金湖凹陷三河深凹帶戴一段近岸水下扇的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義

吳偉，臧素華，郭春雷，花彩霞

（中國石化華東分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇南京210011）

金湖凹陷三河深凹帶戴一段近岸水下扇的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義

吳偉，臧素華，郭春雷，花彩霞

（中國石化華東分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇南京210011）

以地震、鉆井巖心及測井資料為基礎(chǔ)，通過綜合分析古地貌、物源、湖平面變化以及石港斷層的活動史，認為三河深凹帶戴一段三亞段具有形成近岸水下扇的地形、物源及動力條件。近岸水下扇以灰色砂礫巖、含礫中—粗砂巖、細砂巖為主，礫石成分復(fù)雜，分選、磨圓均較差；發(fā)育塊狀層理及重力流成因的滑塌變形構(gòu)造；具有中幅箱形、齒化鐘形的正旋回電性特征；平面上發(fā)育扇形地震相，剖面中具有扇體的楔形和丘形反射形態(tài)特征；三河深凹帶戴一段發(fā)育4個近岸水下扇體，沿石港斷裂呈裙邊狀分布。近岸水下扇的發(fā)現(xiàn)不僅是首次在該地區(qū)提出這一概念，而且證實三河深凹帶具有良好的成藏組合，南部前鋒地區(qū)近岸水下扇勘探已獲突破，北部近岸水下扇及盆底“土豆狀”湖底扇是下一步勘探的主要地區(qū)。

金湖凹陷；三河深凹帶；戴南組一段；近岸水下扇

金湖凹陷腰灘地區(qū)在構(gòu)造上處于蘇北—南黃海新生代盆地陸上部分的東臺坳陷區(qū)的金湖凹陷中部，三河次凹、汜水次凹的交匯部位，研究區(qū)以石港斷裂帶為界可劃分為上升盤的腰灘—銀集構(gòu)造帶以及下降盤的三河深凹帶，區(qū)內(nèi)全三維地震覆蓋（圖1）。已有鉆井揭示，腰灘地區(qū)新生代沉積自下而上包括古近系泰州組、阜寧組、戴南組、三垛組，以及新近系鹽城組和第四系東臺組；古近系不整合于上白堊統(tǒng)之上，第四系、新近系、古近系之間均為不整合接觸，新生界各組地層保存齊全。

腰灘地區(qū)前期勘探主要圍繞石港斷裂上升盤，相繼發(fā)現(xiàn)了阜一段、阜二段、戴南組三套含油層系[1-3]，下降盤三河深凹帶由于埋深大，勘探程度低，且一直沒有獲得突破。但是該區(qū)帶是金湖凹陷主力生烴凹陷，不僅阜二段達到了成熟階段，阜四段也已經(jīng)成熟[4]，因此，阜四段上覆地層戴南組一段（下文簡稱戴一段）具有較大的勘探潛力。戴一段具有三分的基本特征，底部三亞段局限分布于石港斷裂下降盤的三河深凹帶，砂體主要沿石港斷裂下降盤展布，是隱蔽圈閉勘探的有利層段[5]。對于該套砂體的沉積類型大部分學者認為是重力流水道沉積[6-7]，但是作者結(jié)合區(qū)域沉積背景及沉積特征，認為該套砂體為近岸水下扇沉積。

圖1 金湖凹陷金南—腰灘地區(qū)位置圖(據(jù)李亞軍[1]修改)Fig.1 Regional locations of northern Jinhu to Yaotan area in Jinhu sag(According to Li Yajun)

1 近岸水下扇的形成條件

近岸水下扇是指一種位于水下陡坡快速堆積的扇形沉積體，這種沉積體一般隨大斷裂展布，且多分布在湖盆陡坡的一側(cè)[8]。此類沉積體既具有牽引流的性質(zhì)，又具有重力流沉積特征，金湖凹陷三河深凹帶具備近岸水下扇的形成條件。

1.1 地形條件

根據(jù)戴一段地層殘余厚度對腰灘地區(qū)戴南組沉積前古地貌進行了恢復(fù)，發(fā)現(xiàn)石港斷裂上下盤地形高差較大，具有陡坡—凹槽相匹配的地形背景（圖2），陡的地形背景有利于沉積物的重力流產(chǎn)生，是形成近岸水下扇必要的地形條件。

圖2 腰灘地區(qū)戴南組一段沉積前古地貌Fig.2 Pre-sedimentation palaeogeomorphology of lower Dainan formation in Yaotan area

1.2 物源條件

諸多學者[6-7]認為金湖凹陷盆緣的張八嶺隆起、建湖隆起和菱塘橋低凸起是戴一段的主要物源供應(yīng)區(qū)，三河深凹帶主要受張八嶺隆起物源影響，但是其研究均立足于整個戴一段，未細分層系，深凹帶也缺少重礦物等資料支撐，結(jié)論具有一定的爭議性。臧素華等人[5]通過高分辨率層序地層研究細分了層系，認為腰灘戴一段沉積初期上升盤為構(gòu)造高帶，三亞段沉積缺失，但是對于上升盤是否是暴露剝蝕區(qū)，是否具有供源能力未做說明。根據(jù)已有的古地貌分析，結(jié)合三河深凹帶Qf1井重礦物分析資料，發(fā)現(xiàn)深凹帶戴一段三亞段具有低ZTR指數(shù)（13%～24%）高石榴石含量（39.9%～44.9%）的特征，與凹陷周邊ZTR對比[9]，深凹帶是明顯的高值區(qū)，而非由盆緣—深凹逐漸降低的趨勢，反映深凹帶三亞段為近源沉積，由石港斷裂上升盤暴露剝蝕區(qū)提供物源。

1.3 動力條件

斷陷湖盆的擴張期，水域擴大，是沉積歷史中的全盛時期。氣候濕潤、雨量充沛，季節(jié)性洪水更加發(fā)育，因此，是近岸水下扇儲集體發(fā)育的最佳時期。通過層序地層分析，戴一段長期旋回層序則以向上“變深”復(fù)“變淺”為主[5]，三亞段處于湖盆擴張期早期，研究區(qū)砂巖中可見大量植物碎屑（圖3），反映該時期植被發(fā)育、氣候濕潤。

同時，戴一段沉積期是石港斷裂最活躍的時期[10]，斷層生長指數(shù)普遍在1.8左右，最大可達2.0，表現(xiàn)為強烈正斷層活動，并演化成為控制半地塹式三河次凹的主邊界斷層，斷層的強烈活動與充沛的洪水為近岸水下扇形成提供了充足的動力條件。

2 近岸水下扇的基本特征

2.1 沉積學特征

三河深凹帶戴一段三亞段近岸水下扇的巖石類型主要為灰色砂礫巖、含礫中—粗砂巖、細砂巖以及深灰色—棕灰色泥巖（圖3）。礫石成分復(fù)雜，主要包括泥礫、碎屑巖礫石。礫石大小不一，一般在1～3 cm，最大可達8 cm，分選、磨圓均較差，反映近源快速沉積的特征。

圖3 三河深凹帶Qf1井戴一段三亞段綜合柱狀圖Fig.3 Integrated histogram of Es33lower Dainan formation of Qf1 well in Sanhe deep hollow zone

從沉積構(gòu)造來看，砂巖發(fā)育底沖刷、厚層塊狀層理（圖3），缺少河流、（扇）三角洲沉積所特有的交錯層理，同時戴一段三亞段中還發(fā)育大量重力流成因的滑塌變形構(gòu)造（圖3），如包卷層理、同沉積裂縫、泥巖撕裂屑等，是近岸水下扇的典型沉積構(gòu)造。

在粒度概率圖上表現(xiàn)為一段式、兩段式或微向上凸的弧線[7]，斜率低，粒度范圍分布廣，懸浮總體含量高，達到了40%～50%，分選差。

近岸水下扇測井響應(yīng)曲線具有正旋回特征（圖3），表現(xiàn)為中幅箱形、齒化鐘形、齒形及低幅指形的組合，其變化規(guī)律由扇根到扇端曲線由中幅箱形、鐘形變?yōu)榈头感巍?/p>

從地震相來看，三河深凹帶戴一段三亞段具有扇形地震相特征，沿石港斷裂呈裙邊狀分布（圖4）。在地震剖面上，近岸水下扇的反射形態(tài)有楔形和丘形。在順物源方向的地震反射剖面上為連續(xù)性差、變振幅的楔形雜亂反射，向湖盆中央方向，反射結(jié)構(gòu)逐漸變好并過渡為弱振幅、平行—亞平行湖相地震反射（圖5）。在垂直物源方向的地震剖面上，近岸水下扇響應(yīng)于頂凸底平的丘形雜亂反射，丘體兩側(cè)被正常湖相席狀反射上超。

圖4 三河深凹帶近岸水下扇平面地震相特征(T30-30ms)Fig.4 Seismic facies features of coastal subsea apron in Sanhe deep hollow zone(T30-30ms)

圖5 三河深凹帶近岸水下扇地震反射特征Fig.5 Seismic reflection features of coastal subsea apron in Sanhe deep hollow zone

2.2 近岸水下扇平面分布特征

以沉積學理論為指導(dǎo)[11]，依據(jù)巖心、錄井、測井和三維地震資料，對腰灘地區(qū)三河深凹帶戴一段三亞段近岸水下扇的展布進行了綜合研究，在無井區(qū)結(jié)合儲層波阻抗反演和物源方向綜合分析，編制了該亞段沉積相圖，明確了近岸水下扇平面分布特征。

圖6顯示，三河深凹帶發(fā)育4個近岸水下扇體，沿石港斷裂呈裙邊狀分布，研究區(qū)南部兩個扇體規(guī)模較北部大，Qf1、Q8井鉆遇扇根部位，砂巖厚度近60 m，S266井鉆遇扇端部位，砂巖厚度薄，僅有11 m，為泥包砂結(jié)構(gòu)；北部Feng2井低部位存在兩個次級近岸水下扇，扇體規(guī)模小，延伸距離短。在近岸水下扇末端的盆底，受斷層活動等事件性地質(zhì)因素影響，沉積了零星分布的土豆狀湖底扇體。

3 地質(zhì)意義

金湖凹陷三河深凹帶戴一段近岸水下扇的發(fā)現(xiàn)具有重要的地質(zhì)意義。首先在前人[5]對地層結(jié)構(gòu)有了明確認識的基礎(chǔ)上，進一步確定了戴一段三亞段的沉積類型，首次提出近岸水下扇的概念，在深凹帶落實了近岸水下扇分布規(guī)律。其次通過沉積相的刻畫證實了三河深凹帶具有較好的儲集條件，阜四段油氣上排通暢，縱向上可形成阜四段生、戴一段三亞段水下扇儲、三亞段頂部泥巖蓋的有利成藏組合。此外針對研究區(qū)南部近岸水下扇部署的Qf1井在目的層鉆遇油層29.8 m/13層，證實了三河深凹帶近岸水下扇具有較大的勘探潛力，指明了下一步勘探方向，三河深凹帶北部近岸水下扇及盆底“土豆狀”湖底扇是下一步勘探的重要目標。

4 結(jié)語

1）通過綜合分析三河深凹帶古地貌、物源、湖平面變化以及石港斷層的活動史，認為研究區(qū)戴一段三亞段具有形成近岸水下扇的地形、物源、動力條件。

2）研究區(qū)戴一段近岸水下扇以灰色砂礫巖、含礫中—粗砂巖、細砂巖為主，礫石成分復(fù)雜，分選、磨圓均較差；發(fā)育塊狀層理及重力流成因的滑塌變形構(gòu)造；具有中幅箱形、齒化鐘形的正旋回電性特征；平面上發(fā)育扇形地震相，剖面中具有扇體的楔形和丘形反射形態(tài)特征；三河深凹帶戴一段發(fā)育4個近岸水下扇體，沿石港斷裂呈裙邊狀分布。

圖6 金湖凹陷腰灘地區(qū)戴一段三亞段沉積相Fig.6 Sedimentry facies of Es33lower Dainan formation of Yaotan area in Jinhu sag

3）近岸水下扇的發(fā)現(xiàn)不僅是首次在該地區(qū)提出這一概念，而且證實三河深凹帶具有良好的成藏組合，南部前鋒地區(qū)近岸水下扇勘探已獲突破，北部近岸水下扇及盆底“土豆狀”湖底扇是下一步勘探的主要地區(qū)。

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（編輯：楊友勝）

Discovery and geological significance of coastal subaqueous fan in lower Dainan formation of Sanhe deep hollow zone in Jinhu sag

Wu Wei,Zang Suhua,Guo Chunlei and Hua Caixia
(Research Institution of Exploration and Development,East China Company,SINOPEC,Nanjing,Jiangsu 210011,China)

∶Based on seismic data,drilling core data and logging data,and through the comprehensive analysis of palaeogeomorphol?ogy,sediment source,lake level changes and activity history of Shigang fault,Es33lower Dainan formation of Sanhe deep hollow is thought to have the geography,sediment source and dynamical condition of forming coastal subaqueous fan,which consists of gray glutenite,medium+pebbled sandstone and packsand.The gravelstone has complicated component with poor separation and round?ness.Massive bedding and slump deformation structure caused by gravity flow develop here.Medium amplitude box-like and den?toid campaniform normal cycle electrical characteristics exist here.The fan seismic facies whose profile has wedge and mound re?flection characteristics develops on the plane.Four coastal subaqueous fan develop in lower Dainan formation of Sanhe deep hollow zone,lying along the Shigang fault with skirt shaped distribution.The first proposed discovery of coastal subaqueous fan proves that Shanhe deep hollow has great accumulation assemblage.The southern front area has got breakthrough,while the northern part and the“potato shaped”subaqueous fan in the basin floor are the main areas of the further exploration.

∶Jinhu sag,Sanhe deep hollow zone,lower Dainan formation,coastal subaqueous fan

TE122.2

A

2015-06-07。

吳偉（1981—）男，助理工程師，構(gòu)造地質(zhì)研究及油氣經(jīng)濟評價。