南堡凹陷南部物源古近系沙一段沉积特征

文雯，赵晓东，刘晓，李亮，乔海波

（中国石油冀东油田分公司勘探开发研究院，河北 唐山 063000）

南堡凹陷南部物源古近系沙一段沉积特征

文雯，赵晓东，刘晓，李亮，乔海波

（中国石油冀东油田分公司勘探开发研究院，河北 唐山 063000）

通过沉积构造、岩石类型、粒度、测井特征等分析，认为南堡凹陷南部物源古近系沙一段主要发育辫状河三角洲前缘沉积，主要沉积微相类型为水下分流河道、水下分流河道侧缘、水下分流间湾、河口坝，并局部发育深水滑塌浊积扇、滨浅湖滩坝微相以及滨浅湖沉积。其中：水下分流河道砂体在平面上多呈条带状、片状分布；河口坝及滨浅湖滩坝在平面上主要呈椭圆状、土豆状或不规则状分布在水下分流河道的末端；水下分流河道侧缘在河道主体边侧呈条带状、席状分布；深水滑塌浊积扇主要呈不规则状分布在边界处或者河道砂体之外，整体呈现出辫状河三角洲前缘与滨浅湖的沉积组合，其物源来自南西方向。断裂、古地貌及物源供给方式是影响南堡凹陷南部物源沉积相发育及分布的重要因素。

储集砂体；辫状河三角洲前缘；沉积相；沙一段；古近系；南部物源；南堡凹陷

0 引言

南堡凹陷内共有3个物源，分别为东部的柏各庄凸起—马头营凸起物源、北部的老王庄凸起—落潮湾物源和南部的沙垒田凸起物源［1-4］。其中：东部和北部物源形成的陆上油田，研究及勘探程度较高；而南部物源研究程度较弱，主要由位于南堡凹陷南部的沙垒田凸起向北进入凹陷内部，物源通道为南堡潜山断层［5］。沙垒田凸起基底的主体为太古宇花岗岩，从古生代到古近系沙河街组沉积时期一直为隆起剥蚀区［6］，该时期南堡凹陷南部的南堡3号至部分南堡1号构造接受沙垒田凸起的物源供给，砂体展布受物源供给量控制。

近年来随着南堡油田勘探工作的不断深入，证实在南堡油田发育南部物源［7］。堡古2井是部署在南堡凹陷3号潜山堡古2断块高部位的一口风险探井，也是南堡3号构造首口揭露南部物源古近系东三段和沙一段地层的井。堡古2井在东三段和沙一段钻遇良好油气显示［8］，表明南部物源形成的中深层储层具有较大的勘探开发潜力。本文在岩心观察的基础上，通过沉积构造、岩石类型、粒度等分析，结合测井响应特征研究了南堡凹陷南部物源沙一段沉积特征，明确了南部物源沉积类型，为南堡凹陷南部物源油气勘探提供科学依据。

1 区域地质概况

南堡凹陷为渤海湾盆地黄骅坳陷北部的一个小型含油气盆地，总体构造格局表现为北断南超、东断西超的箕状凹陷［9-10］。自古近纪以来，南堡凹陷长期接受周边凸起区的物源供给，南部物源供给区形成的含油气性构造主要包括南堡1号构造南部、南堡2号构造南部和南堡3号构造。南堡3号构造储集层物性以中低孔中渗为主，在东二段中部发育一套150 m左右质纯的浅灰色泥岩段，为南堡凹陷区域性盖层，同时在东三段存在多套30～50 m的深灰色、灰色泥岩段，形成了沙一段的多套局部盖层，油气成藏条件非常有利［11］。

2 沉积相标志

2.1 岩石结构

南部物源古近系沙一段岩石主要为浅灰色、灰白色中、粗砂岩，含砾砂岩，灰色细砂岩夹碳质粉细砂岩，砾岩、砂砾岩与深灰色泥岩不等厚互层沉积，中粗砾岩含量较高（见图1a—1e），砾石成分以灰质为主，砂砾岩可见正粒序。其北部存在滑塌作用形成的浊积岩，可见到明显变形构造。沙一段垂向上发育由粗变细的韵律层，呈“砂砾岩—中粗砂岩—细砂岩、碳质粉砂岩”的3套岩层结构，岩石结构存在明显差异性。

2.2 沉积构造

南部物源常见冲刷面、波状层理、斜层理等，反映了强水动力的沉积构造（见图1f—1i）。1）冲刷面下伏的沉积物较冲刷面以上的沉积物粒度偏细，主要为灰白色砂砾岩，分选较差，反映水道或河道沉积环境；2）斜层理反映河流沉积及其他流动水沉积，岩性为灰白色细砂岩，为牵引流沉积；3）波状层理形成于碎屑物质供应充足的环境，一般有大量悬浮物质发生沉积，在流水侵蚀速率小于沉积速率时，可保存连续的波状纹层；4）搅动变形构造为生物成因构造，泥砂混杂，含有泥质条带，反映半深湖—深湖的深水滑塌浊积扇沉积。

图1 南堡凹陷南部物源砂体岩心特征

2.3 粒度特征

南部物源粒度概率曲线主要为两段式，以悬浮组分和跳跃组分为主，跳跃总体的倾斜角度在60°～70°，质量分数占20%～80%。跳跃组分与悬浮组分的交截点对应的Φ值在1.8～3.9，反映以水动力作用较强的牵引流为主体的搬运方式，且碎屑颗粒分选中等偏好，个别样品粒度概率曲线为三段式，同样反映了强水动力作用的牵引流特征。C-M图主要发育NO—OP段，所构成的图形完全不与C-M基线平行，反映出牵引流的沉积特点，但由于C-M图的数据点较少，不能完全代表沉积环境，仍需综合其他资料加以分析。

2.4 测井响应特征

南堡凹陷南部物源测井曲线形态主要包括齿化箱形、箱形、钟形、指状、齿形及其组合形态（见图2）。南堡3-82井沙一段发育厚层块状砂岩，GR齿化箱形，AC齿化低值，RLLD，RLLS曲线微齿状，齿中线下倾，幅差明显，为滩坝微相。南堡3-26井沙一段SP曲线表现为中等幅度的小钟形或不明显的钟形负异常组合，GR低值呈齿化箱形，AC值低、齿化，RLLD，RLLS曲线有明显幅度差，顶底指状突起，为辫状河三角洲前缘水下分流河道微相。堡古2井沙一段SP曲线光滑、低值，GR齿化明显，呈指状突进，AC曲线齿形-箱形组合，RLLD，RLLS曲线幅度差明显，岩性以泥岩为主，为辫状河三角洲前缘水下分流间湾微相。南堡306x3井沙一段GR呈中低幅齿状，AC曲线自上而下呈缓漏斗状低值，RLLD，RLLS曲线有幅度差，为辫状河三角洲前缘河口坝微相。

图2 南堡凹陷南部物源沉积微相测井响应特征

3 沉积特征

3.1 沉积类型

在区域地质背景及前人研究成果的基础上［12-14］，综合利用沉积相标志，对南堡凹陷南部物源古近系沙一段沉积微相类型进行了划分。

辫状河三角洲前缘水下分流河道岩性主要为含砾砂岩，垂向上呈多套正韵律，具有底冲刷面、斜层理等典型构造，前积反射特征明显，在南堡凹陷南部物源沙一段广泛发育分布。该微相储层物性与含油性较好，粒度表现为下粗上细，垂向上由多期含砾粗砂岩、砂岩向细砂岩、粉砂岩过渡，常见底部冲刷构造，测井曲线常表现为厚层钟形、箱形及钟形-箱形组合特征（见图3）。辫状河三角洲前缘水下分流河道侧缘是水下分流河道的细分，位于分流河道的边缘或侧缘，沉积特征与水下分流河道相近，但岩石粒度偏细，沉积厚度偏薄。辫状河三角洲前缘水下分流间湾位于水下分流河道之间，以泥质为主，基本不具备储油条件，侧向电阻率曲线和自然伽马曲线表现为低幅齿状。辫状河三角洲前缘河口坝岩性为中、细粒砂岩，成分及结构成熟度较高，发育块状层理、小型交错层理和平行层理，垂向上常表现为反粒序特征，测井曲线呈漏斗形，位于水下分流河道的前方，仅在北部地带小规模发育。辫状河三角洲前缘滨浅湖滩坝岩性主要为中细砂岩、中砂岩，质纯，呈下细上粗的反韵律，发育斜层理、波状层理。该微相在研究区仅在南堡3-82井区发育，岩性为灰白色质纯石英砂岩，测井曲线呈光滑的漏斗形。辫状河三角洲前缘深水滑塌浊积扇岩性主要为泥岩夹粉—细砂岩，具明显的搅动变形构造，测井曲线呈低幅齿化钟形。

图3 堡古2井单井相图

3.2 沉积特征

辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体连通性较好，是研究区最主要的储集层。在南堡3号构造南部南堡3-26井、南堡36-3618井等区域均钻遇水下河道砂体，在北部边缘的南堡3-27井、南堡306x3井处钻遇河口坝砂体，在中南部南堡3-82井附近钻遇滩坝砂，深水滑塌浊积扇以及滨浅湖滩坝微相分布局限，其中滑塌浊积扇主要分布于东北部局部区域。南部物源古近系沙一段辫状河三角洲前缘河道主体砂最为发育，为有效储集砂体主体，在其前端发育河口坝沉积，侧缘则发育大套的水下分流间湾泥质沉积，局部零星分布着土豆状的滩坝砂体。研究区河道砂体受沉积条件的控制，在平面上多呈条带状、片状分布；河口坝及滨浅湖滩坝在平面上主要呈椭圆状、土豆状或不规则状分布在水下分流河道的末端；水下分流河道侧缘在河道主体边侧呈条带状、席状分布；深水滑塌浊积扇主要呈不规则状分布在边界处或者河道砂体之外，不同时期的分布范围有所不同。整体呈现出辫状河三角洲前缘与滨浅湖的沉积组合，其物源来自南西方向，砂体连通性较好（见图4）。其中：DL为深湖，SL为滨浅湖，L为湖岸线，LD为辫状河三角洲，BF为深水滑塌浊积扇。

图4 南堡凹陷南部物源沙一段沉积特征及模式

南堡凹陷南部物源古近系沙一段整体在一个缓坡带的构造背景上沉积，物源为南部的沙垒田凸起，发育辫状河三角洲前缘水下分流河道、水下分流河道侧缘、水下分流间湾、河口坝、滨浅湖滩坝、深水滑塌浊积以及浅湖、半深湖亚相等沉积相，沉积发育模式受低湖盆缓坡带构造背景的影响较大，为辫状水系直接进入湖盆在滨浅湖区形成的一套辫状河三角洲沉积，由于是缓坡带，山下出口处冲积扇不发育。断裂、古地貌及物源供给方式是影响南堡凹陷南部物源沉积相发育及分布的重要因素，主要表现为物源区古地貌决定了物源通道，同沉积断裂控制了砂体的分配，与控凹断层相交的凹内断层控制了侧向物源体系分布。

4 结论

1）南堡凹陷南部物源古近系沙一段垂向上发育由粗变细的韵律层，呈“砂砾岩—中粗砂岩—细砂岩、碳质粉砂岩”的3套岩层结构，常见冲刷面、波状层理、斜层理等，概率曲线主要为两段式，且以悬浮组分和跳跃组分为主，C-M图主要发育NO—OP段，反映了强水动力作用的牵引流特征，测井曲线形态主要包括齿化箱形、箱形、钟形、指状、齿形及其组合形态。

2）南堡凹陷南部物源古近系沙一段主要发育辫状河三角洲前缘沉积，物源来自南部的沙垒田凸起，水下分流河道砂体是研究区最主要的储集层，在平面上多呈条带状、片状分布，河口坝及滨浅湖滩坝在平面上主要呈椭圆状、土豆状或不规则状分布在水下分流河道的末端。断裂、古地貌及物源供给方式影响南部物源的沉积相发育及分布。

［1］焦养泉，李珍，周海民.沉积盆地物质来源综合研究：以南堡老第三纪亚断陷盆地为例［J］.岩相古地理，1998，18（5）：16-20.

［2］李海东，王红，陈少勇，等.扇三角洲沉积体系小层划分与对比：以南堡凹陷高123X2井区Es32+3亚段为例［J］.断块油气田，2016，23（1）：21-24.

［3］董月霞，杨赏，陈蕾，等.渤海湾盆地辫状河三角洲沉积与深部储集层特征：以南堡凹陷南部古近系沙一段为例［J］.石油勘探与开发，2014，41（4）：385-392.

［4］董月霞，张宁，周海民，等.南堡凹陷油田古近系碎屑重矿物的物源和构造意义［J］.地质科技情报，2008，27（5）：7-13.

［5］刘畅，陈冬霞，董月霞，等.断层对南堡凹陷潜山油气藏的控制作用［J］.石油与天然气地质，2015，36（1）：43-50.

［6］陈昊卫，朱筱敏，吕雪，等.沙垒田凸起南缘沙河街组储层成因及控制因素［J］.特种油气藏，2015，22（6）：61-64.

［7］赵晓东，刘晓，张博明，等.南堡3号构造中深层中低渗储层微观孔喉特征［J］.特种油气藏，2015，22（5）：28-32.

［8］邢文军，翟瑞国，张国栋，等.南堡凹陷砂岩体识别与勘探成效［J］.石油天然气学报，2013，35（2）：87-91.

［9］沈群，孙同文，樊树峰，等.南堡凹陷盖层封闭油气有效性的定量评价［J］.断块油气田，2015，22（4）：415-418.

［10］高阳，张建丽，李海燕，等.南堡凹陷高尚堡油田深层储层成岩作用及孔隙演化［J］.断块油气田，2016，23（6）：703-708.

［11］张博明，赵晓东，刘晓，等.南堡凹陷3号构造中—深层两期断裂特征及其对油藏的控制［J］.东北石油大学学报，2016，40（1）：72-79.

［12］黄传炎，王华，周立宏，等.北塘凹陷古近系沙河街组三段物源体系分析［J］.地球科学，2009，34（6）：975-982.

［13］王华，白云风，黄传炎，等.歧口凹陷古近纪东营期古物源体系重［J］.地球科学，2009，34（3）：448-456.

［14］万锦峰，鲜本忠，李振鹏，等.南堡凹陷滩海地区不同级别断裂活动及其对沉积的影响［J］.沉积学报，2013，31（6）：1059-1069.

（编辑 赵卫红）

Sedimentary characteristics of southern provenance of Paleogene Sha 1 Member in Nanpu Sag

WEN Wen,ZHAO Xiaodong,LIU Xiao,LI Liang,QIAO Haibo
(Research Institute of Exploration and Development,Jidong Oilfield Company,PetroChina,Tangshan 063000,China)

By analyzing mudstone color,sedimentary structures,rock types and well logging facies,it reveals that the southern provenance of the Paleogene Sha 1 Member in Nanpu Sag is dominated by braided delta front deposits.Its major sedimentary microfacies are underwater distributary channel,its flank,underwater inter distributary bay and river mouth bars.There are deepwater slumped turbidite fans microfacies,loch beach barrier microfacies and shallow lacustrine deposits in some areas.The underwater distributary channel sand bodies have a banding or sheet distribution in the plane.The river mouth bars and loch beach barrier mainly have an elliptical or a potato-like distribution in the plane,or an irregular distribution at the end of the underwater distributary channel.The flank of the underwater distributary channel has a banding or sheet distribution along the channel.The deep-water slumped turbidite has an irregular distribution at the border or out of the border of the channel sand body.Overall its sedimentary assemblage is braided delta front-shallow lacustrine deposits system,and the provenance is from southwest.The fracture,the ancient landform and the supply pattern of the provenance are the key factors that influence the development and distribution of the southern provenance sedimentary facies in Nanpu Sag.

reservoir sand body;braided delta front;sedimentary facies;Sha 1 Member;Paleogene;southern provenance;Nanpu Sag

国家科技重大专项课题“南堡凹陷油气富集规律与增储领域”（2016ZX05006-006）；中石油股份公司科技重大专项“南堡及外围第四次油气资源评价”（2014E-050211）

TE122.1

A

10.6056/dkyqt201703008

2016-12-11；改回日期：2017-03-10。

文雯，女，1986年生，工程师，2008年7月毕业于中国石油大学（北京），主要从事沉积储层方面的研究。E-mail：wenwen 2008@PetroChina.com.cn。

文雯，赵晓东，刘晓，等.南堡凹陷南部物源古近系沙一段沉积特征［J］.断块油气田，2017，24（3）：333-336.

WEN Wen，ZHAO Xiaodong，LIU Xiao，et al.Sedimentary characteristics of southern provenance of Paleogene Sha 1 Member in Nanpu Sag［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2017，24（3）：333-336.