南黄海盆地南五凹古近系戴南组沉积相及储盖组合分析

蔡 佳， 崔 敏， 刘志峰， 王 鹏， 黄 卫

(中海油研究总院，北京 100027)

1 区域地质特征

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，盆地划分为北部坳陷、南部坳陷、中部隆起、勿南沙隆起四个二级构造单元(沿海大陆架及毗邻海域油气区石油地质志编写组，1990;姚永坚等，2008;冯志强等，2004)。北部坳陷面积5.3 ×104km2，可划分为6个凹陷和6个凸起，南部坳陷面积1.6 ×104km2，可划分为8个凹陷和4个凸起，盆地的形成经历了断陷(古、始新世)-坳陷(渐新世)-区域沉降(中、上新世)3个阶段(秦蕴珊等，1989;孙和清等，1993;蔡乾忠，1995;龚再升，1997;郭玉贵，1997;汪龙文，1989)。

南黄海盆地南部坳陷在D 井古近系阜宁组和戴南组发现致密薄油层(图1)。南五凹钻井揭示地层自下而上是白垩系的浦口组、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)。南部坳陷已有的油气发现说明已经成藏，在仅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 亿方油当量，年产量约205 万t，戴南组是其中的重要产油层段，也是沉积相研究的重点层位(张喜林等，2005;刘世丽，2010;魏祥峰等，2012;袁义善等，1989)。

综合研究已证实南五凹的阜宁组有大量生烃的可能，对南黄海盆地钻井的孔隙度进行统计，阜宁组的储层孔隙度小，属于致密储层，对戴南组沉积相及储盖组合的研究显的尤为重要。

2 戴南组沉积相类型

对岩心岩石类型组合、沉积构造和测井相的分析，南五凹戴南组可识别出扇三角洲、三角洲和湖相等沉积相类型。

2.1 戴南组单井及连井沉积相分析

(1)岩心相分析。图3 是A 井戴南组一段取心，下部为含砾砂岩，发育平行层理、斜层理，见炭化植物碎片，向上见泥砾及撕裂屑;中部以块状砂岩为主，局部见平行层理;上部为块状粗砂岩，含浅灰色泥砾及撕裂状炭屑。整体体现一个向上变细的正旋回，间夹有多个冲刷面，为三角洲前缘的水下分流河道沉积。

图1 南黄海盆地南部坳陷区划图Fig.1 The structure partition in south depression of Nanhuanghai basin

(2)单井相分析。戴南组一段地层:下部是2 413.27 ～2 265.25 m，顶部岩性为一套泥质粉砂岩，中部主要是灰、深灰色泥岩及灰白色泥质粉砂岩及软泥岩，夹灰质细粉砂岩及炭屑，分析为滨湖沉积。上部是2 265.25 ～2 160 m，顶是一套深灰、灰黑、紫灰色泥岩，中部以泥质粉砂岩与泥岩互层，底部灰色泥岩为主夹黑色碳质泥页岩及煤层，局部见炭屑，为浅湖相沉积。戴南组二段地层:下部是2 160 ～2 082 m，本层主要是软泥与粉砂质泥岩、灰黑色、紫灰色泥岩互层，分析为浅湖沉积。上部是2 082 ～1 957 m，顶部有一套灰色软泥岩，中部及下部为灰白色粉砂质泥岩与灰色泥岩互层，为滨湖相沉积。整体反映三个由下向上的水进过程(图4)。

(3)戴南组连井对比。戴南组是南五凹重要的储盖组合层段。将三口井做连井对比，以分析地层在平面上的变化。

在A 井处由于靠近凹陷边界断层附近，物源供给充分，持续性的发育多期扇三角洲。C 井戴南组上部为灰白色砂砾岩、细砂岩与棕红、深灰、灰黑色泥岩互层，间夹薄层炭质泥岩及4 层煤线，下部灰白、浅灰色细砂岩与深灰、灰黑色泥岩互层，偶夹褐色及棕红色泥岩，GR 曲线以钟状-指状为主，反映为扇三角洲平原沉积(陈兆荣等，2008;任小庆等，2011)。B 井GR 曲线齿化-平直，为滨浅湖沉积，其中A 井上部泥岩有氧化色，有三次水体加深的过程，产生了三个扇三角洲-浅湖的沉积旋回。整体上在戴南组沉积时期是一个扇三角洲-湖泊-三角洲的沉积环境，在凹陷南部靠近边界断裂处发育扇三角洲，向湖体推进，北部发育小型三角洲，凹陷主体为滨浅湖相的沉积，湖水较浅。

2.2 戴南组地震相分析

按照地震反射特征的差异，南五凹戴南组可划分为4 种地震相(图5)。

I 类地震相为中-低频，中-弱振幅(部分区域显示为强振幅)，中等连续，席状相，在凹陷的中、北部大部分地区，反映沉积环境较为稳定，砂泥比不高，为滨浅湖相沉积。

II 类地震相为中频，中-强振幅，差连续，发育于凹陷南部靠近边界断层部分地区，反映沉积环境不稳定，砂泥比较高，为扇三角洲平原相沉积。

III 类地震相为中频，中振幅，中等连续，局部见前积结构，主要发育于凹陷南部边界断层与凹陷过渡地区，反映沉积环境不稳定，砂泥比较高，为扇三角洲前缘沉积。

IV 类地震相为中-高频，中-强振幅，差连续-连续，发散前积，发育在凹陷北部缓坡带部分地区，反映沉积环境不稳定，砂泥比较高，为三角洲沉积。

2.3 戴南组沉积环境与沉积相综合分析

图2 南黄海盆地地层综合柱状图Fig.2 Comprehensive stratigraphic column of Nanhuanghai basin

根据前人研究成果，A 井的古生物以孢粉为主，为破隙衫粉组合带，介形类大多数为碎片，个别为真星介属。通过调研，破隙杉现代分布于墨西哥湾及北美东南部亚热带气候区的湖沼或低洼积水地带，真星介则是一种能适应半咸水的种属，在高邮凹陷的戴一段中以能在半咸水中生存的介形虫占优势，反映了经吴堡运动变为湖泊环境后，戴一段沉积时期高邮凹陷的水体处于半咸水-淡水过渡的环境(董荣鑫，1999)，从古生物看南五凹与高邮类似，发育湖泊环境。

图3 南黄海盆地A 井戴南组岩心柱状图Fig.3 Core for Well A of Dainan formation in Nanhuanghai basin

综合岩性、古生物、分析化验资料，并与苏北盆地类比，在进行单井相精细分析的基础上，进行了联井剖面对比和地震相划分工作，最终勾绘出南五凹戴南组的沉积相展布。南五凹戴南组发育扇三角洲、滨浅湖、三角洲等沉积相类型，其基本继承了南部物源为主的沉积格局，北部三角洲不太发育，这可能与南部边界大断裂的持续快速发育及中部隆起能够提供充足的物源有关，北部为复合的小型凸起，物源输送能力有限，凹陷中部为滨浅湖相沉积，是典型的陆相断陷湖盆的模式。凹陷北部和中部一小块区域受到剥蚀(图6、图7)。

图4 南黄海盆地B 井戴南组综合解释图Fig.4 Comprehensive interpretation for Well B of Dainan formation in Nanhuanghai basin

图5 南黄海盆地南五凹戴南组地震相图Fig.5 The seismic facies of Dainan formation in Nan 5 sag，Nanhuanghai basin

图6 南黄海盆地南五凹戴南组一段沉积相图Fig.6 Sedimentary facies of lower member of Dainan formation in Nan 5 sag，Nanhuanghai basin

3 戴南组储盖组合分析

戴南组储盖组合储层为扇三角洲砂岩，盖层为滨浅湖相泥岩，储层较好，盖层条件好，戴南组上、下段发育情况有别，主要是指戴南组一段形成了一个三角洲到湖泊的沉积旋回，对应一套组合，戴二段形成了两套旋回，有两套组合。

通过对南黄海古近系砂岩矿物成分统计，A 井的戴南组属于长石岩屑石英砂岩，基质和胶结物含量低，岩石结构疏松，有利于形成好的储层(表1)。对A 井的戴南组砂岩实测物性进行统计发现，孔隙度一般大于15%，渗透率为20 ×10-3～183 ×10-3μm2，总体能达到中-好级别标准①梁建设，熊斌辉，李建红，等. 2004. 南黄海盆地石油地质条件及有利勘探区带选择. 北京:中海石油研究中心勘探研究部(内部资料).。更靠近凹陷中心的物性还能这么好，圈闭区的储层物性应该更好。

图7 南黄海盆地南五凹戴南组二段沉积相图Fig.7 Sedimentary facies of upper member of Dainan Formation in Nan 5 sag，Nanhuanghai basin

表1 南黄海盆地古近系砂岩矿物成分统计表Table 1 The mineral composition of Paleogene sandstone in Nanhuanghai basin

A 井戴一段砂岩累计厚度223 m，砂岩含量为50.9%。C 井戴一段砂岩累计厚度60 m，砂岩含量为44.4%。通过统计上述两口井戴一段砂岩厚度频率可以看出，其厚度频率的分布相当平均，戴一段砂岩单层厚度2 ～3 m 所占比例最大，两口井合计可达19 层，其次为4 ～5 m 及1 m 的，4 ～5 m 砂岩合计为13 层，应该属于主力的储集层。其中，单层厚度大于10 m 的砂岩有5 层，规模可观，且单层厚度大的砂岩往往分布在层位的顶底，对于油气的运移、储集、成藏有着重要的控制作用(图8)。

图8 南黄海盆地南五凹戴南组一段砂岩频数统计图Fig.8 The sandstone histogram of Dainan formation in Nan 5 sag，Nanhuanghai basin

尤其值得注意的是在圈闭区戴南组一段下部砂体发育，这套砂体不仅自身储盖发育，孔渗性好，而且它直接与阜四段烃源岩接触，直接吸收了阜四段烃源岩成熟后排出的烃类，这种泵吸作用更加有利于阜四段烃源岩的排烃和戴南组的成藏。

从高邮凹陷有无戴一段底砂输导模式的对比可以看出，其烃源岩的生成、运聚及油田规模都有相当大的区别，有底砂的油藏规模明显大于无底砂的模式。同时由于这套砂体的存在，其油田规模也超过了构造圈闭的范围，能形成更大的构造-岩性复合型的油田，像高邮凹陷的真武、黄珏油田就是这样的类型，明显大于无此套砂体配套的邵伯油田(图9)。

通过综合分析提出的两个目标同时具备构造-岩性复合油田的背景，有良好的成藏条件。总结出南五凹戴南组的成藏模式，下部的阜四段的烃源岩成熟生烃后经过沟源断层及戴南组一段底砂的沟通，向上运移充注，在戴南组有利储盖组合中成藏。

图9 高邮凹陷油田与砂体发育范围叠合图Fig.9 The congruent map of oilfield and sandstone range in Gaoyou sag

4 结论与认识

南五凹戴南组可识别出扇三角洲、三角洲和湖相等沉积相类型，扇三角洲发育于凹陷的南部陡坡，向湖体推进较远，是凹陷的主要物源方向，三角洲主要分布在凹陷北部缓坡，由于凸起物源有限，规模不大，凹陷主体为滨浅湖相沉积。

戴南组发育三套储盖组合，从矿物成分、实测孔隙度及砂岩厚度看储层发育，由丰富的油气显示体现了盖层的有效性。最有利的储盖组合是戴一段下部的组合，它直接与阜四段烃源岩接触，直接吸收了阜四段烃源岩成熟后排出的烃类，有利于阜四段烃源岩的排烃和戴南组的成藏，并能形成规模较大的构造-岩性复合型的油藏，极具勘探价值。

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