基于地震资料的陆相湖盆“源-渠-汇”沉积体系分析——以珠江口盆地开平凹陷文昌组长轴沉积体系为例

魏山力

（中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东 广州 510240）

基于地震资料的陆相湖盆“源-渠-汇”沉积体系分析
——以珠江口盆地开平凹陷文昌组长轴沉积体系为例

魏山力

（中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东 广州 510240）

在勘探程度低、结构复杂的陆相湖盆中，单纯依靠地震相分析沉积相的方法很难形成从源到汇的系统性认识。文中尝试将“源-渠-汇”耦合的思想运用到陆相湖盆沉积体系研究中，通过运用古地貌、古水流、层序地层、地震相分析等手段，从成因角度全面分析沉积物来源、输送渠道和沉积形式，并形成相应的从宏观到中观再到微观逐级深入的分析方法。基于二维地震资料，总结出了开平凹陷文昌组长轴方向沉积相演化规律：早期，各次洼分隔，发育近源沉积扇体；中期，水体连片，开平主洼成为沉积物汇聚中心，发育中深湖相沉积；晚期，来自西部的浅水辫状河三角洲在开平主洼广泛沉积。依此判断，开2构造带文昌组储盖条件良好，是油气勘探的有利区带。

陆相湖盆；源-渠-汇；沉积体系；开平凹陷；文昌组

1　研究背景

“源-渠-汇”耦合思想最初被用于研究被动大陆边缘海相沉积作用的系统过程。2003年，李铁刚运用“从源到汇”的思想对大陆边缘的沉积作用进行了系统分析［1-2］。2007年，庞雄等运用三级“源-渠-汇”耦合的方法对珠江深水扇系统展开研究，通过分析陆架边缘三角洲-陆坡滑塌体-深水扇沉积体系，全面考察控制深水沉积的沉积物来源、输送渠道、沉积形式等诸多因素，以达到清楚认识珠江深水扇系统的目的［3-11］。

开平凹陷位于珠江口盆地珠二坳陷西部（见图1），其古近系凹陷结构不同于珠一坳陷中典型的半地堑、地堑形态，有其特殊性。由于该区勘探程度低，钻井资料稀少，前人尚未针对古近系建立完整的沉积体系演化模式。本次研究将“源-渠-汇”耦合的思想运用到开平凹陷文昌组沉积体系研究中，建立起一套适合陆相湖盆沉积体系的宏观—中观—微观逐级深入的研究方法。在二维地震资料的基础上，运用古地貌、古水流、层序地层、地震相等分析手段，识别出控制沉积的因素：沉积物源、沉积物搬运通道、可容空间变化和古地貌，从成因的角度整体、系统地将其耦合，建立起开平凹陷文昌组沉积相的发育演化过程，为该区油气勘探区带评价提供依据。

2　“源-渠-汇”空间耦合关系的建立

2.1陆源侵蚀区的识别

陆源侵蚀区是在相当长的时期内向沉积区供给陆源碎屑物质的剥蚀区，通常是地壳持续上升的地区。以黄土高原为例，现今发育的侵蚀地貌可依据侵蚀作用的强弱及距离物源区的远近不同分为塬状凸起、梁状凸起、峁状凸起和尖顶凸起。

神狐隆起带位于开平凹陷西北部，其前第三系基底面埋深比相邻凹陷区海拔高2 320～4 250 m，隆起带被SW—NE走向的沟谷侵蚀分割，形成4种类型的残余陆源侵蚀地貌（见表1），表明神狐隆起曾遭受过强烈的准平原化作用，剥蚀区面积超过700 km2，是开平凹陷周边规模最大的陆源碎屑物质供应区，探2井录井岩屑证实其基底岩性为变质石英岩。此外，凹陷周边的顺开低凸起和南部隆起也曾遭受过一定程度的侵蚀作用，能够为开平凹陷提供一定的碎屑来源。

2.2碎屑物质搬运通道的识别

根据搬运通道发育的位置、形态及成因可将其分为三大类，分别是隆起带上发育的古沟谷、隆起带边缘的构造变换带和凹陷内的古洼槽。

2.2.1古沟谷

隆起带上发育的古沟谷是山区河流长期侵蚀下切物源区的证据［12-16］。本文以云南省长江上游支流小江吊嘎河流域现今地貌为例，总结出山区河流河床剖面地貌形态主要有U型和V型两大类；根据其发育位置、伴生沉积物的不同，进一步细分为5种亚类，在研究区神狐隆起带上均可从地震剖面识别出（见图2）。2条古沟谷沿NE—SW向延伸，其发育位置和平面形态受控于先存断裂，多发育在断层下降盘或古地形低洼处，与断裂走向一致，是碎屑物质在隆起带上的搬运通道（见图3）。

2.2.2构造变换带

构造变换带是正断层伸展位移诱导出的构造变形带，它常常是隆起边缘主边界断裂带上地形高差变化较小的部位，是碎屑物源注入盆地的入口［13，17-19］。在神狐隆起西部、中部和东部分别识别出3个构造变换带（见图3、图4），是碎屑物质进入开平凹陷的入口。

2.2.3古洼槽

古洼槽是凹陷内地势低洼的沟槽，根据成因不同可以分为2类：一类是断槽，正断层活动时，在断层下降盘形成可容空间，若物源注入方向与断层走向一致，断槽可作为通道，沿凹陷轴向输送碎屑物质到沉积中心［14，19］；另一类是凹槽，是夹在相邻2个凸起之间的狭窄沟槽，在湖平面上升期，碎屑物质绕过凸起，沿凹槽输送到沉积中心。在开平凹陷内可识别出3个方向的古洼槽，分别是SWW—NEE方向长轴凹槽、SW—NE方向断槽、S—N方向短轴凹槽。

2.2.4坡折带

坡折带是地形坡度发生突变的地带，按成因可分为构造坡折、沉积坡折、侵蚀坡折三大类，其中，构造坡折又可进一步地分为断裂坡折和挠曲坡折［19］。

依据地形突变点数量的多少坡折带还可分为单级坡折和多级坡折。多级坡折存在多个突变点，当基准面上升到不同坡折点位置时，会在相应坡折点以下形成扇体堆积。在开平凹陷长轴方向发育三级挠曲坡折（见图5），其成因是受同期深部构造活动影响在浅部地层中发生挠曲变形所致。

2.3文昌组沉积体系“源-渠-汇”空间耦合关系

耦合是指2个或2个以上控制沉积的因素之间存在紧密响应与相互影响，并通过相互作用从一种因素向另一种因素转化的现象。沉积体系“源-渠-汇”空间耦合就是将沉积物来源、输送渠道、沉积形式3个因素建立起空间上相互依赖的共存关系，以此来建立完整的沉积体系。

2.3.1宏观级别的耦合关系

神狐隆起是开平凹陷周边重要的物源区，其上发育的古沟谷和隆起边缘的变换带共同构成了“两沟三口”搬运通道体系。碎屑物质经过入口进入凹陷，在凹陷边缘快速堆积形成近岸水下扇、扇三角洲［15］，构成了物源区-古沟谷-凹陷边缘扇体三者之间良好的空间对应关系（见图3）。顺开低凸起、南部隆起边缘均有类似的对应关系，共同确立了开平地区宏观沉积体系分布格局。

2.3.2中观级别的耦合关系

中观级别的耦合（物源供应量-长轴凹槽形态-沉积物堆积中心）研究，是在层序地层单元内通过分析物源供应量、古地貌形态、沉积物堆积中心三者之间的关系建立沉积体系的时空演化过程。

依据地震反射终止关系对开平地区的地震剖面进行追踪对比，将文昌组划分为5个地震层序，从下往上依次为SQ1，SQ2，SQ3，SQ4和SQ5，每个层序的底界面依次为SB1，SB2，SB3，SB4和SB5。

在文昌组沉积时期，开平凹陷SWW—NEE向的长轴凹槽具有西高东低的地势特征，发育3个级次的构造坡折，具备形成长轴沉积体系的地貌条件（见图5）。在层序地层格架内，沉积物供应量、可容空间变化、长轴凹槽形态共同控制沉积物堆积中心的迁移［16］，进而控制长轴沉积体系的时空演化（见图6）（图6中A′为可容空间增加量，S′为沉积物供应量）：文昌早期（SQ1），可容空间较小，沉积物供应量小，在长轴凹槽地貌的限制下，沉积物的堆积中心位于一级坡折带以下；文昌中期（SQ2—SQ3），随着沉积物供应量和可容空间的持续增加，堆积中心推进到二级坡折带以下，沉积物高速供给，超过了可容空间的增加速率，SQ3顶部可见顶超前积型叠置样式；文昌晚期（SQ4—SQ5），可容空间增加缓慢或者停止，而沉积物供应量十分充足，长轴沉积体系推进到开平主洼，层序顶部可见叠瓦状前积叠置样式。

2.3.3微观级别的耦合关系

由于目前研究区钻井资料有限，缺乏完整的三维地震资料，所以，对于微观级别的耦合研究十分有限。

探5井位于开平主洼北部斜坡带，文昌组岩性为（含砾）细—粗粒长石岩屑砂岩与灰色、深灰色泥岩互层，地层含砂率约60%；砂岩概率累积曲线呈无滚动组分双跳跃三段式、有滚动组分跳跃三段式和无滚动组分两段式3种类型（见图7）；砂岩段测井相以箱型和钟形为主，个别为漏斗形；微电阻率成像测井分析结果显示古水流方向为SWW—NEE方向。综合分析判定，该井区物源来自SWW方向，沉积相为浅水辫状河三角洲前缘和平原沉积。

3　开平凹陷文昌组沉积体系演化

在3个级别的“源-渠-汇”耦合研究的基础上，总结出开平凹陷文昌组沉积相演化模式：SQ1，5个次洼彼此分隔，凹陷内仅发育少量近岸水下扇、扇三角洲；由于湖盆范围狭小，物源供应不足，长轴方向的沉积体系难以长距离向主洼推进，仅在一级坡折带以下发育小规模楔形扇体。SQ2—SQ3，湖盆扩张，5个次洼水体连为一片，物源供给量增大，开平主洼水体最深，成为汇聚中心，发育中深湖稳定沉积层。长轴方向的沉积体系推进至西洼，在二级坡折带以下发育辫状河三角洲前缘沉积物。SQ4—SQ5，湖盆萎缩，物源供应充分，长轴沉积体系推进至主洼，由于湖水较浅、地形平缓，发育广阔的浅水辫状河三角洲沉积砂体。

4　油气勘探潜力分析

开2构造带位于开平主洼与西洼之间的凸起带上，文昌组受长轴沉积体系影响，属浅水辫状河三角洲平原沉积，推测其岩性应以（含砾）中—粗砂岩夹灰色泥岩为主，储盖条件良好。其上发育断块圈闭、构造-岩性圈闭及地层超覆圈闭，且邻近开平主洼烃源灶，位于油气运移优势方向上，具有一定的勘探潜力。

5　结论

1）将“源-渠-汇”耦合的思想运用到陆相湖盆沉积体系研究中，在宏观级别实现“隆起带—沟谷、入口—凹陷”的耦合，把握宏观格局；中观级别在层序地层格架内实现 “物源供应量—凹槽古地貌形态—沉积物堆积中心”的耦合，确定沉积体系的时空演化过程；微观级别在三维空间、微观结构尺度实现“供源背景-输送过程-沉积内幕”的耦合，精确认识其内在响应过程。

2）开平凹陷在文昌早期5个次洼相互分隔，仅发育少量的近源沉积扇体；文昌中期主洼成为沉积物汇聚中心，发育中深湖稳定沉积层，具备生烃潜力；文昌晚期长轴沉积体系推进到主洼，形成广阔的浅水辫状河三角洲富砂质沉积。开2构造带受长轴沉积体系影响，具备良好储盖组合，有一定的勘探潜力。

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（编辑赵旭亚）

"Source-Transportation-Sink"analysis method and application in continental lacustrine basin sedimentary system based on 2D seismic data:an example from Wenchang Formation of long axis direction，Kaiping Sag，Pearl River Mouth Basin

WEI Shanli
（Shenzhen Branch of CNOOC Ltd.，Guangzhou 510240，China）

For some continental lacustrine basins with low degree of exploration and complex structure，it is very difficult to recognize from source to sink systematically with traditional seismic facies analysis.This paper attempts to use the thought of "Source-Transportation-Sink"in the research of depositional system in continental lacustrine basins.Using palaeogeomorphology，paleocurrent，sequence stratigraphy，and seismic facies analysis，sediment sources，transport pathway and depositional pattern are analyzed.A set of analysis methods is established，which involves three steps:from macroscopic to mid-gradational，and finally to microcosmic.Based on the 2D seismic data，this paper summarizes the sedimentary facies evolution of Wenchang Formation in the direction of the long axis of Kaiping Sag:in the early stage，Kaiping Sag was separated into 5 secondary sags，which mainly developed fan delta near source；in the middle stage，water in the 5 secondary sags connected together，the main sag became the sedimentary center，which developed deep and semi-deep lacustrine sediments；in the late stage，shallow braided river delta，which originated from the west of Kaiping Sag，was widely distributed in the main sag.According to the analysis results，the reservoir and caprock conditions of Wenchang Formation in Kai 2 structural belt are good，which has the potential of oil and gas exploration.

continental lacustrine basin；Source-Transportation-Sink；depositional system；Kaiping Sag；Wenchang Formation

TE121.1

A

10.6056/dkyqt201604002

2015-11-01；改回日期：2016-04-10。

魏山力，男，1984年生，工程师，2010年获中国石油大学（北京）硕士学位，主要从事珠江口盆地油气勘探研究工作。E-mail：weishl3@cnooc.com.cn。

引用格式：魏山力.基于地震资料的陆相湖盆“源-渠-汇”沉积体系分析：以珠江口盆地开平凹陷文昌组长轴沉积体系为例［J］.断块油气田，2016，23 （4）：414-418.

WEI Shanli.“Source-Transportation-Sink”analysis method and application in continental lacustrine basin sedimentary system based on 2D seismic data：an example from Wenchang Formation of long axis direction，Kaiping Sag，Pearl River Mouth Basin［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23（4）：414-418.