东营凹陷北带沉积体系特征研究

崔红阳

摘 要：东营凹陷北段陡坡带的地貌具有山高坡陡、沟梁相间的特点。发育各类成因的砂砾岩扇体，主要发育扇三角洲、近岸水下扇等沉积体，通过对沉积环境、古地貌、和沙砾岩体的沉积特征的研究认为东营凹陷北带沙四段主要发育近岸水下扇、扇三角洲。其次利用测井资料、岩芯资料、分析了沉积砂体的类型和沉积环境及水动力条件，沉积边界和砂砾岩体类型主要受湖平面升降的影响。碎屑颗粒表现为分选由差-中等、次棱角状到次圆状的近物源沉积特征。层理以块状层理、平行层理、递变层理、板状交错层理为主。沙四上亚段沉积时期，胜坨地区和民丰地区广泛发育近岸水下扇-湖底扇沉积，利津西部地区发育扇三角洲沉积，扇体规模较大，横向连片发育。

关键词：砂砾岩；沉积特征；扇三角洲；层理；沉积模式

随着勘探技术的不断创新，勘探深度由中浅层油气发展到深层油气。东营凹陷北带沙四段砂砾岩由于埋深较大、缺少相应的地质资料等问题，在沉积相类型、空间展布特征上存在较大争议[1-5]。本文综合应用岩心、地震、测井和录井等资料，对砂砾岩体沉积特征进行研究，在此基础上明确储层的有利发育区，实现对该区更突破性的勘探。

1 区域地质概况

东营凹陷位于济阳坳陷东南部，为渤海湾盆地济阳坳陷中的一个次级构造单元，是受陈家庄南基底大断裂控制的箕状断陷盆地（图1）。东营凹陷北带是陡斜坡构造带由控盆边界断裂陈南断裂所控制，北部陡坡带西段北与陈家庄凸起相邻，南以齐河-广饶断裂为界，与鲁西隆起及广饶凸起相邻近利津洼陷，呈近东西向展布。

经分析调研在古近纪东营凹陷经历了较为强烈的伸展活动，根据构造与沉积旋回，具体划分出了6个三级构造层序的发育时期。可以将研究时期（沙三期到东营期）划分成6期伸展活动，分别为沙三早期、沙三中期、沙三晚期—沙二早期、沙二晚期—沙一期、东营初期、东营末期。沙四段沉积时期，季节性洪水把大量的碎屑物质沿古冲沟携带入湖，在北带断面（或基岩面）上发育了多期以近岸水下扇、扇三角洲和湖底扇等沉积为主、紧邻凹陷中心的烃源岩分布的砂砾岩扇体沉积。东营凹陷的断层在中部和南部与陈南断层的倾向相反以北倾为主；北部断层与陈南断层的倾向相同主要向南倾；在西部受高青、平南、滨南等断层的控制，断层倾向以南东向为主[6-8]。

2 沉积相类型

东营凹陷北带砂砾岩扇体具有近物源、快速堆积、沉积物粒度较粗和沉积相变快等沉积特征。通过对东营凹陷北带砂砾岩扇体进行相标志识别和精确定量描述，精细剖析了近岸水下扇和扇三角洲2种沉积相类型。

2.1 近岸水下扇

根据沙体的沉积环境、测井、录井资料分析，东营凹陷北带近岸水下扇主要分为内扇、中扇、外扇。

东营凹陷北带在沙四沉积末期，陈南断裂活动加剧，物源充足，近岸水下扇的沉积物主要是由于高地充足的物源被带入到深水中沉积的一种重力流沉积。内扇主水道比较发育，沉积物粒度较粗，以块状砂砾岩为主，沉积物杂乱堆积， 沉积构造发育较少。

中扇以灰色中砾岩及含中砾细砂岩为主，偶见夹有粗砂。中砾细砂岩中可见泥岩撕裂屑，由于水下泥石流沉积，沉积物多为灰色泥岩—泥质砂岩，该段发育冲刷面。垂向上呈正粒序，从下向上依次为：底冲刷、粒序层理、平行层理、交错层理和水平层理，砂质分布不均匀。外扇沉积物粒度明显变细，沉积环境为半深胡-深湖环境，可见砂质纹层和波状层理。具有水下重力流沉积的特点。由扇根到外扇沉积物粒度依次变细，沉积物为灰-深灰色泥质砂岩，砂岩分选磨圆较好波状层理及浪成交错层理发育，泥质条带为深灰色。

研究区岩石类型以岩屑质和长石砂岩或长石岩屑砂岩为主，其次为长石砂砾岩。研究区砂岩碎屑颗粒中石英含量6%-80%，平均为37.1%。总体上石英颗粒表面比较干净，但颗粒表面经常有裂纹。镜下观察可见石英加大边和波状消光，加大边10一6μm，。钾长石总含量平均值为33.65%。长石常发生绢云母化和高岭土化，表面呈土状。岩屑含量在5%-80%之间，平均含量为25.98%，岩屑中由主至次分别为变质岩碎屑、沉积岩岩屑和岩浆岩岩屑。在研究工区内碎屑颗粒含量在不同地区具有一定差异。多为泥质杂基，杂基含量基本为6.41%。

东营凹陷北部陡坡带沙四下砂砾岩储层的储集空间以残余原生孔隙为主 ， 含少量次生孔隙及微裂缝。永北地区、胜坨地区、利津地区三个地区的近岸水下扇中扇砂砾岩体储层埋藏深度范围相似，成岩作用阶段也基本相同，所以埋藏深度不是储物性差异主要因素。这三个地区近岸水下扇沙四上亚段2 800～3 500m中扇辫状河道砂砾岩的岩屑类型、颗粒类型、地层压力、成岩作用等特征与含砾砂岩相似，但胜坨地区储集物性却好于其他两个地区。综上所述沉积古地貌是通过控制岩相的差异控制了砂砾岩的储集物性（表1）。

3.2 扇三角洲

利津断裂带北带沙四段广泛发育扇三角洲沉积，在横向上和垂向上多期叠置，形成厚层砂砾岩。扇三角洲前缘形成的沉积构造以牵引流为主，重力流成因的沉积构造发育较少。常发育大、中型交错层理，水平层理（图3-1）、平行层理、波状层理，还可见变形层理。水下分流河道，常见底部冲刷面，砾石呈叠瓦状排列 ，为河道砂砾滞留沉积（图3-2）。分流河道间湾一般发育灰色含砾中粗砂岩，反粒序或表现为块状构造底部为深灰色泥岩，层理构造总体发育较差，发育平行层理（图3-3）、局部可见波状层理。分流河口沙坝常发育深灰色含砾中粗砂岩夹深灰色砂质薄层泥岩，分选较好，层理构造发育较差，局部可见压扁层理（图3-4）、波状层理、平行层理。

扇三角洲沉积近物源，沉积物搬运距离短，所以分选磨圆差，长石含量较高，石英含量较少。扇三角洲平原沉积分流河道以中粒岩屑砂岩为主，石英含量约为34.9%，长石含量为7%-15.2%，岩屑含量为50.9%-61.6%。扇三角洲前缘水下分流河道中，石英含量平均为30%，长石含量平均为13%，填隙物总量约为26%，泥质平均含量约为1.5%。

扇三角洲平原亚相以分流河道沉积为主，纵向上呈正韵律。粒级变化范围大，粒度概率图以两段式为主，说明跳跃式和悬浮式同时存在，有牵引流和重力流共同作用。扇三角洲前缘以牵引流构造为主。水下分流河道中，主要发育砂砾岩和砂岩组合夹薄层泥岩，跳跃组分整体大于60%，悬浮组分小于30%，粒度曲线以三段式和二段式为主。前缘砂坝及席状砂微相主要发育中细砂岩和灰色泥岩，粒度明显变细粒度曲线以单段式为主，主要呈悬浮搬运。

扇三角洲并不是所有的砂体都能形成良好的储层，相比较而言扇三角洲前缘水下分流河道和河口坝砂体有发育为良好储层的潜力[9-10]。孔隙度最高60%左右。扇三角洲前缘砂体分选较好，发育较大规模的洪水重力流砂体，物性好。扇三角洲前缘发育的主要砂体类型为含砾砂岩、砾状砂岩、细砂岩，由图4可知含砾砂岩的初级物性最好，砾岩和粉砂岩物性相对较差。

3 沉积相展布特征

3.1 单井相分析

单井相分析是对目标井中所取的岩芯进行观察描述，通过岩芯确定出构造、岩性组合、相序特征、生物扰动和化石特征、粒度分析结果等。

取芯深度为2853m-3015m，经分析为扇三角洲前缘沉积和近岸水下扇扇中沉积。2853m-3010m为近岸水下扇沉积。2853m-2856m主要发育灰色中砾岩及含中砾细砾岩，夹粗砂岩。在含中砾细砾岩中多见深灰色泥岩撕裂屑，重力流沉积。2856m-2862m岩性主要为灰色含砾粗砂岩、灰色含砾中砂岩，为水下泥石流沉积，由正粒序叠加呈反韵律。2562m-2567m主要发育深灰色泥质砂岩、灰色粗中砂岩、灰色中砾岩，纵向上砂质分布不均，沙泥界面模糊，底部见透镜状砂条，顶部见粗砾。3010m-3015m为扇三角洲扇中沉积。发育中粒砂岩和中砾岩，中细砂岩呈黄灰色，层理发育不明显，正粒序反粒序均有出现。（图5）。

3.2 剖面沉积相发育特征

剖面1由利851井、利95井、利563井、利56井，四口井组成（如图6）。在利851井主要为近岸水下扇沉积和扇三角洲沉积。扇三角洲沉积砂体较厚。利95井处发育近岸水下扇，砂体较薄。利563井处发育大片的近岸水下扇，砂体较厚，上部覆有扇三角洲沉积。

3.3 平面展布特征

在沙四上亚段发育早期，湖平面逐渐下降，砂体逐渐向湖内延伸。该时期发育扇三角洲，随着湖平面继续下降，并且物源供应持续增强，扇三角洲分布范围持续扩大，砂体受到湖浪的改造比较明显，在扇三角洲平原见到红色的暴露特征[11-12]。扇体受到古地貌的影响，由利563区域向利94区域逐渐扩大，所以利94区域的砂体是扇三角洲在该时期晚期扇体逐渐扩大，在滨浅湖地区形成，相对利563区域砂体厚度小，粒度细，砂体中的泥质隔层相对角度。而利563区域相对于物源口区，砂体快速堆积，砂层厚，粒度粗。后期随着断层的幕

式活动，可溶空间快速增大，湖平面的快速上升，砂体受到断层活动和湖平面及物源供应的影响，开始快速退积堆积，发育近岸水下扇，并且扇体分布范围逐渐缩小，受到湖平面快速上升的影响，河流的牵引的作用减弱，所以近岸水下扇的分布相对广泛，先是在低洼的地方堆积，而后开始广泛的分布，但是扇体的延伸范围相对于扇三角洲较小。在沙四上纯下亚段中期的时候，物源供应持续减弱，而且湖平面快速上升，相对于早期，湖水较深，所以该时期总体上近岸水下扇发育其次多，而扇三角洲发育较少，只有在利563区域分布，在利94地区不发育。在晚期受到幕式断层的活动，可容空间快速上升，湖平面继续上升，物源供应的持续减弱，此时期的扇三角洲分布范围更小，只有在利563小范围分布，主要发育近岸水下扇。总体上在受到幕式断层活动的影响，湖平面逐渐的快速上升，而物源供应逐渐较少，扇三角洲分布范围逐渐较少，发育其次逐渐较少，而近岸水下扇厚度逐渐增大（图7）。

4 结论

经研究发现东营凹陷北带主要发育近岸水下扇和扇三角洲两种扇体。通过对岩心的观察，近岸水下扇为重力流沉积，碎屑颗粒表现为分选由差-中等、次棱角状到次圆状的近物源沉积特征。层理以块状层理、平行层理、递变层理、板状交错层理为主。沙四上亚段沉积时期，胜坨地区和民丰地区广泛发育近岸水下扇-湖底扇沉积，利津西部地区发育扇三角洲沉积，扇体规模较大，横向连片发育。

参考文献

[1] 纪有亮.层序地层学[M].上海：同济大学出版社，2005.

[2] 朱筱敏、刘长利、张义娜等.地震沉积学在陆相湖盆三角洲砂体预测中的应用.沉积学报.2009.（10）.

[3] 肖明国，安志渊，曹少芳等.准噶尔盆地石南31井区下白垩统清一段湖泊辫状河三角洲沉积体系[J].地层学杂志，2008，4.

[4] 操应长，金杰华，王艳忠，等.东营凹陷北带古近系沙四段砂砾岩体沉积特征及模式[J].沉积与特提斯地质，2014，34（4）：14-19.

[5] 纪友亮，李清山，王勇，等.高邮凹陷古近系戴南组扇三角洲沉积体系及其沉 积相模式[J].地球科学与环境学报，2012，34（1）：10-19.

[6] 孙永壮.东营凹陷胜坨地区沙河街组沉积体系及其油气源特征[J].中国石油大 学学报，2006，30（6）：25-30.

[7] 武法东， 谢风猛， 李湘军，等利津断裂带复杂砂砾岩扇体的迁移研究[J].石油勘探与开发 ，2002，12.

[8] 刘海宁，李红梅，魏文，等东营凹陷北带西段沙四上纯下—沙四下砂体沉积特征研究[J].油气评价与开发，2014，6.

[9] 杨剑萍，石德文.东营凹陷北部永921地区渐新世沙三段和沙四段扇三角洲沉积[J].石油大学学报，2000，24（1）：9-14.

[10] 焦养泉，刘少峰，周海民，等.扇三角洲沉积体系及其与油气聚集关系[J].沉积学报，1998，16（1）：71-75.

[11] 高志勇，郭宏莉，安海亭.库车坳陷东部山前带古近系不同体系域内扇三角洲 沉积砂体的对比研究[J].地质科学，2008，43（4）：758-776.

[12] 张建忠，许建华.东营凹陷北部陡坡带西段水下扇储层成岩作用与孔隙演化[J].油气地质与采收率，2003，10（5）：9-10.