賀 勇 張向濤 雷永昌 邱欣衛(wèi) 謝世文 佘清華

(中海石油(中國)有限公司深圳分公司 深圳 518054)

三角洲是油氣富集成藏的有利相帶之一，是各石油公司油氣勘探的重要領(lǐng)域。在斷陷湖盆中，三角洲主要發(fā)育于短軸方向緩坡帶和長軸方向走向斜坡帶。前人對緩坡帶三角洲做了很多研究工作[1-8]，對該類三角洲的沉積體系劃分、沉積結(jié)構(gòu)及成因、沉積模式及控砂控藏機制等進行了較為充分和系統(tǒng)的探討，但目前對走向斜坡帶三角洲沉積特征及沉積模式的研究還相對較薄弱。

研究表明，陸豐凹陷具有油氣遠景資源量多、勘探潛力大的特征，但目前其南部成熟區(qū)淺層新近系條件優(yōu)越的構(gòu)造圈閉所剩無幾，研究與勘探重點已逐漸由淺層新近系轉(zhuǎn)向深層古近系[9-17]。近幾年，隨著陸豐地區(qū)首個古近系商業(yè)性油田群的發(fā)現(xiàn)，掀起了新一輪古近系油氣勘探熱潮。文二段是陸豐凹陷南部地區(qū)重點勘探層段，其油氣儲量規(guī)模大，測試產(chǎn)能高，具有很大的勘探潛力，但目前對于陸豐地區(qū)文二段沉積方面的研究還相對比較薄弱，制約了對優(yōu)質(zhì)儲層展布規(guī)律和油氣成藏特征的認識。本文主要通過井壁心觀察、薄片鑒定分析、粒度分析，結(jié)合測井、錄井資料及三維地震資料，對陸豐13東洼走向斜坡帶文二段沉積特征及沉積模式進行了深入分析，并探討了沉積作用對油氣成藏的影響，以期為陸豐地區(qū)古近系油氣勘探目標選擇提供一定的參考依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

珠江口盆地位于我國南海北部，是一個在準被動大陸邊緣基礎(chǔ)上演化而來的新生代含油氣盆地[18-21]。陸豐凹陷位于珠江口盆地東北部，面積約7 760 km2，區(qū)內(nèi)的陸豐13洼、15洼均為已證實的富生烴洼陷，其中陸豐13洼可進一步細分為陸豐13東洼和陸豐13西洼。研究區(qū)位于陸豐13東洼，東接陸豐東低凸起與陸豐15洼，北鄰陸豐中低凸起，西靠陸豐13西洼，南望惠陸低凸起(圖1)。研究表明，陸豐13東洼在始新世為斷陷湖盆，發(fā)育陸相湖盆沉積，沉積有文昌組與恩平組，其中文昌組自下而上可細分為文六段、文五段、文四段、文三段、文二段和文一段等地層單元，主要發(fā)育湖泊、辮狀河三角洲及扇三角洲沉積。由于研究區(qū)地理位置受陸豐中低凸起、陸豐東低凸起和惠陸低凸起所限，因此文昌組物源主要由這3個低凸起提供，其中裂陷高峰期沉積的文四段泥巖發(fā)育，有機質(zhì)含量高，為陸豐13東洼主力烴源巖；而裂陷初始期與裂陷萎縮期沉積的文五段和文二段砂體較為發(fā)育，儲蓋組合良好，是該區(qū)重要的勘探層系[12,16]。

圖1 陸豐13東洼區(qū)域位置圖

2 沉積特征分析

2.1 巖石學特征

研究區(qū)文二段巖性主要包括(含礫)粗砂巖、中砂巖、細砂巖、粉砂巖及深灰色泥巖，呈不等厚互層狀，其中大部分中、細砂巖分選中等—好，(含礫)粗砂分選則相對較差，部分層段見泥礫、石英礫，礫石直徑一般介于2～5 mm。砂巖礦物巖石組分以石英為主，其次為巖屑和長石，見暗色礦物，部分被泥質(zhì)或鈣質(zhì)膠結(jié)。井壁心薄片鑒定分析表明，砂巖碎屑組分石英含量74.0%～89.5%(平均值為84.6%)，巖屑含量7%～23%(平均值為12.4%)，長石含量1%～4%(平均值為3%)?？傮w而言，研究區(qū)文二段砂巖以巖屑石英砂巖為主，搬運距離較遠，具有較高的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度(圖2)。

圖2 研究區(qū)文二段砂巖碎屑成分三角投點圖

2.2 沉積構(gòu)造特征

研究區(qū)大部分井沒有取巖心，因此嘗試通過高分辨率成像測井資料，根據(jù)紋層、細層、層系等的成像特征及傾角數(shù)據(jù)，并結(jié)合井壁心、常規(guī)測錄井及鄰區(qū)相同層位具有同樣沉積背景與沉積構(gòu)造的巖心等資料，對研究區(qū)文二段沉積構(gòu)造進行研究，識別出了塊狀構(gòu)造、交錯層理、平行層理、變形層理、水平層理、沖刷面等沉積構(gòu)造類型(圖3)，指示其沉積環(huán)境主要為河流和湖泊共同作用下的過渡環(huán)境，屬于辮狀河三角洲沉積體系。文二段下部主要為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與(泥質(zhì))粉砂巖、細砂巖互層沉積，砂巖厚度較薄，含砂率低，沉積水動力相對較弱，沉積物粒度較細，主要發(fā)育水平層理、層狀構(gòu)造，局部受滑塌作用等影響，可見變形層理，呈“包卷”狀。文二段上部主要為(含礫)粗砂巖、中砂巖、細砂巖與泥巖互層沉積，砂體厚度相對較厚，含砂率高，沉積水動力相對較強，沉積物粒度較粗，可見交錯層理、平行層理、變形層理、塊狀構(gòu)造及沖刷面。沖刷面主要發(fā)育于厚層箱狀砂體底部，與下伏地層為侵蝕接觸關(guān)系，沖刷面之下為細粒沉積物，沖刷面之上為含礫粗砂巖，礫石主要為泥礫和石英礫，向上逐步演變?yōu)橹?粗砂巖、細砂巖、泥巖。

圖3 研究區(qū)文二段典型沉積構(gòu)造類型

2.3 測井曲線形態(tài)及地震剖面反射特征

研究區(qū)文二段自然伽馬測井曲線形態(tài)特征多樣，主要包括指型、(齒化)鐘型、箱型、(齒化)漏斗型、齒型及其組合形態(tài)。不同的自然伽馬測井曲線形態(tài)特征往往指示了不同的沉積環(huán)境和沉積微相類型，對研究和劃分沉積相、沉積微相等具有重要意義。在三角洲沉積體系中，自然伽馬測井曲線形態(tài)為指型，一般指示三角洲前緣薄層席狀砂沉積；自然伽馬測井曲線形態(tài)為鐘型、箱型，主要指示具有正韻律沉積特征的河道和水下分流河道沉積；自然伽馬測井曲線形態(tài)為漏斗型，主要反映具有反韻律沉積特征的三角洲前緣河口壩沉積；而自然伽馬測井曲線形態(tài)為齒型，則反映薄層砂泥巖交互出現(xiàn)的特征。文二段地震反射特征主要表現(xiàn)為中—低頻、中等—較好連續(xù)性、中—強振幅，在順物源地震剖面上可見典型進積型三角洲地震反射特征，即發(fā)育多期次明顯的前積結(jié)構(gòu)，其前積層發(fā)育，頂積層和底積層相對不發(fā)育，前積層分別以頂超和下超方式終止于頂?shù)捉缑?圖4)。

圖4 研究區(qū)順物源方向地震剖面典型前積結(jié)構(gòu)(剖面位置見圖1)

2.4 主要沉積相類型

通過對多口井的巖石學特征、沉積構(gòu)造特征、粒度特征、測井曲線特征、地震剖面反射特征等資料的綜合分析，研究區(qū)文二段沉積相主要為辮狀河三角洲，可劃分為辮狀河三角洲平原、辮狀河三角洲前緣、前三角洲等3個亞相。其中辮狀河三角洲前緣亞相在研究區(qū)最為發(fā)育，其次是前三角洲，并可進一步細分為水下分流河道、水下分流間灣、河口壩、席狀砂、前三角洲泥和濁積砂巖等沉積微相。

2.4.1辮狀河三角洲前緣

文二段辮狀河三角洲前緣亞相在研究區(qū)最為發(fā)育，主要由水下分流河道、水下分流間灣、河口壩、席狀砂等沉積微相構(gòu)成(圖5)。

圖5 研究區(qū)F-1-1井文二段三角洲前緣沉積序列

1)水下分流河道是分流河道匯入沉積水體后在水下的自然延伸，其水動力條件和沉積物特征與分流河道具有一定相似性，在三角洲前緣亞相中分布較為廣泛。文二段水下分流河道巖性以(含礫)粗砂巖、中砂巖、細砂巖為主，局部見礫石，下部砂巖粒度粗，上部砂巖粒度細，具有正粒序沉積特征；自然伽馬測井曲線特征主要表現(xiàn)為鐘型和箱型；砂巖底部發(fā)育沖刷面，砂體內(nèi)部見平行層理、交錯層理、變形層理和塊狀構(gòu)造，反映了較強的水動力環(huán)境。

2)文二段水下分流間灣沉積物粒度細，主要為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖等細粒沉積物不等厚互層出現(xiàn)；自然伽馬測井曲線多呈齒型；沉積構(gòu)造以水平層理為主，可見塊狀構(gòu)造及滑塌變形構(gòu)造。

3)文二段河口壩巖性以中、細砂巖為主，其次為粗砂，一般單砂體底部粒度較細，頂部粒度較粗，具有向上粒度變粗的反粒序沉積特征；自然伽馬測井曲線具有底部漸變、頂部突變的特征，呈漏斗型或齒化漏斗型；砂巖內(nèi)部可見平行層理、交錯層理等沉積構(gòu)造。

4)研究區(qū)文二段席狀砂巖性主要以中、細砂巖為主，其次為粉砂巖，單砂體厚度較薄，是水下分流河道或河口壩遭受波浪改造的產(chǎn)物，分選磨圓較好；席狀砂常與分流間灣泥、前三角洲泥互層出現(xiàn)；自然伽馬測井曲線形態(tài)呈指型。

2.4.2前三角洲

鉆井揭示，研究區(qū)文二段前三角洲亞相巖性主要為細砂巖、(泥質(zhì))粉砂巖、(粉砂質(zhì))泥巖，砂泥巖質(zhì)地均不太純，可劃分為前三角洲泥、濁積砂(重力流沉積)等沉積微相(圖6)。自然伽馬測井曲線多呈微齒型，可見水平層理、塊狀構(gòu)造及變形層理等沉積構(gòu)造。

圖6 研究區(qū)F-1-1井文二段前三角洲沉積序列

2.5 沉積相展布特征

受控于北部控洼斷裂活動和古地貌的共同作用，研究區(qū)文二段物源主要來自于洼陷東部走向斜坡帶，其次為洼陷北部陸豐中低凸起，具備發(fā)育大型辮狀河三角洲的背景和條件(圖7)。文二段沉積于弱斷陷期，斷層活動減弱導致沉積中心開始遠離斷層邊界，陸豐13東洼東側(cè)的低凸起成為了最重要物源，而且匯水面積擴大致使其供源能力增強，長軸走向斜坡水系占據(jù)主導地位[22]。鉆井揭示，陸豐中低凸起區(qū)基底巖性主要為花崗巖；而陸豐東低凸起區(qū)基底巖性包括花崗巖和中生界砂泥互層沉積巖，母源條件較好，且物源區(qū)面積廣，搬運距離較遠，物源通道以較為寬緩的U型溝谷為主，聚砂輸砂能力較強。

圖7 陸豐13東洼文二段沉積相圖

利用順物源方向及垂直物源方向地震剖面，結(jié)合厚度圖及已鉆井資料，可將研究區(qū)文二段自下而上、自東向西劃分為3個期次的前積朵葉體，每一期次的前積朵葉體均由多個次一級的前積體組成；研究區(qū)東部文二段主要發(fā)育辮狀河三角洲平原與辮狀河三角洲前緣亞相，向西逐漸演變?yōu)榍叭侵迊喯嗉盀I淺湖相(圖7)。分析認為，研究區(qū)文二段沉積主要受洼陷東部走向斜坡帶多個物源通道的共同控制，同時也受到辮狀河三角洲進積作用的影響。沉積主體在第一、二期朵葉體沉積期主要分布于東部的A-1-1、C-1-1及D-1-1井區(qū)，故該區(qū)域第一、二期朵葉體中砂體較為發(fā)育；隨著辮狀河三角洲不斷向湖盆方向進積，沉積主體在第三期朵葉體沉積期遷移至G-1-1、F-1-1井區(qū)，故該區(qū)域第三期朵葉體中砂體發(fā)育。研究區(qū)文二段儲集砂體主要為具有正韻律的水下分流河道砂體、具有反韻律河口壩砂體和薄層席狀砂(圖7、圖8)。

圖8 研究區(qū)文二段連井對比剖面圖

2.6 沉積模式

通過對區(qū)域構(gòu)造背景、地震資料、測井資料、錄井資料、井壁心及相關(guān)分析化驗資料等的綜合分析，認為研究區(qū)文二段沉積于裂陷Ⅰ幕晚期，隨著裂陷作用的減弱，湖盆沉積水體逐漸變淺，而東部走向斜坡帶物源通道發(fā)育，物質(zhì)供應(yīng)充分；在構(gòu)造和沉積作用共同控制下，湖盆可容空間變小，辮狀河三角洲沿著走向斜坡帶不斷向湖盆中心進積，在自東向西的順物源方向地震剖面上可以識別出多期次前積朵葉體，整體上具有向上粒度逐漸變粗的特征。由于同一期次三角洲前緣不同朵葉體的進積速度和影響范圍一般會有所差異，而且在河流和湖浪的共同作用下，三角洲前緣朵葉體在進積的同時也會發(fā)生側(cè)向遷移和改造，因此同一期次的不同朵葉體也會在交匯區(qū)域發(fā)生疊置，該交匯區(qū)域優(yōu)質(zhì)砂體一般較為發(fā)育。平面上，研究區(qū)自東向西依次發(fā)育辮狀河三角洲平原相、辮狀河三角洲前緣相、前三角洲和濱淺湖相，巖性逐漸由中、厚層(含礫)粗砂巖、中砂巖、細砂巖與泥巖互層過渡到薄層細砂巖、(泥質(zhì))粉砂巖與(粉砂質(zhì))泥巖互層，水動力條件也逐漸由河流作用為主轉(zhuǎn)變?yōu)楹恿髋c湖浪共同作用，最終前三角洲基本不受河流作用的影響(圖9)。

圖9 陸豐13東洼文二段沉積模式

3 沉積特征對油氣成藏的影響分析

3.1 對儲蓋組合的影響

多口鉆井揭示，研究區(qū)文二段發(fā)育良好的儲蓋組合，首次在該層段取得商業(yè)性油氣發(fā)現(xiàn)并獲得很好的產(chǎn)能；該層段辮狀河三角洲沉積體系中砂泥巖互層沉積發(fā)育，能形成良好的儲蓋組合，并容易捕獲油氣成藏。研究區(qū)文二段儲層主要為辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體與河口壩砂體，其次為席狀砂，巖性主要是粗砂巖、中砂巖和細砂巖；在河流和波浪等水動力單獨或共同作用下，砂巖的分選和磨圓相對較好，結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度都較高，儲層物性較好。薄片分析表明，研究區(qū)文二段儲層石英含量高，孔隙類型以粒間孔為主，見溶蝕孔隙；顆粒之間以點-線接觸、線接觸為主；填隙物較少，膠結(jié)作用較弱，主要處于中成巖A1期(圖10)。井壁取心實測物性數(shù)據(jù)顯示，研究區(qū)文二段砂巖儲層孔隙度主要介于12%～20%，滲透率主要介于1～300 mD，物性較好。另外，在研究區(qū)文二段辮狀河三角洲及湖泊沉積體系中，多個相帶均發(fā)育有可作為蓋層的泥巖，如三角洲平原泥、沼澤泥、三角洲前緣分流間灣泥、前三角洲泥及湖相泥巖，由于湖泊水位的不斷升降而導致三角洲的頻繁進積或退積，這些泥巖常與三角洲前緣水下分流河道砂體、河口壩砂體及席狀砂常交互疊置出現(xiàn)，易形成良好的儲蓋組合。

圖10 研究區(qū)文二段砂巖顯微照片

3.2 對油氣層發(fā)育和分布的影響

研究區(qū)文二段油氣成藏有兩個重要的控制因素，一是溝通烴源巖與圈閉的斷裂體系，二是沉積作用控制下的文二段砂體展布，這里主要對文二段砂體展布對油氣成藏的影響進行分析。上述分析表明，研究區(qū)文二段自下而上、自東向西可劃分為3個期次的前積朵葉體，每一期次的前積朵葉體均由多個次一級的前積體組成，而且在物源通道、沉積體系及前積作用的共同影響和控制下，沉積過程中各期次前積朵葉體的沉積主體位置不斷發(fā)生著遷移和變化，進而影響每一期次砂體的展布，并最終控制油層的發(fā)育和分布，對油氣成藏產(chǎn)生影響。

分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)文二段第一、二期朵葉體沉積主體主要分布在東部的A-1-1、C-1-1及D-1-1井區(qū)，致使該區(qū)域第一、二期朵葉體中砂體較為發(fā)育，鉆井揭示砂體累計厚度分別達39.9、44.8 m，并在這兩期朵葉體中發(fā)現(xiàn)了W10和W20油層，油層孔隙度15.1%～16.5%，滲透率25.6～49.8 mD，孔隙類型以粒間孔為主，見次生溶孔；而第三期朵葉體在該區(qū)域沉積厚度較薄，砂體不太發(fā)育，未鉆遇W30油層。隨著辮狀河三角洲不斷向湖盆方向進積，第三期朵葉體沉積主體遷移到了G-1-1、F-1-1井區(qū)，致使該區(qū)域第三期朵葉體砂體發(fā)育，鉆井揭示砂體累計厚度可達64.5 m，并在第三期朵葉體中發(fā)現(xiàn)了W30油層，油層孔隙度14.3%～16.0%，滲透率12～123 mD，孔隙類型以粒間孔為主，膠結(jié)物少；而第一、二期朵葉體在該區(qū)域則主要發(fā)育泥巖，并未鉆遇W10和W20油層(圖8、圖11)。因此，實鉆結(jié)果證實研究區(qū)文二段沉積時期的沉積特征對后期油氣成藏具有重要影響，對油氣層的發(fā)育和分布具有控制作用。

圖11 研究區(qū)文二段油層分布示意圖

4 結(jié)論

1)在走向斜坡控制下，研究區(qū)文二段沉積受東部物源影響最大，其次為北部物源，主要發(fā)育進積型辮狀河三角洲相，其中進積型辮狀河三角洲前緣是油氣成藏有利位置，儲層主要是辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂與河口壩砂體，其次是席狀砂，砂巖巖性以巖屑石英砂巖為主，具有較高的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度。

2)研究區(qū)東部文二段主要發(fā)育辮狀河三角洲平原與辮狀河三角洲前緣亞相，向西逐漸演變?yōu)榍叭侵迊喯嗉盀I淺湖相，巖性也逐漸由中、厚層(含礫)粗砂巖、中砂巖、細砂巖與泥巖互層過渡到薄層細砂巖、(泥質(zhì))粉砂巖與(粉砂質(zhì))泥巖互層，辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體、河口壩砂體及席狀砂常與三角洲平原泥、沼澤泥、三角洲前緣分流間灣泥、前三角洲泥及湖相泥巖交互疊置出現(xiàn)，易形成良好的儲蓋組合。

3)研究區(qū)文二段自下而上、自東向西可劃分為3個期次的前積朵葉體，每一期次的前積朵葉體均由多個次一級的前積體組成，而且在物源通道、沉積體系及前積作用的共同影響和控制下，沉積過程中各期次前積朵葉體的沉積主體位置不斷發(fā)生著遷移和變化，進而影響每一期次砂體的展布，并最終控制油層的發(fā)育和分布，對油氣成藏產(chǎn)生影響。