蔡 坤，廖凱飛

（中海石油（中國(guó)）有限公司上海分公司，上海 200335）

平湖組是東海陸架盆地西湖凹陷油氣勘探的重點(diǎn)層系。前人對(duì)平湖組的沉積環(huán)境、沉積相、構(gòu)造演化、成藏等開展了大量的研究工作[1-8]，存在不同的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)，主要的工作是集中在平湖斜坡帶，對(duì)杭州斜坡帶北部投入研究較少[1-3]。目前杭州斜坡帶北部?jī)H有一口探井鉆遇平湖組地層。隨著勘探工作的進(jìn)一步深入，杭州斜坡帶肩負(fù)著油氣儲(chǔ)量接替區(qū)的重要任務(wù)，成為增儲(chǔ)上產(chǎn)的重點(diǎn)區(qū)帶。本次研究利用地震地質(zhì)資料，運(yùn)用層序地層學(xué)理論方法，結(jié)合目標(biāo)區(qū)構(gòu)造特點(diǎn)，總結(jié)杭州斜坡帶北部平湖組沉積體系展布及沉積演化規(guī)律，指出有利巖性圈閉發(fā)育區(qū)，以期為杭州斜坡帶的勘探提供有利的理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

西湖凹陷位于東海陸架盆地東部，西部與福州凹陷相鄰，是在中生代殘留盆地基礎(chǔ)上發(fā)育起來(lái)的新生代斷陷盆地。西湖凹陷基底由元古代片麻巖組成，上覆沉積地層為古新統(tǒng)、始新統(tǒng)平湖組、漸新統(tǒng)花港組、中新統(tǒng)龍井組、玉泉組、柳浪組。西湖凹陷自下向上經(jīng)歷了斷陷期、拗陷期、反轉(zhuǎn)期和區(qū)域沉降期，其中主要目的層平湖組為斷陷期，花港組為拗陷期。西湖凹陷自西向東可劃分為西部斜坡帶、中央洼陷反轉(zhuǎn)帶（包括西次凹、中央反轉(zhuǎn)帶、東次凹）和東部斷階帶等3個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，其中西部斜坡帶從南向北劃分為天臺(tái)斜坡、平湖斜坡和杭州斜坡。本次研究的目標(biāo)區(qū)為杭州斜坡帶北部（圖1）。

圖1 西湖凹陷區(qū)域構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨暗貙觿澐郑〒?jù)文獻(xiàn)[4]修改）Fig.1 Division of structural units and stratigraphic division in the Xihu Sag area

2 層序地層格架

根據(jù)鉆井和地震資料，杭州斜坡帶北部平湖組劃分為一個(gè)二級(jí)層序和三個(gè)三級(jí)層序，其中T30、T40為二級(jí)層序界面，T33為二級(jí)層序的最大海泛面，T32、T34為三級(jí)層序界面；平湖組從下向上依次劃分為SQ1、SQ2、SQ3，分別對(duì)應(yīng)平下段、平中段和平上段，每一個(gè)三級(jí)層序劃分為三個(gè)體系域，分別是低位域（LST）、水進(jìn)域（TST）和高位域（HST）。

2.1 層序界面、體系域界面識(shí)別標(biāo)志及特征

準(zhǔn)確識(shí)別不同性質(zhì)的層序、體系域界面，并進(jìn)行橫向?qū)Ρ茸粉櫍沁M(jìn)行層序劃分、建立等時(shí)地層格架的關(guān)鍵。杭州斜坡帶地區(qū)的層序界面、體系域界面劃分主要依據(jù)典型地震反射結(jié)構(gòu)特征（削截、頂超、上超、下超以及地震相差異）、錄井及測(cè)井曲線的形態(tài)和突變特征、分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)綜合分析確定。

（1）地震層序界面與體系域界面識(shí)別

各級(jí)層序和體系域界面在地震剖面上最直觀可靠的識(shí)別標(biāo)志為：削截、頂超、上超和下超四種超覆關(guān)系。對(duì)于平湖組的層序界面來(lái)說，目前見到的主要反射特征有削截、上超和頂超（圖2、圖3）。四個(gè)三級(jí)層序界面分別為T30（SB1）、T32（SB2）、T34（SB3）、T40（SB4），T30和T40為區(qū)域不整合面，T32和T34為局部不整合面，削截現(xiàn)象廣泛發(fā)育。

圖2 層序界面識(shí)別的典型地震反射剖面（測(cè)線位置見圖1，測(cè)線2、3、4、6）Fig.2 Typical seismic reflection profile identified by the sequence interface

地震剖面上初始海泛面（IFS）為斷裂坡折附近的第一個(gè)上超點(diǎn)所在的上超面（圖3），伴隨著下切谷的發(fā)育；最大海泛面的識(shí)別兩個(gè)標(biāo)志下超面+斜坡區(qū)最大的上超面（圖3）。

圖3 體系域界面識(shí)別的典型地震反射剖面（測(cè)線位置見圖1，測(cè)線2、4）Fig.3 Typical seismic reflection profiles identified by the domain interface of the system

（2）鉆井層序劃分

W-1井的層序界面劃分是按照鉆井層序劃分來(lái)確定的（圖4）。W-1井鉆遇大套厚層灰色砂巖夾薄層泥巖，地層堆砌樣式和沉積轉(zhuǎn)換界面識(shí)別比較困難，單井層序劃分難度較大，本次研究利用黃鐵礦、ZTR指數(shù)輔助判斷層序劃分。W-1井各三級(jí)層序中，缺乏低位域（LST），發(fā)育水進(jìn)域（TST）和高位域（HST），最大海泛面（MFS）的位置用黃鐵礦數(shù)量、ZTR值和沉積旋回轉(zhuǎn)換綜合判斷。

圖4 W-1井層序劃分及沉積相Fig.4 The W-1 well sequence division and sedimentary phase diagram

黃鐵礦（TeS2）在還原環(huán)境中易保存，可以用沉積物中黃鐵礦的含量來(lái)反映沉積物相對(duì)氧化—還原環(huán)境，進(jìn)而反映水體相對(duì)深淺。ZTR指數(shù)是指由穩(wěn)定礦物鋯石—電氣石—金紅石占透明礦物的百分含量，用來(lái)反映沉積物的成分成熟度，本文用來(lái)反映垂向上沉積物搬運(yùn)距離的相對(duì)遠(yuǎn)近，進(jìn)一步反映水體的相對(duì)深淺。平湖組下段時(shí)期（SQ1），下部砂巖GR值齒化程度較高，單層砂巖厚度相對(duì)較薄，水體相對(duì)動(dòng)蕩，上部發(fā)育厚層砂巖，水體相對(duì)穩(wěn)定，GR值先變大后變小，對(duì)應(yīng)水體先上升后下降，黃鐵礦和ZTR數(shù)據(jù)較少，僅能參考趨勢(shì)；平湖組中段時(shí)期（SQ2），黃鐵礦數(shù)量從下向上先變大后變小，黃鐵礦數(shù)量最大值處對(duì)應(yīng)GR值最大，最大海泛面確定在該處，是沉積物向上變細(xì)退積向沉積物向上變粗進(jìn)積的轉(zhuǎn)換面；平湖組上段時(shí)期（SQ3），最大海泛面確定在黃鐵礦數(shù)量值、ZTR指數(shù)值最大處，該處是進(jìn)積向退積的轉(zhuǎn)換界面（圖4）。

2.2 層序地層格架

杭州斜坡帶北部平湖組劃分為三個(gè)三級(jí)層序SQ1（平下段）、SQ2（平中段）、SQ3（平上段），每個(gè)三級(jí)層序進(jìn)一步劃分為低位域、水進(jìn)域和高位域。目標(biāo)區(qū)已鉆井發(fā)育在F1大斷裂上升盤，主要發(fā)育各層序的水進(jìn)域和高位域，低位域不發(fā)育。各三級(jí)層序低位域主要發(fā)育在F1大斷裂下降盤，相較而言，SQ2沉積時(shí)期斷裂活動(dòng)性最強(qiáng)，低位域最發(fā)育（圖5）。

圖5 杭州斜坡帶北部平湖組層序地層剖面（測(cè)線位置見圖1，測(cè)線1）Fig.5 Sequence stratigraphic profile of the Pinghu Formation in the northern part of the Hangzhou slope belt

2.3 坡折特征

杭州斜坡帶北部主要發(fā)育斷裂坡折，主要的斷裂為F1、F2和F3（圖6）。目標(biāo)區(qū)北部發(fā)育多級(jí)斷裂坡折F2和F3，F(xiàn)2生長(zhǎng)指數(shù)1.1～1.5，南部發(fā)育單一斷裂坡折F1，生長(zhǎng)指數(shù)多數(shù)在1.4之上，最高2.4。南部F1斷裂的活動(dòng)性明顯強(qiáng)于北部F2斷裂；其中F2和F3多級(jí)坡折之下扇體面積大，延伸范圍遠(yuǎn)；F1單一坡折之下扇體面積相對(duì)較小，延伸范圍較近；究期原因主要是在沉積物供應(yīng)充足的情況下，斷裂坡折生長(zhǎng)指數(shù)大小決定了扇體面積的大小，斷裂生長(zhǎng)指數(shù)大扇體在斷層根部堆積，平面上延伸的范圍較小，斷裂生長(zhǎng)指數(shù)小，扇體在平面上延伸距離相對(duì)較遠(yuǎn)。

圖6 杭州斜坡帶北部斷裂坡折發(fā)育情況Fig.6 Fracture development of fault slope in the northern part of the Hangzhou slope belt

3 沉積相類型及沉積特征

平湖組SQ2（平中段）沉積時(shí)期，斷裂坡折活動(dòng)性最強(qiáng)，最利于低位扇發(fā)育，故重點(diǎn)對(duì)SQ2沉積充填演化進(jìn)行分析討論，以SQ2為例說明目標(biāo)區(qū)沉積相類型和沉積特征。目標(biāo)區(qū)主要發(fā)育大型辮狀河三角洲和低位扇沉積。

3.1 沉積相類型

（1）辮狀河三角洲

西湖凹陷杭州斜坡帶北部?jī)HW-1井鉆遇平湖組地層，該井揭示的地層及相應(yīng)分析化驗(yàn)資料表明杭州斜坡帶三角洲為近源辮狀河三角洲，主要依據(jù)包括以下幾個(gè)方面：（1）W-1井處于緩坡邊緣，距離剝蝕區(qū)較近（圖7）；（2）揭示平湖組地層厚度812 m，砂巖厚度近700 m，砂地比高達(dá)87.5%；（3）鉆遇地層粗相帶發(fā)育，巖性主要為中粗砂巖、含礫中砂巖和細(xì)砂巖；（4）沉積物搬運(yùn)方式以滾動(dòng)和跳躍為主；（5）分選中等為主，磨圓次圓—次棱為主；（6）地震反射外形主要為平行亞平行反射（圖7），整體地勢(shì)較為平緩，坡度較小，表現(xiàn)為一種“準(zhǔn)平原化”的特點(diǎn)；（7）測(cè)井上表現(xiàn)為多期的箱型疊置的河道特征，局部可見向上反粒序的河口壩特征（圖4）。

圖7 W-1順物源地震剖面（測(cè)線位置見圖1，測(cè)線5）Fig.7 The W-1 seismic profile of the source of objects

（2）低位扇

目標(biāo)區(qū)沒有鉆井鉆遇低位扇沉積，根據(jù)已鉆井地震相、坡折帶發(fā)育情況、坡折帶之上和之下明顯的地震相差異，坡折帶下地質(zhì)體的平面展布特征，綜合推測(cè)坡折帶之下發(fā)育低位扇。順W-1井物源方向，以F1斷裂為界，段層上下盤地震相差異明顯，下盤發(fā)育低頻較連續(xù)弱反射，上盤主要為中—低頻連續(xù)強(qiáng)反射（圖7）。對(duì)比W-1井巖性組合與地震相的關(guān)系認(rèn)為下降盤最有可能的巖性組合為砂泥巖互層，這預(yù)示著F1斷裂下降盤砂地比較上升盤明顯降低。

平面上低位扇呈扇狀分布。三維立體顯示反映低位扇平面上的變化，同一時(shí)期不是所用的溝谷都能發(fā)育低位扇，既有單一扇體也有低位扇群發(fā)育，平面上低位扇主要發(fā)育在三個(gè)區(qū)域，分別位于工區(qū)斷裂坡折之下的北段、中段和南段；低位扇體具有一定的規(guī)模，單層扇體個(gè)數(shù)3～5個(gè)，單個(gè)扇體規(guī)模8.5～30 km2（圖8）。

圖8 不同期次低位扇Vp/VS反演屬性Fig.8 Different periods lowstand fan Vp/VS inversion property diagram

3.2 沉積相展布及演化

基于沉積環(huán)境分析、單井相、地震相等研究，綜合考慮物源水系分布、構(gòu)造古地貌單元?jiǎng)澐旨俺练e體空間配置分析，明確了不同時(shí)期沉積體系的平面分布規(guī)律及演化過程。

SQ2低位期，斷裂坡折活動(dòng)性較強(qiáng)，水位下降到坡折帶之下，河流侵蝕坡折之上地層，發(fā)育多個(gè)下切谷，攜帶大量粗碎屑物質(zhì)在坡折之下堆積，形成沿?cái)嗔驯睎|東向展布的低位扇群；SQ2水進(jìn)期，水位上升，跨過坡折，沉積物退積發(fā)育，西部強(qiáng)物源供給在盆地邊緣發(fā)育辮狀河三角洲，坡折處發(fā)育多個(gè)砂壩；SQ2高位期，水體緩慢上升，西部物源供應(yīng)充足，地形較為平坦，辮狀河三角洲自西向東進(jìn)積發(fā)育，覆蓋目標(biāo)區(qū)的大部分空間（圖9）。

圖9 SQ2層序沉積充填演化Fig.9 Evolution of SQ2 sequence sedimentary filling

4 結(jié)論

（1）杭州斜坡帶北部平湖組劃分為三個(gè)三級(jí)層序，其中平下段為SQ1、平中段為SQ2、平上段為SQ3，每一個(gè)三級(jí)層序均劃分為低位域、水進(jìn)域和高位域；

（2）坡折帶控制目標(biāo)區(qū)低位扇的發(fā)育，低位扇沿著大斷裂北東東相展布，規(guī)模較大，單層扇體個(gè)數(shù)3～5個(gè)，單個(gè)扇體規(guī)模8.5～30 km2；

（3）杭州斜坡帶大斷裂（F1）下降盤低位扇的識(shí)別具有重要地質(zhì)意義。低位扇群規(guī)模大，緊鄰生烴大洼子，是油氣運(yùn)聚優(yōu)勢(shì)區(qū)，低位期低位扇與水進(jìn)期泥巖組成一套良好的儲(chǔ)蓋組合，具備有利的成藏要素，是有利的巖性圈閉發(fā)育區(qū)和重要的油氣勘探方向。