近岸水下扇扇體沉積新認(rèn)識(shí)與油氣勘探再實(shí)踐

摘 要 在濟(jì)陽坳陷砂礫巖體油氣勘探中，砂體復(fù)雜分布和油水差異聚集等問題引發(fā)了對(duì)現(xiàn)有近岸水下扇沉積充填樣式的思考、探索和補(bǔ)充。為完善斷陷湖盆陡坡帶砂礫巖體發(fā)育模式提供實(shí)驗(yàn)素材和地質(zhì)實(shí)例，在系統(tǒng)梳理前人研究碩果的基礎(chǔ)上，通過開展水槽沉積模擬實(shí)驗(yàn)、解析沉積充填過程，并結(jié)合油氣勘探實(shí)踐論證?？蓪嘞莺瓒钙聨Ы端律确譃樯雀?、扇中、扇間和扇端4種沉積亞相，并包括9種沉積微相；較之以往，補(bǔ)充建立了扇中坡積朵葉體微相和扇間側(cè)向遷移朵葉體微相，前者多超覆在早期扇主體斜坡之上，縱向呈獨(dú)特的前積式反旋回并表現(xiàn)為“底凹上凸”的外部形態(tài)，后者則以發(fā)育正粒序中—細(xì)砂巖為主，沉積充填特征顯著；二者均與半深湖—深湖泥巖、扇端和扇間泥巖緊密接觸，利于形成巖性圈閉；濟(jì)陽坳陷陡坡帶以坡積朵葉體和側(cè)向遷移朵葉為勘探目標(biāo)的多口井接連獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)工業(yè)油氣流，在勘探實(shí)踐中驗(yàn)證了近岸水下扇扇體沉積新認(rèn)識(shí)，拓寬了斷陷湖盆砂礫巖體的勘探新空間?？茖W(xué)發(fā)展的動(dòng)力之一來源于理論與實(shí)驗(yàn)的矛盾，油氣地質(zhì)學(xué)更是著重表現(xiàn)出“問題由實(shí)踐中來，認(rèn)識(shí)到實(shí)踐中去”的特點(diǎn)，基于水槽模擬實(shí)驗(yàn)的沉積充填模式探討是促進(jìn)沉積學(xué)繁榮發(fā)展的有效手段。

關(guān)鍵詞 近岸水下扇；沉積充填樣式；油氣圈閉類型；陡坡帶；濟(jì)陽坳陷

第一作者簡介 于景強(qiáng)，男，1981年出生，碩士研究生，研究員，油氣地質(zhì)地震勘探綜合研究，E-mail： yujingqiang.slyt@sinopec.com

通信作者 蔡來星，男，研究員，沉積學(xué)、油氣地質(zhì)學(xué)，E-mail： qingxin717717@126.com

中圖分類號(hào) P512.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

0 引言

Walker[1]1978建立的海底扇（submarine fan）沉積模式一經(jīng)問世就引發(fā)了國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家的廣泛關(guān)注[2?4]，并孕育了“近岸水下扇”一詞的雛形。1987年，趙澄林等[4]將其應(yīng)用于我國的油區(qū)巖相古地理領(lǐng)域，彼時(shí)稱之為“陡岸湖底扇”。在后續(xù)研究過程中，因其形成環(huán)境的特殊性，國內(nèi)學(xué)者對(duì)這一概念的認(rèn)知也存在一定分歧，水下沖積扇、水下扇、近岸扇、近岸水下沖積扇、近岸水下扇、重力流水下扇等概念不斷涌現(xiàn)[5?10]。孫永傳等[5]定義的水下沖積扇和董榮鑫等[6]提出的近岸水下沖積扇意指“由近源的山間洪水?dāng)y帶大量陸源粗粒碎屑直接進(jìn)入湖盆所形成的水下扇形體”，強(qiáng)調(diào)“除具有沉積物密度流（或濁流）特性外，仍然表現(xiàn)出一定的沖積性質(zhì)”，雖在形態(tài)上類似于陸上沖積扇，卻發(fā)育在湖盆底部[5?6]。該認(rèn)識(shí)在曾洪流等[7]的研究中得到認(rèn)可，并指明近岸水下扇是發(fā)育在凹陷陡坡帶斷層根部、與暗色泥巖互層的扇形粗碎屑巖體，而端木合順等[8]將其形成過程進(jìn)一步細(xì)化為突變性洪水事件（水下滑坡）—水下碎屑流—高密度濁流—低密度濁流，“重力流水下扇”一詞凸顯了水下扇的重力流流體性質(zhì)。吳崇筠[9]在總結(jié)湖盆砂體類型時(shí)同樣劃分出水下沖積扇，但認(rèn)為是山地河流出山口后就直接進(jìn)入湖盆濱淺水區(qū)堆積，形成全部沒于水下的扇形砂礫巖體，灰綠色、淺灰色泥巖和淺水生物化石均表明其形成于濱淺湖環(huán)境。徐懷大等[10]則指出，作為陸上產(chǎn)物的沖積扇與“水下”二字有自相矛盾之嫌，建議推行“水下扇”一詞，以強(qiáng)調(diào)其全然產(chǎn)于水下。不難發(fā)現(xiàn)，早期有關(guān)近岸水下扇的爭議主要在于其形成環(huán)境和發(fā)育機(jī)制，是淺水還是深水？是重力流成因還是兼具沖積性質(zhì)？對(duì)此，張金亮等[11]、朱筱敏等[12]、劉家鐸等[13]、張萌等[14]等諸多學(xué)者在20世紀(jì)90年代相繼明確了近岸水下扇的基本發(fā)育特征：在斷陷湖盆陡坡靠近斷層下降盤一側(cè)，近源洪水?dāng)y帶大量陸源碎屑物質(zhì)直接進(jìn)入深水區(qū)，在重力流作用下快速堆積形成的砂礫巖扇體。

受強(qiáng)構(gòu)造活動(dòng)[15?17]、濕熱古氣候[16?18]、高山深湖古地貌[13?14]、陣發(fā)性洪水[14，17，19]、近物源供給[19?20]以及湖盆基準(zhǔn)面變化[21?22]等因素控制，近岸水下扇砂體表現(xiàn)出緊靠邊界斷裂、近源快速堆積、扇體多期疊置、巖石組構(gòu)復(fù)雜的顯著特征[17?18，20?21，23]，平面呈寬緩連片的扇形且分帶明顯，垂向則多種沉積作用疊置呈正旋回（圖1）[13，23?24]。目前，基本認(rèn)為近岸水下扇沉積相可劃分為三個(gè)亞相，以扇根、扇中、扇端（緣）的分類稍占主流[13，16，22?24]，另有部分學(xué)者將其劃分為內(nèi)扇、中扇、外扇[12，17，25]；但限于沉積過程不明、研究工區(qū)特性等因素，針對(duì)沉積微相的劃分可謂百家爭鳴，扇根主要由主水道和主水道間（側(cè)緣）兩個(gè)微相組成[12?13，16，22，26]，并將主水道側(cè)緣細(xì)分為水下天然堤、決口扇兩個(gè)微相；扇中亞相相對(duì)復(fù)雜，以辮狀水道（分流水道）、水道間、扇中前緣三個(gè)微相為主[12?13，16，24]，另有學(xué)者認(rèn)為還發(fā)育支間天然堤、前緣朵狀體和決口扇等沉積微相[26]，而白立科等[23]引入成因依據(jù)，建議扇中亞相亦可分為水下河道微相和河道邊緣微相，于景強(qiáng)等[19]則從水槽模擬實(shí)驗(yàn)角度強(qiáng)調(diào)了坡積朵葉體微相的發(fā)現(xiàn)與發(fā)育機(jī)制；除扇端泥微相之外，扇端亞相還發(fā)育扇端席狀砂微相和滑塌濁積體微相[13，19，24，26]。在流動(dòng)機(jī)制方面，近岸水下扇兼具重力流和牽引流雙重成因，但以重力流為主，這明顯區(qū)別于以牽引流為主的扇三角洲沉積[14，17，23]。碎屑流與濁流在近岸水下扇中可同期發(fā)育，一般粒序下部發(fā)育黏結(jié)性較高的碎屑流，上部為彌散式濁流（圖1）；隨著搬運(yùn)距離的增加，碎屑流逐漸向濁流轉(zhuǎn)化，最后至扇端處可見牽引構(gòu)造[23]。

顯然，作為陸相斷陷湖盆特有的一種沉積類型，我國學(xué)者針對(duì)近岸水下扇的研究持續(xù)而熱烈，這不僅豐富了事件沉積學(xué)的研究范式，更是為油氣資源的勘探開發(fā)提供了重要的科學(xué)依據(jù)。近岸水下扇砂體或呈楔形插入半深湖—深湖泥巖中，或通過斷層溝通源儲(chǔ)系統(tǒng)，成藏條件十分優(yōu)越，已然成為中國東部斷陷湖盆油氣勘探的重要接替陣地[5?6，20，27?28]。以濟(jì)陽坳陷北部陡坡帶為例，包括近岸水下扇在內(nèi)的砂礫巖體具有勘探面積廣（近2 600 km2）、探明儲(chǔ)量高（11.47×108 t）、勘探潛力大（剩余資源量達(dá)10.0×108 t）等顯著特點(diǎn)。“十一五”之后，東營凹陷陡坡帶油氣勘探目標(biāo)逐漸向深層轉(zhuǎn)移，目前已形成“溝扇對(duì)應(yīng)、橫向連片、縱向疊置、扇根封堵、扇中富集”等重要地質(zhì)認(rèn)識(shí)[18?21，27，29]不僅有力地指導(dǎo)了鹽家、勝坨等區(qū)塊砂礫巖體油氣藏的勘探開發(fā)實(shí)踐，也極大地豐富了陸相油氣地質(zhì)學(xué)理論。時(shí)至今日，“砂礫巖多源多期多圈閉立體勘探”思路愈發(fā)清晰，工作要求更加精細(xì)，但新的問題也接踵而至。在前人認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，以沉積學(xué)、地球物理學(xué)及石油地質(zhì)學(xué)等學(xué)科理論為指導(dǎo)，借助水槽實(shí)驗(yàn)?zāi)M、地球物理分析和典型油藏解剖等手段對(duì)近岸水下扇的沉積微相類型、砂體發(fā)育規(guī)律和油氣圈閉樣式及響應(yīng)特征進(jìn)行系統(tǒng)梳理迫在眉睫。同時(shí)，這對(duì)拓展我國斷陷湖盆油氣勘探空間具有重要的指導(dǎo)意義。

1 問題提出

東營凹陷在構(gòu)造區(qū)帶上從屬于渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷，整體沿東西向展布，并分別以東部青坨子凸起、北部陳家莊—濱縣凸起、西部青城凸起和南部魯西隆起—廣饒凸起為界[18，30?31]。凹陷內(nèi)包括3個(gè)正向構(gòu)造帶（北部陡坡帶、南部緩坡帶、中央背斜帶）和4個(gè)負(fù)向構(gòu)造帶（民豐洼陷、利津洼陷、博興洼陷和牛莊洼陷）；受陳南鏟式邊界斷層和濱南—利津斷層兩套斷裂系統(tǒng)控制，整體形成“北斷南超、山高谷深、溝梁相間”的古地貌格局，為中國東部陸相箕狀凹陷的典型代表（圖2）[30，32]。古近系沙河街組沙四段—沙三段，濟(jì)陽坳陷正處于斷陷湖盆擴(kuò)張階段，在干—濕交替古氣候背景和半深湖—深湖咸水環(huán)境下[30，33?34]，來自陳家莊凸起的陸源粗粒碎屑在東營凹陷北部陡坡帶形成近岸水下扇沉積相（圖2），成為非常重要的油氣儲(chǔ)集體。目前，已發(fā)現(xiàn)濱南、單家寺、利津、勝坨、鹽家等9個(gè)油田，累計(jì)上報(bào)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量3.1×108 t；扇體之間鹽227井、利943井的成功和穩(wěn)產(chǎn)進(jìn)一步揭示了近岸水下扇具備連片含油的潛力。

然而，利斜572井顯示，夾持在淺層扇體與深層扇體之間的砂礫巖儲(chǔ)層物性則很差，測試也以干層為主。分析認(rèn)為，鄰近斷層、多期疊置的近岸水下扇一般具有橫縱向相變迅速、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、巖相類型多樣等特征[20?21，23，35]，且經(jīng)過長期的埋藏和復(fù)雜的成巖改造后，不同巖相單元的儲(chǔ)層非均質(zhì)性極強(qiáng)[36?38]，如孔滲參數(shù)、孔喉結(jié)構(gòu)等，最終導(dǎo)致扇體間和扇體內(nèi)的含油差異極大。對(duì)比、解剖濟(jì)陽坳陷陡坡帶鉆遇近岸水下扇的探井和開發(fā)井發(fā)現(xiàn)，有效儲(chǔ)層分布的復(fù)雜性和矛盾性主要表現(xiàn)在以下三方面，其無一不與沉積規(guī)律密切相關(guān)。

（1） 與“扇根物性封堵”的矛盾：在大型古沖溝控制扇體發(fā)育的基礎(chǔ)上，前人認(rèn)為早期機(jī)械滲濾的黏土主要富集在扇根亞相；在經(jīng)歷強(qiáng)壓實(shí)、雜基重結(jié)晶和碳酸鹽強(qiáng)膠結(jié)作用后，縱向疊置的扇根物性較差，可視為側(cè)向封堵層和局部蓋層，利于形成深層扇根封堵巖性油藏[27，29，39]。這一重要認(rèn)識(shí)指導(dǎo)鹽家、勝坨等區(qū)塊新增探明儲(chǔ)量7 652.7×104 t。然而，后期部署在扇根部位的利853-23井、利853-17井均揭示了有效儲(chǔ)層的發(fā)育，孔隙度最高約16.2%，滲透率最高約18.23×10-3 μm2。

（2） 與“扇中儲(chǔ)利油富”的矛盾：扇中辮狀水道單期厚度可達(dá)10 m，巖性以含礫粗砂巖、中—細(xì)砂巖為主，在受到湖浪反復(fù)淘洗后具備一定的分選，結(jié)構(gòu)成熟度、成分成熟度相應(yīng)提高，加之溶蝕作用較為發(fā)育，儲(chǔ)集性能得到有效改善，使之成為優(yōu)勢儲(chǔ)油相帶[22，35，37]。東營凹陷利津洼陷利943井壓裂后長期穩(wěn)產(chǎn)在24 t/d以上，利567X1井產(chǎn)能也較高，但鄰近的利567 井、利94X1 井則產(chǎn)能差，壓裂后僅穩(wěn)產(chǎn)在1 t/d。可見，研究區(qū)扇中沉積微相類型仍需明確，有利砂體展布亦待明晰。

（3） 對(duì)“扇端泥多砂少”的忽視：山間洪水?dāng)y帶的砂泥沉積物到達(dá)扇端時(shí)密度明顯降低，以形成具似鮑馬序列的濁積巖為主，砂泥多呈薄互層發(fā)育并向沉積中心逐漸過渡為湖相暗色泥巖[14，17]。在以往勘探工作中，富泥而少砂的扇端亞相尚未引起足夠重視，而近期有學(xué)者指出“泥石流（碎屑流）主要在扇根與扇中卸載沉積，但塑性流體底部的滑水機(jī)制可使其搬運(yùn)較遠(yuǎn)而靠近扇端沉積”[23]；此外，扇根及扇中部分也發(fā)育滑塌型重力流成因的砂礫巖體[24，40]。東營凹陷利92井、利911井勘探證實(shí)，近岸水下扇扇體前端不僅發(fā)育厚8～10 m的中—細(xì)砂巖，且物性較好，平均孔隙度10%～15%，壓裂后產(chǎn)能約5 t/d。因此，扇端是否發(fā)育新的砂體類型也急需準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)。

研究團(tuán)隊(duì)已通過水槽沉積模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，扇中和扇端部位發(fā)育坡積朵葉體，其具有獨(dú)特的前積式反粒序旋回，SP曲線呈漏斗形，地震反射中—強(qiáng)且向四周尖滅；另外，在扇端地形平緩區(qū)域還發(fā)育透鏡狀滑塌濁積體[19]。同時(shí)，扇體沉積形態(tài)與其儲(chǔ)集性能關(guān)系密切，扇體推進(jìn)越遠(yuǎn)，分選越充分，物性相對(duì)較好；反之，則物性較差。基于此，本文嘗試對(duì)傳統(tǒng)的近岸水下扇亞相三分模式（扇根、扇中和扇端）進(jìn)行細(xì)化，以期新的沉積認(rèn)識(shí)可以解決上述突出矛盾并指明下一步勘探方向。

2 扇體沉積新認(rèn)識(shí)

在系統(tǒng)解析東營凹陷陡坡帶沙四段地形坡度、邊界斷層活動(dòng)性、沉積環(huán)境、物質(zhì)組成等特征的基礎(chǔ)上，通過開展水槽模擬實(shí)驗(yàn)探究近岸水下扇沉積亞相類型與特征，并建立基于實(shí)驗(yàn)室地質(zhì)模型的沉積模式。沉積模擬實(shí)驗(yàn)在長江大學(xué)CNPC油氣儲(chǔ)層沉積模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)方案、關(guān)鍵參數(shù)等設(shè)計(jì)遵照?qǐng)F(tuán)隊(duì)前期報(bào)道[19]，限于篇幅和報(bào)道重點(diǎn)，此文不再贅述。

2.1 近岸水下扇平面分布特征

在斷層幕式活動(dòng)和干—濕交替氣候條件下，泥石流、陣發(fā)性洪水和間洪期正常河流等多種性質(zhì)的流體在陡坡帶有序發(fā)育形成近岸水下扇。其中，強(qiáng)水動(dòng)力泥石流（碎屑流）屬于黏滯性極高的塑性流體，搬運(yùn)沉積機(jī)制以塊狀搬運(yùn)、整體固結(jié)為特征[23]；高雜基含量的粗碎屑物質(zhì)緊靠邊界斷層堆積形成展布范圍小、單層厚度大、分選磨圓差、沉積分異不明顯的扇根亞相（圖3）。隨著地形坡度變緩，流體在推進(jìn)過程中能量不斷下降，顆粒支撐也逐漸向雜基支撐轉(zhuǎn)變，碎屑流整體固結(jié)的塊狀層理砂礫巖演變?yōu)橐赃f變層理含礫砂巖、粗砂巖為特征的高密度濁流[14，23]；分散的洪水水流在沖蝕扇中早期沉積物時(shí)形成延伸距離較遠(yuǎn)的水下辮狀水道，其底部常見沖刷—充填構(gòu)造，正粒序明顯；在遠(yuǎn)離物源區(qū)的扇中前端，由于流體能量不斷衰減和碎屑物質(zhì)迅速卸載，流體性質(zhì)演變?yōu)榈兔芏葷崃鳎孕纬删啧U馬序列的經(jīng)典濁積巖為特征，粒序底部侵蝕能力下降而頂部可見牽引流沉積構(gòu)造[12，14，17]；平面上，單期次扇中主體常呈舌狀展布，水道間發(fā)育弱水動(dòng)力粉砂巖、泥巖，在辮狀水道不斷遷移擺動(dòng)下構(gòu)成多期疊置扇體（圖3）。

伴隨著沉積物的大量卸載和水動(dòng)力的持續(xù)減弱，扇端位置不再具備形成沖蝕水道的水流強(qiáng)度，而是發(fā)育以砂、泥為主的低密度濁積巖，多見鮑馬序列的BE、CE組合，并向湖盆方向逐漸過渡為湖相暗色泥巖[12，17]。此外，扇端前緣可發(fā)育滑塌濁積扇體，常因重力滑塌或間歇性的斷層活動(dòng)所致[19，24，35]，亦有學(xué)者認(rèn)為其可能是低密度的異重流遠(yuǎn)距離搬運(yùn)成因[23]。

水槽沉積模擬實(shí)驗(yàn)揭示，在傳統(tǒng)的扇根、扇中、扇端亞相基礎(chǔ)上，多物源沉積體系形成的近岸水下扇還可能發(fā)育扇間亞相，其位于兩個(gè)扇主體之間，沉積物富泥而貧砂（圖3）。在水體變淺、物源充足背景下，部分出露水面的扇主體側(cè)緣具有優(yōu)勢可容空間，從而導(dǎo)致水流攜帶的碎屑物質(zhì)“因勢就形”形成扇間扇體。扇間亞相包括側(cè)向遷移朵葉體和扇間泥兩個(gè)微相，前者主要發(fā)育正粒序含礫砂巖、細(xì)砂巖，砂體向扇根方向尖滅并側(cè)向嵌入扇間泥。

在扇中亞相則證實(shí)了坡積朵葉體微相的存在[19]，其整體與其他扇體脫離，并沿水流方向呈長舌狀分布在洪水期扇體斜坡的中下部，規(guī)模大小不一（圖3）。實(shí)驗(yàn)中，規(guī)模較大的朵葉體長1.5～2.0 m，寬0.6～1.0 m，較小者僅長0.5 m，寬0.2 m，據(jù)此預(yù)測自然界中坡積朵葉體的展布規(guī)模在0.5 km2 左右。前人指出，在物源供給、邊界斷層活動(dòng)性、水動(dòng)力條件及地形坡度等因素約束下，坡積朵葉體上傾部位礫巖、細(xì)砂巖、粉砂巖及泥巖共存，但以礫巖為主，結(jié)構(gòu)混雜、雜亂分布；隨著水流推進(jìn)至下傾部位，巖性逐步轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒支撐的粉—細(xì)砂巖，分選變好；末端為湖相泥頁巖，夾雜滑脫入湖的薄層砂質(zhì)條帶[19]。持續(xù)增強(qiáng)的水動(dòng)力條件和物源輸入有利于坡積朵葉體的發(fā)育，隨著后期流體向前逐層推進(jìn)，沉積體形成前積序列，相序上表現(xiàn)出明顯的“下細(xì)上粗”反韻律特征（圖4a）。在沉積構(gòu)造上，上部含礫帶可見較強(qiáng)水動(dòng)力背景下形成的平行層理、交錯(cuò)層理（圖4b）；中部砂巖帶以斜層理和平行層理為主，偶見羽狀交錯(cuò)層理，揭示出水流改道現(xiàn)象的存在（圖4b）；底部泥巖帶則主要發(fā)育水平層理，砂條發(fā)育位置可見同生變形構(gòu)造（圖4b），如包卷層理、砂枕構(gòu)造、滑塌構(gòu)造等[19]。

2.2 近岸水下扇剖面發(fā)育特征

陡坡帶邊界斷層通?；顒?dòng)較劇烈，斷陷湖盆迅速擴(kuò)張并處于饑餓欠補(bǔ)償狀態(tài)，各期扇體以向岸退積為主，基巖之上依次發(fā)育扇根、扇中、扇端亞相；而在湖平面控制下，東營凹陷早期退積型扇體之上還發(fā)育晚期進(jìn)積型扇體[18]。垂向完整的近岸水下扇自下而上由泥石流沉積、陣發(fā)性洪水沉積、間洪期正常河流和湖相懸浮沉積疊加構(gòu)成；在扇體不同位置，可能缺失某種沉積序列，但均表現(xiàn)為正旋回特征。斷層幕式活動(dòng)早期，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈、陸源碎屑物質(zhì)供應(yīng)充足，主要發(fā)育泥石流、陣發(fā)性洪水沉積；隨著構(gòu)造活動(dòng)減弱、陸源碎屑物質(zhì)供應(yīng)強(qiáng)度降低，斷層幕式活動(dòng)中—后期以發(fā)育氣候控制下的陣發(fā)性洪水和間洪期正常牽引流為主；至末期，構(gòu)造活動(dòng)基本停歇，陸源碎屑供應(yīng)極弱，湖相懸浮沉積占據(jù)主導(dǎo)；雖其沉積速率較慢但時(shí)間較長，扇體頂部理應(yīng)普遍披覆湖相泥巖，但扇根和扇中部位多遭受后期強(qiáng)水動(dòng)力侵蝕而流失，扇端部位則穩(wěn)定發(fā)育，并成為重要的沉積期次界面。

在減少基底沉降量以模擬斷層活動(dòng)減弱時(shí)，枯水期扇體在早期洪水期扇中斜坡上形成了坡積朵葉體，垂向粒序可分為底部泥巖層、中部砂巖層和頂部礫巖層，前積反旋回特征顯著。縱剖面上，坡積朵葉體多向上超覆在早期扇體斜坡之上，向下可延伸至湖相泥巖；在扇體遠(yuǎn)端地形轉(zhuǎn)平區(qū)域，滑塌濁積體常呈透鏡體狀包裹在湖相泥巖中（圖4a）。橫剖面上，坡積朵葉體一般位于洪水期扇體的側(cè)上方或扇間位置，填平補(bǔ)齊特征顯著并常具有“底凹上凸”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，部分主水道可見下蝕現(xiàn)象。在沉積構(gòu)造相標(biāo)志方面，頂部礫巖層發(fā)育平行層理、交錯(cuò)層理；中部砂巖層以斜層理及平行層理為主，偶見羽狀交錯(cuò)層理，響應(yīng)水流改道現(xiàn)象；底部泥巖層則以水平層理為主，砂條發(fā)育區(qū)可見沖刷構(gòu)造（圖4b）。

2.3 扇體沉積分布模式

綜上認(rèn)為，由多物源體系供應(yīng)形成的近岸水下扇可劃分為扇根、扇中、扇端及扇間4個(gè)亞相，并包含9種沉積微相（表1）。扇根亞相可劃分為主水道及水道間兩種微相，主水道微相以礫石為主，混雜堆積；水道間微相以泥巖為主，含薄層砂條（圖5a）。扇中亞相可分為辮狀水道、辮狀水道間、坡積朵葉體三種沉積微相類型，其中，辮狀水道微相以含礫砂巖為主，底沖刷和侵蝕充填現(xiàn)象明顯；坡積朵葉體微相同樣以含礫砂巖、粗—細(xì)砂巖為主，但呈反粒序，外部形態(tài)底凹上凸，內(nèi)部發(fā)育多種類型的層理構(gòu)造；分支辮狀水道間微相主要沉積細(xì)砂巖，其厚度相對(duì)較薄（圖5b）。扇間亞相可識(shí)別側(cè)向遷移朵葉體和扇間泥微相，前者的發(fā)育機(jī)理類似于側(cè)向加積：由于河道水流的側(cè)向擺動(dòng)、改道，沉積物容易沿前期扇體斜坡堆積在扇體之間的凹地處，結(jié)構(gòu)上嵌入扇間泥；砂體向扇根主水道方向尖滅，外部具沉積充填特征，內(nèi)部則以發(fā)育正粒序中—細(xì)砂巖為主（圖5b）；測井曲線上表現(xiàn)為鐘形或鋸齒狀鐘形。扇端亞相包括扇緣斜坡和滑塌濁積體兩種微相，扇緣斜坡以粉—細(xì)砂巖和泥質(zhì)沉積為主，正粒序，水平層理發(fā)育；滑塌濁積體外部形態(tài)呈透鏡體狀，內(nèi)部主要為粉—細(xì)砂巖，含少量礫石，可見鮑馬序列（圖5c）。

在濟(jì)陽坳陷陡坡帶，鉆井和模擬實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，坡積朵葉體和側(cè)向遷移朵葉體是近岸水下扇沉積相內(nèi)普遍存在的微相類型，其在測井、錄井、地震等多方面信息中亦有明顯響應(yīng)?？偨Y(jié)前人提出的成因機(jī)制和影響因素[19]，認(rèn)為兩種沉積微相的發(fā)育綜合受控于邊界斷層活動(dòng)性、物源供給強(qiáng)度、水動(dòng)力條件及沉積坡度等多種因素。

在邊界斷層活動(dòng)性減弱后，湖盆內(nèi)水體相應(yīng)變淺，早期扇體前方或側(cè)緣較大的水下可容空間將引導(dǎo)沉積物在這些區(qū)域迅速卸載，易于形成坡積朵葉體和側(cè)向遷移朵葉體；隨著沉積物供給增強(qiáng)，后期扇體越過前期扇體持續(xù)進(jìn)積，且扇體規(guī)模不斷加大；在較強(qiáng)水動(dòng)力背景下，粗粒砂體的強(qiáng)沖刷能力導(dǎo)致早期扇體遭受破壞，尤其是沉積坡度較陡位置，在重力和水流搬運(yùn)作用下發(fā)生整體垮塌、滑動(dòng)，形成與扇主體脫離的滑塌成因坡積朵葉體；若砂體繼續(xù)演化為濁流并遠(yuǎn)距離搬運(yùn)，則可能形成扇緣的滑塌濁積體，由斷層沉降引發(fā)的地震活動(dòng)會(huì)明顯促進(jìn)滑塌作用的發(fā)生。

值得強(qiáng)調(diào)的是，扇中亞相坡積朵葉體、扇間亞相側(cè)向遷移朵葉體和扇端亞相滑塌濁積體的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步豐富了近岸水下扇的沉積樣式，將原有“扇中有儲(chǔ)”的地質(zhì)認(rèn)識(shí)拓寬至“扇間有儲(chǔ)、扇前有儲(chǔ)”，為斷陷湖盆陡坡帶砂礫巖體油氣勘探提供了實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃屠碚撝巍?/p>

3 油氣圈閉類型

根據(jù)扇根、扇中、扇端及扇間的沉積微相類型及其地層巖性組合結(jié)構(gòu)的差異，近岸水下扇發(fā)育不同類型的圈閉，且呈明顯的規(guī)律性分布。除扇根地層超覆圈閉、扇中扇端構(gòu)造回傾圈閉外，扇中坡積朵葉體、扇間側(cè)向遷移朵葉體和扇端滑塌濁積體均可形成巖性圈閉。

3.1 地層超覆圈閉

地層超覆圈閉成藏是近岸水下扇扇根亞相最主要的成藏模式，其關(guān)鍵要素在于不同期次的扇體之間是否發(fā)育泥巖隔層，可以使其形成各自獨(dú)立的成藏系統(tǒng)。另外，扇根亞相與基底太古界基巖直接對(duì)接，也可形成良好的側(cè)向?qū)臃舛聴l件，屬于基巖―隔夾層共同控制的地層圈閉類型。

在研究區(qū)，該類型圈閉多發(fā)育在湖盆快速擴(kuò)張的沙四上亞段—沙三下亞段，對(duì)應(yīng)沉積層序的水進(jìn)體系域[18，30]。由于地層埋藏相對(duì)較淺，儲(chǔ)層物性保持較好；同時(shí)，炎熱、潮濕的古氣候背景[34]更有利于泥巖發(fā)育。利津地區(qū)沙四段純上時(shí)期扇根砂礫巖體超覆于太古界基巖之上，且多期砂礫巖體之間發(fā)育穩(wěn)定的泥巖隔層，良好的儲(chǔ)蓋配置形成了有效的地層超覆圈閉并最終富集油氣，利斜965井即鉆遇該類型油藏。

3.2 構(gòu)造回傾圈閉

構(gòu)造回傾圈閉主要發(fā)育在扇中和扇端部位，具體包括扇中背斜構(gòu)造圈閉和扇端回傾構(gòu)造圈閉兩種樣式，是扇體沉積后因邊界斷層長時(shí)間活動(dòng)而發(fā)生構(gòu)造形變所致。扇體沉積后，其形變受控于邊界斷層活動(dòng)導(dǎo)致的逆牽引構(gòu)造和深層鹽底辟構(gòu)造等構(gòu)造應(yīng)力作用[41?42]。受喜山期區(qū)域性張扭活動(dòng)的影響[43]，東營凹陷北部陡坡帶邊界斷層兩盤中間出現(xiàn)較大空隙，為了補(bǔ)償這一空間，已沉積地層會(huì)在重力作用下產(chǎn)生自然撓曲，當(dāng)撓曲增加到一定程度就形成了逆牽引背斜。同時(shí)，濟(jì)陽坳陷孔店組—沙四下亞段發(fā)育鹽湖沉積[44]，強(qiáng)塑性膏鹽層在上覆地層重壓下向湖盆中心擠壓形成鹽底辟構(gòu)造。在逆牽引作用及鹽底辟上拱作用下，上覆近岸水下扇地層產(chǎn)狀發(fā)生了不同程度的形變，且地層埋藏深度越大、邊界斷層活動(dòng)越強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間越長，扇體構(gòu)造變形的程度就越高、越利于形成構(gòu)造回傾圈閉。

鹽家地區(qū)鹽22井區(qū)勘探證實(shí)了構(gòu)造回傾圈閉是近岸水下扇的主要成藏類型。通過高精度地層標(biāo)定和橫向連井對(duì)比發(fā)現(xiàn)，同期發(fā)育的近岸水下扇扇中、扇端亞相位于構(gòu)造高點(diǎn)，而扇根亞相回傾至構(gòu)造低部位，這也合理解釋了扇中、扇端成藏而扇根出水的現(xiàn)象（圖6）。

3.3 巖性圈閉

發(fā)育在扇主體斜坡前端的坡積朵葉體常緊鄰半深湖—深湖區(qū)域，具備油氣優(yōu)先充注的烴源基礎(chǔ)；不斷推進(jìn)的前積作用有利于顆粒在湖浪中反復(fù)淘洗，良好的分選有效提高了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能；同時(shí)，前積層反映了沉積上的某個(gè)獨(dú)立旋回，頂部多為間洪期—枯水期的泥質(zhì)懸浮沉積物所覆蓋，有效阻止了烴類逸散。優(yōu)越的烴源、儲(chǔ)層條件及儲(chǔ)蓋組合造就了其可以形成獨(dú)立于扇主體的巖性油氣藏，并具有相對(duì)獨(dú)立的油水系統(tǒng)。利853-23井、利853-9井、利85井等證實(shí)了利津地區(qū)沙四段純上時(shí)期發(fā)育了廣布的坡積朵葉體，在沿物源推進(jìn)方向的剖面上，油藏由沙四純下亞段的連片成藏體系轉(zhuǎn)變?yōu)樯乘募兩蟻喍蔚钠路e朵葉體巖性圈閉成藏系統(tǒng)[19]。

側(cè)向遷移朵葉體與主扇具有相似的沉積充填特征，巖性同樣以含礫砂巖、細(xì)砂巖為主并表現(xiàn)為正粒序。平面上，砂體呈朵狀或扇狀嵌入扇間泥；垂向上，砂體向上傾的扇根方向尖滅，可形成獨(dú)立的巖性圈閉。部署在扇間部位的利943井獲得高產(chǎn)工業(yè)油氣流，證實(shí)了扇間亞相側(cè)向遷移朵葉體的成藏潛力。

在外界觸發(fā)機(jī)制下，如地震、斷裂、洪水或自身重力等，扇中和扇端未固結(jié)沉積物沿斜坡滑動(dòng)至深水區(qū)形成滑塌濁積體[45?46]。其常見于湖盆擴(kuò)張階段的湖侵—高水位體系域，巖性以砂巖、含礫砂巖為主，外部形態(tài)呈透鏡狀、扇狀或席狀包裹在半深湖—深湖相泥巖中，可形成典型的透鏡型巖性圈閉。

4 濟(jì)陽坳陷陡坡帶勘探實(shí)踐

基于沉積模擬實(shí)驗(yàn)和沉積充填過程建立的坡積朵葉體、側(cè)向遷移朵葉體沉積模式修正了以往“扇間無儲(chǔ)、扇緣劣儲(chǔ)”的認(rèn)知，以沉積學(xué)思維拓展了近岸水下扇的油氣勘探空間。得益于這一新認(rèn)識(shí)的指導(dǎo)，濟(jì)陽坳陷近期在東營凹陷、沾化凹陷等工區(qū)接連取得新突破，表明我國東部斷陷湖盆近岸水下扇砂礫巖體仍具有良好的勘探前景。

4.1 坡積朵葉體勘探實(shí)踐

車鎮(zhèn)凹陷車西地區(qū)在構(gòu)造上位于埕南斷層下降盤，具明顯的“洼梁相間”特征，是濟(jì)陽坳陷內(nèi)重要的砂礫巖體探區(qū)。沙三下亞段沉積時(shí)期，區(qū)內(nèi)發(fā)育來自北部埕子口凸起的近岸水下扇，巖性以礫巖和含礫砂巖為主。由南向北，扇體逐漸增厚至約1 100 m，沉積期次也逐漸增多，并層層超覆退積于埕南斷層的斷面之上。據(jù)沉積相和地震相分析，區(qū)內(nèi)由西向東依次發(fā)育車58扇體、車572東扇體和車古25扇體，其扇體厚度大、分布范圍廣、縱向多期疊置、平面疊合連片，整體沿埕南斷層呈裙帶狀分布（圖7a）。

部署在埕南斷層下降盤的車71井位于主扇體前接近扇端區(qū)域，在地震結(jié)構(gòu)上與北部主扇體脫離（圖7b），自然電位曲線則呈“下細(xì)上粗”的漏斗形結(jié)構(gòu)，反映了典型的坡積朵葉體特征[19]。投產(chǎn)初期，車71井日產(chǎn)油8.8 t，石油地質(zhì)儲(chǔ)量為234.95×104 t，目前已累產(chǎn)油1.71×104 t、累產(chǎn)氣2.06×104 m3，取得了良好的勘探效益。

4.2 側(cè)向遷移朵葉體勘探實(shí)踐

永安鎮(zhèn)地區(qū)位于東營凹陷北帶的東段，是濟(jì)陽坳陷砂礫巖體油氣發(fā)現(xiàn)最早、勘探程度最高的地區(qū)。以永安鎮(zhèn)永55井區(qū)為例，永1塊在1986—1988年間探明儲(chǔ)量1 134×104 t，永551塊在1993年探明儲(chǔ)量92×104 t。

沙四段盆地?cái)U(kuò)張期，區(qū)內(nèi)陳南大斷層活動(dòng)強(qiáng)度明顯增加，東營凹陷陡坡帶形成了以北部陳家莊凸起為物源，呈典型裙帶狀分布的近岸水下扇沉積（圖2）。永安鎮(zhèn)古地貌刻畫結(jié)果顯示，受控于北部陳家莊凸起的兩個(gè)小型溝槽，永551塊與永1塊之間仍有可能發(fā)育永斜560扇體（圖8a）。三套獨(dú)立扇體的物源均來自陳家莊凸起，但屬于不同的物源分支。鉆井證實(shí)，永斜560井、永559井扇體的扇中含礫砂巖儲(chǔ)層品質(zhì)較好，孔隙度介于4.40%～14.03%，滲透率介于0.12×10-3～16.39×10-3 μm2，扇根受壓實(shí)、膠結(jié)等成巖作用影響形成致密干層，可形成巖性上傾尖滅油藏（圖8b）。

繼永559-2井試油峰值52.93 t/d、累產(chǎn)2 261.0 t之后，永斜558井、永斜560井、永560-X1井日產(chǎn)油量也穩(wěn)定增長，分別為11.16 t/d、14.45 t/d和27.3 t/d，累計(jì)上報(bào)預(yù)測儲(chǔ)量1 285×104 t、控制儲(chǔ)量742.18×104 t。在側(cè)向遷移朵葉體沉積模式指導(dǎo)下，永安鎮(zhèn)地區(qū)實(shí)現(xiàn)了扇間砂礫巖體油氣勘探的不斷突破。

5 結(jié)論

（1） 通過沉積充填過程解析，將傳統(tǒng)的近岸水下扇亞相三分模式擴(kuò)充為扇根、扇中、扇間、扇端4種亞相類型，并包含主水道、主水道間、辮狀水道、辮狀水道間、坡積朵葉體、側(cè)向遷移朵葉體、扇間泥、扇緣斜坡和滑塌濁積體共9種微相類型。

（2） 扇中坡積朵葉體整體與主扇脫離，縱向呈獨(dú)特的前積式反旋回并表現(xiàn)出“底凹上凸”的外部形態(tài)；扇間側(cè)向遷移朵葉體以發(fā)育正粒序中—細(xì)砂巖為主，具沉積充填特征；二者均與湖相泥巖或扇間泥巖緊密接觸，可形成巖性圈閉。

（3） 在濟(jì)陽坳陷陡坡帶識(shí)別、刻畫的近岸水下扇坡積朵葉體、側(cè)向遷移朵葉體沖破了以往“扇間無儲(chǔ)、扇緣劣儲(chǔ)”的認(rèn)知瓶頸，完善后的扇體分布模式為合理解釋研究區(qū)“扇根見儲(chǔ)、扇中失序、扇緣含儲(chǔ)”的油氣勘探矛盾提供了地質(zhì)模型，多口高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)工業(yè)油氣井在勘探實(shí)踐中不斷落實(shí)，彰顯了我國東部斷陷湖盆砂礫巖體的勘探潛力和韌性。

致謝 衷心感謝審稿專家提出的寶貴意見，提升了本文的科學(xué)內(nèi)涵和行文邏輯！

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