王 林 史卜慶 史忠生 鄭鳳云 馬 洪

（ 1 中國石油國際勘探開發(fā)有限公司；2中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院；3中國石油勘探開發(fā)研究院 ）

0 引言

水深對于三角洲的發(fā)育具有重要的控制作用，三角洲依據(jù)水深可劃分為淺水和深水三角洲兩大類。淺水三角洲與傳統(tǒng)三角洲相比，缺少明顯的頂積層、前積層和底積層3 層構(gòu)造，而是以湖平面頻繁變化情況下大量平原分流河道和水下分流河道相互切割、疊加為標(biāo)志，甚至在湖盆中心也能夠發(fā)育分布面積廣、成因類型豐富的砂體[1-2]。

20 世紀(jì)50 年代，國外學(xué)者首次提出了淺水三角洲的概念，并陸續(xù)對其形成動力學(xué)和沉積微相特征等開展分析工作。20 世紀(jì)80 年代以來，國內(nèi)學(xué)者在中國先后發(fā)現(xiàn)了大量淺水三角洲沉積實例，并在沉積特征和砂體展布等方面開展了深入研究[3-7]。

淺水三角洲大多發(fā)育于水體較淺、構(gòu)造穩(wěn)定、地形平緩、沉降緩慢、物源充足等條件下的坳陷湖盆。陸相斷陷湖盆的大部分演化階段都不具備形成淺水三角洲的構(gòu)造背景與水體條件，但斷陷湖盆萎縮期、盆地演化早期等某些特定演化階段也具備形成淺水三角洲的地質(zhì)條件，并形成一些獨(dú)特的沉積特點(diǎn)[8-11]。

近年來，淺水三角洲的研究受到人們高度重視?？碧綄嵺`表明，淺水三角洲及湖盆中心砂體不僅是巖性油氣藏的重要發(fā)育區(qū)，也是大面積低豐度巖性油氣田形成的必要條件，淺水三角洲沉積體系的系統(tǒng)研究對巖性油氣藏勘探和剩余油挖潛具有積極的推動作用[12-17]。

本文以中非裂谷系邁盧特斷陷盆地北部凹陷古近系Yabus 組為研究對象，系統(tǒng)分析了弱裂陷期所形成Yabus 組淺水三角洲的沉積特征、展布模式及對油氣藏的控制作用，研究成果對深化古近系Yabus組成藏認(rèn)識，推進(jìn)Yabus 組上段巖性油藏新領(lǐng)域勘探具有重要意義。

1 盆地概況

邁盧特盆地位于中非剪切帶東端南側(cè)南蘇丹境內(nèi)，走向NW—SE 向，與中非剪切帶近于垂直，是在中非剪切帶右旋走滑構(gòu)造應(yīng)力場背景下發(fā)育起來的中—新生代陸內(nèi)被動裂谷盆地[18-20]（圖1）。

圖1 中非剪切帶及邁盧特盆地位置圖[18]Fig.1 Location of Central Africa shear zone and the Melut Basin [18]

在以中非剪切帶活動和演化為主的構(gòu)造應(yīng)力場背景下，盆地分為3 期裂陷活動和1 期坳陷活動，對應(yīng)發(fā)育了4套構(gòu)造層。其中，早白堊世裂陷Ⅰ幕伸展和裂陷作用最強(qiáng)，總伸展量占整體的50%～70%，沉積了盆地主力烴源巖；晚白堊世—古新世裂陷Ⅱ幕裂陷作用較弱，受繼承性古地形影響，具備有機(jī)物持續(xù)沉積的有利背景，發(fā)育多套有利儲層；始新世—漸新世裂陷Ⅲ幕裂陷作用有所增強(qiáng)，形成區(qū)域性有效蓋層；中新世—第四紀(jì)盆地進(jìn)入坳陷期（圖2）。

邁盧特盆地具“五凹一凸”構(gòu)造格局，這些凹陷和凸起呈斜列式分布（圖3）。盆地構(gòu)造格局凹凸相間，凹陷基本呈“西斷東超”的半地塹形態(tài)。大部分地區(qū)白堊系和古近系裂陷在平面上和垂向上相互疊置、疊加，形成了下白堊統(tǒng)Al Renk 組為生油巖、古近系Yabus 組為儲層、Adar 組為蓋層的優(yōu)越油氣成藏組合，以及以緩坡帶為主的有利成藏區(qū)帶（圖2）[21-23]。北部凹陷已證實為富油凹陷，是目前勘探開發(fā)工作的主體。

圖2 邁盧特盆地地層綜合柱狀圖Fig.2 Stratigraphic column of the Melut Basin

2 Yabus 組淺水三角洲形成條件

相對傳統(tǒng)的三角洲，淺水三角洲的形成往往需要特殊的地質(zhì)背景和沉積條件，尤其與古構(gòu)造、古水體、古物源等有較大的關(guān)系。邁盧特盆地北部凹陷Yabus組沉積時期地勢緩、水域廣、水體淺、物源充足，具備形成淺水三角洲沉積的有利條件。

圖3 邁盧特盆地構(gòu)造單元示意圖Fig.3 Schematic structural unit of the Melut Basin

晚白堊世到古新世的裂陷Ⅱ幕時期，邁盧特盆地整體處于弱裂陷演化階段，盆地大部分時間是對早白堊世形成的裂陷進(jìn)行填平補(bǔ)齊，充填了一套厚度上千米的富砂地層，尤其到了末期的Yabus 組沉積時期，盆地整體地勢平緩，全區(qū)構(gòu)造活動較弱，地層厚度穩(wěn)定（圖4），發(fā)育了一套以砂泥巖互層為特征的淺水三角洲沉積，巖性方面表現(xiàn)為厚度不等的砂巖與淺灰色、灰綠色及紅褐色泥巖的頻繁互層，反映Yabus 組沉積時期水體較淺且頻繁動蕩的沉積環(huán)境。同時Yabus 組沉積時期，北部凹陷發(fā)育北部長軸物源體系、東部緩坡物源體系和西側(cè)陡坡物源體系，多套物源體系同時向凹陷內(nèi)部輸送沉積物，為Yabus 組淺水三角洲的形成提供了充足的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3 Yabus 組淺水三角洲沉積特征

3.1 地層與巖心相特征

Yabus 組厚度約為200～300m，根據(jù)巖性特征可分為上下兩段。其中，下段為砂巖夾泥巖沉積，砂巖含量高，砂巖為乳白色、淺灰色或淺褐色中—細(xì)砂巖，局部地區(qū)發(fā)育粗砂巖，泥巖為淺灰色、灰色、灰綠色，夾于厚層砂巖之間；上段為泥巖夾砂巖沉積，泥多砂少，主要為淺灰色、褐色泥巖夾薄層淺灰色細(xì)砂巖或粉砂巖。

圖4 邁盧特盆地北部凹陷地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地層充填特征剖面（剖面位置見圖3）Fig.4 Geologic structure and strata profle of the northern sag in the Melut Basin (see Fig.3 for the location of the profile)

Yabus 組沉積時期古氣候干熱，盆地基底穩(wěn)定沉降、地形坡度平緩，泥巖顏色在遍布全區(qū)的200 余口探井中都存在由灰色—深灰色或者淺灰色向褐色、紅褐色變化的現(xiàn)象，紫紅色、灰綠色、雜色泥巖大面積展布，并均未觀察到表征深水強(qiáng)還原環(huán)境的暗色泥巖沉積。說明Yabus 組沉積時期湖泊整體處于氧化—還原交替的環(huán)境中，水體相對較淺。以F-2 井1223.20～1224.22m 巖心段為例(圖5)，該段為頻繁的砂泥巖互層，砂巖中泥質(zhì)含量較高，具多期正韻律沉積特征，發(fā)育大量沖刷面、平行層理、波紋層理和槽狀交錯層理，見大量不規(guī)則泥礫充填，代表了多期水道沉積和較強(qiáng)的水動力條件，其中灰綠色泥巖表明其處于淺水沉積環(huán)境[24-25]。

圖5 F-2 井1223.20～1224.22m 巖心照片F(xiàn)ig.5 Core photos at 1223.20 - 1224.22m in Well F-2

3.2 巖石組分和結(jié)構(gòu)特征

Yabus 組砂巖以不等粒砂巖、中—細(xì)砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖為主，含少量中—粗砂巖，其中中—細(xì)砂巖的碎屑顆粒以石英為主，含量可達(dá)90%左右，呈次棱角狀—次圓狀，分選中等，中砂、細(xì)砂混雜分布，顆粒之間多為線接觸，粒間為泥質(zhì)充填。不等粒砂巖的粒度直方圖具雙峰，峰態(tài)平緩，為正偏態(tài)。粒度概率曲線為三段式，均由一個跳躍總體和兩個懸浮總體組成，滾動總體不發(fā)育，跳躍總體斜率較高，表現(xiàn)為三角洲分流河道特征（圖6）。

G-1 井1110.4m 樣本跳躍總體（0.12～1.4mm）含量大于95%，懸浮組分小于5%，沉積時水動力較強(qiáng)，表現(xiàn)為主分流河道特征。1170.0m 樣本跳躍總體（0.06～0.7mm）含量約為70%，1176.0m 樣本跳躍總體（0.05～0.25mm）含量約為60%，兩者沉積時水動力較弱，表現(xiàn)為次一級分流河道特征。

3.3 地震反射與測井相特征

由于Yabus 組沉積時期地形平坦、物源足、水體淺，淺水三角洲常延伸較遠(yuǎn)且分布面積廣，在地震剖面上多表現(xiàn)為典型的平行、亞平行及疊瓦狀前積的地震反射特征，未發(fā)現(xiàn)經(jīng)典三角洲的S形前積反射。受巖性組合特征影響，Yabus 組上、下段表現(xiàn)出不同的反射特征。

Yabus 組下段以淺水三角洲平原分流河道為主，對應(yīng)于一套中—低頻、連續(xù)性較好的平行—亞平行強(qiáng)反射，反映Yabus 組下段分流河道砂巖在區(qū)域上廣泛分布且厚度較為穩(wěn)定的沉積特征；Yabus 組上段主要為淺水三角洲前緣沉積，地震剖面上表現(xiàn)為中低頻、空白—不連續(xù)弱反射，局部見平緩的疊瓦狀前積反射和丘形反射，反映淺水三角洲前緣地層前積、砂體不連續(xù)，以及泥夾砂的沉積特點(diǎn)（圖7）。

圖6 G-1 井Yabus 組不同類型砂巖的粒度概率累積曲線Fig.6 Grain size probability accumulation curves of different types of Yabus sandstone in Well G-1

圖7 Yabus 組地震反射特征Fig.7 Seismic reflection characteristics of Yabus Formation

測井曲線上Yabus 組上、下段轉(zhuǎn)換面特征清晰，整體表現(xiàn)為自然伽馬、電阻率等曲線由下至上由箱形、鐘形逐漸變?yōu)橹笭?，反映了沉積物由粗到細(xì)、水體逐漸加深的正韻律旋回沉積。如圖8 中G-2 井下部漏斗形曲線為河口壩沉積，上部鐘形曲線為水下分流河道沉積，水下分流河道疊置在河口壩砂巖之上，具有典型的三角洲前緣測井相特征。

3.4 沉積相特征

Yabus 組總體具有近物源的牽引流特征，其淺水三角洲有別于河流相和傳統(tǒng)3 層結(jié)構(gòu)的三角洲沉積。在巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造分析和地震、測井響應(yīng)特征研究的基礎(chǔ)上，對其沉積相特征進(jìn)行了分析。

Yabus 組下段發(fā)育時期，盆地接近裂陷Ⅱ幕末期，裂陷作用較弱，水體相對較淺、物源充足，沉積相以三角洲平原亞相為主，發(fā)育大段分流河道中—細(xì)砂巖夾少量淺灰色、灰綠色分流間灣泥巖。Yabus 組上段沉積時期，盆地正處于裂陷Ⅱ幕向Ⅲ幕過渡時期，裂陷作用有所增強(qiáng)，水體上升，三角洲前緣廣泛分布，水下分流河道、河口壩、席狀砂等細(xì)—粉砂巖夾于水下分流間灣和濱淺湖泥巖之中。

總體來看，Yabus 組上、下兩段均發(fā)育淺水三角洲，但具有不同的沉積發(fā)育特征，垂向沉積相序反映了邁盧特盆地弱裂陷作用下的持續(xù)拉張、湖盆水體緩慢加深、基準(zhǔn)面不斷上升的漫長發(fā)育過程。

4 Yabus 組淺水三角洲平面展布特征

4.1 Yabus 組下段

Yabus 組下段沉積時期，在上白堊統(tǒng)Galhak 組、Melut組及古新統(tǒng)下部Samma組的沉積充填作用下，北部凹陷地勢平緩（圖9），在盆地周緣多個物源體系作用下，三角洲向湖盆內(nèi)部延伸距離遠(yuǎn)，形成“大平原、小前緣”的三角洲沉積體系（圖10），三角洲平原分流河道砂巖廣泛發(fā)育，多期分流河道砂巖疊置使得Yabus 組下段砂巖厚度可達(dá)100～200m，成為盆地主要勘探目的層。三角洲前緣僅在靠近湖盆中心區(qū)發(fā)育，以席狀砂、河口壩和少量水下分流河道砂體為特征（圖11）。

圖8 G-2 井沉積微相測井響應(yīng)及巖心特征Fig.8 Logging response of sedimentary microfacies and core characteristics in Well G-2

圖9 北部凹陷Yabus 組沉積時期古地貌Fig.9 Paleogeomorphology of the Yabus Formation in the northern sag

圖10 北部凹陷Yabus 組下段沉積相平面圖Fig.10 Plan view of sedimentary facies in the lower member of the Yabus Formation in the northern sag

圖11 北部凹陷Yabus 組沉積相剖面圖（剖面位置見圖10）Fig.11 Sectional view of sedimentary facies of the Yabus Formation in the northern sag (see Fig.10 for the location of the section)

4.2 Yabus 組上段

Yabus 組上段沉積時期，湖盆水體開始振蕩上升，隨著可容納空間的增大和湖浪作用的增強(qiáng)，開始形成退積型三角洲。這一時期形成的三角洲具有“大前緣、小平原”的特點(diǎn)（圖12），盆地大部分被三角洲前緣覆蓋，同時在湖浪作用下，分流河道砂巖遭受不同程度的席狀砂化，使得Yabus 組上段相對于下段，砂巖厚度明顯變薄，且砂地比降低，主要發(fā)育席狀砂、河口壩等砂體，夾于大套泥巖之中（圖11）。

圖12 北部凹陷Yabus 組上段沉積相及構(gòu)造—巖性 目標(biāo)分布圖Fig.12 Sedimentary facies and structural-lithologic target distribution of the upper member of the Yabus Formation in the northern sag

5 Yabus 組淺水三角洲與油氣勘探

邁盧特盆地北部凹陷已證實為富油凹陷，發(fā)現(xiàn)了包括地質(zhì)儲量5×108t 的Palogue 世界級油田及其他一批大中型油田。

Yabus 組下段的淺水三角洲具有“大平原、小前緣”特征，廣泛發(fā)育三角洲平原分流河道、水下分流河道、河口壩和席狀砂等砂體。其中，分流河道砂巖多期疊置，厚度大，成為盆地前期構(gòu)造勘探的主要目的層。然而經(jīng)過近20 年的勘探，Yabus 組下段富砂地層形成的規(guī)模構(gòu)造圈閉幾乎已被鉆探完畢，急需探索新層系、新類型油藏的勘探。

Yabus 組上段的淺水三角洲具有“大前緣、小平原”特征，為一套泥夾砂型沉積，各種水下分流河道、河口壩等砂體具有良好的儲集性能，配合斷層可形成各種砂巖尖滅體、砂巖透鏡體及斷層切割河道等巖性與構(gòu)造—巖性圈閉，是開辟盆地主力產(chǎn)層新區(qū)帶、新類型勘探的現(xiàn)實領(lǐng)域。

綜合考慮油源斷裂、沉積相帶、古地貌特征、內(nèi)部儲蓋組合、構(gòu)造埋深等因素，在北部凹陷Yabus組上段優(yōu)選出3 個構(gòu)造—巖性勘探有利區(qū)，主要分布在北部大型淺水三角洲交會區(qū)和西北部淺水三角洲前緣有利區(qū)（圖12），為下步構(gòu)造—巖性油藏勘探部署指明了方向。

6 結(jié)論

在斷陷湖盆多期裂陷作用的演化過程中，弱裂陷階段也具備形成淺水三角洲的構(gòu)造、沉積條件，淺水三角洲的沉積特征具有與湖盆裂陷作用密切相關(guān)的階段性。

邁盧特盆地北部凹陷Yabus 組下段沉積時期盆地裂陷作用弱，盆地地形緩、水體淺，發(fā)育大面積、高砂地比的淺水三角洲平原沉積和局部的三角洲前緣沉積，具“大平原、小前緣”沉積特點(diǎn)；Yabus 組上段沉積時期，盆地裂陷活動有所增強(qiáng)，湖盆水體范圍逐漸擴(kuò)大，形成了廣泛分布的低砂地比淺水三角洲前緣沉積及局部的濱淺湖沉積，具“大前緣、小平原”沉積特點(diǎn)。

北部凹陷Yabus 組上段淺水三角洲前緣相帶構(gòu)造—巖性圈閉具有良好的發(fā)育條件和勘探潛力，是盆地成熟探區(qū)未來滾動挖潛與增儲上產(chǎn)的重要領(lǐng)域。