濱南地區(qū)沙三段重力流沉積特征及含油氣性分析

徐冠華，蔡進(jìn)功，蓋蓓，鄭德順，閆建平

（1.中國(guó)石化勝利油田分公司西部新區(qū)研究中心，山東 東營(yíng) 257045；2.同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200092；3.山東省東營(yíng)市廣饒縣質(zhì)監(jiān)局，山東 東營(yíng) 257000；4.河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，河南 焦作 454000；5.西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610500）

濱南地區(qū)沙三段重力流沉積特征及含油氣性分析

徐冠華1，蔡進(jìn)功2，蓋蓓3，鄭德順4，閆建平5

（1.中國(guó)石化勝利油田分公司西部新區(qū)研究中心，山東 東營(yíng) 257045；2.同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200092；3.山東省東營(yíng)市廣饒縣質(zhì)監(jiān)局，山東 東營(yíng) 257000；4.河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，河南 焦作 454000；5.西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610500）

利用巖心、測(cè)井曲線及地震等資料，總結(jié)了東營(yíng)凹陷濱南地區(qū)沙河街組三段重力流沉積特征，并將研究區(qū)重力流沉積類(lèi)型劃分為近岸水下扇及滑塌濁積巖，滑塌濁積巖又可分為遠(yuǎn)岸滑塌濁積扇及三角洲前滑塌濁積巖。在總結(jié)不同沉積相成因模式的基礎(chǔ)上，建立了該區(qū)重力流沉積模式。結(jié)合油源、運(yùn)移及圈閉條件，分析了各微相砂體的含油氣性，結(jié)果表明，近岸水下扇滑塌形成的濁積扇體及近岸水下扇中扇辮狀水道微相是最有利的儲(chǔ)集相帶。

重力流；沉積特征；成因模式；含油氣性；濱南地區(qū)

陸相湖盆中心發(fā)育由重力流作用形成的砂體，是深水環(huán)境下的重要沉積類(lèi)型［1］。由于具有優(yōu)良的生儲(chǔ)蓋組合，濁積巖油藏具有巨大的勘探潛力，是目前東營(yíng)凹陷油氣儲(chǔ)集體的重要類(lèi)型之一。沙三段早中時(shí)期，在東營(yíng)凹陷濱縣凸起南坡，濱淺湖發(fā)育扇三角洲相或斜坡扇相。濱南—利津斷裂帶遠(yuǎn)岸地區(qū)，處于深湖—半深湖相沉積環(huán)境，發(fā)育由重力流作用形成的濁積扇。前人對(duì)濱南地區(qū)的勘探研究主要集中在濱淺湖相的斜坡扇及扇三角洲，對(duì)濁積巖的研究少［2-7］。隨著勘探的進(jìn)展，以往所建立的濁積巖地質(zhì)模型已不能解決勘探遇到的問(wèn)題。本文通過(guò)巖心觀察、分析化驗(yàn)資料及地球物理資料，總結(jié)濱南地區(qū)沙三段湖相濁積扇的沉積特征，劃分了濁積巖沉積相類(lèi)型，建立了沉積模式并指出了最具有勘探價(jià)值的相類(lèi)型，為該區(qū)的勘探提供了地質(zhì)依據(jù)。

1　地質(zhì)概況

濱南地區(qū)位于東營(yíng)凹陷濱縣凸起以南，東鄰利津生油洼陷，構(gòu)造上屬于濱南—利津斷裂帶（見(jiàn)圖1）。該區(qū)南北分?jǐn)鄩K，東西有溝梁，西北地勢(shì)高，東南地勢(shì)低。研究區(qū)位于濱南—利津（二臺(tái)階）以南，區(qū)內(nèi)沙三段可分為上、中、下3個(gè)亞段。主要巖性類(lèi)型為深灰色泥巖、褐色油頁(yè)巖。濁積砂體主要集中發(fā)育在沙三下亞段，中亞段少量發(fā)育，上亞段基本不發(fā)育。

圖1　東營(yíng)凹陷研究區(qū)域位置

沙三段早、中期，氣候溫暖濕潤(rùn)，碎屑物質(zhì)供應(yīng)充足，為盆地?cái)U(kuò)張期。在濱縣凸起南坡淺水地帶形成了以沖積扇及扇三角洲為主的沉積體系。向南受濱南—利津斷層的影響，為地形坡度大、古地形復(fù)雜的深水地區(qū)，形成了具有多種沉積特征的濁積砂體。

2　重力流的沉積特征

2.1巖石學(xué)特征

巖性組合復(fù)雜。巖石類(lèi)型既有經(jīng)典濁積巖，也有塊狀砂巖、疊復(fù)沖刷粗砂巖、卵石砂巖、顆粒支撐礫巖等非經(jīng)典濁積巖。沙三下亞段底部粒度較粗，以灰色礫巖、砂質(zhì)礫巖、砂巖為主，向上粒度逐漸變細(xì)，中間過(guò)渡發(fā)育砂泥巖互層，到沙三上亞段基本變?yōu)榛疑⒒揖G色泥巖。巖石類(lèi)型主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖或長(zhǎng)石巖屑砂巖，泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)較高。砂巖中填隙物的體積分?jǐn)?shù)為1%～35%，平均為16%。顆粒中石英體積分?jǐn)?shù)為39.5%～58.0%，長(zhǎng)石的體積分?jǐn)?shù)為14%～38%，主要為正長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石。巖屑類(lèi)型多樣，成分為石英巖屑、結(jié)晶巖屑、噴出巖屑、灰?guī)r巖屑、泥巖巖屑等。成分成熟度低。

2.2沉積構(gòu)造

巖心觀察過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)的沉積構(gòu)造是滑塌作用造成的同生變形構(gòu)造以及與濁流活動(dòng)有關(guān)的垂向遞變層理構(gòu)造。主要有：1）遞變層理。底部以細(xì)礫巖或者礫狀砂巖居多，向上粒度逐漸變細(xì)，為懸浮體含有各種大小不等的顆粒，在流速降低時(shí)因重力分異而整體堆積的結(jié)果（見(jiàn)圖2a）。2）塊狀層理。內(nèi)部無(wú)任何層理特征，廣泛發(fā)育于近岸水下扇扇中辮狀水道，一般由深水重力流快速堆積而成（見(jiàn)圖2b）。3）疊復(fù)沖刷構(gòu)造。具有明顯沖刷界面，底部為以粗粒度為主的遞變層，代表一次重力流事件，上部連續(xù)沉積有厚度不等的平行層理砂巖，是由正遞變層理與平行層理的砂巖組成的“ABAB”序列（見(jiàn)圖2c）。4）平行層理。一般處于高能環(huán)境中，主要發(fā)育扇中辮狀水道前緣微相（見(jiàn)圖2d）。5）包卷層理。多出現(xiàn)在泥巖或者薄互層的砂、泥巖中，是指一個(gè)巖層內(nèi)所發(fā)生的紋層盤(pán)回和扭曲現(xiàn)象（見(jiàn)圖2e）。6）滑塌變形構(gòu)造。未固結(jié)的軟沉積物在重力作用發(fā)生滑動(dòng)或者滑塌而形成的變形構(gòu)造，一般認(rèn)為是快速沉積而產(chǎn)生的（見(jiàn)圖2f）。

圖2　濱南地區(qū)沙三下亞段重力流沉積巖心照片

2.3粒度特征

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。粒度分析資料是常用的相分析基礎(chǔ)資料。本文主要通過(guò)C-M圖和累積概率曲線進(jìn)行分析。

2.3.1C-M圖特征

在C-M（C為累積概率為1%時(shí)的粒徑，M為粒度中值）圖上，樣品點(diǎn)主要平行于C=M基線分布（見(jiàn)圖3），沒(méi)有滾動(dòng)和懸浮組分的明顯分異，為典型濁積巖的C-M圖，反映了遞變懸浮的特點(diǎn)。

圖3　東營(yíng)凹陷濱南地區(qū)重力流沙三段粒度C-M圖

2.3.2累積概率曲線特征

借鑒前人對(duì)重力流累積概率曲線的分析經(jīng)驗(yàn)，本文分析了研究區(qū)的曲線變化特征。由于受到巖心的取心限制，研究區(qū)累積概率曲線的形態(tài)不僅反映了部分重力流的流體性質(zhì)，也體現(xiàn)出了研究區(qū)重力流性質(zhì)的變化。

累積概率曲線表現(xiàn)為4種形態(tài)：1）上拱弧形（見(jiàn)圖4a，濱654井，2 965.24 m）。該類(lèi)曲線沒(méi)有明顯的截點(diǎn)，對(duì)應(yīng)為碎屑流及曲線明顯的粒流的顆粒流沉積，雜基支撐或顆粒支撐搬運(yùn)，巖性為發(fā)育雜基支撐或顆粒支撐構(gòu)造的中細(xì)礫巖和含礫中粗砂巖。一般在內(nèi)扇主溝道或中扇辮狀溝道常見(jiàn)。2）低斜率兩段式（見(jiàn)圖4b，濱655井，2 822.07 m）。由1個(gè)懸浮總體和1個(gè)跳躍總體組成，流體性質(zhì)對(duì)應(yīng)于濁流向牽引流演化的早期。巖性為發(fā)育遞變層理的含礫砂巖，發(fā)育在中扇辮狀溝道。3）臺(tái)階狀多段式（見(jiàn)圖4c，濱658井，2 525.36 m）。由多個(gè)直線段組成的臺(tái)階狀，代表流體能量較小，但湍動(dòng)性較強(qiáng)，為碎屑流與濁流之間的過(guò)渡類(lèi)型。一般對(duì)應(yīng)發(fā)育含礫中粗砂巖，在內(nèi)扇主溝道側(cè)緣、中扇辮狀溝道間最常見(jiàn)。4）低斜率滾動(dòng)—跳躍—懸浮三段式（見(jiàn)圖4d，濱640井，1 875.24 m）。顆粒以跳躍總體為主，并由2個(gè)粒度次總體組成，代表重力流向牽引流轉(zhuǎn)化的晚期，流體性質(zhì)已接近牽引流。巖性主要為發(fā)育平行層理的中粗砂巖。一般出現(xiàn)在中扇辮狀溝道前緣、溝道間和外扇末端砂微相。

圖4　東營(yíng)凹陷濱南地區(qū)重力流沙三段粒度累積概率曲線

2.4電性及地震反射特征

盡管濁積砂體薄、變化較快，但在測(cè)井及地震資料方面均有一定的相應(yīng)特征。其變化規(guī)律為：濁積砂體主體部分儲(chǔ)集體相對(duì)較厚，自然電位曲線主要為突變的平滑或略有齒化的箱形、鐘形或復(fù)合型，地震相特征為高能量、強(qiáng)振幅、高連續(xù)性、短軸狀的反射特征，發(fā)散結(jié)構(gòu)楔狀體；邊緣部分，自然電位曲線對(duì)應(yīng)低幅度指形、齒形組合等低平行曲線，地震剖面上能量較弱，變振幅，反射雜亂。

3　湖相重力流相類(lèi)型

前人對(duì)湖相重力流沉積相進(jìn)行了深入研究［8-36］，并進(jìn)行了分類(lèi)，其中具有代表性為姜在興［17］將水下扇劃分為近岸水下扇、遠(yuǎn)岸濁積扇、滑塌濁積扇。

濱縣—利津斷裂帶位于東營(yíng)凹陷短軸一側(cè)，斷裂帶坡度大。沙三段沉積期間，濱縣斷層強(qiáng)烈活動(dòng)，直接引發(fā)了大量碎屑物質(zhì)的搬運(yùn)，大量沉積物沿斜坡重力下滑在半深湖—深湖沉積形成濁積巖［8-9，24］。從沉積構(gòu)造特征分析，研究區(qū)濁積巖除具有重力流特征外，亦普遍發(fā)育有滑動(dòng)及滑塌的標(biāo)志，具有泥沙混雜堆積的混積巖，表現(xiàn)出滑塌濁積巖的特征。

本文依據(jù)研究區(qū)湖盆濁流沉積的實(shí)際特征，利用鉆、測(cè)井資料，并結(jié)合以上分類(lèi)，識(shí)別出研究區(qū)的濁積巖為近岸水下扇、滑塌濁積扇。其中，滑塌濁積扇主要包括三角洲前滑塌濁積巖及遠(yuǎn)岸滑塌濁積巖。

4　重力流的成因模式

前人對(duì)重力流的形成機(jī)制進(jìn)行了較多的研究，如趙澄林等將沉積物重力流按照形成機(jī)制劃分為洪水型、滑塌型、火山噴發(fā)型等。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合沉積動(dòng)力學(xué)原理，筆者對(duì)研究區(qū)重力流的成因進(jìn)行了研究，認(rèn)為存在洪水型與滑塌型濁流成因模式，建立了沉積模式（見(jiàn)圖5）。

圖5　濱南凸起南坡濁積巖沉積模式

4.1洪水型

該模式主要與近岸水下扇相對(duì)應(yīng)（見(jiàn)圖5）。在此模式中，洪水是形成重力流扇體的主要控制因素，動(dòng)能大，可以搬動(dòng)小礫石，從而形成礫巖和砂巖的重力流濁積巖。當(dāng)山洪爆發(fā)時(shí)，洪水?dāng)y帶大量陸源碎屑沉積物，以較大的動(dòng)能穿越淺水地帶，直接傾注到濱縣斷層腳下深水區(qū)，同時(shí)沖刷侵蝕湖底形成水下溝道，并發(fā)生卸載形成雜亂分布的礫巖、粗砂巖相濁積巖，此時(shí)的重力流類(lèi)型主要為碎屑流。之后，湖盆變緩，洪水四散分流，仍然能夠沖蝕下浮沉積物，形成辮狀溝道，堆積了具有塊狀和遞變層理的砂礫巖相濁積巖，重力流類(lèi)型主要為顆粒流、液化流。隨著搬運(yùn)距離增加，洪水能量逐漸損失，不再具有侵蝕能力，不再出現(xiàn)溝道。此階段重力流類(lèi)型基本為液化流、濁流，沉積物呈現(xiàn)出反映低密度濁流的具鮑馬序列的濁積巖。最后，地形平緩，往湖盆方向逐漸過(guò)渡為湖相暗色泥巖沉積。

4.2滑塌型

該模式主要與滑塌濁積扇相對(duì)應(yīng)。淺水區(qū)的三角洲砂體沉積到一定厚度，在外界觸發(fā)機(jī)制作用下，滑坡沉積物與水混合變?yōu)樯百|(zhì)濁流，沿著底面向下滑動(dòng)。濁流不斷延伸，依據(jù)其能量大小，逐漸在斜坡處或湖盆深處沉積下來(lái)，形成濁積巖體。按照其所分布的位置可分為三角洲前滑塌濁積巖及遠(yuǎn)岸滑塌濁積扇，主要形態(tài)基本為透鏡狀或者扇狀等，沉積物粒度較細(xì)，最粗巖性為中砂巖。遠(yuǎn)岸滑塌濁積扇較三角洲前滑塌濁積巖分布基本在深湖，規(guī)模小。

5　濁積扇與含油氣性分析

研究區(qū)濁積巖類(lèi)型多樣，數(shù)量多，斷層溝通油源，成藏條件優(yōu)越，發(fā)育巖性及構(gòu)造-巖性復(fù)合油藏。通過(guò)對(duì)濱南油田含油區(qū)塊重點(diǎn)井的錄井及測(cè)井油氣顯示結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)合前人研究認(rèn)為，砂體含油性與油源條件、沉積相、運(yùn)移條件等有密切的關(guān)系。

5.1充足的油源條件

研究區(qū)重力流砂體平面上緊鄰利津生油凹陷，沉積在深水地區(qū)。遠(yuǎn)岸滑塌濁積扇主要分布在深湖，本身在烴源巖中。其次為近岸水下扇，與烴源巖接觸，并且從外扇到內(nèi)扇地勢(shì)逐漸增高，逐漸遠(yuǎn)離烴源巖。三角洲前滑塌濁積巖主要分布在斜坡處，距離烴源巖最遠(yuǎn)。遠(yuǎn)岸滑塌濁積扇條件最好。

5.2良好的油氣運(yùn)移條件

從油氣運(yùn)移角度看，濱縣凸起南坡位于油氣從生油洼地向盆地邊緣運(yùn)移，其運(yùn)移動(dòng)力主要是壓實(shí)作用及欠壓實(shí)作用，具有動(dòng)力足、通道多的特點(diǎn)。其運(yùn)移的通道主要為斷層及儲(chǔ)層中的孔隙。多期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使得本區(qū)斷裂與儲(chǔ)層在空間上相互配合，構(gòu)成了油氣運(yùn)移的立體通道。

5.3有利的沉積相帶

遠(yuǎn)岸滑塌濁積扇體積小，但分布位置與烴源巖直接接觸，故其含油氣性最好，容易形成透鏡體油藏。近岸水下扇砂體易被斷層所切割，形成的斷塊油藏或者斷層溝通型上傾尖滅油藏中，最為有利的沉積微相基本為中扇辮狀水道微相。因此，下一步勘探應(yīng)以近岸水下扇滑塌形成的濁積扇體及中扇辮狀水道微相為主。

6　結(jié)論

1）濱縣凸起南坡濁積扇砂體發(fā)育，表現(xiàn)為典型的重力流沉積特征。

2）工區(qū)沉積相可劃分為近岸水下扇和滑塌濁積扇，其成因模式分別為洪水重力流及滑塌重力流。

3）工區(qū)砂體具有優(yōu)良的成藏條件，最有利的儲(chǔ)集相帶為近岸水下扇滑塌形成的濁積扇體及近岸水下扇中扇辮狀水道微相。

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（編輯朱麗）

Depositional characteristics and gas/oil distribution of gravity flow of third Member of Shahejie Formation in Binnan Area

Xu Guanhua1，Cai Jingong2，Ge Bei3，Zheng Deshun4，Yan Jianping5
（1.Western New Prospect Research Center，Shengli Oilfield Company，SINOPEC，Dongying 257045，China；2.State Key Laboratory of Marine Geology，Tongji University，Shanghai 200092，China；3.Quality Supervision Bureau of Guangrao County，Dongying 257000，China；4.School of Resources&Environment，Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454000，China；5.School of Earth Sciences and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China）

Based on core，laboratory analysis，well logging and seismic data，the sediment characteristics of the gravity flow of the third Member of Shahejie Formation in Binnan Area of Dongying Sag are summarized.The gravity flow deposits are divided into two types，nearshore subaqueous fan and fluxoturbidite.Fluxoturbidite can be further classified into far-shore slumping turbidite and front delta fluxoturbidite.Using the genetic models of different sedimentary facies，the gravity flow deposit model is also established. On the conditions of oil source，migration and trap，oil potentials of various types of microfacies sandbody are analyzed.The result shows that fluxoturbidite that is slided by nearshore subaqueous fan and braided river channel in nearshore subaqueous fan are the most favorable sedimentary facies belts in the Block。

gravity flows；sedimentary characteristics；genetic model；hydrocarbon potential；Binnan Area

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“泥頁(yè)巖中不同賦存態(tài)烴的分離及特征研究”（41372130）

TE121.3+2

A

10.6056/dkyqt201503003

2014-11-15；改回日期：2015-03-18。

徐冠華，男，1984年生，碩士，主要從事沉積學(xué)與石油地質(zhì)研究。E-mail：285457725@qq.com。

引用格式：徐冠華，蔡進(jìn)功，蓋蓓，等.濱南地區(qū)沙三段重力流沉積特征及含油氣性分析［J］.斷塊油氣田，2015，22（3）：282-286. Xu Guanhua，Cai Jingong，Ge Bei，et al.Depositional characteristics and gas/oil distribution of gravity flow of third Member of Shahejie Formation in Binnan Area［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2015，22（3）：282-286.