李 昆，周興海，吳嘉鵬，萬麗芬，謝春雨

（1. 中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司勘探開發(fā)研究院，上海 200120；2. 中國石油長城鉆探工程有限公司解釋研究中心，北京 100101）

西湖凹陷中下始新統(tǒng)寶石組沉積相研究

李 昆1，周興海1，吳嘉鵬2，萬麗芬1，謝春雨1

（1. 中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司勘探開發(fā)研究院，上海 200120；2. 中國石油長城鉆探工程有限公司解釋研究中心，北京 100101）

西湖凹陷是東海陸架盆地主要的含油氣凹陷，2001年B1井首次揭示了寶石組。寶石組沉積于早中始新世，為凹陷強烈斷陷期的產(chǎn)物。由于其埋藏深度大，鉆井資料少，對沉積相帶分布與沉積特征認識尚處于起步階段。此文從地震和鉆井兩方面入手，探討了寶石組沉積相帶分布格局，明確了寶石組總體屬半封閉淺海的沉積環(huán)境。在凹陷西側(cè)發(fā)育三角洲、扇三角洲及潮坪沉積、東側(cè)發(fā)育小規(guī)模的扇三角洲沉積，凹陷中央以局限淺海沉積相為主。研究結(jié)果為西湖凹陷新領(lǐng)域油氣勘探提供地質(zhì)依據(jù)。

西湖凹陷；寶石組；沉積環(huán)境；沉積類型與分布

西湖凹陷是東海陸架盆地最主要的含油氣單元，經(jīng)過幾十年的勘探和早期開發(fā)，發(fā)現(xiàn)了多個油氣田，已成為我國海域油氣資源重要接替區(qū)。隨著勘探的不斷深入，凹陷深部寶石組將成為新的勘探層系。2001年完鉆的B1井首次揭示了平湖組以下300余米的新地層，并將其命名為寶石組。根據(jù)地震資料和鉆井揭示：寶石組的埋深一般超過3 500 m，沉積厚度800~1 000 m，具有較大的勘探潛力。目前，對于寶石組的沉積環(huán)境及沉積相帶分布格局存在爭議[1-6]。寶石組沉積相的研究已經(jīng)成為深層勘探新熱點。

1 地質(zhì)背景

西湖凹陷位于東海陸架盆地東部，呈北北東向展布。西鄰虎皮礁、海礁凸起；東部與釣魚島隆褶帶相接；向北過渡到福江凹陷；向南為基隆凹陷[7-9]。凹陷內(nèi)部呈東西分帶、南北分塊的構(gòu)造格局（圖1）。西湖凹陷經(jīng)歷了古新世 -始新世斷陷階段、漸新世-中新世拗陷階段及上新世-第四紀沉降期[2]。寶石組沉積于早-中始新世，此時，凹陷處于強烈斷陷期，斷層活動速率及斷距達到最大值[10]。由于埋深大，目前只有保俶斜坡帶的13口井鉆遇了寶石組。

圖1 西湖凹陷構(gòu)造區(qū)劃圖

2 沉積格局分析

2.1 物源方向

古物源的分析方法主要有沉積學(xué)方法、巖石礦物學(xué)法以及重礦物法[11-13]。由于缺乏巖石學(xué)及重礦物資料，本文應(yīng)用沉積學(xué)方法分析物源方向。寶石期，凹陷位于水下，未出現(xiàn)剝蝕，因此地層厚度可以很好地反映古地貌特征。在三維地震資料解釋的基礎(chǔ)上，對解釋層位進行時-深轉(zhuǎn)換可以計算各層序現(xiàn)今埋深，并求得各層序的殘余厚度。如圖2所示：凹陷整體北高南低，東、西兩側(cè)高，中間低，凹陷內(nèi)部出現(xiàn)多個雁行排列的次級凹陷（圖2藍色）及沉積中心，由此判斷物源來自于東、西兩側(cè)凸起，沿著斷裂或溝谷進入凹陷。

圖2 西湖凹陷寶石組原型盆地格架圖

地震相是沉積物反射特征的綜合反映，對物源方向具有指示作用，例如：前積地震相一般是由物源區(qū)向凹陷方向進積，是三角洲的典型特征；雜亂地震相通常是由于沉積物在落差較大的情況下快速堆積形成，向凹陷方向呈收斂狀。西部保俶斜坡帶發(fā)育前積反射地震相（圖3a）、雜亂地震相，凹陷東部斷階帶發(fā)育雜亂地震相（圖3b），表明沉積體主要分布于靠近凹陷東、西兩側(cè)的邊界處，存在東、西兩個方向物源的沉積格局。凹陷中央地區(qū)以波狀反射地震相為主（圖3c）。

2.2 沉積環(huán)境

不同的沉積巖中所含化石不同，生物對其生活環(huán)境變化的反應(yīng)靈敏，是古環(huán)境的最佳指示者[14-18]。B1井寶石組的孢粉組合以海金沙科、松科、杉科、胡桃科為主，與平湖組特征類似，反映較濕潤的亞熱帶氣候[1]。同時，在寶石組中發(fā)現(xiàn)了有孔蟲及溝鞭藻的組合。有孔蟲主要生活于海洋以及海陸水域交界的河口處、濱海沼澤與瀉湖等咸水水體中[9]，溝鞭藻在地質(zhì)歷史上以海相的報道最多，半咸水次之[16]。

另外，常量元素鎂、鋁含量的比值m（m = 100*MgO/Al2O3）對水體鹽度的變化敏感。一般認為：低鹽度沉積環(huán)境m＜1，半咸水沉積環(huán)境1＜m＜10，正常鹽度水體10＜m＜500[17]。斜坡帶上的K5井寶石組所測得的兩個值分別為23和50，說明寶石期為正常的淺海相環(huán)境。

圖3 西湖凹陷寶石組地震相平面圖及典型地震相剖面

2.3 沉積相類型

巖心資料具有可靠、直觀、易于識別及分辨率高的優(yōu)勢，是識別沉積相類型的直接依據(jù)；測井、錄井資料的優(yōu)勢在于對層序及沉積旋回的分辨率高，而三維地震資料彌補了前兩者橫向分辨率低的缺點，本文應(yīng)用巖心、測井、錄井及地震資料三位一體的研究方法識別出了寶石組主要沉積相帶類型。

2.3.1 三角洲平原亞相

三角洲平原是三角洲的水上部分，發(fā)育于河道分流點至枯水期岸線之間，其分支河道微相具有與河流相類似的正旋回、層理類型豐富等特征。K3井位于保俶斜坡帶中北部，巖性以灰色中粗砂巖為主，砂巖質(zhì)量分數(shù)達47.25%，縱向上發(fā)育多個向上變細的正旋回，測井曲線為齒化-微齒化的箱形及鐘形（表1）。巖心以中細砂巖-含礫粗砂巖為主，可見泥礫、板狀交錯層理及平行層理等沉積構(gòu)造（圖4），具有河道二元沉積特點。地震反射同相軸具有中-高振幅、中等頻率、較好的連續(xù)性，平行地震相。向凹陷中央發(fā)育前積地震相，為三角洲前緣不斷進積的結(jié)果（表1）。

2.3.2 扇三角洲平原亞相

扇三角洲平原亞相與沖積扇的沉積特征相似，以突發(fā)事件產(chǎn)生的重力流與牽引流沉積共存為特點。P10井位于保俶斜坡帶中部，巖性以中-細砂巖與雜色泥巖為主，夾雜多層的火山噴發(fā)巖，說明沉積時期有多期的火山活動。縱向上發(fā)育多個向上變細的正旋回（表1），具有河道的二元結(jié)構(gòu)。巖心可見旋回間的突變界面、無定向性的中粗礫巖（礫石呈棱角狀），正韻律層理（圖5）。地震剖面上，同相軸具有中-高振幅中等頻率，連續(xù)性差，主要為雜亂反射地震相（表1）。

2.3.3 局限淺海

由于寶石期強烈的斷陷作用，物源供給速度小于凹陷的沉降速度，在凹陷中央的廣大地區(qū)形成了局限淺海沉積。B1井位于保俶斜坡帶南部，巖性以綠色泥巖為主，泥質(zhì)純凈，偶夾薄層灰色泥質(zhì)粉砂巖；測井上，自然伽馬為高幅微齒狀，自然電位向深部微有增大（表1），整體反應(yīng)沉積時的水體安靜，深度較小。巖心可見生物擾動構(gòu)造、復(fù)合層理及砂枕-火焰狀構(gòu)造等（圖6）。地震上，同相軸具有中-低頻、弱反射、連續(xù)性中等-好的特征，為亞平行-波狀地震相（表1）。

表1 典型沉積相井-震特征識別

圖4 K3井巖心相圖

圖5 P10井巖心相圖

圖6 B1井巖心相圖

圖7 西湖凹陷寶石組沉積相圖

2.4 沉積相展布特征

寶石期，強烈的斷陷活動使凹陷形成東斷西超、北高南低的構(gòu)造格局，海水從南部進入凹陷。受潮汐作用影響，凹陷西部發(fā)育條帶狀展布的潮坪沉積。同時，在物源供應(yīng)充足處發(fā)育三角洲及扇三角洲沉積，東部邊界由于斷層落差大，發(fā)育扇三角洲沉積，而在凹陷中部的廣大地區(qū)，由于沉積物的供給有限，處于饑餓沉積狀態(tài)，發(fā)育局限淺海沉積相（圖7）。同時，受強烈斷層活動影響，凹陷內(nèi)部分割性強，沉積體的發(fā)育規(guī)模小。

3 結(jié)論

（1）寶石期為西湖凹陷強烈斷陷期，具有東西物源，局限淺海沉積環(huán)境。

（2）沉積相在斜坡帶以中小型的三角洲、扇三角洲及潮坪相為主，在凹陷中部的廣大區(qū)域為局限淺海沉積。

（3）寶石組在保俶斜坡帶三角洲及扇三角洲相儲蓋組合發(fā)育，具有較大的勘探潛力，是西湖凹陷有利的勘探新層系。

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Sedimentary Facies of Middle-Lower Eocene Baoshi Formation in Xihu Sag, East China Sea Shelf Basin

LI Kun1, ZHOU Xinghai1, WU Jiapeng2, WAN Lifen1, XIE Chunyu1
（1. Institute of Exploration and Development, SINOPEC Offshore Oil & Gas Company, Shanghai 200120, China; 2. Geoscience Centre of Great Wall Drilling Company, CNPC, Beijing 100101, China）

Xihu Sag is a hydrocarbon-rich sag in the East China Sea Shelf Basin. Well B1, drilled in 2001, revealed the existence of Baoshi Formation in Xihu Sag for the frst time. Baoshi Formation, deposited in early-middle Eocene, is the product of strongly fault depression period. Due to the deep burial and the scarcity of drilling data, the understanding of the sedimentary facies distribution and sedimentary characteristics is still at the starting stage. Based on the seismic data and information of drilling wells, this paper discusses the distribution pattern of sedimentary facies in Baoshi sedimentation period, confrms it was generally belonged to the semi-closed shallow sea environment. It is suggested that delta, fan-delta and tidal fat deposits were developed along the west fank of the sag, small-scaled fan-delta deposits along the east fank, and the deposits of semi-closed shallow sea in the middle of the sag. It provides geological basis for the exploration of oil and gas in the frontier of Xihu sag.

Xihu Sag; Baoshi Formation; sedimentary environment; types and distribution of sedimentary facies

TE121.3

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2017.01.016

1008-2336（2017）01-0016-05

2016-02-29；改回日期：2016-08-29

李昆，女，1988年生，碩士，2014年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，主要從事石油地質(zhì)研究工作。E-mail：809301302@qq.com。