宮立園 胡德勝 滿曉 張璐 趙曄

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司 廣東湛江 524057）

湖底扇由于其獨特的外形很早就引發(fā)關注，可以說湖底扇的勘探是潿西南凹陷巖性圈閉勘探的開始。流一段沉積時期潿西南凹陷湖底扇非常發(fā)育，且具有優(yōu)越的“源內成藏”條件，截至2022年流一段湖底扇周邊已探明儲量上千萬方，剩余資源潛力大，下步尋找到富集塊，即有望推動新平臺上產，盤活周邊儲量，具有很大的勘探價值。早期針對流一段湖底扇，前人在坡折帶類型、沉積模式和發(fā)育機制等方面做出多項研究，認為潿西南凹陷B洼流一段湖底扇具有“多源匯聚”的特點，“源-匯”體系在不同演化時期存在繼承性［1-5］。2021年流一段湖底扇新鉆井獲單井探明規(guī)模新高，但隨后連續(xù)部署多口井均失利，甚至未鉆遇良好儲層，表明對流一段湖底扇的成因機制及發(fā)育模式認識依然不清。流一段湖底扇被成熟烴源包裹，成藏條件極其優(yōu)越，關鍵就是要識別優(yōu)質儲層。近幾年隨著勘探不斷深入，研究逐漸細化，實鉆結果也進一步證實流一段各個時期其源匯體系、沉積模式及砂體展布等方面都具有各自的演化特點，非常有必要對流一段湖底扇進行深入研究。本文根據最新鉆井的化驗分析資料及新處理的三維地震資料，著重對流一段高位域早期湖底扇源-匯與砂體展布等方面進行解剖，建立了新的沉積模式，預測了優(yōu)質儲層發(fā)育位置，在此基礎上指明下部勘探方向，將為該層系下步勘探提供技術支持。

1 區(qū)域背景

潿西南凹陷隸屬于北部灣盆地北部坳陷帶，具有北斷南超的構造格局，是已經被證實的富生烴凹陷。潿西南凹陷北以①號斷裂與粵桂隆起相接，南部發(fā)育潿西南低凸起和企西隆起，三大物源持續(xù)向盆內供源，凹陷內部進一步被②號雁列式斷裂分為A洼、B洼兩個次級洼陷（圖1a）。北部灣盆地始新世為強烈裂陷期，漸新世為裂陷消亡期，在兩者之間的流一段（T80—T83）時期經歷了完整的湖侵再到湖退的過程。沉積地層自下而上正好對應于層序演化過程中的三個體系域（圖1b）：低位域（LST）、湖侵域（TST）及高位域（HST）。流一段獨特的沉積構造演化史使其成為潿西南凹陷湖底扇最為發(fā)育的層系［4-5］。

流一段三個體系域內形成的湖底扇在地震上反射特征差別較大，容易區(qū)分（圖1c）：低位域（T82—T83）及湖侵域（T81—T82）湖底扇地震上主要為丘形反射，同時這兩個時期形成的湖底扇也是潿西南凹陷最早進行勘探的巖性圈閉，陸續(xù)發(fā)現多個油田，但后期面臨儲層物性差、剩余潛力小的問題，亟需向淺層進行拓展；高位域（T80—T81）湖底扇地震上主要有兩種反射特征，高位域早期湖底扇（T80A—T81），雜亂、蠕蟲狀反射，高位域晚期湖底扇（T80—T80A）平行、連續(xù)、中—強振幅反射。2017—2020年，針對流一段上層序高位域晚期沉積體系開展了系統研究，提出“斜列入湖、調節(jié)控砂”沉積新認識，認為西北和西南物源發(fā)育高建設型三角洲直接伸入凹中腹地，三角洲前緣松散沉積物在②號雁列斷裂持續(xù)活動的觸發(fā)下大面積整體滑塌，形成多期重力流儲集體，并相繼鉆探9口井，獲探明地質儲量近千萬方，大大提升了流一段高位域湖底扇的勘探潛力［3-5］。

圖1 潿西南凹陷區(qū)域位置（a）、流沙港組綜合柱狀圖（b）及流一段（T80—T83）湖底扇地震相特征（c）Fig.1 Regional location of the Weixinan sag（a），comprehensive stratigraphic column of Liushagang Formation（b）and seismic facies characteristics of sublacustring fans in Liu-1 member（T80—T83）（c）

針對流一段高位域早期“雜亂反射”地質體今年連續(xù)部署三口井，僅W1井成功，隨后兩口井均未鉆遇良好儲層，揭示這一套雜亂反射的地質體內部結構非常復雜，儲層非均質性強。隨著研究程度的不斷深入，地質人員逐漸意識到高位域早期湖底扇與高位域晚期湖底扇兩者在地震反射、源匯體系及成因機制等方面都有很大的差別，不能進行簡單地統一分析，對該湖底扇沉積規(guī)律進行更精細、深入的研究，弄清有利儲層分布，對解決目前勘探困境具有重要意義。

2 湖底扇沉積標志

2.1 巖心相

B洼流一段湖底扇作為近年來潿西南凹陷的勘探熱點取得了豐富的鉆井資料。前人研究指出湖盆深水重力流在搬運演化過程中流態(tài)會不斷發(fā)生變化（滑動／滑塌→碎屑流→濁流）［6］。其中碎屑流與濁流這兩種流態(tài)的頻繁相互轉化使重力流沉積進一步復雜化。研究區(qū)通過多口井的巖心觀察精細識別出垮塌帶滑動滑塌（圖2a、b），到前端碎屑流及濁流等多種典型流態(tài)，其中靠近物源端的砂質碎屑流以及高密度濁流都可以沉積卸載形成厚層塊狀砂巖作為良好儲層［7-10］。砂質碎屑流為一種富含砂質塊體流搬運的賓漢流體，研究區(qū)典型鉆井巖心主要表現為厚層塊狀砂巖（以細砂巖為主，單層厚度多超過十米）、內部均一且頂部廣泛發(fā)育漂浮狀泥礫和泥巖撕裂屑，局部反粒序，頂底面與泥巖呈突變接觸［11-12］特征（圖2c、d）；高密度濁流為湍流支撐的牛頓流體，典型沉積構造是發(fā)育遞變層理，這種流態(tài)在本次巖心觀察中也最為常見（圖2e）。此外巖心上也多見混合事件沉積現象，底部為粒序層理發(fā)育的厚層塊狀細砂巖，上部常發(fā)育薄層的細粒粉砂巖與泥巖的互層，再到頂部為泥巖，形成濁流-碎屑流-泥巖的組合特點，主要反映濁流向泥質碎屑流的轉化和混合沉積過程［13］（圖2f、g）。

圖2 潿西南凹陷流一段湖底扇巖心照片Fig.2 Core photos of sublaustrine fans of Liu-1 member in the Weixinan sag

2.2 測井相

從流一段高位域早期重力流成因砂體的連井可見，事件性沉積導致相鄰井的巖性組合差異大，無韻律規(guī)律，缺乏對比性（圖3a）。多期次重力流沉積使得巖性組合頻繁呈現出砂質碎屑流、高密度濁流成因的厚層細砂巖與低密度濁流薄層泥質粉砂巖和泥質碎屑流粉砂質泥巖互層的特征，各個砂體相互疊置、連通性差。砂質碎屑流成因砂體自然伽馬曲線呈箱形，與泥巖界面突變接觸，部分呈反粒序的曲線呈漏斗形，研究區(qū)W1、W2井較為典型；高密度濁流因含泥質變高，自然伽馬曲線為齒化箱形或鐘形，對比砂質碎屑流曲線齒化現象更嚴重（圖3a中W4井）。但由于沉積物搬運過程中流態(tài)轉化快且頻繁，單純依靠測井相來區(qū)分砂質碎屑流和高密度濁流成因的砂巖難度較大。此外根據鉆后各口井的分析化驗資料可見流一段高位域早期湖底扇鉆井C-M圖平行于基線，無明顯分段，也表現出沉積過程中重力流搬運的特征（圖3b）。

圖3 流一段高位域早期湖底扇連井對比圖（a）和C-M圖（b）Fig.3 Well connection comparison diagram（a）and C-M diagram（b）of sublacustrine fans ofearly highstand system tract in Liu-1 member

3 高位域湖底扇物源分析

前人研究結果表明陸相湖盆深水重力流沉積的分布主要是受盆地結構、層序結構及物源供給共同控制［14-15］。為進一步理清目標區(qū)湖底扇的成因機制，尋找有利儲層發(fā)育位置，首先要明確其物源方向，本文將從宏觀及微觀兩個方面對流一段上層序高位域早期湖底扇的物源進行刻畫。

3.1 宏觀分析

1）古地貌及邊界類型。流一段沉積時期，潿西南凹陷為一復雜陸相斷陷湖盆，經歷了神狐運動及珠瓊運動Ⅰ幕，屬于裂陷擴張階段的后期，邊界①號斷裂活動減弱，凹陷內部②號斷裂活動加強，沉積-沉降中心由①號斷裂下降盤遷移至②號斷裂下降盤。湖盆四周發(fā)育粵桂、企西等多個隆起區(qū)，可以持續(xù)向盆內供源，前期構造運動使湖盆周邊發(fā)育多種邊界類型，包括西北物源三角洲-斷裂轉換坡折、西南物源三角洲-撓曲坡折、東南物源扇三角洲-斷階型坡折，湖盆整體高低起伏，為湖底扇的形成奠定了地貌基礎（圖4）。

圖4 潿西南凹陷流一段古地貌Fig.4 Paleogeomorphology of Liu-1 member in the Weixinan sag

2）古水深。從鉆井孢粉分析結果來看，從凹陷邊緣到凹陷中心，藻類含量逐漸增加，蕨類含量逐漸降低，凹陷中心鉆井藻類含量大幅提升，表明湖盆中心水體加深，為半深湖—深湖相沉積環(huán)境［5］。從流一段沉積演化來看，湖盆經歷了一個完整的欠補償到過補償的過程，流一段下層序到中層序，湖底扇都發(fā)育在湖盆邊緣，地震呈明顯的丘形反射，鉆井巖性以厚層箱狀砂巖為主，且普遍含礫，反映了近源堆積的特點，到流一段上層序湖底扇主要沉積在凹陷中心水體較深處，特別是流一段高位域早期湖底扇，形成于湖擴到湖退的初始階段，且位于凹陷中心，沉積水體是流一段湖底扇形成時最深的，地震上表現為雜亂、蠕蟲狀的反射特征，鉆井揭示伽馬曲線主要呈漏斗狀或指狀，發(fā)育細砂巖、泥質砂巖為主，砂地比整體偏低（表1）。

表1 潿西南凹陷流一段湖底扇特征對比Table 1 Comparison of characteristics of sublacustrine fans of Liu-1 member in the Weixinan sag

3）源區(qū)性質。流一段沉積時期，盆外及盆內水系非常發(fā)育，從源區(qū)巖性組合特征來看，西南物源經過長距離的搬運，到三角洲前端泥質含量非常高，鉆井揭示泥質含量普遍在80%以上，而東南物源扇三角洲源區(qū)鉆井均鉆遇厚層箱狀含礫砂巖，物質基礎豐厚，且前人研究表明斷裂坡折帶前端，三角洲極容易滑塌形成重力流沉積［10-13］，通過以上分析初步判斷，流一段高位域早期湖底扇物源來自東南物源。

3.2 微觀分析

1）重礦特征。重礦組合特征可以有效指示物源方向，本次研究選取鋯石+電氣石+石榴石+磁鐵礦+赤褐鐵礦+白鈦礦+金紅石+銳鈦礦8種重礦組合，從重礦分析結果來看流一段上層序沉積時期潿西南凹陷主要發(fā)育四大物源體系（圖5a）。其中東物源重礦組合以石榴石和赤褐鐵礦為主，其次為白鈦礦、電氣石，西北物源主要是高的赤褐鐵礦和白鈦礦組合特征，西南物源為赤褐鐵礦+石榴石+白鈦礦組合特征，而高位域早期湖底扇重礦組合特征與東南物源具有高度相似性，主要是以鋯石和白鈦礦為主，其次是赤褐鐵礦，三角圖版進一步表明高位早期湖底扇重礦組合特征落在東南物源內（圖5b），母巖類型主要是沉積巖和巖漿巖為主，表明其物源來自東南物源，而高位域晚期湖底扇重礦組合特征落在西北物源和東南物源框內（圖5c），表現出混源的特征，反映了物源的一個變化，這主要是由于流一段高位域湖盆逐漸萎縮，三角洲自凹陷邊緣向中心逐期進積，物源供給逐漸加強造成的。

圖5 潿西南凹陷流一段高位域（T80—T81）重礦物組合特征Fig.5 Features of the heavy mineral assemblage of sublacustrine fans of highstand system tract of Liu-1 member（T80—T81）in the Weixinan sag

2）粒度特征。源匯系統的差異性導致流一段不同時期湖底扇的粒度差別非常明顯。從選取的典型井粒度曲線來看（圖6），流一段下層序A1井及中層序A5井巖心普遍含礫石，粒度直方圖表現為多峰，砂巖平均粒徑（Md）1.48 mm，粒度中值（M）為1.39 mm，概率累計曲線為三段式，以滾動搬運組分為主，含量占到67%以上，反映近源堆積的特點；流一段高位域晚期湖底扇W4井粒度直方圖表現為多峰，雜基（粒徑大小Φ＞8）體積分數15%～20%，砂巖平均粒徑（Md）0.06 mm，粒度中值（M）為0.03 mm，概率累計曲線以跳躍及懸浮搬運的兩段式為主，其中懸浮組分占比72%以上，未見滾動搬運組分，跳躍組分斜率較低，反映搬運水動力較弱；流一段高位域早期湖底扇W1井粒度直方圖表現為多峰，雜基（粒徑大小Φ＞8）體積分數普遍大于20%，砂巖平均粒徑（Md）0.03 mm，粒度中值（M）為0.02 mm，標準偏差（σ1）為2.41，偏度（SK1）為0.03，峰度（KG）為0.57，砂巖屬于分選差，峰度很平坦，近于對稱級別，鉆井粒度概率累計曲線表現為兩段式，其中懸浮組分占比86%以上，且跳躍組分斜率最低，反映水動力條件最弱。另外從靠近南物源到北部遠離物源的鉆井來看（圖6：W1→W3→W6），粒度概率累計曲線從兩段式逐漸演化為寬緩上供的單段式，懸浮組分占比逐漸增加，范圍由76%變?yōu)?2%，反映水動力條件逐漸變小，側面證明流一段高位域早期湖底扇物源是來自東南部隆起區(qū)。微觀方面分析結果表明，流一段高位域早期湖底扇物源來自東南物源，形成時水動力最低，泥質含量相對于其他時期湖底扇都偏高。

圖6 流一段湖底扇典型鉆井粒度曲線特征Fig.6 Granular curve characteristics of typical drilling of sublacustrine fans in Liu-1 member

4 高位域湖底扇沉積模式

潿西南凹陷流一段高位域為水體逐漸變淺的過程，高位早期湖盆水體較深，凹陷邊緣物源供給能力相對較弱，湖底扇物源主要來自東南物源扇三角洲，在B洼分布局限且集中（圖5a），至晚期湖盆萎縮，沉積范圍縮小，西北區(qū)及西南區(qū)發(fā)育大規(guī)模三角洲沉積體系，向凹陷中心（B洼）進積，前端形成的砂質碎屑流和滑塌濁積體在B洼連片分布。

對于流一段高位域早期湖底扇的成因，前人研究認為是火山、地震等構造運動容易引發(fā)邊坡失穩(wěn)造成沉積物垮塌再搬運觸發(fā)所致［14-18］。從本區(qū)斷裂活動分析來看，南部主要發(fā)育兩條控沉積斷層（圖5a）。F1斷層在流一段持續(xù)活動，其中上層序活動速率從西往東逐漸增加，最大可達42 m／Ma；F2斷層在流一段活動速率普遍高于40 m／Ma，最大可達98 m／Ma（圖7a）。兩條斷層形成斷階型坡折帶，東南物源扇三角洲前端在斷層活動的觸發(fā)機制下，極容易發(fā)生垮塌再搬運，形成重力流沉積。

綜上所述，流一段高位域早期湖底扇物源主要來自東南部扇三角洲，是經斷階型坡折帶限流沉積在湖盆水體深處的泥質含量較高的湖底扇（圖7b），這是其形成的最基本也是最重要的特點。

圖7 潿西南凹陷流一段控沉積斷層活動性（a）及高位域早期湖底扇沉積模式（b）Fig.7 Sedimentary controlling faults activity（a）and depositional model（b）of sublacustrine fans of early highstand system tract of Liu-1 member in the Weixinan sag

5 有利儲層預測

B洼流一段高位域早期湖底扇相對于流一段其它時期的湖底扇泥巖含量偏高，近物源端的貧泥砂質碎屑流在弱水動力條件搬運下受滑水作用和剪切潤濕作用控制，流態(tài)不斷發(fā)生變化［6］，是造成流一段高位域早期湖底扇后續(xù)多口井盡管打到“透鏡狀”朵葉，但未鉆遇良好儲層的主要原因。這種富含泥質的湖底扇最關鍵的難題是落實優(yōu)質儲層。

5.1 優(yōu)質儲層發(fā)育特征

W1、W2等多口鉆井鉆遇厚層儲層，巖性以細砂巖為主，單砂體儲層厚度大，最厚可達40 m，儲層埋深3 200～3 500 m，有效儲層的孔隙度為13%～15%，滲透率為8～20 m D。鏡下鑒定表明孔隙主要是以粒間孔、粒內溶孔為主，長石溶蝕作用發(fā)育，有效改善了儲層物性。優(yōu)質儲層在地震上通常表現為明顯下切特征，具有清晰的透鏡體外形，另外頂面地震反射較強，朵葉體內部表現為同相軸雜亂不連續(xù)的特征；差儲層以W4、A7井為典型，地震上無明顯下切，中—高頻、較連續(xù)、中振幅地震相。A7井鉆遇透鏡體邊部，主要是泥質粉砂巖，儲層不發(fā)育（表2）。

表2 流一段高位域早期湖底扇優(yōu)質儲層與差儲層特征對比Table 2 Comparison between high-quality and poor reservoirs of sublacustrine fans of early highstand system tract in Liu-1 member

5.2 優(yōu)質儲層分布預測

研究區(qū)流一段高位域湖底扇鉆井揭示從南向北（W1→W7）遠離物源區(qū)鉆遇的砂體厚度越來越小，粒度從細砂巖→粉砂巖→泥質粉砂巖→泥巖（圖3a），指示在這種弱水動力條件下形成的相對富泥湖底扇受物源作用控制明顯，一定要到近物源區(qū)尋找有利儲層。前文通過井—震結合識別出多種典型流態(tài)沉積類型，其中靠近物源端的砂質碎屑流以及高密度濁流都可以沉積卸載形成厚層塊狀砂巖，W1與W3井均鉆遇這種流態(tài)。

另外通過對湖底扇進行地震屬性提取和對比分析，湖底扇底面總能量屬性圖（圖8a）及湖底扇沉積期底面構造形態(tài)圖（圖8b）可以很好地指示湖底扇范圍，并可以進一步將高位域早期湖底扇分為東、西兩支。東、西兩條輸砂通道在地震上都表現為明顯的下切，且西側支水道下切能力更強，表明其輸砂能力更強，已鉆井W1井位于東側支，因此靠近西側支水道的朵葉更有可能發(fā)育厚層優(yōu)質儲層。

圖8 潿西南凹陷流一段高位域早期湖底扇底面（T80A）總能量屬性（a）和構造形態(tài)（b）Fig.8 Total energy（a）and structural form（b）at the bottom of sublacustrine fans of early highstand system tract of Liu-1 member（T80A）in Weixinan sag

根據上述宏觀推測+井震結合可以預測優(yōu)質儲層主要是近物源分布。利用新處理三維地震資料，共落實出11個湖底扇朵葉體平行于東南物源展布，其中5個已經鉆探，位于物源遠端的朵葉鉆井W6井證實主要含泥；A7井和W4井鉆在東西側支水道之間的朵葉邊緣，儲層整體較差，推測該湖底扇朵葉內部發(fā)育優(yōu)質儲層概率較大，W1、W5井兩個朵葉鉆探成功。另外位于西側支水道的6個朵葉體未鉆（圖9a），總面積7.8 km2，其中2、5、6朵葉體更近東南物源，且規(guī)模相對較大，地震反射特征清楚、下切深度大，朵葉內部反射特征與已鉆成功的W1井非常相似（圖9b），推測優(yōu)質儲層發(fā)育，可考慮優(yōu)先進行評價。

圖9 流一段高位域早期湖底扇潛力塊平面分布（a）及地震反射特征（b）Fig.9 Planar distribution（a）and seismic reflection characteristics（b）of sublacustrine fan potential blocks of early highstand system tract in Liu-1 member

6 結論

1）潿西南凹陷流一段高位域早期B洼廣泛分布湖底扇沉積，發(fā)育滑動滑塌、碎屑流及濁流等多種典型流態(tài)。其中砂質碎屑流以及高密度濁流都可以卸載形成厚層塊狀砂巖作為良好儲層。

2）宏觀及微觀證據表明流一段高位域早期湖底扇的物源主要來自東南物源扇三角洲，源區(qū)多口鉆井鉆遇厚層箱狀含礫砂巖，具有豐厚的物質基礎。

3）流一段高位域早期湖底扇主要是東南物源扇三角洲前緣在斷層活動觸發(fā)下經斷階型坡折帶限流分東、西兩支沉積在湖盆水體深處形成，鉆井證實湖底扇整體泥質含量較高。

4）靠近物源的砂質碎屑流和高密度濁流沉積更易于形成優(yōu)質儲層，預測靠近東南物源西側支水道發(fā)育的2、5、6湖底扇朵葉體為下一步鉆探的有利儲集體。