滨南地区沙三段重力流沉积特征及含油气性分析

徐冠华，蔡进功，盖蓓，郑德顺，闫建平

（1.中国石化胜利油田分公司西部新区研究中心，山东 东营257045；2.同济大学海洋地质国家重点实验室，上海200092；3.山东省东营市广饶县质监局，山东 东营257000；4.河南理工大学资源环境学院，河南 焦作454000；5.西南石油大学资源与环境学院，四川 成都610500）

陆相湖盆中心发育由重力流作用形成的砂体，是深水环境下的重要沉积类型［1］。由于具有优良的生储盖组合，浊积岩油藏具有巨大的勘探潜力，是目前东营凹陷油气储集体的重要类型之一。沙三段早中时期，在东营凹陷滨县凸起南坡，滨浅湖发育扇三角洲相或斜坡扇相。滨南—利津断裂带远岸地区，处于深湖—半深湖相沉积环境，发育由重力流作用形成的浊积扇。前人对滨南地区的勘探研究主要集中在滨浅湖相的斜坡扇及扇三角洲，对浊积岩的研究少［2-7］。随着勘探的进展，以往所建立的浊积岩地质模型已不能解决勘探遇到的问题。本文通过岩心观察、分析化验资料及地球物理资料，总结滨南地区沙三段湖相浊积扇的沉积特征，划分了浊积岩沉积相类型，建立了沉积模式并指出了最具有勘探价值的相类型，为该区的勘探提供了地质依据。

1 地质概况

滨南地区位于东营凹陷滨县凸起以南，东邻利津生油洼陷，构造上属于滨南—利津断裂带（见图1）。该区南北分断块，东西有沟梁，西北地势高，东南地势低。研究区位于滨南—利津（二台阶）以南，区内沙三段可分为上、中、下3 个亚段。主要岩性类型为深灰色泥岩、褐色油页岩。浊积砂体主要集中发育在沙三下亚段，中亚段少量发育，上亚段基本不发育。

沙三段早、中期，气候温暖湿润，碎屑物质供应充足，为盆地扩张期。在滨县凸起南坡浅水地带形成了以冲积扇及扇三角洲为主的沉积体系。向南受滨南—利津断层的影响，为地形坡度大、 古地形复杂的深水地区，形成了具有多种沉积特征的浊积砂体。

图1 东营凹陷研究区域位置

2 重力流的沉积特征

2.1 岩石学特征

岩性组合复杂。岩石类型既有经典浊积岩，也有块状砂岩、叠复冲刷粗砂岩、卵石砂岩、颗粒支撑砾岩等非经典浊积岩。沙三下亚段底部粒度较粗，以灰色砾岩、砂质砾岩、砂岩为主，向上粒度逐渐变细，中间过渡发育砂泥岩互层，到沙三上亚段基本变为灰色、灰绿色泥岩。岩石类型主要为岩屑长石砂岩或长石岩屑砂岩，泥质体积分数较高。砂岩中填隙物的体积分数为1%～35%，平均为16%。颗粒中石英体积分数为39.5%～58.0%，长石的体积分数为14%～38%，主要为正长石和斜长石。岩屑类型多样，成分为石英岩屑、结晶岩屑、喷出岩屑、灰岩岩屑、泥岩岩屑等。成分成熟度低。

2.2 沉积构造

岩心观察过程中，发现的沉积构造是滑塌作用造成的同生变形构造以及与浊流活动有关的垂向递变层理构造。主要有：1）递变层理。底部以细砾岩或者砾状砂岩居多，向上粒度逐渐变细，为悬浮体含有各种大小不等的颗粒，在流速降低时因重力分异而整体堆积的结果（见图2a）。2）块状层理。内部无任何层理特征，广泛发育于近岸水下扇扇中辫状水道，一般由深水重力流快速堆积而成（见图2b）。3）叠复冲刷构造。具有明显冲刷界面，底部为以粗粒度为主的递变层，代表一次重力流事件，上部连续沉积有厚度不等的平行层理砂岩，是由正递变层理与平行层理的砂岩组成的“ABAB”序列（见图2c）。4）平行层理。一般处于高能环境中，主要发育扇中辫状水道前缘微相（见图2d）。5）包卷层理。多出现在泥岩或者薄互层的砂、泥岩中，是指一个岩层内所发生的纹层盘回和扭曲现象（见图2e）。6）滑塌变形构造。未固结的软沉积物在重力作用发生滑动或者滑塌而形成的变形构造，一般认为是快速沉积而产生的（见图2f）。

2.3 粒度特征

浊积岩的结构特征在粒度的各项参数方面均有良好的反映。粒度分析资料是常用的相分析基础资料。本文主要通过C-M 图和累积概率曲线进行分析。

2.3.1 C-M 图特征

在C-M（C 为累积概率为1%时的粒径，M 为粒度中值）图上，样品点主要平行于C=M 基线分布（见图3），没有滚动和悬浮组分的明显分异，为典型浊积岩的C-M 图，反映了递变悬浮的特点。

图3 东营凹陷滨南地区重力流沙三段粒度C-M 图

2.3.2 累积概率曲线特征

借鉴前人对重力流累积概率曲线的分析经验，本文分析了研究区的曲线变化特征。由于受到岩心的取心限制，研究区累积概率曲线的形态不仅反映了部分重力流的流体性质，也体现出了研究区重力流性质的变化。

累积概率曲线表现为4 种形态：1）上拱弧形（见图4a，滨654 井，2 965.24 m）。该类曲线没有明显的截点，对应为碎屑流及曲线明显的粒流的颗粒流沉积，杂基支撑或颗粒支撑搬运，岩性为发育杂基支撑或颗粒支撑构造的中细砾岩和含砾中粗砂岩。一般在内扇主沟道或中扇辫状沟道常见。2）低斜率两段式（见图4b，滨655 井，2 822.07 m）。由1 个悬浮总体和1 个跳跃总体组成，流体性质对应于浊流向牵引流演化的早期。岩性为发育递变层理的含砾砂岩，发育在中扇辫状沟道。3）台阶状多段式（见图4c，滨658 井，2 525.36 m）。由多个直线段组成的台阶状，代表流体能量较小，但湍动性较强，为碎屑流与浊流之间的过渡类型。一般对应发育含砾中粗砂岩，在内扇主沟道侧缘、中扇辫状沟道间最常见。4）低斜率滚动—跳跃—悬浮三段式（见图4d，滨640 井，1 875.24 m）。颗粒以跳跃总体为主，并由2 个粒度次总体组成，代表重力流向牵引流转化的晚期，流体性质已接近牵引流。岩性主要为发育平行层理的中粗砂岩。一般出现在中扇辫状沟道前缘、沟道间和外扇末端砂微相。

图4 东营凹陷滨南地区重力流沙三段粒度累积概率曲线

2.4 电性及地震反射特征

尽管浊积砂体薄、变化较快，但在测井及地震资料方面均有一定的相应特征。其变化规律为：浊积砂体主体部分储集体相对较厚，自然电位曲线主要为突变的平滑或略有齿化的箱形、钟形或复合型，地震相特征为高能量、强振幅、高连续性、短轴状的反射特征，发散结构楔状体；边缘部分，自然电位曲线对应低幅度指形、齿形组合等低平行曲线，地震剖面上能量较弱，变振幅，反射杂乱。

3 湖相重力流相类型

前人对湖相重力流沉积相进行了深入研究［8-36］，并进行了分类，其中具有代表性为姜在兴［17］将水下扇划分为近岸水下扇、远岸浊积扇、滑塌浊积扇。

滨县—利津断裂带位于东营凹陷短轴一侧，断裂带坡度大。沙三段沉积期间，滨县断层强烈活动，直接引发了大量碎屑物质的搬运，大量沉积物沿斜坡重力下滑在半深湖—深湖沉积形成浊积岩［8-9，24］。从沉积构造特征分析，研究区浊积岩除具有重力流特征外，亦普遍发育有滑动及滑塌的标志，具有泥沙混杂堆积的混积岩，表现出滑塌浊积岩的特征。

本文依据研究区湖盆浊流沉积的实际特征，利用钻、测井资料，并结合以上分类，识别出研究区的浊积岩为近岸水下扇、滑塌浊积扇。其中，滑塌浊积扇主要包括三角洲前滑塌浊积岩及远岸滑塌浊积岩。

4 重力流的成因模式

前人对重力流的形成机制进行了较多的研究，如赵澄林等将沉积物重力流按照形成机制划分为洪水型、滑塌型、火山喷发型等。在此基础上，结合沉积动力学原理，笔者对研究区重力流的成因进行了研究，认为存在洪水型与滑塌型浊流成因模式，建立了沉积模式（见图5）。

4.1 洪水型

该模式主要与近岸水下扇相对应（见图5）。在此模式中，洪水是形成重力流扇体的主要控制因素，动能大，可以搬动小砾石，从而形成砾岩和砂岩的重力流浊积岩。当山洪爆发时，洪水携带大量陆源碎屑沉积物，以较大的动能穿越浅水地带，直接倾注到滨县断层脚下深水区，同时冲刷侵蚀湖底形成水下沟道，并发生卸载形成杂乱分布的砾岩、粗砂岩相浊积岩，此时的重力流类型主要为碎屑流。之后，湖盆变缓，洪水四散分流，仍然能够冲蚀下浮沉积物，形成辫状沟道，堆积了具有块状和递变层理的砂砾岩相浊积岩，重力流类型主要为颗粒流、液化流。随着搬运距离增加，洪水能量逐渐损失，不再具有侵蚀能力，不再出现沟道。此阶段重力流类型基本为液化流、浊流，沉积物呈现出反映低密度浊流的具鲍马序列的浊积岩。最后，地形平缓，往湖盆方向逐渐过渡为湖相暗色泥岩沉积。

4.2 滑塌型

该模式主要与滑塌浊积扇相对应。浅水区的三角洲砂体沉积到一定厚度，在外界触发机制作用下，滑坡沉积物与水混合变为砂质浊流，沿着底面向下滑动。浊流不断延伸，依据其能量大小，逐渐在斜坡处或湖盆深处沉积下来，形成浊积岩体。按照其所分布的位置可分为三角洲前滑塌浊积岩及远岸滑塌浊积扇，主要形态基本为透镜状或者扇状等，沉积物粒度较细，最粗岩性为中砂岩。远岸滑塌浊积扇较三角洲前滑塌浊积岩分布基本在深湖，规模小。

图5 滨南凸起南坡浊积岩沉积模式

5 浊积扇与含油气性分析

研究区浊积岩类型多样，数量多，断层沟通油源，成藏条件优越，发育岩性及构造-岩性复合油藏。通过对滨南油田含油区块重点井的录井及测井油气显示结果进行统计，结合前人研究认为，砂体含油性与油源条件、沉积相、运移条件等有密切的关系。

5.1 充足的油源条件

研究区重力流砂体平面上紧邻利津生油凹陷，沉积在深水地区。远岸滑塌浊积扇主要分布在深湖，本身在烃源岩中。其次为近岸水下扇，与烃源岩接触，并且从外扇到内扇地势逐渐增高，逐渐远离烃源岩。三角洲前滑塌浊积岩主要分布在斜坡处，距离烃源岩最远。远岸滑塌浊积扇条件最好。

5.2 良好的油气运移条件

从油气运移角度看，滨县凸起南坡位于油气从生油洼地向盆地边缘运移，其运移动力主要是压实作用及欠压实作用，具有动力足、通道多的特点。其运移的通道主要为断层及储层中的孔隙。多期次的构造运动使得本区断裂与储层在空间上相互配合，构成了油气运移的立体通道。

5.3 有利的沉积相带

远岸滑塌浊积扇体积小，但分布位置与烃源岩直接接触，故其含油气性最好，容易形成透镜体油藏。近岸水下扇砂体易被断层所切割，形成的断块油藏或者断层沟通型上倾尖灭油藏中，最为有利的沉积微相基本为中扇辫状水道微相。因此，下一步勘探应以近岸水下扇滑塌形成的浊积扇体及中扇辫状水道微相为主。

6 结论

1）滨县凸起南坡浊积扇砂体发育，表现为典型的重力流沉积特征。

2）工区沉积相可划分为近岸水下扇和滑塌浊积扇，其成因模式分别为洪水重力流及滑塌重力流。

3）工区砂体具有优良的成藏条件，最有利的储集相带为近岸水下扇滑塌形成的浊积扇体及近岸水下扇中扇辫状水道微相。

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