向巧維，柳保軍，李曉艷，吳宇翔，蔡國富

中海石油深圳分公司研究院，深圳 南山518000

引言

珠江口盆地是中國南海地區(qū)的主要含油氣盆地，三角洲沉積體系是珠江口盆地油氣勘探的最有利區(qū)帶[1]，其大規(guī)模的連片砂體可形成良好的儲集層，是南海東部地區(qū)油氣開發(fā)的主體。三角洲的類型多樣，主要受控于水體升降變化、古氣候、古地形及古構(gòu)造等作用，不同類型的三角洲具有不同的儲蓋配置關(guān)系，直接影響油氣成藏。

一直以來，普遍認為南海東部淺水地區(qū)以陸相沉積為主的古近系主要發(fā)育辮狀河三角洲沉積[2]，辮狀河三角洲平原相帶一般具有砂多泥少、粒度粗、氧化色泥巖或煤層發(fā)育的特征，而前緣相帶一般具有泥多砂少，粒度細，深色泥巖發(fā)育的特征。但隨著西江主洼周邊井的鉆探，恩平組卻揭示出了完全不同的巖性組合模式泥多、砂少且粒度粗、煤層大量發(fā)育的特征，完全不同于一般辮狀河三角洲的組合特征，為了推動勘探研究，尋找油氣，弄清其沉積體系非常有必要?；谥榻谂璧匚鹘魍莸卣鹳Y料品質(zhì)較差，本次研究在前人研究的基礎(chǔ)上，主要從古物源、古構(gòu)造及古地形等認識入手，井震結(jié)合，針對文昌期斷陷型湖盆及恩平期斷拗型湖盆這兩種不同類型湖盆所發(fā)育的不同三角洲沉積體系進行研究，解剖控沉積因素，確定砂體展布規(guī)律，挖掘勘探潛力。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

位于南海北部、華南大陸南緣的珠江口盆地，受印度板塊、歐亞板塊的接觸、碰撞以及太平洋板塊對歐亞板塊NWW 向俯沖的影響，形成了獨特的構(gòu)造格局和復(fù)雜的發(fā)育史。盆地的形成、演化大致可分為3 個階段：早始新世漸新世時期的裂陷階段，中新世早中期的拗陷沉降階段及晚中新世以后的斷塊升降階段。其中，裂陷階段又可根據(jù)斷層的拉張程度及地層的變形程度細分為斷陷階段及斷拗階段。在這種構(gòu)造背景之下，伴隨著漸新世珠海期大規(guī)模海侵的開始，珠江口盆地形成了“先斷后拗”的雙層結(jié)構(gòu)及“先陸后?！钡某练e體系[3-7]。

圖1 珠江口盆地西江主洼示意圖Fig.1 Schematic diagram of well location of Xijiang Main Depression in Pearl River Mouth Basin

西江主洼是一個繼承性洼陷，恩平組頂界面（T70）與文昌組頂界面（T80）之上均可見上超反射關(guān)系，之下在洼陷兩側(cè)轉(zhuǎn)換帶地區(qū)也可見削截反射關(guān)系，自上而下依次可分為恩一二段、恩三段及恩四段等3 個 三級層序；而文昌組由于地震資料分辨率較低，僅識別出兩個三級層序，自下而上依次分為文二段和文一段（圖2）。

圖2 珠江口盆地西江主洼洼陷結(jié)構(gòu)地震剖面圖Fig.2 Structural seismic cross-section of Xijiang Main Depression in Pearl River Mouth Basin

2 沉積相特征對比

2.1 巖性及層理構(gòu)造特征

恩平組整體上為薄層淺灰色含礫中粗砂巖與大段灰色、棕褐色粉砂巖及泥巖頻繁互層，泥多砂少，粗砂巖大部分層厚小于5 m，見沖刷面，局部見黃鐵礦，縱向上多處分布煤層，見大量生物介殼，發(fā)育波狀層理、脈狀層理、透鏡狀層理、生物擾動構(gòu)造等，層理種類非常豐富，這些層理易形成于水平面動蕩時期，在湖平面頻繁變化的沉積環(huán)境中，水動力較弱時，形成了泥質(zhì)沉積物，水動力較強時則帶來陸上的砂質(zhì)沉積物，切開泥質(zhì)沉積物，由于水動力強弱變化不一，在不同的情況下分別可形成波狀、脈狀或是透鏡狀層理，水體淺時生物較為活躍，可形成大量生物擾動的痕跡（圖3）。整體來說，前三角洲較為發(fā)育，三角洲前緣發(fā)育含礫中粗砂巖的水下分支河道，且水上與水下環(huán)境頻繁交替出現(xiàn)，具有典型的淺水沉積特征（圖4）。

文昌組砂泥巖分布較穩(wěn)定，基本上以大段的淺灰色含礫粗砂巖、雜色砂礫巖夾薄層泥巖為主，砂多泥少，砂體粒度粗且厚，大部分約10 m 左右，偶見煤層，少量蟲孔，局部見黃鐵礦，主要發(fā)育塊狀層理，沉積物堆積速度快，水動力強，符合辮狀河三角洲的沉積特征（圖3）。其中，三角洲平原發(fā)育的砂體粒度粗、厚度大，巖性以淺灰色含礫粗砂巖、雜色砂礫巖為主，煤層發(fā)育，見高嶺土，塊狀層理；三角洲前緣發(fā)育的砂體粒度比平原的細，厚度較薄，巖性以淺灰色含礫中砂巖、淺灰色細砂巖為主，局部見黃鐵礦富集體，塊狀層理（圖4）。

2.2 結(jié)構(gòu)特征

2.2.1 成分成熟度及結(jié)構(gòu)成熟度特征

恩平組及文昌組的巖石類型均以長石石英砂巖為主，長石含量較高，以鉀長石為主，反映了近物源沉積特征。

恩平組分選較好，磨圓以次圓為主，磨圓度較好，文昌組分選差中等，磨圓以次棱次圓和次圓為主，磨圓度較差，總體上，文昌期離物源更近（圖5）。

2.2.2 粒度曲線特征

從粒度分析的資料來看，XJA 井樣品整體共有滾動總體、跳躍總體和懸浮總體，其中，在文昌組一段及文昌組二段為以懸浮和跳躍總體為主的兩段式曲線，反映當時水動力較強，為河道的典型特征。

2.3 地球物理特征

測井曲線形態(tài)上，恩平組總體以間斷性正旋回為主，河道特征明顯，垂向積層序不連續(xù)，所鉆遇地層應(yīng)以河道沉積為主；文昌組則以反旋回為主，三角洲特征明顯，并且有較連續(xù)的垂向沉積層序，所鉆遇地層應(yīng)以三角洲沉積為主。

地震反射剖面上，恩平組地形較緩，易形成寬緩的淺水沉積，湖盆邊緣發(fā)育的中低頻中弱振幅中弱連的疊瓦狀前積反射，為淺水三角洲砂體沉積；湖盆內(nèi)部發(fā)育的小型凹形反射（圖7），為分支河道沉積；沼澤平原及洪泛平原沉積其地震相類似，均為平行亞平行反射，但振幅強弱不同，且兩者發(fā)育位置不同，沼澤平原位于湖盆內(nèi)部，洪泛平原位于陸上；文昌組地形較陡，易形成中深湖沉積，在湖盆邊緣識別出一些斷續(xù)的中低頻中弱振幅中弱連前積反射特征（圖7，圖8），為辮狀河三角洲砂體沉積；湖盆內(nèi)部的平行亞平行反射為湖相泥沉積。

圖7 淺水三角洲地球物理特征對比Fig.7 Comparison of geophysical characteristics of shallow water delta

圖8 辮狀河三角洲地球物理特征對比Fig.8 Comparison of geophysical characteristics of braided river delta

3 斷裂組合形態(tài)

斷裂控制斷陷盆地的構(gòu)造格局，也控制洼陷層序和沉積的發(fā)育，同沉積構(gòu)造的活動所產(chǎn)生的古地貌對沉積體系的發(fā)育分布起著極其重要的控制作用，在平面上主要表現(xiàn)為對沉積中心的影響以及沉積相帶發(fā)育的差異[8-13]。

圖9 西江主洼斷裂組合形態(tài)Fig.9 Combination form of Xijiang Main Depression Fault

4 沉積演化及有利勘探方向

文昌期為斷陷盆地，北陡南緩，北部發(fā)育深大斷裂，扇三角洲較為發(fā)育，南部為緩坡超覆帶，但由于北東北西向斷層活動劇烈，形成較陡的地形，在緩坡背景的陡坡地形控制下發(fā)育大規(guī)模的辮狀河三角洲，水體深，中深湖相發(fā)育，從而組成辮狀河三角洲湖泊的沉積體系。辮狀河三角洲沉積體系的特點是沉積物主要為砂巖、砂礫巖，厚度大，分布廣，側(cè)向和垂向的連通性好，在儲集方面有優(yōu)勢，勘探風(fēng)險在于蓋層的封堵能力。文昌組埋深約4 000～5 000 m，深度深，壓實作用強，分流間灣泥或前三角洲泥均可作為蓋層，實現(xiàn)有效封堵，利于油氣的儲存（圖10，圖11）。

圖10 西江主洼文昌組恩平組沉積相剖面圖Fig.10 Sedimentary facies profile of Wenchang FormationEnping Formation in Xijiang Main Depression

圖11 西江主洼文昌組沉積相平面圖Fig.11 Sedimentary facies map of Wenchang Formation in Xijiang Main Depression

恩平期為斷拗盆地，近東西向斷層活動變?nèi)酰诺匦屋^為平緩，水體較淺，北部扇三角洲規(guī)模變小，南部緩坡帶上的辮狀河三角洲規(guī)模也逐步變小，演變成淺水三角洲沉積，類似現(xiàn)今的洞庭湖與鄱陽湖[8-15]，隨著湖盆擴張，盆地內(nèi)部北東南東東西向斷層活動的逐步增強，河流作用變強，淺水三角洲前緣的分支河道繼續(xù)向前延伸，盆地中心可容空間變大，淺水三角洲前緣砂體進一步向盆地中心匯聚，在湖相泥巖之上形成水下分支河道沉積，并在強水動力環(huán)境下反復(fù)遷移、疊置，在湖相泥巖之上沉積薄層粗粒物質(zhì)，整體來說，該地形控制下的淺水三角洲前緣水下分支河道極為發(fā)育，枯水期河流作用變?nèi)酰虏糠直┞兜乇?，大片泥炭沼澤形成，形成淺水三角洲湖泊沉積體系。淺水三角洲分支河道沉積體系的特點是沉積物主要為泥巖，厚度大，分布廣，且位于緩坡帶一側(cè)，沿緩坡上傾方向可實現(xiàn)有效封堵，頂封和側(cè)封條件好，在封堵方面有優(yōu)勢。在盆地中央斷裂的控制下，將淺水三角洲前緣砂體引入盆地中央沉積，形成多條分支河道，河道砂粒度較粗，物性較好，水下分支河道至“上游”緩坡帶一側(cè)的淺水三角洲砂體均是油氣潛力區(qū)，可形成有效儲集層，利于油氣的儲存（圖10，圖12）。兩種類型沉積體系儲蓋組合特征雖然不同，但其良好的配置關(guān)系都利于形成較大的儲量規(guī)模[14-17]。

圖12 西江主洼恩平組沉積相平面圖Fig.11 Sedimentary facies map of Enping Formation in Xijiang Main Depression

5 湖底分支河道成因的探討

恩平期湖盆邊緣整體構(gòu)造活動不強烈，北東—北西向的斷裂活動變?nèi)?，地形逐漸變緩，淺水三角洲沿湖盆邊緣發(fā)育，但隨著湖盆進一步拉張變寬，湖盆中心可容空間變大，洼陷中央逐漸發(fā)育了一系列北東—南東—東西向的斷裂，這一系列生長斷裂為淺水三角洲河道砂體“流向”洼陷中央提供了有利的途徑，斷裂活動時地形坡度變陡，湖盆加深，河流作用增強，淺水三角洲前緣砂體受強水動力的作用可沿斷裂階梯進一步匯入湖盆，走向受斷裂控制的前緣砂體逐漸演變成水下分支河道，河道砂體粒度較粗，井壁芯上可見明顯沖刷面，伽馬曲線整體呈正旋回，粒度曲線以一懸一跳兩段式為主，地震剖面上也能見到河道下切產(chǎn)生的凹形反射；斷裂活動變?nèi)鯐r，河流作用變?nèi)?，隨著地層不斷被沉積充填，湖平面相對下降，湖盆整體處于暴露氧化環(huán)境，主要發(fā)育泥炭沼澤，錄井上多見煤層，這種泥巖層、煤層與粗粒薄層砂體頻繁互層的現(xiàn)象，揭示了水上與水下環(huán)境頻繁切換，季節(jié)性洪水時常發(fā)生，物源供給較不穩(wěn)定，洪水期湖盆中央河道發(fā)育。

6 結(jié)論

（1）斷裂的活動控制了三角洲的類型，同時也控制了砂體的展布形態(tài)。文昌期發(fā)育的平行狀、階梯狀及斜交狀斷層主要分布于盆地邊緣，使得緩坡帶地形變陡，砂體沿階梯或轉(zhuǎn)換帶交角處搬運至湖盆，形成大型辮狀河三角洲沉積；恩平期發(fā)育的同向、反向及斜交狀斷層主要分布于盆地中央，雖然整體地形變緩，但湖盆內(nèi)部多期次發(fā)育的斷裂可為砂體流向湖盆中央提供通道，使得湖盆內(nèi)有粗粒沉積物出現(xiàn)，形成了水下分支河道極為發(fā)育的淺水三角洲沉積。

（2）兩種不同類型的緩坡三角洲沉積特征不同。淺水三角洲體系泥巖較為發(fā)育，可見薄層粗砂，煤層豐富，測井曲線多呈正韻律，有河道沖刷特征，顆粒分選、磨圓較好，地震剖面上見小型凹型反射特征；而辮狀河三角洲砂巖較為發(fā)育，砂體厚且粗，測井曲線多呈反韻律，顆粒分選、磨圓較差，地震剖面上以前積反射為主。

（3）富烴洼陷周邊的緩坡轉(zhuǎn)換帶可提供良好的側(cè)封條件，三角洲砂體特別是水下分支河道有良好的儲集條件，分流間灣泥、前三角洲泥或湖相泥能成為良好的蓋層，優(yōu)越的儲蓋配置條件使得西江主洼南部緩坡轉(zhuǎn)換帶恩平組和文昌組極具勘探潛力。