泌阳凹陷核桃园组三段上亚段滑塌浊积扇沉积特征

刘建锋，朱筱敏，王 敏，林社卿，熊 超，刘 鹏，程文举

（1.中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南南阳473132；2.中国石油大学地球科学学院，北京102249；3.中国石化河南油田分公司，河南南阳473132）

泌阳凹陷核桃园组三段上亚段滑塌浊积扇沉积特征

刘建锋1，2，朱筱敏2，王 敏3，林社卿1，熊 超1，刘 鹏1，程文举1

（1.中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南南阳473132；2.中国石油大学地球科学学院，北京102249；3.中国石化河南油田分公司，河南南阳473132）

通过对泌阳凹陷核桃园组三段上亚段岩性组合、粒度和地震反射特征的研究，认为深湖区滑塌浊积扇物源来自东北部侯庄辫状河三角洲，其岩性为灰色中砂岩、细砂岩，多夹于深灰色湖相泥岩中，与泥岩呈突变接触，地震剖面显示透镜状反射与前积反射共生，粒度概率曲线具有“低斜一段”式特征。湖平面下降有利于无外界触发机制作用下三角洲前缘滑塌浊积扇的形成。东北部三角洲前缘水体浅，当湖平面下降时，三角洲前缘出露部分因浮力消失而不稳定，可产生局部滑塌。波浪作用可以强烈剥蚀和改造浪基面附近的三角洲前缘沉积，并在波浪的回流作用下进一步形成浊积砂体。滑塌浊积扇均发育在辫状河三角洲和近岸水下扇之间的湖相泥岩中，当三角洲向前推进快、朵叶向前延伸较远时，易形成数量多、面积相对较大的滑塌浊积扇，且距离三角洲朵叶越近，滑塌浊积扇数量越多、面积越大。

辫状河三角洲；三角洲前缘；沉积模式；滑塌浊积扇；核桃园组；泌阳凹陷

泌阳凹陷已进入高成熟勘探期，容易发现的油气藏日益减少，剩余待发现的油气藏隐蔽性增大。前人研究认为，核桃园组三段上亚段沉积时期，边界断裂活动强度大，沉积物分布较广，山高水深，沉积物补给处于欠饱和-饱和状态。凹陷持续强烈下沉，气候由干旱转为相对潮湿，出现了较深湖沉积，沿湖盆四周发育三角洲、扇三角洲、近岸水下扇砂体。近期，在深凹区钻探泌354井获高产油气流，研究认为该井钻遇三角洲前缘的滑塌浊积砂体，说明深凹区具有良好的勘探前景。那么，深凹区核三上亚段是否还存在类似的滑塌浊积砂体，如何发现和成功勘探这些岩性油气藏是目前亟待解决的问题。本文通过对泌阳凹陷核三上亚段滑塌浊积扇的沉积特征进行研究，建立沉积模式，为该区勘探部署与评价提供基础依据。

1 地质概况

泌阳凹陷深凹区位于凹陷中部，东接梨树凹鼻状构造，南邻安棚鼻状构造，东北与下二门背斜毗邻，是泌阳凹陷的一个次级构造单元，是凹陷的沉积、沉降与生油中心（图1）。古近系玉皇顶组—新近系平原组均有发育，是盆地地层发育最全的地区。通过地震、钻井、录井、测井资料的旋回性等特征，将桃园组核三段划分为5个三级层序、8个四级层序，5个三级层序命名为SQⅠ—SQⅤ，8个四级层序分别大致对应于核三段的八个砂组，命名为SQ1—SQ8（图2）。已发现的滑塌浊积体主要分布在核三上亚段，也是泌阳凹陷的主要含油气层段，整体为北西高南东低的构造格局，局部发育微幅度鼻状构造，与浊积砂体配置可形成构造-岩性油藏［1-2］。

2 深凹区滑塌浊积扇特征

深湖区滑塌浊积砂体是来源于北部的侯庄辫状河三角洲，还是来源于南部的近岸水下扇是一个颇有争议的问题［3-5］。本次研究认为，深湖区的滑塌浊积扇来源于东北部的侯庄辫状河三角洲，该成果对于提高岩性圈闭的发现率及完善相应的预测技术，指导下一步油气勘探具有重要意义。

2.1 岩性及沉积构造特征

图1 研究区位置Fig.1 The location map of study area

核三上亚段滑塌浊积扇岩性一般由细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩组成，多呈正韵律，顶底与泥岩岩性突变接触；多发育块状层理、变形层理、波状层理及泥岩撕裂片、枕状构造、负荷模、液化构造等（图3）；由于辫状河三角洲前缘的滑塌再搬运，砂体为分选很好的块状砂岩，部分保留原生沉积构造［6-9］。滑塌浊积扇沉积多夹于深灰色湖相泥岩中，与泥岩呈突变接触。

图2 泌354井层序地层与沉积相综合柱状图Fig.2 Column of sequence stratigraphy and sedimentary facies of Bi354 well

2.2 滑塌浊积扇与三角洲粒度概率曲线特征

泌155井为典型的三角洲前缘沉积，发育过渡带的两段式，主要特点是跳跃总体含量高，分选中等，悬浮总体组分低，含量小于15％，过渡带组分为10％～15％。这种粒度曲线反映了河流与湖盆水体相互作用、水体动荡性增强的水动力特征［10-12］。所以位于辫状河三角洲前缘的泌155井为牵引流特征（图4a）。

程1井核三段具有典型的滑塌浊积扇沉积特征，粒度概率曲线具有“低斜一段”式特征（图4b）。粒度（Φ值）区间大，为0～4，跳跃和滚动总体不发育，悬浮总体占绝对优势，具有典型重力流的特征。反映了侯庄三角洲前缘向前滑塌时，沉积水流性质发生了变化，由牵引流向重力流转化，在搬运过程中，参杂了较多的悬浮物质，造成了侯庄三角洲前缘沉积物与滑塌浊积扇沉积物粒度概率曲线的差异［13-14］。

图3 泌阳凹陷滑塌浊积扇岩心特征Fig.3 Core characteristics of slump turbidite fan in Biyang Depression

图4 泌155井与程1井粒度概率曲线Fig.4 Grain size probability curve of Bi155 well and Chen 1 well

2.3 滑塌浊积扇与三角洲砂岩成熟度相近

砂岩成分和结构成熟度研究表明，东北侯庄辫状河三角洲砂岩与滑塌浊积扇砂岩具有良好的亲缘关系（表1）。沉积学研究表明，泌256和泌296井核三上亚段为辫状河三角洲沉积，泌270井核三上亚段为滑塌浊积扇沉积。二者石英和长石的含量极为相似，泌256井石英含量平均为43％，泌270井为45.6％，分选多为中等-好，磨圆为次棱-次圆。而南部近岸水下扇石英含量平均值为27.2％，长石和岩屑含量平均为42.6％和39.3％，粒径较大，磨圆差，为近源快速堆积。表明北东向的候庄辫状河三角洲和滑塌浊积扇之间具有亲缘关系。

2.4 透镜状地震反射与前积地震反射共生

三角洲明显的前积作用易造成其前缘沉积物发生滑塌，在其前方形成规模较小的浊积扇，分别响应于前积和透镜状地震反射。在地震剖面L419上，发育向南西倾斜的S型前积反射（延伸约3km），在其前方湖盆中央方向发育3个透镜状地震反射，透镜体宽为0.5～1.0 km，厚约几米。前积反射为候庄辫状河三角洲前缘沉积，透镜状地震反射响应于滑塌浊积扇沉积。由于受沉积坡折带的控制，地形坡度发生变化，三角洲向前滑塌，形成具有透镜状地震反射的滑塌浊积扇（图5）。

2.5 湖平面下降利于三角洲前缘滑塌浊积扇形成

泌阳凹陷是一个南深北浅的箕状盆地，湖平面下降对北部斜坡三角洲前缘沉积物的影响较大，据鄢继华等水槽模拟试验证实［15-18］，湖平面的突然下降使得三角洲前缘出露部分因浮力消失而不稳定，可产生局部滑塌（图6）。南部水体较深，湖平面下降对水体深度影响不大，近岸水下扇沉积物仍处于湖平面以下，受到湖水浮力顶托作用，不易产生滑塌。另外，北部斜坡水体浅，湖平面下降时波浪对三角洲前缘沉积物作用力进一步增强，可以强烈剥蚀和改造浪基面附近的三角洲前缘沉积，并在波浪的回流作用下进一步形成浊积砂体。因此，湖平面的下降有利于无外界触发机制作用下三角洲前缘滑塌浊积扇的形成。

表1 泌阳凹陷SQ3层序辫状河三角洲前缘与滑塌浊积扇岩性特征Table 1 Lithologic characteristics of braided delta front and slum p turbidite fan of SQ3 in Biyang Depression

图5 泌阳凹陷核三上亚段滑塌浊积扇反射特征（测浅419）Fig.5 Seismic reflection features of slump turbidite fan in the upper third member of Hetaoyuan Formation in Biyang Depression（Line419）

图6 水平面突然下降时三角洲前缘浊积体形成过程示意图Fig.6 Schematic map showing formation process of turbidite in delta frontwhen water level suddenly drops

2.6 滑塌浊积扇分布受控于三角洲前缘的分布演化

核三段SQ1发育期为湖进时期，湖相面积最大，东北部侯庄辫状河三角洲沉积范围明显缩小，东北部物源供给不充足，侯庄三角洲向前推进慢、朵叶向前延伸不远，易形成数量少的滑塌浊积扇。工区中南部湖相沉积发育的大量滑塌浊积扇，展布方向以NE-SW向为主，NW-SE向为辅，展布形态基本为椭圆形、肾形（图7）。当东北方向物源供给充足时，侯庄三角洲向前推进快、朵叶向前延伸较远的时期，易形成数量多、面积相对较大的滑塌浊积扇。

3 沉积模式

图7 泌阳凹陷核三上亚段SQ1层序沉积相Fig.7Map showing sedimentary facies distribution of SQ1 in the upper third member of Hetaoyuan Formation in Biyang Depression

核三段SQ4—SQ3沉积时期，侯庄辫状河三角洲的展布方向由北东-南西向变为近南北向，相对下部层序分布面积明显增大，尤其是东部的朵叶较为发育，向南一直延伸至云9井，约9.2km。至SQ2沉积时期，三角洲的展布方向又变为北东-南西向，分布面积最大，约60.63km2，而且东、西两个朵叶都非常发育，东部朵叶延伸至泌188井区，西部朵叶延伸至泌305井区。SQ1沉积时期，北东向的物源供给不充分，三角洲萎缩，外前缘边界退至泌155—泌291井区（图8）。滑塌浊积扇均发育在辫状河三角洲和近岸水下扇之间的湖相泥岩中，当三角洲向前推进快、朵叶向前延伸较远时，易形成数量多、面积相对较大的滑塌浊积扇，且距三角洲朵叶越近，滑塌浊积扇数量越多、面积越大（图9）。

图8 泌阳凹陷泌149井—泌267井连井沉积相剖面Fig.8 Sedimentary facies profile tied to Bi149 and Bi267 well in Biyang Depression

图9 泌阳凹陷SQ1—SQ4层序沉积演化立体模式（红框内为研究区）Fig.9 3D model of sedimentary evolution of SQ1-SQ4 in Biyang Depression（The Red box is the studying area）

4 结论

1）泌阳凹陷深凹区的滑塌浊积扇来源东北部侯庄辫状河三角洲，粒度概率曲线具有“低斜一段”式特征，地震剖面显示透镜状地震反射与前积地震反射共生，多夹于深灰色湖相泥岩中，与泥岩呈突变接触。

2）东北部辫状河三角洲前缘水体浅，湖平面的下降使三角洲前缘砂体受到重力作用和波浪改造作用增强，有利于无外界触发机制作用下三角洲前缘滑塌浊积的形成。

3）辫状河三角洲向前推进快、朵叶向前延伸较远的时期，易形成数量多、面积大的滑塌浊积扇，距三角洲朵叶越近，数量越多、面积越大。

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（编辑 董 立）

Sedimentary characteristics of slump turbidite fans in the upper third member of the Hetaoyuan Formation in the Biyang Depression

Liu Jianfeng1，2，Zhu Xiaomin2，Wang Min3，Lin Sheqing1，Xiong Chao1，Liu Peng1and Cheng Wenju1

（1.Research Institute of Exploration and Development，SINOPEC Henan Oilfield Company，Nanyang，Henan 473132，China；2.College of Geosciences，China University of Petroleum，Beijing 102249，China；3.SINOPECHenan Oilfield Company，Nanyang，Henan 473132，China）

Analyses of lithology assemblage，grain size and seismic reflection characteristics of the upper third member of Hetaoyuan Formation reveal that the provenance of slump turbidite fan in the deep lake came from Houzhuang braided river delta in the northeast.The slump turbidite fans are characterized by greymedium-fine sized sandstones，interbeddingwith dark grey lacustrinemudstone in sharp contact，coexistence of lens and progradation reflection on the seismic profile，aswell as low slope and one segment of grain-size probability curve.The drop of lake levelwas favorable for the formation of slump turbidite fan in delta frontwithout external triggeringmechanism.Aswater in northeast delta frontwas shallow，when the lake level dropped，part of the delta front exposed and lost stability due to the lost of buoyancy，resulting in local slumping.Wave action could strongly corrode and modify delta front sediments near the wave base and resulted in the formation of turbidite sandbody due to wave back flow.All the slump turbidite fans were developed in the lake mudstones between braised river delta and nearshore subaqueous fan.When the delta pushed forward rapidly and the lobes protruded long forward，itwas easy to form slump turbidite fans large in both number and area.The number of slump turbidite fans increases and their area enlarges near the delta lobes.

braided river delta，delta front，sedimentary model，slump turbidite fan，Hetaoyuan Formation，Biyang Depression

TE121.3

A

0253-9985（2011）05-0743-08

2011-04-12。

刘建锋（1979—），男，博士，石油地质。