涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组沉积相特征研究

孙芳,何幼斌,霍宇琦

(长江大学地球科学学院，湖北 武汉 430100)

董桂玉

(河北联合大学矿业学院，河北 唐山 063009)

漆智

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司，广东 湛江 524057)

北部湾盆地是南海北部大陆架西部的一个以新生代沉积为主的陆相断陷、拗陷叠合盆地，呈“三坳”(北部坳陷、中部坳陷、南部坳陷)、“二隆”(企西隆起、徐闻隆起)的构造格局。涠西南凹陷位于北部湾盆地北部坳陷的北部，是盆地内勘探、研究程度最高的凹陷[1-2]，也是已被钻探证实的富烃凹陷[3]。涠洲10-3油田位于涠西南凹陷1号断层东南侧下降盘，是一个被断层复杂化的断鼻构造。流沙港组三段(简称流三段)为一套砂岩、砂砾岩和泥岩互层沉积，是涠西南凹陷的主要储层，自上而下又可进一步分为4个油组。其中，Ⅱ油组砂岩自下而上由厚变薄，油层较发育，为油田的第二主力油层。

1 沉积相标志

1.1 岩石颜色

通过涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组岩心观察和录井资料分析发现，B3井沉积物颜色多为红棕色、杂色、浅灰色和灰白色等弱还原-弱氧化到氧化色调；A2井、A4井等多为灰色、灰绿色、棕色和暗棕色等弱还原-还原色调，局部可见深灰色、灰黑色等较强还原性色调。上述岩石颜色特征反映该研究区流三段Ⅱ油组沉积时期主要为弱还原-弱氧化沉积环境。

1.2 岩石结构

岩心观察和岩石薄片鉴定分析表明，涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组岩石类型主要为陆源碎屑岩，包括砾岩、含砾砂岩、砂岩、含砾粉砂岩、粉砂岩和泥岩等。碎屑颗粒粒级变化大，从粉砂级到砂砾级均有。砂岩总体分选性中等，磨圆度较差，一般为次棱-次圆状、棱状。砂岩主要为点接触，胶结类型以孔隙式为主。杂基以泥质为主，成分多为水云母，其次为伊利石、绿泥石，少量高岭石；杂基含量一般为6%～30%。胶结物含量较低。上述特征表明，流三段Ⅱ油组砂岩结构成熟度中等偏低，反映近源快速混杂堆积的特征，这是扇三角洲常见的特征之一[4-6]。

1.3 沉积构造

涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组沉积构造类型丰富。B3井以块状层理、递变层理等沉积构造为主，且多在砾岩、含砾砂岩、含砾泥质粉砂岩中发育；局部见砂岩中发育的交错层理、冲刷面等构造。沿B3井向东南方向，如X1井、A7井和A3井等主要以砂岩中发育的交错层理、平行层理为主，底部常与冲刷面伴生，向上则渐变为粉砂岩和泥质粉砂岩中发育的波状层理、透镜状层理，顶部偶见水平层理发育的粉砂质泥岩，局部见含砾砂岩、含砾粉砂岩中发育的块状层理、递变层理等沉积构造。上述特征反映流三段Ⅱ油组沉积构造既有重力流成因亦有牵引流成因，而重力流与牵引流沉积共生是扇三角洲区别于其他三角洲的一个重要特征[7-8]。

2 沉积相类型及特征

根据岩石颜色、岩石结构和沉积构造等相标志的综合分析，认为涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组主要为湖盆陡坡带发育的扇三角洲沉积，向东南逐渐过渡为湖泊沉积，即扇三角洲-湖泊沉积体系，进一步划分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘、前扇三角洲和滨浅湖4种亚相和若干微相。

2.1 扇三角洲平原亚相

图1 涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组扇三角洲平原沉积特征图(B3井)

图2 涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组扇三角洲前缘沉积特征图(A3井)

涠洲10-3油田及围区扇三角洲平原亚相可划分为分流河道、漫滩沼泽和碎屑流沉积3个沉积微相(见图1)。

1)分流河道微相 沉积物以浅灰色含砾砂岩、砂岩、泥质砂岩为主，组成若干个向上变细的旋回。由于分流河道稳定性差，迁移频繁，加之常常受碎屑流的侵蚀破坏，因而沉积体多呈单个透镜状穿插于碎屑流沉积和漫流沉积体中，有时多个透镜状河道砂体垂向上相互叠置[9-10]。砂体底部冲刷充填构造发育，砂体内见平行层理、交错层理等，生物化石少见。

2)漫滩沼泽微相 沉积物由红棕色、杂色、灰绿色泥岩(页岩)、粉砂质泥岩和砂质泥岩组成。由于受到洪水的影响，局部可见粒度较粗的砂岩透镜体或不规则体。沉积构造不发育，局部见水平层理及块状层理，含植物碎片。

3)碎屑流沉积微相 沉积物为杂色、浅灰色、灰色和灰绿色含砾(砾质)细砂岩、含砾粉砂岩、含砾泥质粉砂岩和含砾粉砂质泥岩，单层厚度一般0.2～3.2m，在横向上变化大，部分呈透镜状或楔状。其沉积构造类型以块状层理为主，可见递变层理和漂砾构造等，偶见冲刷面，生物化石少见。碎屑流沉积多呈不规则状产出，即以碎屑流沉积不规则体为主，且单层厚度较大，一般与细粒沉积物相伴生；河道充填碎屑流沉积体多与分流河道沉积相伴生，可单独沉积或局部受牵引流改造。

2.2 扇三角洲前缘亚相

涠洲10-3油田及围区扇三角洲前缘亚相可细分为水下分流河道、水下分流河道间沉积和水下碎屑流沉积等微相类型，其中以水下分流河道微相最为发育(见图2)。

1)水下分流河道微相 与分流河道微相相比，水下分流河道沉积物的颜色变暗，粒度略变细，成熟度和分选性变好，单层厚度变大。其垂向层序结构特征与分流河道相似，由含砾砂岩和砂岩构成若干向上变细的层序。单一河道砂体呈透镜状，厚度在1m以下，横向延伸数米即变薄甚至尖灭。水下分流河道砂体既可呈单一透镜状夹于碎屑流沉积体中，亦可由多个砂岩透镜体在纵向上相互叠置而形成厚达数米的砂体[9-10]。

2)水下分流河道间沉积微相 沉积物以灰色、灰绿色泥岩(页岩)、粉砂质泥岩、砂质泥岩为主，局部夹一些孤立状的沉积物重力流成因的不规则体(碎屑流沉积为主)。发育水平层理、波状层理、透镜状层理和少量块状层理，生物扰动构造和生物遗迹构造常见。

3)水下碎屑流沉积微相 相比碎屑流沉积，水下碎屑流沉积物的颜色变暗，粒度略变细，单层厚度稍变薄(一般0.1～2m)。水下碎屑流沉积以河道充填碎屑流沉积体为主，它们多与水下分流河道沉积相伴生，纵向上相互叠置形成厚达数米的砂体；碎屑流沉积不规则体多与细粒沉积物相伴生，单层厚度较薄，多呈不规则状零星分布。

2.3 前扇三角洲亚相

前扇三角洲亚相由前扇三角洲泥微相组成，沉积物为暗棕色、灰色和深灰色泥岩(页岩)、粉砂质泥岩和砂质泥岩，偶夹薄层粉砂岩。发育水平层理，含细小植物碎片。在前扇三角洲泥中可见不规则碎屑流沉积体，其是在扇三角洲前缘的快速侧向沉积过程中，在自身重力作用下，加之波浪、湖流、断裂活动和古地震等多种诱发因素的影响，使前缘沉积物沿斜坡向前滑塌，在低洼地区沉积下来形成的不规则状砂体[8]。

2.4 湖泊相

涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组沉积时期湖盆整体水体不深，以滨浅湖亚相为主，半深湖和深湖亚相不发育。滨浅湖亚相可进一步细分为滨浅湖泥和滨浅湖滩坝2个沉积微相，其中以滨浅湖泥微相最为发育。滨浅湖泥由深灰色、灰黑色泥岩(页岩)、粉砂质泥岩组成，可见少量粉砂岩。水平层理发育，生物化石常见。常与前扇三角洲泥相半生。

3 沉积相展布与演化

在分别进行单井相分析和联井相分析的基础上，针对流三段Ⅱ油组以中期旋回为单位来确定主导相，由此编制涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组各中期旋回的沉积相平面图(见图3)。

3.1 MSC5沉积时期

涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组MSC5沉积时期，扇三角洲在该研究区西北部广泛分布(见图3(a))，占研究区总面积的50%以上。扇三角洲相中又以扇三角洲前缘亚相最为发育，是其沉积的主体；扇三角洲平原亚相分布较局限，主要在A9-B4-B3-B5井井区的西北侧发育；相对细粒的前扇三角洲沉积呈较窄的条带状环绕扇三角洲前缘分布。该研究区东南部为滨浅湖亚相暗色泥岩分布区，与前扇三角洲微相相毗邻。C10井井区见水下碎屑流沉积微相，其周围为前扇三角洲亚相所环绕。

图3 涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组沉积相展布图

图4 涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组沉积模式图

3.2 MSC6沉积时期

涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组MSC6 沉积时期，扇三角洲仍在该研究区西北部发育(见图3(b))，只是扇体的中部、前端及东端被水下分流河道间沉积和漫滩沼泽(含部分前扇三角洲泥和滨浅湖泥)所隔开，如X4a、A5d、A5b、C2、B4及B2井井区的扇三角洲前缘砂体演变为水下分流河道间沉积和前扇三角洲泥，B3-B5井井区两侧的扇三角洲平原砂体演变为漫滩沼泽沉积。因此，Ⅱ油组MSC6沉积时期扇三角洲的沉积范围比MSC5沉积时期减少，但其展布格局与MSC5沉积时期较相似。该研究区东南部仍为滨浅湖亚相区，分布范围较MSC5沉积时期明显扩大，这与流三段为湖盆扩张期且湖平面逐渐上升一致存在密切关系。

涠洲10-3油田流三段Ⅱ油组沉积时期扇三角洲沉积和湖泊沉积发育，其分布也较有规律。扇三角洲主要在该研究区西北部发育，并侧向相连，构成扇三角洲群；该研究区东南部为滨浅湖亚相分布区。自西北向东南依次分布扇三角洲平原、扇三角洲前缘、前扇三角洲及滨浅湖。扇三角洲相分布区从Ⅱ油组MSC5沉积时期至Ⅱ油组MSC6沉积时期经历了逐渐减小的过程，而滨浅湖亚相分布范围逐渐扩大。

4 沉积模式

根据以上特征，结合区域地质背景，可建立研究区流三段Ⅱ油组沉积模式(见图4)。流三段Ⅱ油组沉积时期处于断陷湖盆发育的中期，油田西北侧1号断裂带持续不均衡活动，东部邻区湖水继续侵入油田，来自西北侧隆起物源区的陆源碎屑物由多条河流同时向东南搬运，由于地形高差大，河流携带大量碎屑物质直接注入油田，在该研究区西北部形成一系列扇三角洲，它们侧向相联，形成东北-西南向展布，并具有一定宽度的扇三角洲群。由于距物源较近，地势较陡，扇三角洲平原和前扇三角洲亚相较不发育，分布较窄；扇三角洲前缘亚相十分发育，在该研究区广泛分布。此外，该研究区东南部发育湖泊相，因湖盆水体整体不深，以滨浅湖亚相为主。

5 结论

1)涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组为扇三角洲-湖泊沉积体系，进一步划分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘、前扇三角洲和滨浅湖4个沉积亚相和若干沉积微相。

2)涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组沉积时期，沉积相分布较有规律。研究区西北部发育扇三角洲平原和扇三角洲前缘亚相，东南部以前扇三角洲和滨浅湖亚相为主，并在其中分布有一定规模的水下碎屑流沉积。

3)涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组的沉积相演化与构造演化一致。从Ⅱ油组MSC5沉积时期至Ⅱ油组MSC6沉积时期，随着湖平面逐渐上升，扇三角洲分布范围逐渐减小。

4)涠洲10-3油田及围区流三段Ⅱ油组扇三角洲沉积十分发育，尤其是扇三角洲前缘砂体，对于该区的油气勘探具有重要的现实意义，是进行下一步勘探部署时值得优先考虑的相带。

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