牛莊洼陷沙三中亞段低位域砂體沉積分布特征

丁桔紅

（中國石油股份勝利油田分公司地質研究院，山東東營257015）

牛莊洼陷沙三中亞段低位域砂體沉積分布特征

丁桔紅

（中國石油股份勝利油田分公司地質研究院，山東東營257015）

依據錄井、測井、巖芯和孢粉化石分析等，認為牛莊洼陷發育于原沙三下亞段上下兩套油頁巖之中的砂體應屬于沙三中亞段低位體系域，為水下沖積扇和深水濁積扇；并闡明了其沉積分布特征，且進一步運用層序地層學原理研究認為研究區低位域砂體沉積相組合-層序及體系域疊置模式為低水位深水濁積扇-湖平上升初期的低水位水下沖積扇-后期的湖侵水道。

水下沖積扇；深水濁積扇；沉積特征；分布特征；低位體系域;沙三段中亞段；牛莊洼陷

隨著濟陽坳陷油氣勘探工作的不斷深入，隱蔽油藏成為主要勘探方向[1]，以濁流等重力流成因砂體為儲層的巖性油藏已成為重要的勘探目標。牛莊洼陷沙三中亞段低位域砂體雖然前人[2-3]對其有所研究，但認為是沙三下亞段三角洲滑塌濁積扇，是狹義的濁積巖[4],且對其分布、成因演化模式尚缺乏宏觀上整體系統的研究，本文基于大量的巖心觀察、取樣和詳實的鉆測井資料分析，對此砂體進行了精細研究，闡明了本砂體發育的層序、成因、沉積分布特征和體系域疊置模式，為巖性油氣藏勘探開發提供更詳細的基礎資料。

1 地質概況

牛莊洼陷沙三中亞段低位域砂體分布于東營凹陷牛莊洼陷中部和西部地區（圖1）。研究區古近系至第四系發育較全，主要含油層系為古近系沙河街組三段原下亞段，發育在原沙三下亞段上下兩套高阻油頁[3]之中的砂巖，成藏條件優越，如近幾年曾部署的王550、牛871以及東風1等探井，均在本砂礫巖層試油均獲20噸以上工業油流。

圖1 東營凹陷牛莊洼陷構造位置圖Fig.1 Sketch map showingtectonic location ofNiuzhuangsag

2 沉積特征

通過對牛莊洼陷研究區東科1、牛22、王59等7口取芯井進行巖心觀察和測井曲線特征的分析，結果表明牛莊洼陷中部和中西部地區研究層段的沉積特征不同。

2.1 牛莊洼陷中部沉積特征

（1）研究層段巖性為褐灰色油頁巖、泥巖夾灰色含中、粗礫細礫巖、含礫砂巖、塊狀砂巖及粉砂巖（圖 2）。

（2）根據東科1井3323.1～3334.9 m井段粒度資料，粒度分布曲線呈現平緩的一段式和兩段式（圖2），是重力流沉積中最常見的：C-M圖中，砂礫巖群基本平行于C=M基線。

（3）根據巖芯觀察，研究井區廣泛發育沖刷面、遞變層理、變形層理、小斷層、包卷層理、紅色泥質條帶和紅色泥礫等反映重力流沉積特征的層理和構造；經過分析認為砂巖中這些紅色的泥質條帶原來是在靜水條件下沉積的，后來由于水體動蕩泥質被攪起，混雜在砂質沉積物中一起再次形成沉積，紅色的泥質條帶、紅色泥礫反映了淺湖的沉積環境。

（4）垂向層序上，含中、粗礫細礫巖、含礫砂巖、塊狀砂巖及粉砂巖總體組成許多正粒序，有鮑馬序列的a段、b段、ab段、c段和d段等組合。（圖2）。

（6）自然電位曲線主要呈鐘形-箱形組合（圖2）。

以上沉積特征表明：牛莊洼陷中部研究區的砂體屬發育于淺湖的水下重力流沉積形成水下沖積扇[5]。

2.2 中西部地區沉積特征

（1）研究層段巖石類型以中細砂巖為主，夾于深湖-半深湖褐灰色油頁巖、泥巖中（圖3）。

（2）砂巖中多見正遞變層理、塊狀層理及平行層理等，垂向層序上由中細砂巖及泥質粉砂組成許多正韻律，有鮑馬序列的a段、b段、d段等組合。（圖 3）

（3）自然電位曲線主要呈微齒化的鐘形-箱形-指形組合（圖3）。

由以上沉積特征可以看出：位于中央隆起帶中西部研究區的砂體屬于深水濁積扇。

3 層序劃分

根據巖芯觀察及以上沉積特征可看出：研究層段沉積期牛莊洼陷中部為淺湖相，而中央隆起帶中西部地區為深湖相。這與原沙三下亞段研究區研究層段為深湖-半深湖沉積環境相矛盾。

圖2 東科1井研究層段沉積相柱狀圖Fig.2 Studyinterval column ofthe sedimentaryfacies through Dongke-1 well

圖3 牛105井研究層段沉積相柱狀圖Fig.3 Studyinterval column ofthe sedimentaryfacies through Niu-105 well

為了進一步驗證牛莊洼陷中部研究層段的沉積環境，對牛莊洼陷中部的東科1井3304.1～3314.2 m取樣進行孢粉化石分析鑒定。藻類以原沙三段典型分子渤海藻科為主，分別有渤海藻屬、粒面渤海藻和錐藻，其它還有少量疑源類粒面藻屬、光面球藻屬及淡水類的盤星屬和肋環藻屬。渤海藻發育在和海水有一定關系的或有一定鹽度的濱淺湖中；盤星藻的生存環境一般為淡水，因此，該樣品所反映的沉積水體為具有一定鹽度的濱淺湖。鑒定結果進一步證明了研究區牛莊洼陷中部的濁積砂體發育在濱淺湖中。

那么研究層段應為沙三下亞段還是為沙三中亞段？若為沙三下亞段應為本亞段的高位體系域，若為沙三中亞段應為此段的低位體系域，根據層序地層學的體系域模式[6]，高水位體系域通常由早期加積式或晚期進積式準層序組組成。但研究區的取芯井從巖電特性上表現為退積的特征，因此按照層序地層學的原理，研究層段應為沙三中亞段低位體系域。

4 分布特征

由研究區砂巖等厚圖可以看出（圖4）：研究層段的砂層可分為兩個分枝：東部分枝和西部分枝；東部分枝沿王14-東科1-王550-東風1井方向展布，在王550和東風1井區存在兩個厚度中心，王14水道長約7 km，寬約3 km，水下沖積扇面積約24 km2，深水濁積扇面積約27 km2；西部分枝沿通13-牛22-牛105-河61井方向展布，在牛22井區存在一個厚度中心，其中通13水道長約6 km，寬約2 km，水下沖積扇面積約23 km2，深水濁積扇面積約26 km2。兩個分枝的高值帶都受南部物源控制。

東西兩個分枝以水道、水下沖積扇、深水濁積扇的形式由東南至西北方向展布（圖5）。水下沖積扇平面上大至呈窄長的扇形展布，剖面上呈楔形，有兩個期次扇體疊加（圖8）；深水濁積扇平面上大至呈扇形展布，剖面上呈透鏡狀（圖8）。研究區濁積扇分別受構造坡折帶控制，由坡折帶上部下切水道和下部扇體兩部分組成（圖6），與緩坡遠岸濁積扇沉積模式[7]具有相似性。水道發育于王家崗斷裂構造坡折帶上方，在坡折帶前方的湖底深水中可能發育湖底扇。水下沖積扇受王家崗斷裂構造坡折帶控制，主要由下部扇體組成，上部下切水道可能后期被剝蝕。深水濁積扇東枝受河127斷裂構造坡折控制、西枝受古地形坡折控制，下切水道很短基本被剝蝕，主要由扇體組成。

圖4 牛莊洼陷沙三中亞段低位域砂體等厚圖Fig.4 Isopach map ofLowstand sand bodies in the middle Es3 member ofShahejie Formation ofNiuzhuangSag

圖5 牛莊洼陷沙三中亞段平面沉積相圖Fig.5 Sedimentaryfacies plan in the middle Es3 member ofShahejie Formation ofNiuzhuangSag

5 沉積相組合模式

Sangree的沉積相組合——層序及體系域疊置模式[9]，是依據巖電特性，進行層序及體系域的劃分模式，本區沉積相的組合與該模式相吻合，根據此模式，研究區沙三中亞段王14、官1等井底部為反韻律的巖電特征，其頂部為正韻律，這個砂巖體可能是由早期沙三下亞段高水位體系域和后期沙三中亞段湖侵體系域砂巖體兩部份組成，之間存在沉積間斷；東科1、牛22井從巖電特性上表現為退積的特征，在砂層底發育沙三下亞段和沙三中亞段的不整合面，不整合面下為沙三下亞段高位體系域，上為沙三中亞段湖平上升初期的低位水下沖積扇和湖浸體系域。同樣對于中西部地區的牛871、東風1、牛105等井也存在類似情況，不同的是此井區濁積砂體發育在深水區（圖6）。

因此得出研究區沙三中亞段低位域砂體沉積相組合—層序及體系域疊置模式：深水濁積扇—湖平上升初期的低水位水下沖積扇—湖平上升后期的湖侵水道。

圖6 牛莊洼陷沙三中亞段東部分枝沉積相剖面模式圖Fig.6 Sedimentaryfacies section model ofeastern branch in the middle Es3 member ofNiuzhuangSag

6 結論

牛莊洼陷發育于原沙三下亞段上下兩套油頁之中的砂體主要分布在牛莊洼陷中部和西部地區，中部的砂體為發育于淺湖的水下沖積扇，西部砂體屬于深水濁積扇，根據沉積環境及層序地層學的體系域模式認為兩扇應為沙三中亞段低位體系域。砂體沉積相組合—層序及體系域疊置模式為低水位深水濁積扇-湖平上升初期的低水位水下沖積扇-后期的湖侵水道。

[1]李丕龍．陸相斷陷盆地層序地層學應用[M]．北京：石油工業出版社，2003，12，3.

[2]吳崇筠．湖盆砂體類型[J]．沉積學報．1986，4（4）：5-8.

[3]王秉海，錢凱．勝利油區地質研究與勘探實踐[M]．東營：石油大學出版社，1992,36，202-203.

[4]方愛民，李繼亮，候泉林．濁流及相關重力流沉積研究綜述[J]．地質評論，1998，44（3）：270-280.

[5]馮有良，李思田．東營凹陷沙河街組三段層序低位砂體沉積特征[J]．地質評論，2001，47（3）：278-286.

[6]紀友亮，張世奇等．層序地層學原理及層序成因機制模式[M]．北京：地質出版社，1998，47-52.

[7]李丕龍．陸相斷陷盆地沉積體系與油氣分布[M]．北京：石油工業出版社，2003，12，61-63.

[8]Sangree J B,Vail P R.張宏逵等譯.應用層序地層學[M]..東營：石油大學出版社，1991.

[9]劉震，吳因業．層序地層框架與油氣勘探[M]．北京：石油工業出版社，1999,8，6-7.

Depositional and Distributive characteristics of Lowstand Sand Bodies in the Middle Es3 Member of Shahejie Formation of Niuzhuang Subsag

DING Ju-Hong
(The Research Institute of Geological Science,the Shengli Oil field Company Limited,Dongying 257015,Shandong,China)

By analyzing of well drilling,well logging,core and cryptogam fossils data,the sand bodies previously classified to the middle of two sets of oil-bearing shale in the lower Es3 should be classified to low-stand system tract(LST)in the middle Es3,which is deposited in underwater fluvial and deep-water turbidite fan phases.The depositional and distributive characteristics of LST in middle Es3 indicated that the sand deposition-sequence and system tract overlay mode are from low-water-level deep-water turbidite fan to low-water-level alluvial fan in earlier lake-level-rise stage,and to later transgressive waterways.

fluvial fan of underwater;turbidite fan of deep-water;depositional features;Low-stand system tract;Niuzhuang subsag

P539.2

A

1007-3701(2012)02-184-05

2011-10-18；

2011-12-10

丁桔紅（1973—），女，碩士，工程師，主要從事油氣勘探綜合研究，E-mail:dongying1232008@sina.com