賀 勇 張向濤 雷永昌 邱欣衛(wèi) 謝世文 佘清華

(中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司 深圳 518054)

三角洲是油氣富集成藏的有利相帶之一，是各石油公司油氣勘探的重要領(lǐng)域。在斷陷湖盆中，三角洲主要發(fā)育于短軸方向緩坡帶和長(zhǎng)軸方向走向斜坡帶。前人對(duì)緩坡帶三角洲做了很多研究工作[1-8]，對(duì)該類三角洲的沉積體系劃分、沉積結(jié)構(gòu)及成因、沉積模式及控砂控藏機(jī)制等進(jìn)行了較為充分和系統(tǒng)的探討，但目前對(duì)走向斜坡帶三角洲沉積特征及沉積模式的研究還相對(duì)較薄弱。

研究表明，陸豐凹陷具有油氣遠(yuǎn)景資源量多、勘探潛力大的特征，但目前其南部成熟區(qū)淺層新近系條件優(yōu)越的構(gòu)造圈閉所剩無(wú)幾，研究與勘探重點(diǎn)已逐漸由淺層新近系轉(zhuǎn)向深層古近系[9-17]。近幾年，隨著陸豐地區(qū)首個(gè)古近系商業(yè)性油田群的發(fā)現(xiàn)，掀起了新一輪古近系油氣勘探熱潮。文二段是陸豐凹陷南部地區(qū)重點(diǎn)勘探層段，其油氣儲(chǔ)量規(guī)模大，測(cè)試產(chǎn)能高，具有很大的勘探潛力，但目前對(duì)于陸豐地區(qū)文二段沉積方面的研究還相對(duì)比較薄弱，制約了對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層展布規(guī)律和油氣成藏特征的認(rèn)識(shí)。本文主要通過(guò)井壁心觀察、薄片鑒定分析、粒度分析，結(jié)合測(cè)井、錄井資料及三維地震資料，對(duì)陸豐13東洼走向斜坡帶文二段沉積特征及沉積模式進(jìn)行了深入分析，并探討了沉積作用對(duì)油氣成藏的影響，以期為陸豐地區(qū)古近系油氣勘探目標(biāo)選擇提供一定的參考依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

珠江口盆地位于我國(guó)南海北部，是一個(gè)在準(zhǔn)被動(dòng)大陸邊緣基礎(chǔ)上演化而來(lái)的新生代含油氣盆地[18-21]。陸豐凹陷位于珠江口盆地東北部，面積約7 760 km2，區(qū)內(nèi)的陸豐13洼、15洼均為已證實(shí)的富生烴洼陷，其中陸豐13洼可進(jìn)一步細(xì)分為陸豐13東洼和陸豐13西洼。研究區(qū)位于陸豐13東洼，東接陸豐東低凸起與陸豐15洼，北鄰陸豐中低凸起，西靠陸豐13西洼，南望惠陸低凸起(圖1)。研究表明，陸豐13東洼在始新世為斷陷湖盆，發(fā)育陸相湖盆沉積，沉積有文昌組與恩平組，其中文昌組自下而上可細(xì)分為文六段、文五段、文四段、文三段、文二段和文一段等地層單元，主要發(fā)育湖泊、辮狀河三角洲及扇三角洲沉積。由于研究區(qū)地理位置受陸豐中低凸起、陸豐東低凸起和惠陸低凸起所限，因此文昌組物源主要由這3個(gè)低凸起提供，其中裂陷高峰期沉積的文四段泥巖發(fā)育，有機(jī)質(zhì)含量高，為陸豐13東洼主力烴源巖；而裂陷初始期與裂陷萎縮期沉積的文五段和文二段砂體較為發(fā)育，儲(chǔ)蓋組合良好，是該區(qū)重要的勘探層系[12,16]。

圖1 陸豐13東洼區(qū)域位置圖

2 沉積特征分析

2.1 巖石學(xué)特征

研究區(qū)文二段巖性主要包括(含礫)粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖及深灰色泥巖，呈不等厚互層狀，其中大部分中、細(xì)砂巖分選中等—好，(含礫)粗砂分選則相對(duì)較差，部分層段見泥礫、石英礫，礫石直徑一般介于2～5 mm。砂巖礦物巖石組分以石英為主，其次為巖屑和長(zhǎng)石，見暗色礦物，部分被泥質(zhì)或鈣質(zhì)膠結(jié)。井壁心薄片鑒定分析表明，砂巖碎屑組分石英含量74.0%～89.5%(平均值為84.6%)，巖屑含量7%～23%(平均值為12.4%)，長(zhǎng)石含量1%～4%(平均值為3%)?？傮w而言，研究區(qū)文二段砂巖以巖屑石英砂巖為主，搬運(yùn)距離較遠(yuǎn)，具有較高的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度(圖2)。

圖2 研究區(qū)文二段砂巖碎屑成分三角投點(diǎn)圖

2.2 沉積構(gòu)造特征

研究區(qū)大部分井沒(méi)有取巖心，因此嘗試通過(guò)高分辨率成像測(cè)井資料，根據(jù)紋層、細(xì)層、層系等的成像特征及傾角數(shù)據(jù)，并結(jié)合井壁心、常規(guī)測(cè)錄井及鄰區(qū)相同層位具有同樣沉積背景與沉積構(gòu)造的巖心等資料，對(duì)研究區(qū)文二段沉積構(gòu)造進(jìn)行研究，識(shí)別出了塊狀構(gòu)造、交錯(cuò)層理、平行層理、變形層理、水平層理、沖刷面等沉積構(gòu)造類型(圖3)，指示其沉積環(huán)境主要為河流和湖泊共同作用下的過(guò)渡環(huán)境，屬于辮狀河三角洲沉積體系。文二段下部主要為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與(泥質(zhì))粉砂巖、細(xì)砂巖互層沉積，砂巖厚度較薄，含砂率低，沉積水動(dòng)力相對(duì)較弱，沉積物粒度較細(xì)，主要發(fā)育水平層理、層狀構(gòu)造，局部受滑塌作用等影響，可見變形層理，呈“包卷”狀。文二段上部主要為(含礫)粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖與泥巖互層沉積，砂體厚度相對(duì)較厚，含砂率高，沉積水動(dòng)力相對(duì)較強(qiáng)，沉積物粒度較粗，可見交錯(cuò)層理、平行層理、變形層理、塊狀構(gòu)造及沖刷面。沖刷面主要發(fā)育于厚層箱狀砂體底部，與下伏地層為侵蝕接觸關(guān)系，沖刷面之下為細(xì)粒沉積物，沖刷面之上為含礫粗砂巖，礫石主要為泥礫和石英礫，向上逐步演變?yōu)橹?粗砂巖、細(xì)砂巖、泥巖。

圖3 研究區(qū)文二段典型沉積構(gòu)造類型

2.3 測(cè)井曲線形態(tài)及地震剖面反射特征

研究區(qū)文二段自然伽馬測(cè)井曲線形態(tài)特征多樣，主要包括指型、(齒化)鐘型、箱型、(齒化)漏斗型、齒型及其組合形態(tài)。不同的自然伽馬測(cè)井曲線形態(tài)特征往往指示了不同的沉積環(huán)境和沉積微相類型，對(duì)研究和劃分沉積相、沉積微相等具有重要意義。在三角洲沉積體系中，自然伽馬測(cè)井曲線形態(tài)為指型，一般指示三角洲前緣薄層席狀砂沉積；自然伽馬測(cè)井曲線形態(tài)為鐘型、箱型，主要指示具有正韻律沉積特征的河道和水下分流河道沉積；自然伽馬測(cè)井曲線形態(tài)為漏斗型，主要反映具有反韻律沉積特征的三角洲前緣河口壩沉積；而自然伽馬測(cè)井曲線形態(tài)為齒型，則反映薄層砂泥巖交互出現(xiàn)的特征。文二段地震反射特征主要表現(xiàn)為中—低頻、中等—較好連續(xù)性、中—強(qiáng)振幅，在順物源地震剖面上可見典型進(jìn)積型三角洲地震反射特征，即發(fā)育多期次明顯的前積結(jié)構(gòu)，其前積層發(fā)育，頂積層和底積層相對(duì)不發(fā)育，前積層分別以頂超和下超方式終止于頂?shù)捉缑?圖4)。

圖4 研究區(qū)順物源方向地震剖面典型前積結(jié)構(gòu)(剖面位置見圖1)

2.4 主要沉積相類型

通過(guò)對(duì)多口井的巖石學(xué)特征、沉積構(gòu)造特征、粒度特征、測(cè)井曲線特征、地震剖面反射特征等資料的綜合分析，研究區(qū)文二段沉積相主要為辮狀河三角洲，可劃分為辮狀河三角洲平原、辮狀河三角洲前緣、前三角洲等3個(gè)亞相。其中辮狀河三角洲前緣亞相在研究區(qū)最為發(fā)育，其次是前三角洲，并可進(jìn)一步細(xì)分為水下分流河道、水下分流間灣、河口壩、席狀砂、前三角洲泥和濁積砂巖等沉積微相。

2.4.1辮狀河三角洲前緣

文二段辮狀河三角洲前緣亞相在研究區(qū)最為發(fā)育，主要由水下分流河道、水下分流間灣、河口壩、席狀砂等沉積微相構(gòu)成(圖5)。

圖5 研究區(qū)F-1-1井文二段三角洲前緣沉積序列

1)水下分流河道是分流河道匯入沉積水體后在水下的自然延伸，其水動(dòng)力條件和沉積物特征與分流河道具有一定相似性，在三角洲前緣亞相中分布較為廣泛。文二段水下分流河道巖性以(含礫)粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖為主，局部見礫石，下部砂巖粒度粗，上部砂巖粒度細(xì)，具有正粒序沉積特征；自然伽馬測(cè)井曲線特征主要表現(xiàn)為鐘型和箱型；砂巖底部發(fā)育沖刷面，砂體內(nèi)部見平行層理、交錯(cuò)層理、變形層理和塊狀構(gòu)造，反映了較強(qiáng)的水動(dòng)力環(huán)境。

2)文二段水下分流間灣沉積物粒度細(xì)，主要為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖等細(xì)粒沉積物不等厚互層出現(xiàn)；自然伽馬測(cè)井曲線多呈齒型；沉積構(gòu)造以水平層理為主，可見塊狀構(gòu)造及滑塌變形構(gòu)造。

3)文二段河口壩巖性以中、細(xì)砂巖為主，其次為粗砂，一般單砂體底部粒度較細(xì)，頂部粒度較粗，具有向上粒度變粗的反粒序沉積特征；自然伽馬測(cè)井曲線具有底部漸變、頂部突變的特征，呈漏斗型或齒化漏斗型；砂巖內(nèi)部可見平行層理、交錯(cuò)層理等沉積構(gòu)造。

4)研究區(qū)文二段席狀砂巖性主要以中、細(xì)砂巖為主，其次為粉砂巖，單砂體厚度較薄，是水下分流河道或河口壩遭受波浪改造的產(chǎn)物，分選磨圓較好；席狀砂常與分流間灣泥、前三角洲泥互層出現(xiàn)；自然伽馬測(cè)井曲線形態(tài)呈指型。

2.4.2前三角洲

鉆井揭示，研究區(qū)文二段前三角洲亞相巖性主要為細(xì)砂巖、(泥質(zhì))粉砂巖、(粉砂質(zhì))泥巖，砂泥巖質(zhì)地均不太純，可劃分為前三角洲泥、濁積砂(重力流沉積)等沉積微相(圖6)。自然伽馬測(cè)井曲線多呈微齒型，可見水平層理、塊狀構(gòu)造及變形層理等沉積構(gòu)造。

圖6 研究區(qū)F-1-1井文二段前三角洲沉積序列

2.5 沉積相展布特征

受控于北部控洼斷裂活動(dòng)和古地貌的共同作用，研究區(qū)文二段物源主要來(lái)自于洼陷東部走向斜坡帶，其次為洼陷北部陸豐中低凸起，具備發(fā)育大型辮狀河三角洲的背景和條件(圖7)。文二段沉積于弱斷陷期，斷層活動(dòng)減弱導(dǎo)致沉積中心開始遠(yuǎn)離斷層邊界，陸豐13東洼東側(cè)的低凸起成為了最重要物源，而且匯水面積擴(kuò)大致使其供源能力增強(qiáng)，長(zhǎng)軸走向斜坡水系占據(jù)主導(dǎo)地位[22]。鉆井揭示，陸豐中低凸起區(qū)基底巖性主要為花崗巖；而陸豐東低凸起區(qū)基底巖性包括花崗巖和中生界砂泥互層沉積巖，母源條件較好，且物源區(qū)面積廣，搬運(yùn)距離較遠(yuǎn)，物源通道以較為寬緩的U型溝谷為主，聚砂輸砂能力較強(qiáng)。

圖7 陸豐13東洼文二段沉積相圖

利用順物源方向及垂直物源方向地震剖面，結(jié)合厚度圖及已鉆井資料，可將研究區(qū)文二段自下而上、自東向西劃分為3個(gè)期次的前積朵葉體，每一期次的前積朵葉體均由多個(gè)次一級(jí)的前積體組成；研究區(qū)東部文二段主要發(fā)育辮狀河三角洲平原與辮狀河三角洲前緣亞相，向西逐漸演變?yōu)榍叭侵迊喯嗉盀I淺湖相(圖7)。分析認(rèn)為，研究區(qū)文二段沉積主要受洼陷東部走向斜坡帶多個(gè)物源通道的共同控制，同時(shí)也受到辮狀河三角洲進(jìn)積作用的影響。沉積主體在第一、二期朵葉體沉積期主要分布于東部的A-1-1、C-1-1及D-1-1井區(qū)，故該區(qū)域第一、二期朵葉體中砂體較為發(fā)育；隨著辮狀河三角洲不斷向湖盆方向進(jìn)積，沉積主體在第三期朵葉體沉積期遷移至G-1-1、F-1-1井區(qū)，故該區(qū)域第三期朵葉體中砂體發(fā)育。研究區(qū)文二段儲(chǔ)集砂體主要為具有正韻律的水下分流河道砂體、具有反韻律河口壩砂體和薄層席狀砂(圖7、圖8)。

圖8 研究區(qū)文二段連井對(duì)比剖面圖

2.6 沉積模式

通過(guò)對(duì)區(qū)域構(gòu)造背景、地震資料、測(cè)井資料、錄井資料、井壁心及相關(guān)分析化驗(yàn)資料等的綜合分析，認(rèn)為研究區(qū)文二段沉積于裂陷Ⅰ幕晚期，隨著裂陷作用的減弱，湖盆沉積水體逐漸變淺，而東部走向斜坡帶物源通道發(fā)育，物質(zhì)供應(yīng)充分；在構(gòu)造和沉積作用共同控制下，湖盆可容空間變小，辮狀河三角洲沿著走向斜坡帶不斷向湖盆中心進(jìn)積，在自東向西的順物源方向地震剖面上可以識(shí)別出多期次前積朵葉體，整體上具有向上粒度逐漸變粗的特征。由于同一期次三角洲前緣不同朵葉體的進(jìn)積速度和影響范圍一般會(huì)有所差異，而且在河流和湖浪的共同作用下，三角洲前緣朵葉體在進(jìn)積的同時(shí)也會(huì)發(fā)生側(cè)向遷移和改造，因此同一期次的不同朵葉體也會(huì)在交匯區(qū)域發(fā)生疊置，該交匯區(qū)域優(yōu)質(zhì)砂體一般較為發(fā)育。平面上，研究區(qū)自東向西依次發(fā)育辮狀河三角洲平原相、辮狀河三角洲前緣相、前三角洲和濱淺湖相，巖性逐漸由中、厚層(含礫)粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖與泥巖互層過(guò)渡到薄層細(xì)砂巖、(泥質(zhì))粉砂巖與(粉砂質(zhì))泥巖互層，水動(dòng)力條件也逐漸由河流作用為主轉(zhuǎn)變?yōu)楹恿髋c湖浪共同作用，最終前三角洲基本不受河流作用的影響(圖9)。

圖9 陸豐13東洼文二段沉積模式

3 沉積特征對(duì)油氣成藏的影響分析

3.1 對(duì)儲(chǔ)蓋組合的影響

多口鉆井揭示，研究區(qū)文二段發(fā)育良好的儲(chǔ)蓋組合，首次在該層段取得商業(yè)性油氣發(fā)現(xiàn)并獲得很好的產(chǎn)能；該層段辮狀河三角洲沉積體系中砂泥巖互層沉積發(fā)育，能形成良好的儲(chǔ)蓋組合，并容易捕獲油氣成藏。研究區(qū)文二段儲(chǔ)層主要為辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體與河口壩砂體，其次為席狀砂，巖性主要是粗砂巖、中砂巖和細(xì)砂巖；在河流和波浪等水動(dòng)力單獨(dú)或共同作用下，砂巖的分選和磨圓相對(duì)較好，結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度都較高，儲(chǔ)層物性較好。薄片分析表明，研究區(qū)文二段儲(chǔ)層石英含量高，孔隙類型以粒間孔為主，見溶蝕孔隙；顆粒之間以點(diǎn)-線接觸、線接觸為主；填隙物較少，膠結(jié)作用較弱，主要處于中成巖A1期(圖10)。井壁取心實(shí)測(cè)物性數(shù)據(jù)顯示，研究區(qū)文二段砂巖儲(chǔ)層孔隙度主要介于12%～20%，滲透率主要介于1～300 mD，物性較好。另外，在研究區(qū)文二段辮狀河三角洲及湖泊沉積體系中，多個(gè)相帶均發(fā)育有可作為蓋層的泥巖，如三角洲平原泥、沼澤泥、三角洲前緣分流間灣泥、前三角洲泥及湖相泥巖，由于湖泊水位的不斷升降而導(dǎo)致三角洲的頻繁進(jìn)積或退積，這些泥巖常與三角洲前緣水下分流河道砂體、河口壩砂體及席狀砂常交互疊置出現(xiàn)，易形成良好的儲(chǔ)蓋組合。

圖10 研究區(qū)文二段砂巖顯微照片

3.2 對(duì)油氣層發(fā)育和分布的影響

研究區(qū)文二段油氣成藏有兩個(gè)重要的控制因素，一是溝通烴源巖與圈閉的斷裂體系，二是沉積作用控制下的文二段砂體展布，這里主要對(duì)文二段砂體展布對(duì)油氣成藏的影響進(jìn)行分析。上述分析表明，研究區(qū)文二段自下而上、自東向西可劃分為3個(gè)期次的前積朵葉體，每一期次的前積朵葉體均由多個(gè)次一級(jí)的前積體組成，而且在物源通道、沉積體系及前積作用的共同影響和控制下，沉積過(guò)程中各期次前積朵葉體的沉積主體位置不斷發(fā)生著遷移和變化，進(jìn)而影響每一期次砂體的展布，并最終控制油層的發(fā)育和分布，對(duì)油氣成藏產(chǎn)生影響。

分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)文二段第一、二期朵葉體沉積主體主要分布在東部的A-1-1、C-1-1及D-1-1井區(qū)，致使該區(qū)域第一、二期朵葉體中砂體較為發(fā)育，鉆井揭示砂體累計(jì)厚度分別達(dá)39.9、44.8 m，并在這兩期朵葉體中發(fā)現(xiàn)了W10和W20油層，油層孔隙度15.1%～16.5%，滲透率25.6～49.8 mD，孔隙類型以粒間孔為主，見次生溶孔；而第三期朵葉體在該區(qū)域沉積厚度較薄，砂體不太發(fā)育，未鉆遇W30油層。隨著辮狀河三角洲不斷向湖盆方向進(jìn)積，第三期朵葉體沉積主體遷移到了G-1-1、F-1-1井區(qū)，致使該區(qū)域第三期朵葉體砂體發(fā)育，鉆井揭示砂體累計(jì)厚度可達(dá)64.5 m，并在第三期朵葉體中發(fā)現(xiàn)了W30油層，油層孔隙度14.3%～16.0%，滲透率12～123 mD，孔隙類型以粒間孔為主，膠結(jié)物少；而第一、二期朵葉體在該區(qū)域則主要發(fā)育泥巖，并未鉆遇W10和W20油層(圖8、圖11)。因此，實(shí)鉆結(jié)果證實(shí)研究區(qū)文二段沉積時(shí)期的沉積特征對(duì)后期油氣成藏具有重要影響，對(duì)油氣層的發(fā)育和分布具有控制作用。

圖11 研究區(qū)文二段油層分布示意圖

4 結(jié)論

1)在走向斜坡控制下，研究區(qū)文二段沉積受東部物源影響最大，其次為北部物源，主要發(fā)育進(jìn)積型辮狀河三角洲相，其中進(jìn)積型辮狀河三角洲前緣是油氣成藏有利位置，儲(chǔ)層主要是辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂與河口壩砂體，其次是席狀砂，砂巖巖性以巖屑石英砂巖為主，具有較高的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度。

2)研究區(qū)東部文二段主要發(fā)育辮狀河三角洲平原與辮狀河三角洲前緣亞相，向西逐漸演變?yōu)榍叭侵迊喯嗉盀I淺湖相，巖性也逐漸由中、厚層(含礫)粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖與泥巖互層過(guò)渡到薄層細(xì)砂巖、(泥質(zhì))粉砂巖與(粉砂質(zhì))泥巖互層，辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體、河口壩砂體及席狀砂常與三角洲平原泥、沼澤泥、三角洲前緣分流間灣泥、前三角洲泥及湖相泥巖交互疊置出現(xiàn)，易形成良好的儲(chǔ)蓋組合。

3)研究區(qū)文二段自下而上、自東向西可劃分為3個(gè)期次的前積朵葉體，每一期次的前積朵葉體均由多個(gè)次一級(jí)的前積體組成，而且在物源通道、沉積體系及前積作用的共同影響和控制下，沉積過(guò)程中各期次前積朵葉體的沉積主體位置不斷發(fā)生著遷移和變化，進(jìn)而影響每一期次砂體的展布，并最終控制油層的發(fā)育和分布，對(duì)油氣成藏產(chǎn)生影響。