東營凹陷北帶沉積體系特征研究

崔紅陽

摘 要：東營凹陷北段陡坡帶的地貌具有山高坡陡、溝梁相間的特點。發育各類成因的砂礫巖扇體，主要發育扇三角洲、近岸水下扇等沉積體，通過對沉積環境、古地貌、和沙礫巖體的沉積特征的研究認為東營凹陷北帶沙四段主要發育近岸水下扇、扇三角洲。其次利用測井資料、巖芯資料、分析了沉積砂體的類型和沉積環境及水動力條件，沉積邊界和砂礫巖體類型主要受湖平面升降的影響。碎屑顆粒表現為分選由差-中等、次棱角狀到次圓狀的近物源沉積特征。層理以塊狀層理、平行層理、遞變層理、板狀交錯層理為主。沙四上亞段沉積時期，勝坨地區和民豐地區廣泛發育近岸水下扇-湖底扇沉積，利津西部地區發育扇三角洲沉積，扇體規模較大，橫向連片發育。

關鍵詞：砂礫巖；沉積特征；扇三角洲；層理；沉積模式

隨著勘探技術的不斷創新，勘探深度由中淺層油氣發展到深層油氣。東營凹陷北帶沙四段砂礫巖由于埋深較大、缺少相應的地質資料等問題，在沉積相類型、空間展布特征上存在較大爭議[1-5]。本文綜合應用巖心、地震、測井和錄井等資料，對砂礫巖體沉積特征進行研究，在此基礎上明確儲層的有利發育區，實現對該區更突破性的勘探。

1 區域地質概況

東營凹陷位于濟陽坳陷東南部，為渤海灣盆地濟陽坳陷中的一個次級構造單元，是受陳家莊南基底大斷裂控制的箕狀斷陷盆地（圖1）。東營凹陷北帶是陡斜坡構造帶由控盆邊界斷裂陳南斷裂所控制，北部陡坡帶西段北與陳家莊凸起相鄰，南以齊河-廣饒斷裂為界，與魯西隆起及廣饒凸起相鄰近利津洼陷，呈近東西向展布。

經分析調研在古近紀東營凹陷經歷了較為強烈的伸展活動，根據構造與沉積旋回，具體劃分出了6個三級構造層序的發育時期?？梢詫⒀芯繒r期（沙三期到東營期）劃分成6期伸展活動，分別為沙三早期、沙三中期、沙三晚期—沙二早期、沙二晚期—沙一期、東營初期、東營末期。沙四段沉積時期，季節性洪水把大量的碎屑物質沿古沖溝攜帶入湖，在北帶斷面（或基巖面）上發育了多期以近岸水下扇、扇三角洲和湖底扇等沉積為主、緊鄰凹陷中心的烴源巖分布的砂礫巖扇體沉積。東營凹陷的斷層在中部和南部與陳南斷層的傾向相反以北傾為主；北部斷層與陳南斷層的傾向相同主要向南傾；在西部受高青、平南、濱南等斷層的控制，斷層傾向以南東向為主[6-8]。

2 沉積相類型

東營凹陷北帶砂礫巖扇體具有近物源、快速堆積、沉積物粒度較粗和沉積相變快等沉積特征。通過對東營凹陷北帶砂礫巖扇體進行相標志識別和精確定量描述，精細剖析了近岸水下扇和扇三角洲2種沉積相類型。

2.1 近岸水下扇

根據沙體的沉積環境、測井、錄井資料分析，東營凹陷北帶近岸水下扇主要分為內扇、中扇、外扇。

東營凹陷北帶在沙四沉積末期，陳南斷裂活動加劇，物源充足，近岸水下扇的沉積物主要是由于高地充足的物源被帶入到深水中沉積的一種重力流沉積。內扇主水道比較發育，沉積物粒度較粗，以塊狀砂礫巖為主，沉積物雜亂堆積， 沉積構造發育較少。

中扇以灰色中礫巖及含中礫細砂巖為主，偶見夾有粗砂。中礫細砂巖中可見泥巖撕裂屑，由于水下泥石流沉積，沉積物多為灰色泥巖—泥質砂巖，該段發育沖刷面。垂向上呈正粒序，從下向上依次為：底沖刷、粒序層理、平行層理、交錯層理和水平層理，砂質分布不均勻。外扇沉積物粒度明顯變細，沉積環境為半深胡-深湖環境，可見砂質紋層和波狀層理。具有水下重力流沉積的特點。由扇根到外扇沉積物粒度依次變細，沉積物為灰-深灰色泥質砂巖，砂巖分選磨圓較好波狀層理及浪成交錯層理發育，泥質條帶為深灰色。

研究區巖石類型以巖屑質和長石砂巖或長石巖屑砂巖為主，其次為長石砂礫巖。研究區砂巖碎屑顆粒中石英含量6%-80%，平均為37.1%?？傮w上石英顆粒表面比較干凈，但顆粒表面經常有裂紋。鏡下觀察可見石英加大邊和波狀消光，加大邊10一6μm，。鉀長石總含量平均值為33.65%。長石常發生絹云母化和高嶺土化，表面呈土狀。巖屑含量在5%-80%之間，平均含量為25.98%，巖屑中由主至次分別為變質巖碎屑、沉積巖巖屑和巖漿巖巖屑。在研究工區內碎屑顆粒含量在不同地區具有一定差異。多為泥質雜基，雜基含量基本為6.41%。

東營凹陷北部陡坡帶沙四下砂礫巖儲層的儲集空間以殘余原生孔隙為主 ， 含少量次生孔隙及微裂縫。永北地區、勝坨地區、利津地區三個地區的近岸水下扇中扇砂礫巖體儲層埋藏深度范圍相似，成巖作用階段也基本相同，所以埋藏深度不是儲物性差異主要因素。這三個地區近岸水下扇沙四上亞段2 800～3 500m中扇辮狀河道砂礫巖的巖屑類型、顆粒類型、地層壓力、成巖作用等特征與含礫砂巖相似，但勝坨地區儲集物性卻好于其他兩個地區。綜上所述沉積古地貌是通過控制巖相的差異控制了砂礫巖的儲集物性（表1）。

3.2 扇三角洲

利津斷裂帶北帶沙四段廣泛發育扇三角洲沉積，在橫向上和垂向上多期疊置，形成厚層砂礫巖。扇三角洲前緣形成的沉積構造以牽引流為主，重力流成因的沉積構造發育較少。常發育大、中型交錯層理，水平層理（圖3-1）、平行層理、波狀層理，還可見變形層理。水下分流河道，常見底部沖刷面，礫石呈疊瓦狀排列 ，為河道砂礫滯留沉積（圖3-2）。分流河道間灣一般發育灰色含礫中粗砂巖，反粒序或表現為塊狀構造底部為深灰色泥巖，層理構造總體發育較差，發育平行層理（圖3-3）、局部可見波狀層理。分流河口沙壩常發育深灰色含礫中粗砂巖夾深灰色砂質薄層泥巖，分選較好，層理構造發育較差，局部可見壓扁層理（圖3-4）、波狀層理、平行層理。

扇三角洲沉積近物源，沉積物搬運距離短，所以分選磨圓差，長石含量較高，石英含量較少。扇三角洲平原沉積分流河道以中粒巖屑砂巖為主，石英含量約為34.9%，長石含量為7%-15.2%，巖屑含量為50.9%-61.6%。扇三角洲前緣水下分流河道中，石英含量平均為30%，長石含量平均為13%，填隙物總量約為26%，泥質平均含量約為1.5%。

扇三角洲平原亞相以分流河道沉積為主，縱向上呈正韻律。粒級變化范圍大，粒度概率圖以兩段式為主，說明跳躍式和懸浮式同時存在，有牽引流和重力流共同作用。扇三角洲前緣以牽引流構造為主。水下分流河道中，主要發育砂礫巖和砂巖組合夾薄層泥巖，跳躍組分整體大于60%，懸浮組分小于30%，粒度曲線以三段式和二段式為主。前緣砂壩及席狀砂微相主要發育中細砂巖和灰色泥巖，粒度明顯變細粒度曲線以單段式為主，主要呈懸浮搬運。

扇三角洲并不是所有的砂體都能形成良好的儲層，相比較而言扇三角洲前緣水下分流河道和河口壩砂體有發育為良好儲層的潛力[9-10]?？紫抖茸罡?0%左右。扇三角洲前緣砂體分選較好，發育較大規模的洪水重力流砂體，物性好。扇三角洲前緣發育的主要砂體類型為含礫砂巖、礫狀砂巖、細砂巖，由圖4可知含礫砂巖的初級物性最好，礫巖和粉砂巖物性相對較差。

3 沉積相展布特征

3.1 單井相分析

單井相分析是對目標井中所取的巖芯進行觀察描述，通過巖芯確定出構造、巖性組合、相序特征、生物擾動和化石特征、粒度分析結果等。

取芯深度為2853m-3015m，經分析為扇三角洲前緣沉積和近岸水下扇扇中沉積。2853m-3010m為近岸水下扇沉積。2853m-2856m主要發育灰色中礫巖及含中礫細礫巖，夾粗砂巖。在含中礫細礫巖中多見深灰色泥巖撕裂屑，重力流沉積。2856m-2862m巖性主要為灰色含礫粗砂巖、灰色含礫中砂巖，為水下泥石流沉積，由正粒序疊加呈反韻律。2562m-2567m主要發育深灰色泥質砂巖、灰色粗中砂巖、灰色中礫巖，縱向上砂質分布不均，沙泥界面模糊，底部見透鏡狀砂條，頂部見粗礫。3010m-3015m為扇三角洲扇中沉積。發育中粒砂巖和中礫巖，中細砂巖呈黃灰色，層理發育不明顯，正粒序反粒序均有出現。（圖5）。

3.2 剖面沉積相發育特征

剖面1由利851井、利95井、利563井、利56井，四口井組成（如圖6）。在利851井主要為近岸水下扇沉積和扇三角洲沉積。扇三角洲沉積砂體較厚。利95井處發育近岸水下扇，砂體較薄。利563井處發育大片的近岸水下扇，砂體較厚，上部覆有扇三角洲沉積。

3.3 平面展布特征

在沙四上亞段發育早期，湖平面逐漸下降，砂體逐漸向湖內延伸。該時期發育扇三角洲，隨著湖平面繼續下降，并且物源供應持續增強，扇三角洲分布范圍持續擴大，砂體受到湖浪的改造比較明顯，在扇三角洲平原見到紅色的暴露特征[11-12]。扇體受到古地貌的影響，由利563區域向利94區域逐漸擴大，所以利94區域的砂體是扇三角洲在該時期晚期扇體逐漸擴大，在濱淺湖地區形成，相對利563區域砂體厚度小，粒度細，砂體中的泥質隔層相對角度。而利563區域相對于物源口區，砂體快速堆積，砂層厚，粒度粗。后期隨著斷層的幕

式活動，可溶空間快速增大，湖平面的快速上升，砂體受到斷層活動和湖平面及物源供應的影響，開始快速退積堆積，發育近岸水下扇，并且扇體分布范圍逐漸縮小，受到湖平面快速上升的影響，河流的牽引的作用減弱，所以近岸水下扇的分布相對廣泛，先是在低洼的地方堆積，而后開始廣泛的分布，但是扇體的延伸范圍相對于扇三角洲較小。在沙四上純下亞段中期的時候，物源供應持續減弱，而且湖平面快速上升，相對于早期，湖水較深，所以該時期總體上近岸水下扇發育其次多，而扇三角洲發育較少，只有在利563區域分布，在利94地區不發育。在晚期受到幕式斷層的活動，可容空間快速上升，湖平面繼續上升，物源供應的持續減弱，此時期的扇三角洲分布范圍更小，只有在利563小范圍分布，主要發育近岸水下扇?？傮w上在受到幕式斷層活動的影響，湖平面逐漸的快速上升，而物源供應逐漸較少，扇三角洲分布范圍逐漸較少，發育其次逐漸較少，而近岸水下扇厚度逐漸增大（圖7）。

4 結論

經研究發現東營凹陷北帶主要發育近岸水下扇和扇三角洲兩種扇體。通過對巖心的觀察，近岸水下扇為重力流沉積，碎屑顆粒表現為分選由差-中等、次棱角狀到次圓狀的近物源沉積特征。層理以塊狀層理、平行層理、遞變層理、板狀交錯層理為主。沙四上亞段沉積時期，勝坨地區和民豐地區廣泛發育近岸水下扇-湖底扇沉積，利津西部地區發育扇三角洲沉積，扇體規模較大，橫向連片發育。

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