東海盆地某油氣田A井P層沉積體系研究

金 艷，傅 強(qiáng)

（1.上海石油天然氣有限公司，上海 200041；2.同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院，上海 200092）

東海盆地某油氣田A井P層沉積體系研究

金 艷1，傅 強(qiáng)2

（1.上海石油天然氣有限公司，上海 200041；2.同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院，上海 200092）

東海盆地某油氣田A井鉆遇古近系平湖組P層為一套灰綠色含礫細(xì)砂巖。對(duì)此層中的微量元素、古生物資料、粒度特征以及測(cè)井資料的分析表明：沉積物中的硼元素含量較低，Sr/Ba比值小于1，F(xiàn)e/Mn比值遠(yuǎn)大于5，這些指標(biāo)反映沉積水體為淡水；同時(shí)，Ni/Co比值大多數(shù)介于2.5～5之間，而V/Ni比值大于1，指示研究層位沉積于還原環(huán)境中。該層沉積物中，蕨類(lèi)孢子含量極高，花粉組合以闊葉類(lèi)木本為主，且含較多喜暖濕針葉類(lèi)花粉，說(shuō)明當(dāng)時(shí)盆地周邊區(qū)域氣候大致相當(dāng)于現(xiàn)代亞熱帶氣候，較溫暖且偏濕潤(rùn)。A井P層中，礫石具近源快速堆積特征，泥巖屬較深水沉積，巖層粒度具濁積巖特征；結(jié)合空間巖性展布狀況可以判斷，P層沉積相屬于溫暖濕潤(rùn)氣候下的淡水近岸水下扇相。

東海盆地；平湖組；微量元素；孢粉；近岸水下扇相

A井位于東海盆地西斜坡平湖油氣田八角亭構(gòu)造西部（圖1），八角亭構(gòu)造區(qū)位于平湖油氣田西北部，為該區(qū)相對(duì)高的部位。本區(qū)具有近源沉積的特點(diǎn)，西部邊界為平湖大斷層，東部邊界為放一斷層和放二斷層，構(gòu)造區(qū)北部和南部發(fā)育幾條規(guī)模較小的斷層[1]。平湖構(gòu)造帶的新生代地質(zhì)構(gòu)造演化經(jīng)歷了裂陷—坳陷—區(qū)域沉降階段，接受了一套巨厚沉積[2]。始新世時(shí)期，在張扭應(yīng)力場(chǎng)的作用下，平湖組主要發(fā)育與斷層活動(dòng)有關(guān)的斷背斜、斷鼻、斷塊等構(gòu)造圈閉。本次研究利用沉積學(xué)理論與巖心描述技術(shù)，結(jié)合鉆井巖心、薄片、測(cè)井、地震、古生物及地化分析等資料，綜合判別A井平湖組P層沉積環(huán)境，分析沉積體系的發(fā)育規(guī)模、沉積相帶的變化規(guī)律及儲(chǔ)層的展布范圍等，為進(jìn)一步研究P層有利相帶發(fā)育分布規(guī)律及油氣預(yù)測(cè)奠定地質(zhì)基礎(chǔ)。

圖1 某油氣田P層構(gòu)造圖

1 沉積環(huán)境判別標(biāo)志

1.1 微量元素判別沉積環(huán)境

在沉積過(guò)程中，沉積物與介質(zhì)之間存在著復(fù)雜的地球化學(xué)平衡，如沉積物與介質(zhì)之間的物質(zhì)交換，沉積物對(duì)某些元素的吸附等。這種交換或吸附作用除與元素本身的性質(zhì)有關(guān)外，還受到一系列環(huán)境物理化學(xué)條件的影響，在不同環(huán)境中，元素的分散與聚集的規(guī)律也不相同[3]。有些元素在海洋沉積物中含量較高，而有些則在大陸沉積物中含量較高；有些元素能反映出沉積時(shí)所處環(huán)境為氧化環(huán)境還是還原環(huán)境。對(duì)照國(guó)際上主要采用的微量元素指標(biāo)（表1），對(duì)A井平湖組P層10塊樣品的化驗(yàn)數(shù)據(jù)（表2）進(jìn)行了分析，并依此對(duì)沉積時(shí)的環(huán)境條件進(jìn)行了重建。

1.1.1 硼元素

沉積巖中硼（B）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及m（B）／m（Ga）值的高低與古湖盆水介質(zhì)鹽度的高低密切相關(guān)。水體鹽度越高，硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，兩者間存在線性關(guān)系，因此硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)能用作古鹽度指標(biāo)。但硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)的多少不能區(qū)分是咸化湖泊還是海相沉積。通常海相的硼含量大于1 000 μg/g，成鹽瀉湖的硼含量為1 000 μg/g，而湖相的硼含量最低。A井所測(cè)樣品中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于100 μg/g，能較肯定的判斷當(dāng)時(shí)的沉積發(fā)生在淡水環(huán)境中。

表1 元素地球化學(xué)指標(biāo)的指示意義

表2 A井P層10塊樣品的主要微量元素分析

1.1.2 B/Ga比值

一些研究認(rèn)為：樣品的B/Ga小于1.5為淡水環(huán)境，B/Ga=5～6為近岸海相，B/Ga大于7為海相。本研究中半數(shù)樣品的B/Ga比值大于5，更偏向于近岸海相。

1.1.3 Sr/Ba比值

淡水與咸化湖水（海水）相混時(shí)，淡水中的Ba2+與咸化湖水（海水）中的SO42-結(jié)合生成BaSO4沉淀，而SrSO4溶解度較大，它可以繼續(xù)遷移到鹽湖中央（遠(yuǎn)海），再通過(guò)生物作用沉淀下來(lái)，所以Sr/Ba值是隨著遠(yuǎn)離湖（海）岸而逐漸增大的，Sr/Ba值能定性的反映介質(zhì)古鹽度，通常認(rèn)為，Sr/Ba比值大于1為咸水介質(zhì)，Sr/Ba比值小于1為淡水介質(zhì)。除3 477.32 m（斜深）的一個(gè)樣品以外，其他9個(gè)樣品的Sr/Ba比值均小于1，說(shuō)明沉積介質(zhì)為淡水。

1.1.4 Fe/Mn比值

元素鐵和錳在沉積過(guò)程中分異現(xiàn)象明顯，在海洋環(huán)境隨離岸距離的增加鐵含量逐漸減少，而錳含量逐漸增加，因此Fe/Mn比值也是水體鹽度劃分的常用依據(jù)：Fe/Mn=1為正常鹽度，F(xiàn)e/Mn遠(yuǎn)小于1為咸水，F(xiàn)e/Mn=5為淡水。A井P層樣品的Fe/Mn比值遠(yuǎn)大于5，能較好的判定沉積環(huán)境為淡水。

1.1.5 Ni/Co比值

Ni/Co比值能較好地反映沉積環(huán)境的氧化還原特征：由于Co元素在氧化環(huán)境中相對(duì)富集，常造成Ni/Co的低值，在還原環(huán)境中，Ni/Co比值較高，Ni/Co值小于2.5為氧化環(huán)境，在2.5～5之間為缺氧（還原）環(huán)境，大于5為貧氧環(huán)境。A井所測(cè)的10個(gè)樣品中有6個(gè)樣品的Ni/Co比值大于2.5，更傾向于沉積環(huán)境為還原環(huán)境。

1.1.6 V/Ni比值

雖然釩和鎳的地球化學(xué)行為較相近，都趨向于富集在含硫化物的沉積巖中，但它們的聚集系數(shù)卻不相同。通常情況下，V/Ni值大于1為還原環(huán)境，而小于l為氧化環(huán)境。A井僅3 472.48 m（斜深）處的樣品的V/Ni比值小于1，其余樣品均大于1，由此可以比較明確的推斷沉積時(shí)處于還原環(huán)境中。

綜合分析和比較以上各個(gè)指標(biāo)，判斷A井所鉆遇的平湖組P層沉積時(shí)處于淡水還原環(huán)境中。

1.2 孢粉特征判斷古氣候條件

A井P層共10個(gè)樣品，其孢粉組合特征基本一致，以蕨類(lèi)孢子為主，花粉較少。其中，花粉組合又以木本花粉占主導(dǎo)，針闊葉比例相當(dāng)，未見(jiàn)草本花粉；從其類(lèi)型來(lái)看，基本上屬于現(xiàn)代我國(guó)南方的分布類(lèi)型，比如油杉屬、黃杞屬、紫樹(shù)科、木犀科、櫟屬等，又有少數(shù)偏北方屬種，如椴樹(shù)、苗榆和松屬[4-6]。依此推斷，沉積時(shí)期，盆地周邊氣候大致相當(dāng)于現(xiàn)代溫帶偏亞熱帶氣候，較為溫暖。另外，木本占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)而未見(jiàn)草本，說(shuō)明當(dāng)時(shí)氣候相當(dāng)濕潤(rùn)，這一點(diǎn)從極高含量的孢子，尤其是大量的海金沙孢以及粗網(wǎng)孢的出現(xiàn)，也有所反映。所以，從孢粉特征判斷，本區(qū)P層在沉積期間整體上處于溫暖潮濕環(huán)境。

2 沉積相特征

2.1 巖石碎屑成分

A井平湖組P層沉積時(shí)期處于裂陷湖盆形成初期，垂深2 879～2 957 m，沉積厚度達(dá)78 m。A井平湖組P層巖石中不穩(wěn)定成分居多，以長(zhǎng)石巖屑砂巖為主（圖2，圖3），長(zhǎng)石質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于30%，巖屑46%～89%，石英小于30%，顯示出巖石成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度低。推測(cè)沉積碎屑沒(méi)有經(jīng)歷長(zhǎng)距離搬運(yùn)，屬于近源快速堆積的產(chǎn)物。

2.2 沉積結(jié)構(gòu)及構(gòu)造特征

巖心觀察可見(jiàn)，礫石成分復(fù)雜，大小不均，磨圓、分選差，為次棱角、次圓狀，可見(jiàn)直立礫石，雜亂堆積。其中一些大的礫石可能是沉積后經(jīng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)再旋回沉積形成。沉積構(gòu)造為塊狀構(gòu)造。巖心整體具近源快速堆積的特征，常見(jiàn)由重力流影響產(chǎn)生的小斷層等。

圖2 A井P層巖礦組分

圖3 A井P層砂巖分類(lèi)三角投點(diǎn)圖（砂巖分類(lèi)依據(jù)參考文獻(xiàn)[7]）

濁積巖的結(jié)構(gòu)特征在粒度的各項(xiàng)參數(shù)方面均有良好的反映。由于濁流的密度大、流速快，沉積物主要是以遞變懸浮搬運(yùn)為主，粒度概率曲線具兩段式與三段式，粒級(jí)分布寬，各次總體間混合度大，跳躍總體體積分?jǐn)?shù)高，分選很差（圖4）。

在粒度分布C-M圖上，數(shù)據(jù)點(diǎn)分布于牽引流沉積的OP段和PQ段與濁流沉積區(qū)，點(diǎn)的分布平行于C=M線，C值與M值始終成比例增加，屬于粒序懸浮區(qū)，反映的也是重力流遞變懸浮沉積為主的特點(diǎn)。電性特征比較獨(dú)特，自然伽馬曲線反映砂、泥巖幅度差異明顯，以帶微齒的箱型低值與微齒型中高值間互夾鐘型高值，總體表現(xiàn)為正旋回特征（圖4），其值：泥巖130～150 API，砂巖55～80 API。

2.3 沉積相分析

綜上分析，我們可以判斷出A井平湖組P層發(fā)育于溫暖潮濕淡水環(huán)境下的近岸水下扇沉積體系，含扇中、扇端2種亞相（表3），進(jìn)一步可細(xì)分為扇中水道、扇中側(cè)緣、扇中前緣、濁積砂、扇端和湖相泥等6種沉積微相（圖4）。其中，扇中主體的沉積厚度最大，主要為礫質(zhì)砂巖，分選差，呈塊狀，具正遞變層理，自然伽馬曲線呈微齒化箱型；扇中側(cè)緣主要為泥質(zhì)砂巖，自然伽馬曲線呈齒狀指狀；扇中前緣主要為含礫砂巖、細(xì)砂巖，底部有沖刷面等沉積構(gòu)造，自然伽馬曲線呈高幅指狀；扇端主要為砂質(zhì)泥巖，自然伽馬曲線呈低幅齒狀；湖相泥為深色質(zhì)純泥巖，自然伽馬曲線呈指狀；濁積砂以粉細(xì)砂巖為主，分選中等，為近岸水下扇中最均質(zhì)的儲(chǔ)層，自然伽馬曲線呈中高幅指狀。

圖4 A井P層近岸水下扇單井相分析

需要指出的是，相對(duì)于重力流扇體的事件性短暫沉積，湖相沉積則長(zhǎng)期伴隨近岸水下扇的形成與分布，特別是在扇體沉積的間歇期，往往會(huì)在扇體之上形成披覆性的湖相泥沉積[8]。近岸水下扇砂礫巖體由多期扇體疊置形成，理論上，每一期扇體之間由于間洪期或季節(jié)的原因都存在披覆性的湖相泥沉積，扇中主體相帶最容易受到后期扇體的改造，后期扇體在沉積過(guò)程中侵蝕掉前期扇中主體之上的泥質(zhì)沉積，并直接疊加在前期扇體上，形成巨厚砂礫巖體，幾乎沒(méi)有明顯的分期界面，從而導(dǎo)致不同期次砂礫巖體直接疊置的現(xiàn)象；在扇中前緣相帶，不同期次扇體之間則可見(jiàn)比較明顯的沉積界面甚至泥巖隔層；扇端部位泥巖隔層的保存最為完整，是扇體分期的重要依據(jù)。

表3 A井P層近岸水下扇相發(fā)育部位及特征

3 結(jié)論

（1）根據(jù)A井平湖組P層微量元素及孢粉組合特征判斷，P層沉積于溫暖潮濕的淡水還原環(huán)境。

（2）A井P層巖石成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度低，通過(guò)巖心觀察表明礫石成分復(fù)雜，大小不均，磨圓、分選差，雜亂堆積，沉積物主要是以遞變懸浮搬運(yùn)為主，粒度概率曲線具兩段式與三段式，粒級(jí)分布寬，各次總體間混合度大，跳躍總體體積分?jǐn)?shù)高，在C-M圖上，數(shù)據(jù)點(diǎn)主要分布于牽引流沉積的OP段和PQ段與濁流沉積區(qū)，結(jié)合測(cè)井及地震資料，將A井P層定為近岸水下扇相。

（3）A井平湖組P層近岸水下扇扇根亞相不發(fā)育。根據(jù)其巖性、電性及沉積特征，將其劃分為扇中、扇端2種亞相，其中扇中主體、扇中前緣、濁積砂、扇端和湖相泥等沉積微相較為發(fā)育。

[1] 王偉，王錦程，李博．東海平湖油氣田八角亭構(gòu)造區(qū)H4段沉積展布特征和相模式研究[J]．地層學(xué)雜志，2011，35(4)：448-452．

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中海油南海兩油田成功投產(chǎn)

10月17日，中海油有限公司宣布，文昌19-1北油田和潿洲12-8西油田已于近期成功投產(chǎn)。文昌19-1北油田位于珠江口西部海域，現(xiàn)有3口生產(chǎn)井，該油田為中海油自營(yíng)油田，擁有100%的權(quán)益。潿洲12-8西油田西區(qū)位于南海北部灣潿洲島西南方向，該油田生產(chǎn)井?dāng)?shù)為5口，中海油擁有51%的權(quán)益，合作伙伴包括洛克石油（中國(guó)）公司、豪信（北部）石油有限公司及澳大利亞石油有限公司。預(yù)計(jì)兩油田將在今年達(dá)到高峰產(chǎn)量。

摘編自《中國(guó)化工報(bào)》2013年10月23日

Study on Sedimentary System of P Formation in Well A in Oil and Gas Field of East China Sea

JIN Yan1, FU Qiang2

（1. Shanghai Petroleum Co. Ltd., Shanghai 200041, China;2. School of Ocean and Earth Sciences, Tongji University, Shanghai 200092, China）

Pinghu formation in Paleogene, consisting mainly of grayish green pebbly fne sandstone, was penetrated in A well in Xihu sag, East China Sea. Through analysis of trace elements, paleontological data, grain size characteristics and logging data, it is indicated that the content of boron is low, Sr/Ba ratio is less than 1, and Fe/Mn ration is far higher than 5, indicating that the sediments were deposited in fresh water. Meanwhile, the Ni/Co ratio is between 2.5～5 and the V/Ni ratio is higher than 1, indicating that sedimentary environment was reducing environment. In the sediments, spores are quite abundant, while the pollen of broad-leaved trees and warm/humid-preferring conifers dominates the pollen assemblages, that suggests the the regional climate was close to modern subtropical climate, it was warm and quite humid then. In the P formation of A well, the gravels are characterized by proximal and fast accumulation; the mudstones are relatively deep water deposits. The grain sizes have typical turbidite characteristic. Combined with the spatial distribution pattern of different rocks, it can be determinated that P formation is nearshore subsea fan sedimentary facies.

East China Sea Basin; Pinghu Fomation; trace elements; spore and pollen; nearshore subaqueous fan

TE121.3

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2013.04.019

1008-2336（2013）04-0019-05

2012-09-03；改回日期：2013-09-02

金艷，女，1988年生，碩士研究生，礦產(chǎn)普查與勘探專(zhuān)業(yè)。E-mail：yeye1988123@qq.com。