邱隆偉， 王　義， 代　莉， 宋　璠， 張?jiān)邬i， 楊　洋

( 1. 中國(guó)石油大學(xué)(華東) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東 青島　266580；　2. 中國(guó)石化勝利油田分公司 樁西采油廠, 山東 東營(yíng)　257000 )

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沾化凹陷孤北洼陷沙二段—沙三中亞段上部沉積體系分析

邱隆偉1， 王義1， 代莉2， 宋璠1， 張?jiān)邬i2， 楊洋1

( 1. 中國(guó)石油大學(xué)(華東) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東 青島266580；2. 中國(guó)石化勝利油田分公司 樁西采油廠, 山東 東營(yíng)257000 )

為明確沾化凹陷孤北洼陷沙二段—沙三中亞段上部砂體平面展布規(guī)律，確定物源方向及沉積邊界，利用巖心、粒度、測(cè)錄井和地震等資料分析該區(qū)沉積體系，研究沉積相展布規(guī)律。結(jié)果表明：研究區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲、扇三角洲、浪控三角洲、灘壩和湖泊等沉積相；物源主要來(lái)自北部、東部和南部，西部和東北部也有較弱物源注入；辮狀河三角洲主要分布于東部和北部樁南鼻狀構(gòu)造帶；扇三角洲主要呈窄條帶狀沿埕東凸起展布，分布范圍有限；浪控三角洲分布于南部孤北鼻狀構(gòu)造帶；濱淺湖發(fā)育于古隆起兩側(cè)的東西次洼，半深湖—深湖集中發(fā)育在西次洼中，沉積體系具有一定繼承性。同時(shí)，沙二段沉積期因湖盆整體處于湖平面下降和上升轉(zhuǎn)折期，主要發(fā)育灘壩沉積相。該研究對(duì)提高研究區(qū)沉積相類(lèi)型及展布規(guī)律識(shí)別的準(zhǔn)確度、發(fā)掘深部地層及新探區(qū)具有指導(dǎo)意義。

孤北洼陷； 沙河街組； 沙二段—沙三中亞段； 沉積體系； 沉積模式

0　引言

孤北洼陷位于沾化凹陷東部，屬高成熟探區(qū)，主要勘探層系為沙四段—沙三中亞段下部，油氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量集中于沙三中亞段中下部第5、9、12、13砂層組，占探明儲(chǔ)量的84.5%。人們對(duì)沙四段—沙三中亞段沉積方面的研究比較成熟[1-9]，如史文東、楊劍萍等認(rèn)為孤北洼陷沙三段扇三角洲沉積體系可分為退積型、進(jìn)積型和陡坡型、緩坡型[4,9]；張建林等認(rèn)為孤北洼陷扇三角洲分為濱淺水環(huán)境和深水環(huán)境兩種類(lèi)型[8]。孤北洼陷沙二段—沙三上亞段上部作為兼探層系，研究程度比較低，且沙三段沉積體系類(lèi)型復(fù)雜，人們的認(rèn)識(shí)也存在分歧，如莊文山等認(rèn)為沙河街組在沙一段至沙三段主要發(fā)育水下沖積扇沉積體系，沙三中—上亞段孤北鼻狀構(gòu)造主要發(fā)育扇三角洲沉積體系[10]；李啟濤認(rèn)為沙三段主要發(fā)育扇三角洲、滑塌濁積扇、近岸水下扇沉積體系[11]；王朝安等認(rèn)為沙三中—上亞段扇三角洲沉積主要發(fā)育于中央低突起西翼斜坡，同時(shí)孤北洼陷周?chē)吔鐢鄬拥南陆当P(pán)廣泛發(fā)育水下沖積扇體，沙二段發(fā)育沿岸分布的灘壩沉積[12]；吳永紅等認(rèn)為孤北洼陷沙二段主要發(fā)育扇三角洲、灘壩及水下沖積扇沉積體系[13-14]。筆者利用巖心、粒度、測(cè)錄井和地震等資料，主要應(yīng)用地震屬性特征，明確孤北洼陷沙二段—沙三中亞段上部物源方向、砂巖展布規(guī)律及不同沉積體系邊界，為確定有利相帶奠定基礎(chǔ)。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

孤北洼陷屬沾化凹陷東部一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，北以樁南斷層與樁西潛山相接，南以孤北斷層與孤島凸起相鄰，西以埕東斷層與埕東凸起相接，東以長(zhǎng)堤斷層與長(zhǎng)堤潛山毗鄰[15]，是中生代區(qū)域構(gòu)造背景下經(jīng)歷燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)而發(fā)育的新生代斷陷湖盆[12]；主要由孤北鼻狀構(gòu)造帶、樁南鼻狀構(gòu)造帶、東次洼和西次洼4個(gè)構(gòu)造單元組成，面積約為300 km2(見(jiàn)圖1)。

圖1　孤北洼陷構(gòu)造位置Fig.1 Structural location of Gubei sub-sag

孤北洼陷沙河街組沉積時(shí)期，物源豐富，沉積類(lèi)型多樣，是油氣富集的主要層系，油藏類(lèi)型以巖性油氣藏為主。洼陷在沙二段—沙三段沉積期可劃分出1個(gè)二級(jí)層序和4個(gè)三級(jí)層序[1]，在沙三段沉積時(shí)期，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)烈，湖水?dāng)U張到最大湖泛面，洼陷規(guī)模達(dá)到最大；在沙二段沉積早期，洼陷受區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響整體抬升并遭受剝蝕，晚期重新沒(méi)于水下而接受沉積[16]。

在沙三段沉積期孤北洼陷周邊及內(nèi)部發(fā)育斷層20余條，包括4條邊界斷層：樁南、長(zhǎng)堤斷層是活動(dòng)最早的控凹斷層，其中長(zhǎng)堤斷層在沙三段沉積時(shí)期生長(zhǎng)指數(shù)為2.7，沙二段沉積以后停止活動(dòng)；埕東和孤北斷層在沙三段沉積期活動(dòng)強(qiáng)度增大。由于邊界斷層及洼陷內(nèi)部斷層在時(shí)間、空間上存在發(fā)育差異性，導(dǎo)致孤北洼陷不同沉積期、不同構(gòu)造位置沉積體系發(fā)育不均衡。

2　沉積特征

2.1巖石學(xué)

以洼陷內(nèi)6口取心井為例，描述巖心約為220 m，研究區(qū)沙二段—沙三中亞段上部發(fā)育巖石類(lèi)型多樣(見(jiàn)圖2)，主要為含礫不等粒砂巖、粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖，部分井沙二段可見(jiàn)灰白色生物灰?guī)r；泥巖顏色主要為灰黑色，砂巖以淺灰、灰白色為主，總體反映淺水沉積環(huán)境。

圖2　孤北洼陷沙二段—沙三中亞段上部巖石類(lèi)型Fig.2 Rock types of Es2 to upper part of Es3 in Gubei sub-sag

洼陷內(nèi)部主要為灰黑色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖和細(xì)砂巖等，砂巖以巖屑石英砂巖為主，成分成熟度較高，分選較好；洼陷邊部凸起帶附近主要發(fā)育礫巖、含礫砂巖和中砂巖等，礫石磨圓較差，一般呈棱角狀或次棱角狀，分選較差，顏色以淺灰色為主，成分成熟度較低，為近物源沉積特點(diǎn)。

2.2粒度

沉積物粒度分布是物質(zhì)來(lái)源、沉積區(qū)水動(dòng)力環(huán)境、運(yùn)移能力、運(yùn)移路線(xiàn)、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)方式和沉積環(huán)境的綜合反映，是沉積環(huán)境分析的重要手段[17-21]。對(duì)洼陷6口取心井進(jìn)行粒度分析，結(jié)果表明粒度概率曲線(xiàn)主要呈兩段式特征(見(jiàn)圖3)，發(fā)育跳躍次總體和懸浮次總體，不發(fā)育滾動(dòng)次總體。直線(xiàn)斜率代表水動(dòng)力強(qiáng)弱變化，根據(jù)斜率大小和組成差異兩段式曲線(xiàn)又可分為低斜兩段式、中高斜兩段式和沖洗兩段式3種類(lèi)型，研究區(qū)常見(jiàn)前兩種類(lèi)型。

圖3　孤北洼陷沙二段—沙三中亞段上部粒度概率曲線(xiàn)Fig.3 grain size probability curve of Es2 to upper part of Es3 in Gubei sub-sag

(1)低斜兩段式。跳躍次總體的直線(xiàn)斜率相對(duì)較小，與懸浮次總體直線(xiàn)交截點(diǎn)變化范圍不大，Φ值在3.5～4.0之間。跳躍次總體體積分?jǐn)?shù)在10%～60%之間，懸浮次總體體積分?jǐn)?shù)在40%～85%之間，曲線(xiàn)斜率不高，分選中等。此類(lèi)粒度特征為灘壩沉積或扇三角洲前緣的河口砂壩沉積(見(jiàn)圖3(a))。

(2)中高斜兩段式。由代表跳躍次總體的直線(xiàn)段和代表懸浮次總體的直線(xiàn)段組成，曲線(xiàn)斜率較高，分選較好，交截點(diǎn)Φ值約為2.5。跳躍次總體體積分?jǐn)?shù)變化較大，范圍為20%～85%；懸浮次總體體積分?jǐn)?shù)變化幅度也較大。此類(lèi)粒度特征為三角洲前緣的水下分流河道沉積(見(jiàn)圖3(b))。

(3)沖洗兩段式。即具沖刷回流點(diǎn)的兩段式，又稱(chēng)為“跳跳懸”兩段式，粒度概率曲線(xiàn)由兩個(gè)斜率差距很小的跳躍次總體和一個(gè)懸浮次總體組成，兩個(gè)跳躍次總體體積分?jǐn)?shù)約為80%，斜率較高，分選較好，其交點(diǎn)為沖刷回流點(diǎn)。此類(lèi)粒度特征反映多組水流對(duì)沉積物的沖刷改造作用，主要發(fā)育于受波浪改造作用明顯的孤北鼻狀構(gòu)造緩坡帶(見(jiàn)圖3(c))。

此外，樁42井粒度概率曲線(xiàn)可見(jiàn)三段式特征(見(jiàn)圖3(d))，滾動(dòng)次總體體積分?jǐn)?shù)較低。

2.3沉積構(gòu)造

沉積構(gòu)造是沉積物內(nèi)部的宏觀特征，反映沉積時(shí)占優(yōu)勢(shì)的沉積介質(zhì)和能量條件，是確定碎屑巖沉積環(huán)境、分析成因的重要標(biāo)志[17]。研究區(qū)目的層沉積構(gòu)造類(lèi)型豐富(見(jiàn)圖4)，主要為反映重力流快速沉積的塊狀層理(見(jiàn)圖4(a))、滑塌變形構(gòu)造(見(jiàn)圖4(b))和泥巖撕裂屑(見(jiàn)圖4(c))；反映水動(dòng)力條件強(qiáng)弱交替的波狀復(fù)合層理(見(jiàn)圖4(d))、碳質(zhì)波狀紋層(見(jiàn)圖4(e))；反映湖浪反復(fù)沖刷的浪成交錯(cuò)層理(見(jiàn)圖4(f))。此外，反映低能環(huán)境的水平層理、生物擾動(dòng)構(gòu)造(見(jiàn)圖4(g))，在三角洲前緣河口壩及灘壩沉積中常見(jiàn)的反粒序(見(jiàn)圖4(h))，以及河流沉積環(huán)境常見(jiàn)的底沖刷(見(jiàn)圖4(i))、沖刷—充填構(gòu)造(見(jiàn)圖4(j))發(fā)育。

洼陷南部孤北鼻狀構(gòu)造帶主要發(fā)育波狀復(fù)合層理、碳質(zhì)波狀紋層和浪成交錯(cuò)層理，如樁394井、渤991-1井和渤991井有分布，表現(xiàn)為層系界面呈波狀起伏，是波浪運(yùn)動(dòng)環(huán)境的重要識(shí)別標(biāo)志，代表正常波浪作用[22]；西部及東北部洼陷坡度較陡，主要發(fā)育反映重力流作用的無(wú)粒序塊狀層理、滑塌變形構(gòu)造及泥巖撕裂屑等沉積構(gòu)造，如樁42井、樁30井有分布。

圖4　孤北洼陷沙二段—沙三中亞段上部主要沉積構(gòu)造

3　沉積相類(lèi)型及特征

結(jié)合巖心、測(cè)井相、地震屬性及區(qū)域構(gòu)造演化特征，明確研究區(qū)主要發(fā)育扇三角洲、三角洲(辮狀河三角洲、浪控三角洲)、灘壩及湖泊等沉積相。

3.1扇三角洲相

扇三角洲相沉積特征與辮狀河三角洲相的類(lèi)似，它是沖積扇直接進(jìn)入湖盆或經(jīng)過(guò)短距離搬運(yùn)入湖形成的，所以顆粒的粒度比辮狀河三角洲的粗，巖性以砂礫巖和含礫砂巖為主[23-26]。研究區(qū)沙三上亞段—沙三中亞段上部沉積期發(fā)育典型的扇三角洲沉積相，主要形成于高位體系域水退期，以進(jìn)積作用為主，垂向上形成向上變粗的反旋回沉積序列。可進(jìn)一步劃分為扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲3個(gè)亞相，呈環(huán)帶狀依次分布，其中以扇三角洲前緣亞相為主。

3.1.1扇三角洲平原亞相

規(guī)模相對(duì)較小，主要發(fā)育于洼陷西部陡坡帶沿埕東凸起展布，多表現(xiàn)為泥石流和水上分流河道沉積，以水流和沉積物重力流的粗粒沉積物為特征；巖性為礫巖、砂礫巖和粗砂巖，顆粒分選差、成熟度低，一般為雜基支撐，主要發(fā)育砂礫混雜的塊狀層理(見(jiàn)圖4(a))，概率累積曲線(xiàn)為一段式或低斜兩段式。

3.1.2扇三角洲前緣亞相

以較陡的前積相為特征，發(fā)育牽引流構(gòu)造，包括水下分流河道、分流河口壩、分流間灣和遠(yuǎn)砂壩等微相(見(jiàn)圖5)。

水下分流河道為扇三角洲平原分流河道的水下延伸部分，巖性以淺灰色、灰色含礫粗砂巖、中砂巖和細(xì)砂巖為主；粒度相對(duì)較粗，巖石結(jié)構(gòu)成熟度低，磨圓較差，分選較差—中等，多發(fā)育平行層理、大型槽狀交錯(cuò)層理、疊覆沖刷和正粒序?qū)永淼瘸练e構(gòu)造，單層砂體厚度為1.5～4.0 m；測(cè)井曲線(xiàn)多呈高頻齒化箱形、鐘—箱形組合(見(jiàn)圖6(a))。分流河口壩巖性為薄—中層狀的灰色、淺灰色細(xì)砂巖和粉砂巖，常夾灰色的泥巖或粉砂質(zhì)、砂質(zhì)泥巖，呈明顯的反粒序，多見(jiàn)平行層理、槽狀交錯(cuò)層理和小型楔狀交錯(cuò)層理；測(cè)井曲線(xiàn)呈漏斗形或指形。分流間灣位于水下分流河道之間，發(fā)育泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、水平層理和沙紋交錯(cuò)層理。遠(yuǎn)砂壩較河口壩沉積物粒度更細(xì)，發(fā)育面積較小。

3.1.3前扇三角洲亞相

前扇三角洲亞相多呈窄環(huán)帶狀分布于扇三角洲前緣外側(cè)，面積相對(duì)較小，以粉砂質(zhì)泥巖為主，生物擾動(dòng)明顯。

3.2三角洲相

研究區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲和浪控三角洲2種類(lèi)型。根據(jù)沉積特征，三角洲相可分為三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲亞相，研究區(qū)主要發(fā)育三角洲前緣亞相。

圖5　孤北洼陷樁42井扇三角洲前緣單井相Fig.5 Single well faices of fan delta front for z42 well in Gubei sub-sag

圖6　孤北洼陷沙二段—沙三中亞段上部測(cè)井相Fig.6 Logging facies of Es2 to upper part of Es3 in Gubei sub-sag

3.2.1辮狀河三角洲相

辮狀河三角洲是研究區(qū)最重要的沉積體系之一，主要發(fā)育于洼陷北部和東部坡度相對(duì)較陡的地區(qū)，屬近物源沉積體系，不同沉積期具有明顯的繼承性，發(fā)育面積整體較大。

(1)辮狀河三角洲平原亞相。該亞相發(fā)育規(guī)模相對(duì)較小，由辮狀水道和沖積平原組成，以牽引流為主；巖性為灰白色、雜色的砂、礫巖；分選較差，主要發(fā)育平行層理及板狀、槽狀交錯(cuò)層理；自然電位曲線(xiàn)呈頂?shù)淄蛔兊凝X化箱形(見(jiàn)圖6(b))。

(2)辮狀河三角洲前緣亞相。該亞相是辮狀河三角洲中最為發(fā)育的亞相，其沉積物也是辮狀河三角洲的主體，整體處于水下，受河流、波浪等反復(fù)作用，砂質(zhì)較純，分選較好，可進(jìn)一步分為水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩和分流間灣等微相。

水下分流河道為前緣亞相的沉積主體，是三角洲平原亞相的辮狀河道在水下的延伸部分，巖性以中細(xì)粒砂巖為主，主要為含礫粗砂巖、中細(xì)粒砂巖，也見(jiàn)細(xì)礫巖，底部常見(jiàn)沖刷面。單個(gè)水下分流河道沉積體一般為粒度向上變細(xì)的正旋回，主要發(fā)育大型槽狀、板狀交錯(cuò)層理和平行層理，測(cè)井曲線(xiàn)呈鐘形和箱形(見(jiàn)圖6(c-d))。

河口壩通常以小規(guī)模透鏡體形態(tài)產(chǎn)于水平層理發(fā)育的分流河道間及前三角洲細(xì)粒沉積，巖性為粉砂巖至中、細(xì)砂巖，構(gòu)成向上變粗的反粒序，由于受辮狀河道遷移和擺動(dòng)的影響，難以形成穩(wěn)定的河口壩，測(cè)井曲線(xiàn)呈漏斗形。

遠(yuǎn)砂壩與河口壩為連續(xù)沉積砂體，位于河口壩末端，粒度比河口砂壩的更細(xì)，巖性主要為呈反序排列的粉砂巖、細(xì)砂巖，隱約可見(jiàn)水平層理。

分流間灣常與水下分流河道沉積共生，粒度較細(xì)，巖性一般為暗色泥巖、含粉砂泥巖及含泥粉砂巖，以懸浮沉降為主，可見(jiàn)水平層理及小型沙紋層理。

(3)前辮狀河三角洲亞相。該亞相發(fā)育規(guī)模相對(duì)較小，以泥巖和粉細(xì)砂質(zhì)泥巖為主，顏色較深，發(fā)育水平層理。

3.2.2浪控三角洲相

浪控三角洲主要發(fā)育于洼陷南部緩坡帶，物源來(lái)自南部孤島凸起，不同時(shí)期隨物源注入強(qiáng)度不同，發(fā)育規(guī)模有所變化。由于坡度較緩，受波浪改造作用明顯，發(fā)育大規(guī)模的席狀砂(見(jiàn)圖7)。

(1)浪控三角洲平原亞相。該亞相發(fā)育規(guī)模相對(duì)較小，主要由分流水道和泛濫平原組成，以牽引流為主。巖性以雜色砂、礫巖為主，含泥礫，粒度較粗，砂泥比很大，發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理、平行層理等。

圖7　孤北洼陷樁394井浪控三角洲單井相Fig.7 Single well faices of wave dominate delta for z394 well in Gubei sub-sag

(2)浪控三角洲前緣亞相。該亞相主要發(fā)育席狀砂和水下分流河道微相，局部可見(jiàn)遠(yuǎn)砂壩和分流間灣。巖性以中至薄層狀粉砂巖、細(xì)砂巖為主，夾泥質(zhì)粉砂巖，常見(jiàn)碳質(zhì)紋層(見(jiàn)圖4(e))。受波浪改造作用影響，不發(fā)育河口壩，三角洲前緣席狀砂微相和砂質(zhì)波狀紋理非常發(fā)育；此外，由于波浪作用作為重要應(yīng)力，前緣亞相中粉砂、泥質(zhì)粉砂普遍發(fā)育典型的浪成波痕和浪成交錯(cuò)層理(見(jiàn)圖4(f))。

席狀砂分布面積較大，常與波狀紋理粉砂巖共生，巖性主要為粒度較細(xì)的砂巖與粉砂巖，呈席狀薄層產(chǎn)出，無(wú)明顯粒序變化，常含碳屑和紅色泥礫，測(cè)井曲線(xiàn)呈中—低幅箱形(見(jiàn)圖6(e))，由波浪改造分流河道砂及河口壩形成。水下分流河道主要由相對(duì)較厚的中、細(xì)粒砂巖組成，呈明顯的正粒序，具底沖刷構(gòu)造(見(jiàn)圖4(i))，偶含泥礫和礫石，主要發(fā)育交錯(cuò)層理，測(cè)井曲線(xiàn)呈中—高幅鐘形(見(jiàn)圖6(f))。遠(yuǎn)砂壩受波浪改造作用影響發(fā)育不多，主要由粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖組成，構(gòu)成反粒序，常發(fā)育浪成波痕和浪成交錯(cuò)層理，測(cè)井曲線(xiàn)呈中—低幅齒化漏斗形或指形。分流間灣在波浪作用下發(fā)育規(guī)模很小，巖性為泥巖或粉砂質(zhì)泥，厚度很薄，含生物擾動(dòng)現(xiàn)象。

(3)前浪控三角洲亞相。該亞相發(fā)育規(guī)模有限，主要由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖組成，含生物擾動(dòng)，層理不發(fā)育。

3.3灘壩相

灘壩相主要發(fā)育于沙二段沉積期，以碎屑巖灘壩為主，物源來(lái)自附近的三角洲、扇三角洲等近岸淺水砂體，以及岸邊水底積存的碎屑物質(zhì)等，經(jīng)湖浪和沿岸流再搬遠(yuǎn)、沉積而形成；受中央低隆起影響，主要形成透鏡狀、條帶狀的灘壩砂體，而在坡緩、水淺的部位則形成席狀灘壩砂體。巖性主要為中—細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾薄層泥巖，總體以細(xì)粒沉積為主，呈反粒序，分選較好。壩砂較厚，一般不超過(guò)5 m；灘砂較薄，一般小于2 m。壩砂主要發(fā)育浪成交錯(cuò)層理、波狀層理、平行層理、楔狀層理等；灘砂形成時(shí)水動(dòng)力較弱，主要發(fā)育沖洗交錯(cuò)層理、波狀復(fù)合層理等，常含碳屑和植物碎片，生物活動(dòng)較明顯。壩砂主體自然電位和自然伽馬曲線(xiàn)一般呈中低幅齒化漏斗形、箱形及漏斗形—箱形組合(見(jiàn)圖6(g))；灘砂自然電位曲線(xiàn)呈低幅指狀或齒狀，自然伽馬值偏低，整體顯示反旋回特征。

3.4湖泊相

湖泊相自然電位曲線(xiàn)為平緩直線(xiàn)狀，在大段低阻值背景上，電阻率曲線(xiàn)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)夾層狀粉砂巖或細(xì)砂巖的小范圍尖峰狀幅度異常(見(jiàn)圖6(h))，發(fā)育濱淺湖、半深湖—深湖亞相。巖性以灰黑色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖為主，夾薄層粉砂巖、細(xì)砂巖。根據(jù)分布位置，濱淺湖發(fā)育于古隆起兩側(cè)的東西次洼中，而半深湖—深湖集中在西次洼中。根據(jù)發(fā)育層位，濱淺湖在不同沉積期有不同面積的展布，在沙二段和沙三中亞段上部發(fā)育面積最大；半深湖—深湖主要集中在最大湖泛面上下的沉積期。層理類(lèi)型多以水平層理、波狀層理為主，泥巖中含有不同程度的生物活動(dòng)遺跡及生物顆粒，見(jiàn)季節(jié)性韻律層理和塊狀層理，水動(dòng)力強(qiáng)度較大的濱湖區(qū)有小型交錯(cuò)層理。

4　沉積體系展布規(guī)律及沉積模式

4.1展布規(guī)律

孤北洼陷勘探程度較高，探井和開(kāi)發(fā)井?dāng)?shù)較多，但分布極不均勻，主要集中于東次洼和洼陷南部孤北鼻狀構(gòu)造帶；西次洼和洼陷北部樁南鼻狀構(gòu)造帶探井和開(kāi)發(fā)井?dāng)?shù)很少。巖心和測(cè)井資料具有縱向分辨率高的優(yōu)點(diǎn)，但也具有橫向上間距大、不連續(xù)的缺點(diǎn)。在應(yīng)用巖心和測(cè)井資料的基礎(chǔ)上，利用地震屬性的解釋和分析，明確沉積相展布規(guī)律。

將研究區(qū)沙三上亞段分為0和1砂層組，將沙三中亞段上部分為2+3、4和5砂層組，對(duì)不同砂層組選取合理地震時(shí)窗，提取多種地震屬性，選擇最適合研究區(qū)不同時(shí)期沉積特征的屬性結(jié)果。以沙三上亞段1砂層組和沙三中亞段5砂層組為例(見(jiàn)圖8(a-b))，在淺藍(lán)色、綠色背景上分布的扇狀、朵葉狀及條帶狀的黃色、紅色沉積體，顏色分布輪廓明顯，可見(jiàn)砂巖厚度、砂巖厚度比逐漸增大，表明物源主要來(lái)自南部、東部和北部方向；此外，西部和東北方向也有小規(guī)模的物源持續(xù)注入。

圖8　孤北洼陷沙三上亞段1砂層組、沙三中亞段上部5砂層組地震屬性、砂巖厚度及砂巖厚度比Fig.8 Seismic attributes, sandstone thickness and sand content of 1 sand group in upper part of Es3 and 5 sand group in middle part of Es3 in Gubei sub-sag

基于地震屬性平面分布規(guī)律，按各沉積期統(tǒng)計(jì)砂巖厚度、砂巖厚度比與主要屬性值之間的相關(guān)關(guān)系，以沙三上亞段1砂層組和沙三中亞段上部5砂層組為例，明確弧長(zhǎng)、均方根振幅屬性(見(jiàn)圖8(a-b))與井點(diǎn)的砂巖厚度(見(jiàn)圖8(c、e))、砂巖厚度比(見(jiàn)圖8(d、f))具有一定相關(guān)關(guān)系(見(jiàn)圖9)。因此，根據(jù)屬性圖上黃色、紅色沉積體分布輪廓，可以明確各時(shí)期沉積體系展布規(guī)律。

圖9　孤北洼陷沙三上亞段—沙三中亞段地震屬性與砂巖厚度、砂巖厚度比相關(guān)關(guān)系Fig.9 Correlation between seismic attributes and sandstone thickness, sandstone content of Es3 to upper part of Es3 in Gubei sub-sag

孤北洼陷沙二段—沙三中亞段上部沉積相平面圖(見(jiàn)圖10)顯示，沙三中亞段上部5砂層組沉積期處于高位體系域，物源主要來(lái)自東部和北部，發(fā)育辮狀河三角洲；西部發(fā)育展布規(guī)模較小的扇三角洲和近岸水下扇；南部坡度緩，發(fā)育浪控三角洲；洼陷中部發(fā)育小規(guī)模灘壩。此外，研究區(qū)東北部發(fā)育規(guī)模有限的扇三角洲；東部長(zhǎng)堤凸起二臺(tái)階發(fā)育沖積扇沉積，其余部分被濱淺湖所覆蓋(見(jiàn)圖10(a))。

圖10　孤北洼陷沙二段—沙三中亞段上部沉積相平面Fig.10 Sedimentary facies of Es2 to upper part of Es3 in Gubei sub-sag

沙三中亞段上部4砂層組沉積期水位降低，與5砂層組沉積期相比，南部、西部物源注入明顯加強(qiáng)；南部發(fā)育浪控三角洲；西部發(fā)育扇三角洲和近岸水下扇，深洼處發(fā)育小規(guī)模的濁積巖；北部和東部發(fā)育辮狀河三角洲，但沉積規(guī)模明顯增大(見(jiàn)圖10(b))。

沙三中亞段上部2+3砂層組沉積期南部浪控三角洲規(guī)模明顯增大，幾乎占據(jù)整個(gè)孤北鼻狀構(gòu)造；北部、東部物源仍然較強(qiáng)，發(fā)育辮狀河三角洲，北部三角洲延伸范圍明顯增大；西部扇三角洲向西次洼延伸距離增大(見(jiàn)圖10(c))。

沙三上亞段1砂層組沉積期砂體沉積規(guī)模達(dá)到最大，幾乎為滿(mǎn)盆砂狀態(tài)，北部和東部主要發(fā)育大規(guī)模的辮狀河三角洲前緣亞相，尤其是東部長(zhǎng)堤物源提供大規(guī)模的水道砂體，受東次洼東西向大斷層影響，明顯分為兩部分；南部發(fā)育浪控三角洲，砂體幾乎覆蓋整個(gè)孤北鼻狀構(gòu)造帶；西部發(fā)育小規(guī)模的扇三角洲沉積，呈窄條帶狀沿埕東斷層展布(見(jiàn)圖10(d))。

沙三上亞段0砂層組沉積期砂體沉積規(guī)模仍然較大，北部和東部沉積砂體分別延伸到西次洼和東次洼，主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣；南部砂體主要沉積在孤北鼻狀構(gòu)造帶的西側(cè)，發(fā)育浪控三角洲；西部發(fā)育小規(guī)模的扇三角洲(見(jiàn)圖10(e))。

沙二段沉積期，三角洲發(fā)育規(guī)模較小，北部和東部偏北發(fā)育小規(guī)模的辮狀河三角洲；東北部發(fā)育小規(guī)模的扇三角洲；南部發(fā)育小規(guī)模的浪控三角洲；東部發(fā)育大規(guī)模的灘壩沉積，樁南和孤北鼻狀構(gòu)造帶附近發(fā)育小規(guī)模灘壩沉積；西部發(fā)育扇三角洲沉積呈窄條帶狀沿埕東斷層展布(見(jiàn)圖10(f))。

4.2沉積模式

由圖10可知，孤北洼陷經(jīng)歷由水退至水進(jìn)的演化過(guò)程，并且各沉積體系在不同時(shí)期具有明顯繼承性，只是發(fā)育規(guī)模有差異：北部樁南鼻狀構(gòu)造及東次洼發(fā)育辮狀河三角洲；南部孤北鼻狀構(gòu)造坡度較緩，受波浪改造作用影響，發(fā)育浪控三角洲；西部坡度陡，發(fā)育小規(guī)模扇三角洲，呈窄條帶狀沿埕東斷層展布；濱淺湖主要發(fā)育于古隆起兩側(cè)的東西次洼，而半深湖—深湖集中在西次洼；沙二段沉積期主要發(fā)育灘壩，呈透鏡狀、條帶狀沿中央低隆起展布。此外，由孤北洼陷沙二段—沙三中亞段上部沉積模式可見(jiàn)，研究區(qū)東北部有持續(xù)物源注入，發(fā)育扇三角洲(見(jiàn)圖11)。

圖11　孤北洼陷沙二段—沙三中亞段上部沉積模式Fig.11 Depositional model of Es2 to upper part of Es3 in Gubei sub-sag

5　結(jié)論

(1)孤北洼陷沙二段—沙三中亞段上部主要發(fā)育扇三角洲、辮狀河三角洲、浪控三角洲、灘壩及湖泊等沉積體系，并且各沉積體系在不同沉積期具有明顯繼承性。

(2)地震屬性與井點(diǎn)的砂巖厚度、砂巖厚度比具有相關(guān)關(guān)系，可根據(jù)屬性圖上黃色、紅色沉積體分布輪廓，明確各時(shí)期沉積體系展布規(guī)律，即在北部、東部和南部呈扇狀、朵葉狀及條帶狀展布，在西部呈窄條帶狀沿埕東凸起展布。

(3)辮狀河三角洲主要發(fā)育于北部樁南鼻狀構(gòu)造帶和東次洼，浪控三角洲主要發(fā)育于坡度較緩的南部孤北鼻狀構(gòu)造帶，扇三角洲主要發(fā)育于西部和東北部陡坡帶，濱淺湖主要發(fā)育于古隆起兩側(cè)的東西次洼，而半深湖—深湖集中在西次洼。灘壩主要發(fā)育于沙二段沉積期，呈透鏡狀、條帶狀沿中央低隆起展布，而在坡緩、水淺的部位形成席狀灘壩砂體。

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2015-08-17；編輯：朱秀杰

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2011ZX05009-002)；國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目(2014CB239002)；國(guó)家自然科學(xué)基金石油化工聯(lián)合重點(diǎn)基金項(xiàng)目(U1262203)

邱隆偉(1967-)，男，博士，博士生導(dǎo)師，教授，主要從事礦物巖石學(xué)、沉積學(xué)及儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)方面的研究。

10.3969/j.issn.2095-4107.2016.01.010

TE121.3

A

2095-4107(2016)01-0089-14