬性圖上中高值區(qū)斷續(xù)分布。砂巖厚度大于12 m區(qū)域僅分布在離物源較近的研究區(qū)南部，砂巖平均厚度為6.9 m，但在部分遠(yuǎn)離物源的區(qū)域(如五204井區(qū))仍可見到河道沉積，部分砂體甚至發(fā)育泉四段頂部。這些特征表明，退積型淺水三角洲沉積砂體的分布受到了水體變化的控制：一方面隨著水體的總體上升，沉積相帶快速演化，層序格架內(nèi)砂體平面發(fā)育程度由下至上、由近源向遠(yuǎn)源逐漸減弱；另一方面由于湖平面的波動使得河道砂體在水體短期下降時可以深入湖盆中心，形成整個區(qū)域皆發(fā)育河道沉積的特征。

圖7 松遼盆地臨江地區(qū)泉四段層序格架內(nèi)退積型淺水三角洲沉積演化Fig.7 Sedimentary evolution of retrogradational shallow-water delta within sequence stratigraphic framework of the 4th member of the Quantou Formation in Linjiang area,the Songliao Basina. SQ1沉積相；b. SQ2沉積相；c. SQ3沉積相

層序地層單元鉆遇井?dāng)?shù)/口最大連續(xù)沉積厚度/m最小連續(xù)沉積厚度/m累計總厚度/mSQ399826412SQ213105401017SQ115120331936

4.3 退積型淺水三角洲砂體發(fā)育模式

通過沉積特征及砂體展布規(guī)律分析，在結(jié)合前人研究的基礎(chǔ)上[10-11,16,20]，總結(jié)出了退積型淺水三角洲沉積相展布特征及砂體發(fā)育模式(圖9)。

泉四段沉積時期，研究區(qū)地形較為平緩，沉積水體逐漸上升，退積型淺水三角洲平原分布范圍不斷縮小，前緣面積快速擴(kuò)大，泥巖顏色逐漸由氧化色向還原色過渡，河道沉積由陸向湖不斷分叉，沉積砂體厚度逐漸變薄，并且河道末端砂體在上升湖水的波浪作用下呈席狀砂化。隨著水體上升，沉積卸載區(qū)不斷向陸退積，后期河道砂體常疊置在前期河道之上，表現(xiàn)為垂向上的砂體發(fā)育規(guī)模逐漸減小，厚層砂體發(fā)育區(qū)主要集中在湖平面大規(guī)模上升之前的三角洲平原和靠近湖岸的三角洲前緣相帶。

5 討論

前人對于淺水三角洲研究開展了大量工作，但在研究過程中并沒有強調(diào)不同沉積水體變化對沉積特征及砂體展布等方面所帶來的影響，這也導(dǎo)致了許多學(xué)者對于淺水三角洲的一些認(rèn)識還存在爭議。如淺水三角洲席狀砂是否發(fā)育，河道砂體是否廣泛存在于三角洲前緣，前緣砂體是否是最有利儲集砂體等等[8-16,20-22]。通過對臨江泉四段進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在水體上升的背景下，退積型淺水三角洲無論是沉積相還是砂體展布均具有一定的特殊性和規(guī)律性，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1) 相帶遷移變化快

由于沉積水體呈上升趨勢，加上地貌平緩，湖平面小幅度上升即可使三角洲相帶邊界快速后撤，造成前緣面積的迅速擴(kuò)大，但是這種相帶邊界的遷移往往不是單向的，而是在波動式上升水體的影響下呈現(xiàn)快速的雙向遷移，其沉積結(jié)果之一即表現(xiàn)為泥巖顏色的交替變化，并且淺水湖盆沉積水體的波動性和相帶邊界的遷移特征也可從現(xiàn)今鄱陽湖湖平面變化中得到佐證。如2013年5月鄱陽湖連通水域面積達(dá)3 076 km2,而同年11月鄱陽湖水域面積僅為1 449 km2。

圖9 退積型淺水三角洲沉積砂體發(fā)育模式Fig.9 Sandstone development models of retrogradational shallow-water delta

2) 砂體分布范圍廣

湖平面波動和相邊界的快速遷移是造成前緣砂體廣泛分布的原因。以SQ3為例，盡管該層序砂體厚度整體偏薄，但在遠(yuǎn)離湖岸的井區(qū)仍然可以見到典型的河道沉積，部分河道砂體甚至與青山口組黑色油頁巖直接接觸，這就是由于湖平面的短期下降，河道沉積迅速向湖泊中心推進(jìn)。而隨后的水體快速上升，使得該期砂體沉積終止，并且離湖岸較遠(yuǎn)河道末端砂體在湖浪改造下呈現(xiàn)席狀砂化，在測井曲線表現(xiàn)為指狀的薄層砂體。

3) 縱向砂體發(fā)育規(guī)模減小

盡管退積型三角洲砂體分布廣泛，但主體河道砂沉積分布特征具有一定的趨勢性。隨著沉積水體的加深河道砂體規(guī)模逐漸減小，主要表現(xiàn)為縱向上沉積河道期次減少，連續(xù)沉積砂體厚度變薄，平面上砂厚高值區(qū)范圍逐漸縮小，以三角洲平原和靠近湖岸的三角洲前緣相帶中河道砂體最為發(fā)育。但需要注意的是，受短期湖平面波動的影響，在遠(yuǎn)離湖岸的區(qū)域同樣也可以發(fā)育河道砂體，這類砂體若與上覆青山口組黑色油頁巖接觸，也可以成為巖性油氣藏的有利勘探目標(biāo)。

6 結(jié)論

1) 退積型淺水三角洲在沉積相類型、沉積構(gòu)造、河道沉積及泥巖發(fā)育等方面具有一定的特殊性。在上升水體的控制下，三角洲前緣亞相更有利于發(fā)育并在局部可形成席狀砂沉積。河道砂體常為多期河道沉積充填的產(chǎn)物，入湖后河道沉積厚度、期次以及沖刷強度呈逐漸減弱趨勢。泥巖中鈣質(zhì)結(jié)核普遍發(fā)育，泥巖顏色由下至上逐漸由氧化色向還原色過渡且常交替出現(xiàn)，表明研究區(qū)水體較淺且具有波動式上升的特征。

2) 受波動式上升水體的控制，退積型淺水三角洲的沉積演化存在長期和短期兩種變化。長期來看，隨著水體的上升，研究區(qū)泉四段沉積相逐漸由三角洲平原向前緣過渡，河道發(fā)育規(guī)模逐漸減弱。短期來看，這種沉積演化趨勢中包含了多次的湖平面升降，也就說沉積相邊界的遷移實際上是雙向的，這一解釋對于尋找泉頭組頂部、青山口組底部的普遍含油的河道砂儲層具有重要意義。

3) 退積型淺水三角洲砂體展布規(guī)律與沉積水體變化密切相關(guān)。在湖平面上升過程中，河道砂體在縱向上表現(xiàn)為連續(xù)沉積厚度逐漸減薄，平面上表現(xiàn)為由陸向湖砂體發(fā)育程度逐漸減弱，離岸較遠(yuǎn)的河道末端砂體經(jīng)上升水體的改造后呈席狀砂化。但是受短期湖平面波動影響，現(xiàn)今看來遠(yuǎn)離湖岸的區(qū)域仍可以發(fā)育河道沉積，這些砂體特別是靠近青山口組的砂體由于良好的生儲配置關(guān)系往往也是巖性油氣藏勘探的有利目標(biāo)。

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(編輯 張玉銀)

Sedimentary evolution and distribution of sand bodies of retrogradational shallow-water delta:A case study from 4thmember of the Cretaceous Quantou Formation in the Lingjiang area,Songliao Basin

Cai Quansheng1,2,Hu Mingyi1,2,Hu Zhonggui1,2,Yang Jingjing1,Yue Xin3,Qiu Xiaosong4

(1. Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil-Gas Resource of Ministry of Education,Yangtze University,Wuhan,Hubei430100,China;2.SchoolofGeosciences,YangtzeUniversity,Wuhan,Hubei430100,China;3.FirstOilProductionPlantofQinghaiOilfield,PetroChina，Mangya，Qinghai816400,China;4.LangfangBranchofPetroChinaResearchInstituteofPetroleumExploration&Development,Langfang,Hebei065007,China)

Sedimentary sand bodies of shallow-water delta has become one of the main target areas of the current exploration.Thus a further study on sedimentary evolution and distribution of sand bodies of shallow-water delta should be of great importance for exploration.The 4thmember of Cretaceous Quantou Formation in Linjiang area provides an interesting example to study sedimentary evolution and distribution of sand bodies of shallow-water delta during the stage of lake transgression in detail.The work is based both on previous research and on a combination of cores,well logging and seismic data.The results show that delta plain and delta front are still the main component of retrogradational shallow-water delta,whose sediment grain size becomes gradually finer upwards,and the color of mudstone component shifts from aubergine to celadon controlled by short-term fluctuation of sedimentary water.With rise of lake water level,sedimentary facies boundaries moved quickly towards land.However,this movement is superimposed by multiple shorter-term fluctuations of lake level and bi-directional migration of facies boundary,and the channel sandstones can form quite some distance away from lake shore.As the main type of sand bodies of retrogradational shallow-water delta,the size of channel sandstone reduced gradually during lake transgression,showing increasing thinning of sand thickness upwards.The channels terminate as distributary sheet sands,reformed by infra-littoral wave.On the plane view,the cycles of channel development become fewer from proximal to distal.Channel sandstone of delta plain and nearshore delta front,which mainly developed before large-scale lake transgression,is favorable targets for oil-gas exploration.

retrogradation,shallow-water delta,distribution of sand bodies,4thmember of Quantou Formation,Linjiang area,Songliao Basin

2015-10-21;

2016-07-15。

蔡全升(1988—)，男，博士研究生，地震沉積學(xué)與層序地層學(xué)。E-mail:cqsh0713@163.com。

胡明毅(1965—)，男，教授、博士生導(dǎo)師，沉積學(xué)與層序地層學(xué)。E-mail:humingyi65@163.com。

國家油氣重大科技專項(2011ZX05007-002-001)。

0253-9985(2016)06-0903-12

10.11743/ogg20160612

TE121.3

A