蓋云飛，欒紀昊

（西北大學地質系，陜西西安 710069）

1 區(qū)域地質概況

濟陽坳陷沾化凹陷渤南洼陷位于羅家鼻狀構造北翼而沾化凹陷位于渤海灣盆地濟陽坳陷東部，南以濱縣凸起、陳家莊凸起、墾東青坨子凸起為界，西與惠民凹陷相連，北與義和莊凸起、埕子口凸起毗鄰，向東與黃河口凹陷相接。沾化凹陷自西向東依次沉積了四扣洼陷、渤南洼陷、孤南洼陷和孤北洼陷。渤南洼陷在埕南大斷層和孤西斷層控制下形成了數條斷裂帶[1]。

2 沉積相分析

2.1 研究區(qū)重點井沉積相分析

對研究區(qū)重點井巖心研究發(fā)現(xiàn)，第一段沙四段儲層主要為不等粒砂巖及細砂巖，自然伽瑪呈箱狀，齒化較重，深側向電阻率呈齒狀低阻[2-4]。粒度直方圖多為單峰式，少數深度為雙峰式，多數樣品以中-細粒粒級為主，個別深度以粉砂級為主，概率累計曲線為兩段式或弧形，顯示砂巖顆粒分選差，與現(xiàn)代河道砂的概率累計曲線相似。

從巖心上看，砂體顯示上細下粗的韻律特征，砂泥之間一般呈突變接觸關系[5]。常見壓扁層理和水平層理。局部見斜層理和槽狀交錯紋層，顯示弱牽引流水流體系特征。底部沖刷特征明顯。在井深3 696.7 m 見到了大塊的黃鐵礦沉積物，從產狀上看，黃鐵礦被砂泥巖包圍，表明其仍從物源區(qū)來，不是在沉積過程中因其環(huán)境為強還原性含硫流體沉淀而成。

第二段取心儲層主要為細砂巖、含礫細砂巖及粉砂巖，自然伽瑪曲線呈指狀，深側向電阻率曲線呈齒狀低阻，粒度直方圖都為單峰式，以中-細粒粒級為主，只有個別深度為粉砂級，概率值累計曲線都為二段式或弧形，顆粒為懸浮組分和跳躍組分。從巖心或電性特征上看，砂體總體顯示為由細到粗再到細的韻律變化過程。砂泥之間同樣顯示為突變接觸關系，常見壓扁層理和水平層理，泥質順層分布。較粗的砂巖中常見泥質團塊分布，應為底部沖刷特征[6]。在井深3 790.5 m 見油浸粉砂巖呈契狀插入泥質粉砂巖中（可能為蟲孔痕跡也可能是泥裂），顯示淺水沉積環(huán)境。

以上電性特征、巖性特征、物性特征和沉積構造特征表明，沙四上取心井段應屬于扇三角洲前緣沉積[7-9]。根據研究區(qū)沙四段巖性組合特征、電性特征、巖石物性特征，結合扇三角洲沉積相模式，研究區(qū)沙四上沉積可劃分出扇三角洲前緣和前扇三角洲兩個沉積相，扇三角洲前緣相又可分為水下分流河道、河道間這幾個微相（見圖1）。

圖1 Y1 井沙四上亞段沉積相劃分

2.2 沙四上物源分析

渤南洼陷沙四上沉積物源主要來自以下幾個方向。（1）南部物源，主要來自于陳家莊凸起。（2）東部物源，主要來自于孤島凸起。（3）北部物源，來自于埕東凸起。（4）西部物源，來自于義和莊凸起。本井位于洼陷中部較深部位，沙四上物源來自哪里存在分岐。

從Y1 井、Y2 井和Y3 井沙四上亞段砂巖的粒度變化上看，位于北部近源的Y3 井都為礫巖，而位于扇三角洲前緣亞相的Y1 井、Y2 井主要為含礫細砂巖、細砂巖、粉砂巖為主。顯示沙四上沉積物來自于埕東凸起。

從XB1 井-Y1 井-Y2 井-Y3 井-Y4 井紅層頂層拉平地震剖面看，沙四下沉積時期，埕東凸起到本井之間地勢比較平坦。而沙四上則于構造變形轉換時期，其間沒有大的溝壑阻止埕東凸起的風化產物向研究區(qū)運移[10-12]。

渤南洼陷古近系沉積物都來自四周凸起，搬運距離不是十分遙遠，活動元素Na、K、Al、Ca 等在搬運過程中的含量變化不可能很大。渤南洼陷古近系沉降、沉積速度都很大，其沉積成巖過程基本一致，造成的活動元素變化也相對統(tǒng)一。因此渤南洼陷沉積物元素的含量變化主要與物源區(qū)被風化物質元素含量的大小有密切的關系。在肯定物源區(qū)物質含量差別的情況下可以用元素含量變化來進行物源分析。

在評價過程中，選取了Y2、L1 井等13 口井28 個深度的沙四段及以下地層ICP-AES 分析數據（見表1）用北美頁巖標準化做蛛網圖。

從北美頁巖標準化蛛網圖中可以看出，來自不同物源區(qū)所形成的蛛網圖形態(tài)不相同。Y1 井與Y2 井的北美頁巖標準化蛛網圖形態(tài)相似，表現(xiàn)為Na 相對虧損，Ni 相對富集（見圖2a）。Y4 與Y5 井的北美頁巖標準化蛛網圖表現(xiàn)為Na 相對富集，K 相對虧損，Ni 并不表現(xiàn)為明顯異常，而是Ca、Sr 表現(xiàn)為明顯的弱正異常（見圖2b）。L1 井沙四段的北美頁巖標準化蛛網圖表現(xiàn)為Ca、Sr 較強的正異常，K 為明顯的負異常，Na、Al 相對虧損（見圖2e）。Y6 井的北美頁巖標準化蛛網圖上，Na 沒有異常，Ca、Sr 既有正異常，也有負異常（見圖2c、d）。從BG1 和NG1 井的北美頁巖標準化蛛網圖上看，不同層位的蛛網圖形態(tài)明顯相同（見圖2f、g、h）。

表1 ICP-AES 分析數據

表1 ICP-AES 分析數據（續(xù)表）

因此，研究區(qū)與Y2 井沙四上應是同一物源，與Y4、Y5 不是同一物源。從這些井的位置關系看，研究區(qū)和Y2 井沙四上沉積物應來自于埕東凸起，Y4、Y5 井來自于孤島凸起，L1 井則來自于陳家莊凸起。Y6 井有可能既有埕東凸起的物源，又有孤島凸起的物源（見圖3）。

研究認為，渤南洼陷沙四上亞段[13]，孤西凸起的物源富含變質巖巖屑成分，埕東凸起物源相對富集巖漿巖巖屑成分，陳家莊凸起物源富含沉積巖巖屑成分，因此認為Y4、Y5 井沙四上亞段沉積物來自于埕東凸起。但由于埕東物源所統(tǒng)計的點較少，且孤西物源所覆蓋的區(qū)域包含了埕東物源區(qū)。所以，在目前的統(tǒng)計情況下，渤南洼陷沙四上亞段巖屑類型三角圖并不能有效區(qū)分埕東物源與孤西物源。而本文所用地球化學方法則能看出兩者的明顯差別。

2.3 沙四上儲層物性變化特征

研究區(qū)屬埕南陡坡帶扇三角洲前緣亞相，巖性組合為泥質巖類與砂質巖類不等厚互層，電阻率值一般都小于20 Ω·m。對于單層厚度大于2 m 的儲層，它們的測井孔隙度都介于4 %～16 %，屬于特低孔～低孔儲層。說明該扇三角洲中同相帶的儲層物性比較近似。

Y1 井不在這一扇三角洲中，但巖性組合相似，電阻率值一般也小于20 Ω·m，其實測孔隙度為4 %～25 %（見圖4），平均值為11.5 %，屬于超低孔～低孔儲層。

盡管Y1 井不在這一扇體中，但其在沙四上與其他研究區(qū)重點井所處的沉積環(huán)境相似，儲層的儲集空間大小也相近。而北部的Y3 井距物源較近，其儲層巖性多為礫巖，電阻率值一般為20 Ω·m～40 Ω·m（見圖5）。常規(guī)孔隙度一般為1 %～5 %。其儲層物性要差于Y1 和Y2 井。

由此可見，無論是埕南陡坡帶扇三角洲還是孤島凸起西扇三角洲[14-16]，扇三角洲前緣的儲層物性要大于近源砂礫巖儲層的物性，但其孔隙度都大于1 %，仍屬于有效儲層的范圍。

3 烴源巖評價

沙河街組沙四段上層上部發(fā)育一套灰色含膏泥巖、石膏質泥巖與深灰色泥巖呈不等厚互層，下部為灰色細砂巖、泥質細砂巖，灰色粉砂巖、泥質粉砂巖與灰色，綠灰色泥巖、砂質泥巖，紫紅色泥巖呈不等厚互層。

沙四段下層以灰色、紫紅色泥巖和砂質泥巖為主，夾灰色粉砂巖、泥質粉砂巖，與沙四上以灰色、深灰色為主的顏色截然不同。

3.1 沙河街組沙四段烴源巖評價

巖石熱解分析的Tmax 值位于377 ℃～446 ℃，平均426 ℃，表明沙四段暗色泥巖處于成熟階段；降解潛率D 為5.83 %～32.44 %，平均為16.2 %，氫指數HI 為70.26 mg 烴/gTOC～390.9 mg 烴/gTOC，平均227.91 mg烴/gTOC，評價烴源巖有機質類型為III 型（腐殖型）；恢復后的總烴量St 為0.14 mg/g～3.02 mg/g，有效碳PC：0.01 %～0.25%，平均為0.06%，生烴潛量Pg：0.17 mg/g～2.75 mg/g，平均為0.76 mg/g，有機質豐度低，評價為一般的烴源巖（見圖6）。

圖5 Y1、Y2、Y3 井沙四上亞段巖性、電性、孔隙度對比圖

圖6 地化分析數據解釋圖版

而從研究區(qū)其他重點井的巖石熱解數據也表明，沙四上亞段暗色泥巖都為成熟烴源巖，有機質類型為Ⅱ2-Ⅲ型，有機質豐度中等，為中等烴源巖。從實鉆和地震資料上看，沙四上亞段烴源巖主要為深灰色、灰色泥巖，具有一定的分布范圍，厚度從十幾米到上百米不等，以B1 井、B2 井、B3 井處最大。由此可見，沙四段暗色泥巖具有一定的生烴能力。

4 總結

通過對研究區(qū)沉積相分析，砂體顯示上細下粗的韻律特征，沙四上段屬于扇三角洲前緣沉積，物源來源較廣且研究區(qū)橫向上儲層物性差別不大。沙河街組沙四段為一套巖性主要為深灰色和灰色泥巖，根據熱解實驗分析烴源巖Tmax 顯示處于成熟階段，TOC 含量較低，生烴潛能一般，應為一套腐殖型烴源巖層。

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