梨树断陷西丁家地区沙河子组—营城组沉积体系及演化过程研究

胡望水 成 群 单敬福

（长江大学，荆州 434023）

梨树断陷西丁家地区沙河子组—营城组沉积体系及演化过程研究

胡望水 成 群 单敬福

（长江大学，荆州 434023）

根据岩心、测录井、地震以及分析化验资料，运用沉积学原理和方法，对西丁家地区沙河子组—营城组时期沉积相和沉积体系进行综合研究。研究表明该区域在早白垩世主要发育湖泊、辫状河三角洲相等四大类沉积相及其亚相和微相。结合研究区“西断东超”型箕状断陷的构造演化特征，在沉积相认识的基础上组合出两大类沉积体系：从沙河子组沉积期至营城组沉积期，北部斜坡带由扇三角洲—水下扇沉积体系演化为辫状河三角洲—湖泊沉积体系；西部断阶带主要发育扇三角洲—水下扇沉积体系。

梨树断陷；沉积体系；沉积演化

西丁家地区位于松辽盆地南部东南隆起区梨树断陷西北部，构造区划上位于桑树台深凹带北部西丁家窝堡，跨北部斜坡带皮家地区，西部边界由桑树台大断裂所控制，东部为上超缓坡带，表现为中间低两端高、西断东超、西深东浅的构造特征［1］。研究区目前已经发现了苏家屯—皮家油气田和数个含油气构造［2］，但仍属于低勘探程度地区。

1 西丁家地区沉积相研究

根据综合录井图及沉积构造背景，可将西丁家地区白垩纪沙河子组—营城组上部划分为4个大相、13个亚相和20多个微相。

1.1 湖泊相

湖泊相主要发育在研究区中部和南部的广大区域。根据测录井资料反映出的岩石颜色、岩性以及接触关系，湖泊相又可划分为滨浅湖、深湖和半深湖亚相。滨浅湖亚相以灰色、浅灰色泥岩为主，发育的微相有湖泥、滩坝砂等砂体类型。浅色湖泥自然伽马曲线形态为低幅微齿状，自然电位呈低值；滩坝的自然伽马曲线幅度较高，自然电位幅度略高于湖泥。在深湖、半深湖区域，可以发育深灰色、灰黑色湖泥和浊积砂体。其中深色湖泥自然伽马曲线和自然电位形态平直、靠近基线；浊积体自然伽马曲线为高幅微齿状，电位形态较平直。

1.2 辫状河三角洲相

通过地震资料和单井资料，可以识别出辫状河三角洲沉积相的特征。在地震剖面中，相特征表现为规模较大的顶积、前积和底积反射波组［3］，以前积反射结构最为显著（图1）。在单井资料中，研究区内部的大部分钻井均揭示出了辫状河三角洲相。自然电位曲线由下至上幅度增大，构成了由细变粗的反旋回沉积特征。辫状河三角洲沉积相下又可以识别出三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲3个亚相单元。辫状河三角洲前缘河道发育平行层理、交错层理及波状层理，且在砂岩粉砂岩中可见泥质条带。以 SN92井为例（图 2），在该井的 2 560～2 566m取心井段，可以识别出大型的交错层理、斜层理，岩性为砾岩，其沉积环境可以定为水流能量较强,物源供应充足的河道底部沉积物。

1.3 扇三角洲相

扇三角洲沉积体系是研究区最为发育的一种沉积体系类型。凹陷周缘物源沉积体系很快进入湖泊水体之中，形成了近物源、多期次、规模不一并广泛分布的扇三角洲沉积体系单元［4］。受到古构造、古地形、物源水系、湖泊水动力条件等不同沉积控制因素的影响，不同时期、不同构造部位的扇三角洲的分布范围、发育形态等表现出不同的特征。扇三角洲可以分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲亚相。扇三角洲的各种亚相、微相单元中的沉积识别标志较为明显，一般可以通过钻井资料识别出各种微相单元，以扇三角洲前缘为例，沉积旋回呈由下至上由细变粗的粒序，自然伽马曲线值较低，形态呈齿化的钟型、箱型。通过地震资料可以粗略地识别出各亚相单元，和辫状河三角洲的大型前积结构不同，扇三角洲的反射结构以乱岗—前积结构为主（图3）。粒度概率曲线基本以一段式为主（图4），缺少滚动和悬浮组分，以细纱质中砂岩为主，跳跃斜率较陡，表明分选程度中—好，为扇三角洲前缘水下分流河道间沉积。

图1 LINE320地震剖面前积反射结构

图2 SN92井2 563.95m处岩心照片

图3 LINE260乱岗反射结构

1.4 水下扇

图4 SW30井、L3井粒度概率累积曲线图

水下扇又可分为近岸水下扇和远岸水下扇（浊积体群），是断陷湖盆中一种重要的沉积相，通常成群分布于控陷断层的下降盘和陡坡带的下倾方向（图5）。因为其主要发育在深湖、半深湖沉积环境中，且通常由暗色泥岩所包围，成藏条件较好，因此通常被作为储层研究的重点对象［5］。在钻井资料中水下扇最显著的特点就是砾岩、含砾砂岩、粉砂岩等岩性夹在暗色泥岩中，并且砂泥岩薄互层频率高。从地震剖面上看，水下扇的内部反射结构以乱岗—前积、杂乱、空白为主，振幅和连续性变化幅度较大。在测井资料中自然伽马测井曲线一般表现为齿化钟型等形态特征。

图5 水下扇沉积模式示意图

2 沉积体系及演化过程研究

沉积体系是指空间上相关联的沉积相的组合。在沉积相研究的基础上，结合对沉积环境及沉积相空间展布的认识，在研究区组合出两大类沉积体系：辫状河三角洲—湖泊沉积体系和扇三角洲—水下扇沉积体系。

2.1 辫状河三角洲—湖泊沉积体系

辫状河三角洲—湖泊沉积体系主要发育在北部斜坡至中部地区，在沙河子组至营城组均有发育。在西丁家地区内部，控陷断层的上盘、下盘及北部斜坡带控制辫状河三角洲—湖泊沉积体系的物源供给，对应形成的沉积地层特征也就发生相应的变化，同时水下隆起区的变化也增加了沉积体系变化的复杂性。其中在沙河子组主要发育滨浅湖，营城组主要发育深湖、半深湖等湖泊亚相单元。在平面上的展布特征为：从沙河子组后期开始，桑树台大断裂彼此连接形成统一的控盆大断裂。在这一时期，沉降量巨大，由于物源供给欠充分，北部开始发育以长轴物源为特征的辫状河三角洲前缘沉积，并向凹陷中心推进形成滨浅湖沉积（图6）。营城组时期，扇体向湖中心推进，边界断层活动已非常微弱甚至局部停止了活动。在这样一个背景下，形成了整个演化期最大的三角洲扇体，扇体几乎延伸到了桑树台洼陷的南端（图 7）。

图6 沙河子组后期沉积体系平面展布图

图7 营城组沉积体系平面展布图

2.2 扇三角洲—水下扇沉积体系

凹陷周缘物源沉积体系很快进入湖泊水体之中，形成了近物源、多期次、规模不一并广泛分布的扇三角洲沉积体系单元。由于断层两盘沉降和沉积速率都有差异，从而造成盆地内部地形坡度突变而形成盆内坡折［7］，在下降盘形成更深的深水洼槽，该深水洼槽距离陡坡带物源较远，供给不足，在低水位期，从陡坡带扇三角洲滑塌过来的重力流在此沉积形成水下扇。沙河子组、营城组时期，来自桑树台大断裂上升盘凸起的水系所携带的沉积物入湖后直接在凹陷内堆积，形成扇三角洲—水下扇沉积体系。

2.3 沉积体系演化过程的研究

2.3.1 沙河子组时期

随着凹陷内断层活动的持续进行，早期地层初始形成的分散状断洼也逐渐在平面上连通、扩大，形成整个凹陷内较为统一的沉积区域，之前凹陷物源沉积体系主要围绕凹陷断洼周围发育，沉积体系类型主要为扇三角洲—水下扇沉积体系，随着气候转为潮湿，湖泊水体逐渐扩大，在凹陷内断洼中央部位形成深湖、半深湖相沉积环境（图8），凹陷周缘发育的扇三角洲—水下扇沉积体系也表现出退积的沉积趋势［6］。

2.3.2 营城组时期

营城组沉积时期，凹陷整体表现为“广盆、浅盆、浅水”的沉积水体环境，主体洼槽的扇三角洲—水下扇沉积体系已经开始自凹陷外部边缘向凹陷内呈进积沉积趋势，在凹陷范围内，主要沉积了辫状河三角洲、湖泊相互叠置的地层。

整个营城组下部地层发育期间西丁家地区经历了“深盆浅水”、“深盆深水”再到“广盆、浅盆浅水”的沉积环境的变化，凹陷陡坡带发育的扇三角洲—水下扇沉积体系伴随着上述的沉积环境变化，变化为以辫状河三角洲—湖泊为主的沉积体系（图 9）。

图8 沙河子组时期沉积模式图 图9 营城组时期沉积模式图

3 结 语

西丁家地区在沙河子组至营城组上部沉积时期，经历了断陷初期、强烈断陷期、断—坳转化期等三个较为明显的沉积阶段，气候变化经历了干旱-半干旱至湿润潮湿阶段。早白垩世的垂向充填演化序列综合研究表明，研究区内大规模同生断裂系统组合样式及其分布对断陷湖盆内沉积体系的发育分布起到重要的控制作用。长期活动的同沉积断裂配合古地貌、断裂坡折及断坡带是形成砂体富集与再分配的主要因素。通过对钻井、测井、连片三维地震、岩心资料的综合系统研究认为，桑树台大断裂的周期性活动及洼陷边缘断裂坡折带控制着的粗碎屑沉积体系，特别是水下扇的发育和分布，是盆内寻找砂岩及隐蔽油气藏的最有利区带。

[1]陈新军，陈萍莉.松辽盆地十屋断陷沉积体系空间展布及演化规律研究[J].天然气地球科学，2010，21（3）：470-475.

[2]刘小平，吕修祥，解启来，等.松辽盆地十屋断陷深层油气成藏过程与模式[J].现代地质，2010，24（6）：1132-1139.

[3]王果寿，陈振林，吴金才.松辽盆地南部下白至统地震相及沉积体系[J].江汉石油学院学报，1995，17（4）：12-17.

[4]董福湘，赵冰仪，王志华，等.松南十屋断陷扇三角洲和辫状河三角洲沉积体系特征[J].长春工程学院学报：自然科学版，2009，10（2）：49-52.

[5]何兴华.松辽盆地南部及其深层油气系统形成演化与勘探潜力分析[D].吉林:吉林大学，2005.

[6]董福湘.松辽盆地十屋断陷沙河子—营城组扇三角洲和辫状河三角洲发育的控制因素研究[D].吉林:吉林大学，2004.

[7]周荔青.中国陆相含油气盆地斜坡区大中型岩性型油气田形成条件[J].石油与天然气地质，2003，24（4）：362-366.

Abstract：According to the core,test logging,seismic testing and analysis of data,by using sedimentary principles and methods,the depositional facies and depositional systems of Shahezi-Yingcheng Formation in Xidingjia region are studied synthetically.The research shows that there are four main types of developed sedimentary facies,sedimentary microfacies and subfacies in this area including lake,braided river delta etc during the early Cretaceous period.By analyzing structural evolution feature of the fault depression which is"breaking east overlapping West",and combining the understanding of sedimentary facies,two types of depositional systems are summarized.One is from Shahezi to Yingcheng formation deposition period,it is fan delta-submarine fan depositional system evolved into braided river delta-lake system in northern slope.The other is thatfan delta-submarine fan depositional systems is mainly developed in west fault zone.

Key words：Lishu fault depression；depositional system；depositional evolution

Research on Depositional System and Evolution of Shahezi-Yingcheng Formation in Lishu Fault Depression of Xidingjia Region

HU WangshuiCHENG Qun SHAN Jingfu
（Yangtze University,Jingzhou 434023）

TE122

A

1673-1980（2012）01-0001-04

2011-09-18

国家自然科学基金项目（49773198）

胡望水(1963-)，男，教授，博士生导师，研究方向为油气勘探与开发。