濟陽坳陷青東凹陷沙河街組四段上亞段沉積體系研究

許曉鳳

(中石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，山東 東營 257015)

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濟陽坳陷青東凹陷沙河街組四段上亞段沉積體系研究

許曉鳳

(中石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，山東 東營 257015)

濟陽坳陷；青東凹陷；沙河街組四段上亞段；沉積體系

1 地質(zhì)背景

青東凹陷西北以墾東-青坨子凸起為界，東南鄰濰北凸起，西南與東營凹陷的青南洼陷相通[9，10](圖1(a))，面積近1200km2。青東凹陷總體上受控于凹陷東界NNE向雁列狀的郯廬西界斷裂與凹陷內(nèi)部及南北邊界上近EW向、NWW向的3組斷層活動。受東界NNE向郯廬斷裂強烈活動的影響，造成青東凹陷具北東向的菱形結(jié)構(gòu)，具有“東斷西超、南北雙斷”的構(gòu)造格局，自西向東可以劃分為西部斜坡帶、中部洼陷帶與東部斷坡帶。同時古近系受近EW向、NWW向斷層活動的影響，使得中部洼陷帶內(nèi)部又呈“南北分帶、壘塹相間”的格局，發(fā)育多個次凸與次洼(圖1(b))。

圖1 青東凹陷區(qū)域位置(a)及構(gòu)造格局圖(b)

2 沉積相類型分析

2.1 近岸水下扇

位于北部陡坡帶的青東斜6井2191～2196m，主要巖性為灰色粗砂巖、含礫砂巖，礫石向源定向排列，分選差(分選系數(shù)為1.68～2.99)，次圓狀-次棱角狀，混雜堆積，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均較低，表現(xiàn)為近物源沉積的特征。粒度概率累積曲線呈兩段式，懸浮組分總體含量大，曲線整體呈略向上拱彎弧狀。自然電位曲線表現(xiàn)為低幅齒形的特征，整體形態(tài)為箱形、鐘形[11]。該井段整體表現(xiàn)為砂質(zhì)高密度濁流，為近岸水下扇中扇亞相辮狀水道沉積(圖2)。地震剖面上表現(xiàn)為明顯的“楔狀”反射特征。

2.2 扇三角洲

位于西部緩坡帶的青東5-1側(cè)井1862～1927m，主要巖性為淺灰色細砂巖、粉砂巖及含礫粗砂巖。其中，1925.3～1926.2m分選差，次圓-次棱角狀，雜基支撐，具槽狀層理，底部見沖刷構(gòu)造。粒度概率累積曲線呈三段式，跳躍組分總體斜率較小。1923.8～1924m呈條帶狀，見平行層理和中小型交錯層理，無明顯沖刷構(gòu)造。該層段以近源沉積為主，垂向呈反韻律，自然電位曲線呈現(xiàn)漏斗形-箱形的復(fù)合型組合。根據(jù)特征判識，發(fā)育分支河道和前緣砂壩微相，為扇三角洲前緣亞相沉積(圖2)。在地震剖面上，具有特征的楔狀和丘狀反射外形，內(nèi)部以雜亂和前積反射結(jié)構(gòu)為主。

圖2 青東凹陷沉積演化綜合剖面圖

2.3 三角洲

位于南部緩坡帶的青東12井2200～2259m，主要巖性為淺灰色、灰色細砂巖、粉砂巖、粉細砂巖。其中，2253.64～2254.2m分選較好、次圓狀，具槽狀、楔狀交錯層理，楔狀交錯層理與水平面夾角5°左右，層理主要由含泥質(zhì)稍重的砂條顯現(xiàn)，夾炭屑紋層，見生物擾動構(gòu)造和生物遺跡(微破壞)，垂向上呈反韻律；2233.7～2234m見沖刷-充填構(gòu)造和波狀層理，層面富集植物炭屑；2204.3～2204.7m具波狀交錯層理，介殼類貝殼化石富集。該層段沉積物顆粒較細，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度中等，粒度概率累積曲線主要呈兩段式，以跳躍搬運組分為主，占70%左右。自然電位曲線自下而上呈漏斗形-箱形的組合，整體呈反粒序結(jié)構(gòu)，反映了河口砂壩、支流間灣、遠砂壩微相的典型特征[11]，為三角洲前緣亞相沉積(圖2)。東部斷裂帶的墾利20-2-1井雖無取心資料，但其巖電特征與青東12井相似，也應(yīng)為三角洲沉積。在地震剖面上反射特征明顯，向湖盆方向可見清晰的“S”形，即斜交復(fù)合型前積反射結(jié)構(gòu)，自下而上反射結(jié)構(gòu)由斜交形向“S”形變化。

2.4 湖相

青東8井1539～1545m，主要巖性為淺灰色、灰色粉砂巖、灰質(zhì)粉砂巖，整體呈反粒序結(jié)構(gòu)，分選較好，局部富集呈團塊、條帶狀，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高，沉積構(gòu)造類型多樣，以低角度多向傾斜的浪成沙紋交錯層理和沖洗-交錯層理為特征，偶見與風(fēng)暴成因有關(guān)的泥礫層，局部可見數(shù)個腹足類化石，個體較大，一般20～30mm，呈傾斜或垂直排列。粒度概率累積曲線具有“兩跳一懸”的特征，跳躍總體發(fā)育，斜率大，具有明顯的沖刷回流點。自然電位曲線表現(xiàn)為舌狀、中低幅的漏斗形以及漏斗形-箱形組合[12]。依據(jù)特征判識該層段發(fā)育灘壩沉積(圖2)。在地震剖面上，表現(xiàn)為明顯的“蠕蟲狀”反射特征。

3 相分布特征分析

圖3 青東凹陷及Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ砂組沉積相平面展布圖

3.1 Ⅳ砂組沉積特征

Ⅳ砂組沉積時期，西向物源體系較為發(fā)育(圖3(a))。凹陷北部發(fā)育墾東凸起提供物源的近岸水下扇沉積，受北西西走向呈階梯狀的墾東南斷層控制，在正斷層下降盤沿陡坡帶呈裙帶狀分布。凹陷西部發(fā)育以青坨子凸起為物源規(guī)模不等的扇三角洲或近岸水下扇沉積體系，主要分布在青東17、青東15井區(qū)，平原亞相不發(fā)育，北西、北西西向扭張性斷層下降盤形成的斷溝為其提供了物源入湖的通道，在扇三角洲前端或側(cè)緣的鼻狀構(gòu)造帶、水下高地發(fā)育大規(guī)模的灘壩沉積。西部斜坡帶整體古坡度較緩，北部(±1°)較南部(±3°)更緩一些，這種平緩的古地形利于灘壩的發(fā)育[14]，壩砂與湖岸線平行或斜交，呈條帶狀伸展，形成沿岸砂壩。此外，推測在西部斜坡帶扇三角洲前方水深且鄰近陡坡的階地發(fā)育一些滑塌濁積扇沉積體系，呈“土豆?fàn)睢?，目前尚未鉆遇。凹陷西南部為東、西雙向物源交匯區(qū)，發(fā)育成片灘壩。凹陷東南部發(fā)育以濰北凸起為物源沉積體系，東部主要發(fā)育退積型三角洲沉積體系，西傾郯廬走滑斷層持續(xù)活動形成左階雁行排列分支斷裂，之間的斷坡為其提供了物源入湖的優(yōu)勢通道，控制一系列沿斷溝分布的北東向退積型三角洲的形成，主要分布于青東30和墾利20-2-1井區(qū)，南部也發(fā)育三角洲沉積，沉積規(guī)模較小。

3.2 Ⅱ砂組相特征

Ⅱ砂組沉積時期，凹陷北部陡坡帶發(fā)育的近岸水下扇沉積體較早期Ⅳ砂組向北退積，西北部與北部的2個近岸水下扇體疊合連片，以西北部的扇體為主且扇體之間連通性差，青東22井區(qū)也發(fā)育小規(guī)模的近岸水下扇。西部物源的三角洲沉積體系同樣退積(圖3(b))，扇三角洲平原、前緣亞相遭受不同程度的剝蝕，僅殘留部分前扇三角洲亞相分布于研究區(qū)西緣。凹陷南部、東部濰北凸起物源體系規(guī)模增大，三角洲砂體沿著南部緩坡古地形溝谷處向洼陷帶延伸，較Ⅳ砂組殘留規(guī)模變大；西部緩坡帶扇三角洲的前端或側(cè)緣、南部緩坡帶三角洲的前端均有灘壩發(fā)育，分布范圍廣泛，主要沿古梁、鼻狀構(gòu)造帶分布。

3.3 Ⅰ砂組相特征

Ⅰ砂組沉積時期以南部物源體系為主(圖3(c))。凹陷南部物源體系規(guī)模增大，繼續(xù)向北推進，三角洲向洼陷帶推進距離最遠，延伸至青東12井區(qū)。凹陷東部三角洲沉積規(guī)模有所減小，灘壩砂體規(guī)模變大，主要分布于墾利20井區(qū)。凹陷北部物源體系發(fā)育的殘留近岸水下扇沉積相帶較窄，向凹陷內(nèi)部延伸距離較近。西部扇三角洲沉積由多期疊合而成，不同的期次進積疊加，青東17、青東15、青東5這3個井區(qū)的扇群疊合連片，自北向南扇體規(guī)模逐漸變大，灘壩砂體發(fā)育規(guī)模較小，僅在青東17井區(qū)扇三角洲的前端有所發(fā)育。

4 沉積演化規(guī)律

注為沙河街組三段下亞段；為沙河街組四段下亞段。圖4 青東凹陷青東8井-青東25井區(qū)沉積相對比剖面圖

北部CE段均發(fā)育近岸水下扇沉積，沿斷溝優(yōu)勢分布，但自下而上相類型分布范圍不同，早期青東22、25井區(qū)2個溝谷均衡發(fā)育，晚期則以青東25井區(qū)處溝谷為主。青東22、24、28井區(qū)CD段為垂直物源方向，物源來自西北部青坨子凸起，沉積主要以填平補齊作用為主，扇體形態(tài)近似于“楔形”或“疊瓦”形，井區(qū)之間的隆起部位則以削截為主，青東24井區(qū)只發(fā)育4個砂組；青東25井區(qū)DE段為順源方向，發(fā)育北部墾東凸起物源的近岸水下扇沉積，呈進積的疊加樣式，Ⅰ砂組頂部遭受強烈剝蝕，只殘留扇中亞相。

南部CA段從早到晚相類型以扇三角洲沉積為主，但不同的砂組被改造程度不同，主要沿青東5-2和青東17井區(qū)2個溝谷分布，早期規(guī)模較小，晚期較大。青東17、15、5井區(qū)CB段為垂直物源方向，物源來自西部青坨子凸起，各砂組以側(cè)積為主。其中，青東15和17井區(qū)Ⅴ+Ⅳ砂組發(fā)育扇三角洲沉積，縱向疊合連片；Ⅲ+Ⅱ砂組扇三角洲改造強烈，灘壩發(fā)育；Ⅰ砂組發(fā)育的扇三角洲沉積被改造的程度弱。青東5井區(qū)Ⅴ～Ⅲ砂組發(fā)育灘壩沉積，各砂組灘壩規(guī)模相近；Ⅰ砂組發(fā)育不同期次的扇三角洲沉積疊合連片。青東8井區(qū)為順源方向，物源來自南部濰北凸起，Ⅴ～Ⅱ砂組發(fā)育退積疊加的灘壩，超覆沉積；Ⅰ砂組發(fā)育的三角洲沉積頂部遭受剝蝕。

5 沉積體系發(fā)育控制因素

5.1 古地貌對沉積體系的控制

5.2 斷層對沉積體系的控制

NNE向斷裂即為郯廬西雁列斷裂帶，在郯廬斷裂發(fā)生右行走滑時形成，其主要作用是在2條正斷層疊置段形成調(diào)節(jié)構(gòu)造帶，也就是斷坡，控制了凹陷東部以濰北凸起為物源的三角洲體系的分布。

6 結(jié)論

2)研究區(qū)主要發(fā)育3大物源-沉積體系，即北部以墾東凸起為物源的近岸水下扇體系、西部以青坨子凸起為物源的扇三角洲-湖相體系及東南部以濰北凸起為物源的三角洲體系，同一物源沉積體系類型具有繼承性發(fā)育特征，但在不同時期分布范圍不同。

3)沉積體系發(fā)育主要受古地貌、斷層活動的聯(lián)合控制。“四周環(huán)凸、壘塹相間”的古地貌導(dǎo)致多物源體系、多沉積類型并存；NNE向雁列狀郯廬西界斷裂與凹陷內(nèi)部近EW向、NWW向3組斷裂系統(tǒng)的活動控制了走滑拉張盆地各沉積體系空間分布的變化。

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[編輯] 鄧磊

2016-02-20

國家科技重大專項 (2011ZX05006)；中國石油化工集團公司科技攻關(guān)重點項目 (P10013)。

許曉鳳(1984-)，女，碩士，工程師，現(xiàn)主要從事油氣地質(zhì)綜合研究與勘探部署工作，2490544008@qq.com。

TE121.3

A

1673-1409(2016)32-0024-08

[引著格式]許曉鳳.濟陽坳陷青東凹陷沙河街組四段上亞段沉積體系研究[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版),2016,13(32):24～31.