福山凹陷古近系流一段重力流沉積特征

李 媛,劉 菊,馬慶林,盧政環(huán),張國濤

(1.中國地質(zhì)大學(xué),湖北 武漢 430074;2.中油南方石油勘探開發(fā)公司,廣東 廣州 510240; 3.長江大學(xué),湖北 荊州 434023)

福山凹陷古近系流一段重力流沉積特征

李 媛1,劉 菊2,馬慶林2,盧政環(huán)2,張國濤3

(1.中國地質(zhì)大學(xué),湖北 武漢 430074;2.中油南方石油勘探開發(fā)公司,廣東 廣州 510240; 3.長江大學(xué),湖北 荊州 434023)

福山凹陷流一段沉積時期,主要以辮狀河三角洲沉積為主,同時在半深湖—深湖區(qū)發(fā)育重力流沉積。以A、B井為例,根據(jù)巖心測井資料,對重力流發(fā)育特征進(jìn)行剖析,結(jié)合該區(qū)的構(gòu)造特征和沉積背景建立了福山凹陷流一段的重力流沉積平面展布與沉積模式。根據(jù)單井相分析識別出該研究區(qū)的重力流沉積為遠(yuǎn)端湖底扇沉積,并分為碎屑流沉積和濁流沉積 2種類型?？傮w垂向上由下至上發(fā)育著湖底扇—辮狀河三角洲前緣—辮狀河三角洲平原的沉積演化序列。該研究將為福山凹陷巖性油氣藏的進(jìn)一步尋找和評價提供依據(jù)。

重力流;湖底扇;鮑馬序列;沉積模式;福山凹陷

1 區(qū)域地質(zhì)背景

福山凹陷位于海南島北部平原區(qū),西起?？谑行阌^(qū),南至定安—澄邁—加來一帶,北至瓊州海峽,海拔為 10～100 m,總面積約為 2 880 km2,為北部灣盆地東南緣的一個近NEE向展布的中—新生代箕狀斷陷。福山凹陷內(nèi)部有 4個主要次級構(gòu)造單元:北部斷階帶、中央凹槽帶、中央構(gòu)造帶和南部斜坡帶,具有南北分帶,東西分塊、隆凹相間的宏觀特征。凹陷南部為海南隆起,東臨云龍凸起,西接臨高凸起,這 3個凸起作為凹陷的周邊正地貌單元,均具有向凹陷提供物源的作用。而在古近系沉積期,海南隆起作為物源區(qū)顯得更為活躍。

福山凹陷古近系流沙港組自下而上可分為三段;流一段沉積在始新世后期,屬于凹陷發(fā)育的萎縮階段。巖心測井表明流一段沉積時期在凹陷的北部、西部和東部均發(fā)育重力流沉積[1-12]。

2 重力流沉積特征

2.1 單井分析

自然伽馬曲線及視電阻率曲線能夠較好地反映沉積巖粒度、分選性、基質(zhì)含量等沉積特征,測井曲線的幅度、形態(tài)、頂?shù)捉佑|關(guān)系、曲線光滑程度以及曲線組合形式都是進(jìn)行沉積環(huán)境判別與分析的重要依據(jù)[13]。

從巖性剖面上可看出,B井巖性主要為灰黑色泥巖及砂泥巖不等厚互層,測井曲線特征表現(xiàn)為:在暗色泥巖背景上發(fā)育低幅鐘形、微齒化漏斗形及指形曲線,綜合二者分析,該段應(yīng)為湖泊—重力流沉積,說明重力流沉積呈夾層分布于半深湖—深湖中,并可能形成一定規(guī)模的湖底扇。在重力流沉積背景下分析該測井曲線特征:濁流沉積的GR曲線常呈低幅鐘形及指形,而碎屑流沉積的GR曲線呈微齒化漏斗形。

流一段沉積時期,重力流沉積在該研究區(qū)發(fā)育,并在半深湖—深湖區(qū)形成一定規(guī)模的遠(yuǎn)端湖底扇,湖底扇又可分為碎屑流沉積和濁流沉積 2種類型,其與深水原地沉積的泥巖在垂向上構(gòu)成泥巖—碎屑流沉積,泥巖—濁流沉積,泥巖—碎屑流沉積—濁流沉積 3種組合形式。

2.2 巖心觀察

B井取心段在測井曲線上呈低幅指形,正是濁流沉積的測井響應(yīng)。發(fā)育重力流沉積的巖心主要為粉—細(xì)砂巖和含礫粗砂巖,砂巖中含較多的泥礫,砂巖呈透鏡狀分布于周圍泥巖中;具有良好的正遞變層理、波狀層理和滑塌變形構(gòu)造(圖 1)。正遞變層理是濁積巖的可靠標(biāo)志[14],即某次單一濁流形成的砂層總體上總是呈向上變細(xì)的正粒序[9]。

圖 1 滑塌變形構(gòu)造素描圖,A井巖心

由此看出,當(dāng)?shù)谝淮螡崃靼l(fā)生沉積作用后不久又發(fā)生第二次濁流,后者趕在第一次的尾部前沉積,結(jié)果就形成了缺失底部的層段[15]。

3 重力流沉積平面展布

3.1 沉積背景

福山凹陷流一段沉積時期在始新世后期,屬于凹陷發(fā)育的萎縮階段。在此時期,控制凹陷的邊界斷層活動較弱,凹陷曾以緩慢、穩(wěn)定的速率沉降,但是由于西部博厚斷層的急劇抬升造成了一些地層被剝蝕,導(dǎo)致本段分布范圍較前期明顯縮小,并向北退縮。南部斜坡廣大區(qū)域成為剝蝕區(qū),沉積作用主要在凹陷北部區(qū)域進(jìn)行。流一段主要沉積背景是辮狀河三角洲沉積,局部為半深湖—深湖環(huán)境。

該段的細(xì)粒砂層中,以發(fā)育鮑馬序列為特征,如B井中某段巖心自下而上發(fā)育B、C、D、E段(圖2)。

B段——下平行紋層:為細(xì)—中砂巖,粒度遞變不明顯,總體上呈現(xiàn)正遞變層理。由于缺失A段,B段作底,在底部可見與下伏地層的突變接觸,期間有一沖刷面,代表了高流態(tài)重力流沉積的產(chǎn)物。

C段——流水波紋層段:以粉砂為主,呈小型流水型波紋層理和滑塌變形層理,這表明流水改造和重力滑動的復(fù)合作用。

D段——上平行紋層:這段由泥質(zhì)粉砂巖組成,具有水平紋層,與 C段為連續(xù)過渡,是由薄的邊界層流造成的,厚度不大。

E段——泥巖段:為塊狀泥巖,與 D段同屬于低流態(tài)重力流沉積。鮑馬沒有劃分出這個段,其 E段指的是深水非濁流沉積段。

圖 2 鮑馬序列特征解釋,B井巖心

圖 3 流一段重力流沉積相平面展布

3.2 平面展布

通過測井巖心分析,得出福山凹陷流一段重力流沉積的平面展布如圖 3所示。在平面上,重力流沉積是南部的辮狀河三角洲砂體由南向北推進(jìn)至深湖區(qū),形成的孤立的、規(guī)模相對較大的湖底扇[6]。此外,西部和東部的次要物源也在東西兩側(cè)活動斷層的控制影響之下在相應(yīng)的深湖區(qū)形成規(guī)模相對較小的湖底扇沉積。因此,湖底扇主要分布在凹陷的北部和西部,位于三角洲體系的外側(cè),垂向由上至下發(fā)育著從辮狀河三角洲平原—辮狀河三角洲前緣—湖底扇的沉積演化序列。

4 重力流沉積模式

福山凹陷自古新世以來經(jīng)歷了喜山運(yùn)動第一幕的裂陷作用,北部較南部劇烈,其構(gòu)造模式為南高北低的箕狀斷陷,加之這一時期區(qū)域性湖平面上升,導(dǎo)致了深水環(huán)境的出現(xiàn)。南部斜坡發(fā)育大量的辮狀河三角洲沉積,呈群帶狀分布。此外,西部和東部也有辮狀河三角洲發(fā)育。為重力流沉積帶來了充沛的物源。如圖4所示,源于海南隆起的主要物源順著南部緩坡向前推進(jìn)并漸漸入湖,由于斜坡較緩,砂體可以順著斜坡向前推進(jìn)很遠(yuǎn),形成辮狀河三角洲。同理,西部和東部也形成了辮狀河三角洲沉積體系。

圖 4 福山凹陷重力流沉積模式

當(dāng)辮狀河三角洲沉積體系繼續(xù)向前推進(jìn)時,在有利的斜坡環(huán)境下,構(gòu)造運(yùn)動和水動力等因素可以引起三角洲前緣未完全固結(jié)的沉積物順著斜坡形成重力流沉積[3]。隨著湖平面上升,沉積物源遠(yuǎn)離研究區(qū),下切水道逐漸失去運(yùn)送沉積物的功能,湖底扇也逐漸停止發(fā)育。

5 結(jié) 論

(1)福山凹陷流一段沉積時期在研究區(qū)的北部、西部和東部半深湖—深湖區(qū)均發(fā)育重力流沉積,位于辮狀河三角洲沉積體系的外側(cè)。

(2)重力流形成一定規(guī)模的孤立湖底扇,主要沉積類型有碎屑流沉積和濁流沉積,與深水原地沉積的泥巖形成 3種沉積組合形式。

(3)關(guān)于重力流沉積—湖底扇的扇相沉積模式,有待進(jìn)一步深入的研究,方能精細(xì)刻畫儲層物性,為生產(chǎn)實踐指明方向。

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編輯 林樹龍

TE121

A

1006-6535(2010)05-0030-03

20100122;改回日期:20100619

國家自然科學(xué)基金項目 (40872077)和中國地質(zhì)大學(xué) (武漢)教育部構(gòu)造與油氣資源重點實驗室聯(lián)合資助項目

李媛 (1987-),女,2008年畢業(yè)于長江大學(xué)石油地質(zhì)專業(yè),現(xiàn)為中國地質(zhì)大學(xué) (武漢)海洋地質(zhì)專業(yè)在讀碩士研究生,研究方向為層序地層學(xué)及沉積學(xué)。