潿洲10－3油田及圍區(qū)流三段Ⅳ油組沉積相特征

霍宇琦，何幼斌，孫芳（長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100）

董桂玉（河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063009）

潿西南凹陷是南海北部灣盆地的富生烴凹陷，其中古近系始新統(tǒng)流沙港組三段（El3）是主要含油層系之一。前人研究認(rèn)為［1～3］，流沙港組三段Ⅳ油組（）發(fā)育沖積扇相，但對扇體的分布位置、數(shù)量和規(guī)模卻沒有明確指出［4，5］。筆者以巖心觀察和描述為基礎(chǔ)，通過對巖石類型、顏色、結(jié)構(gòu)和沉積構(gòu)造等特征的綜合分析，結(jié)合測井曲線及地震反射特征，對潿洲10－3油田及圍區(qū)的沉積相進(jìn)行了深入研究，重新劃分了沉積微相類型，探討了碎屑流沉積的相帶歸屬，刻畫了沉積體系的時(shí)空展布規(guī)律，闡明了砂體的分布特征，有效地預(yù)測了有利油氣儲(chǔ)層的分布。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

北部灣盆地位于粵桂古生代褶皺帶和海南褶皺帶之間，是南海北部大陸架西部一個(gè)以新生代沉積為主的盆地［6］。由于該區(qū)地處歐亞板塊的南緣，受太平洋板塊、歐亞板塊和印度板塊的共同作用，在構(gòu)造上具有十分復(fù)雜的特點(diǎn)［7］。潿西南凹陷地處北部灣盆地北部坳陷的北部，北接潿西南大斷層，南靠北部灣盆地海中凹陷及企西凸起，東臨潿洲島，發(fā)育于中、新生代［8］，是北部灣盆地的一個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元，面積3780km2，預(yù)測資源量6.86×108t。潿洲10－3油田位于潿西南凹陷1號(hào)斷層?xùn)|南側(cè)下降盤，是一個(gè)被斷層復(fù)雜化的斷鼻構(gòu)造，為南海西部海域第一個(gè)投入生產(chǎn)的油田（圖1）。

圖1 潿洲10－3油田構(gòu)造位置圖

流沙港組（El）自下而上可分為3段（El3、El2、El1）。其中，El3為湖盆擴(kuò)張時(shí)期形成的沉積，物源主要來自1號(hào)斷裂帶的西北方向，供應(yīng)較為充足，表現(xiàn)為一套砂巖、砂礫巖和泥巖互層的沖積扇、扇三角洲和濱淺湖相沉積，僅分布于凹陷內(nèi)，是潿西南凹陷的主要儲(chǔ)層［4，5］。通過鉆井巖心、錄井剖面、測井曲線和地震剖面的系統(tǒng)分析，運(yùn)用綜合地層對比技術(shù)，將潿洲10－3油田 El3劃分為 4 個(gè) 油組（、、、）。結(jié)合 “高分辨率層序地層學(xué)”原理和方法，將El3劃分為2個(gè)長期基準(zhǔn)面旋回和8個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回（表1）。

表1 潿洲10－3油田El3高分辨率層序地層劃分表

2 沉積相標(biāo)志

2.1 巖石顏色

2.2 巖石類型及沉積構(gòu)造

圖2 潿洲10－3油田及圍區(qū)中典型巖石類型及沉積構(gòu)造

而區(qū)內(nèi)東南方向的X16井、X19井、X21井、X30井和X32井附近，巖性粒度較細(xì)，多為灰綠色細(xì)砂巖、粉砂巖和雜色頁巖，其中細(xì)砂巖中常見塊狀層理和平行層理，粉砂巖和雜色頁巖中可見水平層理等。在縱向上，區(qū)內(nèi)巖性粒度變化不大，底部細(xì)砂巖中發(fā)育有塊狀層理和平行層理，向上漸變?yōu)榉凵皫r和頁巖，發(fā)育有水平層理。綜上所述，研究區(qū)由北西向南東，沉積物粒度逐漸變細(xì)，沉積構(gòu)造既有重力流成因也有牽引流成因，表現(xiàn)為牽引流沉積物與重力流沉積物復(fù)雜交互的構(gòu)造序列，但整體上以重力流成因?yàn)橹?，在東南方向牽引流成因的沉積構(gòu)造有所增加。

2.3 粒度分析

沉積巖的粒度是受搬運(yùn)介質(zhì)、搬運(yùn)方式和沉積環(huán)境等因素控制的。根據(jù)X1井和X2井的粒度分析資料，繪制了研究區(qū)砂巖中的典型粒度概率累積曲線（圖3）。圖中曲線3為典型二段式，以跳躍總體為主，斜率較大，碎屑顆粒分選較好，代表牽引流沉積；曲線4為簡單一段懸浮式，呈一條直線段，碎屑顆粒分選差，代表濁流沉積；曲線1和曲線2分別為低斜率二段式和三段式，滾動(dòng)、跳躍和懸浮3個(gè)總體均存在，斜率普遍較低，為濁流與牽引流過渡類型沉積，反映出該區(qū)沉積環(huán)境中存在重力流向牽引流過渡的現(xiàn)象［9～11］。研究區(qū)砂巖中既有牽引流沉積又有重力流沉積，即具有牽引流和重力流復(fù)合型水動(dòng)力機(jī)制。

圖3 潿洲10－3油田及圍區(qū)砂巖中典型粒度概率累積曲線

圖4 X1井測井曲線特征

2.4 測井曲線

根據(jù)取心井觀察，選擇巖性及沉積構(gòu)造特征典型的層段，結(jié)合對應(yīng)的測井曲線（以自然伽馬曲線為主）分析可知，研究區(qū)自然伽馬曲線多呈中－高幅齒化箱形和鐘形或二者的復(fù)合形態(tài)，部分呈低幅指形（圖4、5）。塊狀砂巖、砂礫巖在自然伽馬曲線上呈齒化箱形，頂、底起伏程度基本一致，均與泥巖呈漸變接觸，為物源和水動(dòng)力穩(wěn)定的沉積環(huán)境下混雜堆積而成，具碎屑流沉積的特征。中－高幅鐘形曲線從下到上，幅度減小，底部和泥巖呈突變接觸，頂部和泥巖呈漸變接觸，反映沉積物粒度由粗到細(xì)，水動(dòng)力能量減弱，具河道沉積的特征。泥巖在自然伽馬曲線上表現(xiàn)為低幅指形，具漫流沉積的特征［12～15］。

圖5 X3井測井曲線特征

2.5 地震反射

3 沉積相類型及特征

3.1 扇中亞相

研究區(qū)扇中亞相巖性以砂巖、礫狀砂巖和砂礫巖為主，自然伽馬曲線以中－高幅箱形為主，發(fā)育于沖積扇的中部，構(gòu)成主體。扇中亞相可進(jìn)一步劃分為河道沉積微相、漫流沉積微相和非水道化砂（泥）質(zhì)碎屑流沉積微相（見圖4、7、8）。

圖6 潿洲10－3油田及圍區(qū)El3地震反射特征

圖7 X1井取心井段（2098～2103.12m）扇中亞相沉積特征

1）河道沉積微相 巖性以灰綠色、淺灰色砂礫巖、含礫砂巖、砂巖和棕紅色含礫泥巖為主，組成若干個(gè)向上變細(xì)的旋回，砂體底部沖刷充填構(gòu)造發(fā)育，砂體內(nèi)見平行層理和交錯(cuò)層理。河道沉積發(fā)育以重力流成因和牽引流成因?yàn)橹鞯纳暗[巖體，整體上河道充填碎屑流沉積體占優(yōu)勢，但局部層段牽引流成因砂礫巖體也較發(fā)育。

2）漫流沉積微相 巖性由紅棕色、雜色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和砂質(zhì)泥巖組成，局部可見塊狀層理和水平層理，主要為洪水?dāng)y帶沉積物從河床溢出而形成的片狀或席狀細(xì)粒沉積物堆積體，通常構(gòu)成沖積扇的主體。

圖8 X2井取心井段（2035.28～2039.2m）扇中亞相沉積特征

3）非水道化砂（泥）質(zhì)碎屑流沉積微相 砂質(zhì)碎屑流沉積物以淺灰色、灰色、灰綠色含礫（礫質(zhì)）細(xì)砂巖、細(xì)砂巖、含礫粉砂巖為主；泥質(zhì)碎屑流沉積物以紅棕色含礫泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖為主。非水道化砂（泥）質(zhì)碎屑流沉積微相中常見塊狀層理、漂礫構(gòu)造，剖面上多為中－厚層塊狀、帶狀、透鏡體狀，平面上多為不規(guī)則沉積體。該微相類型的砂、礫巖體往往與河道充填碎屑流沉積體在垂向上疊加，構(gòu)成沖積扇的富砂主體。

3.2 扇端亞相

研究區(qū)扇端亞相巖性粒度較細(xì)，多為細(xì)砂巖粒級(jí)以下，分選和磨圓好于扇中，自然伽馬曲線多為低幅指形。扇端亞相發(fā)育于沖積扇的下部至外緣，地形較為平緩，其微相類型主要有漫流沉積、河道沉積和非水道化砂（泥）質(zhì)碎屑流沉積。

漫流沉積物主要由棕紅色砂質(zhì)泥巖組成，可見塊狀層理和小型交錯(cuò)層理。河道沉積物由灰綠色礫狀細(xì)砂巖、砂巖組成，主要發(fā)育塊狀層理，局部可見平行層理、小型交錯(cuò)層理和水平層理。非水道化砂質(zhì)碎屑流沉積物以灰綠色、淺灰色含礫細(xì)砂巖、含礫粉砂巖為主，礫石大小不等，分選較差；非水道化泥質(zhì)碎屑流沉積物以棕紅色含礫泥巖為主，大小不等的礫石呈懸浮狀雜亂分布于泥質(zhì)基質(zhì)中。碎屑流沉積中主要發(fā)育有塊狀層理，多呈不規(guī)則體產(chǎn)出，局部可充填于河道中（圖5、9）。

4 沉積相平面展布特征

在單井、連井剖面沉積相分析的基礎(chǔ)上，綜合地層厚度等值線圖、溝谷＋坡折帶平面分布圖、地震相平面分布圖、砂礫巖厚度等值線圖，以中期基準(zhǔn)面旋回（MSC1和MSC2）相域?yàn)榈葧r(shí)編圖單元，繪制了各中期旋回的沉積相平面分布圖（圖10、11），直觀地展示了潿洲10－3油田及圍區(qū)沉積相帶的平面展布規(guī)律。

1）MSC1沉積時(shí)期，在研究區(qū)北部1號(hào)斷裂帶附近發(fā)育有5個(gè)沖積扇構(gòu)成的扇群，扇體之間通過扇間漫流沉積相連，物源主要來自于西北方向；在研究區(qū)南部X39井、X40井和X41井附近發(fā)育3個(gè)沖積扇扇體，物源主要來自于南部和西南方向；在研究區(qū)中部南北扇體前端的扇間漫流沉積背景上，零星分布著一些非水道化砂質(zhì)碎屑流沉積。

圖9 X3井取心井段（2236.58～2238.98m）扇端亞相沉積特征

圖10 潿洲10－3油田及圍區(qū)的MSC1沉積相平面分布圖

2）MSC2沉積時(shí)期，發(fā)育扇體總面積較MSC1沉積時(shí)期有所增加，在研究區(qū)北部發(fā)育有3個(gè)沖積扇體，扇體數(shù)量較MSC1沉積時(shí)期有所減少，物源供給方向變化不大；在研究區(qū)南部仍發(fā)育有3個(gè)沖積扇扇體，扇體規(guī)模及物源供給方向變化也不大；在研究區(qū)中部發(fā)育的非水道化砂質(zhì)碎屑流不規(guī)則體較MSC1沉積時(shí)期有所增加。

5 結(jié)論

2）從MSC1旋回沉積時(shí)期到MSC2旋回沉積時(shí)期，區(qū)內(nèi)發(fā)育的扇體總面積有所增加，北部的沖積扇體由5個(gè)減少為3個(gè)，中部扇間漫流沉積上分布的砂質(zhì)不規(guī)則體增多。

圖11 潿洲10－3油田及圍區(qū)的MSC2沉積相平面分布圖

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