牛莊洼陷沙三中亞段低位域砂體沉積分布特征

丁桔紅

（中國(guó)石油股份勝利油田分公司地質(zhì)研究院，山東東營(yíng)257015）

牛莊洼陷沙三中亞段低位域砂體沉積分布特征

丁桔紅

（中國(guó)石油股份勝利油田分公司地質(zhì)研究院，山東東營(yíng)257015）

依據(jù)錄井、測(cè)井、巖芯和孢粉化石分析等，認(rèn)為牛莊洼陷發(fā)育于原沙三下亞段上下兩套油頁(yè)巖之中的砂體應(yīng)屬于沙三中亞段低位體系域，為水下沖積扇和深水濁積扇；并闡明了其沉積分布特征，且進(jìn)一步運(yùn)用層序地層學(xué)原理研究認(rèn)為研究區(qū)低位域砂體沉積相組合-層序及體系域疊置模式為低水位深水濁積扇-湖平上升初期的低水位水下沖積扇-后期的湖侵水道。

水下沖積扇；深水濁積扇；沉積特征；分布特征；低位體系域;沙三段中亞段；牛莊洼陷

隨著濟(jì)陽(yáng)坳陷油氣勘探工作的不斷深入，隱蔽油藏成為主要勘探方向[1]，以濁流等重力流成因砂體為儲(chǔ)層的巖性油藏已成為重要的勘探目標(biāo)。牛莊洼陷沙三中亞段低位域砂體雖然前人[2-3]對(duì)其有所研究，但認(rèn)為是沙三下亞段三角洲滑塌濁積扇，是狹義的濁積巖[4],且對(duì)其分布、成因演化模式尚缺乏宏觀上整體系統(tǒng)的研究，本文基于大量的巖心觀察、取樣和詳實(shí)的鉆測(cè)井資料分析，對(duì)此砂體進(jìn)行了精細(xì)研究，闡明了本砂體發(fā)育的層序、成因、沉積分布特征和體系域疊置模式，為巖性油氣藏勘探開(kāi)發(fā)提供更詳細(xì)的基礎(chǔ)資料。

1 地質(zhì)概況

牛莊洼陷沙三中亞段低位域砂體分布于東營(yíng)凹陷牛莊洼陷中部和西部地區(qū)（圖1）。研究區(qū)古近系至第四系發(fā)育較全，主要含油層系為古近系沙河街組三段原下亞段，發(fā)育在原沙三下亞段上下兩套高阻油頁(yè)[3]之中的砂巖，成藏條件優(yōu)越，如近幾年曾部署的王550、牛871以及東風(fēng)1等探井，均在本砂礫巖層試油均獲20噸以上工業(yè)油流。

圖1 東營(yíng)凹陷牛莊洼陷構(gòu)造位置圖Fig.1 Sketch map showingtectonic location ofNiuzhuangsag

2 沉積特征

通過(guò)對(duì)牛莊洼陷研究區(qū)東科1、牛22、王59等7口取芯井進(jìn)行巖心觀察和測(cè)井曲線特征的分析，結(jié)果表明牛莊洼陷中部和中西部地區(qū)研究層段的沉積特征不同。

2.1 牛莊洼陷中部沉積特征

（1）研究層段巖性為褐灰色油頁(yè)巖、泥巖夾灰色含中、粗礫細(xì)礫巖、含礫砂巖、塊狀砂巖及粉砂巖（圖 2）。

（2）根據(jù)東科1井3323.1～3334.9 m井段粒度資料，粒度分布曲線呈現(xiàn)平緩的一段式和兩段式（圖2），是重力流沉積中最常見(jiàn)的：C-M圖中，砂礫巖群基本平行于C=M基線。

（3）根據(jù)巖芯觀察，研究井區(qū)廣泛發(fā)育沖刷面、遞變層理、變形層理、小斷層、包卷層理、紅色泥質(zhì)條帶和紅色泥礫等反映重力流沉積特征的層理和構(gòu)造；經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為砂巖中這些紅色的泥質(zhì)條帶原來(lái)是在靜水條件下沉積的，后來(lái)由于水體動(dòng)蕩泥質(zhì)被攪起，混雜在砂質(zhì)沉積物中一起再次形成沉積，紅色的泥質(zhì)條帶、紅色泥礫反映了淺湖的沉積環(huán)境。

（4）垂向?qū)有蛏?，含中、粗礫細(xì)礫巖、含礫砂巖、塊狀砂巖及粉砂巖總體組成許多正粒序，有鮑馬序列的a段、b段、ab段、c段和d段等組合。（圖2）。

（6）自然電位曲線主要呈鐘形-箱形組合（圖2）。

以上沉積特征表明：牛莊洼陷中部研究區(qū)的砂體屬發(fā)育于淺湖的水下重力流沉積形成水下沖積扇[5]。

2.2 中西部地區(qū)沉積特征

（1）研究層段巖石類(lèi)型以中細(xì)砂巖為主，夾于深湖-半深湖褐灰色油頁(yè)巖、泥巖中（圖3）。

（2）砂巖中多見(jiàn)正遞變層理、塊狀層理及平行層理等，垂向?qū)有蛏嫌芍屑?xì)砂巖及泥質(zhì)粉砂組成許多正韻律，有鮑馬序列的a段、b段、d段等組合。（圖 3）

（3）自然電位曲線主要呈微齒化的鐘形-箱形-指形組合（圖3）。

由以上沉積特征可以看出：位于中央隆起帶中西部研究區(qū)的砂體屬于深水濁積扇。

3 層序劃分

根據(jù)巖芯觀察及以上沉積特征可看出：研究層段沉積期牛莊洼陷中部為淺湖相，而中央隆起帶中西部地區(qū)為深湖相。這與原沙三下亞段研究區(qū)研究層段為深湖-半深湖沉積環(huán)境相矛盾。

圖2 東科1井研究層段沉積相柱狀圖Fig.2 Studyinterval column ofthe sedimentaryfacies through Dongke-1 well

圖3 牛105井研究層段沉積相柱狀圖Fig.3 Studyinterval column ofthe sedimentaryfacies through Niu-105 well

為了進(jìn)一步驗(yàn)證牛莊洼陷中部研究層段的沉積環(huán)境，對(duì)牛莊洼陷中部的東科1井3304.1～3314.2 m取樣進(jìn)行孢粉化石分析鑒定。藻類(lèi)以原沙三段典型分子渤海藻科為主，分別有渤海藻屬、粒面渤海藻和錐藻，其它還有少量疑源類(lèi)粒面藻屬、光面球藻屬及淡水類(lèi)的盤(pán)星屬和肋環(huán)藻屬。渤海藻發(fā)育在和海水有一定關(guān)系的或有一定鹽度的濱淺湖中；盤(pán)星藻的生存環(huán)境一般為淡水，因此，該樣品所反映的沉積水體為具有一定鹽度的濱淺湖。鑒定結(jié)果進(jìn)一步證明了研究區(qū)牛莊洼陷中部的濁積砂體發(fā)育在濱淺湖中。

那么研究層段應(yīng)為沙三下亞段還是為沙三中亞段？若為沙三下亞段應(yīng)為本亞段的高位體系域，若為沙三中亞段應(yīng)為此段的低位體系域，根據(jù)層序地層學(xué)的體系域模式[6]，高水位體系域通常由早期加積式或晚期進(jìn)積式準(zhǔn)層序組組成。但研究區(qū)的取芯井從巖電特性上表現(xiàn)為退積的特征，因此按照層序地層學(xué)的原理，研究層段應(yīng)為沙三中亞段低位體系域。

4 分布特征

由研究區(qū)砂巖等厚圖可以看出（圖4）：研究層段的砂層可分為兩個(gè)分枝：東部分枝和西部分枝；東部分枝沿王14-東科1-王550-東風(fēng)1井方向展布，在王550和東風(fēng)1井區(qū)存在兩個(gè)厚度中心，王14水道長(zhǎng)約7 km，寬約3 km，水下沖積扇面積約24 km2，深水濁積扇面積約27 km2；西部分枝沿通13-牛22-牛105-河61井方向展布，在牛22井區(qū)存在一個(gè)厚度中心，其中通13水道長(zhǎng)約6 km，寬約2 km，水下沖積扇面積約23 km2，深水濁積扇面積約26 km2。兩個(gè)分枝的高值帶都受南部物源控制。

東西兩個(gè)分枝以水道、水下沖積扇、深水濁積扇的形式由東南至西北方向展布（圖5）。水下沖積扇平面上大至呈窄長(zhǎng)的扇形展布，剖面上呈楔形，有兩個(gè)期次扇體疊加（圖8）；深水濁積扇平面上大至呈扇形展布，剖面上呈透鏡狀（圖8）。研究區(qū)濁積扇分別受構(gòu)造坡折帶控制，由坡折帶上部下切水道和下部扇體兩部分組成（圖6），與緩坡遠(yuǎn)岸濁積扇沉積模式[7]具有相似性。水道發(fā)育于王家崗斷裂構(gòu)造坡折帶上方，在坡折帶前方的湖底深水中可能發(fā)育湖底扇。水下沖積扇受王家崗斷裂構(gòu)造坡折帶控制，主要由下部扇體組成，上部下切水道可能后期被剝蝕。深水濁積扇東枝受河127斷裂構(gòu)造坡折控制、西枝受古地形坡折控制，下切水道很短基本被剝蝕，主要由扇體組成。

圖4 牛莊洼陷沙三中亞段低位域砂體等厚圖Fig.4 Isopach map ofLowstand sand bodies in the middle Es3 member ofShahejie Formation ofNiuzhuangSag

圖5 牛莊洼陷沙三中亞段平面沉積相圖Fig.5 Sedimentaryfacies plan in the middle Es3 member ofShahejie Formation ofNiuzhuangSag

5 沉積相組合模式

Sangree的沉積相組合——層序及體系域疊置模式[9]，是依據(jù)巖電特性，進(jìn)行層序及體系域的劃分模式，本區(qū)沉積相的組合與該模式相吻合，根據(jù)此模式，研究區(qū)沙三中亞段王14、官1等井底部為反韻律的巖電特征，其頂部為正韻律，這個(gè)砂巖體可能是由早期沙三下亞段高水位體系域和后期沙三中亞段湖侵體系域砂巖體兩部份組成，之間存在沉積間斷；東科1、牛22井從巖電特性上表現(xiàn)為退積的特征，在砂層底發(fā)育沙三下亞段和沙三中亞段的不整合面，不整合面下為沙三下亞段高位體系域，上為沙三中亞段湖平上升初期的低位水下沖積扇和湖浸體系域。同樣對(duì)于中西部地區(qū)的牛871、東風(fēng)1、牛105等井也存在類(lèi)似情況，不同的是此井區(qū)濁積砂體發(fā)育在深水區(qū)（圖6）。

因此得出研究區(qū)沙三中亞段低位域砂體沉積相組合—層序及體系域疊置模式：深水濁積扇—湖平上升初期的低水位水下沖積扇—湖平上升后期的湖侵水道。

圖6 牛莊洼陷沙三中亞段東部分枝沉積相剖面模式圖Fig.6 Sedimentaryfacies section model ofeastern branch in the middle Es3 member ofNiuzhuangSag

6 結(jié)論

牛莊洼陷發(fā)育于原沙三下亞段上下兩套油頁(yè)之中的砂體主要分布在牛莊洼陷中部和西部地區(qū)，中部的砂體為發(fā)育于淺湖的水下沖積扇，西部砂體屬于深水濁積扇，根據(jù)沉積環(huán)境及層序地層學(xué)的體系域模式認(rèn)為兩扇應(yīng)為沙三中亞段低位體系域。砂體沉積相組合—層序及體系域疊置模式為低水位深水濁積扇-湖平上升初期的低水位水下沖積扇-后期的湖侵水道。

[1]李丕龍．陸相斷陷盆地層序地層學(xué)應(yīng)用[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2003，12，3.

[2]吳崇筠．湖盆砂體類(lèi)型[J]．沉積學(xué)報(bào)．1986，4（4）：5-8.

[3]王秉海，錢(qián)凱．勝利油區(qū)地質(zhì)研究與勘探實(shí)踐[M]．東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，1992,36，202-203.

[4]方愛(ài)民，李繼亮，候泉林．濁流及相關(guān)重力流沉積研究綜述[J]．地質(zhì)評(píng)論，1998，44（3）：270-280.

[5]馮有良，李思田．東營(yíng)凹陷沙河街組三段層序低位砂體沉積特征[J]．地質(zhì)評(píng)論，2001，47（3）：278-286.

[6]紀(jì)友亮，張世奇等．層序地層學(xué)原理及層序成因機(jī)制模式[M]．北京：地質(zhì)出版社，1998，47-52.

[7]李丕龍．陸相斷陷盆地沉積體系與油氣分布[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2003，12，61-63.

[8]Sangree J B,Vail P R.張宏逵等譯.應(yīng)用層序地層學(xué)[M]..東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，1991.

[9]劉震，吳因業(yè)．層序地層框架與油氣勘探[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1999,8，6-7.

Depositional and Distributive characteristics of Lowstand Sand Bodies in the Middle Es3 Member of Shahejie Formation of Niuzhuang Subsag

DING Ju-Hong
(The Research Institute of Geological Science,the Shengli Oil field Company Limited,Dongying 257015,Shandong,China)

By analyzing of well drilling,well logging,core and cryptogam fossils data,the sand bodies previously classified to the middle of two sets of oil-bearing shale in the lower Es3 should be classified to low-stand system tract(LST)in the middle Es3,which is deposited in underwater fluvial and deep-water turbidite fan phases.The depositional and distributive characteristics of LST in middle Es3 indicated that the sand deposition-sequence and system tract overlay mode are from low-water-level deep-water turbidite fan to low-water-level alluvial fan in earlier lake-level-rise stage,and to later transgressive waterways.

fluvial fan of underwater;turbidite fan of deep-water;depositional features;Low-stand system tract;Niuzhuang subsag

P539.2

A

1007-3701(2012)02-184-05

2011-10-18；

2011-12-10

丁桔紅（1973—），女，碩士，工程師，主要從事油氣勘探綜合研究，E-mail:dongying1232008@sina.com