珠江口盆地珠三坳陷文昌8-3油田珠海組一段潮坪沉積特征

鄧玄，汪帆，鄭永建，許月明，劉建寧，李亞茹

珠江口盆地珠三坳陷文昌8-3油田珠海組一段潮坪沉積特征

鄧玄1，汪帆2，鄭永建1，許月明1，劉建寧2，李亞茹2

（1.中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057；2. 長江大學地球科學學院，武漢 430100）

文昌8-3油田珠海組一段巖性以砂泥巖薄互層為主，沉積相和儲層展布橫向特征變化較快，由于對其沉積相類型、展布和演化認識不清，因而嚴重制約了油氣勘探開發(fā)進展。為弄清其沉積展布與演化，通過巖心觀察和測井相分析，結(jié)合地震反射剖面分析，對珠一段沉積層序、沉積相類型及其垂向上變化特征進行了深入探討。研究認為，研究區(qū)珠一段主要為潮坪相，可分為潮下帶和潮間帶兩個亞相，以潮間帶沉積為主，并主要發(fā)育潮道、沙坪、混合坪、泥坪等沉積微相；珠海組沉積時期海水從北東向侵入，因此平面上潮道大致由東向西延伸，沿潮道周圍發(fā)育沙坪微相，可作為油氣重點勘探區(qū)域；垂向上受海平面升降作用影響珠海組一段下部發(fā)育潮道沉積向中部過渡為沙、泥坪微相，而頂部以沙坪、潮道沉積為主。這一研究成果可為文昌8-3油田儲層精細預(yù)測及油氣田開發(fā)方案設(shè)計提供地質(zhì)依據(jù)。

珠三坳陷；文昌8-3油田；珠海組一段；潮坪沉積

文昌8-3油田位于珠江口盆地西部，珠三坳陷內(nèi)瓊海低凸的北傾末端（周野，2011）。珠三坳陷是以新生代沉積為主的裂谷盆地，具有豐富的油氣資源儲量（張迎朝等，2011a；張迎朝等，2011b）。珠海組是研究區(qū)內(nèi)主要含油層系之一，一直以來均是勘探重點。因而前人對于文昌8-3油田的構(gòu)造演化特征，及古地貌特征有較為詳細的研究（鄧孝亮等，2020；陳梅等，2019；施小斌等，2017；雷寶華等；2012；姜華等；2008a；張志杰等；2004），但是由于對珠海組儲層沉積微相刻畫不清，其油氣勘探一直未有重大突破（姜華等，2008b；朱明等，2019）。

針對以上問題，在前人對研究區(qū)內(nèi)油氣分布相控特征研究的基礎(chǔ)上（楊計海等，2019；姜華等，2009；張迎朝等，2009；張迎朝和袁冰，2014；李輝等，2015），對文昌8-3油田珠海組一段沉積展布和演化特征展開研究。本次研究以巖心資料為主，輔以測井、地震等資料，確定研究區(qū)內(nèi)珠一段沉積時期發(fā)育的沉積相類型、沉積特征與沉積模式，精細刻畫沉積體系垂向及平面展布特征，以期為油田后續(xù)勘探開發(fā)提供砂體預(yù)測的基礎(chǔ)地質(zhì)依據(jù)。

圖1 文昌8-3油田構(gòu)造位置示意圖

圖2 文昌8-3油田地層綜合柱狀圖（據(jù)朱明等，2019修改）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

珠三坳陷位于珠江口盆地西部，總體為南斷北超的箕狀斷陷盆地,共可劃分為七個二級構(gòu)造單元，而文昌8-3油田位于珠三坳陷內(nèi)瓊海低凸的北傾末端（圖1）。珠三坳陷構(gòu)造演化分為3個階段，縱向上盆地充填具有明顯的“三分結(jié)構(gòu)”，形成三個構(gòu)造層序，分別為坳陷階段（珠江組至今）、斷坳轉(zhuǎn)換階段（珠海組）、斷陷階段（神狐-文昌組）（陳梅等，2019；權(quán)永彬，2018）。研究區(qū)古近系珠海組一段下伏地層為古近系恩平組，上覆為新近系珠江組。珠海組可分為三段，從下到上依次為珠三段、珠二段和珠一段。珠三段為半封閉濱海沉積，沉積時海水較淺，物源豐富；珠二段巖性為淺灰色細、粉砂巖與灰-深灰色泥、頁巖不等厚互層段，總體巖性以泥巖為主，巖性相對較細，具有一定的生油能力；珠一段為半封閉濱海沉積，砂巖百分含量雖然較珠海組下段低，但高水位期的進積砂層，是良好的儲層（圖2）。文昌8-3油田珠海組一段為一個中期旋回，可劃分為4個短期基準面旋回，自下而上分別為SSC1～SSC4，分別代表4次海進-海退過程。

2 沉積特征

珠海組沉積期，珠三坳陷整體為斷坳演化階段的海陸過渡相沉積，經(jīng)歷了強烈的海侵與海退事件。文昌8-3油田珠一段砂巖多以灰色、灰綠色、褐色為主，泥巖的顏色多為黃褐色，反映了當時沉積環(huán)境以水上的氧化環(huán)境為主。巖石類型以細砂巖和粉砂巖為主，其次為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，粒度總體較細。沉積構(gòu)造可見牽引流成因的平行層理、波狀層理，并常見有雙向交錯層理、波狀、脈狀、透鏡狀層理等沉積構(gòu)造。

2.1 沉積構(gòu)造特征

文昌8-3油田巖心觀察表明，珠海組一段發(fā)育豐富的層理構(gòu)造，如雙向交錯層理、潮汐復(fù)合層理、雙粘土層等。另外還可觀察到豐富的蟲孔與生物擾動構(gòu)造，以及植物碎屑等（圖3j），這些構(gòu)造特征和化石組合反映研究區(qū)珠海組為近海潮坪沉積。

圖3 文昌8-3油田WC8-3-1井潮坪相標志

a.波狀層理，2631m；b. 波狀層理+泥質(zhì)團塊，2625m；c. 交錯層理，2632.29m；d.塊狀層理，2700m，；e.透鏡狀層理，2721m；f.雙向交錯層理，2627m；g. 波狀層理+砂泥巖薄互層，2632.49m，；h. 斜層理+鈣質(zhì)團塊，2635m；i. 砂泥巖薄互層，2642m；j. 小型沖刷構(gòu)造、植物碎屑，2637m

潮坪沉積中的層理構(gòu)造多形成于周期性低能量的潮汐作用中（趙澄林，2001；何幼斌和王文廣，2017），研究區(qū)內(nèi)的層理構(gòu)造主要有透鏡狀層理、波狀層理、壓扁層理等（圖3a、e）。潮坪沉積中的潮汐層理構(gòu)造是由于周期性漲退潮作用形成的，漲潮及退潮水動力較強，以砂質(zhì)沉積為主，高潮與低潮水流活動停止以泥質(zhì)沉積為主（鄧宏文和鄭文波，2009）。研究區(qū)珠海組一段沉積時期物源供給充足，在周期性潮汐作用下，發(fā)育大量砂泥巖薄互層。

雙向交錯層理構(gòu)造是識別潮坪相的重要標志之一，特征是傾向相反的斜層理相交，是雙向水流影響的重要標志。潮坪相中交錯層理一般形成于漲落潮活動水流方向變化中。文昌8-3油田珠海組一段巖心觀察中發(fā)現(xiàn)交錯層理發(fā)育明顯（圖3c、f），指示該沉積時期為水流方向變化頻繁的潮坪沉積環(huán)境。另外，研究區(qū)內(nèi)交角稍大的交錯層理可能為水流方向發(fā)生改變形成的，例如潮道的變遷，潮流方向的變化等。

另外，砂泥巖韻律性薄互層，也是研究區(qū)內(nèi)指示潮坪環(huán)境的典型沉積構(gòu)造（圖3g、i）。該類構(gòu)造主要發(fā)育在潮間帶，水動力相對較弱的環(huán)境中。砂巖形成于水動力較強的漲退潮期，而泥巖主要是高潮或低潮的靜止期（平潮期）沉積的。綜上所述，文昌8-3油田珠海組一段沉積時期，瓊海低凸沉積受海平面升降作用影響明顯，研究區(qū)主要發(fā)育潮坪相沉積。

表1 文昌8-3珠海組一段潮坪沉積亞相帶劃分與沉積特征

2.2 沉積相類型及特征

研究區(qū)珠海組一段沉積期地形相對平緩，沉積以潮汐控制為主，根據(jù)前人研究及前文巖心沉積相標志分析，可以推斷出研究區(qū)珠海組一段為潮坪相沉積。其由海洋向陸方向可以劃分出三種亞相，分別是潮下帶、潮間帶和潮上帶，沉積詳細劃分及沉積特征見表1。

2.2.1 潮下帶

潮下帶是始終位于低潮線以下的沉積區(qū)域，因其始終在潮水的作用下，所以水動力較其它微相強。文昌8-3油田的潮下帶主要發(fā)育潮道和潮沙壩，以厚層的粗-中砂巖沉積為主，由于漲退潮水流方向變化的影響，交錯層理發(fā)育。局部發(fā)育韻律層理，薄層粗-細砂巖交互沉積，可能是風暴作用等高水動力作用與正常潮汐沉積交互變化形成的（圖4）。

2.2.2 潮間帶

潮間帶是文昌8-3油田的主要沉積相，是低潮線和高潮線之間的區(qū)域，大約一半時間內(nèi)沒有潮汐作用影響。潮間帶整體是平坦寬闊的向海方向的微斜坡，潮間坪中分布著規(guī)模不等的潮道，潮道把潮間坪分割成不同區(qū)域。潮間帶由陸地向海洋方向可以分為泥坪、混合坪和砂坪三個沉積微相。潮道主要發(fā)育在混合坪和砂坪中，以厚層中細砂巖沉積為主，分選好磨圓度高，由于間歇性的水流方面突變，常發(fā)育交錯層理（圖5）。值得指出的是，文昌8-3油田內(nèi)混合坪發(fā)育對儲層的影響較大，混合坪沉積以泥巖和粉砂巖薄互層為主，發(fā)育韻律層理、波狀層理和透鏡層理等，對于識別潮坪沉積具有很好的作用，同時又對儲層連通性起到了不好的影響。

圖4 文昌8-3油田潮下帶測井曲線及巖心特征

2.2.3 潮上帶

高潮線以上的沉積區(qū)域為潮上帶，該沉積區(qū)域大部時間內(nèi)沒有水體的作用，主要是受氣候和陸地環(huán)境的影響。以泥巖沉積為主，發(fā)育碳質(zhì)泥巖或薄煤層的薄夾層，文昌8-3油田珠海組一段沉積時期該亞相發(fā)育不明顯。

2.3 垂向沉積特征

根據(jù)潮坪沉積模式，當海平面上升時，潮流水動力增強，搬運的砂質(zhì)沉積物增多，此時基準面上升，可容納空間增大，有利于潮下帶及潮間帶潮汐水道、潮沙壩等沉積物堆積，形成海進型退積層序；當海平面下降時，潮流水動力減弱，搬運的砂質(zhì)沉積物減少、泥質(zhì)增多，此時基準面下降，可容納空間減小，發(fā)育砂泥巖薄互層或泥質(zhì)沉積，形成以潮間帶及潮上帶為主的混合坪或泥坪，形成海退型進積層序。

珠一段SSC1時期具有快速海進、快速海退特征，早期可容納空間增大，形成厚層多期潮汐水道及潮沙坪沉積，而后海退形成潮間帶混合坪沉積；SSC2時期緩慢海進、緩慢海退，海進期由潮間帶逐漸過渡到潮下帶，并在區(qū)域上達到最大海泛面位置，隨后緩慢海退發(fā)育，發(fā)育混合坪沉積。SSC3和SSC4整體水體較下部的SSC1和SSC2淺，僅發(fā)育上升半旋回，下降半旋回不發(fā)育，主要為混合坪沉積，發(fā)育小型潮汐水道及薄層潮沙坪沉積。研究區(qū)內(nèi)的潮坪沉積發(fā)育兩種層序類型，即海退型進積層序和海進型退積層序，以進積序列為主。從垂向剖面上，珠海組一段退積作用多形成淺潮道，有利于潮道砂體填充；而進積作用常形成正粒序沉積，主要是由低潮線附近的砂坪向岸過渡成發(fā)展成高低潮線之間的沙、泥坪，最終慢慢演化成泥坪以至潮上坪的過程。潮道在垂向?qū)有蛏?，可以任意穿插其中（圖6）。

圖6 文昌8-1油田珠海組一段沉積剖面圖

3 平面沉積展布特征

珠三坳陷珠海組沉積時期，湖泊范圍大幅減少，海水從南部侵入，在長期的剝蝕作用下及周緣碎屑物質(zhì)填充作用下，地貌高差逐漸減弱（張志杰等，2004）。在這種地質(zhì)背景下，隨著海侵作用加強，瓊海低凸陸上范圍逐漸減小，物源屬性減弱，此時神狐隆起阻斷整個珠三坳陷與廣海的連通，從而為研究區(qū)造就了以潮汐作用為主的半封閉淺海沉積環(huán)境。文昌8-3油田位于瓊海低凸的北部起傾末端，據(jù)前人研究海流主要從東北方向侵入研究區(qū)（周野等，2011；朱明等，2019），以此為據(jù)可以確定文昌8-3油田潮道的基本走向。

通過層序地層格架約束下，選取振幅類屬性對砂體進行預(yù)測（圖7a）。從預(yù)測平面圖整體結(jié)果來看，研究區(qū)內(nèi)斷層上、下兩盤砂體均較為發(fā)育，橫向展布范圍較大，在F1斷層下降盤砂體較為發(fā)育，橫向展布面積較大。砂體發(fā)育集中在WC8-3-1井區(qū)附近，從砂體展布特征來看，A4H井區(qū)砂體連續(xù)分布，且與北部砂體不連通，與A4H井表現(xiàn)出封閉油藏特征認識相符。

圖7 文昌8-1油田珠一段地震屬性疊后砂體預(yù)測及沉積相平面圖

由于研究區(qū)鉆井稀少，在少量井的巖心觀察、測井相分析基礎(chǔ)上，輔以地震資料，并結(jié)合區(qū)域古構(gòu)造、古地貌背景來進行珠海組一段沉積相平面展布研究。研究區(qū)處于自西北向東南方向緩傾斜坡向凹陷的過渡部位，在緩傾斜坡區(qū)珠海組地層厚度有自西北向東南方向增大的趨勢，但在珠三坳陷主體部位直至向南緣東沙隆起超覆之前地層厚度變化不大。文昌8-3油田海水從東北向入侵，因此研究區(qū)北東向逐漸由潮下帶—潮上/潮間帶—組成，向西南方向又逐漸變?yōu)橐猿鄙?潮間帶為主，研究區(qū)沉積相帶大致呈北東?南西向展布（圖7b）。

基于以上分析，結(jié)合研究區(qū)實際古地貌特征及潮坪環(huán)境沉積演化特征，建立了研究區(qū)潮坪沉積模式（圖8）。文昌8-3油田以潮間帶沉積為主，向瓊海凸起方向逐漸過渡為潮上帶。由于油田為瓊海凸起的末端，未達到潮上帶區(qū)域，以潮下帶和潮間帶沉積為主，其東北方為文昌A凹陷，其朱一段沉積時期為半封閉的淺海相，是研究區(qū)海侵源頭，潮道沉積也是從文昌A凹陷相瓊海凸起方向延伸到研究區(qū)內(nèi)?？邕^文昌A凹陷和文昌C凹陷為神狐隆起，其發(fā)育規(guī)模較大，對于整個珠三凹陷內(nèi)水體有重要的障壁作用，可使海水沿著潮道向瓊海低凸方向侵入。

圖8 文昌8-1油田珠一段潮坪沉積模式圖

4 結(jié)論

文昌8-3油田巖性觀察表明，珠海組一段發(fā)育雙向交錯層理、潮汐復(fù)合層理、透鏡狀層理及砂泥薄互層等層理構(gòu)造，并可見蟲孔與生物擾動以及植物碎屑等動植物化石，通過這些層理構(gòu)造及化石組合特征，可推斷出研究區(qū)珠一段沉積主要受潮汐作用影響，為潮坪相沉積。

文昌8-3油田珠一段地層垂向演化特征，受海平升降變化影響，海進過程中沙坪和潮道發(fā)育范圍及沉積厚度增加，而海退過程中混合坪、泥坪沉積范圍及沉積厚度增加。

依據(jù)連井相和平面相分析結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)砂坪和混合坪呈類條帶狀分布潮道沉積穿插其中，海水由東北向侵入，沉積微相由東北向西南展布，逐漸由潮下帶向潮間/潮上帶過渡。根據(jù)潮坪沉積特征，優(yōu)質(zhì)砂體發(fā)育在潮道及沙坪微相內(nèi)，可作為下一步油氣勘探的重點區(qū)域。

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Tidal Flat Facies Characteristics of the 1st Member of the Zhuhai Formation in the Wenchang 8-3 Oilfield, Zhusan Depression, Pearl River Delta Basin

DENG Xuan1WANG Fan2ZHENG Yong-jian1XU Yue-ming1LIU Jian-ning2LI Ya-ru2

(1-Research Institute of Zhanjiang Branch, CNOOC (China) Co., Ltd. Zhanjiang, Guangdong 524057；2-School of Earth Sciences, Yangtze University, Wuhan 430100)

The deposition of the First Member of the Zhuhai Formation in the Wenchang 8-3 Oilfield is mainly tidal flat one. It is mainly composed of thin interbedded sand and mudstone. The sedimentary facies and reservoir distribution change rapidly laterally, and the unclear sedimentary evolution seriously restricts the progress of exploration and development. In order to clarify its sedimentary distribution and evolution, this paper has a discussion on sedimentary sequence and sedimentary facies and their vertical change of the First Member of Zhuhai Formation based on core and logging data combined with seismic data. The study indicates that the First Member of the Zhuhai Formation may be divided into two sub-facies: subtidal zone and intertidal zone. The intertidal zone is dominant and characterized by development of tidal channel, sand flat, mixed flat, mud flat sedimentary microfacies. During the deposition of the Zhuhai Formation, seawater invaded from northeast to west, so the tidal channel on the plane generally extended from east to west, and sand flat microfacies developed along the tidal channel may be a key oil and gas exploration area.

Zhusan depression; Wenchang 8-3 oilfield; First Member of the Zhuhai Formation; tidal flat deposit

P622

A

1006-0995（2021）03-0425-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.03.014

2020-09-30

珠江口盆地漸新世-中新世潮汐沉積與潮汐周期研究（41302096）

鄧玄（1984—），男，碩士，高級工程師，從事油氣田開發(fā)地質(zhì)和油藏描述研究工作

劉建寧（1987—），男，長江大學在讀博士研究生，研究方向為沉積地質(zhì)與沉積礦產(chǎn)