陵水17-2深水气田黄流组重力流沉积特征及模式*

高永德 孙殿强 陈 鸣 孙本强 刘 博

(1.中海石油(中国)有限公司湛江分公司 广东湛江 524057； 2.斯伦贝谢(中国)地球科学与石油工程研究院 北京 100015)

陵水17-2气田是中国海域自营深水勘探的第一个重大油气发现[1]。该气田位于琼东南盆地陵水凹陷中央峡谷，主要发育重力流储层。随着勘探进程的推进，对该气田的研究和认识也更加全面和深入，特别是在储层沉积特征的研究方面取得了较多的研究成果[2-6]。这些成果大多数都借助于地震资料和有限的岩心资料，二者的尺度差异大、解释周期长。成像测井资料尺度介于地震和岩心之间，连续性更好，测井作业与解释周期都较短，更加高效和易于快速准确地做出决策。

本文重点从随钻电阻率成像(GVR)测井资料出发，综合地震、岩心、井壁取心和录井等资料，全面精细刻画了研究区重力流沉积特征，总结出砂体的平面分布和纵向演化规律，提出了研究区沉积模式，为研究区进一步勘探和开发提供了可靠的依据。

1 地质背景

琼东南盆地为新生代陆缘型离散边缘盆地，其西部与莺歌海盆地相邻，东北部与珠江口盆地相接，北起海南隆起，东南至西沙-中沙隆起[7]，呈NE向展布。该盆地具有南北分带、东西分块的基本构造格局，由北向南依次划分为北部坳陷带、北部(中部)隆起带、中央坳陷带、南部隆起带及南部坳陷带等5个一级构造单元[8]。该盆地新生代先后经历了断陷期、断拗期、热沉降期和加速沉降期，可划分为裂陷期和裂后期沉积，具有早期陆相断陷、晚期海相拗陷的特点和下断上坳的双层结构，其中裂陷阶段(古近纪)接受了始新统陆相、下渐新统崖城组海陆过渡相、上渐新统陵水组滨浅海相沉积充填；拗陷阶段(新近纪—第四纪)接受了滨浅海相到深海相的连续沉积，包括下中新统三亚组、中中新统梅山组、上中新统黄流组、上新统莺歌海组和第四系。

中央峡谷位于琼东南盆地中央坳陷带，平行于陆架坡折带发育，为1个S形轴向深海峡谷，西起莺歌海盆地，经乐东-陵水凹陷、松南低凸起、宝岛-长昌凹陷，向东延伸至西沙海槽，终止于南海西北次海盆[9]。陵水17-2构造位于琼东南盆地深水区，是发育于中央峡谷陵水段内的岩性圈闭群，可划分为多个块体，为探明气田的成藏类型、沉积和构造特征、储层物性及产能情况，在每1块体上均部署有1口探井(图1)。钻井结果表明，陵水17-2构造主要目的层黄流组平均厚度为249 m，主要发育泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩和细砂岩，主要分布在海底扇与浅海—半深海陆坡相区，沉积物以灰色为主，沉积构造多样，纵向变化频繁。陵水17-2区块黄流组以重力流沉积为主，局部为牵引流沉积，重力流环境中流体机制复杂多变，形成了浊流、碎屑流和块体搬运综合的沉积特征。

图1 研究区位置Fig .1 Location of the study area

2 岩心刻度GVR成像

在对6口井GVR测井资料解释之前，先利用岩心或井壁取心对成像特征进行刻度和对比[10]，然后根据标定的结果对全井无取心段的岩性、沉积构造等进行识别和划分，最后总结出研究区岩心或井壁取心与成像资料之间的关系，即GVR图像横向和纵向分辨率为1.2 in(3.048 cm)条件下可以真实地反映井壁上细微的岩性及沉积构造特征，但它的颜色与实际岩石的颜色不相干。在此基础上，最终实现全区成像测井的地质刻度，图2为L1井黄流组岩心和壁心资料刻度GVR成像结果。

图2 L1井黄流组岩心和壁心资料刻度GVR成像Fig .2 GVR image calibrated by core and sidewall core of Huangliu Formation in Well L1

3 重力流沉积特征

3.1 沉积构造特征

沉积构造是判断油气储层的古流向、沉积介质性质、水动力状况、沉积环境以及识别沉积物所经受的物理、化学和生物作用的重要标志[10-11]，因此获得清晰、准确的沉积构造特征尤为重要。随钻电阻率成像资料具有分辨率高、连续性强和全井眼覆盖的特点，可以识别出研究区重力流沉积构造特征，经岩心或井壁取心刻度后可以成为识别和划分不同成因重力流沉积类型的重要依据。

陵水17-2气田6口井黄流组均以重力流沉积为主，主要发育粒序层理、泄水构造、块状构造、层状构造、包卷层理、变形层理和叠合层理等。叠合层理[12]发育于深水区陡坡带，是能量高的重力流沉积物将先前沉积的鲍玛序列中的Tc至Td段侵蚀掉，多期沉积后形成Ta和Tb段反复出现、相互叠加的层理组合；研究区发育低角度叠合层理和高角度叠合层理，多由粉砂或中细砂岩组成。层状构造发育于深水区缓坡带，是能量相对低的重力流沉积物间歇性注入形成分层构造的砂-粉砂-泥系统。叠合层理与层状构造均为研究区识别浊流沉积的重要标志。

对于研究区沉积构造的识别，除利用岩心和壁心资料刻度GVR成像外，还要运用丰富的成像解释经验，参照其他区块重力流沉积构造成像特征。此外，研究区也可见到牵引流特征的沉积构造，如交错层理，可能为底流改造的结果。

3.2 沉积构造组合样式

通过统计研究区6口井黄流组的沉积构造组合发育数量及模式得出：①常见沉积构造组合样式由下至上依次为变形层理(De)、块状构造(Ma)、高角度叠合层理(HAm)、低角度叠合层理(LAm)和层状构造(La)(图3、4)。②层状构造多由泥质粉砂岩和粉砂岩组成，属浊流沉积；叠合层理由粉砂和中细砂岩组成，属浊流沉积；块状构造由砂岩构成，常夹有钙质结核，厚度相对较大，属砂质碎屑流沉积段；变形层理岩石粒度变化范围较大，从粗砂岩、含砾粗砂岩到泥岩都有可能发育，主要取决于物源粒度，属滑塌沉积。③大多不具有完整的沉积序列，而是不同层段间相互组合、反复出现。研究区黄流组主要发育叠合层理-层状构造、块状构造-叠合层理、变形层理-块状构造等3种沉积构造组合(图5)，有利气层一般在叠合层理-层状构造组合的浊积水道发育。

图3 陵水17-2气田黄流组储层常见沉积构造组合样式Fig .3 Sedimentary structure combination of Huangliu Formation in LS17-2 gas field

图4 陵水17-2气田黄流组沉积构造发育程度统计Fig .4 Statistics of sedimentary structures of Huangliu Formation in LS17-2 gas field

图5 陵水17-2气田黄流组重力流沉积主要沉积序列组合Fig .5 Main sedimentary sequences of gravity flows of Huangliu Formation in LS17-2 gas field

3.3 重力流成因类型

深水重力流沉积物按照成分、结构和构造的不同可划分为不同的沉积类型，研究区黄流组共识别出滑塌沉积、砂质碎屑流沉积、泥质碎屑流沉积和砂质浊流沉积等4种沉积类型(图6、7)。

3.3.1 滑塌沉积

属于块体搬运体系。盆地基底的隆升或断层活动等诱发机制使得峡谷两侧谷壁或莺歌海盆地东南部陆架坡折带三角洲和低位楔沉积物发生崩落、滑动、滑塌而形成滑塌沉积体。成像和取心资料均可观察到包卷层理和变形层理发育，底部发育冲刷面，指示区域上具有明显的侵蚀和冲刷能力。岩石粒度变化范围较大，主要受滑塌体粒度的影响，如L2井黄流组Ⅰ气组为灰色粉砂岩，以石英为主，偶见黄铁矿，发育变形层理；L3井黄流组Ⅲ气组发育滑塌泥岩，有机质含量低，石英和长石含量高，岩性脆，易发育裂缝。研究区滑塌沉积构造基本特征和识别标志为：①在滑动和滑塌过程中，沉积物发育包卷层理(图6d)和变形层理(图7b)等滑塌构造；②砂岩之间或砂泥之间发育的滑脱面；③滑塌沉积体侵蚀下伏地层形成的冲刷面。

3.3.2 砂质碎屑流沉积

随着海平面逐渐上升，中央峡谷由下切转变为接受沉积,发育砂质碎屑流沉积，包括灰色细砂岩、灰色粉砂岩、灰色粉细砂岩和灰色泥质粉砂岩，以细砂岩和粉砂岩为主[12-16]。研究区发育的砂质碎屑流沉积构造基本特征和识别标志：①块状砂岩，质纯，厚度相对较大，且流动过程中有较少的泥质混入(图6f、图7a)，反映了分选性好的物源供应；②块状砂岩的中部和顶部发育有不规则泥质团块(图6g)，泥质团块和下部深海、半深海泥岩颜色一致，推测是在砂质碎屑流流动过程中对底部泥岩侵蚀所致；③长条状泥质撕裂屑，通过岩心和井壁取心可以观察到灰色粉砂岩中夹有泥质纹层，且平行于层面发育(图6i)，是由砂质碎屑流流动过程中分异作用或沉积物在沉积后沿破裂面滑动造成[17-18]；④负载构造，砂质碎屑流沉积物陷入下伏泥岩形成；⑤顶底突变接触，顶部与深海、半深海相泥岩或水下分流河道突变接触，底部因砂质碎屑流不具有下切侵蚀作用而和深水沉积物呈突变接触。

注：a—浅灰色泥岩，红色箭头指示条带状砂质纹层，蓝色箭头指示砂质透镜状层理，L1井，3 344.8 m；b—灰色泥岩，整体显示水平层理，箭头指示为粉砂质透镜状层理， L4井，3 199 m；c—灰色泥岩，整体显示水平层理，红色箭头指示灰白色薄层砂质纹层，蓝色箭头指示负载构造和球枕构造，L3井，3 212.8 m；d—灰色细砂岩，箭头指示为包卷层理，L1井，3 342.6 m；e—灰色粉砂岩，块状构造，L3井，3 211.5 m；f—灰色粉砂岩，块状构造，箭头指示泥质团块， L8井，3 399.7 m；g—灰色粉砂岩，爬升波状层理，箭头指示为轻微变形，L1井，3 343.05 m；h—灰色细砂岩，泥质胶结，层状构造，L1井，3 343.8 m；i—灰色粉砂岩，碎屑颗粒分选较好，箭头指示泥质纹层，见少量暗色矿物及云母碎片，L4井，3 386 m。

图6 陵水17-2气田黄流组重力流沉积构造特征

Fig .6 Sedimentary structural characteristics of gravity flow of Huangliu Formation in LS17-2 gas field

注：a—L4井，块状构造砂岩，砂质碎屑流沉积；b—L8井，变形层理细砂岩，滑塌沉积；c—L7井，层状构造含钙质结核，砂质浊流沉积；d—L4井，叠合层理，砂质浊流沉积。

图7 陵水17-2气田黄流组重力流沉积GVR图像

Fig .7 GVR images of gravity flow sedimentary of Huangliu Formation in LS17-2 gas field

3.3.3 泥质碎屑流沉积

该类沉积物源供应主要以泥岩为主，具有较强的黏结性。黄流组识别出的该类沉积主要为灰色粉砂质泥岩和灰黑-深灰色泥岩，其间夹有少量砂质颗粒和砂质团块。经观察岩心或井壁取心，结合GVR图像资料总结出研究区黄流组泥质碎屑流沉积构造基本特征和识别标志为：①整体为块状泥岩，局部见砂岩团块(图6a、c)；②砂质分散不均的块状泥岩；③泥岩夹砂质纹层(图6a、b、c)。

3.3.4 砂质浊流沉积

即具有鲍玛序列的浊积岩。1个鲍玛序列是1次浊流事件的记录，由下而上分为Ta、Tb、Tc、Td、Te等5段。Ta具正粒序、递变层理，为浊流沉积；Tb和Tc具有牵引流沉积特征，指示浊流向牵引流转换，但文献[19-20]认为是深水底流对下伏浊积岩和砂质碎屑流沉积改造的结果；Td和Te段为悬浮沉积作用形成。研究区黄流组浊流沉积物为灰色泥质粉砂岩、灰色粉砂岩、灰色粉细砂岩和灰色细砂岩，砂质浊流沉积构造基本特征和识别标志为：①鲍玛序列Ta和Tb相互叠加、反复出现的叠合层理(图7d)、层状构造(图6c、h)和Tb -Tc序列(图6h)；②底部冲刷构造，浊流在流动过程中对下伏地层进行大规模侵蚀时形成冲刷面；③沟模、槽模、锥模和跳模等层面构造，由浊流对下伏地层小规模侵蚀时形成；④浊积砂岩和下伏岩层为突变的接触关系，发育同生变形构造，如火焰构造和球状、枕状构造等，与上部岩层则为渐变的接触关系[21-22]。

4 重力流砂体分布及演化规律

依据深水水道体系沉积演化模式[23-24]，可将研究区黄流组峡谷充填划分为弯曲水道沉积、滑塌和碎屑流沉积以及滞留沉积。本文主要分析研究区弯曲水道沉积段的砂体平面分布及纵向演化规律。

由于受到峡谷壁的限制作用，使得水道在时空上不断的侧向迁移和加积，形成具有一定曲率的峡谷水道。高精度三维地震解释结果表明，研究区黄流组弯曲水道沉积段由下至上可划分为Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ等4个砂组。应用相干属性切片、均方根振幅属性，结合GVR成像资料识别出的沉积构造和类型特征，归纳出研究区黄流组弯曲水道沉积中轴向充填砂体、点砂坝砂体、天然堤砂体和水道充填砂体的平面形态、侧向连续性、平面分布和纵向演化规律(图8、表1)。

Ⅳ、Ⅲ砂组：研究区西段为弱振幅反射，水道的下切特征不明显，仅沉积少量轴向充填砂；中段为强振幅反射特征且水道下切作用明显，砂体发育于弯曲水道的凸岸，系水道不断迁移摆动而形成的侧向加积体，地震剖面上具有明显叠瓦前积反射结构；东段具有强振幅反射特征，并存在振幅强度由近岸向远岸变低的趋势。

图8 研究区黄流组重力流水道地震属性特征Fig .8 Seismic attribute characteristics of gravity channels in Huangliu Formation in the study area表1 研究区黄流组重力流水道各砂体厚度Table 1 Gravity channel sand body thickness of Huangliu Formation in the study area

井名砂体厚度/mⅠ砂组Ⅱ砂组Ⅲ砂组Ⅳ砂组L140.020.554.137.6L234.229.346.735.1L349.233.953.931.6L437.361.659.624.0L748.535.0未钻及未钻及L842.7未钻及未钻及未钻及

注：数据统计来源于GVR成像资料；厚度值基于测量深度。

Ⅱ砂组：全区均发育水道，其中西段水道宽、曲率小，主要沉积轴向砂体和天然堤砂体；中段水道窄、曲率大，以点砂坝沉积为主；东段水道窄、曲率小，发育天然堤砂体。

Ⅰ砂组：砂体沉积作用逐渐明显，发育天然堤和点砂坝沉积体，东西部沉积厚度相差不大。

5 重力流沉积模式

在对重力流沉积特征、砂体平面分布和纵向演化规律分析的基础上，建立了琼东南盆地陵水17-2气田黄流组重力流水道沉积模式(图9)。与典型海底扇分内扇、中扇和外扇的相模式不同，研究区受峡谷壁的限制作用，水道不能够延伸至广阔的海盆形成大面积的外扇[12]，而是形成独特的多期弯曲水道沉积叠加的峡谷充填模式，具有以下特点：①弯曲水道沉积发育于滑塌和碎屑流沉积之上，共同作用对中央峡谷进行充填；②以点砂坝和天然堤近端(即天然堤靠近水道的部分)沉积为主，同时沉积轴向砂体和水道充填砂体；③弯曲水道沉积阶段初期，研究区西部水道下切作用不明显，多为富泥细粒沉积，沉积后期西部逐渐发育水道，表现出水道宽度大、下切深度浅的特点；④滑塌泥的隔挡作用加之砂体的侧向连续性不好，使得各块体气水界面不一致；⑤天然堤和点砂坝砂体发育于深海泥中，易形成岩性圈闭，如后期有构造运动和地层的差异性压实作用则形成构造-岩性圈闭；⑥天然堤和点砂坝砂体储层物性较好，孔隙度平均约30.0%、渗透率平均约633 mD，为优质储层，潜在资源量巨大，具有极大的勘探和开发潜力。

图9 陵水17-2气田黄流组重力流水道沉积模式Fig .9 Depositional model for gravity flow channel of Huangliu Formation in LS17-2 gas field

6 结论

1) 位于琼东南盆地中央峡谷陵水段的陵水17-2深水气田黄流组以重力流沉积为主，主要发育有粒序层理、变形层理、块状构造、叠合层理、层状构造和冲刷面等，也见到反映牵引流特征的交错层理；常见的沉积构造组合样式由下至上依次为变形层理、块状构造、高角度叠合层理、低角度叠合层理和层状构造，最为发育的沉积构造组合为块状构造-叠合层理、变形层理-块状构造、叠合层理-层状构造。

2) 研究区黄流组共识别出滑塌沉积、砂质碎屑流沉积、泥质碎屑流沉积和砂质浊流沉积等4种重力流岩相类型。中央峡谷内主要发育轴向充填砂体、点砂坝、天然堤和水道充填砂体，其中峡谷中部以点砂坝沉积为主，峡谷东部和西部以天然堤砂体为主。研究区重力流沉积受峡谷壁的限制作用，形成独特的多期弯曲水道沉积叠加的峡谷充填模式，其中点砂坝和天然堤砂体圈闭条件好、储层物性好，勘探潜力大。

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