西湖凹陷渐新统花港组体系域分析及地层对比意义

陈琳琳，李 昆，肖剑南

(中国石化上海海洋油气分公司勘探开发研究院，上海 200120)

西湖凹陷渐新统花港组体系域分析及地层对比意义

陈琳琳，李 昆，肖剑南

(中国石化上海海洋油气分公司勘探开发研究院，上海 200120)

西湖凹陷渐新统花港组成因地层格架反映了湿地扇—扇三角洲—湖泊体系的沉积特色。通过联井对比及地震剖面验证，可以确定：地层成因格架中，低位域配合区域性侵蚀面，可以作为三级层序界面对比标志；而高位域“欠补偿”现象区域性可对比。水进域不仅具有最大相变和厚度变化，其扇三角洲自旋回机制也形成了特有的进积层序。水退域在深洼区进积特征明确，具有局部构造井间对比意义。

体系域分析 成因地层对比 花港组 西湖凹陷

东海陆架盆地西湖凹陷渐新世为一大陆边缘北北东走向的狭长形陆相盆地(图1)。渐新统发育两个构造旋回，分别为花港组上段、花港组下段。每个构造旋回由湿地扇、辫状河三角洲、深水湖泊、三角洲相构成，但在不同构造位置显示出岩相变化很大。随着勘探深入，地层对比成为基础地质工作中的难点，也影响了成藏研究的深入。

西湖凹陷花港组所呈现的粗碎屑体快速相变是陆相盆地地层对比中普遍存在的问题，也导致砂层对比的种种分歧。随着陆相层序地层学研究不断深入，陆相地层对比已经走出因缺少标志层(化学的、或生物的)而陷入的迷茫阶段。高分辨率层序地层学、旋回地层学的发展也为陆相地层对比提供许多解决问题的思路，并有很多文献探讨[1-9]。

就西湖凹陷而言，从斜坡到深洼的地层对比在地层“组、段”与油气藏“砂层组”间还是空白。不仅地层对比在斜坡到深洼之间厚度变化大，沉积微相及旋回特征亦缺少可比性；且深部地震信息分辨率有限，后期构造形变干扰了原生地层的地震响应，这些因素导致大范围的地层追踪对比须依托钻井层序认识，井震结合，实现成因地层的体系域分解，才能为开发阶段的“砂层组”提供可靠的成因地层格架。

目前，层序地层学，高分辨率层序地层学在陆相盆地应用于成因地层对比已有很多成果和认识，趋于成熟的认识是三级层序的四分法[1,3]以及基准面旋回划分对比[6,8]，前者侧重钻井标定、地震追踪，大范围完成盆地、凹陷级别的地层精确对比；后者在中、短、超短周期基准面旋回分析中充分突出了钻井、岩心资料，提高解释的可信度。因此，选取斜坡至深洼三条联井剖面，结合地震资料，从基准面旋回入手，解析控相机制，探讨体系域演化机理。

图1 西湖凹陷构造格局及联井剖面位置

1 花港组三级层序(Vail)体系域格架

西湖凹陷渐新世—中新世处于陆相盆地充填旋回中，但是，中新世末区域性构造挤压，地层形变。地震剖面上，花港组处于构造形变状态(图2)，尤其深洼区构造挤压强烈，部分地震反射现象受干扰。而对应于中新世末的地震界面T20正是这一构造事件的重要界面。

参考前人工作经验，特别是陆相盆地层序研究的前沿认识。在西湖凹陷西斜坡到深洼之间选取7口钻井建立三条钻井对比剖面(剖面位置见图1,钻井剖面见图3)，并结合地震资料，使层序界面及体系域界面得到井震相互验证(图3)。

1.1 界面确定与对比

(1)三级层序界面。地层格架的基准点是三级层序界面，如花港组顶面对应于地震界面T24，花港组上下段界面对应于地震界面T25、花港组底面对应于地震界面T30。钻井上，三级界面对应于区域性侵蚀面，大级别侵蚀过后必然保存粗碎屑堆积，因此，三级层序界面往往就是巨厚砂体底部。地震上三级层序界面对应于区域性上超(界面上)和削截现象(界面下)，也是区域性可追踪侵蚀底面，图2中三级层序界面不仅有钻井验证，并有相关地震反射终止关系佐证。

(2)相对稳定的岩相特征。图3中3条联井剖面，各体系域都有岩相变化，但比较而言，低位域相对稳定，可辅助论证界面。理由如下：

就特征而言，低位域的特征是“粗碎屑”，这一特征不仅是单井垂向比较，更是同期沉积比较，换言之，是区域性全面“粗碎屑”，而不是局部“粗碎屑”。这是长期剥蚀后再次进入沉积旋回的初始沉积，标志着基准面缓慢上升背景下碎屑供给充足。

图2 过井地震剖面层序地层解释

图3 西湖凹陷花港组斜坡—深洼层序地层学解释剖面

图4 不同控相机制下短期旋回特征

如果以体系域作为地层对比标志，只有低位域合适。水进域侧向厚度变化大，短周期旋回特征变化大；水退域受后期侵蚀影响，残留地层不适宜地层对比；高位域地层较薄，地震相位识别有困难，尤其在深层；只有低位域特征简单，底部配合区域性侵蚀面，钻井地震相互验证，具一定可靠性。

(3)初始湖进面，最大湖进面。低位域末端超短期旋回即出现初始湖进特征。斜坡区、深洼区都可能出现B1(图4)，如团结亭1井上段，湖心亭、金鼓3井上、下段；或在低位域粗碎屑体末端迅速细粒化，如武云亭1井、宝云亭4井下段。最大湖进面对应着区域性存在的细粒段，ABC类型都有(图4)，岩性未必是很纯的泥岩。湖盆深水相，陆源供给的含粉砂质潜流可以大范围扩散，这是湖盆水动力特色。

1.2 体系域特征

花港组沉积具有碎屑供给充足的特点，该特点不仅体现在低位域发育大规模扇体堆积，此大规模扇体在斜坡地区表现为呈箱型GR特征的巨厚砂体，厚度100～200 m，这类砂体在中央背斜带北部古珍珠地区已有百米取心证实为湿地扇[10],主要构成为辫状河道及滩坝、片流、砾石层。这一特点还体现在体系域内部超短周期旋回、短周期旋回叠加特征上。

通过钻井对比(图3),西湖凹陷花港组三级层序具有以下特点:

花港组上、下段分别构成两个三级层序，每个三级层序对应一个中期旋回，完整呈现低位域、水进域、高位域、水退域；

低位域由斜披向深洼减薄；水进域由斜披向深洼增厚；高位域较薄，厚度变化不大；水退域受后期侵蚀影响，保全程度不一，花港组下段水退域斜坡地区侵蚀严重，少有保存。

2 控相机制讨论

2.1 构造控相

构造控相体现在两个方面：

(1)构造控相在同期沉积中呈现“斜坡”与“深洼”不同构造背景下沉积特征的巨大差异(图4)。相同体系域背景下，构造控相促成了斜坡到深洼的沉积层序演变。以低位域为例，斜坡区多为A1型短旋回叠加，而同期深洼区则出现A1、A2型且厚度减薄，其上叠加B1型。

(2)构造控相在垂向盆地充填演化上，呈现陡坡向缓坡的转化。如以低位域占三级层序厚度百分比看，下段低位域厚度占下段地层厚度比较重，如武云亭1井83%，宝云亭4井80%，平湖3井78%；而随着盆地充填演化，下一个三级层序中，花港组上段的低位域厚度占上段地层厚度明显减少，如武云亭1井37%，宝云亭4井35%，平湖3井42%。上下段地层厚度比同样说明了由陡坡向缓坡转化的盆地演化趋势。剖面A—A′中武云亭1井、宝云亭4井、玉泉1井的花港组下段厚度比1∶1∶2.36，而上段的厚度关系则是1∶1.2∶1.25；剖面B—Bˊ团结亭1井、秋月1井的花港组下段厚度比1∶2，而上段的厚度关系则是1∶1.1；剖面C—Cˊ平湖3井、湖心亭1井、金鼓3井的花港组下段厚度比1∶1∶1.51，而上段的厚度关系则是1∶1∶1.2。

2.2 基准面控相

回顾经典概念，自T.A.Croos[11]发展了H.E.Wheeler[12]的基准面概念，在基准面定义中强调“受海(湖)平面、构造沉降、沉积物负荷及古地形等诸多综合因素制约的一个等势面”，就是目前广泛应用的地层基准面的概念。其中海(湖)平面、构造沉降、沉积物负荷三要素已经转化成广泛使用的“可容空间与沉积补给的比值(A/S)”，古地形要素即为“基准面旋回中所处的位置”，只有从这两点出发，才能理解基准面旋回中地层叠置样式与接触关系、相序、相类型之间联系。

而体系域对比之间的种种变化均是湖平面升降(控制A)与碎屑供给(控制S)关系的体现。从A、S属性看，湖平面是一个有升有降的双向变动因素，陆相盆地碎屑供给对盆地充填而言则是单一方向变动，因此，无论中期旋回，短期、超短期旋回，均存在这两个要素逆向变动、同向变动的情况，同向变动也存在变动速率的差异，这种差异必然导致或一种要素主导，或协同作用两种情况。

低位域湖平面上升缓慢，碎屑供给大大超过新增可容空间，同向运动使加积成为可能，碎屑供给成为基准面主控要素，“粗碎屑沉积”为主要特征。

高位域湖平面快速上升形成深水环境，碎屑供给远不能补偿新增可容空间，出现欠补偿状态，湖平面成为基准面主控因素，深水相特征区域性可对比。

水退域是一个逆向变动阶段，水退促使可容空间不断减少，沉积物只能在进积条件下保存。

唯有水进域比较复杂。这既是一个二者变动速率近似的同向运动阶段，加积特征中可以识别超短旋回中多个向上变深与向上变浅半旋回叠加现象。这也是一个扇三角洲自旋回表现突出的阶段。

自旋回是指沉积体系在外部条件(构造运动、物源供给和气候变化)不变的情况下，沉积体系为达到自身能量平衡，发生周期性的沉积和侵蚀作用[13]。将这种自成因地层定义为沉积体系内地层对构造升降、物源供给变化、气候变化等地质作用稳定变化的响应。

3 成因地层对比讨论

陆相地层对比困难之处在于标志层缺失，而成因地层对比正是通过井震结合介入此难题。成因地层分析侧重地质解构，重塑过程，寻找成因联系，理论上可行。但实际工作中，由于深部地震资料的分辨率限制，或后期构造导致地层形变，在砂泥交互型地层中准确建立等时联系仍然需要钻井地层特征的深化认识。因此，从钻井提取识别度强，相似性高短期旋回、超短期旋回作为地层对比要素成为关键所在。目前广泛应用的四分法，运用快速变化与缓慢变化，可容空间与碎屑供给的概念，在动态因素中区分“相对稳定的”体系域特征与“相对多变的”体系域特征，在稳定与多变之间，厘清相变主控因素，建立地层之间成因联系，达成井间地层对比之目的。

从花港组联井层序地层对比，到控相机制分析，我们认为：

(1)低位域配合区域性侵蚀面，可以作为三级层序界面对比标志。

低位域巨厚砂体的箱型GR特征，配合地震界面上下的上超与削截现象，可以确定三级层序界面。尽管在深洼地区，箱型GR特征演变为部分漏斗状GR，但区域性粗碎屑特征仍是突出标志。

(2)水进域具有最大相变和厚度变化。

水进域发育在可容空间持续增长与沉积补偿强劲阶段，但花港组“扇”沉积反映的陡坡背景导致A/S比值在斜坡和深洼地区并不同步，因此，沉积保留最厚但厚度变化最大。

(3)高位域“浅补偿”现象区域性可对比。

(4)水退域由于后期侵蚀存在保存问题，深洼区进积特征明确，具有局部构造井间对比意义。

通过水进域扇三角洲自旋回机制分析，解释花港组普遍存在的水进背景下进积层序结构，必将深化本地区地层认识。

综上，陆相地层对比从体系域出发是可行的。尽管存在水进域、水退域A/S<1背景下相似进积层序现象，可以从超短期、短期旋回特征的细节差异，结合区域上多井对比相互验证与甄别，并通过地震反射终止现象确认，仍可以区别。

[1] 胡受权,郭文平,颜其彬,等.断陷湖盆陆相层序中体系域四分性探讨:泌阳断陷下第三系核桃圆组为例[J].石油学报,2000,21(1):23-28.

[2] 胡受权，颜其彬.泌阳断陷双河——赵凹地区陆相层序地层学模式[J].地质科学，1998,33(4)：435-446

[3] 刘招君,胡菲,孙平昌.再论陆相三级层序内四分方案及其在油气勘探中的应用[J].吉林大学学报(地球科学版).2013,43(1):1-12

[4] 王嗣敏,刘招君.高分辨率层序地层学在陆相地层研究中若干向题的讨论[J].地层学杂志.2004,28(2):179-184

[5] 王嗣敏，刘招君.基准面与可容空间变化的分析及应用[J]，世界地质，2001.20(1)：1-7.

[6] 郑荣才，彭军，吴朝容.陆相盆地基准面旋回的级次划分和研究意义，沉积学报.2001,19(2):249-255.

[7] 郑荣才.四川盆地下侏罗统大安寨段高分辨率层序地层学[J].沉积学报,1998.16(2):42-49.

[8] 郑荣才,尹世民,彭军.基准面旋回结构与叠加样式的沉积动力学分析[J].沉积学报.2000,18(3):369-375

[9] 张世奇,纪友亮.陆相断陷湖盆层序地层学模式探讨[J].石油勘探与开发.1996.23(5):20-23.

[10] 陈琳琳.西湖凹陷北部渐新统花港组湿地扇沉积学分析[J].复杂油气藏.2015，8(4):1-6

[11] Cross Ta,Lessenge M A et al.Sequence Stratigraphy Concepts and Applications[M].United States:NPE Special Publication,1998,8:171-195.

[12] Wheeler H E.Baselevel,transit cycle [C].Kansas:KansasGeolog-ical Survey Bulletin,1964,169:623-630.

[13] Beerbower J R.Cyclothems and cyclic depositional mechanisms in alluvial plain sedimentation[C].Kansas:Geological Survey, 1964.

(编辑 吴一华)

System tract analysis and stratigraphic correlation of Oligocene Huagang Formation in Xihu Sag

Chen Linlin，Li Kun，Xiao Jiannan

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofShanghaiOffshoreOil&GasCompany，SIONPEC，Shanghai200120，China)

The humid fan-fan delta-lacustrine sedimentary system was developed in the genetic stratigraphic framework of Huagang Formation in Xihu Sag.According to well logs and seismic sections，it can be determined that in the genetic stratigraphic framework，the low-stand system tract along with regional erosion surface can be a mark of the third-order sequence boundary correlation.But the under-compensation in high-stand system tract can be correlated regionally.In regressive system tract，the sedimentary facies and formation thickness were changed greatly，and the autogenetic cycle of fan-delta formed a unique prograding sequence.The regressive system tract shows up an apparent progradation feature，which can be used as well-to-well correlation of local structures.

system tract analysis；genetic stratigraphic sequence correlation；Huagang Formation；Xihu Sag

2016-05-05；改回日期：2016-05-30。

陈琳琳(1964—)，高级工程师，现从事地层岩相、盆地分析研究工作。电话：13918828146，E-mail:951530704@qq.com。

10.16181/j.cnki.fzyqc.2016.03.002

TE122

A