陳延芳，杜曉峰，王清斌，王改衛(wèi)

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300459）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

黃河口東洼位于渤海海域黃河口凹陷東部洼陷，超特征，具有有利的成藏背景（圖1）。黃河口凹陷東洼古近系自下而上發(fā)育孔店組、沙河街組及東營(yíng)組，其中沙河街組可進(jìn)一步劃分為沙一段、沙二段、沙三段，沙一段為黃河口東洼的重要勘探層系。黃河口東洼以構(gòu)造脊分割成兩個(gè)洼槽，一級(jí)控邊斷階帶控制臺(tái)地，構(gòu)造脊控制相帶的分布。

圖1 研究區(qū)區(qū)域位置

2 物源區(qū)特征

2.1 母巖特征

沙一段沉積時(shí)期物源來(lái)自渤南低凸起和萊北低凸起，北部陡坡以一級(jí)控凹斷裂形成單斷陡坡帶，發(fā)育陡坡型辮狀河三角洲，南部緩坡帶發(fā)育辮狀河三角洲，物源來(lái)自萊北低凸起。物源區(qū)和母巖性質(zhì)是富砂沉積體能夠富集的前提和基礎(chǔ)，母巖類型對(duì)沉積體的形成具有重要的影響和控制作用，只有具備足夠的物源條件，才能在物源區(qū)周圍找到優(yōu)質(zhì)砂體[1–3]。研究區(qū)物源有來(lái)自北部的渤南低凸起和南部的萊北低凸起。根據(jù)最新的巖心、壁心和鉆井資料，分析了渤南低凸起和萊北低凸起東段在沙一段沉積時(shí)期發(fā)育的母巖類型，其中，渤南低凸起的母巖類型是前寒武系花崗巖；萊北低凸起的母巖類型為中生界凝灰?guī)r、前寒武系花崗巖以及中生界安山巖。

結(jié)合地震資料，發(fā)現(xiàn)不同類型基巖的地震波組特征不同?；鶐r類型不同，地震波特征在振幅、頻率、波組連續(xù)性特征上差異較大。渤南低凸起前寒武花崗巖地震響應(yīng)特征為斷續(xù)、弱振幅雜亂反射，萊北低凸起中生界凝灰?guī)r為斷續(xù)強(qiáng)振幅反射，前寒武系花崗巖為斷續(xù) 、雜亂反射，中生界安山巖為強(qiáng)振幅、中連續(xù)反射特征。

2.2 物源區(qū)展布與規(guī)模

物源區(qū)展布與規(guī)模影響沉積相展布規(guī)模和砂體富集程度，同時(shí)影響儲(chǔ)層規(guī)模和差異分布。通過(guò)精細(xì)刻畫(huà)渤南低凸起、萊北低凸起的古地貌，以兩個(gè)凸起物源區(qū)微古地貌上的構(gòu)造脊為分界線，沙一段沉積時(shí)期，高部位暴露的花崗巖、安山巖、凝灰?guī)r為有效物源。花崗巖和安山巖為中酸性基巖，易于受到風(fēng)化剝蝕而形成規(guī)模大、儲(chǔ)集物性較好的砂體，可以作為有效物源供給砂體，利用地震特征圈定有效物源區(qū)的面積，來(lái)定量的表示物源區(qū)規(guī)模大小以及供源能力。渤南低凸起有效物源區(qū)面積約410.0 km2，其中全部為前寒武系花崗巖，全部可以作為有效供給區(qū)，物源區(qū)規(guī)模大，供給能力強(qiáng)，有利于形成富砂沉積體；萊北低凸起物源區(qū)面積約為340.0 km2，其中可作為有效物源的前寒武系花崗巖面積約19%。物源區(qū)的規(guī)模較小，供給能力弱，砂體局部富集。

3 古地貌特征

3.1 形態(tài)特征

渤南低凸起與萊北低凸起都是中生界以來(lái)的繼承性凸起，是黃河口東洼沉積體兩大主要物源。地震資料提供的沙一段底與頂?shù)牟钪担Y(jié)合測(cè)井聲波對(duì)地層厚度進(jìn)行壓實(shí)矯正，恢復(fù)了沙一段沉積時(shí)期的古地貌。沙一段古地貌控制沉積相帶的展布特征，古地貌特征表現(xiàn)為，南北向?yàn)槿R北低凸起和渤南低凸起雙凸夾持，東西向?yàn)闃?gòu)造脊分割，渤南低凸起以一級(jí)控邊斷層為邊界，洼陷被二級(jí)東西向張性斷層分割，并被構(gòu)造脊分割成兩個(gè)洼槽，一級(jí)控邊斷階帶控制的臺(tái)地及構(gòu)造脊控制了相帶的分布。渤南低凸起邊界陡坡斷階帶由凸起向洼陷收斂，萊北低凸起從緩坡帶過(guò)渡到沉積區(qū)（圖2）。

圖2 物源區(qū)沙一段沉積時(shí)期古地貌

3.2 古溝谷

溝谷是盆地輸送沉積物的通道。在恢復(fù)黃河口東洼古地貌的基礎(chǔ)上，通過(guò)研究古溝谷的類型和規(guī)模來(lái)識(shí)別沉積砂體的聚集。由于溝谷下切深度不同，古溝谷在地震剖面上表現(xiàn)為不同的形式，主要有V型、U 型和W 型，可以通過(guò)地震剖面形態(tài)識(shí)別[4–6]。渤南低凸起地形坡度陡，只有一種易于剝蝕的巖性（基巖），古溝谷類型繁多， 以V 型溝谷為主，次為U 型溝谷，垂直于物源方向發(fā)育，順古溝谷方向的陡坡帶及陡坡帶下的第一級(jí)臺(tái)階為有利的沉積體富集區(qū)，古溝谷即是向盆地方向輸送砂體的通道，又指示了古水流的流向，控制著儲(chǔ)層的展布，砂體的差異富集。萊北低凸起物源區(qū)地勢(shì)坡度較緩，并受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)多次改造，古溝谷在地震剖面上特征不明顯，難以識(shí)別（圖3）。

圖3 古溝谷地震剖面

3.3 坡折特征

伸展走滑復(fù)合斷裂帶對(duì)古近紀(jì)沉積體系的控制主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：①郯廬斷裂走滑與東西向控洼伸展斷層控制古近紀(jì)的構(gòu)造古地貌，形成“兩坡三洼三隆”的地貌格局，不僅影響古水流入湖后的流向，也決定了沉積體系的發(fā)育類型及展布規(guī)模；②走滑斷裂派生的北東向次級(jí)斷裂與東西向伸展斷裂，控制了坡折帶的發(fā)育，砂體順古溝谷沿坡折帶卸載；③伸展斷裂古近紀(jì)持續(xù)活動(dòng)，控制各層段的沉積，主導(dǎo)砂體發(fā)育的厚度，伸展斷裂下降盤(pán)根部是分流河道的主要發(fā)育地帶，砂體展布垂直于伸展斷裂走向富集。

坡折帶的類型及組合樣式復(fù)雜多樣，分類方案也較多[7–10]。根據(jù)坡折帶的斷裂組合樣式，渤南低凸起坡折類型為單斷陡坡型、斷階型；萊北低凸起坡折帶為斷階緩坡坡折。坡折帶是古地貌中重要的輸砂通道，研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的坡折帶控制相帶的類型和展布特征，渤南低凸起單斷陡坡帶溝谷發(fā)育，優(yōu)勢(shì)輸砂方向集中，陡坡型斷階帶砂體富集程度高；斷階緩坡帶溝谷不發(fā)育，緩坡坡折緩而廣，砂體分散，不容易集中，富集程度較低，儲(chǔ)層相對(duì)較差，相帶分布范圍小，單期砂體薄。研究區(qū)斷階陡坡型坡折帶發(fā)育多期次的辮狀河三角洲沉積體系，物源充足，砂體非常發(fā)育，緩坡坡折帶發(fā)育辮狀河三角洲沉積體系。

4 砂體展布規(guī)律

4.1 砂體分布差異性

渤南低凸起西段地形陡，古溝谷發(fā)育且數(shù)量多。優(yōu)勢(shì)砂體運(yùn)輸方向?yàn)榈孛驳蛣?shì)區(qū)，古水流流向集中，近距離搬運(yùn)，砂體卸載面積大，物源充足，推送距離遠(yuǎn)，隨著向洼陷推進(jìn)含砂率逐漸降低，但整體含砂率高，粒度粗，發(fā)育厚層、中厚層粗砂巖，以砂礫巖、中粗砂巖為主，位置不同，巖性差異較大，陡坡帶古地貌地形坡度陡，砂體富集程度高。36–1–1 井位于扇體主體位置，含砂率約為80.5%，物源供給充足，沙一段揭示了一套粒度粗分選差的厚層砂礫巖儲(chǔ)層，單層砂體厚度可達(dá)18.0 m。而在扇端位置的36–2–1 井，以薄層砂巖和泥巖互層為主，巖性以中細(xì)砂巖為主，最大厚度為7.5 m； 36–2–w 井位于扇體邊緣，沙一段鉆遇含礫細(xì)砂巖、含螺砂屑云巖與含生物碎屑砂巖為主的混合沉積，碳酸鹽巖發(fā)育的最大厚度可達(dá)6.0 m。研究表明，遠(yuǎn)離物源區(qū)的扇體邊緣，砂巖碎屑物質(zhì)的間歇性供給，發(fā)育特殊的混合沉積相帶。

萊北低凸起為平緩的斜坡帶地形，寬緩的地質(zhì)背景，使得砂體較為分散，只在局部富集，且厚度較薄，范圍較小，以粉細(xì)砂巖為主，與泥巖薄互層沉積，分選較好。

4.2 沉積相特征

通過(guò)對(duì)該區(qū)古近紀(jì)沉積體系分析表明，渤南凸起溝谷發(fā)育明顯，渤南陡坡帶發(fā)育前積結(jié)構(gòu)的近源辮狀河三角洲沉積（圖4），地震上表現(xiàn)為明顯的前積特征，沉積相帶為快速堆積的近源辮狀河三角洲沉積。萊州低凸起北部坡度緩，主要發(fā)育延伸距離較遠(yuǎn)的辮狀河三角洲沉積，地震反射特征呈低角度前積。

4.2.1 陡坡帶辮狀河三角洲

渤南低凸起斷裂下降盤(pán)發(fā)育的陡坡帶辮狀河三角洲，物源的輸入主要受陡坡坡折控制，斷裂控制沉積相帶展布。由于陡坡斜坡帶緊鄰邊界斷層，可容納空間大，物源區(qū)供給充分，近源粗碎屑物質(zhì)沿古水流源源不斷地輸入，補(bǔ)給充足，三角洲范圍廣，面積大，距邊界斷層較近的36–1–1 井，砂體多期垂向疊置，水動(dòng)力條件強(qiáng)，地震反射特征為高頻連續(xù)反射（圖4）。斜坡帶之下的一臺(tái)階，由于地形平緩，可容納空間小，沉積速率慢，表現(xiàn)為中弱振幅低連續(xù)前積反射。36–2–1 井及36–2–w 井位于同一臺(tái)階上。

圖4 地震相特征

4.2.2 斷階緩坡控制的辮狀河三角洲

萊北低凸起斷階緩坡背景上發(fā)育了二、三級(jí)次級(jí)斷裂。緩坡帶古地貌類型的可容納空間相對(duì)較小，萊北低凸起的有效物源面積相對(duì)較小，辮狀河三角洲沿緩坡帶向黃河口東洼推進(jìn)，規(guī)模較小，富砂儲(chǔ)層的地震響應(yīng)特征為中強(qiáng)振幅低頻透鏡狀反射。

4.2.3 扇體邊緣間歇性物源供給發(fā)育混合灘

扇體邊緣帶36–2–w 井沙一段、沙二段鉆遇含礫細(xì)砂巖、含螺砂屑云巖與含生物碎屑砂巖為主的混積灘，鏡下可見(jiàn)完整的鮞粒均勻分布。地震特征分析表明，以渤南低凸起為物源的辮狀河三角洲沿伸展斷裂帶推進(jìn)到北部隆起帶之上，由于遠(yuǎn)離物源區(qū)，多期三角洲砂體在沉積物源供給的間歇期，受后期波浪改造作用形成含生物碎屑的混積灘。其展布規(guī)模受古地貌及砂體物源供給控制，分布局限，面積約8.0 km2。這些都充分說(shuō)明了伸展斷裂帶對(duì)該區(qū)古地貌及沉積體系具有明顯的控制作用（圖5）。地震相表現(xiàn)為強(qiáng)振幅高連續(xù)特征。

圖5 沙一段沉積相展布特征

5 結(jié)論

（1）渤海黃河口東洼有兩大物源體系，一為北部的渤南低凸起，另一個(gè)為南部的萊北低凸起，且都發(fā)育易被侵蝕的前寒武系花崗巖，具有物源供給的能力。

（2）渤海黃河口東洼的沉積砂體富集差異性受物源及古地貌（古溝谷、坡折帶）共同控制。陡坡帶的辮狀河三角洲主要受物源供給能力的影響，混合灘發(fā)育受限于微古地貌的形態(tài)，分布范圍較??；萊北低凸起緩坡斷階帶的供源能力有限，砂體較為分散，只在局部富集。