黃雅睿，楊劍萍，盧惠東，李宇志，黃志佳，黨鵬生，房 萍，牟瑛順

（1.中國石化勝利油田分公司石油開發(fā)中心有限公司，山東東營 257061；2.中國石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266580；3.中國石化勝利油田分公司東辛采油廠，山東東營 257061；4.中國石油華北油田分公司采油三廠，河北滄州 062450）

0 引言

據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，在深水盆地中潛在的石油儲量達(dá)（159.0～238.5）億m3，深水沉積在未來油氣勘探中占有十分重要的地位［1］。用深水沉積理論指導(dǎo)勘探開發(fā)，先是在基于Bouma 序列指導(dǎo)下提出的扇模式［2］，隨后Walker 的綜合扇模式被廣泛引用［3］。綜合扇模式總結(jié)了Normark［4-5］的現(xiàn)代海底扇模式和Mutti 等［6］的古代扇模式，提出了含有上扇的單一補(bǔ)給水道和中部下扇地區(qū)的疊覆扇葉狀體的模式［7］。在后來的應(yīng)用中，學(xué)者們?yōu)閺浹a(bǔ)濁流模式的缺陷，以Shanmugam［8-12］為代表，提出了砂質(zhì)碎屑流的觀點(diǎn)，認(rèn)為塊體搬運(yùn)由滑動、滑塌和碎屑流組成，并建立了非水道和水道沉積體系。該沉積模式主要是以碎屑流為主，根據(jù)大陸架的性質(zhì)將碎屑流斜坡沉積模式分為水道體系和非水道體系2 種類型，分別對應(yīng)富泥型和富砂型的大陸架［13-14］，該理論標(biāo)志著深水沉積研究進(jìn)入新的階段，重力流的沉積微相類型也逐漸精細(xì)化和實(shí)用化。東營凹陷營北地區(qū)沙三中亞段（Es32）深水沉積，曾經(jīng)被稱為“濁積巖”，但這僅是廣義上的深水重力流砂體的統(tǒng)稱，這種籠統(tǒng)的稱呼制約了對Es32深水重力流砂體成因類型的精細(xì)研究。針對該區(qū)重力流沉積類型的研究，陳秀艷等［15］將重力流劃分為遠(yuǎn)源濁積巖、滑塌濁積巖和坡移堆積體3 類，將具有滑塌構(gòu)造的深水沉積單元也納入了濁積巖范疇；楊田等［16］將其劃分為似涌浪濁流沉積、準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)濁流沉積、碎屑流沉積和滑動（滑塌）沉積；陳杰等［17］將其劃分為濁積巖和坡移扇2 類；鮮本忠等［18］根據(jù)成因差異，將重力流劃分為滑動沉積、滑塌沉積、砂質(zhì)碎屑流沉積和濁流沉積等4 類；張青青［1］根據(jù)基質(zhì)含量和支撐機(jī)制的不同，將碎屑流細(xì)分為泥質(zhì)碎屑流和砂質(zhì)碎屑流。近年來，基于砂質(zhì)碎屑流模式的重力流認(rèn)識逐漸取代了傳統(tǒng)的扇體模式。精細(xì)的砂質(zhì)碎屑流沉積模式對整個(gè)營北地區(qū)深水重力流沉積環(huán)境和砂體展布的研究更具指導(dǎo)意義，但目前針對Es32 不同層位沉積微相類型的理解和整體沉積模式的認(rèn)識制約了該地區(qū)勘探的進(jìn)展。

以東營凹陷營北地區(qū)Es32深水重力流沉積砂體為研究對象，綜合利用巖心、測井、錄井和化驗(yàn)資料，系統(tǒng)劃分不同層位沉積微相類型并研究砂體展布規(guī)律及演化模式，深化和完善該區(qū)重力流認(rèn)識，以期為勘探開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

東營凹陷位于濟(jì)陽凹陷東南部，在大地構(gòu)造區(qū)劃上屬濟(jì)陽坳陷中的一個(gè)次級負(fù)向構(gòu)造單元，是一個(gè)開闊型中、新生界箕狀斷陷盆地，控制其發(fā)育的為陳家莊南基底大斷裂，剖面上表現(xiàn)為北陡南緩、北斷南超的充填模式。東營凹陷北界為陳家莊—濱縣凸起，東部與青坨子凸起相鄰，南部和魯西隆起相鄰，西部為林樊家凸起、高青凸起［19-21］。營北地區(qū)位于東辛油田西部，凹陷內(nèi)部中央隆起帶的中東部，民豐洼陷、牛莊洼陷和董集洼陷的交會部位（圖1）。

圖1 東營凹陷構(gòu)造格局平面及地層柱狀圖（根據(jù)文獻(xiàn)［18］修改）Fig.1 Tectonic pattern map and stratigraphic column of Dongying Sag

東營凹陷營北地區(qū)，地層發(fā)育齊全，有井鉆遇的沙河街組地層，自下而上分為沙四段（Es4）、沙三段（Es3）、沙二段（Es2）、沙一段（Es1），沙三段自下而上分為下亞段（Es33）、中亞段（Es32）和上亞段（Es31）。研究目的層位為Es32，自下而上又進(jìn)一步分為Z6，Z5，Z4，Z3，Z2，Z1等6 個(gè)砂組。該層段沉積大套泥巖，其中夾雜砂巖，呈現(xiàn)“泥包砂”特征，巖性為深灰色泥巖、油頁巖、夾薄層砂巖、粉砂巖。該時(shí)期二級構(gòu)造單元基本定型，盆地?cái)U(kuò)張速度快，水體變淺，三角洲自東向西進(jìn)積，表現(xiàn)為半深水—深水重力流沉積。

2 沉積特征

在東營凹陷營北地區(qū)Es32沉積期，主要受到來自東南部東營三角洲、東北部永安三角洲以及北部物源的影響，呈現(xiàn)多物源匯聚特征，多期砂體進(jìn)入深湖—半深湖中形成重力流砂體。結(jié)合巖心，測、錄井和化驗(yàn)資料分析，明確營北地區(qū)主要為較深湖相水道控制型沉積和非水道控制型沉積，主要物源區(qū)為東部的東營三角洲和永安三角洲，也存在北部的次要物源區(qū)，具有多物源匯聚的特點(diǎn)。在沙三中亞段沉積期，來自東部的永安三角洲和東營三角洲提供碎屑物，三角洲前緣河口壩受自身重力或者其他觸發(fā)機(jī)制的影響，滑塌進(jìn)入半深湖內(nèi)，形成了2種重力流沉積類型。

2.1 非水道控制型沉積

東營凹陷營北地區(qū)沙三中亞段（Es32）的非水道控制型沉積包括滑動微相和滑塌微相。

（1）滑動微相。主要出現(xiàn)在三角洲河口壩外側(cè)，巖性主要為粉砂巖和細(xì)砂巖，含少量泥質(zhì)粉砂巖。在Z1砂組中，可以觀察到較厚的反序砂體，與河口壩相比，在大套砂體以下可以看到高角度的滑動面［圖2（a）］，并且在其附近可見明顯的變形層［圖2（b）］，砂球構(gòu)造均勻發(fā)育。砂巖整體保留三角洲前緣原始的沉積特征，可見交錯層理［圖2（c）］、波狀層理等淺水沉積構(gòu)造。粒度概率曲線為兩段式［圖3（a）］，分選好，粒度Φ值為1～8，交點(diǎn)值為2.5～3.5，其中跳躍組分占比為60%～90%，懸浮組分占比為15%～40%。C-M圖表現(xiàn)為重力流和牽引流特征。自然電位曲線呈箱形和齒化漏斗形，自然伽馬曲線為中高幅指形和漏斗形［圖4（a）］。在三角洲前緣河口壩處發(fā)現(xiàn)了原地的滑動沉積，滑動距離較短。

（2）滑塌微相。發(fā)育在滑動微相的前端，是由滑塌的砂巖和泥巖相互疊置而成，巖性為細(xì)砂巖、粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，可見滑塌面［圖2（d）］，并伴隨著剪切帶的發(fā)育，向上在砂泥互層中發(fā)育強(qiáng)烈的變形構(gòu)造［圖2（e）—（f），（h）—（i）］，也可見高角度的斷層［圖2（g）］。砂泥接觸中可見砂巖脈或者重荷模等構(gòu)造?；鷰r粒度概率曲線為上拱式［圖3（b）］，表現(xiàn)為一條略微上拱的弧線，粒度Φ值為1～8。C-M圖反映滑塌巖同時(shí)具有重力流和牽引流的特征。測井曲線呈齒化箱形［圖4（b）］、齒化鐘形、齒化漏斗形，甚至接近基線呈線性，齒化強(qiáng)烈，齒化鐘形為中—高幅特征，代表著一期或者多期滑塌沉積。

圖3 東營凹陷營北地區(qū)沙三中亞段粒度概率曲線Fig.3 Particle size probability curves of Es32member in Yingbei area，Dongying Sag

圖4 東營凹陷營北地區(qū)沙三中亞段測井響應(yīng)特征及綜合C-M 圖Fig.4 Log response characteristics and comprehensive C-M diagram of Es32member in Yingbei area，Dongying Sag

2.2 水道控制型沉積

水道控制型沉積包括重力流水道和前端復(fù)合體2 類沉積亞相，重力流水道亞相包括重力流水道微相和堤岸微相。前端復(fù)合體亞相包括溝道化朵葉體微相、碎屑舌狀體微相、濁積朵葉體微相和濁積席狀體微相。

2.2.1 重力流水道亞相

（1）重力流水道微相。重力流水道為長期輸送砂質(zhì)碎屑物進(jìn)入到深水區(qū)域內(nèi)的長條形通道。在Es32的Z5—Z1砂層組沉積期，識別出了重力流水道沉積微相。重力流水道的根部與滑塌、滑動或者三角洲前緣砂體相連接，向前沿著溝道呈長條狀分布，主要為砂質(zhì)碎屑流沉積。重力流水道的末端主要因地形開闊平坦，而形成碎屑舌狀體或溝道化朵葉體，最終砂質(zhì)碎屑流轉(zhuǎn)化為濁流，巖性以含礫砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖為主。重力流水道砂體底界面發(fā)育沖刷面［圖2（j）］，也可見較平直的截切面［圖2（k）］，與上、下巖層呈突變接觸，以塊狀砂巖為主［圖2（l）—（n）］，還可見塊狀砂巖頂部發(fā)育微弱的似流動成因的平行層理，反映在搬運(yùn)過程中砂質(zhì)碎屑流向濁流轉(zhuǎn)化［22］。有時(shí)可見逆粒序?qū)永砗驼Ｐ驅(qū)永?，其中砂巖內(nèi)部也可見變形層。砂層頂部漂浮泥巖撕裂屑［圖2（o）—（p）］砂質(zhì)團(tuán)塊和泥礫［圖2（q）—（r）］，底部可見平行排列的泥巖撕裂屑，顏色以深灰色、灰黑色為主。部分砂質(zhì)碎屑流沉積頂部可見薄層微弱平行層理。粒度概率曲線以上拱式為主［圖3（c）］，主要表現(xiàn)為一條略微上拱的弧線，粒度Φ值為1～8，具有典型的重力流沉積特征。C-M圖反映營北地區(qū)砂質(zhì)碎屑流砂體同時(shí)具有重力流和牽引流的特征［圖4（f）］。測井曲線以箱形為主，該種曲線主要反映的是物源供給充分的快速堆積水道沉積，包括箱形和齒化箱形2 種，代表著一期或者多期重力流水道沉積特征，漏斗形也較發(fā)育［圖4（a）］。重力流在平面上主要為長條形或帶狀，在剖面上為帶狀，可以看到多期重力流砂體疊置現(xiàn)象，砂體厚度大于10 m［圖5（a）］。

圖5 東營凹陷營北地區(qū)沙三中亞段沉積微相連井剖面對比Fig.5 Profile comparison of microfacies of Es32member in Yingbei area，Dongying Sag

（2）堤岸微相。主要位于重力流水道兩側(cè)，沉積物為極細(xì)的砂和粉砂，屬于砂質(zhì)碎屑流沉積特征，巖性以含礫砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖為主。底界面發(fā)育沖刷面，也可見較平直的剪切面，與上、下巖層呈突變接觸，以塊狀砂巖為主，有時(shí)可見逆粒序?qū)永砗驼Ｐ驅(qū)永?，其中砂巖內(nèi)部也可見變形層。砂層頂部漂浮泥巖撕裂屑砂質(zhì)團(tuán)塊和泥礫，底部可見平行排列的泥巖撕裂屑，顏色以深灰色、灰黑色為主。部分砂質(zhì)碎屑流沉積頂部可見薄層微弱平行層理，粒度概率曲線為單段型，測井曲線以鐘形為主，砂體厚度小于5 m。

2.2.2 前端復(fù)合體亞相

（1）溝道化朵葉體微相。朵葉體在平面上位于重力流水道末端廣闊地區(qū)圓形突出部分，巖性以分選較好的粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，具有砂質(zhì)碎屑流的主要沉積特征。推測朵葉體的形成是由于多期砂質(zhì)碎屑流疊加，厚度較大。其分選性相對于重力流水道內(nèi)砂體更好。溝道化朵葉體在重力流水道末端的開闊地形處撒開，面積較大，長寬比小，多是由于湖盆內(nèi)出現(xiàn)小型洼地，沙體堆積而形成。

（2）碎屑舌狀體微相。重力流水道的前端和內(nèi)部由于缺乏沉積物，驅(qū)動力逐漸下降，發(fā)生沉積作用或因?yàn)槌练e過路而滯留一部分形成碎屑舌狀體。碎屑舌狀體在研究區(qū)內(nèi)分布廣泛，尤其是在Z4—Z6砂組發(fā)育期。碎屑舌狀體有的與重力流水道連接呈舌狀，有的孤立發(fā)育，推測可能是滑塌巖持續(xù)滑塌，隨水加入并攪動形成砂質(zhì)碎屑流而形成的［圖5（b）］，巖性以細(xì)砂、粉砂為主。由于沉積物經(jīng)歷了一定距離的搬運(yùn)過程，因而顆粒分選略好于重力流水道中的砂質(zhì)碎屑流砂巖。該類沉積微相是砂質(zhì)碎屑流沉積，具有砂質(zhì)碎屑流典型的沉積特征。在平面上，碎屑舌狀體主要在重力流水道的末端，延伸遠(yuǎn)，長寬比非常大，多沉積在溝谷或者湖底平坦處，呈舌狀分布。碎屑舌狀體有時(shí)也發(fā)育在滑塌沉積之下，或孤立地發(fā)育在深水里。

溝道化朵葉體和碎屑舌狀體本質(zhì)上都是砂質(zhì)碎屑流沉積，與碎屑舌狀體的區(qū)別有：①溝道化朵葉體為多期砂質(zhì)碎屑流沉積，厚度較大；碎屑舌狀體為單期碎屑流成因，砂體厚度較小。②溝道化朵葉體在沉積區(qū)成板狀撒開，面積較大，長寬比??；碎屑舌狀體延伸遠(yuǎn)，長寬比大，呈舌狀分布。③溝道化朵葉體發(fā)育在重力流水道末端，為水道沉積體系；碎屑舌狀體既可以發(fā)育在重力流水道末端，也可以發(fā)育在非水道沉積體系中，孤立發(fā)育。④溝道化朵葉體由于是多期砂質(zhì)碎屑流沉積結(jié)果，粒度較細(xì)；碎屑舌狀體儲層相較于溝道化朵葉體來說，物性較差，但高頻率的碎屑舌狀體與高頻率的滑塌砂體疊置，同樣也可以發(fā)育較厚的儲層［21］。

（3）濁積席狀砂微相與濁積朵葉體微相。其本質(zhì)都為砂質(zhì)碎屑流轉(zhuǎn)化為濁流沉積，所以都具有濁流沉積的典型特征，具有不完整的鮑瑪序列，厚度小于1 m。順流向濁積巖巖層變薄，分選變好，顆粒變小。二者的區(qū)別在于濁積席狀砂發(fā)育在水道控制型沉積、碎屑舌狀體和溝道化朵葉體末端，而濁積朵葉體孤立地分布在盆地平原、斜坡內(nèi)凹陷和斜坡水道間的最低區(qū)域。在營北地區(qū)，濁積朵葉體分布較少，真正的濁流沉積發(fā)育較少，僅在研究區(qū)的西部，較深水中發(fā)育較薄且分布范圍較小的濁流朵葉體，主要為砂泥巖薄互層，巖性為細(xì)砂巖。砂體底部為突變接觸，頂部為漸變接觸，具有不完整的鮑瑪序列，經(jīng)常可見A，E 或者A，C，E 段［圖2（s）—（t）］，在砂泥界面處發(fā)育重荷模、火焰構(gòu)造、波狀層理和砂巖脈等構(gòu)造。濁流沉積的粒度概率曲線為典型的寬緩上拱式，C-M圖反映具有重力流的特征［圖3（d）］。測井曲線呈指形或齒化強(qiáng)烈的線性特征，反映水動力條件在相對較弱的背景下發(fā)生快速變化，可見中—高幅指形測井曲線，也可見齒化指形測井曲線，顯示出薄砂泥互層的濁流沉積濁積薄層砂巖特征［圖4（d）—（e）］。

3 沉積演化模式

對東營凹陷營北地區(qū)117 口井的資料進(jìn)行綜合分析，參考對東營凹陷東辛地區(qū)沉積微相的現(xiàn)有認(rèn)識，繪制了營北地區(qū)Es32段6 個(gè)砂組的沉積微相平面圖。其中具有代表性的沉積為Es32Z6砂組、Es32Z3砂組和Es32Z1砂組。

（1）Z6砂組。該期水體較深，主要為較深水沉積，大面積發(fā)育重力流水道控制型沉積和非水道控制型沉積，也可見面積較大的碎屑舌狀體或孤立的碎屑舌狀體發(fā)育。在碎屑舌狀體周圍，砂體變薄處發(fā)育濁積席狀體［圖6（a）］。

（2）Z3砂組。該期湖平面由緩慢下降轉(zhuǎn)至快速下降的關(guān)鍵時(shí)期。水體快速變淺，東營三角洲不斷進(jìn)積到營北地區(qū)，在東部開始發(fā)育朵葉狀濱淺湖三角洲河口壩砂體，砂體規(guī)模較小，相較于Z6—Z4砂組沉積期，區(qū)內(nèi)的整體沉積類型發(fā)生改變。在河口壩的末端連接重力流水道，重力流水道成條帶狀延伸至中部，水道兩側(cè)較薄的砂體發(fā)育堤岸沉積。水道末端發(fā)育面積較大的碎屑舌狀體，推測為東南的東營三角洲所形成的［圖6（b）］。

圖6 東營凹陷營北地區(qū)沙三中亞段典型砂組沉積微相Fig.6 Sedimentary microfacies of typical sand groups of Es32member in Yingbei area，Dongying Sag

（3）Z1砂組。該期三角洲不斷進(jìn)積，但速度變慢，水體趨于穩(wěn)定。在東部發(fā)育朵葉狀的三角洲砂體，三角洲砂體由于自身重力或構(gòu)造活動等因素滑塌，在其末端發(fā)育重力流水道和碎屑舌狀體，局部發(fā)育砂體近距離滑動沉積。在中部和西部為較深湖沉積，東部的新坨743 井區(qū)發(fā)育碎屑舌狀體，方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向，推測可能由北部物源提供砂體［圖6（c）］。

綜上所述，東營凹陷營北地區(qū)Es32存在2 種沉積演化模式：①Es32的Z6—Z4砂組沉積期，物源主要來自東部偏北的永安三角洲和東部偏南的東營三角洲，東營三角洲物源供給影響較為明顯。由于水體較深，僅發(fā)育水道控制型沉積。重力流水道自東向西呈條帶狀展布，在其前端發(fā)育碎屑舌狀體和溝道化朵葉體沉積微相，在兩者邊緣砂體變薄的區(qū)域發(fā)育濁積席狀砂，濁積朵葉體在西部靠近湖盆位置零星發(fā)育。在相應(yīng)沉積期，隨著水體逐漸變淺，重力流水道規(guī)模逐漸變大，物源區(qū)主要為永安三角洲和東營三角洲［圖7（a）］，東部物源區(qū)供給能力不斷增強(qiáng)，且表現(xiàn)出繼承性。②Z3—Z1砂組沉積期物源供給充足，隨著三角洲不斷自東向西進(jìn)積，水體逐漸變淺。Z3砂組沉積期在東部開始出現(xiàn)濱淺湖三角洲河口壩砂體沉積，并分為東部偏北的永安三角洲河口壩砂體和東部偏南的東營三角洲河口壩砂體，2 個(gè)物源在Es32的Z3—Z1砂組沉積期在營北地區(qū)匯聚，控制整個(gè)地區(qū)的砂體展布，表現(xiàn)為多物源匯聚的沉積特征。在西部和中部，以大量重力流沉積為主［圖7（b）］。

圖7 東營凹陷營北地區(qū)沙三中亞段沉積模式Fig.7 Sedimentary models of Es32member in Yingbei area，Dongying Sag

4 結(jié)論

（1）東營凹陷營北地區(qū)沙三中亞段水道控制型沉積包括了重力流水道和前端復(fù)合體2 類沉積亞相，重力流水道亞相包括重力流水道微相和堤岸微相。前端復(fù)合體亞相包括溝道化朵葉體微相、碎屑舌狀體微相、濁積朵葉體微相和濁積席狀體微相。重力流水道、溝道化朵葉體和碎屑舌狀體具有典型的砂質(zhì)碎屑流沉積特征，濁積朵葉體和濁積席狀體具有不完整鮑瑪序列的濁流沉積特征。

（2）東營凹陷營北地區(qū)沙三中亞段Z6—Z4砂組沉積期水體較深，主要發(fā)育為半深湖的重力流沉積，Z3—Z1砂組沉積期隨著湖平面下降，開始在東部出現(xiàn)濱淺湖三角洲河口壩砂體，同時(shí)中部和西部也發(fā)育重力流沉積。