东营凹陷东营三角洲沙三段中亚段古地貌特征及其对沉积的控制

刘军锷，简晓玲，康 波，苏 明，杜学斌

（1.中国地质大学（武汉）资源学院，湖北武汉430074；2.中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营257015；3.广州海洋地质调查局，广东广州510760；4.中国科学院广州能源研究所，广东广州510640）

东营凹陷东营三角洲沙三段中亚段古地貌特征及其对沉积的控制

刘军锷1，2，简晓玲3，康 波1，苏 明4，杜学斌1

（1.中国地质大学（武汉）资源学院，湖北武汉430074；2.中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营257015；3.广州海洋地质调查局，广东广州510760；4.中国科学院广州能源研究所，广东广州510640）

东营凹陷沙三段中亚段发育9期特征明显的三角洲进积单元，古地貌对三角洲进积单元的控制作用明显。利用东营凹陷丰富的钻井和高精度三维地震数据，采用适用于该区的定量高精度古地貌恢复方法——滨线轨迹法，来重建研究区9期三角洲进积单元的古地貌特征，并揭示古地貌对沉积的控制作用。研究结果表明，东营三角洲在沙三段中亚段沉积时期古地貌整体呈现南缓北陡、斜坡向西迁移的特征。沉积体的分布范围和沉积样式与古地貌特征具有良好的耦合关系：三角洲沉积主要沿着东部和东南部凸起逐渐向湖盆推进，受物源供给能力和古地貌特征的影响，三角洲朵体沿斜坡向西延伸；深洼区主要发育半深湖—深湖相沉积，在坡度较大的斜坡前端沉积物易发生失稳而形成浊积砂体。

古地貌特征三角洲进积单元沙三段中亚段东营三角洲东营凹陷

古地貌特征是构造变形、沉积充填、差异压实和风化剥蚀等因素的综合表征，特别是构造活动往往会导致盆地的面貌发生整体的变化［1］。古地貌恢复及分析的研究起步于20世纪50年代，经过近60 a的发展，古地貌恢复已经成为沉积盆地分析的重要组成部分，在重现盆地原始构造格局、揭示物源体系及沉积物供给、探讨沉积体系类型及空间配置等方面具有重要的指示意义［2-6］。近年来，古地貌恢复技术表现为多学科交叉、多因素控制、半定量—定量分析、正反演相结合的特征，不仅在精度上有了很大的提高，而且能够较为直观地展现古地貌特征对沉积体系的控制［7-9］。笔者选取东营凹陷东营三角洲沙三段中亚段为研究对象，基于对研究区丰富录井、钻井和高精度地震数据的解释和对比，建立区域高精度层序地层格架；采用滨线轨迹法，重建沙三段中亚段9期三角洲进积单元的古地貌特征；将不同时期的沉积体系与古地貌特征进行叠合，分析二者在时空配置上的耦合关系；研究结果不仅能够直观地揭示古地貌特征对沉积体的控制作用，而且将为东营凹陷东营三角洲的油气勘探和有利砂体的预测提供地质基础。

1 区域地质背景

东营凹陷位于渤海湾裂谷盆地济阳坳陷东南部，是一个大型的宽缓箕状凹陷［10］，其北以陈家庄凸起和滨县凸起为界与沾化凹陷相邻，东北部为青坨子凸起，东与青东凹陷沟通，西为青城凸起，南与鲁西隆起和广饶凸起相邻，是一个四周有凸起环绕的晚白垩世—新近纪断—拗复合盆地。该凹陷具有北断南超、盆地基底北陡南缓的特点［11-12］。东营三角洲位于东营凹陷的东部，是凹陷内沙三段沉积时期的重要沉积体系。前期研究表明，东营三角洲砂体及其相关的浊积砂体是凹陷内重要的油气储集体，蕴含着丰富的油气资源，成为目前凹陷内油气勘探的重要领域［13-17］。前人对东营三角洲的古地貌恢复工作也做了初步的研究，如利用层拉平方法对东营三角洲发育区进行了古地貌特征的描述和分析①。近年来，随着东营凹陷油气勘探工作的逐渐推进，特别是丰富的钻井资料和大连片三维地震数据的采集，使得可以对沙三段中亚段沉积时期的东营三角洲进行高精度的层序地层划分。通过对录井、测井和高分辨率三维地震资料的解释，能够建立研究区的三级层序地层格架，在此基础之上，通过对比三角洲进积形态和内部构成特征，对沙三段中亚段沉积时期的三角洲进积单元进行重点解剖，共划分出9个四级层序，分别对应9个三角洲进积单元（Z1—Z9）（图1）。

图1 东营凹陷沙三段中亚段沉积时期东营三角洲进积单元剖面

2 古地貌特征

利用滨线轨迹法研究思路和工作流程［18-19］，分别计算了9期三角洲进积单元的沉积厚度、可容纳空间和古水深，其中沉积厚度反映了沉积物堆积的平面展布形态，可间接指示主要的物源方向和相对供给能力的强度；可容纳空间代表了沉积物潜在的沉积空间；古水深则直接反映了当时的古地形特征，其作为可容纳空间和沉积物供给的综合结果，能够较为直观地再现各进积单元沉积时期的古地貌形态［19］。利用滨线轨迹法恢复古地貌的具体工作流程为：从地震数据中获取9期三角洲进积单元顶界面层位数据，根据相应的录井和测井资料得到其岩石物性参数进行回剥处理，得到各期三角洲进积单元的原始沉积厚度及滨线轨迹，所得出的滨线轨迹其垂向增量加上各点差异沉降校正量即为各点的可容纳空间，可容纳空间减去原始沉积厚度就是三角洲进积单元沉积时的古水深，即三角洲进积单元形成的古地貌形态。

平面上，研究区南部较缓，地形由物源区向凹陷内部逐步平缓；北部较陡，地形变化明显。斜坡位置逐渐向盆地西部迁移，凹陷内部的深洼区也不断向西迁移，范围越来越小，深度也越来越浅。

垂向上，Z9—Z7沉积时期，研究区主要表现为深洼地貌，最深处可达180 m以上。青坨子凸起西、南部的深洼地形逐渐明显，至Z7沉积时期已形成沿北部陡坡带、青坨子凸起、南部缓坡带深水区和研究区西部的深洼环带地貌。北部陡坡带的深大断裂对此处的地貌影响巨大，在演化的过程中始终保持着深洼地貌；而在陈家庄凸起中东部，地势相对较高，因此表现为沿斜坡向盆地中部逐渐过渡的低洼地形。Z6—Z4沉积时期，研究区的洼陷地貌逐渐缩小，湖盆整体水深变浅（Z4沉积时期仅为50～100 m），凹陷东部的平原范围逐渐扩大，整体古地貌格局由民丰洼陷及利津洼陷2个深洼区（Z6进积单元）向北部断裂—南部深水—西部断裂的三叉深洼区（Z5进积单元），再向相互分割的浅洼区（Z4进积单元）过渡。Z3—Z1沉积时期，湖盆逐渐被沉积物填满，总体为平原地貌，显示为过补偿区域，洼陷地形零星分布在研究区的西部，深度一般较小。

3 古地貌对三角洲进积单元的控制

古地貌形态制约着盆地的可容纳空间，从而影响着沉积物的体积分配和相分异作用，进而决定了沉积体系在平面上的展布及垂向上的组合规律。在沙三段中亚段沉积时期，东营凹陷东营三角洲沙三段中亚段古地貌特征可划分为3个阶段：初始蕴育阶段、明显进积阶段和过补偿阶段，不同阶段对三角洲进积单元表现出不同的控制作用。

初始蕴育阶段 初始蕴育阶段对应Z9—Z7沉积时期（图2）。该阶段湖盆范围比较广泛，水深较大，主要发育深湖—半深湖相，三角洲朵体初始发育，为三角洲前缘亚相，主要是在凹陷东部的隆起上发育小型的三角洲，延伸不远，并且横向发育也很有限。三角洲朵体由盆地周缘的隆起区沿着斜坡不断向湖盆推进，朵体规模随之逐步扩展。该阶段发育大量的浊积砂体，受斜坡影响在三角洲前端形成。Z9沉积时期，浊积砂体主要集中在牛庄洼陷、民丰洼陷及利津洼陷周缘的斜坡位置分布；Z8沉积时期，浊积砂体零散地分布在湖盆内；Z7沉积时期，坡折位置稍向西迁移，斜坡的坡度也有所增加，浊积砂体由零散分布变成集中分布于深洼区，主要分布于研究区的中东部、牛庄洼陷北部及民丰洼陷、中央隆起带附近。

明显进积阶段 明显进积阶段对应Z6—Z4沉积时期（图2），为三角洲明显发育时期。该阶段湖盆范围以较大幅度向研究区西部缩小，逐渐呈北北东向条带状展布，水深明显减小，斜坡的位置逐渐向西迁移，斜坡的坡度急剧减小。三角洲朵体由物源隆起区随坡折位置不断向湖盆延展，延伸的范围越来越广，主要为三角洲平原及三角洲前缘亚相，其前端湖盆内发育小范围零星分布的浊积砂体。

过补偿阶段 过补偿阶段对应Z3—Z1沉积时期（图2）。该阶段水体范围缩至西北部，研究区主要为过补偿区，主要发育三角洲平原和三角洲前缘亚相。三角洲朵体继续向西进积，横向上延伸较广，连片发育，几乎已占据整个研究区。

图2 东营凹陷沙三段中亚段9期三角洲进积单元古地貌与沉积体系叠合

4 沉积模式

研究区沙三段中亚段主要的物源区为东北部的青坨子凸起以及东南部的潍北凸起和广饶凸起。沙三段中亚段沉积时期，沉积物物源供给充足，随着凸起区向湖盆不断地提供物源和古水深的逐渐减小，斜坡以南缓北陡的特征不断向西部的湖盆内迁移，从而控制了三角洲进积单元的时空分布。随着三角洲的不断进积，研究区东北部的三角洲沉积体系与东南部的三角洲沉积体系逐渐连成一体。西部凹陷（即三角洲沉积物的前部区域）水体深度较大，一般发育以灰色泥岩或砂质泥岩为代表的半深湖—深湖相沉积，由于研究区内三角洲进积作用明显，特别是在三角洲前端往往具有较快的沉积堆积速率，当坡度不断增大达到一定角度时，三角洲进积单元所携带的大量沉积物将沿着斜坡在重力诱导下发生沉积物失稳，以浊积砂体的形式在深湖—半深湖区沉积下来（图3）。

图3 东营凹陷沙三段中亚段东营三角洲沉积模式

5 结论

东营凹陷东营三角洲在沙三段中亚段沉积时期共划分出9个四级层序，对应9个三角洲进积单元。利用滨线轨迹法恢复了9期三角洲进积单元的古地貌，其总体特征表现为：研究区地形南部较缓，由物源区向凹陷内部逐步平缓，隆凹的差异性不明显；北部较陡，地形变化明显；斜坡位置逐渐向盆地西部迁移，湖盆范围也不断向西迁移，范围越来越小，深度也越来越浅。

不同的地貌特征控制了不同沉积体系的空间展布，三角洲沉积体系主要沿着东部和东南部物源凸起区向湖盆推进，随着物源不断往西部供给，坡折位置逐渐向西迁移，古地貌逐渐平缓，三角洲朵体顺着斜坡在横向上不断地延展。湖盆区主要发育深湖—半深湖相；物源越过三角洲沉积体系，在坡度较大的斜坡上，沉积物由于重力作用而滑塌，从而在斜坡前端的深湖—半深湖中形成浊积砂体。

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编辑经雅丽

TE111.3

：A

：1009-9603（2014）01-0020-04

2013-11-22。

刘军锷，男，高级工程师，在读博士研究生，从事油气地质研究。联系电话：（0546）8715030，E-mail：ljelyx@163.com。

国家油气重大专项“渤海湾盆地东营凹陷勘探成熟区精细评价示范工程”（2008ZX05051）。

①李家强.层拉平方法在沉积前古地貌恢复中的应用——以济阳坳陷东营三角洲发育区为例.油气地球物理，2008，6(2)：46-49.