何衛(wèi)軍，甘 軍，劉 芳，焦祥燕，羅 威，黃 燦

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司，廣東湛江524057）

砂體的成因是沉積研究和油氣勘探關(guān)注的熱 點領域［1-5］。重力流砂體在中國陸相斷陷盆地廣泛發(fā)育，在鄂爾多斯盆地、渤海灣盆地、二連盆地、北部灣盆地、南襄盆地及松遼盆地均有發(fā)現(xiàn)［6-12］。潿西南凹陷隸屬于北部灣盆地北部坳陷帶，是已證實的富生烴凹陷，油氣資源豐富［13-15］。近年來隨著油氣勘探程度的提高，勘探重點已逐步從構(gòu)造型圈閉轉(zhuǎn)入砂巖體等隱蔽圈閉領域［16-18］。研究區(qū)已有多口井在重力流成因砂巖中獲得工業(yè)油流，因此引起了諸多學者關(guān)注［10，19-20］。前人對研究區(qū)重力流研究取得了不少成果和認識，但均將重力流劃歸于濁流范疇，夸大了濁流的影響。新完鉆的W2E-1井鉆遇了前人成果中沒有涉及和識別到的厚層的泥質(zhì)碎屑流沉積，為研究區(qū)巖性圈閉勘探提出了新的挑戰(zhàn)。為此，深入研究重力流類型、沉積特征及沉積模式，以期為潿西南凹陷油氣勘探提供理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

潿西南凹陷位于北部灣盆地西北邊緣，北部受控于潿西南大斷裂與粵桂隆起區(qū)相鄰，西南部通過潿西南低凸起與海中凹陷相隔，東南部被企西隆起區(qū)環(huán)繞，是一個典型的北斷南超的箕狀斷陷。潿西南凹陷整體構(gòu)造格局受潿西南斷裂、1號斷裂、2號斷裂和3號斷裂這4條近NE—SW向斷裂帶控制。受斷裂活動影響，潿西南凹陷分為A，B，C和D共4個次洼，A洼分布于1號與2號斷裂之間，B洼和C洼分別位于2號斷裂的東段和西段，D洼分布于B洼與企西隆起區(qū)北緣之間（圖1）。

圖1 潿西南凹陷構(gòu)造綱要Fig.1 Schematic map of the regional geological settings in Weixi’nan Sag

始新統(tǒng)流沙港組和漸新統(tǒng)潿洲組是潿西南凹陷主要的勘探目的層系，其中流沙港組從下往上可依次劃分為流三段、流二段和流一段。流一段是一個完整的三級層序，其頂?shù)捉缑妫⊿80和S83）為區(qū)域不整合面［20-21］。按斷陷湖盆體系的層序四分法［22-24］，流一段內(nèi)部可識別出初始湖泛面（S82a）、最大湖泛面（S82）［20］和初始下降面（S81），據(jù)此將其劃分為低位域、湖侵域、高位域和下降域（圖2）。在勘探實踐中常以S82為界將流一段劃分為上亞段和下亞段。流一段上亞段包括高位域和下降域，二者的分界面為S81。流一段上亞段沉積時期，在B洼和C洼沿斷裂坡折帶和同沉積坡折帶廣泛發(fā)育重力流沉積，這些重力流砂體被中深湖相泥巖包圍，且直接位于烴源巖之上，具有非常有利的成藏條件，是潿西南凹陷近年來重要的勘探目標。

圖2 潿西南凹陷W4N-3井流一段地層綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive stratigraphic column of the first member of Liushagang Formation of Well W4N-3 in Weixi’nan Sag

2 重力流沉積類型及特征

重力流沉積存在多種分類方案［25-27］，本文引用SHANMUGAM的分類方案［26］，依據(jù)鉆井、測井、巖心及三維地震資料，在研究區(qū)識別出碎屑流、滑塌和濁流3種重力流沉積類型，其中碎屑流沉積又可根據(jù)其巖性細分為砂質(zhì)碎屑巖（富砂質(zhì)）和泥質(zhì)碎屑巖（富泥質(zhì)）。特別指出，本文提及的砂質(zhì)或泥質(zhì)碎屑巖是指經(jīng)碎屑流搬運，而后沉積、成巖形成的重力流沉積體。

2.1 砂質(zhì)碎屑巖

砂質(zhì)碎屑流是呈塑性塊體搬運的黏滯性流體，具有塑性流變學特征［27］。砂質(zhì)碎屑流沉積代表性的標志為含泥礫砂巖與無任何層理的塊狀砂巖發(fā)育［1，28］。觀察流一段上亞段巖心，發(fā)現(xiàn)巖性主要為深灰色泥巖與淺灰色砂巖不等厚互層。砂巖段主要為細砂巖、中砂巖與含礫砂巖，GR曲線一般呈弱齒化箱形，分選中等-好，磨圓度為次棱角狀-次圓狀，塊狀構(gòu)造發(fā)育（圖3a），見泥質(zhì)撕裂屑、定向排列的泥礫（圖3b，3c）；泥巖段主要為深灰色泥巖，塊狀構(gòu)造，部分發(fā)育平行層理。塊狀砂巖段與下伏泥巖段呈突變平行接觸關(guān)系（圖3d），為砂巖塊體沿一個滑動面發(fā)生滑動作用而形成的剪切面［6，28］。部分砂巖段泥礫較發(fā)育，見粒徑達7 cm的巨大漂礫，泥礫多呈撕裂狀、長條狀定向排列，面狀分布，反映砂質(zhì)碎屑流層狀或塊狀流動的特點［1］。

圖3 潿西南凹陷重力流沉積特征Fig.3 Sedimentary characteristics of gravity flow in Weixi’nan Sag

2.2 泥質(zhì)碎屑巖

泥質(zhì)碎屑流是黏土質(zhì)含量高的黏滯性塑性流體，以厚層塊狀泥巖沉積為主要特征。研究區(qū)W2E-1井在高位域鉆遇了厚度為110 m的較純泥巖，僅局部夾1～2 m的薄層粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，該套地層在地震剖面上與鄰區(qū)已鉆探的砂質(zhì)碎屑流沉積具有相似地震反射特征，且均位于2號斷裂帶之下，解釋為泥質(zhì)碎屑流沉積。除W2E-1井鉆遇了厚層的泥質(zhì)碎屑流沉積外，W1-2和W1W-1等井鉆遇的泥質(zhì)碎屑巖有時與砂質(zhì)碎屑巖伴生出現(xiàn)，二者呈突變接觸。研究區(qū)泥質(zhì)碎屑巖巖性為灰色、深灰色泥巖，塊狀構(gòu)造，局部夾粉-細砂紋層，見漂浮砂礫（圖3e）。GR曲線表現(xiàn)為弱齒化高值。地震剖面上，泥質(zhì)碎屑巖與砂質(zhì)碎屑巖均呈現(xiàn)雜亂-差連續(xù)性、中-強振幅的反射特征，局部見小型逆沖推覆斷層，與半深湖相泥巖有較清晰的分界線。

2.3 濁積巖

濁積巖是濁流作用形成，沉積顆粒的正粒序分布是濁積巖的典型特征［1］。以往研究中往往夸大了濁流作用，董貴能等將研究區(qū)重力流沉積劃分為典型濁積巖和非典型濁積巖［10］，實際上只有典型濁積巖是濁流作用形成的，而非典型濁積巖多為砂質(zhì)碎屑巖和滑塌巖。研究區(qū)濁積巖巖性以淺灰色中砂巖、粉-細砂巖與深灰色、褐灰色塊狀泥巖、頁巖互層為主。GR曲線呈鐘形組合，F(xiàn)MI電成像測井圖像上見明顯沖刷面和正粒序特征。另外，在C-M圖上也反映出遞變懸浮沉積為主的結(jié)構(gòu)特征（點群分布平行于C=M線）［10］。巖心上可見較豐富的鮑馬序列，但多不完整，如圖3f為ABC段組合：A段為塊狀淺灰色細砂巖，具正粒序?qū)永?，反映能量逐漸減弱的過程，A段底部具沖刷面；B段為下平行紋層段，淺灰色細砂巖與深灰色泥巖定向分布，沿層面揭開可見到剝離線理；C段為波紋層理段，紋層顯微波狀層理，變形構(gòu)造；D—E段被后期重力流事件侵蝕沖刷而缺失。

研究區(qū)濁積巖常呈薄層狀產(chǎn)出，其厚度一般為10～50 cm，有時與砂質(zhì)碎屑巖伴生出現(xiàn)，往往一套厚層砂巖的中下部為砂質(zhì)碎屑巖，而頂部為濁積巖，反映砂質(zhì)碎屑流在搬運過程中流動分層，進而轉(zhuǎn)化為濁流的特征［1，28］。

圖4 潿西南凹陷流一段滑塌巖粒度累積概率曲線和C-M圖Fig.4 Grain size probability curves（a）and C-M map（b）of slumps of the first member of Liushagang Formation in Weixi’nan Sag

2.4 滑塌巖沉積特征

滑塌巖是一種介于滑動與碎屑流之間的具有塑性變形特征的重力流沉積，在潿西南凹陷C洼及B洼西部廣泛發(fā)育。研究區(qū)共有9口井鉆遇滑塌巖，W2-2和W2-2Sa井在下降域鉆遇滑塌巖的主體，巖性以細砂巖為主，單層砂體厚度為19～25 m，頂?shù)拙鶠楹駥影肷詈?深湖相泥巖，GR曲線呈齒化箱形。巖心觀察，可見豐富的滑塌變形層理，局部仍可見平行層理特征（圖3g，3h）。FMI成像測井圖像上可見包卷層理、變形層理及沖刷面。砂巖組分以跳躍和懸浮組分為主，無滾動組分，跳躍組分占30%～40%，懸浮組分占60%以上（圖4a）。在C-M圖上，樣品點群大部分分布于平行C=M線的RQ段，但也有部分樣品點落在SR段（圖4b），反映流體搬運過程中以重力機械分異為主，但仍部分保留牽引流的沉積特征。

3 沉積模式

研究認為湖平面變化、物源體系、坡折帶及物源通道等對重力流類型、沉積分布及巖性組合產(chǎn)生影響，湖平面變化是物源供給的影響因素，北西、西物源是物質(zhì)基礎，2號斷裂帶、侵蝕水道、同沉積坡折是物源通道及控制因素。根據(jù)不同的物源體系及控制因素，在研究區(qū)建立了北西物源三角洲-斷裂坡折-侵蝕水道和西物源三角洲-同沉積坡折2種經(jīng)典的重力流沉積模式（圖5）。

3.1 北西物源三角洲-斷裂坡折-侵蝕水道重力流沉積模式

從NW-SE向地質(zhì)剖面（圖6a）看，W13N-5井流一段上亞段鉆遇的重力流砂體與北西物源三角洲、2號斷裂帶及侵蝕水道均有成因聯(lián)系。2號斷裂帶上升盤發(fā)育的大型北西向三角洲在地震剖面上見明顯的前積特征，W7-3井鉆遇了174 m三角洲砂巖，巖性以砂礫巖、含礫砂巖、細砂巖為主，物源條件好。2號斷裂帶在流一段上亞段沉積時期為北東向展布的雁列式斷層，具有右旋走滑性質(zhì)，分支斷層為近東西走向，相鄰斷層之間形成西高東低的斷裂坡折，構(gòu)成非常有利的匯水、輸砂通道。另外，在2號斷裂上升盤南緣發(fā)育1條侵蝕水道，近南北向展布，地震剖面上見明顯侵蝕特征，W9N-1井在水道內(nèi)鉆遇了后期沉積的88 m水道砂巖，水道形成期及沉積充填期均有較強的輸砂能力，是研究區(qū)另一條重要的物源通道。

從巖性特征來看，順物源方向砂巖厚度逐漸減薄，粒度逐漸變細；從重礦物組合和母巖類型來看，三角洲砂巖、水道砂巖和重力流砂巖具有相同或相近特征，重礦物均以赤褐鐵礦+白鈦礦+鋯石組合為主，母巖類型中變質(zhì)巖含量最高（44%～61%），沉積巖次之（28%～39%），巖漿巖最少。對比分析巖性特征、重礦物組合和母巖類型，認為北西物源三角洲砂巖、水道砂巖和重力流砂巖具有相同的物質(zhì)來源。

綜上，北西物源三角洲是重力流沉積的物質(zhì)基礎，侵蝕水道和2號斷裂坡折是物源通道，構(gòu)成了研究區(qū)經(jīng)典的“源-溝-坡-扇”重力流沉積模式。

3.2 西物源三角洲-同沉積坡折重力流沉積模式

圖6b可較清晰地呈現(xiàn)流一段上亞段西物源不同重力流沉積體系的時空演化規(guī)律。湖平面變化、物源供給及同沉積坡折等多因素耦合控制了西物源重力流沉積的發(fā)育及分布特征。

圖5 潿西南凹陷流一段上亞段沉積模式Fig.5 Sedimentary model of the upper submember of the first member of Liushagang Formation in Weixi’nan Sag

圖6 潿西南凹陷北西物源和西物源重力流沉積地質(zhì)剖面（剖面位置見圖1）Fig.6 Geologic profiles of gravity flow from northwestern（a）and western provenance（b）in Weixi’nan Sag（The position of the section was shown in Fig.1）

一方面，湖平面變化、物源供給不僅對三角洲前緣滑塌巖分布及規(guī)模起明顯控制作用，還影響碎屑流沉積物粒度。湖平面升降與物源供給強弱呈負相關(guān)性，高位域湖平面緩慢上升，物源供給相對較弱，三角洲前緣滑塌巖發(fā)育更靠近物源區(qū)且數(shù)量相對少、規(guī)模小，同沉積坡折帶之下以泥質(zhì)碎屑流沉積為主。下降域隨著物源供給量增大，滑塌巖逐步向凹陷中心靠近，數(shù)量多、規(guī)模大。下降域中后期三角洲朵葉體已推進至同沉積坡折帶附近，物質(zhì)基礎好，坡折帶之下的重力流以砂質(zhì)碎屑流為主，局部呈濁流特征，發(fā)育良好的儲層。另一方面，同沉積坡折帶控制三角洲前緣滑塌巖、碎屑巖和濁積巖的分布。坡折帶之上，由于三角洲在前積過程中產(chǎn)生的斜坡帶，其可容空間相對較小，重力流搬運的距離較近，重力流流態(tài)在滑動向碎屑流或濁流轉(zhuǎn)化的過程中沉積下來，部分沉積物保留了牽引流沉積特征，以發(fā)育三角洲前緣滑塌體為主；坡折帶之下可容空間大，重力流搬運距離較遠，則發(fā)育碎屑流和濁流沉積。

潿西南凹陷流一段上亞段重力流沉積體系具有良好的巖性圈閉條件，已被W2-2，W13N-5等多井證實成藏，剩余的多個重力流砂巖體仍具有勘探價值，是下一步勘探的重點領域。

4 結(jié)論

潿西南凹陷流一段上亞段發(fā)育碎屑流、滑塌和濁流3種重力流沉積類型，其中碎屑流沉積又可根據(jù)其巖性細分為砂質(zhì)碎屑巖（富砂質(zhì)）和泥質(zhì)碎屑巖（富泥質(zhì)）。砂質(zhì)碎屑巖發(fā)育塊狀構(gòu)造，見泥質(zhì)撕裂屑、漂浮泥礫，反映塊狀或?qū)訝盍鲃犹卣?；濁積巖發(fā)育豐富，但不完整的的鮑馬序列，常呈薄層狀產(chǎn)出，或與砂質(zhì)碎屑流相伴生出現(xiàn)；滑塌巖搬運過程中以重力機械分異為主，但仍部分保留牽引流的沉積特征。湖平面變化、充足的物源供給、2號斷裂帶、侵蝕水道和同沉積坡折是研究區(qū)多類型重力流形成的重要條件，其分布位置主要在三角洲前緣前積層斜坡帶、斷裂坡折帶或同沉積坡折帶。砂質(zhì)碎屑巖、滑塌巖及濁積巖形成的巖性圈閉已被證實成藏，在潿西南凹陷仍具有很高的勘探價值。