麗水凹陷低位扇群沉積模式

侯國偉，劉金水，周瑞華，葉　芳，李　帥

（中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海200030）

麗水凹陷低位扇群沉積模式

侯國偉，劉金水，周瑞華，葉芳，李帥

（中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海200030）

通過對鉆井巖心、構(gòu)造及物源供給等進行綜合分析，認為東海陸架麗水凹陷低位扇群主要發(fā)育于明月峰組下段海相低位體系域沉積環(huán)境中。所建立的低位扇群沉積演化模式顯示，其形成過程主要受控于沉積環(huán)境、斷裂坡折帶和沉積層序等因素。低位扇發(fā)育所形成的巖性油氣藏拓展了麗水凹陷的油氣勘探領(lǐng)域和潛力。

斷陷盆地；低位扇群；巖性圈閉；沉積模式；麗水凹陷

0　引言

低位扇是沉積層序中低位體系域內(nèi)發(fā)育的不同成因類型砂（礫）巖扇體的總稱［1-2］。陸相斷陷盆地中的低位體系域由于厚度較小，在其內(nèi)發(fā)育的盆底扇與斜坡扇、低位楔等常沉積在相同的位置，且相互混雜，有時難以區(qū)分，故統(tǒng)稱為低位扇［3］。低位扇是形成巖性油氣藏或構(gòu)造-巖性油氣藏的有利儲集體，對于油氣勘探具有非常重要的意義。國內(nèi)外的油氣勘探實踐證實，巖性圈閉主要發(fā)育在層序發(fā)育階段的低位體系域中，而在低位體系域的低位扇中也發(fā)現(xiàn)了多個大中型油氣藏。國內(nèi)學者對于低位扇進行研究的區(qū)域主要包括珠江口盆地［4］和渤海灣盆地［5-6］等，其研究強調(diào)了坡折和古地貌的控制作用［7-9］，并探討了其石油地質(zhì)意義［10-12］。國外學者從層序地層［8］、沉積特征和盆地演化［13-14］以及儲層特征等方面［15-16］對低位扇也做了大量的研究工作。

麗水凹陷位于東海陸架西南部，是在中生代殘留盆地基礎(chǔ)上發(fā)育起來的一個新生代斷陷。目前，凹陷內(nèi)共鉆探井15口，其中7口井見到油氣顯示，油氣顯示層位主要位于古新統(tǒng)明月峰組和靈峰組。筆者基于區(qū)域地質(zhì)背景，利用單井資料，結(jié)合三維地震可視化技術(shù)，擬系統(tǒng)分析麗水凹陷低位扇群的沉積背景及主控因素，并總結(jié)其沉積模式，以期為該區(qū)油氣勘探提供依據(jù)。

1　低位扇群沉積背景

東海盆地是在元古界片麻巖、中生界巖漿巖和碎屑巖沉積的基礎(chǔ)上［17］發(fā)育而成，經(jīng)歷了裂陷、坳陷、區(qū)域抬升和區(qū)域沉降等4個演化階段。麗水凹陷北部與椒江凹陷相鄰，東部以雁蕩低凸起及臺北坳陷東部凹陷帶的福州凹陷相隔，西部和南部與閩浙隆起區(qū)相接［圖1（a）］，面積約1.38萬km2，最大沉積厚度達12 km。該凹陷呈北東—南西向展布，被靈峰古潛山構(gòu)造帶分成東、西2個次凹，自下而上沉積了古近系月桂峰組、靈峰組、明月峰組、甌江組和溫州組等地層，其中月桂峰組、靈峰組和明月峰組沉積時期為盆地的裂陷階段。西次凹東側(cè)及東次凹的東、西兩側(cè)均受到同沉積斷裂的控制，具有東陡西緩、東斷西超的半地塹構(gòu)造格架特征［18］。盡管不存在寬闊的大陸架和大陸坡，但受斷層發(fā)育的影響，在麗水凹陷中心與西斜坡的結(jié)合部位存在類似于大陸坡的斷裂坡折帶，具備典型的箕狀斷陷特征［圖1（b）］。作為由同沉積構(gòu)造長期活動引起的沉積斜坡明顯突變的地帶，坡折帶不僅控制了不同時期凹陷中低位體系域砂體的橫向展布，而且還控制了砂體的縱向沉積模式［7］。古坡折帶坡度平均為18°，寬度平均為700 m，平均高差約為200 m?？傮w來看，坡折帶寬度小、坡度大，為重力流沉積和低位扇體的發(fā)育提供了構(gòu)造條件。

圖1　麗水凹陷構(gòu)造地質(zhì)特征Fig.1　Tectonic and geological characteristics of Lishui Sag

表1　麗水凹陷砂巖骨架顆粒構(gòu)成Table 1　Components of sandstone grain framework in Lishui Sag

綜合分析麗水凹陷的三維地震層序發(fā)育特征后發(fā)現(xiàn)，在明月峰組下段的低位體系域沉積時期，西次凹西斜坡發(fā)育有多個下切谷，表明該時期西斜坡受到了明顯的水體侵蝕。下切谷寬度較大，其內(nèi)可見到不同的反射特征，反映出侵蝕溝谷內(nèi)砂體存在多種疊置現(xiàn)象，且該沉積時期存在不同的沉積水動力條件。三維地震可視化資料表明，這些下切谷與扇體發(fā)育密切相關(guān)，“溝－扇”耦合特征較為明顯。因此，推測西次凹西斜坡西部存在多個規(guī)模較大的三角洲沉積體系，為麗水凹陷的中心部位提供了較為充足的物源。

麗水凹陷古新世沉積物的重礦物組合分析表明，沉積物中鋯石等重礦物普遍發(fā)育，但不同層位鋯石含量差異較大。結(jié)合鋯石測年資料分析［14］，鋯石年齡以中生代為主，少數(shù)為古生代和元古代，這些特點與閩浙露頭區(qū)火成巖、變質(zhì)巖及火山碎屑巖的特征相似。

麗水凹陷西次凹古新統(tǒng)砂巖成熟度較低，以巖屑砂巖和長石巖屑砂巖為主，石英含量較低，火山巖巖屑的體積分數(shù)平均約為53%（表1）?；鹕綆r碎屑主要為酸性噴發(fā)巖，其次為中性噴發(fā)巖（如安山巖等）。其物源主要來自閩浙隆起帶，母巖主要為中酸性巖漿巖。閩浙隆起帶的東南沿海被大面積出露的中生代鈣堿性火山巖所覆蓋，這類巖石分布廣且面積大，為麗水凹陷提供了充足的物源［19］。

2　低位扇群沉積特征

運用層序地層綜合分析方法，將麗水凹陷古新統(tǒng)劃分為5個三級層序和11個四級層序（體系域）。此次研究的明月峰組下段發(fā)育了低位體系域（LST）、海侵體系域（TST）和高位體系域（HST）共3個完整的體系域。

鉆井和地震剖面顯示，明月峰組下段低位、海侵和高位體系域沉積特征均較明顯。從鉆探的A井和B井明月峰組下段的巖心（圖2）來看，泥巖呈灰黑—灰褐色，砂巖具不同尺度的包卷層理和揉皺等變形特征及泄水構(gòu)造、砂質(zhì)碟狀構(gòu)造和泥質(zhì)火焰狀構(gòu)造，反映出砂體垮塌形成重力流的快速堆積?；鷺?gòu)造保存完好，說明滑塌后再沉積時未被完全改造，同時發(fā)育灰黑—黑色泥巖撕裂片，反映出物源來自于水下侵蝕區(qū)域。滑塌構(gòu)造與溝道砂體呈互層狀，反映出沉積水流為間歇流，具有流動時邊坡坍塌等特征。溝道砂巖所夾的灰黑色薄層泥巖和黑色泥巖紋層反映出較深水環(huán)境，砂巖的遞變層理和逃逸構(gòu)造等反映出濁流懸浮沉積物的快速沉積。

圖2　麗水凹陷明月峰組下段巖心照片F(xiàn)ig.2　Core photos of the lower part of Mingyuefeng Formation in Lishui Sag

研究區(qū)三維地震屬性（圖3）顯示，古水系主要從北西西向流入，在麗水凹陷西斜坡發(fā)育有三角洲沉積，三角洲前緣在斜坡或斷坡帶垮塌并形成重力流。重力流所攜帶的大量沉積物傾瀉到凹陷的低洼部位并形成盆底扇或斜坡扇，為典型的在低位體系域發(fā)育的低位扇沉積。鉆井與地震資料綜合分析表明，麗水凹陷西斜坡T85界面發(fā)育有多個下切谷［圖4（a）中藍色虛線］，且規(guī)模較大，寬度為3.9～5.2 km，厚度為103～311 m，反映出低位體系域時期水體下降造成的水道下切現(xiàn)象。同時在地震剖面上還可識別出其他各層序及體系域界面所表現(xiàn)出的削截和超覆等反射特征［圖4（b）］。

圖3　麗水凹陷西次凹均方根振幅屬性Fig.3　Root mean square attributes in west sub-sag of Lishui Sag

圖4　麗水凹陷地震剖面特征Fig.4　Characteristics of the seismic profiles in Lishui Sag

明月峰組上段海侵體系域的上超特征明顯，內(nèi)部主要表現(xiàn)為地震剖面上弱的斷續(xù)反射，而高位體系域表現(xiàn)為振幅較強的連續(xù)反射，最大海泛面可連續(xù)追蹤，但在地震剖面上未識別出低位體系域的反射特征，低位體系域與海侵體系域之間的初次海泛面無法識別。因此，將明月峰組上段劃分為2個四級層序，即低位+海侵體系域和高位體系域。靈峰組上段在西斜坡發(fā)現(xiàn)2個下切谷，但在地震剖面上未識別出低位扇的反射特征，且已鉆井揭示靈峰組上段底部為大套泥巖，低位體系域的發(fā)育特征無法識別，海侵體系域大套泥巖表現(xiàn)的弱反射和高位體系域的強反射地震特征明顯。因此，將靈峰組上段劃分為2個四級層序，即低位+海侵體系域和高位體系域。靈峰組下段和月桂峰組埋藏深度較大，地震反射模糊，特征不明顯。

3　沉積演化和沉積模式

多年來，對中國東部斷陷盆地的研究主要集中在濟陽、南堡、岐口、東濮及遼河等凹陷的陸相沉積環(huán)境［18-20］，而麗水凹陷的沉積環(huán)境與上述凹陷相比具有明顯的區(qū)別［21］。從古新統(tǒng)月桂峰組到明月峰組沉積時期，麗水凹陷沉積環(huán)境經(jīng)歷了從陸相湖泊—三角洲沉積體系到淺海—三角洲沉積體系的變遷。月桂峰組沉積時期，盆地處于裂谷早期，為湖泊—三角洲沉積體系，淺湖—深湖相發(fā)育并占主導(dǎo)地位，深湖區(qū)為沉積-沉降中心區(qū)。靈峰組和明月峰組下段沉積時期，繼承了月桂峰組沉積時期的構(gòu)造格局，但沉積環(huán)境發(fā)生了改變，海侵使得湖泊—三角洲沉積體系轉(zhuǎn)變?yōu)闇\?！侵蕹练e體系。明月峰組上段沉積時期，麗水凹陷表現(xiàn)為坳陷的構(gòu)造特征，斷裂活動減弱，靈峰低凸起也開始接受沉積，此時海平面下降，凹陷進一步萎縮，主要發(fā)育近海三角洲平原與濱淺海相，且以發(fā)育三角洲平原和沼澤相為特征（圖5）。

圖5　麗水凹陷沉積演化剖面Fig.5　Sedimentary evolution profile of Lishui Sag

明月峰組下段自下而上發(fā)育了低位、海侵和高位3個完整的沉積體系域。明月峰組沉積早期，控凹斷裂活動強烈，沉積和沉降速率最大，斷裂兩側(cè)的水深差異加大，東部由早期的淺海環(huán)境進入半深海環(huán)境。該時期斷裂坡折帶的斷裂活動強度不斷增大，隨著斷裂兩側(cè)高差的進一步加大，西側(cè)的相對隆升造成水位下降而使西斜坡部分暴露水面并產(chǎn)生剝蝕，古水系主要從北西西向流入；東側(cè)相對快速下降，造成水深加大和可容納空間不斷加大，再加上受可容納空間和重力滑塌等影響，發(fā)育了一系列低位扇沉積（圖6）。此類扇體發(fā)育于兩側(cè)原有的三角洲沉積前緣，以海底峽谷為運移通道，沿斷裂展布。明月峰組下段中部為海侵體系域沉積。由于海平面持續(xù)上升，盆地水體不斷擴大，沉積體不斷退積，直至明月峰組下段最大海泛時期，水體幾乎覆蓋了所有潛山，形成了開闊的淺海海域。該時期在凹陷內(nèi)沉積的巨厚海相泥巖，可作為區(qū)域性蓋層。此后盆地開始萎縮，儲集體又逐漸向盆地方向進積。

圖6　麗水凹陷西次凹低位扇群沉積模式Fig.6　Sedimentary model of lowstand fan group in west sub-sag of Lishui Sag

4　結(jié)論

（1）鉆井和地震資料分析表明，麗水凹陷西次凹下切溝谷特點明顯，扇體形態(tài)清楚，證實該地區(qū)發(fā)育低位扇。

（2）麗水凹陷西次凹斷裂坡折的構(gòu)造條件、海平面下降及沉積物源的變化，是低位扇群發(fā)育的主要控制因素，低位體系域沉積時期發(fā)育的一系列扇體將成為麗水凹陷巖性油氣藏勘探拓展的新領(lǐng)域。

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（本文編輯：王會玲）

Sedimentary model of lowstand fan group in Lishui Sag

Hou Guowei，Liu Jinshui，Zhou Ruihua，Ye Fang，Li Shuai
（Shanghai Branch of CNOOC Ltd.，Shanghai 200030，China）

Based on the analysis of core，tectonic evolvement and source，it is considered that lowstand fan group developed in marine sedimentary environment of lowstand system tract in lower part of Mingyuefeng Formation in Lishui Sag，East China Sea.The established sedimentary evolution model of lowstand fan group shows that the formation process was controlled by sedimentary environments，faulted slope break zone and sedimentary sequence.Oil and gas exploration potential was found in the lithologic reservoir which generated in lowstand fan，which shows the gas potential of Lishui Sag.

rift basin；lowstand fan group；lithologic trap；sedimentarymodel；Lishui Sag

TE121.3

A

1673-8926（2015）05-0240-05

2015-04-02；

2015-05-12

國家重大科技專項“近海隱蔽油氣藏勘探技術(shù)”（編號：2011ZX05023-002）資助

侯國偉（1975-），男，博士，高級工程師，主要從事海上油氣勘探工作。地址：（200030）上海市徐匯區(qū)零陵路583號海洋石油大廈。電話：（021）64395300。E-mail：hougw@cnooc.com.cn。