楊希冰，諶志遠，滿勇，胡林，滿建，黃晴

（1．中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057；2．中國石油大學（北京）非常規(guī)天然氣研究院，北京 102249；3．中國石油大學（北京）非常規(guī)油氣協(xié)同創(chuàng)新中心，北京 102249；4.中國石油大學（華東）地球科學與技術(shù)學院，山東 青島 266580）

烏石東區(qū)流沙港組地層斷裂控砂機制

楊希冰1，諶志遠2，3，滿勇1，胡林1，滿建4，黃晴1

（1．中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057；2．中國石油大學（北京）非常規(guī)天然氣研究院，北京 102249；3．中國石油大學（北京）非常規(guī)油氣協(xié)同創(chuàng)新中心，北京 102249；4.中國石油大學（華東）地球科學與技術(shù)學院，山東 青島 266580）

綜合利用地震、鉆井、巖心觀察等資料，精細落實烏石東區(qū)斷裂發(fā)育及沉積相展布特征，明確烏石東區(qū)斷裂與沉積關(guān)系，闡述斷裂組合控制砂體沉積的模式。研究結(jié)果表明，烏石東區(qū)流沙港組地層發(fā)育同向平行型和反向平行型斷裂組合，具體形態(tài)相應(yīng)分別為斷溝、斷槽、走向斜坡以及斷裂坡折。順斷裂走向，砂巖粒度變細、分選變好，靠近斷裂下降盤，砂體厚度大、粒度粗，斷裂對砂體展布具有明顯控制作用。斷裂對砂體沉積的控制作用表現(xiàn)為斷層活動導致上升盤形成相對凸起，下降盤形成相對低地，砂體從凸起向低地匯聚。同時，沿斷裂走向，砂體優(yōu)先選擇斷層活動性較弱的位置向低地聚集。

斷裂沉積耦合；鉆探方向；烏石東區(qū)；北部灣盆地

烏石凹陷是北部灣盆地中重要的含油氣凹陷。截至2012年底，烏石凹陷內(nèi)11個構(gòu)造上共鉆探了23口井，其中17口井獲得油氣發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)了2個油田和3個含油構(gòu)造，勘探成功率較高。從鉆遇烴源巖情況來看，烏石凹陷流二段地層發(fā)育暗色泥巖和油頁巖，結(jié)合其沉積相、厚度及熱演化，可確定烴源巖基本上集中在凹陷東區(qū)，成熟烴源巖面積約540 km2，厚度1～2 km，具有良好的烴源條件。該凹陷油氣聚集源控特征明顯，勘探應(yīng)首先圍繞烴源發(fā)育區(qū)展開。

前人對烏石凹陷構(gòu)造特征及層序地層已經(jīng)進行了較多研究［1-3］，但在斷裂組合對沉積砂體展布的影響方面研究較少。本文落實了烏石東區(qū)斷裂組合類型，闡述了烏石東區(qū)斷裂組合對砂體的控制作用，為進一步預測有利儲集層提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

烏石凹陷位于北部灣盆地南部坳陷的東北部，地史上是華南板塊向海域的延伸，總面積2 680 km2（見圖1）。該凹陷經(jīng)歷了3次張裂運動和裂后熱沉降運動:第1次發(fā)生在古新世，開始發(fā)育北東東向斷裂，前人稱之為7號斷裂，斷裂下降盤堆積了古新統(tǒng)長流組沖積相地層；第2次發(fā)生在始新世，7號斷裂繼續(xù)活動，而在凹陷的西區(qū)開始發(fā)育近北西向斷裂，前人稱之為6號斷裂，7號斷裂活動強度大于6號斷裂，東區(qū)沉積了全套始新世流沙港組地層；第3次發(fā)生在始新世至漸新世，6號斷層大幅度活動，沉積中心遷移至6號斷裂下降盤，沉積了巨厚的漸新統(tǒng)潿洲組地層。新近紀之后，凹陷整體進入熱沉降階段，接受海相沉積［1-2］。由此可見，始新世時期，烏石東區(qū)斷裂作用明顯，加之7號斷層向北傾，東區(qū)整體形成南斷北超的構(gòu)造格局。

圖1 烏石凹陷地質(zhì)背景

2 斷裂沉積耦合關(guān)系分析

2.1 斷裂組合形態(tài)

古近紀，烏石東區(qū)受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用，產(chǎn)生同向平行型、反向平行型斷裂組合，其形成的斷溝、斷槽、走向斜坡和斷裂坡折對供給水系起到匯聚、引導作用，為沉積物輸送的優(yōu)勢通道［4-5］。鉆探結(jié)果表明，烏石東區(qū)北部部分區(qū)塊缺失流二段頂和流一段地層。始新世，烏石東區(qū)受北西向拉張應(yīng)力和北西向左旋扭動應(yīng)力作用，發(fā)育北東、近東西向平行正斷層（見圖2）。

研究發(fā)現(xiàn)，烏石東區(qū)流二段和流三段斷裂組合方式主要為同向平行型組合和反向平行型，相應(yīng)地，形態(tài)主要有斷溝、斷槽、走向斜坡以及斷裂坡折［4-5］。其中：斷溝是在同向平行型斷裂組合中，斷層下降盤地層依次向上掀斜，形成的兩條正斷層之間的溝谷形態(tài)；走向斜坡是斷溝形態(tài)的復雜化，是為了調(diào)節(jié)首尾兩條伸展正斷層總位移而在斷層末端接觸帶形成的軟連接凸起形態(tài)，為沉積物優(yōu)勢進入沉積場所的入口；斷裂坡折又可看作斷溝形態(tài)的簡單化，是在單條斷層傾向上斷裂不發(fā)育或者發(fā)育規(guī)模太小，不足以對沉積物產(chǎn)生限制、引導及再分配作用，斷裂坡折對沉積物的控制作用主要體現(xiàn)在規(guī)模較大的斷層引起的地形突變上，往往在斷裂下傾方向上沉積湖底扇或盆底扇；斷槽為反向平行型斷裂組合中，正斷層相向傾斜，形成的地塹構(gòu)造，深度更大，延伸更遠，因而其有效性往往更優(yōu)于斷溝。

圖2 烏石東區(qū)流沙港組斷裂展布

始新世，烏石東區(qū)的斷裂基本都為北東向展布，斷溝、斷槽、走向斜坡、斷裂坡折等構(gòu)造形態(tài)保存較好，被次級斷層切割復雜化程度低。具體為：流三段地層沉積時期，烏石17-2區(qū)F1，F(xiàn)7，F(xiàn)8號斷裂依次向南傾斜，均呈北東向展布，斷層之間相互組合形成北東向狹長斷溝，為沉積物優(yōu)勢運移區(qū)；同時，7號斷裂強烈活動，其與F8號斷層走向一致，傾向相反，構(gòu)成典型的斷槽形態(tài)，同樣為沉積物優(yōu)勢沉積區(qū)。流二段地層沉積時期，烏石16-9區(qū)開始發(fā)育北東向F3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6號斷裂，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6南傾，F(xiàn)3北傾，斷層兩兩組合使得F3與F4之間形成斷槽，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6之間形成斷溝；與此同時，烏石17-2區(qū)斷裂活動性減弱，并呈現(xiàn)出東西向活動性差異的特點，分別在F7，F(xiàn)8之間和F8南部形成走向斜坡和斷裂坡折［6-7］，均為沉積物有利引導區(qū)（見圖2）。

2.2 沉積相展布

始新世，烏石東區(qū)發(fā)育三大物源體系，分別為北部的企西隆起，東部的古雷州隆起以及南部的流沙凸起。企西隆起和古雷州隆起為該時期東區(qū)的主要物源體系，流沙凸起位于7號斷裂上升盤，控制了7號斷裂附近的扇三角洲沉積。在構(gòu)造活動、湖平面相對升降、沉積物來源、氣候因素的共同控制下，烏石東區(qū)縱向上低位體系域、湖擴體系域、高位體系域相互疊置，平面上三角洲相沉積向湖相沉積演變。地震相分析表明，烏石東區(qū)流三段、流二段層序發(fā)育有中連續(xù)、高—中頻、中強振幅地震反射特征，順斷層走向，前積特征明顯，流二段上層序和下層序發(fā)育不連續(xù)、中頻、弱振幅地震反射特征。根據(jù)地震相與沉積相對應(yīng)關(guān)系，流三段和流二段中層序解釋為扇三角洲、三角洲沉積（見圖3）。

圖3 烏石東區(qū)流沙港組沉積充填模式

流三段沉積時期，烏石17-2區(qū)以砂礫巖為主，粒度粗、分選差，向西南方向分選變好，為扇三角洲水下分流河道前緣沉積特征。流二段下沉積時期，烏石16-9區(qū)巖性為褐灰色泥巖和灰褐色泥巖；流二段上沉積時期，烏石16-9巖性為泥巖和細砂巖，GR曲線呈齒形，反映流二段下和上分別為中深湖和濱淺湖沉積。此外，烏石16-9區(qū)流二段中層序地層GR曲線呈現(xiàn)箱型、鐘型、漏斗型、鋸齒型等特征，為三角洲前緣沉積；烏石16-1區(qū)流二段中地層巖心觀察，巖性為砂巖與頁巖互層，主要沉積環(huán)境為中深湖、深湖，可以觀察到粒序?qū)永怼_刷面等沉積構(gòu)造，可見生物擾動化石，推測發(fā)育濁積水道，綜合解釋為湖底扇沉積；烏石17-2區(qū)流二段中地層粒度概率曲線以跳躍與懸浮組分為主的兩段式為主，反映主要為水下分流河道、河口壩沉積。利用測井曲線特征、巖心實物特征，結(jié)合地震剖面闡釋的沉積相特征，繪制了流二段和流三段沉積相平面圖（見圖4）?？梢园l(fā)現(xiàn)：流三段地層沉積時期，地勢高差小，湖泊范圍有限，主要沉積了扇三角洲沉積體系，地勢平緩的北斜坡北部形成了三角洲沉積體系；流二段地層沉積時期，7號斷層和北部F1斷層活動性加強，斷層下降盤落差增大，導致中深湖沉積范圍變大，主要沉積了三角洲沉積體系和一期湖底扇沉積體系。

2.3 斷裂沉積耦合關(guān)系

陸相斷陷湖盆中，構(gòu)造運動控制物源發(fā)育，形成構(gòu)造調(diào)節(jié)帶，控制古地貌格局和古水流發(fā)育，進而控制沉積體系分布。斷裂組合控砂作用的根本原因在于斷層活動以及斷裂走向上的斷層活動性差異，并由此對沉積物供給水系在盆內(nèi)的分布起著匯聚、引導或者阻礙的作用。

從圖4可以看出，斷裂延伸方向和砂體展布方向一致，并且斷裂位置和砂體前緣對應(yīng)關(guān)系良好,斷裂對沉積的控制作用明顯。其中，作為烏石凹陷控凹斷裂的7號斷層，在始新世時期活動性強，最小斷層滑距接近1 000 m，與F8斷層形成的斷槽為始新世時期烏石東區(qū)的沉積中心，發(fā)育中深湖相泥巖以及來自流沙凸起的扇三角洲沉積，而對來自北部企西隆起的砂體控制作用較弱。流三段地層沉積時期，烏石17-2區(qū)F1，F(xiàn)7，F(xiàn)8同向平行斷層依次南傾，形成典型的斷溝構(gòu)造組合樣式，控制了扇三角洲水下分流河道的發(fā)育范圍。流二段地層沉積時期，烏石16-9區(qū)F4，F(xiàn)5，F(xiàn)6號斷層北東向展布，東南方向傾斜，與F3號斷裂傾向相反，構(gòu)成溝槽斷裂組合樣式，為沉積物優(yōu)勢注入通道，發(fā)育三角洲砂體；同時，烏石17-2區(qū)F7號斷層西側(cè)活動性強于東側(cè)，F(xiàn)8號斷層則是活動性整體減弱，東側(cè)斷裂活動性強于西側(cè)，形成走向斜坡和斷裂坡折構(gòu)造樣式，從而對烏石17-2區(qū)的砂體產(chǎn)生再侵蝕、再搬運、再沉積作用，分別控制砂體在走向斜坡和斷裂坡折帶形成三角洲和湖底扇沉積［8-10］（見圖 4）。

圖4 烏石東區(qū)流沙港組沉積相展布

鉆井實踐表明，流三段時期沿烏石17-2區(qū)北東—南西斷裂走向，砂巖分選變好，粒徑變細，厚度變薄。其中：A-1井距離物源較遠，粗砂及以上粒級體積分數(shù)仍在15%以上，證實了斷溝對砂體的有利引導作用。沿北西—南東向（垂直斷裂走向），靠近斷裂下降盤砂巖厚度大，粒度粗，含量高，下降盤對砂體具有明顯的控制作用，進一步闡明了正斷層對砂體的控制作用。另外，位于走向斜坡下降盤的A-2井在流二段中層序時期砂體厚度達103 m，具有明顯增厚趨勢，證實了走向斜坡對沉積砂體的良好引導作用。

3 結(jié)論

1）烏石東區(qū)發(fā)育同向平行型、反向平行型斷裂組合，不同組合形態(tài)對沉積具有顯著控制作用。流三段地層沉積時期，烏石東區(qū)發(fā)育扇三角洲沉積；流二段地層沉積時期，砂體發(fā)育范圍變廣，扇三角洲沉積逐漸演變?yōu)槿侵蕹练e。

2）烏石東區(qū)流三段有利儲集層主要分布在烏石17-2區(qū)扇三角洲前緣；流二段有利儲集層主要分布在烏石16-9區(qū)斷裂溝、槽控制的砂體發(fā)育區(qū)及烏石17-2區(qū)走向斜坡、斷裂坡折控制的儲集體優(yōu)勢沉積區(qū)。

［1］楊海長，梁建設(shè)，胡望水，烏石凹陷構(gòu)造特征及其對油氣成藏的影響［J］.西南石油大學學報（自然科學版），2011，33（3）：41-46.

［2］孫偉，樊太亮，趙志剛，等.烏石凹陷古近系層序地層及沉積體系［J］.天然氣工業(yè)，2008，28（4）：26-28.

［3］孫偉，樊太亮，趙志剛，等.烏石凹陷古近系層序地層特征及充填演化［J］.吉林大學學報（地球科學版），2008，38（2）：233-239.

［4］MORLEY C K，NELSON R A，PATTON T L，et al.East African rift system and their relevance to hydrocarbon exploration in rifts［J］. AAPG Bulletin，1990，74（8）：1234-1253.

［5］王家豪，王華，肖敦清，等.伸展構(gòu)造體系中傳遞帶的控砂作用［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2008，29（1）：19-25.

［6］陳發(fā)景，賈慶素，張洪年.傳遞帶及其在砂體發(fā)育中的作用［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2004，25（2）：144-148.

［7］潘良云，李明杰，王小善，等.酒泉盆地典型傳遞帶構(gòu)造特征及控油作用［J］.石油地球物理勘探，2013，48（3）：458-466.

［8］時保宏，黃靜，陳柳，等.鄂爾多斯盆地晚三疊世湖盆中部延長組長7儲層致密化因素分析［J］.石油實驗地質(zhì)，2016，38（4）：528-535.

［9］曾小明，鄒明生，張輝，等.北部灣盆地烏石凹陷東區(qū)流沙港組三段儲層物性主控因素及分布規(guī)律［J］.石油實驗地質(zhì)，2016，38（6）：757-764.

［10］林暢松，鄭和榮，任建業(yè)，等.渤海灣盆地東營、沾化凹陷早第三系同沉積斷裂作用對沉積充填的控制［J］.中國科學：D輯 地球科學，2003，33（11）：1025-1036.

（編輯 趙旭亞）

Sand distribution mechanism of Liushagang Formation in eastern Wushi Area

YANG Xibing1,CHEN Zhiyuan2，3,MAN Yong1,HU Lin1,MAN Jian4,HUANG Qing1
(1.Zhanjiang Branch of CNOOC Ltd.,Zhanjiang 524057,China;2.Unconventional Gas Research Institute,China University of Petroleum,Beijing 102249,China;3.Unconventional Oil&Gas Cooperative Innovation Center,China University of Petroleum,Beijing 102249,China;4.School of Geosciences,China University of Petroleum,Qingdao 266580,China)

According to the seismic,drilling,core physical observation data,the characteristics of fracture development and sedimentary facies distributed in eastern Wushi Area were finely implemented,the relationship between faults and sedimentary facies was clarified,and the mode of fault combination controlling sand body deposition was illustrated.The results show that the Liushagang Formation in eastern Wushi Area developed fault combination in which faults are inclined in same or reverse direction,the corresponding specific forms are breaking channel,fault trough,strike slope and slope-break zone;along faults strike,sandstone grain size becomes finer,and sorting becomes better;close to the faults,the thickness of sand body is large and the sand grain size is coarse;the faults has obvious control effect on the distribution of sand body.The mechanism of faults controlling sand body deposition is obvious,fault activity leads to the rise of upward plate,the decline of downthrow plate.Also, along the trend of these faults,sand body that preferentially chooses the weak position converges from the raised to the low.

sedimentary coupling fracture; drilling direction; eastern Wushi Area; Beibuwan Basin

國家科技重大專項課題“南海西部海域低滲油藏勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)”（2016ZX05024-006）

TE122.2+1；P681

A

10.6056/dkyqt201703010

2016-12-19；改回日期：2017-03-15。

楊希冰，男，1972年生，高級工程師，碩士，主要從事油氣勘探和油氣成藏方面的研究。E-mail：yangxb@cnooc.com.cn。

諶志遠，男，1993年生，在讀博士研究生，主要從事油氣勘探和油氣成藏方面的研究。E-mail：1121543011@qq.com。

楊希冰，諶志遠，滿勇，等.烏石東區(qū)流沙港組地層斷裂控砂機制［J］.斷塊油氣田，2017，24（3）：342-345.

YANG Xibing，CHEN Zhiyuan，MAN Yong，et al.Sand distribution mechanism of Liushagang Formation in eastern Wushi Area［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2017，24（3）：342-345.