泌陽凹陷深凹區(qū)核三上亞段濁積扇成因及沉積模式

劉正鋒（中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083 中石化河南石油勘探局，河南 南 陽473132）

朱景修，劉建鋒（中石化河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，河南 南 陽473132）

泌陽凹陷深凹區(qū)核三上亞段濁積扇成因及沉積模式

劉正鋒（中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083 中石化河南石油勘探局，河南 南 陽473132）

朱景修，劉建鋒（中石化河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院，河南 南 陽473132）

通過對泌陽凹陷深凹區(qū)核三上亞段巖性組合、粒度分析和地震反射特征等方面的研究，認(rèn)為深凹區(qū)滑塌濁積扇來源東北部的侯莊辮狀河三角洲，巖性為深灰色中砂巖和細(xì)砂巖，多夾于深灰色湖相泥巖中，與泥巖呈突變接觸，粒度概率曲線具有 “低斜一段”式特征，地震剖面上透鏡狀地震反射與前積地震反射共存。三角洲向前推進(jìn)快、朵葉向前延伸較遠(yuǎn)的時期，易形成數(shù)量多、面積大的滑塌濁積扇。東北部三角洲前緣水體淺，湖平面的突然下降使得三角洲前緣出露部分因浮力消失而不穩(wěn)定，可產(chǎn)生局部滑塌。波浪作用可以強(qiáng)烈剝蝕和改造浪基面附近的三角洲前緣沉積，并在波浪的回流作用下進(jìn)一步形成濁積砂體，因此，湖平面下降有利于無外界觸發(fā)機(jī)制作用下三角洲前緣滑塌濁積扇的形成。

濁積扇；成因分析；沉積模式；深凹區(qū)；泌陽凹陷

泌陽凹陷已進(jìn)入高成熟勘探期，容易發(fā)現(xiàn)的油氣藏日益減少，剩余待發(fā)現(xiàn)的油氣藏隱蔽性增大。相對整個凹陷而言，深凹區(qū)的勘探程度較低，為實現(xiàn)河南油田老區(qū)勘探的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，必須擴(kuò)展新的空間和領(lǐng)域，開展深凹區(qū)巖性油氣藏勘探。近期，在深凹區(qū)鉆探泌354井獲高產(chǎn)油氣流，說明深凹區(qū)具有良好的勘探前景，研究認(rèn)為，該井鉆遇三角洲前緣的滑塌濁積砂體。那么，深凹區(qū)核三上亞段滑塌濁積扇等有利砂體在平面上如何展布？縱向上如何演化？如何繼續(xù)深化對深凹區(qū)的勘探，發(fā)現(xiàn)并成功勘探巖性油氣藏？這些都是目前泌陽凹陷深凹區(qū)勘探亟待解決的問題，通過對深凹區(qū)核三上亞段濁積扇的成因進(jìn)行分析，建立沉積模式，為該區(qū)勘探部署與評價提供依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

泌陽凹陷深凹區(qū)位于凹陷中部，東接梨樹凹鼻狀構(gòu)造，南鄰安棚鼻狀構(gòu)造，東北與下二門背斜毗鄰，是泌陽凹陷的一個次級構(gòu)造單元，是泌陽凹陷的沉積、沉降與生油中心（圖1）。從古近系玉皇頂組到新近系平原組地層都有發(fā)育，是盆地中地層發(fā)育最全的地區(qū)。古近系核桃園組核三上亞段是泌陽凹陷的主要含油氣層段，也是研究的目的層段，可細(xì)分為4個四級層序，自上而下為SQ1～SQ4。研究區(qū)整體為北西高南東低的構(gòu)造格局，局部發(fā)育微幅度鼻狀構(gòu)造，與濁積砂體配置可形成構(gòu)造－巖性油藏［1，2］。

圖1 泌陽凹陷深凹區(qū)構(gòu)造位置

2 深凹區(qū)濁積扇成因分析

泌陽凹陷深凹區(qū)核三上亞段發(fā)育的滑塌濁積扇是如何形成的？砂體是來源于北部的侯莊辮狀河三角洲，還是來源于南部的近岸水下扇？這是一個頗有爭議的問題。筆者研究認(rèn)為，深湖區(qū)的滑塌濁積扇來源東北部的侯莊辮狀河三角洲，具體證據(jù)如下。

2.1 巖性及沉積構(gòu)造特征分析

核三上亞段滑塌濁積扇巖性一般由細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖組成，多呈正韻律，頂?shù)着c泥巖巖性突變接觸；多發(fā)育塊狀層理、變形層理、波狀層理及泥巖撕裂片、枕狀構(gòu)造、負(fù)荷模、液化構(gòu)造等（圖2）；由于為辮狀河三角洲前緣的滑塌再搬運，砂體為分選很好的塊狀砂巖，部分保留有原生的沉積構(gòu)造［3，4］?；鷿岱e扇沉積多夾于深灰色湖相泥巖中，與泥巖呈突變接觸（圖3）。

圖2 深凹區(qū)滑塌濁積扇巖心特征

2.2 滑塌濁積扇與三角洲砂巖成熟度相近

砂巖成分和結(jié)構(gòu)成熟度研究表明，東北侯莊辮狀河三角洲砂巖與滑塌濁積扇砂巖具有良好的親緣關(guān)系（表1）。沉積學(xué)研究表明，泌256井和泌296井核三上亞段為辮狀河三角洲沉積，泌270井核三上亞段為滑塌濁積扇沉積。二者石英和長石的含量相似，泌256井石英含量平均值為43%，泌270井為45.6%。同樣地，長石的含量分別為36%和48.2%，分選多為中等－好，磨圓為次棱－次圓，表明北東向的侯莊辮狀河三角洲和滑塌濁積扇之間的親緣關(guān)系。

表1 泌陽凹陷深凹區(qū)SQ3層序辮狀河三角洲前緣與滑塌濁積扇巖性特征表

2.3 滑塌濁積扇與三角洲粒度概率曲線特征不同

泌154井核三段為典型的三角洲前緣沉積，粒度概率曲線為典型的兩段式，以跳躍和懸浮總體為主，主要特征是跳躍總體粒度粗并且跳躍總體組分含量高，懸浮總體含量低，往往對應(yīng)發(fā)育平行層理的厚層砂巖（圖4），反映水動力條件較強(qiáng)的牽引流形成的水下分流河道的沉積特征［5］。

圖3 泌陽凹陷泌365井核三段滑塌濁積扇鉆、測井特征

程1井核三段具有典型的滑塌濁積扇沉積特征，粒度概率曲線具有 “低斜一段”式特征（圖4）。粒度值跨度大，為0～4φ，跳躍和滾動總體不發(fā)育，懸浮總體占絕對優(yōu)勢，具有典型重力流的特征。反映了侯莊三角洲前緣向前滑塌時，沉積水流性質(zhì)發(fā)生了變化，由牽引流向重力流轉(zhuǎn)化，在搬運過程中，摻雜了較多的懸浮物質(zhì)，造成了侯莊三角洲前緣沉積物與滑塌濁積扇沉積物粒度概率曲線的差異［6～8］。

2.4 透鏡狀地震反射與前積地震反射共存

三角洲明顯的前積作用易造成其前緣沉積物發(fā)生滑塌，在其前方形成規(guī)模較小的濁積扇，分別響應(yīng)于前積和透鏡狀地震反射。在地震剖面L419上，發(fā)育向南西傾斜的 “S”型前積反射（延伸約3km），在其前方湖盆中央方向發(fā)育3個透鏡狀地震反射，透鏡體寬為0.5～1km，厚約幾米。前積反射為侯莊辮狀河三角洲前緣沉積，透鏡狀地震反射響應(yīng)于滑塌濁積扇沉積。受沉積坡折帶的控制，地形坡度發(fā)生變化，三角洲向前滑塌，形成具有透鏡狀地震反射的滑塌濁積扇（圖5）。

圖4 泌陽凹陷核三段辮狀河三角洲前緣水下分流河道及濁流沉積粒度概率圖

圖5 泌陽凹陷深凹區(qū)核三段滑塌濁積扇反射特征（L419）

2.5 滑塌濁積扇分布受控于三角洲前緣的分布演化

從SQ1層序沉積相圖可以看出（圖6），東北方向物源供給充足時，侯莊三角洲向前推進(jìn)快、朵葉向前延伸較遠(yuǎn)的時期，易形成數(shù)量多、面積相對較大的滑塌濁積扇。相反地，在東北部物源供給不充足時，侯莊三角洲向前推進(jìn)慢、朵葉向前延伸不遠(yuǎn)，易形成數(shù)量少的滑塌濁積扇。工區(qū)中南部湖相沉積發(fā)育的大量滑塌濁積扇，展布方向以NE－SW向為主，NW－SE向為輔，展布形態(tài)基本為橢圓形、腎形，分布位置受控于辮狀河三角洲主水道的位置，砂體的發(fā)育隨著辮狀河三角洲主水道的擺動而遷移。

圖6 泌陽凹陷深凹區(qū)核三段SQ1沉積相平面分布圖

2.6 湖平面下降有利于三角洲前緣滑塌濁積扇的形成

泌陽凹陷為一個南深北淺的箕狀盆地，湖平面下降對北部斜坡三角洲前緣沉積物的影響較大，湖平面的突然下降使得三角洲前緣出露部分因浮力消失而不穩(wěn)定，可產(chǎn)生局部滑塌。而南部水體較深，湖平面下降對水體深度影響不大，近岸水下扇沉積物仍處于湖平面以下，受到湖水浮力頂托作用，不易產(chǎn)生滑塌。另外，北部斜坡水體淺，湖平面下降時波浪對三角洲前緣沉積物作用力增強(qiáng)，可以強(qiáng)烈剝蝕和改造浪基面附近的三角洲前緣沉積，并在波浪的回流作用下進(jìn)一步形成濁積砂體［9］；因此，湖平面的下降有利于無外界觸發(fā)機(jī)制作用下三角洲前緣滑塌濁積扇的形成。

3 濁積扇沉積模式

根據(jù)上述沉積特征結(jié)合地質(zhì)背景，建立了泌陽凹陷深凹區(qū)核三上亞段三角洲前緣－滑塌濁積扇的沉積模式剖面圖（圖7）?？偨Y(jié)出滑塌濁積扇的形成機(jī)理：當(dāng)核三上亞段侯莊三角洲沉積作用明顯時，三角洲前緣沉積界面變陡，在重力作用、波浪作用、湖平面下降等地質(zhì)誘導(dǎo)因素作用下，具有較陡沉積界面的三角洲前緣沉積物可向深水區(qū)滑塌，在三角洲前方的湖湘沉積中形成沉積物結(jié)構(gòu)成熟度中等、分選較好、規(guī)模較小的、發(fā)育重力流沉積構(gòu)造的系列滑塌濁積扇，構(gòu)成具有成因聯(lián)系的三角洲與滑塌濁積扇沉積體系［10，11］。

圖7 泌陽凹陷核三上亞段沉積模式剖面圖

4 結(jié) 論

1）深湖區(qū)的滑塌濁積扇來源東北部侯莊辮狀河三角洲，多夾于深灰色湖相泥巖中，與泥巖呈突變接觸，粒度概率曲線具有 “低斜一段”式特征，地震剖面上透鏡狀地震反射與前積地震反射共存。

2）三角洲向前推進(jìn)快、朵葉向前延伸較遠(yuǎn)的時期，易形成數(shù)量多、面積大的滑塌濁積扇，距三角洲朵葉越近，數(shù)量越多、面積越大。

3）東北部三角洲前緣水體淺，湖平面的下降受到重力作用和波浪改造作用增強(qiáng)，有利于無外界觸發(fā)機(jī)制作用下三角洲前緣滑塌濁積扇的形成。

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Genesis of Turbidite Fan and Depositional Model in the Upper Member of Eh3of Deep Area of Biyang Depression

LIU Zheng－feng，ZHU Jing－xiu，LIU Jian－feng（First Author's Address：School of Geosciences and Resources，China University of Geosciences，Beijing100083，China；Henan Petroleum Exploration Bureau，SINOPEC，Nanyang473132，Henan，China）

Through the research of lithologic combination，granularity analysis and seismic reflection characteristic in the deep area of Biyang Depression，it was considered that the slumping turbidite fan in the abyss was derived from Houzhuang braided delta，where lithology was dark grey and medium sandstone and fine sandstone，it was mainly of interlayer in the dark grey lake shale，was abruptly contacted with shale，and it had one section low－slope characteristics in granularity probability curve，with lens seismic reflection and progradation on the seismic section.The period when delta advanced fast forward and lobes extended farther away was a better time for forming the large quantity and volume of slumping turbidite fans.The water is shallow in northeastern delta front，in which exposures are instability due to buoyancy caused by the sudden falling down of lake surface，the local slump lake is produced.Wave was intensely eroded and the sediments of delta front around wave base plane were changed，and turbidity sand was further induced in the action of its reflux.Therefore，the falling down of lake surface is favorable for forming the flux－turbidite in delta front without outside trigger mechanism.

turbidite fan；genetic analysis；sedimentary mode；deep sag area；Baying Depression

TE121.3

A

1000－9752（2011）08－0016－05

2011－04－18

劉正鋒（1972－），男，1998年西南石油學(xué)院畢業(yè)，高級工程師，博士生，現(xiàn)主要從事石油地質(zhì)方面的科研與管理工作。

［編輯］ 宋換新