劉金華，廖光明，奧立德，喬 力，葛政俊

（中國石化江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，江蘇揚(yáng)州225012）

高郵凹陷真武油田轉(zhuǎn)換式沉積演化模式

劉金華，廖光明，奧立德，喬 力，葛政俊

（中國石化江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，江蘇揚(yáng)州225012）

沉積相及沉積體系是油氣儲層研究的重要組成部分。針對高郵凹陷真武油田戴南組和三垛組厚度大、沉積時間長、沉積類型多樣等特點，通過對沉積背景和物源方向等分析，開展了沉積演化研究。結(jié)果表明，真武油田戴南組—三垛組發(fā)育辮狀河、曲流河、三角洲、扇三角洲和陡坡帶近岸水下扇5種沉積相，各種沉積相又可劃分為多種沉積微相。通過對砂體厚度和粒度特征變化規(guī)律等進(jìn)行分析可知，研究區(qū)具有雙向三物源特征，即南、北雙向均有物源，北部為1個物源，南部分為東南部和西南部2個物源。在研究區(qū)沉積相與物源研究的基礎(chǔ)上，鑒于戴南組—三垛組沉積過程中雙向三物源控制形成了多種沉積相發(fā)育的演化模式以及南、北物源轉(zhuǎn)換控制的沉積特征，提出研究區(qū)發(fā)育轉(zhuǎn)換式沉積演化模式，即在戴南組—三垛組沉積時期，研究區(qū)的物源由南向北發(fā)生轉(zhuǎn)換。

沉積相轉(zhuǎn)換式沉積演化模式雙向三物源戴南組—三垛組真武油田

沉積相及沉積體系是油氣儲層研究的重要組成部分，也是油氣勘探與開發(fā)必不可少的研究內(nèi)容。隨著沉積學(xué)研究的深入，沉積相研究逐步向精細(xì)化發(fā)展，但是沉積相，特別是沉積微相的識別在某些地區(qū)具有一定的難度，由于不同研究區(qū)的鉆井、取心等資料不全，導(dǎo)致沉積微相分布具有多解性［1-4］。高郵凹陷真武油田戴南組和三垛組具有厚度大、沉積時間長和沉積類型多樣等特點，且存在南、北2個物源方向，對其進(jìn)行沉積相研究具有較大的難度。為此，在沉積背景研究的基礎(chǔ)上，對真武油田沉積相特征、物源方向和沉積演化模式進(jìn)行分析，以期為研究區(qū)沉積微相及儲層展布研究提供地質(zhì)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

高郵凹陷是蘇北盆地主要的含油氣區(qū)之一。其平面上大致呈菱形，長軸呈北東向；剖面上表現(xiàn)為南陡北緩、南斷北超的箕狀特征。凹陷結(jié)構(gòu)在東西向上存在差異，西部為雙斷地塹結(jié)構(gòu)，自南向北發(fā)育南部斷階帶、中部深凹帶和北部斜坡帶；東部為單斷地塹結(jié)構(gòu)，中部深凹帶與北部斜坡帶沒有明顯的分界線［5-7］。

真武油田位于高郵凹陷深凹帶中部（圖1）、江都—吳堡—博鎮(zhèn)斷裂帶西端；西為邵伯次凹，東北為樊川次凹。其含油層系為古近系下始新統(tǒng)戴南組一段（戴一段）（E2d1）、二段（戴二段）（E2d2）和中始新統(tǒng)三垛組一段（垛一段）（E2s1），其中戴一段可劃分為E2d11—E2d13共3個砂層組，戴二段劃分為E2d21—E2d25共5個砂層組，垛一段劃分為E2s11—E2s17共7個砂層組。研究區(qū)位于真2斷層的下降盤，是被斷層復(fù)雜化的斷鼻構(gòu)造；其南部邊界為真2斷層，地層自南向東、西和北3個方向逐漸傾沒；斷鼻構(gòu)造頂部的地層較為平緩，西翼較陡，傾角為17°，東北翼較緩，傾角為14°；構(gòu)造圈閉面積為9.35 km2，閉合高度為540 m［8-9］。

圖1 真武油田區(qū)域構(gòu)造位置

2 沉積背景及沉積相

2.1 沉積背景

在戴南組沉積時期，真武油田位于高郵凹陷深凹帶南部。這一時期高郵凹陷由早期的擴(kuò)張逐漸演變?yōu)閰^(qū)域性抬升，氣候由早期的溫暖潮濕逐漸演變?yōu)楦珊笛谉?；物源主要來自南?cè)，但北部物源也有重要影響；沉積環(huán)境由早期的深湖相演變?yōu)闉I岸相，自下而上呈現(xiàn)水退式沉積相序特征［10-12］。

在垛一段沉積時期，高郵凹陷已進(jìn)入衰亡階段，氣候溫暖潮濕，水系發(fā)育，沉積環(huán)境逐漸由湖泊相演變?yōu)楹恿飨?，南、北物源交替作用，形成了明顯的正旋回沉積特征［8-9］。在E2s17砂層組沉積早期，真武油田仍有湖泊存在；E2s17砂層組沉積末期發(fā)生大規(guī)模湖侵，沉積了垛一段黑色泥巖標(biāo)準(zhǔn)層；在E2s16砂層組沉積早期，湖泊開始消亡，演變?yōu)閺V泛的沖積平原，發(fā)育河流沉積。

2.2 沉積相

根據(jù)巖心、地震及分析化驗資料，綜合測井相分析結(jié)果和各砂層組砂體的平面展布特征，認(rèn)為研究區(qū)戴南組—三垛組主要發(fā)育曲流河、辮狀河、三角洲、扇三角洲和陡坡帶近岸水下扇5種沉積相。

曲流河相主要發(fā)育在E2s15—E2s14砂層組，可劃分為河床和堤岸2種亞相。其中河床亞相可進(jìn)一步劃分為邊灘和河道微相，堤岸亞相可進(jìn)一步劃分為天然堤、決口扇及泛濫平原微相。

辮狀河相主要發(fā)育在E2s16砂層組，為近源河流相沉積，主要是以礫石和粗砂巖為主的正旋回沉積，可劃分為河床和堤岸2種亞相。其中河床亞相可進(jìn)一步劃分為辮狀河道和心灘微相，堤岸亞相可劃分為河漫灘和河漫泥沼微相［13］。

三角洲相主要發(fā)育在E2s17砂層組。以三角洲平原亞相為主［14］，三角洲平原亞相以分流河道為格架，分流河道兩側(cè)發(fā)育天然堤和決口扇微相，分流河道間發(fā)育沼澤、湖泊和分流間灣等微相，其主力儲層為分流河道沉積。

扇三角洲相分為扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲亞相，又可進(jìn)一步劃分出水下分流河道、河口砂壩、漫灘等沉積微相。研究區(qū)的扇三角洲相主要發(fā)育于戴二段，以扇三角洲前緣亞相水下分流河道微相為主要儲層。

陡坡帶近岸水下扇相為高郵凹陷陡坡帶發(fā)育的濁流扇體沉積，可進(jìn)一步劃分為扇中、扇根和扇端3個亞相［15］，其主力儲層主要發(fā)育在扇中亞相，又可進(jìn)一步劃分為補(bǔ)給水道和水道間2個微相。研究區(qū)陡坡帶近岸水下扇相主要發(fā)育在E2d11砂層組，以扇中亞相補(bǔ)給水道微相為主要儲層。

3 物源方向

通過對砂體厚度和粒度特征等分析，認(rèn)為真武油田具有雙向三物源的特征，即南、北雙向均有物源，其中北部為單一物源區(qū)，南部又分為東南部和西南部2個物源區(qū)。在不同的沉積時期，研究區(qū)3個物源區(qū)具有不同的供給能力；其中戴一段以南部物源為主，戴二段3個物源區(qū)均存在供給能力，垛一段主要以北部物源為主。在南部的2個物源區(qū)中，以東南部物源為主，西南部物源供給能力相對較差，但正是其較差的供給能力，形成了研究區(qū)泥包砂的儲層發(fā)育特征，為隱蔽油氣藏的形成提供了有利條件。

研究區(qū)E2d13砂層組主要分布于真2斷層北側(cè)，是真2斷層活動后，沉積物從斷層上升盤直接入湖形成的陡坡帶近岸水下扇沉積體系。E2d13砂層組砂巖累積厚度自南向北迅速變?。▓D2a），形成了沿西南—東北走向分布的3個扇形砂巖發(fā)育區(qū)。隨著構(gòu)造活動的減弱，盆地內(nèi)進(jìn)一步填平補(bǔ)齊，戴一段沉積時期主要物源來自于南部。

在戴一段沉積末期，研究區(qū)開始出現(xiàn)明顯的北部物源，至戴二段沉積時期，北部物源的影響范圍和力度明顯增大，形成了南、北雙向物源共同供給的特征。E2d22砂層組砂巖累積厚度平面分布（圖2b）表明，自研究區(qū)西南、東南和東北3個方向發(fā)育了大量扇三角洲前緣砂體，其主要物源來自北部和東南方向，西南方向物源較小。

研究區(qū)三垛組以河流相沉積為主。三垛組沉積初期，經(jīng)歷了短暫的湖侵現(xiàn)象，但是整體仍處于戴一段沉積初期真2斷層活動后填平補(bǔ)齊過程的末期。E2s16和E2s14砂層組砂巖累積厚度平面分布（圖2c，圖2d）表明，垛一段砂體主要來源于北部，砂體展布具有明顯的河流相特征。研究區(qū)局部發(fā)育來自南部物源的砂體，如真35井區(qū)E2s14砂層組；但整體上，在垛一段沉積時期，研究區(qū)來自南部的物源非常有限，主要為北部物源。

圖2 真武油田各砂層組砂巖累積厚度平面分布

4 轉(zhuǎn)換式沉積演化模式

在戴南組—三垛組沉積時期，研究區(qū)經(jīng)歷了物源體系的多次變更，形成了南、北雙向物源控制，多種沉積相發(fā)育的沉積演化模式。由于南、北物源的轉(zhuǎn)換控制了真武油田的沉積特征，形成了其特有的轉(zhuǎn)換式沉積演化模式（圖3）。

圖3 真武油田轉(zhuǎn)換式沉積演化模式

研究區(qū)的主要物源方向在戴南組和垛一段沉積時期一直發(fā)生變化，導(dǎo)致真武油田不同沉積時期發(fā)育不同的沉積體系（圖3）。戴一段各砂層組的砂巖厚度整體較薄，主要沿真2斷層分布，砂巖分布區(qū)域的寬度大約為2～4 km；且靠近斷層的砂體厚度相對較大，遠(yuǎn)離斷層的砂體厚度逐漸減薄、尖滅。在戴一段沉積時期，以南部物源為主，且南部的真2斷層處于活動期，在其下降盤發(fā)育以陡坡帶近岸水下扇為主的重力流沉積，其中E2d13砂層組發(fā)育3～4個扇形砂體；此時研究區(qū)物源充足，地層坡度大，大量的砂質(zhì)和泥質(zhì)碎屑流沉積形成了典型的陡坡帶近岸水下扇沉積體系。在戴二段沉積時期，研究區(qū)南部真2斷層的構(gòu)造活動減弱，北部漢留斷層開始活動；南部物源逐漸減弱，北部物源逐漸增強(qiáng)，且南部物源由來自正南方向的1個物源發(fā)展為東南和西南2個方向，以東南方向物源為主；在研究區(qū)南部形成了以扇三角洲相為主的沉積體系，北方物源的控制面積逐漸增大，但仍以扇三角洲相沉積為主。在E2s17—E2s14砂層組沉積時期，隨著漢留斷層構(gòu)造活動的進(jìn)一步增強(qiáng)，北部物源控制了整個真武油田的沉積，形成了自北向南發(fā)育的三角洲、辮狀河和曲流河相沉積。

真武油田戴南組—垛一段為一套完整的水退沉積序列，是多物源、多沉積環(huán)境下形成的復(fù)雜沉積序列。整體上，戴南組—三垛組沉積時期，研究區(qū)存在由南部物源向北部物源轉(zhuǎn)換的過程，致使儲層十分發(fā)育，形成轉(zhuǎn)換式沉積演化模式。

5 結(jié)束語

高郵凹陷真武油田戴南組—三垛組發(fā)育曲流河、辮狀河、三角洲、扇三角洲和陡坡帶近岸水下扇5種沉積相，且沉積微相類型多、相變快。研究區(qū)具有雙向三物源特征，其中北部為1個物源，南部又分為東南部和西南部2個物源；在不同的沉積時期，3個物源區(qū)具有不同的供給能力，其中戴一段以南部物源為主，戴二段3個物源區(qū)均存在供給能力，垛一段以北部物源為主。在戴南組—三垛組沉積時期，研究區(qū)在南北雙向三物源控制下形成了多種沉積相發(fā)育的轉(zhuǎn)換式沉積演化模式。該沉積演化模式的提出，為進(jìn)一步認(rèn)識真武油田的儲層成因和分布規(guī)律提供了新的思路。

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編輯 鄒瀲滟

TE111.3

：A

1009-9603（2014）01-0006-04

2013-12-01。

劉金華，男，高級工程師，博士，從事石油與天然氣地質(zhì)研究。聯(lián)系電話：15262248940，E-mail：liujinhua.jsyt@joeco.com。

中國石化科研攻關(guān)項目“真武油田改善水驅(qū)提高采收率研究”（P11025）。