金湖凹陷三河深凹带戴一段近岸水下扇的发现及其地质意义

吴伟，臧素华，郭春雷，花彩霞

（中国石化华东分公司勘探开发研究院，江苏南京210011）

金湖凹陷三河深凹带戴一段近岸水下扇的发现及其地质意义

吴伟，臧素华，郭春雷，花彩霞

（中国石化华东分公司勘探开发研究院，江苏南京210011）

以地震、钻井岩心及测井资料为基础，通过综合分析古地貌、物源、湖平面变化以及石港断层的活动史，认为三河深凹带戴一段三亚段具有形成近岸水下扇的地形、物源及动力条件。近岸水下扇以灰色砂砾岩、含砾中—粗砂岩、细砂岩为主，砾石成分复杂，分选、磨圆均较差；发育块状层理及重力流成因的滑塌变形构造；具有中幅箱形、齿化钟形的正旋回电性特征；平面上发育扇形地震相，剖面中具有扇体的楔形和丘形反射形态特征；三河深凹带戴一段发育4个近岸水下扇体，沿石港断裂呈裙边状分布。近岸水下扇的发现不仅是首次在该地区提出这一概念，而且证实三河深凹带具有良好的成藏组合，南部前锋地区近岸水下扇勘探已获突破，北部近岸水下扇及盆底“土豆状”湖底扇是下一步勘探的主要地区。

金湖凹陷；三河深凹带；戴南组一段；近岸水下扇

金湖凹陷腰滩地区在构造上处于苏北—南黄海新生代盆地陆上部分的东台坳陷区的金湖凹陷中部，三河次凹、汜水次凹的交汇部位，研究区以石港断裂带为界可划分为上升盘的腰滩—银集构造带以及下降盘的三河深凹带，区内全三维地震覆盖（图1）。已有钻井揭示，腰滩地区新生代沉积自下而上包括古近系泰州组、阜宁组、戴南组、三垛组，以及新近系盐城组和第四系东台组；古近系不整合于上白垩统之上，第四系、新近系、古近系之间均为不整合接触，新生界各组地层保存齐全。

腰滩地区前期勘探主要围绕石港断裂上升盘，相继发现了阜一段、阜二段、戴南组三套含油层系[1-3]，下降盘三河深凹带由于埋深大，勘探程度低，且一直没有获得突破。但是该区带是金湖凹陷主力生烃凹陷，不仅阜二段达到了成熟阶段，阜四段也已经成熟[4]，因此，阜四段上覆地层戴南组一段（下文简称戴一段）具有较大的勘探潜力。戴一段具有三分的基本特征，底部三亚段局限分布于石港断裂下降盘的三河深凹带，砂体主要沿石港断裂下降盘展布，是隐蔽圈闭勘探的有利层段[5]。对于该套砂体的沉积类型大部分学者认为是重力流水道沉积[6-7]，但是作者结合区域沉积背景及沉积特征，认为该套砂体为近岸水下扇沉积。

图1 金湖凹陷金南—腰滩地区位置图(据李亚军[1]修改)Fig.1 Regional locations of northern Jinhu to Yaotan area in Jinhu sag(According to Li Yajun)

1 近岸水下扇的形成条件

近岸水下扇是指一种位于水下陡坡快速堆积的扇形沉积体，这种沉积体一般随大断裂展布，且多分布在湖盆陡坡的一侧[8]。此类沉积体既具有牵引流的性质，又具有重力流沉积特征，金湖凹陷三河深凹带具备近岸水下扇的形成条件。

1.1 地形条件

根据戴一段地层残余厚度对腰滩地区戴南组沉积前古地貌进行了恢复，发现石港断裂上下盘地形高差较大，具有陡坡—凹槽相匹配的地形背景（图2），陡的地形背景有利于沉积物的重力流产生，是形成近岸水下扇必要的地形条件。

图2 腰滩地区戴南组一段沉积前古地貌Fig.2 Pre-sedimentation palaeogeomorphology of lower Dainan formation in Yaotan area

1.2 物源条件

诸多学者[6-7]认为金湖凹陷盆缘的张八岭隆起、建湖隆起和菱塘桥低凸起是戴一段的主要物源供应区，三河深凹带主要受张八岭隆起物源影响，但是其研究均立足于整个戴一段，未细分层系，深凹带也缺少重矿物等资料支撑，结论具有一定的争议性。臧素华等人[5]通过高分辨率层序地层研究细分了层系，认为腰滩戴一段沉积初期上升盘为构造高带，三亚段沉积缺失，但是对于上升盘是否是暴露剥蚀区，是否具有供源能力未做说明。根据已有的古地貌分析，结合三河深凹带Qf1井重矿物分析资料，发现深凹带戴一段三亚段具有低ZTR指数（13%～24%）高石榴石含量（39.9%～44.9%）的特征，与凹陷周边ZTR对比[9]，深凹带是明显的高值区，而非由盆缘—深凹逐渐降低的趋势，反映深凹带三亚段为近源沉积，由石港断裂上升盘暴露剥蚀区提供物源。

1.3 动力条件

断陷湖盆的扩张期，水域扩大，是沉积历史中的全盛时期。气候湿润、雨量充沛，季节性洪水更加发育，因此，是近岸水下扇储集体发育的最佳时期。通过层序地层分析，戴一段长期旋回层序则以向上“变深”复“变浅”为主[5]，三亚段处于湖盆扩张期早期，研究区砂岩中可见大量植物碎屑（图3），反映该时期植被发育、气候湿润。

同时，戴一段沉积期是石港断裂最活跃的时期[10]，断层生长指数普遍在1.8左右，最大可达2.0，表现为强烈正断层活动，并演化成为控制半地堑式三河次凹的主边界断层，断层的强烈活动与充沛的洪水为近岸水下扇形成提供了充足的动力条件。

2 近岸水下扇的基本特征

2.1 沉积学特征

三河深凹带戴一段三亚段近岸水下扇的岩石类型主要为灰色砂砾岩、含砾中—粗砂岩、细砂岩以及深灰色—棕灰色泥岩（图3）。砾石成分复杂，主要包括泥砾、碎屑岩砾石。砾石大小不一，一般在1～3 cm，最大可达8 cm，分选、磨圆均较差，反映近源快速沉积的特征。

图3 三河深凹带Qf1井戴一段三亚段综合柱状图Fig.3 Integrated histogram of Es33lower Dainan formation of Qf1 well in Sanhe deep hollow zone

从沉积构造来看，砂岩发育底冲刷、厚层块状层理（图3），缺少河流、（扇）三角洲沉积所特有的交错层理，同时戴一段三亚段中还发育大量重力流成因的滑塌变形构造（图3），如包卷层理、同沉积裂缝、泥岩撕裂屑等，是近岸水下扇的典型沉积构造。

在粒度概率图上表现为一段式、两段式或微向上凸的弧线[7]，斜率低，粒度范围分布广，悬浮总体含量高，达到了40%～50%，分选差。

近岸水下扇测井响应曲线具有正旋回特征（图3），表现为中幅箱形、齿化钟形、齿形及低幅指形的组合，其变化规律由扇根到扇端曲线由中幅箱形、钟形变为低幅指形。

从地震相来看，三河深凹带戴一段三亚段具有扇形地震相特征，沿石港断裂呈裙边状分布（图4）。在地震剖面上，近岸水下扇的反射形态有楔形和丘形。在顺物源方向的地震反射剖面上为连续性差、变振幅的楔形杂乱反射，向湖盆中央方向，反射结构逐渐变好并过渡为弱振幅、平行—亚平行湖相地震反射（图5）。在垂直物源方向的地震剖面上，近岸水下扇响应于顶凸底平的丘形杂乱反射，丘体两侧被正常湖相席状反射上超。

图4 三河深凹带近岸水下扇平面地震相特征(T30-30ms)Fig.4 Seismic facies features of coastal subsea apron in Sanhe deep hollow zone(T30-30ms)

图5 三河深凹带近岸水下扇地震反射特征Fig.5 Seismic reflection features of coastal subsea apron in Sanhe deep hollow zone

2.2 近岸水下扇平面分布特征

以沉积学理论为指导[11]，依据岩心、录井、测井和三维地震资料，对腰滩地区三河深凹带戴一段三亚段近岸水下扇的展布进行了综合研究，在无井区结合储层波阻抗反演和物源方向综合分析，编制了该亚段沉积相图，明确了近岸水下扇平面分布特征。

图6显示，三河深凹带发育4个近岸水下扇体，沿石港断裂呈裙边状分布，研究区南部两个扇体规模较北部大，Qf1、Q8井钻遇扇根部位，砂岩厚度近60 m，S266井钻遇扇端部位，砂岩厚度薄，仅有11 m，为泥包砂结构；北部Feng2井低部位存在两个次级近岸水下扇，扇体规模小，延伸距离短。在近岸水下扇末端的盆底，受断层活动等事件性地质因素影响，沉积了零星分布的土豆状湖底扇体。

3 地质意义

金湖凹陷三河深凹带戴一段近岸水下扇的发现具有重要的地质意义。首先在前人[5]对地层结构有了明确认识的基础上，进一步确定了戴一段三亚段的沉积类型，首次提出近岸水下扇的概念，在深凹带落实了近岸水下扇分布规律。其次通过沉积相的刻画证实了三河深凹带具有较好的储集条件，阜四段油气上排通畅，纵向上可形成阜四段生、戴一段三亚段水下扇储、三亚段顶部泥岩盖的有利成藏组合。此外针对研究区南部近岸水下扇部署的Qf1井在目的层钻遇油层29.8 m/13层，证实了三河深凹带近岸水下扇具有较大的勘探潜力，指明了下一步勘探方向，三河深凹带北部近岸水下扇及盆底“土豆状”湖底扇是下一步勘探的重要目标。

4 结语

1）通过综合分析三河深凹带古地貌、物源、湖平面变化以及石港断层的活动史，认为研究区戴一段三亚段具有形成近岸水下扇的地形、物源、动力条件。

2）研究区戴一段近岸水下扇以灰色砂砾岩、含砾中—粗砂岩、细砂岩为主，砾石成分复杂，分选、磨圆均较差；发育块状层理及重力流成因的滑塌变形构造；具有中幅箱形、齿化钟形的正旋回电性特征；平面上发育扇形地震相，剖面中具有扇体的楔形和丘形反射形态特征；三河深凹带戴一段发育4个近岸水下扇体，沿石港断裂呈裙边状分布。

图6 金湖凹陷腰滩地区戴一段三亚段沉积相Fig.6 Sedimentry facies of Es33lower Dainan formation of Yaotan area in Jinhu sag

3）近岸水下扇的发现不仅是首次在该地区提出这一概念，而且证实三河深凹带具有良好的成藏组合，南部前锋地区近岸水下扇勘探已获突破，北部近岸水下扇及盆底“土豆状”湖底扇是下一步勘探的主要地区。

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[5]臧素华，花彩霞.金湖凹陷金南—腰滩地区戴南组一段高分辨率层序构型及砂体展布特征[J].高校地质学报，2013，19（3）：536-543.

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[11]刘宝珺.沉积岩石学[M].北京：地质出版社，1980.

（编辑：杨友胜）

Discovery and geological significance of coastal subaqueous fan in lower Dainan formation of Sanhe deep hollow zone in Jinhu sag

Wu Wei,Zang Suhua,Guo Chunlei and Hua Caixia
(Research Institution of Exploration and Development,East China Company,SINOPEC,Nanjing,Jiangsu 210011,China)

∶Based on seismic data,drilling core data and logging data,and through the comprehensive analysis of palaeogeomorphol⁃ogy,sediment source,lake level changes and activity history of Shigang fault,Es33lower Dainan formation of Sanhe deep hollow is thought to have the geography,sediment source and dynamical condition of forming coastal subaqueous fan,which consists of gray glutenite,medium+pebbled sandstone and packsand.The gravelstone has complicated component with poor separation and round⁃ness.Massive bedding and slump deformation structure caused by gravity flow develop here.Medium amplitude box-like and den⁃toid campaniform normal cycle electrical characteristics exist here.The fan seismic facies whose profile has wedge and mound re⁃flection characteristics develops on the plane.Four coastal subaqueous fan develop in lower Dainan formation of Sanhe deep hollow zone,lying along the Shigang fault with skirt shaped distribution.The first proposed discovery of coastal subaqueous fan proves that Shanhe deep hollow has great accumulation assemblage.The southern front area has got breakthrough,while the northern part and the“potato shaped”subaqueous fan in the basin floor are the main areas of the further exploration.

∶Jinhu sag,Sanhe deep hollow zone,lower Dainan formation,coastal subaqueous fan

TE122.2

A

2015-06-07。

吴伟（1981—）男，助理工程师，构造地质研究及油气经济评价。