潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組沉積相特征研究

孫芳,何幼斌,霍宇琦

(長江大學地球科學學院，湖北 武漢 430100)

董桂玉

(河北聯(lián)合大學礦業(yè)學院，河北 唐山 063009)

漆智

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057)

北部灣盆地是南海北部大陸架西部的一個以新生代沉積為主的陸相斷陷、拗陷疊合盆地，呈“三坳”(北部坳陷、中部坳陷、南部坳陷)、“二隆”(企西隆起、徐聞隆起)的構造格局。潿西南凹陷位于北部灣盆地北部坳陷的北部，是盆地內勘探、研究程度最高的凹陷[1-2]，也是已被鉆探證實的富烴凹陷[3]。潿洲10-3油田位于潿西南凹陷1號斷層東南側下降盤，是一個被斷層復雜化的斷鼻構造。流沙港組三段(簡稱流三段)為一套砂巖、砂礫巖和泥巖互層沉積，是潿西南凹陷的主要儲層，自上而下又可進一步分為4個油組。其中，Ⅱ油組砂巖自下而上由厚變薄，油層較發(fā)育，為油田的第二主力油層。

1 沉積相標志

1.1 巖石顏色

通過潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組巖心觀察和錄井資料分析發(fā)現(xiàn)，B3井沉積物顏色多為紅棕色、雜色、淺灰色和灰白色等弱還原-弱氧化到氧化色調；A2井、A4井等多為灰色、灰綠色、棕色和暗棕色等弱還原-還原色調，局部可見深灰色、灰黑色等較強還原性色調。上述巖石顏色特征反映該研究區(qū)流三段Ⅱ油組沉積時期主要為弱還原-弱氧化沉積環(huán)境。

1.2 巖石結構

巖心觀察和巖石薄片鑒定分析表明，潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組巖石類型主要為陸源碎屑巖，包括礫巖、含礫砂巖、砂巖、含礫粉砂巖、粉砂巖和泥巖等。碎屑顆粒粒級變化大，從粉砂級到砂礫級均有。砂巖總體分選性中等，磨圓度較差，一般為次棱-次圓狀、棱狀。砂巖主要為點接觸，膠結類型以孔隙式為主。雜基以泥質為主，成分多為水云母，其次為伊利石、綠泥石，少量高嶺石；雜基含量一般為6%～30%。膠結物含量較低。上述特征表明，流三段Ⅱ油組砂巖結構成熟度中等偏低，反映近源快速混雜堆積的特征，這是扇三角洲常見的特征之一[4-6]。

1.3 沉積構造

潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組沉積構造類型豐富。B3井以塊狀層理、遞變層理等沉積構造為主，且多在礫巖、含礫砂巖、含礫泥質粉砂巖中發(fā)育；局部見砂巖中發(fā)育的交錯層理、沖刷面等構造。沿B3井向東南方向，如X1井、A7井和A3井等主要以砂巖中發(fā)育的交錯層理、平行層理為主，底部常與沖刷面伴生，向上則漸變?yōu)榉凵皫r和泥質粉砂巖中發(fā)育的波狀層理、透鏡狀層理，頂部偶見水平層理發(fā)育的粉砂質泥巖，局部見含礫砂巖、含礫粉砂巖中發(fā)育的塊狀層理、遞變層理等沉積構造。上述特征反映流三段Ⅱ油組沉積構造既有重力流成因亦有牽引流成因，而重力流與牽引流沉積共生是扇三角洲區(qū)別于其他三角洲的一個重要特征[7-8]。

2 沉積相類型及特征

根據(jù)巖石顏色、巖石結構和沉積構造等相標志的綜合分析，認為潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組主要為湖盆陡坡帶發(fā)育的扇三角洲沉積，向東南逐漸過渡為湖泊沉積，即扇三角洲-湖泊沉積體系，進一步劃分為扇三角洲平原、扇三角洲前緣、前扇三角洲和濱淺湖4種亞相和若干微相。

2.1 扇三角洲平原亞相

圖1 潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組扇三角洲平原沉積特征圖(B3井)

圖2 潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組扇三角洲前緣沉積特征圖(A3井)

潿洲10-3油田及圍區(qū)扇三角洲平原亞相可劃分為分流河道、漫灘沼澤和碎屑流沉積3個沉積微相(見圖1)。

1)分流河道微相 沉積物以淺灰色含礫砂巖、砂巖、泥質砂巖為主，組成若干個向上變細的旋回。由于分流河道穩(wěn)定性差，遷移頻繁，加之常常受碎屑流的侵蝕破壞，因而沉積體多呈單個透鏡狀穿插于碎屑流沉積和漫流沉積體中，有時多個透鏡狀河道砂體垂向上相互疊置[9-10]。砂體底部沖刷充填構造發(fā)育，砂體內見平行層理、交錯層理等，生物化石少見。

2)漫灘沼澤微相 沉積物由紅棕色、雜色、灰綠色泥巖(頁巖)、粉砂質泥巖和砂質泥巖組成。由于受到洪水的影響，局部可見粒度較粗的砂巖透鏡體或不規(guī)則體。沉積構造不發(fā)育，局部見水平層理及塊狀層理，含植物碎片。

3)碎屑流沉積微相 沉積物為雜色、淺灰色、灰色和灰綠色含礫(礫質)細砂巖、含礫粉砂巖、含礫泥質粉砂巖和含礫粉砂質泥巖，單層厚度一般0.2～3.2m，在橫向上變化大，部分呈透鏡狀或楔狀。其沉積構造類型以塊狀層理為主，可見遞變層理和漂礫構造等，偶見沖刷面，生物化石少見。碎屑流沉積多呈不規(guī)則狀產出，即以碎屑流沉積不規(guī)則體為主，且單層厚度較大，一般與細粒沉積物相伴生；河道充填碎屑流沉積體多與分流河道沉積相伴生，可單獨沉積或局部受牽引流改造。

2.2 扇三角洲前緣亞相

潿洲10-3油田及圍區(qū)扇三角洲前緣亞相可細分為水下分流河道、水下分流河道間沉積和水下碎屑流沉積等微相類型，其中以水下分流河道微相最為發(fā)育(見圖2)。

1)水下分流河道微相 與分流河道微相相比，水下分流河道沉積物的顏色變暗，粒度略變細，成熟度和分選性變好，單層厚度變大。其垂向層序結構特征與分流河道相似，由含礫砂巖和砂巖構成若干向上變細的層序。單一河道砂體呈透鏡狀，厚度在1m以下，橫向延伸數(shù)米即變薄甚至尖滅。水下分流河道砂體既可呈單一透鏡狀夾于碎屑流沉積體中，亦可由多個砂巖透鏡體在縱向上相互疊置而形成厚達數(shù)米的砂體[9-10]。

2)水下分流河道間沉積微相 沉積物以灰色、灰綠色泥巖(頁巖)、粉砂質泥巖、砂質泥巖為主，局部夾一些孤立狀的沉積物重力流成因的不規(guī)則體(碎屑流沉積為主)。發(fā)育水平層理、波狀層理、透鏡狀層理和少量塊狀層理，生物擾動構造和生物遺跡構造常見。

3)水下碎屑流沉積微相 相比碎屑流沉積，水下碎屑流沉積物的顏色變暗，粒度略變細，單層厚度稍變薄(一般0.1～2m)。水下碎屑流沉積以河道充填碎屑流沉積體為主，它們多與水下分流河道沉積相伴生，縱向上相互疊置形成厚達數(shù)米的砂體；碎屑流沉積不規(guī)則體多與細粒沉積物相伴生，單層厚度較薄，多呈不規(guī)則狀零星分布。

2.3 前扇三角洲亞相

前扇三角洲亞相由前扇三角洲泥微相組成，沉積物為暗棕色、灰色和深灰色泥巖(頁巖)、粉砂質泥巖和砂質泥巖，偶夾薄層粉砂巖。發(fā)育水平層理，含細小植物碎片。在前扇三角洲泥中可見不規(guī)則碎屑流沉積體，其是在扇三角洲前緣的快速側向沉積過程中，在自身重力作用下，加之波浪、湖流、斷裂活動和古地震等多種誘發(fā)因素的影響，使前緣沉積物沿斜坡向前滑塌，在低洼地區(qū)沉積下來形成的不規(guī)則狀砂體[8]。

2.4 湖泊相

潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組沉積時期湖盆整體水體不深，以濱淺湖亞相為主，半深湖和深湖亞相不發(fā)育。濱淺湖亞相可進一步細分為濱淺湖泥和濱淺湖灘壩2個沉積微相，其中以濱淺湖泥微相最為發(fā)育。濱淺湖泥由深灰色、灰黑色泥巖(頁巖)、粉砂質泥巖組成，可見少量粉砂巖。水平層理發(fā)育，生物化石常見。常與前扇三角洲泥相半生。

3 沉積相展布與演化

在分別進行單井相分析和聯(lián)井相分析的基礎上，針對流三段Ⅱ油組以中期旋回為單位來確定主導相，由此編制潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組各中期旋回的沉積相平面圖(見圖3)。

3.1 MSC5沉積時期

潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組MSC5沉積時期，扇三角洲在該研究區(qū)西北部廣泛分布(見圖3(a))，占研究區(qū)總面積的50%以上。扇三角洲相中又以扇三角洲前緣亞相最為發(fā)育，是其沉積的主體；扇三角洲平原亞相分布較局限，主要在A9-B4-B3-B5井井區(qū)的西北側發(fā)育；相對細粒的前扇三角洲沉積呈較窄的條帶狀環(huán)繞扇三角洲前緣分布。該研究區(qū)東南部為濱淺湖亞相暗色泥巖分布區(qū)，與前扇三角洲微相相毗鄰。C10井井區(qū)見水下碎屑流沉積微相，其周圍為前扇三角洲亞相所環(huán)繞。

圖3 潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組沉積相展布圖

圖4 潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組沉積模式圖

3.2 MSC6沉積時期

潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組MSC6 沉積時期，扇三角洲仍在該研究區(qū)西北部發(fā)育(見圖3(b))，只是扇體的中部、前端及東端被水下分流河道間沉積和漫灘沼澤(含部分前扇三角洲泥和濱淺湖泥)所隔開，如X4a、A5d、A5b、C2、B4及B2井井區(qū)的扇三角洲前緣砂體演變?yōu)樗路至骱拥篱g沉積和前扇三角洲泥，B3-B5井井區(qū)兩側的扇三角洲平原砂體演變?yōu)槁┱訚沙练e。因此，Ⅱ油組MSC6沉積時期扇三角洲的沉積范圍比MSC5沉積時期減少，但其展布格局與MSC5沉積時期較相似。該研究區(qū)東南部仍為濱淺湖亞相區(qū)，分布范圍較MSC5沉積時期明顯擴大，這與流三段為湖盆擴張期且湖平面逐漸上升一致存在密切關系。

潿洲10-3油田流三段Ⅱ油組沉積時期扇三角洲沉積和湖泊沉積發(fā)育，其分布也較有規(guī)律。扇三角洲主要在該研究區(qū)西北部發(fā)育，并側向相連，構成扇三角洲群；該研究區(qū)東南部為濱淺湖亞相分布區(qū)。自西北向東南依次分布扇三角洲平原、扇三角洲前緣、前扇三角洲及濱淺湖。扇三角洲相分布區(qū)從Ⅱ油組MSC5沉積時期至Ⅱ油組MSC6沉積時期經歷了逐漸減小的過程，而濱淺湖亞相分布范圍逐漸擴大。

4 沉積模式

根據(jù)以上特征，結合區(qū)域地質背景，可建立研究區(qū)流三段Ⅱ油組沉積模式(見圖4)。流三段Ⅱ油組沉積時期處于斷陷湖盆發(fā)育的中期，油田西北側1號斷裂帶持續(xù)不均衡活動，東部鄰區(qū)湖水繼續(xù)侵入油田，來自西北側隆起物源區(qū)的陸源碎屑物由多條河流同時向東南搬運，由于地形高差大，河流攜帶大量碎屑物質直接注入油田，在該研究區(qū)西北部形成一系列扇三角洲，它們側向相聯(lián)，形成東北-西南向展布，并具有一定寬度的扇三角洲群。由于距物源較近，地勢較陡，扇三角洲平原和前扇三角洲亞相較不發(fā)育，分布較窄；扇三角洲前緣亞相十分發(fā)育，在該研究區(qū)廣泛分布。此外，該研究區(qū)東南部發(fā)育湖泊相，因湖盆水體整體不深，以濱淺湖亞相為主。

5 結論

1)潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組為扇三角洲-湖泊沉積體系，進一步劃分為扇三角洲平原、扇三角洲前緣、前扇三角洲和濱淺湖4個沉積亞相和若干沉積微相。

2)潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組沉積時期，沉積相分布較有規(guī)律。研究區(qū)西北部發(fā)育扇三角洲平原和扇三角洲前緣亞相，東南部以前扇三角洲和濱淺湖亞相為主，并在其中分布有一定規(guī)模的水下碎屑流沉積。

3)潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組的沉積相演化與構造演化一致。從Ⅱ油組MSC5沉積時期至Ⅱ油組MSC6沉積時期，隨著湖平面逐漸上升，扇三角洲分布范圍逐漸減小。

4)潿洲10-3油田及圍區(qū)流三段Ⅱ油組扇三角洲沉積十分發(fā)育，尤其是扇三角洲前緣砂體，對于該區(qū)的油氣勘探具有重要的現(xiàn)實意義，是進行下一步勘探部署時值得優(yōu)先考慮的相帶。

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