牛庄洼陷沙三中亚段低位域砂体沉积分布特征

丁桔红

（中国石油股份胜利油田分公司地质研究院，山东东营257015）

牛庄洼陷沙三中亚段低位域砂体沉积分布特征

丁桔红

（中国石油股份胜利油田分公司地质研究院，山东东营257015）

依据录井、测井、岩芯和孢粉化石分析等，认为牛庄洼陷发育于原沙三下亚段上下两套油页岩之中的砂体应属于沙三中亚段低位体系域，为水下冲积扇和深水浊积扇；并阐明了其沉积分布特征，且进一步运用层序地层学原理研究认为研究区低位域砂体沉积相组合-层序及体系域叠置模式为低水位深水浊积扇-湖平上升初期的低水位水下冲积扇-后期的湖侵水道。

水下冲积扇；深水浊积扇；沉积特征；分布特征；低位体系域;沙三段中亚段；牛庄洼陷

随着济阳坳陷油气勘探工作的不断深入，隐蔽油藏成为主要勘探方向[1]，以浊流等重力流成因砂体为储层的岩性油藏已成为重要的勘探目标。牛庄洼陷沙三中亚段低位域砂体虽然前人[2-3]对其有所研究，但认为是沙三下亚段三角洲滑塌浊积扇，是狭义的浊积岩[4],且对其分布、成因演化模式尚缺乏宏观上整体系统的研究，本文基于大量的岩心观察、取样和详实的钻测井资料分析，对此砂体进行了精细研究，阐明了本砂体发育的层序、成因、沉积分布特征和体系域叠置模式，为岩性油气藏勘探开发提供更详细的基础资料。

1 地质概况

牛庄洼陷沙三中亚段低位域砂体分布于东营凹陷牛庄洼陷中部和西部地区（图1）。研究区古近系至第四系发育较全，主要含油层系为古近系沙河街组三段原下亚段，发育在原沙三下亚段上下两套高阻油页[3]之中的砂岩，成藏条件优越，如近几年曾部署的王550、牛871以及东风1等探井，均在本砂砾岩层试油均获20吨以上工业油流。

图1 东营凹陷牛庄洼陷构造位置图Fig.1 Sketch map showingtectonic location ofNiuzhuangsag

2 沉积特征

通过对牛庄洼陷研究区东科1、牛22、王59等7口取芯井进行岩心观察和测井曲线特征的分析，结果表明牛庄洼陷中部和中西部地区研究层段的沉积特征不同。

2.1 牛庄洼陷中部沉积特征

（1）研究层段岩性为褐灰色油页岩、泥岩夹灰色含中、粗砾细砾岩、含砾砂岩、块状砂岩及粉砂岩（图 2）。

（2）根据东科1井3323.1～3334.9 m井段粒度资料，粒度分布曲线呈现平缓的一段式和两段式（图2），是重力流沉积中最常见的：C-M图中，砂砾岩群基本平行于C=M基线。

（3）根据岩芯观察，研究井区广泛发育冲刷面、递变层理、变形层理、小断层、包卷层理、红色泥质条带和红色泥砾等反映重力流沉积特征的层理和构造；经过分析认为砂岩中这些红色的泥质条带原来是在静水条件下沉积的，后来由于水体动荡泥质被搅起，混杂在砂质沉积物中一起再次形成沉积，红色的泥质条带、红色泥砾反映了浅湖的沉积环境。

（4）垂向层序上，含中、粗砾细砾岩、含砾砂岩、块状砂岩及粉砂岩总体组成许多正粒序，有鲍马序列的a段、b段、ab段、c段和d段等组合。（图2）。

（6）自然电位曲线主要呈钟形-箱形组合（图2）。

以上沉积特征表明：牛庄洼陷中部研究区的砂体属发育于浅湖的水下重力流沉积形成水下冲积扇[5]。

2.2 中西部地区沉积特征

（1）研究层段岩石类型以中细砂岩为主，夹于深湖-半深湖褐灰色油页岩、泥岩中（图3）。

（2）砂岩中多见正递变层理、块状层理及平行层理等，垂向层序上由中细砂岩及泥质粉砂组成许多正韵律，有鲍马序列的a段、b段、d段等组合。（图 3）

（3）自然电位曲线主要呈微齿化的钟形-箱形-指形组合（图3）。

由以上沉积特征可以看出：位于中央隆起带中西部研究区的砂体属于深水浊积扇。

3 层序划分

根据岩芯观察及以上沉积特征可看出：研究层段沉积期牛庄洼陷中部为浅湖相，而中央隆起带中西部地区为深湖相。这与原沙三下亚段研究区研究层段为深湖-半深湖沉积环境相矛盾。

图2 东科1井研究层段沉积相柱状图Fig.2 Studyinterval column ofthe sedimentaryfacies through Dongke-1 well

图3 牛105井研究层段沉积相柱状图Fig.3 Studyinterval column ofthe sedimentaryfacies through Niu-105 well

为了进一步验证牛庄洼陷中部研究层段的沉积环境，对牛庄洼陷中部的东科1井3304.1～3314.2 m取样进行孢粉化石分析鉴定。藻类以原沙三段典型分子渤海藻科为主，分别有渤海藻属、粒面渤海藻和锥藻，其它还有少量疑源类粒面藻属、光面球藻属及淡水类的盘星属和肋环藻属。渤海藻发育在和海水有一定关系的或有一定盐度的滨浅湖中；盘星藻的生存环境一般为淡水，因此，该样品所反映的沉积水体为具有一定盐度的滨浅湖。鉴定结果进一步证明了研究区牛庄洼陷中部的浊积砂体发育在滨浅湖中。

那么研究层段应为沙三下亚段还是为沙三中亚段？若为沙三下亚段应为本亚段的高位体系域，若为沙三中亚段应为此段的低位体系域，根据层序地层学的体系域模式[6]，高水位体系域通常由早期加积式或晚期进积式准层序组组成。但研究区的取芯井从岩电特性上表现为退积的特征，因此按照层序地层学的原理，研究层段应为沙三中亚段低位体系域。

4 分布特征

由研究区砂岩等厚图可以看出（图4）：研究层段的砂层可分为两个分枝：东部分枝和西部分枝；东部分枝沿王14-东科1-王550-东风1井方向展布，在王550和东风1井区存在两个厚度中心，王14水道长约7 km，宽约3 km，水下冲积扇面积约24 km2，深水浊积扇面积约27 km2；西部分枝沿通13-牛22-牛105-河61井方向展布，在牛22井区存在一个厚度中心，其中通13水道长约6 km，宽约2 km，水下冲积扇面积约23 km2，深水浊积扇面积约26 km2。两个分枝的高值带都受南部物源控制。

东西两个分枝以水道、水下冲积扇、深水浊积扇的形式由东南至西北方向展布（图5）。水下冲积扇平面上大至呈窄长的扇形展布，剖面上呈楔形，有两个期次扇体叠加（图8）；深水浊积扇平面上大至呈扇形展布，剖面上呈透镜状（图8）。研究区浊积扇分别受构造坡折带控制，由坡折带上部下切水道和下部扇体两部分组成（图6），与缓坡远岸浊积扇沉积模式[7]具有相似性。水道发育于王家岗断裂构造坡折带上方，在坡折带前方的湖底深水中可能发育湖底扇。水下冲积扇受王家岗断裂构造坡折带控制，主要由下部扇体组成，上部下切水道可能后期被剥蚀。深水浊积扇东枝受河127断裂构造坡折控制、西枝受古地形坡折控制，下切水道很短基本被剥蚀，主要由扇体组成。

图4 牛庄洼陷沙三中亚段低位域砂体等厚图Fig.4 Isopach map ofLowstand sand bodies in the middle Es3 member ofShahejie Formation ofNiuzhuangSag

图5 牛庄洼陷沙三中亚段平面沉积相图Fig.5 Sedimentaryfacies plan in the middle Es3 member ofShahejie Formation ofNiuzhuangSag

5 沉积相组合模式

Sangree的沉积相组合——层序及体系域叠置模式[9]，是依据岩电特性，进行层序及体系域的划分模式，本区沉积相的组合与该模式相吻合，根据此模式，研究区沙三中亚段王14、官1等井底部为反韵律的岩电特征，其顶部为正韵律，这个砂岩体可能是由早期沙三下亚段高水位体系域和后期沙三中亚段湖侵体系域砂岩体两部份组成，之间存在沉积间断；东科1、牛22井从岩电特性上表现为退积的特征，在砂层底发育沙三下亚段和沙三中亚段的不整合面，不整合面下为沙三下亚段高位体系域，上为沙三中亚段湖平上升初期的低位水下冲积扇和湖浸体系域。同样对于中西部地区的牛871、东风1、牛105等井也存在类似情况，不同的是此井区浊积砂体发育在深水区（图6）。

因此得出研究区沙三中亚段低位域砂体沉积相组合—层序及体系域叠置模式：深水浊积扇—湖平上升初期的低水位水下冲积扇—湖平上升后期的湖侵水道。

图6 牛庄洼陷沙三中亚段东部分枝沉积相剖面模式图Fig.6 Sedimentaryfacies section model ofeastern branch in the middle Es3 member ofNiuzhuangSag

6 结论

牛庄洼陷发育于原沙三下亚段上下两套油页之中的砂体主要分布在牛庄洼陷中部和西部地区，中部的砂体为发育于浅湖的水下冲积扇，西部砂体属于深水浊积扇，根据沉积环境及层序地层学的体系域模式认为两扇应为沙三中亚段低位体系域。砂体沉积相组合—层序及体系域叠置模式为低水位深水浊积扇-湖平上升初期的低水位水下冲积扇-后期的湖侵水道。

[1]李丕龙．陆相断陷盆地层序地层学应用[M]．北京：石油工业出版社，2003，12，3.

[2]吴崇筠．湖盆砂体类型[J]．沉积学报．1986，4（4）：5-8.

[3]王秉海，钱凯．胜利油区地质研究与勘探实践[M]．东营：石油大学出版社，1992,36，202-203.

[4]方爱民，李继亮，候泉林．浊流及相关重力流沉积研究综述[J]．地质评论，1998，44（3）：270-280.

[5]冯有良，李思田．东营凹陷沙河街组三段层序低位砂体沉积特征[J]．地质评论，2001，47（3）：278-286.

[6]纪友亮，张世奇等．层序地层学原理及层序成因机制模式[M]．北京：地质出版社，1998，47-52.

[7]李丕龙．陆相断陷盆地沉积体系与油气分布[M]．北京：石油工业出版社，2003，12，61-63.

[8]Sangree J B,Vail P R.张宏逵等译.应用层序地层学[M]..东营：石油大学出版社，1991.

[9]刘震，吴因业．层序地层框架与油气勘探[M]．北京：石油工业出版社，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

丁桔红（1973—），女，硕士，工程师，主要从事油气勘探综合研究，E-mail:dongying1232008@sina.com