珠江口盆地陸豐凹陷珠江組沉積相帶與儲(chǔ)層特征

珠江口盆地陸豐凹陷珠江組沉積相帶與儲(chǔ)層特征

中新世地層從老到新依次劃分為珠江組、韓江組與粵海組。通過(guò)陸豐凹陷沉積記錄的研究表明［8］，研究區(qū)珠江組下部普遍發(fā)育一套辮狀河三角洲濱岸相砂巖，中上部為大段泥巖夾砂巖。韓江組巖性為灰綠色泥巖夾有少量的砂巖，砂巖常含海綠石和綠泥石，沉積環(huán)境以淺海陸棚為主，可作為一套良好的蓋層?；浐＝M地層由灰色泥巖間互砂巖組成正韻律，富含海綠石。

圖1 研究區(qū)位置與構(gòu)造圖Fig.1 Tectonic setting of the Lufeng depression

圖2 陸豐凹陷珠江組儲(chǔ)層巖石類型三角圖Fig.2 Triangular diagram of the sandstone types in the Zhujiang Formation，Lufeng depression

2 巖石學(xué)特征

21 巖石成分

對(duì)研究區(qū)珠江組10口井90個(gè)砂巖薄片樣品組分特征進(jìn)行了分析。從砂巖成分分類圖可以看出［9］，研究區(qū)巖性主要為長(zhǎng)石質(zhì)石英砂巖和長(zhǎng)石巖屑質(zhì)石英砂巖，長(zhǎng)石砂巖次之（圖2）。長(zhǎng)石、巖屑含量均較高，大于25%，反映了陸豐凹陷沉積物成分成熟度較低，離物源較近［9－10］。

圖3 陸豐凹陷珠江組巖石相圖A.槽狀交錯(cuò)層理砂巖相；B.水平層理粉砂巖相；C.透鏡狀層理砂泥巖相；D.生物擾動(dòng)構(gòu)造粉砂巖相；E.板狀交錯(cuò)層理砂巖相；F.含植物碎片泥巖相；G.含礫粗砂巖相；H.變形層理砂巖相Fig.3 Representative lithofacies types in the Zhujiang Formation，Lufeng depression

22 巖相類型

巖相是一定沉積環(huán)境中形成的巖石或巖石組合，是沉積相的主要組成部分。劃分巖相的意義在于通過(guò)某一特定的巖石單元來(lái)反映其形成時(shí)的水動(dòng)力條件及能量，故也可稱其為能量單元，因而劃分巖相的主要依據(jù)應(yīng)為能夠反映其水動(dòng)力條件的粒度、沉積構(gòu)造、顏色及巖性等［11－12］。通過(guò)對(duì)陸豐凹陷8口井的巖心觀察和分析，識(shí)別出下列巖相類型：含礫砂巖相、平行層理砂巖相、波狀層理砂泥巖相、槽狀交錯(cuò)層理砂巖相、沖刷構(gòu)造砂巖相、生物擾動(dòng)構(gòu)造粉砂巖相、透鏡狀層理泥巖相、楔狀交錯(cuò)層理砂巖相、正粒序?qū)永砩皫r相、變形層理砂巖相、生物碎屑砂巖相、水平層理粉砂巖相、復(fù)合層理粉砂巖相和暗色泥巖相等（圖3）。

3 沉積微相

珠江組是研究區(qū)新近系中沉積相類型發(fā)育較為復(fù)雜的地層單元。在珠江組沉積時(shí)期，研究區(qū)發(fā)育辮狀河三角洲、濱岸、碳酸鹽巖臺(tái)地及淺海陸棚等四大沉積體系，物源可能來(lái)自于北東方向的古韓江以及南部的東沙隆起。

31 辮狀河三角洲相

辮狀河三角洲沉積體系在陸豐凹陷珠江組下段廣泛發(fā)育（圖4）。根據(jù)巖心觀察和測(cè)井資料可識(shí)別出辮狀河三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲3個(gè)亞相以及分流河道、支流間灣、河口沙壩等5個(gè)微相。其中支流間灣微相的灰色泥巖較發(fā)育，間夾有植物碎片、根莖，特征明顯。

圖4 陸豐凹陷珠江組沉積相與地層柱狀剖面Fig.4 Column of sedimentary facies and stratigraphic system in the Zhujiang Formation，Lufeng depression

3.1.1 分流河道微相

巖性主要為粗砂巖、含礫粗砂巖，底部一般具有沖刷面構(gòu)造。巖相組合特征由下向上為含礫砂巖相槽狀交錯(cuò)層理砂巖相平行層理砂巖相楔狀交錯(cuò)層理砂巖相粒序?qū)永砩暗[巖相。巖體垂向上具下粗上細(xì)的間斷性正韻律，反映了水動(dòng)力由強(qiáng)逐漸變?nèi)醯奶卣?。測(cè)井曲線為中高幅鐘形，底部為突變式，頂部加速漸變，齒中線向外收斂，曲線光滑或齒化，包絡(luò)線屬于退積式組合。

3.1.2 支流間灣微相

支流間灣是分流河道之間相對(duì)凹陷的海灣地帶，水動(dòng)力往往比較弱，因?yàn)榕c海相通，可見有一些生物介殼。沉積物為泥巖，巖體中可以見到蟲孔和一些生物擾動(dòng)構(gòu)造。在泥巖中見有一些陸源沉積物如碳屑，植物根莖等。在垂向上由下向上巖相組合特征為暗色泥巖相砂紋層理砂巖相波狀交錯(cuò)層理砂巖相凸鏡狀層理泥巖相，反映了水動(dòng)力整體較弱的特點(diǎn)。測(cè)井曲線以低幅微齒為主。齒中線為水平平行式，曲線變化幅度無(wú)明顯異常。

3.1.3 河口沙壩微相

河口沙壩位于水下分流河道的前緣及側(cè)緣。通過(guò)對(duì)取心段的巖心觀察，巖性有向上變粗的反韻律特征。沉積物為分選好、質(zhì)純凈的砂巖，下部為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，向上變?yōu)榧?xì)砂巖、中砂巖。下部為小型波狀交錯(cuò)層理，向上層理規(guī)模變大，有中大型楔狀交錯(cuò)層理，甚至出現(xiàn)大型槽狀交錯(cuò)層理，反映了水動(dòng)力由弱變強(qiáng)的特點(diǎn)。分析總結(jié)取心段的巖石相特點(diǎn)及組合規(guī)律，可識(shí)別出塊狀層理砂巖相波狀層理泥質(zhì)粉砂巖相楔狀交錯(cuò)層理砂巖相槽狀交錯(cuò)層理砂巖相，該巖石相組合反映了辮狀河三角洲河口沙壩微相的沉積特征。測(cè)井曲線為中、高幅漏斗狀箱形，齒化或微齒，底部為漸變式，頂部為突變式，齒中線向外收斂，包絡(luò)線屬前積式組合。

3.1.4 遠(yuǎn)沙壩微相

遠(yuǎn)沙壩位于河口沙壩前方較遠(yuǎn)處，橫向延伸遠(yuǎn)，分布范圍廣，但縱向上較狹窄。通過(guò)對(duì)取心段的巖心觀察，巖性上有略微變粗的反韻律特征，表明水動(dòng)力在逐漸加強(qiáng)，呈現(xiàn)進(jìn)積的特點(diǎn)。巖體下部為粉砂巖，向上粒度變粗為細(xì)中砂巖。發(fā)育的巖石相組合有小型楔狀交錯(cuò)層理砂巖相海綠石粉砂巖相塊狀交錯(cuò)層理砂巖相。測(cè)井曲線為低中幅漏斗形，齒中線向外收斂，底部為漸變式，齒化較嚴(yán)重，包絡(luò)線屬前積式組合。

3.1.5 席狀砂微相

通過(guò)對(duì)取心段的巖心觀察，砂巖以中砂巖為主，底部略含礫石，巖體可見碎小的生物屑、海綠石，粒序不明顯。巖石相組合從下向上為塊狀層理砂巖相海綠石砂巖相生物擾動(dòng)砂巖相小型沙紋層理砂巖相。測(cè)井曲線為中幅指形或鈍指形，頂?shù)拙鶠闈u變式，反映席狀砂厚度較薄，齒中線水平，包絡(luò)線為前積式。

32 濱岸相

濱岸相在平面上的分布與三角洲一樣存在著分區(qū)性，即不同亞相沉積特征有著明顯的差異和特色。研究區(qū)珠江組時(shí)期主要發(fā)育無(wú)障壁型海岸，也可見有障壁型海岸沉積的產(chǎn)物?？傮w可劃分出前濱和臨濱亞相，前濱亞相包括灘砂、灘砂水道和沿岸壩3種沉積微相，臨濱亞相包括上臨濱和下臨濱2種沉積微相。

3.2.1 灘砂微相

灘砂微相類型以中粗粒砂巖為主，底部可見細(xì)礫巖或含礫粗砂巖，結(jié)構(gòu)成熟度與礦物成熟度均高。巖石相組合由下向上為含礫砂巖相粒序?qū)永砩暗[巖相塊狀層理砂巖相板狀交錯(cuò)層理砂巖相沖洗交錯(cuò)層理砂巖相。沖洗交錯(cuò)層理反映水流具有雙向性，水動(dòng)力較強(qiáng)，是典型的指示濱岸相的沉積構(gòu)造。測(cè)井曲線為中高幅規(guī)則的箱形。

3.2.2 灘砂水道微相

灘砂水道巖體類型與灘砂微相區(qū)別不大，其粒度范圍相對(duì)較寬，可出現(xiàn)中細(xì)砂巖。通常與灘砂共生，系由波浪回流作用在沿岸壩之間形成的沉積產(chǎn)物。砂體具有良好的孔隙度和滲透性，對(duì)儲(chǔ)層的發(fā)育非常有利。

3.2.3 沿岸壩微相

通過(guò)巖心觀察，沿岸壩巖體以粉砂巖、細(xì)砂巖為主，常發(fā)育水平交錯(cuò)層理、凸鏡狀層理、以及小型楔狀交錯(cuò)層理，具向上變粗的反韻律。測(cè)井曲線為低幅漏斗形。

3.2.4 上臨濱微相

上臨濱主要由細(xì)中砂巖組成，粒度較前濱相對(duì)較細(xì)。發(fā)育楔狀交錯(cuò)層理、平行層理、生物擾動(dòng)構(gòu)造等。巖石分選中等，含有孔蟲、棘皮、苔蘚等海相化石。砂巖的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于泥巖，粒度變化范圍較大，以中砂巖為主，結(jié)構(gòu)成熟度中等偏好。測(cè)井曲線特征為似箱型或藤條狀，以反韻律為主，次為正韻律。砂包泥為主要特征，齒化明顯，無(wú)韻律，粉砂質(zhì)泥巖沉積為主。

3.2.5 下臨濱微相

下臨濱巖性以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，泥質(zhì)含量高，發(fā)育波狀交錯(cuò)層理、生物擾動(dòng)構(gòu)造和生物鉆孔構(gòu)造。向海方向平行層理逐漸減少，以透鏡狀層理為主。分選中等偏好，波浪能量較弱。測(cè)井曲線為低幅齒形，齒化明顯，無(wú)韻律。

33 碳酸鹽巖臺(tái)地相

珠江組下段沉積晚期，研究區(qū)南部東沙隆起附近廣泛發(fā)育碳酸鹽巖臺(tái)地，整體厚度約30m，厚度由北向南逐漸增厚。沉積物以灰?guī)r沉積為主，可見有大量的生物碎屑和造礁生物，偶爾摻雜少量的碎屑顆粒。根據(jù)巖心觀察、測(cè)井特征、古氣候等背景資料，沉積環(huán)境以開闊臺(tái)地相發(fā)育最廣，反映水體能量一般較低，測(cè)井曲線以箱型為主。

34 淺海陸棚相

在珠江組上段時(shí)期，隨著海平面的上升，陸豐凹陷主要發(fā)育較深水的暗灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，砂質(zhì)含量低。生物擾動(dòng)比較強(qiáng)烈，常見貝殼碎片。碎屑礦物成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度高，不穩(wěn)定成分少，圓度及分選較好，填隙物多為化學(xué)膠結(jié)物。海綠石和鮞綠泥石是該帶中常見的自生礦物。

35 沉積相平面展布

通過(guò)陸豐凹陷珠江組平面圖（圖5）可知，陸豐凹陷在珠江組下段時(shí)期主要發(fā)育河控三角洲濱岸沉積環(huán)境。三角洲沉積分為兩大部分：第一部分位于研究區(qū)的北部，三角洲平原和三角洲前緣亞相發(fā)育，由于水體較淺，三角洲前緣亞相發(fā)育面積相對(duì)較??；另一部分位于陸豐凹陷的東南緣，物源可能來(lái)自東沙隆起，在惠陸低凸起和陸豐凹陷西南緣由于水體較深，依次發(fā)育前濱臨濱亞相，粒度較三角洲砂體細(xì)。在珠江組下段晚期，隨著海平面快速上升，導(dǎo)致陸源碎屑物質(zhì)供應(yīng)不足，使得研究區(qū)發(fā)育以灰?guī)r、生屑灰?guī)r為主的碳酸鹽巖臺(tái)地，在研究區(qū)南部的東沙隆起附近廣泛發(fā)育，僅在靠近北部斷階帶附近發(fā)育三角洲。珠江組上段早期，研究區(qū)整體處于一個(gè)海進(jìn)過(guò)程。隨著海平面上升，三角洲向岸推移，面積縮小，陸豐凹陷由三角洲濱岸沉積逐漸向淺海陸棚相過(guò)渡。北部的三角洲沉積中的三角洲平原沉積范圍減小，三角洲前緣范圍稍微增大；在珠江組上段晚期，陸豐凹陷不再發(fā)育三角洲，沉積環(huán)境普遍為巖性變化很小的淺海陸棚相，主要為大段泥巖夾粉砂巖，可作為一套良好的蓋層［13］。

圖5 陸豐凹陷珠江組沉積相平面圖a.珠江組下段；b.珠江組上段Fig.5 Planar distribution of sedimentary facies in the Zhujiang Formation，Lufeng depression

4 沉積微相與儲(chǔ)層關(guān)系

陸豐凹陷碎屑巖中主要雜基成分為陸源粘土礦物，包括伊利石、高嶺土、綠泥石等。泥質(zhì)含量一般較低，約占1%～10%左右。膠結(jié)物主要成分為石英次生加大、方解石、黃鐵礦等。膠結(jié)類型以點(diǎn)線接觸為主，少見雜基支撐或鑲嵌式接觸。砂巖儲(chǔ)層孔隙類型以原生孔隙和次生溶孔為主，另有少量的晶間孔、印模孔等。不同沉積微相對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)集物性具有比較明顯的差異，應(yīng)對(duì)各個(gè)沉積微相做詳細(xì)分析［14－15］。

分流河道微相和河口沙壩微相以中粗砂巖為主，其孔隙度均值為221%（表1），滲透率均值在500～2000mD之間，屬中高孔、高滲儲(chǔ)層。但河口壩微相由于部分地區(qū)因鈣質(zhì)膠結(jié)較強(qiáng)，巖層的滲透率受到一定的影響，比分流河道微相較差。濱岸沉積體系的灘砂微相、灘砂水道微相、沿岸壩微相粒度為細(xì)粗砂巖，孔隙度均值在186%～214%之間，滲透率均值大于2000mD。屬中高孔、特高滲儲(chǔ)層。由于上臨濱較前濱搬運(yùn)碎屑物質(zhì)的距離較遠(yuǎn)、沉積分異作用稍強(qiáng)，粒度比前濱稍細(xì)，孔隙度和滲透率與河口砂壩接近，屬中高孔、高滲儲(chǔ)層。下臨濱為粉砂巖、細(xì)砂巖，孔隙度均值為155%，滲透率均值為87mD，屬中高孔、低滲儲(chǔ)層，反映其儲(chǔ)層物性相對(duì)較差。通過(guò)巖性孔隙度滲透率相關(guān)性對(duì)比圖（圖6）可以看出［16－17］，碎屑巖隨著孔隙度增大，滲透率也逐漸變大，呈現(xiàn)良好的正相關(guān)關(guān)系。局部滲透率高于正常值，可能受到裂縫的影響。

表1 陸豐凹陷珠江組沉積微相與儲(chǔ)集物性關(guān)系Table 1 Sedimentary m icrofacies and physical properties of sandstone reservoirs in the Zhujiang Formation，Lufeng depression

圖6 陸豐凹陷珠江組儲(chǔ)層物性關(guān)系Fig.6 Permeability vs.porosity of the sandstone reservoirs in the Zhujiang Formation，Lufeng depression

層內(nèi)滲透率非均質(zhì)程度通常可用滲透率變異系數(shù)評(píng)價(jià)砂巖儲(chǔ)層內(nèi)均質(zhì)程度［18］。滲透率變異系數(shù)＜05%，砂體為均質(zhì)儲(chǔ)層；變異系數(shù)05%～11%，砂體為相對(duì)均質(zhì)儲(chǔ)層；變異系數(shù)11%～18%，砂體為相對(duì)非均質(zhì)儲(chǔ)層，變異系數(shù)＞18%，砂體為嚴(yán)重非均質(zhì)儲(chǔ)層。研究表明，灘砂為均質(zhì)的砂巖儲(chǔ)層；灘砂水道、沿岸壩、河口沙壩為相對(duì)均質(zhì)的砂巖儲(chǔ)層；上臨濱、分流河道為相對(duì)非均質(zhì)的砂巖儲(chǔ)層；下臨濱為嚴(yán)重非均質(zhì)儲(chǔ)層。

綜合碎屑巖儲(chǔ)層巖性、物性、層內(nèi)非均質(zhì)性等因素，將陸豐凹陷碎屑巖儲(chǔ)層分為三類：

（1）Ⅰ類儲(chǔ)層：滲透性大于2000mD，以中砂巖、細(xì)砂巖為主，泥質(zhì)含量低，為均質(zhì)相對(duì)均質(zhì)的砂巖儲(chǔ)層。灘砂、灘砂水道、沿岸壩屬于Ⅰ類砂巖儲(chǔ)層，儲(chǔ)集物性最好。

（2）Ⅱ類儲(chǔ)層：滲透率介于500～2000mD，層內(nèi)非均質(zhì)程度為相對(duì)均質(zhì)相對(duì)非均質(zhì)，為儲(chǔ)集性中等的砂巖儲(chǔ)層，包括上臨濱、河口沙壩、分流河道。

（3）Ⅲ類儲(chǔ)層：滲透率小于500mD，巖性以細(xì)砂巖為主，嚴(yán)重非均質(zhì)，為儲(chǔ)集性較差的砂巖儲(chǔ)層，包括下臨濱。研究區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的LF13油田和LF22油田表明該區(qū)具有很好的勘探前景。綜合上述研究，陸豐凹陷下一步油氣勘探重點(diǎn)應(yīng)集中在最有利于形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的沉積相帶。

5 結(jié)論

（1）陸豐凹陷珠江組巖性主要為長(zhǎng)石質(zhì)石英砂巖和長(zhǎng)石巖屑質(zhì)石英砂巖，成分成熟度較低，離物源較近。

（2）珠江組時(shí)期主要發(fā)育辮狀河三角洲和濱岸兩大沉積體系。辮狀河三角洲沉積體系可識(shí)別出5種微相：分流河道、支流間灣、河口沙壩、遠(yuǎn)沙壩和席狀砂微相，辮狀河前三角洲亞相發(fā)育不明顯。濱岸沉積體系也可識(shí)別出5種微相：灘砂、灘砂水道、沿岸壩、上臨濱和下臨濱微相。

（3）珠江組砂體儲(chǔ)集物性明顯受沉積微相控制，灘砂、灘砂水道、沿岸壩微相砂體儲(chǔ)集物性最好，分流河道、河口沙壩、上臨濱微相等砂體次之，下臨濱砂體儲(chǔ)集物性最差。尋找優(yōu)質(zhì)油氣儲(chǔ)層，應(yīng)優(yōu)先考慮最有利的形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的沉積相帶。

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Sedimentary facies and reservoir quality of the Zhujiang Formation in the Lufeng depression，Zhujiangkou Basin

WANG Zhanghu1，2，GUO Jianhua1，2，LIU Chensheng1，2，JIAO Peng1，2，YUWang1，2
（1.Key Laboratory of Metallogenic Prediction of NonferrousMetals under the Ministry of Education，Central South University，Changsha 410083，Hunan，China；2.School of Geosciences and InfoPhysics，Changsha 410083，Hunan，China）

Several successions of sandstone reservoirs in the Zhujiang Formation，Lufeng depression occur as key pay horizons in the eastern part of the Zhujiangkou Basin.The present paper deals with sedimentary facies types and reservoir quality of the sandstone reservoirs in the Zhujiang Formation on the basis of well logs，mineral compositions，sedimentary structures and physical properties of the sandstone reservoirs.Four sedimentary facies types are discriminated，including the braided delta facies，littoral facies，carbonate platform facies and shallow sea shelf facies.The braided delta facies may be subdivided into the distributary channel，interdistributary bay，channelmouth bar，distal bar and sheet sand microfacies，whereas the littoral facies ismade up of the beach sand，beach channel，coastal bar，upper shoreface and lower shorefacemicrofacies.The sandstone reservoirs in the beach sand，beach channel and coastal bar micrafacies have the best reservoir quality，followed by those in the upper shoreface，distributary channel and channelmouth barmicrofacies.The reservoir quality is too worst for the lower shoreface sandstones.

Zhujiangkou Basin；Lufeng depression；Zhujiang Formation；sedimentary facies；reservoir quality