渤海海域沙東南構造帶東二下亞段物源狀況分析

于喜通，韋阿娟，黃 雷

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津塘沽 300452)

渤海海域沙東南構造帶東二下亞段物源狀況分析

于喜通，韋阿娟，黃 雷

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津塘沽 300452)

為查明沙東南構造帶東二下亞段物源狀況、揭示沉積體系的分布格局，通過巖石碎屑組分特征、重礦物組合、砂巖百分含量分布以及典型地震前積結構特征分析等研究方法,對東二下亞段的物源進行了綜合研究。結果表明，該地區主要受到西北部沙壘田凸起物源影響。在此分析的基礎上，認為同向斷階坡折帶對該地區砂體展布具有關鍵的控制作用,砂體主要分布在F1斷裂下降盤。

渤海海域；沙東南構造帶；東二下亞段；物源分析；砂體展布

1 地質概況

渤海海域是在前中生代基底之上發育的中、新生代疊合盆地，是渤海灣盆地的重要組成部分[1-4]。沙東南構造帶位于渤海西部海域中南部，處于渤中凹陷和沙南東凹之間，整體為北西西向-近南北向的構造脊背景，是在太古代花崗巖潛山背景上經新生代北東向斷裂活動形成的北西-南東向的斷階帶，表現為長條狀壘塹相間的構造格局(圖1)。勘探實踐表明，東二下亞段地層是沙東南構造帶重要的含油氣層位，目前已在該區發現F18-A、F18-B、Z13-A等多個油氣田。但由于受到圍區不同方向物源的影響而使得砂體展布變得復雜，給該區的勘探開發帶來了難度。因此，對該地區進行物源分析，查明古物源與沉積砂體的空間配置關系，對油氣儲層的準確預測具有重要意義。通過大量的室內分析測試資料及地震資料，主要從巖石學、礦物學及地球物理等多種角度出發，對沙東南構造帶東二下亞段的物源狀況進行分析，闡明古物源與沉積砂體展布關系，旨在為該地區下一步的油氣勘探提供依據。

圖1 研究區構造位置

2 物源分析

在油氣勘探開發過程中，物源體系關系到砂體的展布及巖性油氣藏勘探的成果[5-6]。從巖石碎屑組分特征、重礦物組合、砂巖百分含量分布以及典型地震前積結構等方面對沙東南構造帶東二下亞段進行了系統的物源研究。結果表明，該地區主要受西北部沙壘田凸起物源影響。

2.1 巖石碎屑組分特征

盆內陸源碎屑物是由物源區巖石提供的，因此碎屑物組分的組合特征與物源區有密切關系，一般石英含量由物源區向沉積區逐漸升高[7-9]。鏡下觀察統計，研究區東二下亞段巖石類型主要為長石砂巖和巖屑長石砂巖，石英含量一般為32%～58.6%，長石含量29.1%～43.3%，巖屑含量低，僅為12.3%～29.8%；研究區西南部F22-B-F23-A井區雖然薄片資料較少，但仍能較好地反映該地區的巖石組分特征，H8井鉆遇砂巖為長石巖屑砂巖，巖屑含量高達52.5%，長石含量33.5%，石英含量僅為14%，具有“高巖屑、低石英”特征；研究區東南部Z19-D-Z26-B井區為相對石英含量高值區，石英含量一般為42%～56.3%，長石含量25.5%～39.5%，巖屑含量18.5%左右。另外，Z13-A井區存在一個明顯的石英含量低值區，石英含量25%～40.3%(圖2)。分析結果表明，研究區與其西南部F22-B-F23-A井區及東南部Z19-D-Z26-B井區巖石碎屑成分明顯不同，且由西北向東南，石英含量從32%(F18-A-1井)增加到58.6%(F18-B-1井)，巖石礦物成熟度有增高趨勢，由此判斷研究區東二下段物源主要來自于其西北部的沙壘田凸起，Z13-A井區受雙向物源影響，為西北和東南兩個方向物源的交匯區。

圖2 沙東南構造帶及圍區東二下亞段巖石碎屑組分特征

2.2 重礦物組合特征

砂巖中的重礦物組合類型及其分布可作為物源區分析的重要依據。在物源相同、古水流體系一致的碎屑沉積物中，重礦物組合具有相似性，并且離物源區越遠穩定重礦物的含量越高[10-12]。化驗分析資料表明，研究區及其圍區東二下亞段砂巖重礦物種類主要包括金紅石、電氣石、鋯石、石榴子石、褐鐵礦、黑云母，而重礦物組合主要分為三種類型：第一種為“鋯石+褐鐵礦”組合，這種組合集中在研究區及其西北部地區，并且自西北的F11-F-1井向東南的F18-B-2DS井處，超穩定重礦物(金紅石+電氣石+鋯石)含量從33%增大到59.3%；第二種為“石榴子石+鋯石+電氣石”的重礦物組合，這種組合主要在研究區西南部發育，以H16井為代表；第三種為“石榴子石+鋯石”的組合，石榴石占據絕對優勢，主要分布于研究區東南部。另外，Z13-A井區為“鋯石+石榴子石+褐鐵礦”組合，兼具第一種和第二種重礦物組合特征，受到西北和東南雙向物源影響的可能性較大(圖3)。這種分布格局表明，研究區主要受西北部沙壘田凸起物源影響。

圖3 沙東南構造帶及圍區東二下亞段重礦物組合特征

2.3 砂巖百分含量分布特征

砂巖百分含量等值線圖可以用來推測岸線位置和古水流方向，從而為物源分析提供一定的證據。對同一個沉積體系而言，一般的規律是距離物源區越近，含砂率值越大，它們通常為沉積物的主要搬運通道[13]。編圖結果顯示，研究區及圍區可識別出兩支主要的三角洲朵體：研究區西南方向發育近北東-南西向的三角洲朵體，含砂率8%～54%，且規模較小；研究區及其西北部發育呈近北西-南東向展布的三角洲朵體，砂巖百分含量分布范圍為5%～68%，分為明顯的東、西兩個分支砂體，其中東支砂體貫穿沙東南構造帶，含砂率在研究區西北部的F11-E-1井處較大，達到 65%，而向東南方向的F18-B-2DS井處減少為6%。Z13-A井區可能受西北部及東南部雙向物源影響，但其西南部地區以含砂率小于10%為主，說明Z13-A井區主要受到西北部物源影響(圖4)。砂巖百分含量的這種分布特征是指示研究區物源主要來自其西北方向沙壘田凸起的又一重要證據。

圖4 沙東南構造帶及圍區東二下亞段砂巖含量等值線圖

2.4 地震反射特征分析

地震剖面的內部終端反射結構尤其是前積結構具有指示古水流方向的作用，因而可以作為判斷物源方向的重要標志[14-15]。從沉積背景來看，東二下亞段沉積期是湖泊三角洲建設發育期，沉積作用以進積為主，在地震資料上這些進積作用也有明顯的反映。地震資料分析結果顯示，在東二下亞段地層中記錄了典型的前積結構，前積方向多為由西北向東南方向，該反射結構被解釋為三角洲沉積體系的進積結構，指示研究區物源來自北西方向，也進一步驗證了前面的物源分析結果(圖5)。

圖5 地震資料內部前積結構特征

3 討論

通過以上分析，明確了沙東南構造帶東二下亞段物源主要來自于其西北部的沙壘田凸起。基于物源區的精確確定，對該區砂體展布獲得新認識，認為同向斷裂坡折帶控制了該區東二下亞段砂體展布。

構造坡折帶對沉積體系的發育和砂體分布起重要的控制作用[16-20]。按照徐長貴(2006)對渤海海域古近系坡折帶的成因劃分[21]，沙東南構造帶歸屬于同向斷階坡折帶，主要受F1和F2兩條長期活動斷裂控制，其中F18-A井區位于F1斷裂下降盤，F18-B井區位于F2斷裂下降盤(圖6)。通常情況下，控制斷裂坡折帶的斷裂生長系數越大，其控砂能力相對越強。林暢松等(2000)對渤海灣盆地沾化凹陷的研究表明，主控斷裂的生長系數一般達到1.4～2.0時才可能起控制沉積體系和砂體展布的作用[22]。統計分析結果表明，東二下亞段沉積期F1斷裂的生長系數為1.73，控制砂體分布的可能性較大，位于下降盤的F18-A井區鉆遇良好的三角洲前緣主體細砂巖儲層，而同時期F2斷裂的生長系數僅為1.29，可能起不到控砂作用，這與其下降盤F18-B井區的實鉆結果吻合，即在東二下亞段僅發育薄層三角洲前緣遠端粉細砂巖儲層； 相比而言，F1和F2兩條斷裂在東三段沉積期的生長系數均較大，分別達到5.37 和4.17，對砂體分布起明顯控制作用，兩條斷裂的下降盤鉆井證實均發育良好的儲層。因此，同向斷階坡折帶主控斷裂的活動強度對本區東二下亞段砂體分布具有明顯的控制作用，使得優質儲層僅在F1斷裂下降盤發育。

圖6 沙東南同向斷階坡折帶構造特征與沉積體系分布

因此，基于現有認識，那些發育在F1下降盤的圈閉內東二下亞段儲層應該是沙東南構造帶現階段較為現實的勘探目標。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)05-0001-04

2015-04-08

于喜通，勘探地質工程師，1983年生，2009年畢業于中國地質大學(北京)，現從事石油地質相關研究工作。

國家“十二五”科技重大專項(2011ZX05023-006-002)資助。

TE111.3

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