王 龍，陳培元，唐莎莎，王興龍，郭麗娜

（中海油研究總院，北京 100028）

深水重力流是沉積盆地重要的沉積物搬運(yùn)機(jī)制之一，往往能在海底形成規(guī)模巨大的碎屑巖沉積和大油氣田。深水重力流類(lèi)型是深水重力流沉積研究的理論基礎(chǔ)，前人圍繞深水重力流的沉積物濃度、沉積物支撐機(jī)制、流態(tài)、流變學(xué)特征以及綜合多種特征的深水重力流分類(lèi)方案進(jìn)行了大量的研究，對(duì)深水重力流沉積取得了豐富的成果和認(rèn)識(shí)[1，2]。

西非P油田A油組主要發(fā)育深水重力流水道沉積，前人對(duì)該深水重力流水道的沉積背景、形成機(jī)制、發(fā)育規(guī)模進(jìn)行過(guò)一些研究，對(duì)沉積相取得了一些籠統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，但在重力流水道的內(nèi)部特征缺乏精細(xì)研究。本文基于大量的巖心觀察、巖心掃描與測(cè)井資料，對(duì)深水重力流水道的巖相類(lèi)型與巖相組合特征進(jìn)行了深入的分析解剖，建立了深水重力流水道沉積相序模式，了解深水重力流水道內(nèi)部沉積特征，可為油田儲(chǔ)層特征研究提供一定的支持[3-6]。

1 地質(zhì)概況

P油田位于西非尼日利亞深水區(qū)的OML130區(qū)塊，油田范圍內(nèi)水深1 300 m～1 400 m。OML130區(qū)塊位于形成于白堊紀(jì)～第三紀(jì)時(shí)期的西非盆地。盆地的基底為早白堊系裂陷沉積，盆地邊緣發(fā)育巨厚的中白堊系～第三系沉積。從北到南，西非盆地發(fā)育三個(gè)區(qū)域構(gòu)造帶（見(jiàn)圖1），其北側(cè)為拉張構(gòu)造帶，以鏟狀斷層和滾動(dòng)背斜為主要特征；南側(cè)為擠壓構(gòu)造帶，疊瓦狀逆沖斷層較為發(fā)育。P油田位于區(qū)域構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶上，從下到上主要由三套進(jìn)積型的巖性地層單元組成，主要含油氣儲(chǔ)層為中～晚中新世的A油組，為深水重力流水道沉積，物源來(lái)自于油田北部的原尼日爾水系。

2 巖相類(lèi)型與特征

P油田A油組厚30 m～250 m，由含礫砂、砂巖、粉砂巖和泥巖組成，發(fā)育的沉積構(gòu)造包括塊狀層理、正粒序?qū)永?、平行層理、波狀層理、板塊和槽狀交錯(cuò)層理、滑塌變形構(gòu)造等[7-11]，在對(duì)3口井取心段共150 m巖心分析的基礎(chǔ)上，將P油田A油組劃分為12種巖相類(lèi)型（見(jiàn)表1）。

2.1 泥巖-粉砂質(zhì)泥巖及過(guò)渡類(lèi)巖相

巖相1-厚層暗色泥巖相，此類(lèi)厚度較大，通常在3 m以上，整體表現(xiàn)為質(zhì)純、灰黑色，局部存在黃鐵礦結(jié)核和生物擾動(dòng)現(xiàn)象。相當(dāng)于鮑馬序列的Te段，為半遠(yuǎn)洋-遠(yuǎn)洋懸浮沉積和遠(yuǎn)源低密度濁流沉積。

巖相2-粉砂質(zhì)泥巖夾層相，巖性為暗色泥巖夾薄層粉砂質(zhì)泥巖，粉砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖透鏡體，發(fā)育波狀層理，偶見(jiàn)生物擾動(dòng)現(xiàn)象，局部發(fā)育小斷裂。相當(dāng)于鮑馬序列的Td段，為遠(yuǎn)源低密度濁流沉積，并在一定程度上受牽引流的影響改造。

巖相3-薄互層粉砂質(zhì)泥巖相，常與巖相2相鄰，厚度較薄，常為粉砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖條帶和透鏡體，通常發(fā)育小型交錯(cuò)層理和波狀交錯(cuò)層理，并發(fā)育小斷裂。相當(dāng)于鮑馬序列的Tc段，為遠(yuǎn)源低密度濁流和牽引流復(fù)合沉積。

巖相4-薄互層極細(xì)砂巖相，巖性為細(xì)砂巖和泥質(zhì)粉砂巖互層，各紋層厚度通常小于0.03 m，發(fā)育波狀層理、小型交錯(cuò)層理和變形層理。相當(dāng)于鮑馬序列Tc段，為遠(yuǎn)源低密度濁流和牽引流復(fù)合沉積。

巖相5-細(xì)砂巖-粉砂質(zhì)泥巖相，底部為細(xì)砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖紋層，向上逐漸過(guò)渡為巖相2-粉砂質(zhì)泥巖，底部發(fā)育平行層理、波狀層理，粉砂質(zhì)泥巖發(fā)育水平層理。相當(dāng)于鮑馬序列Tc或Td段，為高密度濁流向低密度濁流轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物。

圖1 尼日爾三角洲南北向剖面圖

表1 P油田A油組巖相分類(lèi)及特征

2.2 細(xì)砂-含礫砂巖相

巖相6-細(xì)-中粒砂巖相，巖性為中砂巖、細(xì)砂巖，富含泥礫和粗石英顆粒，且分布均勻，具有粒序?qū)永砗蛪K狀層理，在巖心中常見(jiàn)。相當(dāng)于鮑馬序列Ta段，為高密度濁流成因，或是Shanmugam認(rèn)為的砂質(zhì)碎屑流成因。

巖相7-薄層細(xì)-中粒砂巖相，此類(lèi)巖相厚度較薄，巖性和巖相6相同，為中砂巖、細(xì)砂巖，但沉積構(gòu)造明顯不同，表現(xiàn)為薄層中、細(xì)砂巖互層，發(fā)育平行層理、斜層理、小斷層、局部發(fā)育變形構(gòu)造和泥礫。相當(dāng)于鮑馬序列Tc或Tb段，屬于牽引流沉積物。

巖相8-中-含礫砂巖相，在巖心中常見(jiàn)，巖性為中砂巖、粗砂巖、含礫砂巖，多為塊狀層理，部分具有粒序?qū)永?，?nèi)部分散分布0.01 m～0.03 m的泥礫，偶見(jiàn)生物碎屑。相當(dāng)于鮑馬序列Ta段，為高密度濁流成因，或是Shanmugam認(rèn)為的砂質(zhì)碎屑流成因。

巖相9-薄層中-粗粒砂巖相，厚度通常小于0.1 m左右，巖性和巖相8相同，為中砂巖、粗砂巖，但沉積構(gòu)造明顯不同，表現(xiàn)為薄層中、粗砂巖互層，發(fā)育平行層理。相當(dāng)于鮑馬序列Tb段，屬于牽引流沉積物。

巖相10-中-粗礫砂巖相，厚度為0.1 m～0.5 m，巖性為中砂巖-含粗礫砂巖、含礫砂巖，多為塊狀層理，局部正粒序，底部可見(jiàn)沖刷面，內(nèi)部含有豐富的細(xì)礫、中粗礫。屬于水道底部的滯留沉積物。相當(dāng)于鮑馬序列Ta段，為高密度濁流成因或是Shanmugam認(rèn)為的砂質(zhì)碎屑流成因。

2.3 泥石流和滑塌巖相

巖相11-泥石流巖相，又包括3小類(lèi)，泥質(zhì)泥石流相-巖相，巖性為暗色粉砂質(zhì)泥巖，厚度0.5 m，整體呈塊狀，內(nèi)漂浮0.3 cm～0.5 cm的泥礫，反映高泥質(zhì)含量的泥石流沉積；砂質(zhì)-泥質(zhì)泥石流相，巖性為泥質(zhì)粉砂巖，厚0.5 m～1.0 m，塊狀沉積構(gòu)造，內(nèi)漂浮大量的中粒石英顆粒，泥質(zhì)和砂質(zhì)的含量相當(dāng)，反映砂泥混合的泥石流沉積；砂質(zhì)泥石流相，泥質(zhì)細(xì)-中砂巖，厚0.3 m～1.5 m，塊狀內(nèi)夾雜粗石英顆粒，底部有條帶狀泥礫呈平行排列，反映高砂質(zhì)含量的砂質(zhì)泥石流沉積。

巖相12-滑塌巖相，為滑塌后固結(jié)的產(chǎn)物，巖性取決于滑塌物，巖性為泥巖中夾中粒砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、混雜的暗色泥巖和泥質(zhì)砂質(zhì)碎屑流，沉積構(gòu)造為滑塌變形構(gòu)造，在大塊的滑塌物種保持原有的構(gòu)造，大塊滑塌物中仍保存完好的水平層理。是沉積物在不穩(wěn)定的環(huán)境下坍塌、滑動(dòng)變形的產(chǎn)物。

3 巖相組合規(guī)律

巖相組合是指具有成因聯(lián)系的巖相在垂向上的相互組合，每種巖相組合均反映了相應(yīng)的沉積過(guò)程和沉積環(huán)境[11]。通過(guò)對(duì)P油田A油組取心段的巖相組合分析，共劃分為15種巖相組合類(lèi)型。

3.1 重力流水道主體巖相組合

重力流水道巖相組合是指發(fā)育在重力流水道主體的巖相組合（見(jiàn)圖2），巖性主要為含礫砂巖、中粗砂巖和細(xì)中砂巖，主要發(fā)育粒序?qū)永?，向上粒度變?xì)，主要形成于碎屑流或高密度濁流環(huán)境，具體包括4種巖相組合，分別為巖相 10-8-7、10-8-6-7、10-8-6、8-6 互層組合（見(jiàn)圖3）。

巖相10-8-7組合，其中巖相10厚18 cm，巖性為含中礫粗砂巖，正粒序；巖相8厚4 cm，巖性為中粒砂巖；巖相7厚23 cm，巖性為薄層細(xì)中粒砂巖。此巖相組合粒度向上變細(xì)，中部含泥礫，測(cè)井曲線呈鐘形，整體為正旋回。相當(dāng)于鮑馬序列的Ta和Tb段。一般指示重力流水道沉積環(huán)境，反映由高密度濁流或碎屑流向牽引流過(guò)渡的水動(dòng)力條件。

巖相10-8-6-7組合，其中巖相10厚38 cm，巖性為含礫粗砂巖，正粒序；巖相8厚16 cm，巖性為粗砂巖；巖相6厚6 cm；巖相7厚4 cm，巖性為薄層細(xì)-中砂巖。此巖相組合粒度向上變細(xì)，底部含泥礫，測(cè)井曲線呈箱形、鐘形，整體為正旋回。相當(dāng)于鮑馬序列的Ta和Tb段。通常指示重力流水道沉積環(huán)境，反映由高密度濁流或碎屑流向牽引流過(guò)渡的水動(dòng)力條件。

巖相10-8-6組合，其中巖相10厚46 cm，巖性為含礫中粗砂巖，正粒序；巖相8厚18 cm，巖性為中砂巖；巖相6厚15 cm，巖性為細(xì)到中砂巖。此巖相組合粒度向上變細(xì)，測(cè)井曲線整體呈鐘形，表現(xiàn)為正旋回，相當(dāng)于鮑馬序列的Ta段。通常指示重力流水道沉積環(huán)境，反映高密度濁流或碎屑流水動(dòng)力條件。

巖相8-6互層組合，其中巖相8厚4 cm～30 cm不等，巖性為中、粗砂巖；巖相6厚10 cm～30 cm，巖性為細(xì)中砂巖。此巖相組合整體為塊狀砂巖，粒度向上粗細(xì)交替變化，未發(fā)育沉積構(gòu)造，伽馬值較低，曲線大致呈箱形，為疊覆沖刷粗砂巖，是高密度濁流沉積作用的產(chǎn)物，常表現(xiàn)為“A，A，A”序列，通常指示重力流水道沉積環(huán)境，反映多期次、陣發(fā)性的高密度濁流或碎屑流水動(dòng)力條件。

圖2 P油田A油組深水重力流水道不同部位沉積特征

3.2 重力流水道-天然堤巖相組合

重力流水道-天然堤巖相組合主要發(fā)育在重力流水道主體外側(cè)，處在水道和天然堤的過(guò)渡位置，下部通常為水道沉積，反映高密度濁流或碎屑流的水動(dòng)力條件，巖性主要為中粗砂巖、中砂巖，發(fā)育塊狀層理；向上逐漸過(guò)渡為天然堤沉積，粒度變細(xì)，以細(xì)砂巖、粉砂巖為主，水動(dòng)力條件逐漸轉(zhuǎn)化為牽引流和低密度濁流，發(fā)育平行層理、小型交錯(cuò)層理、波狀層理等（見(jiàn)圖2），包括4種巖相組合，分別為巖相8-6-4、8-7-4、9-7、7-4互層組合（見(jiàn)圖4）。

巖相8-6-4組合，其中巖相8厚22 cm，巖性為中粗砂巖；巖相6厚15 cm，巖性為細(xì)中砂巖；巖相4厚33 cm，巖性為薄層粉砂巖，發(fā)育小型平行層理。此巖相組合粒度向上變細(xì)，測(cè)井曲線呈鐘形，整體為正旋回。屬于鮑馬序列的Ta段、Tb段，屬于下部的水道沉積向上部的天然堤沉積過(guò)渡，反映由高密度濁流或碎屑流向低密度濁流、牽引流過(guò)渡的水動(dòng)力條件。

圖3 P油田A油組重力流水道主體巖相組合

圖4 P油田A油組重力流水道-天然堤巖相組合

巖相8-7-4組合，其中巖相8厚3 cm，巖性為中砂巖；巖相7厚39 cm，巖性為細(xì)中砂巖，發(fā)育小型平行層理；巖相4厚5 cm，巖性為薄層粉細(xì)砂巖，發(fā)育小型交錯(cuò)層理。此巖相組合粒度向上變細(xì)，測(cè)井曲線呈鐘形，整體為正旋回。相當(dāng)于鮑馬序列的Ta、Tb和Tc段，水域下部的水道沉積向上部的天然堤沉積過(guò)渡，反映由高密度濁流或碎屑流向牽引流過(guò)渡的水動(dòng)力條件。

巖相9-7組合，其中巖相9厚6 cm，巖性為薄層中-含細(xì)礫砂巖，發(fā)育平行層理；巖相7厚39 cm，巖性為中砂巖，發(fā)育平行層理，頂部發(fā)育波狀交錯(cuò)層理。此巖相組合粒度向上變細(xì)，測(cè)井曲線呈鐘形，整體為正旋回，反映高密度濁流和牽引流復(fù)合的水動(dòng)力條件。

巖相7-4組合，其中巖相7厚74 cm，厚層，巖性為中砂巖，發(fā)育小型平行層理、小斷層；巖相4厚28 cm，巖性為粉細(xì)砂巖，發(fā)育小型槽狀交錯(cuò)層理、水平層理。此巖相組合粒度向上變細(xì)，測(cè)井曲線呈箱形，整體為正旋回。相當(dāng)于鮑馬序列的Tb和Tc段，反映由高密度濁流向低密度濁流轉(zhuǎn)變的水動(dòng)力條件。

3.3 重力流水道天然堤-半遠(yuǎn)洋沉積巖相組合

重力流水道天然堤-半遠(yuǎn)洋沉積巖相組合主要發(fā)育在重力流水道的邊緣，包括天然堤以及更外側(cè)的半遠(yuǎn)洋沉積，向外受重力流水道的影響逐漸減弱。巖性包括細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和暗色泥巖，主要發(fā)育水平層理、小型交錯(cuò)層理、波狀層理，泥巖中可見(jiàn)生物擾動(dòng)構(gòu)造。與前兩大類(lèi)巖相組合不同，此類(lèi)巖相組合多向上粒度變粗，下部多為半遠(yuǎn)洋泥巖沉積，通常向上過(guò)渡為天然堤沉積，測(cè)井曲線多呈漏斗形。具體包括 5 種巖相組合，巖相 5-2-3、4-2-3、4-3-4-3、3-2、1-2組合（見(jiàn)圖5）。

巖相5-2-3組合，其中巖相5厚12 cm，巖性為薄層粉細(xì)砂巖，發(fā)育小型平行層理；巖相2厚36 cm，巖性為粉砂質(zhì)泥巖，發(fā)育水平層理；巖相3厚5 cm，巖性為泥質(zhì)粉砂巖；此巖相組合粒度向上變細(xì)再變粗，伽馬值較高，整體為反旋回。各巖相呈逐漸過(guò)渡關(guān)系，巖相3為巖相2、6的過(guò)渡。相當(dāng)于鮑馬序列的Tc和Td段，反映由低密度濁流向牽引流轉(zhuǎn)變的水動(dòng)力條件。

巖相4-2-3組合，其中巖相4厚10 cm，巖性為泥質(zhì)細(xì)砂巖，發(fā)育變形層理；巖相2厚10 cm，巖性為粉砂質(zhì)泥巖，發(fā)育水平層理；巖相3厚5 cm，巖性為泥質(zhì)粉砂巖。此巖相組合粒度向上變細(xì)再變粗，伽馬值較高，整體為反旋回，各巖相呈逐漸過(guò)渡關(guān)系。相當(dāng)于鮑馬序列的Tc和Td段，反映由低密度濁流向牽引流轉(zhuǎn)變的水動(dòng)力條件。

圖5 P油田A油組重力流水道天然堤-半遠(yuǎn)洋沉積巖相組合

圖6 P油田A油組泥石流、滑塌巖相組合

巖相4-3-4-3組合，其中巖相4厚7 cm～16 cm不等，巖性為細(xì)砂巖，發(fā)育爬升交錯(cuò)層理、波狀交錯(cuò)層理、槽狀交錯(cuò)層理；巖相3厚18 cm～35 cm不等，巖性為粉砂質(zhì)泥巖，發(fā)育水平層理。此巖相組合粒度向上交替變化，測(cè)井曲線呈疊加的鐘形，整體為正旋回，相當(dāng)于鮑馬序列的Tc和Td段。反映陣發(fā)性多期次的重力流沉積，每一期的水動(dòng)力條件都是由低密度濁流向牽引流轉(zhuǎn)變。

巖相3-2組合，其中巖相3厚55 cm，巖性為粉砂質(zhì)泥巖；巖相2厚97 cm，巖性為粉砂質(zhì)泥巖，含較多的砂質(zhì)條帶，發(fā)育波狀層理。此巖相組合粒度整體較細(xì)，向上變化不大，伽馬值較高。相當(dāng)于鮑馬序列Td段，反映由低密度濁流與牽引流復(fù)合的水動(dòng)力條件。

巖相1-2組合，其中巖相1厚5 m，巖性為暗色泥巖，偶見(jiàn)小斷層和生物擾動(dòng)現(xiàn)象，局部可見(jiàn)黃鐵礦；巖相2厚60 cm，巖性為泥質(zhì)粉砂巖，發(fā)育小斷層和生物擾動(dòng)構(gòu)造；伽馬值較高，巖相2為泥巖與之上砂巖的過(guò)渡，相當(dāng)于鮑馬序列Te段。

3.4 泥石流、滑塌巖相組合

該大類(lèi)巖相組合包括兩類(lèi)具體的巖相組合，巖相12-13-11泥石流巖相組合、巖相8-12-8滑塌相巖相組合（見(jiàn)圖6）。

巖相12-13-11泥石流巖相組合，巖相12厚1 m左右，巖性為砂質(zhì)泥巖為主；巖相13厚1.2 m左右，巖性為泥質(zhì)中粗砂巖，含大塊泥礫；巖相11厚1.3 m左右，巖性為泥巖，內(nèi)含石英顆粒和泥礫。伽馬值較高，為大段碎屑流沉積物，巖性隨碎屑流內(nèi)砂泥含量的變化而逐漸變化。巖相8-12-8滑塌相巖相組合，巖相8厚0.2 m～5 m，巖性為含礫中粗砂巖，內(nèi)部含泥礫；滑塌相厚0.5 m，巖性以破碎的粉砂質(zhì)泥巖為主，并夾雜砂巖。測(cè)井曲線變化明顯，在滑塌處值較高。

4 深水重力流水道相序模式

基于沉積背景與巖相組合分析，總結(jié)了A油組水道沉積的相序模式（見(jiàn)圖7）。

圖7 P油田A油組深水重力流水道沉積相序模式

該相序模式不包括泥石流相和滑塌相，從下到上可分為A~E共5段，底部A段為具有粒序?qū)永?、塊狀層理的中-粗含礫砂巖，發(fā)育在碎屑流或高密度濁流條件下，之上為B段發(fā)育平行層理的細(xì)-粗砂巖，形成于高度度濁流并伴隨一定的牽引流環(huán)境，A、B段主要為重力流水道內(nèi)沉積。C段為發(fā)育波狀層理、小型槽狀交錯(cuò)層理的粉-細(xì)砂巖，發(fā)育在低密度濁流與牽引流復(fù)合的水動(dòng)力條件下，多出現(xiàn)在重力流水道的天然堤部位；D段為低密度濁流條件下形成的具有水平層理的粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，多發(fā)育在天然堤外側(cè)與遠(yuǎn)洋-半遠(yuǎn)洋沉積的過(guò)渡部位；頂部E段為遠(yuǎn)洋-半遠(yuǎn)洋懸浮沉積的暗色泥巖。

5 結(jié)論

（1）西非P油田A段發(fā)育深水重力流水道沉積，可劃分為3大類(lèi)巖相（泥巖-粉砂質(zhì)泥巖及過(guò)渡類(lèi)相，細(xì)砂-含礫砂巖相，泥石流和滑塌巖相）12小類(lèi)巖相，不同類(lèi)型巖相的沉積特征與成因環(huán)境不同。

（2）基于巖心縱向的沉積旋回特征，A段重力流水道主要發(fā)育4大類(lèi)15小類(lèi)巖相組合，4大類(lèi)巖相組合分別為重力流水道巖相組合、重力流水道-天然堤巖相組合、重力流水道天然堤-半遠(yuǎn)洋沉積巖相組合、泥石流與滑塌巖相組合。

（3）根據(jù)巖相組合的認(rèn)識(shí)，總結(jié)了P油田A油組重力流水道沉積相序模式，下部為重力流水道沉積，向上依次過(guò)渡為天然堤、遠(yuǎn)洋-半遠(yuǎn)洋沉積。