福山凹陷古近系流一段重力流沉积特征

李 媛,刘 菊,马庆林,卢政环,张国涛

(1.中国地质大学,湖北 武汉 430074;2.中油南方石油勘探开发公司,广东 广州 510240; 3.长江大学,湖北 荆州 434023)

福山凹陷古近系流一段重力流沉积特征

李 媛1,刘 菊2,马庆林2,卢政环2,张国涛3

(1.中国地质大学,湖北 武汉 430074;2.中油南方石油勘探开发公司,广东 广州 510240; 3.长江大学,湖北 荆州 434023)

福山凹陷流一段沉积时期,主要以辫状河三角洲沉积为主,同时在半深湖—深湖区发育重力流沉积。以A、B井为例,根据岩心测井资料,对重力流发育特征进行剖析,结合该区的构造特征和沉积背景建立了福山凹陷流一段的重力流沉积平面展布与沉积模式。根据单井相分析识别出该研究区的重力流沉积为远端湖底扇沉积,并分为碎屑流沉积和浊流沉积 2种类型。总体垂向上由下至上发育着湖底扇—辫状河三角洲前缘—辫状河三角洲平原的沉积演化序列。该研究将为福山凹陷岩性油气藏的进一步寻找和评价提供依据。

重力流;湖底扇;鲍马序列;沉积模式;福山凹陷

1 区域地质背景

福山凹陷位于海南岛北部平原区,西起海口市秀英区,南至定安—澄迈—加来一带,北至琼州海峡,海拔为 10～100 m,总面积约为 2 880 km2,为北部湾盆地东南缘的一个近NEE向展布的中—新生代箕状断陷。福山凹陷内部有 4个主要次级构造单元:北部断阶带、中央凹槽带、中央构造带和南部斜坡带,具有南北分带,东西分块、隆凹相间的宏观特征。凹陷南部为海南隆起,东临云龙凸起,西接临高凸起,这 3个凸起作为凹陷的周边正地貌单元,均具有向凹陷提供物源的作用。而在古近系沉积期,海南隆起作为物源区显得更为活跃。

福山凹陷古近系流沙港组自下而上可分为三段;流一段沉积在始新世后期,属于凹陷发育的萎缩阶段。岩心测井表明流一段沉积时期在凹陷的北部、西部和东部均发育重力流沉积[1-12]。

2 重力流沉积特征

2.1 单井分析

自然伽马曲线及视电阻率曲线能够较好地反映沉积岩粒度、分选性、基质含量等沉积特征,测井曲线的幅度、形态、顶底接触关系、曲线光滑程度以及曲线组合形式都是进行沉积环境判别与分析的重要依据[13]。

从岩性剖面上可看出,B井岩性主要为灰黑色泥岩及砂泥岩不等厚互层,测井曲线特征表现为:在暗色泥岩背景上发育低幅钟形、微齿化漏斗形及指形曲线,综合二者分析,该段应为湖泊—重力流沉积,说明重力流沉积呈夹层分布于半深湖—深湖中,并可能形成一定规模的湖底扇。在重力流沉积背景下分析该测井曲线特征:浊流沉积的GR曲线常呈低幅钟形及指形,而碎屑流沉积的GR曲线呈微齿化漏斗形。

流一段沉积时期,重力流沉积在该研究区发育,并在半深湖—深湖区形成一定规模的远端湖底扇,湖底扇又可分为碎屑流沉积和浊流沉积 2种类型,其与深水原地沉积的泥岩在垂向上构成泥岩—碎屑流沉积,泥岩—浊流沉积,泥岩—碎屑流沉积—浊流沉积 3种组合形式。

2.2 岩心观察

B井取心段在测井曲线上呈低幅指形,正是浊流沉积的测井响应。发育重力流沉积的岩心主要为粉—细砂岩和含砾粗砂岩,砂岩中含较多的泥砾,砂岩呈透镜状分布于周围泥岩中;具有良好的正递变层理、波状层理和滑塌变形构造(图 1)。正递变层理是浊积岩的可靠标志[14],即某次单一浊流形成的砂层总体上总是呈向上变细的正粒序[9]。

图 1 滑塌变形构造素描图,A井岩心

由此看出,当第一次浊流发生沉积作用后不久又发生第二次浊流,后者赶在第一次的尾部前沉积,结果就形成了缺失底部的层段[15]。

3 重力流沉积平面展布

3.1 沉积背景

福山凹陷流一段沉积时期在始新世后期,属于凹陷发育的萎缩阶段。在此时期,控制凹陷的边界断层活动较弱,凹陷曾以缓慢、稳定的速率沉降,但是由于西部博厚断层的急剧抬升造成了一些地层被剥蚀,导致本段分布范围较前期明显缩小,并向北退缩。南部斜坡广大区域成为剥蚀区,沉积作用主要在凹陷北部区域进行。流一段主要沉积背景是辫状河三角洲沉积,局部为半深湖—深湖环境。

该段的细粒砂层中,以发育鲍马序列为特征,如B井中某段岩心自下而上发育B、C、D、E段(图2)。

B段——下平行纹层:为细—中砂岩,粒度递变不明显,总体上呈现正递变层理。由于缺失A段,B段作底,在底部可见与下伏地层的突变接触,期间有一冲刷面,代表了高流态重力流沉积的产物。

C段——流水波纹层段:以粉砂为主,呈小型流水型波纹层理和滑塌变形层理,这表明流水改造和重力滑动的复合作用。

D段——上平行纹层:这段由泥质粉砂岩组成,具有水平纹层,与 C段为连续过渡,是由薄的边界层流造成的,厚度不大。

E段——泥岩段:为块状泥岩,与 D段同属于低流态重力流沉积。鲍马没有划分出这个段,其 E段指的是深水非浊流沉积段。

图 2 鲍马序列特征解释,B井岩心

图 3 流一段重力流沉积相平面展布

3.2 平面展布

通过测井岩心分析,得出福山凹陷流一段重力流沉积的平面展布如图 3所示。在平面上,重力流沉积是南部的辫状河三角洲砂体由南向北推进至深湖区,形成的孤立的、规模相对较大的湖底扇[6]。此外,西部和东部的次要物源也在东西两侧活动断层的控制影响之下在相应的深湖区形成规模相对较小的湖底扇沉积。因此,湖底扇主要分布在凹陷的北部和西部,位于三角洲体系的外侧,垂向由上至下发育着从辫状河三角洲平原—辫状河三角洲前缘—湖底扇的沉积演化序列。

4 重力流沉积模式

福山凹陷自古新世以来经历了喜山运动第一幕的裂陷作用,北部较南部剧烈,其构造模式为南高北低的箕状断陷,加之这一时期区域性湖平面上升,导致了深水环境的出现。南部斜坡发育大量的辫状河三角洲沉积,呈群带状分布。此外,西部和东部也有辫状河三角洲发育。为重力流沉积带来了充沛的物源。如图4所示,源于海南隆起的主要物源顺着南部缓坡向前推进并渐渐入湖,由于斜坡较缓,砂体可以顺着斜坡向前推进很远,形成辫状河三角洲。同理,西部和东部也形成了辫状河三角洲沉积体系。

图 4 福山凹陷重力流沉积模式

当辫状河三角洲沉积体系继续向前推进时,在有利的斜坡环境下,构造运动和水动力等因素可以引起三角洲前缘未完全固结的沉积物顺着斜坡形成重力流沉积[3]。随着湖平面上升,沉积物源远离研究区,下切水道逐渐失去运送沉积物的功能,湖底扇也逐渐停止发育。

5 结 论

(1)福山凹陷流一段沉积时期在研究区的北部、西部和东部半深湖—深湖区均发育重力流沉积,位于辫状河三角洲沉积体系的外侧。

(2)重力流形成一定规模的孤立湖底扇,主要沉积类型有碎屑流沉积和浊流沉积,与深水原地沉积的泥岩形成 3种沉积组合形式。

(3)关于重力流沉积—湖底扇的扇相沉积模式,有待进一步深入的研究,方能精细刻画储层物性,为生产实践指明方向。

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编辑 林树龙

TE121

A

1006-6535(2010)05-0030-03

20100122;改回日期:20100619

国家自然科学基金项目 (40872077)和中国地质大学 (武汉)教育部构造与油气资源重点实验室联合资助项目

李媛 (1987-),女,2008年毕业于长江大学石油地质专业,现为中国地质大学 (武汉)海洋地质专业在读硕士研究生,研究方向为层序地层学及沉积学。