南黄海盆地北部坳陷北凹阜宁组沉积相研究

，，，， ， ，

(中海油研究总院，北京100027)

南黄海盆地北部坳陷北凹阜宁组沉积相研究

蔡佳，赵志刚，张喜林，王存武，王鹏，郭瑞，祁鹏

(中海油研究总院，北京100027)

北凹是南黄海盆地北部坳陷最具勘探潜力的凹陷之一,是一个“北断南超”的典型箕状断陷湖盆,其中古近系阜宁组为一套厚度近2 000 m的河湖相砂泥岩地层,可分为4段。综合应用测井、岩芯、地震剖面等资料，分析北凹阜宁组沉积体系及沉积相，共识别出2种主要沉积体系：湖泊和扇三角洲沉积体系，基本继承了北部物源为主的沉积格局。凹陷中部为滨浅湖相沉积，是典型的陆相断陷湖盆的沉积发育模式。

南黄海盆地；北凹；阜宁组；沉积演化

0 引 言

南黄海盆地是中国近海唯一没有获得商业性油气发现的盆地，位于下扬子地台东北部，面积约13万km2，盆地划分为北部坳陷、南部坳陷、中部隆起、勿南沙隆起4个二级构造单元(冯志强等，2004；姚永坚等，2008)。北部坳陷面积5.3万km2，可划分为6个凹陷和6个凸起，盆地的形成经历了断陷(古、始新世)—拗陷(渐新世)—区域沉降(中、上新世)3个阶段(秦蕴珊等，1989；汪龙文，1989；孙和清等，1993；蔡乾忠，1995，1998；龚再升，1997；郭玉贵，1997)。至2013年底，我国在南黄海盆地共计完成二维地震采集58 809 km，三维地震资料520 km2。二维测网密度不均，坳陷中测网较密，部分达到1 km×1 km，隆起上测网稀疏，密度为4 km×8 km—8 km×8 km。

1 区域地质特征

截止2013年底，南黄海盆地北部坳陷共有钻井8口，仅在A井泰州组岩芯裂缝中发现原油渗出(图1)。北凹共有5口钻井，除A井外钻井皆空；钻井揭示的地层自下而上为白垩系的浦口组、泰州组，古新统的阜宁组，始新统的戴南组、三垛组，新近系和第四系(图2)。而在仅被海水自然分隔的苏北盆地，近年来接连有重大发现，截止2013年底,共发现61个油气田，累计探明油气地质储量3.95亿m3油当量，年产量约205万t，阜宁组是其中的重要产油层段，也是沉积相研究的重点层位(傅强等，2008；高炎等，2008；吴展，2011；张妮等，2011；纪友亮等，2013；纪亚琴等，2013)。钻井揭示了北凹主要烃源岩为白垩系泰州组二段湖相泥岩，TOC最大可达1.9%，以Ⅰ—Ⅱ1型干酪根为主，在A井泰州组岩芯裂缝中有原油渗出，且在泰州组岩芯薄片中观测到微观排烃和运移现象，直接证实了泰州组烃源岩已经成熟且生成油气。在已证实北凹的泰州组生烃潜力的基础上，对阜宁组主力储层的研究显得尤为重要，而沉积演化对储层的发育有着至关重要的控制作用。

2 阜宁组沉积相类型

对岩芯岩石类型组合、沉积构造和测井相的分析,北凹阜宁组可识别出扇三角洲、湖相2种沉积相类型。由于研究精度的限制，将阜宁组一段和二段、阜宁组三段和四段作为研究对象进行沉积学分析。

图1 南黄海盆地北部坳陷构造区划图

图2 南黄海盆地地层综合柱状图

2.1 阜宁组单井及联井沉积相分析

2.1.1 A井岩芯相分析 北凹仅有1口井取到了阜宁组一段和二段的岩芯，即A井第三次取芯，3 075.0～3 092.0 m。图3是A井阜宁组一段取芯。(1) 下部：3 086.7～3 092.0 m；杂色含泥砾砂岩与斜层理中砂岩互层，数个冲刷面；砾石成分主要为泥砾、燧石和石英，砾径最大5 cm，平均0.5 cm；该取芯段砂岩经薄片鉴定，含泥质灰质中细砂岩，成分以石英为主，占36%～44%，次为长石和岩屑；分选中—差，呈杂基-颗粒支撑；下部含砾，砾岩成分以蚀变中酸性火山岩块、石英岩块、粉砂岩块组成。(2) 中部：3 082.0～3 086.7 m，呈正旋回；杂色泥质粉砂岩-粉砂岩，含灰质，生物扰动程度向下变低，可见波状层理，下部层面见少量云母和炭屑。(3) 上部：3 075.0～3 082.0 m；红色粉砂质泥岩与泥质粉砂岩互层，块状，生物扰动发育；泥岩性硬，含灰质，具微裂缝，见白云母碎片。综上所述，岩芯深度为3 075.0～3 092.0 m，整体为正旋回，颜色以杂色和棕红色为主。下部砂砾岩为主，为扇三角洲平原分流河道沉积；中部粉砂岩为主，为滨浅湖砂坝沉积；上部粉砂质泥岩为主，为滨湖泥沉积(图3)。

图3 南黄海盆地A井阜宁组岩芯柱状图

2.1.2 D井单井相分析 阜宁组一段和二段有439 m，岩性以粗碎屑岩为主的粗细互间；颜色自上而下为灰绿、褐灰、灰棕、棕红色；普遍含灰质；砂砾岩中的砾石成分复杂，除石英外，含有较多的肉红色中-酸性火山岩岩屑；分选很差，胶结疏松。岩性及颜色组合反映氧化—弱氧化环境。砂砾岩与泥岩频繁互间，说明地壳振荡运动极为频繁和强烈。重矿物以赤褐铁矿-帘石类组合为特征，陆源矿物以不稳定矿物为主，反映氧化环境下的快速堆积，搬运距离较短。GR曲线以指状为主，反映扇三角洲前缘沉积为主。泥岩颜色由下到上有棕色-灰色-灰绿色的旋回变化，反映沉积环境由偏氧化—偏还原—偏氧化，据此可将阜宁组一段和二段分为1个长期旋回和4个中期旋回(图4)。

2.1.3 阜宁组一段与二段联井对比 阜宁组是北凹重要的储盖组合层段，将北凹钻达阜宁组一段和二段的3口井作联井对比(图5)，以分析阜宁组一和二段沉积期北凹沉积格局。

相对靠近北部陡坡带的A井和D井，为砂、泥岩互层，GR曲线以指状-箱状为主，反映物源丰富，扇三角洲粗碎屑沉积。靠近南部斜坡带的B井，GR曲线以平直-尖峰状为主，岩性则以泥岩为主，夹薄层砂岩和粉砂岩，反映滨浅湖泥及滩坝，缺乏物源。

2.2 阜宁组地震相分析

按照地震反射特征的差异，北凹阜宁组可划分为4种地震相(图6)。

图4 南黄海盆地D井阜宁组一段和二段综合解释图

图5 南黄海盆地北凹阜宁组一段和二段联井对比图

根据地震资料的频率、振幅、连续性及内部反射结构或外部反射形态，进行了阜宁组的地震相划分。扇三角洲平原表现为中频，中强振幅，差连续；扇三角洲前缘表现为中频，中振幅，中等连续，局部见前积；滨浅湖表现为中低频，中/弱振幅，中等连续，席状相；中深湖表现为中低频，中强振，中好连续，席状相。

在凹陷的中、南部大部分地区为中低频，中或弱振幅，中等连续，席状相反射，反映沉积环境较为稳定，砂泥比不高，为滨浅湖相沉积。在凹陷北部靠近边界断层部分地区，为中频，中强振幅，差连续，反映沉积环境不稳定，砂泥比较高，为扇三角洲平原相沉积。在凹陷北部边界断层与凹陷过渡地区，为中频，中振幅，中等连续，局部见前积结构，反映沉积环境不稳定，砂泥比较高，为扇三角洲前缘沉积。阜四段时在凹陷中心局部地区，为中低频，中强振幅，中好连续，席状相，反映沉积环境较为稳定，砂泥比不高，可能存在中、深湖相沉积。

图6 南黄海盆地北凹阜宁组地震相图

图7 A井浮游藻类图式(据吴国瑄，2011)

2.3 阜宁组沉积环境与沉积相综合分析

根据前人研究(吴国瑄，2011)，A井和B井的阜宁组一段和二段富藻沉积层段都是以淡水绿藻类的盘星藻为主，普遍含球藻类(图7)。A井局部层段含少量非海相沟鞭藻。盘星藻属于绿藻门水网藻科，为淡水藻类，地理分布很广，喜欢富营养的平静水体，大多是水深小于15 m的浅湖，是淡水藻类中较易于保存的一类。目前，太湖流域的阳澄湖和杭州西湖湖底沉积软泥所包含的微体植物遗骸中，盘星藻质量分数可达25%。因此，沉积序列中具有高含量盘星藻孢粉藻类组合带的存在是曾有淡水湖泊发育的标志。球藻类最多见于渤海湾盆地的古近纪地层序列的孢粉藻类组合中，淡水至咸水湖沉积中均可出现，但最多见于咸水湖沉积序列中湖水相对淡化时期形成的层段。所以，球藻类为主的孢粉藻类组合往往反映了水体的低矿化度。由此可见，A井和B井的富藻沉积层段主要形成于低矿化度的淡水湖泊。

A井泰州组、阜宁组和B井的阜宁组都存在着富藻层段，表明它们形成时有过水体高生产力时期，水生植物质有机质物源发育，有着十分有利的有机质物源条件，但大部分富藻层中无定形有机质贫乏，反映钻井所在地区湖水较浅，有机质堆积保存条件不利。可以期望在该区域古湖盆的较深水区应存在较有利的烃源条件，可能发育有利于生油的富无定形有机质层。

根据张绍升(1987)等研究，A井阜宁组一段和二段主要属于淡水湖泊。阜一段为一套陆上河流红层，气候炎热、湿润，植被面貌以被子植物占绝对优势。河流纵横，入盆碎屑较多多，物源主要来自北部千里岩隆起。阜一后期，地壳逐渐下降，北侧出现扇三角洲。阜二段水深增大，海侵不明显，北部形成扇三角洲。阜三段湖盆有所抬升，水深变小，北侧砂体更为发育。阜四段湖盆更大、更深，沉积物粒度变细。泥岩地球化学分析表明没有海侵影响。

综合岩芯、录井、测井、地震、古生物及微量元素分析结果，北凹阜宁组一段和二段沉积期，凹陷北侧发育规模不等的扇三角洲，其余部分为滨浅湖，缺乏中深湖相。阜宁组三段和四段发育扇三角洲、滨浅湖、浅湖等沉积相类型，其基本继承了北部物源为主的沉积格局，湖面变大，扇三角洲退缩，由于凹陷中次级断层的影响，形成沿断层的较深的浅湖沉积。凹陷西部遭受大量剥蚀(图8、图9)。

图8 南黄海盆地北凹阜宁组一段和二段沉积相图

图9 南黄海盆地北凹阜宁组三段和四段沉积相图

3 结 论

南黄海盆地北凹阜宁组可识别出扇三角洲和湖相2种沉积相类型，阜宁组一段和二段发育时期，扇三角洲发育于凹陷的北部陡坡，向湖体推进较远，是凹陷的主要物源方向，凹陷主体为滨浅湖相沉积。阜宁组三段和四段基本继承了北部物源为主的沉积格局，发生湖侵，湖面变大，扇三角洲退缩，由于凹陷中次级断层的影响，形成沿断层的较深的浅湖沉积。

蔡乾忠.1995.中国东部与朝鲜大地构造单元对应划分[J].海洋地质与第四纪地质,15(1)：7-19.

蔡乾忠.1998.中国海域及邻区主要含油气盆地与成藏地质条件[J].海洋地质与第四纪地质,18(4)：1-10.

冯志强,姚永坚,曾祥辉,等.2004.对黄海中、古生界地质构造及油气远景的新认识[J].中国海上油气,16(6): 367-373.

傅强，陈海洲．2008.苏北盆地高邮凹陷古近系阜宁组储层成岩相特征[J]．成都理工大学学报：自然科学版，35(3)：225-231.

龚再升.1997.中国近海大油气田[M].北京:石油工业出版社.

郭玉贵.1997.黄海、东海及邻域地质构造特征[M]//许东禹,刘锡清，张训华，等.中国近海地质.北京:地质出版社,210-239.

高炎，李维锋，施小荣，等.2008.金湖凹陷范庄油田阜宁组层序划分及沉积相分析[J].石油天然气学报:江汉石油学院学报，30(5)：225-227.

纪友亮，卢欢，刘玉瑞.2013.苏北盆地高邮凹陷古近系阜宁组一段浅水三角洲和滩坝沉积模式[J].古地理学报，15(5)：729-740.

纪亚琴，刘义梅，冯武军，等.2013.苏北盆地盐城凹陷阜宁组烃源岩研究与成藏模式[J].石油实验地质，35(4)：449-452.

秦蕴珊,赵一阳,陈丽蓉，等.1989.黄海地质:黄海海底与地壳结构[M].北京:海洋出版社.

孙和清,朱平.1993.中国北部海域活动断裂特征[J].海洋地质与第四纪地质,13(增刊)：63-71.

汪龙文.1989.南黄海的基本地质构造特征和油气远景[J].海洋地质与第四纪地质,9(3)：41-50.

吴展.2011.苏北盆地溱潼凹陷殷庄—台兴区块阜宁组三段沉积特征及砂体展布[J].地质学刊，35(1)：28-32.

吴国瑄.2011.南黄海盆地A和B井孢粉相样品补充分析研究[R].上海:中海油上海分公司.

沿海大陆架及毗邻海域油气区石油地质志编写组.1990.中国石油地质志(卷十六):沿海大陆架及毗邻海域油气区(上册)[M].北京:石油工业出版社.

姚永坚，冯志强，郝天珧，等．2008.对南黄海盆地构造层特征及含油气性的新认识[J]．地学前缘，15(6)：232-240.

张绍升.1987.A井下第三系地层沉积相分析[R].上海:中海油上海分公司.

张妮，林春明，俞昊，等.2011.苏北盆地金湖凹陷腰滩地区古近系阜宁组储层物性特征及其影响因素[J].高校地质学报，17(2)：260-270.

On sedimentary facies in Funing Formation of northern sag in north depression in South Yellow Sea Basin

CAIJia,ZHAOZhi-gang,ZHANGXi-lin,WANGCun-wu,WANGPeng,GUORui,QIPeng

(CNOOC Research Institute, Beijing 100027, China)

The northern sag was one of the most important potential oil and gas exploration areas in the north depression of South Yellow Sea Basin, and was a typical dustpan shaped subsidence lacustrine basin with a fault as its north boundary and a slope to the south. Funing Formation in the northern sag was 2 000 m thick and mainly comprised fluvial-lacustrine sandstone and mudstone, and Funing Formation is divided into 4 members. Based on data of log, core and seismic profile, the sedimentary system and sedimentary facies of Funing Formation in northern sag were analyzed. There were two kinds of sedimentary systems, including fan delta and lacustrine system, fan delta in the north fault is the main provenance inheritance, shallow lacustrine system was the largest area in the depression.

Northern sag; Funing Formation; Depostional evolution; South Yellow Sea Basin

10.3969/j.issn.1674-3636.2014.04.530

2014-03-19；

：2014-03-28；编辑：侯鹏飞

国家自然科学基金资助项目“典型断陷富油气凹陷层序构成样式的差异性研究”(40872077)、国家科技重大专项项目23课题1“近海富烃凹陷资源潜力再评价和新区、新领域勘探方向”联合资助

蔡佳(1982— )，男，工程师，博士，石油地质学、层序地层及沉积学专业，主要从事中国近海石油天然气综合地质工作，E-mail：caijia2@cnooc.com

P736.21

：A

：1674-3636(2014)04-0530-06