厄瓜多尔Oriente盆地北部区块T段地层沉积演化特征*

刘慧盈 陈和平 张克鑫 张超前 武军昌 王玉生

(中国石油勘探开发研究院 北京 100083)

厄瓜多尔Oriente盆地北部区块T段地层沉积演化特征*

刘慧盈 陈和平 张克鑫 张超前 武军昌 王玉生

(中国石油勘探开发研究院 北京 100083)

刘慧盈,陈和平,张克鑫，等.厄瓜多尔Oriente盆地北部区块T段地层沉积演化特征[J].中国海上油气，2017,29(2)：53-62.

LIU Huiying,CHEN Heping,ZHANG Kexin,et al.Sedimentary evolution characteristics of T Member in north block, Oriente basin, Ecuador[J].China Offshore Oil and Gas,2017,29(2):53-62.

厄瓜多尔Oriente盆地白垩纪T段地层具有丰富的油气资源，是北部区块油气勘探的重要目的层段，但目前T段地层沉积演化研究程度较低，尚未形成统一认识，极大地制约了该区块的进一步勘探开发。运用沉积岩石学理论方法，结合扫描电镜矿物定量评价方法，依据岩心、薄片、测井、录井等资料，通过描述岩心岩性、结构等岩石学特征以及沉积构造、生物遗迹化石、沉积韵律等沉积学特征，分析测井相标志，认为北部区块T段地层中LT层发育海侵期的外潮控河口湾亚相，包括潮汐砂坝、潮汐水道和潮汐砂坝间3种微相，而MT层和UT层发育潮控内陆棚亚相，包括潮汐沙脊、潮汐砂席和内陆棚泥3种微相。T段地层储层物性主要受沉积微相控制，各沉积微相的储层物性由好到差依次为潮汐砂坝/潮汐沙脊、潮汐水道、潮汐砂席，潮汐砂坝和潮汐沙脊微相发育区为最有利的储集相带。北部区块T段地层发育于以潮汐作用为主、坡度极缓的海陆过渡环境，从而形成了海侵型潮控河口湾-潮控陆棚相沉积模式。本文研究成果可为Oriente盆地北部区块下一步有利储集砂体的分布及预测提供科学依据。

Oriente盆地；北部区块；白垩纪T段地层；沉积微相；沉积演化

厄瓜多尔Oriente盆地是次安第斯前陆盆地群中最主要的产油气盆地之一[1-4]，北起Vaupes和Macarena隆起，南至Shionayacu剪切带，西起中科迪勒拉山前缘，东至冈瓦纳地盾,面积10×104km2(图1a)。北部区块位于Oriente盆地北部，白垩系T段地层是最主要的开发层系之一，属于潮控海陆过渡环境，沉积条件复杂，研究程度低，具体勘探目标不明确，储层展布规律不清，沉积微相研究精度有待进一步提高。

前人对Oriente盆地的研究大多数仅限于盆地各区块的油气勘探潜力分析，以及中、南部区块白垩系地层中主要产层的沉积特征分析[5-11]，而对于北部区块白垩系T段地层沉积演化的研究程度较低。本文综合利用岩心、薄片、测井、录井等资料，针对北部区块主力产层T段深入开展沉积学研究，阐明其沉积特征，确定沉积微相展布特征及砂体分布规律，以期为该区块滚动勘探及增储上产提供指导。

图1 Oriente盆地北部区块构造位置及白垩系层序地层划分方案(据文献[5]修改)Fig .1 Structural location and Cretaceous sequence division scheme of north block, Oriente basin,Ecuador(modified according to the reference[5])

1 区域地质背景

Oriente盆地在构造演化、层序地层、沉积特征等方面已进行了大量的研究工作，并取得了很好的勘探开发成果[4]。自古生代开始，Oriente盆地经历了晚古生代的克拉通边缘盆地、晚三叠世—早白垩世的裂谷盆地和晚白垩世至今的前陆盆地等3个发育过程，属于阶段性发育的叠合盆地。盆地沉积地层从下到上分为3个部分：前白垩系地层、白垩系地层(包括陆相Hollin组和海陆过渡相Napo组沉积)和新生界陆相地层[5]。

北部区块面积约455 km2，整体呈东高西低的单斜构造，地层倾角0.1°～0.5°。白垩系Napo组是研究区最主要的含油层系，发育于盆地的裂后热沉降阶段，物源主要来自东部冈瓦纳地盾，岩性为海相泥岩、石灰岩和砂岩，厚度大于600 m。Napo组共发育3个砂岩段和4个灰岩段(图1b):3个砂岩段均为重要的含油储层，由下至上分别为“T”、“U”、“M1”砂岩段；4个灰岩段均为重要的烃源岩和盖层，由下至上分别为“C”、“B”、“A”、“M2”灰岩段。其中，T段地层为研究区的主力产层，是本次研究的目的层段。

陈诗望[2]、谢寅符[4]、丁增勇[5]、刘畅[6]等都曾以经典层序地层学理论为指导，将Oriente盆地Napo组T段及其上覆层B段定义为一个完整的三级层序,认为研究区陆架边缘体系域不发育，T段对应海侵体系域，主要发育潮控河口湾沉积，物源来自东南方向；B段对应高位体系域，发育浅海陆棚相灰岩沉积。通过总结前人的研究成果[7-13]，应用经典层序地层学原理与方法[14-17]，在T层内识别出2个海泛面，将T层划分为3个准层序组(图1b)，由下至上依次对应Lower T层(简称LT)、Middle T层(简称MT)和Upper T层(简称UT)。

2 沉积特征

研究发现，T段地层具有较为丰富的潮汐环境典型沉积构造(图2)，结合Oriente盆地区域沉积演化背景，认为研究区T段沉积为潮汐主控成因。

LT层主要为石英砂岩沉积，岩石类型以粗砂岩、中砂岩、细砂岩为主，粉砂质泥岩和泥质粉砂岩次之。矿物组成以石英为主，含少量长石与极少量岩屑，成分成熟度高；分选中等—好，磨圆度以次圆状为主，结构成熟度较高(图2a)。砂岩颜色多为黄灰色、灰白色。MT层主要为石英砂岩和泥岩沉积，岩石类型以中砂岩、细砂岩、泥岩为主，顶部多见0.5～2.0 m厚的海绿石石英砂岩沉积(图2b—d)。矿物组成以石英为主，几乎不含岩屑，成分成熟度和结构成熟度均较高。砂岩颜色整体多表现为灰白色、深灰色和灰褐色，顶部渐变为灰绿色。LT层和MT层均具有较为丰富的潮汐环境典型沉积构造(图2a—d)，如泥披层、双泥披层、再作用面构造、潮汐韵律层理、羽状交错层理、脉状层理、波状层理等，也可见流水成因的流水沙纹层理、中型交错层理和泥岩撕裂屑等。

UT层主要发育灰褐色、灰绿色中—细粒海绿石石英砂岩、石英砂岩，顶部偶见灰质泥岩(图2e—j)。研究区海绿石颗粒在光学显微镜下呈褐绿色，多为颗粒状，粒度为50～500 μm，多数小于300 μm，极少数受后期成岩作用挤压变形(图3)。应用Qemscan650分析仪进行矿物含量定量分析，结果表明研究区UT层海绿石砂岩主要由石英和海绿石组成，长石含量一般低于5%，几乎无岩屑，其中海绿石含量以10%～25%为主，表明其经历过长距离的搬运，具有较高的结构和成分成熟度(图4)。阳孝法 等[18-20]通过对化学组分和时空属性进行研究，认为研究区海绿石属于成熟—过成熟型准原地海绿石，形成于陆棚边缘弱还原、较深水环境，但由于研究区地形极缓，且海绿石呈颗粒状易于搬运，因此原地海绿石随着海浪和潮流作用搬运而广泛分布于研究区UT层。研究发现，UT层陆棚相生物扰动作用强烈，细粒沉积物与砂岩混合，使得沉积物分选变差、沉积构造不明显，但也可见一定规模的沉积构造(图2e—j)。中砂岩和细砂岩中主要发育块状层理，也可见羽状交错层理和其他流水成因交错层理；粉砂岩和粉砂质泥岩主要发育水平层理、互层层理。细粒沉积物中常见丰富的Cruziana遗迹化石，如Asterasoma、Teichichnus和Rhizocorallium等典型的代表浅海陆棚相沉积的遗迹化石，以及双壳类生物碎片。

图2 Oriente盆地北部区块T段地层典型沉积构造示意图Fig .2 Typical sedimentary structure of T member in north block， Oriente basin

注：a和b为单偏光显微照片；a′和b′分别为a和b对应的正交偏光照片；Gl-海绿石，Qz-石英，Ro-残余油。

图3 Oriente盆地北部区块UT层段海绿石砂岩中海绿石微观产出形态

Fig .3 Microscopic mode of occurrence of glauconites in glauconitic sandstone of UT Member in north block,Oriente basin

图4 Oriente盆地北部区块UT层段矿物含量定量 分析扫描图片Fig .4 Scan figure of quantitative evaluation of minerals of UT Member in north block, Oriente basin

3 主要沉积微相类型及特征

通过对取心井段进行沉积岩石学特征分析，认为研究区LT层发育外潮控河口湾沉积，MT和UT层发育潮控内陆棚沉积。结合测井曲线形态、幅度等特征的测井相分析，将LT层外潮控河口湾沉积进一步划分为潮汐水道、潮汐砂坝和潮汐砂坝间3个沉积微相，将MT层和UT层潮控内陆棚进一步划分为潮汐沙脊、潮汐砂席和内陆棚泥等3个沉积微相(表1)。

3.1 潮汐水道与潮汐砂坝微相

潮汐砂坝分布在潮汐水道之间，随着潮汐水道凹岸一侧不断发生侵蚀，沉积物向上沉积在平缓的凸岸一侧，从而形成了侧向加积的潮汐砂坝沉积。北部区块LT层潮汐水道底部(谷道)沉积最厚、最粗的滞留沉积物，而迁移的潮汐砂坝逐渐覆盖了活动的潮汐水道，从而在垂向上构成了一个完整的向上变细的沉积旋回(图5a)。

北部区块LT层潮汐水道以黄灰色、灰色沉积粗—中粒石英砂岩为主，分选中等，水道底部普遍具有冲刷形成的泥岩撕裂屑、生物碎屑等含砾粗粒滞留沉积，内部具有中型交错层理、泥披层和再作用面等沉积构造，泥披层多为3～5 cm的粉砂质—泥质沉积；而潮汐砂坝厚度多为5 m左右，岩性以粗—中粒石英砂岩为主，分选好、磨圆度高，结构成熟度较高，下部多发育中型交错层理、羽状交错层理，向上过渡为流水沙纹层理、波状层理等，且颗粒粒度向上逐渐变小，泥质含量增加。LT层潮汐水道与潮汐砂坝沉积微相测井曲线形态多为箱型或箱形-钟形组合(图5a)，底部多为突变接触，GR和RHOB值较低，反映坝体泥质含量低，物性良好。

表1 Oriente盆地北部区块T段地层沉积相分类Table 1 Sedimentary facies classification of T member in north block，Oriente basin

3.2 潮汐砂席微相

北部区块MT层潮汐砂席常呈席状连片展布，多为几米厚，或是以较薄的厚度发育在潮汐沙脊间的槽部。岩性以细粒海绿石砂岩、石英砂岩及粉砂岩为主，偶夹泥岩。砂体内部多发育潮汐韵律层理、泥披层、小型交错层理等沉积构造(图5b)，而粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等细粒沉积物内多发育透镜状层理和水平层理等。细粒沉积物中常见丰富的代表浅海陆棚相沉积的Cruziana遗迹化石(图2f)，由于生物扰动较为强烈，其内部层理不明显。测井曲线具有一定齿化现象，多呈指状，砂质沉积物GR值较低、电阻率中等、密度较低，反映其物性较好—中等，而细粒沉积物GR值高、电阻率低、RHOB值高，反映其泥质含量高，物性差。

3.3 潮汐沙脊微相

潮汐沙脊近平行于最大潮流方向展布，并沿较弱水流的方向侧向迁移[21]。北部区块UT层潮汐沙脊以灰白色、灰绿色中—细粒海绿石砂岩、石英砂岩为主，底部冲刷面之上具有生物碎屑等粗粒滞留沉积，内部具有交错层理、羽状交错层理以及复合交错层理等，底部常见泥披层和再作用面构造(图5c)。由于潮汐沙脊顶部水深较浅，潮流和波浪作用最强，潮汐沙脊整体呈向上变粗的沉积序列。研究区沙脊厚度多为7.5 m左右，但有时由于突然的海侵作用，水深突然增加使其沉积被抑制，厚度小于5 m。GR曲线多呈漏斗形或箱形；由于海绿石矿物密度较大，且易于吸附束缚水，导致海绿石砂岩电阻率较低，RHOB值较高。

4 沉积微相空间展布及沉积演化特征

以岩心和测井资料为基础，根据上述已识别出的北部区块T段各微相岩相和测井相识别模版，在小层界面的控制下进行各小层单井沉积微相划分；在此基础上，开展骨干剖面的沉积微相分析，对T段沉积微相纵向演化进行研究；而后“由点及面”，充分考虑井间控制因素，利用优选后的地震属性分布图、砂体厚度图等约束研究区砂体的沉积走向，从而对各小层沉积微相在平面上的展布特征进行预测和分析。

4.1 垂向展布及沉积演化特征

在分析了研究区82口井单井沉积微相的基础上，认为T段在垂向上具有如下的沉积演化特征：①LT层沉积厚度最大，约为T段地层厚度的一半，向上地层厚度逐渐变小，反映相对海面上升速率逐渐减慢；LT层由向上变细的潮汐水道-潮汐砂坝沉积序列叠置而成，向上层理规模变小。②相比于LT层，MT层单层厚度变薄，主要发育潮汐砂席以及向上变粗的潮汐沙脊，顶部出现海绿石砂岩，反映了相对海面逐渐上升，沉积环境发生改变。③UT层主要发育海绿石砂岩沉积，整体多发育反旋回的潮汐沙脊沉积，顶部发育稳定的陆棚泥沉积。从LT层到UT层，相对海面逐渐上升，在UT层沉积末期达到最大海泛面。图6为北部区块MN01井T段地层沉积微相-层序地层综合柱状图。

在此基础上，建立顺物源方向和垂直物源方向的骨干沉积微相剖面，对T段地层的垂向沉积演化进行深入研究。从研究区东南—西北顺物源走向的连井沉积微相剖面(图7)可以发现，LT层在潮汐水道的沉积背景上发育潮汐砂坝沉积，两期砂坝之间多由潮汐砂坝间细粒沉积物分开。随着相对海平面逐渐上升，小层厚度减薄，MT和UT层演变为潮控陆棚相沉积，在连片砂席背景上发育大型潮汐沙脊沉积，规模较LT层潮汐砂坝大，UT层顶部出现连续的内陆棚泥沉积，相对海面上升至最大海泛面。

4.2 平面展布及沉积演化特征

在单井微相解释和连井沉积微相剖面分析的基础上，利用砂体厚度图约束砂体沉积走向，最终确定北部区块T段各层沉积微相平面展布特征。以LT层砂体厚度图为例(图8)，砂体的沉积走向为NW—SE向，研究区中部和西北部砂体厚度大，表明此区域在沉积时期发育潮汐砂坝和潮汐水道砂质沉积；而东北部和西南部砂体厚度小，表明此区域在沉积时期发育潮汐砂坝间泥质沉积。

从平面上来看，LT层以外潮控河口湾亚相沉积为主，潮汐水道内发育9个自东南向西北延伸、垂直岸线分布的潮汐砂坝砂体(图9a)，砂坝多呈纵长型展布，也有土豆状砂坝发育。潮汐砂坝间多发育在2个砂坝之间泥质含量较高、潮流水体能量较小的位置。研究区西北部的SON1—ANN1—ISA1一带和DOR7—DOR2—DOR1一带发育具有2个坝核的潮汐砂坝，表明其正处于开裂初期。由于潮汐砂坝随潮汐水道摆动不断迁移，砂坝两侧潮道内主控潮流流向相反，一旦流向突然改变，砂坝弯曲度随之增加，易于裂开，从而形成2个砂坝。

图6 Oriente盆地北部区块MN01井T段地层沉积微相-层序地层综合柱状图Fig .6 Comprehensive microfacies-sequence stratigraphic column of Well MN01 of T member in north block， Oriente basin

图7 Oriente盆地北部区块EN01-E01-SON1-ALI1-ANN1-ISA1-FB103井T段地层顺物源方向连井沉积微相剖面图Fig .7 Correlation profile of sedimentary facies across wells EN01-E01-SON1-ALI1-ANN1-ISA1-FB103 of T member in north block，Oriente basin

图8 Oriente盆地北部区块LT层砂体厚度图Fig .8 Isopach map of sand body of LT layer in north block， Oriente basin

图9 Oriente盆地北部区块T段主要小层沉积微相 平面分布图Fig .9 Microfacies plane figures of the main layers of T member in north block，Orente basin

MT层和UT层沉积时期潮汐水流动能极大，流速超过100 cm/s，沉积物供给丰富，砂体分布广泛，在潮汐砂席沉积背景上长条状潮汐沙脊相当发育。研究区潮汐沙脊呈东南—西北向、近平行潮流方向展布(图9b)，潮汐沙脊平均长度约10km，平均宽度约1 km，平均厚度约7.5 m。随着相对海面上升至最大海泛面，UT层形成于这个大型潮控河口湾-陆棚系统的最后充填阶段，研究区北部出现了陆棚泥沉积。

5 潮控河口湾-潮控陆棚沉积相模式

研究区T段地层发育于以潮汐作用为主、坡度极缓的海陆过渡环境，从而形成了潮控河口湾-潮控陆棚相沉积模式(图10)。潮控河口湾相从陆向海依次发育内河口湾、中河口湾和外河口湾，内河口湾主要为河流能量影响，中河口湾为潮汐-河流混合能量影响，外河口湾主要受潮汐能量影响，研究区LT层主要沉积外河口湾亚相，以发育纵长型潮汐砂坝为特征，潮汐砂坝两侧发育与主控潮流方向相反的潮汐水道沉积。潮控陆棚相可分为以砂泥沉积为主的内陆棚亚相和以泥质沉积为主的外陆棚亚相，其中内陆棚亚相又分为砂质滩和灰岩滩，物源供应充分时以砂质滩为主，物源供应不充分时则以灰岩沉积为主。研究区MT、UT层主要发育内陆棚砂质滩沉积，以连片分布的砂席背景上发育长条状潮汐沙脊为特征；而T段之上的B段主要沉积内陆棚灰岩滩亚相。

图10 Oriente盆地北部区块T段地层潮控河口湾- 潮控陆棚相沉积模式图Fig .10 Facies model of tide dominated estuary-tide dominated shelf of T member in north block，Oriente basin

6 结论

1) 厄瓜多尔Oriente盆地北部区块LT层主要发育中、粗砂岩沉积，MT层中、细砂岩与泥岩交替出现，地层内部可见泥披层、再作用面构造、潮汐韵律层理、羽状交错层理、脉状层理、波状层理等潮汐环境典型的沉积构造。UT层主要发育海绿石砂岩沉积，层内陆棚相生物扰动作用强烈，内部主要发育块状层理，交错层理发育较少。

2) 厄瓜多尔Oriente盆地北部区块LT层发育海侵期外潮控河口湾亚相，包括潮汐砂坝、潮汐水道和潮汐砂坝间3种微相。而MT层和UT层发育潮控内陆棚亚相，包括潮汐沙脊、潮汐砂席和内陆棚泥3种微相。T段地层储层物性主要受沉积微相控制，各沉积微相的储层物性由好到差依次为潮汐砂坝/潮汐沙脊、潮汐水道、潮汐砂席，结合各微相物性特征和砂体展布规律，认为潮汐砂坝和潮汐沙脊微相发育区为最有利的储集相带。

3) 厄瓜多尔Oriente盆地北部区块T段地层发育于以潮汐作用为主、坡度极缓的海陆过渡环境，从而形成了海侵型潮控河口湾-潮控陆棚相沉积模式。

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(编辑：冯 娜)

Sedimentary evolution characteristics of T Member in north block,Oriente basin,Ecuador

LIU Huiying CHEN Heping ZHANG Kexin ZHANG Chaoqian WU Junchang WANG Yusheng

(ResearchInstituteofPetroleumExploration&Development,PetroChina,Beijing100083,China)

The Cretaceous T Member of Oriente basin in Ecuador, which is rich in petroleum resource, is the main exploration target in north block. However, the further exploration and development are restricted due to the low study of sedimentary evolution characteristics and without a unified understanding in this area. Integrating sedimentary petrology theory and quantitative evaluation of mineral by SEM, petrology characteristics, including lithology and texture, and sedimentology characteristics, including sedimentary structure, trace fossil and sedimentary rhythm, are described and facies marks of logging are analyzed based on the comprehensive analyses of cores, thin section and well logs. Then, the sedimentary evolution characteristics are clarified. The LT layer of Cretaceous T Member develops outer tide-dominated estuary and three lithofacies types are identified, including tidal bar, tidal channel, and interbar. The MT and UT layers develop tide-dominated inner shelf, including tidal ridge, tidal sheet and inner shelf mudstone. The reservoir physical properties of the Cretaceous T Member are controlled by microfacies. The microfacies with reservoir properties from good to poor are tidal bar/tidal ridge, tidal channel and idal sheet, and the developed areas of tidal bar and tidal ridge are the most favorable reservoirs. The Cretaceous T Member in north block is developed in tide-dominated transitional environment with a very low slope gradient, and therefore it develops a transgressive depositional model of tide dominated estuary-tide dominated shelf. The research results can provide scientific basis to predict the distribution of favorable reservoir in north block, Oriente basin.

Oriente basin; north block; Cretaceous T Member; sedimentary microfacies; sedimentary evolution

*国家自然科学基金“潮控河口湾油砂储层构型及盖层完整性评价研究(编号：41472119)”、“十二五”国家科技重大专项“重油和高凝油油藏高效开发技术(编号：2011ZX05032)”、“十三五”国家科技重大专项“美洲地区超重油与油砂有效开发关键技术(编号：2016ZX05031)”部分研究成果。

刘慧盈，女，中国石油勘探开发研究院在读硕士研究生，主要从事油藏精细描述研究。地址：北京市海淀区学院路20号(邮编：100083)。E-mail:yingyingcrystal@petrochina.com.cn。

1673-1506(2017)02-0053-10

10.11935/j.issn.1673-1506.2017.02.007

TE121.3

A

2016-09-27 改回日期：2016-11-13