金湖凹陷三河次凹斜坡带滩坝砂展布特征及控砂机制

卢黎霞，刘 浩

（1.中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏扬州 225009；2.中国石化江苏油田分公司勘探管理部，江苏扬州 225009）

金湖凹陷位于苏北盆地西部，面积约5 050 km2，包括斜坡带、中央凹陷带和断裂带等次级构造单元，其中斜坡带可进一步划分为汊涧斜坡、西斜坡和宝应斜坡，中央凹陷带可进一步划分为汊涧次凹和卞闵杨等次级构造单元［1-2］。区内目前共发现了刘庄等14 个油气田及多个含油构造（图1），呈带状分布于斜坡带中南部，如高集、崔庄等构造高带及闵桥构造高带。含油层系以阜二段（E1f2）为主，油气藏类型以断鼻、断块构造为主，油源主要来自三河次凹、龙岗次凹和汊涧次凹，其中三河次凹成熟烃源岩分布范围广，油源条件最有利。但由于三河次凹斜坡带河道砂岩储层和构造圈闭发育程度低，油气勘探一直未能获得突破。基于岩心观察描述与精细地层对比，重点开展沉积体系、沉积微相及控砂机制研究，以及滩坝砂体展布精细刻画与隐蔽油藏形成条件研究，部署H8 井钻探，在E1f2获得勘探突破。

图1 金湖凹陷三河次凹构造

1 沉积微相及砂体展布特征

1.1 地层分布特征

E1f2沉积期，金湖凹陷整体为广湖沉积，地层发育稳定，但纵向沉积旋回变化较强［3］。依据沉积旋回、岩性、电性变化特征等，将E1f2自下而上划分为阜二段三亚段（E1f23）、阜二段二亚段（E1f22）和阜二段一亚段（E1f21）三个亚段。其中E1f23砂岩储层发育，顶部发育一套生物灰岩，下部为砂泥岩互层，总体为一正旋回。E1f23可进一步划分为三个砂层组，自上到下为一砂组、二砂组、三砂组。E1f22和E1f21以广湖沉积为主，主要发育泥岩、泥灰岩（图1）。

1.2 沉积相类型及演化特征

E1f2沉积期，苏北盆地处于快速拉张和沉降时期，海平面上升造成海水侵入盆地，湖盆加深，湖水被部分咸化，盆地处于欠补偿沉积时期，陆源沉积物大幅度减少，陆源碎屑沉积主要发生在E1f2沉积的早期，金湖凹陷物源主要来自张八岭隆起，建湖隆起具有小规模物源供给［2］，三河次凹斜坡带砂体受双向物源的影响，主要发育三角洲和滨浅湖沉积，可进一步划分为水下分流河道、河口坝和滩坝等沉积微相［3］（图2），特征分述如下。

图2 金湖凹陷三河斜坡带E1f23取心段沉积相柱状图

三角洲前缘分支河道微相：以灰色粉砂岩、粉细砂岩为主，砂体底部发育冲刷面或岩性突变面，其上见磨圆状定向排列的泥砾，向上发育平行层理、中小型交错层理、波状层理等，构成向上变细的正韵律，上部往往发育生物潜穴和生物扰动构造。其中E1f23三砂组早期泥岩见棕色和灰色间互，反映沉积水体较浅，为半氧化环境；向上到一砂组、二砂组泥岩颜色逐渐演变为灰色和深灰色，水体加深，以还原环境为主。常见多期河道的叠加，自然电位曲线形态多为“箱型”或“钟形”。

三角洲前缘河口坝微相：以粉砂、泥质粉砂为主；砂体具下细上粗的反韵律或细—粗—细的复合韵律特征，砂体顶底与泥岩呈渐变或弱突变接触，内部多发育平行、波状、斜层理等沉积构造，局部可见块状构造，顶底部往往被生物强烈扰动。周围泥岩多为灰色和深灰色，显示为水下还原环境。河口坝微相自然电位曲线多为“漏斗形”或“复合型”。

滩坝微相：主要为粉砂岩、粉细砂岩夹泥质粉砂岩、粉砂质泥岩条带，颜色以灰色、深灰色为主，多具向上变粗的反韵律或细—粗—细的复合韵律特征；沉积构造以平行层理、波状层理、小型砂纹交错层理为主，虫孔、生物扰动发育，反映形成于沉积速率较慢的浅水环境。自然电位曲线形态主要为“指状”、“锯齿状”、“舌状”或反旋回“漏斗形”［4-7］。

联井相和平面相分析表明，E1f23为典型的水进沉积，整体处于滨浅湖环境，但横向上各砂组沉积具差异性。南部高集、崔庄地区发育水下分流河道和滩坝砂体，三河次凹北部地区主要发育滩坝砂体（图3）。

三砂组沉积期，三河次凹斜坡带整体处于由E1f1大型三角洲向E1f2滨浅湖沉积的过渡阶段。水下分流河道主要分布于高集—崔庄西南地区，其西北地区发育滩坝沉积。

二砂组沉积期，湖侵加剧，三角洲退积明显。水下分支河道整体南移，主要分布于高集及以西地区，在GX21、GX22 等井区也有零星分布，多为残留河道；滩坝砂体集中分布于H4井以南地区。

一砂组沉积期，三河次凹斜坡带具平缓、浅水沉积背景，滩坝砂体广泛发育，在崔庄—高集至H8井一带连片分布（图3）。

图3 金湖凹陷三河斜坡E1f23各砂层组沉积微相

总体来看，三河次凹位于E1f2三角洲相向湖泊相过渡区，滩坝砂体发育，砂体变化较快，是寻找隐蔽油藏的有利地区。

1.3 砂体展布特征

上述沉积展布及演化特征，导致三河次凹E1f23各砂组砂岩分布特征存在差异。一砂组和三砂组砂岩较发育，崔庄—高集—H8井附近均有发育。三砂组在高集—崔庄西南地区发育水下分流河道、河口坝砂体，向北东发育滩坝砂体，平面上呈孤立状分布。一砂组主要发育滩坝砂体，平面上连片分布。二砂组砂岩整体南移，主要分布于高集及其以西地区，三河次凹砂岩欠发育，平面上呈孤立状分布（图4）。

图4 金湖凹陷三河斜坡E1f23砂岩等厚图

2 控砂机制分析

对于滩坝砂体的形成及控制因素，前人已有研究［8-9］，本文基于研究区E1f23各砂组砂体展布规律及差异性分析，开展砂体形成机制研究，认为研究区滩坝砂体展布受物源和水下古隆起两因素控制。

E1f23沉积期，研究区物源主要来自西南侧靠近张八岭隆起区，仅在三河次凹北部局部地区发育小规模水下分流河道，正是这种南北物源差异，导致研究区砂体整体由南往北、由西往东呈减少趋势。此外，地震剖面解释发现，物源供给与构造背景密切相关（图5），北部地区刘庄以北发育一条规模较大的断层，阻隔了建湖隆起物源的大规模注入。由于缺乏大规模物源注入，在局部水下隆起区形成滩坝沉积，如在刘庄地区E1f23沉积了大套生物灰岩，在三河次凹斜坡带发育滩坝砂沉积。

图5 过三河北地区近南北向地震剖面

水下隆起区是滩坝砂体发育的有利区。三河次凹斜坡带整体表现为宽缓的沉积背景，通过精细构造刻画及断层分析，认为本区水下古隆起发育主要受古构造高带和断层活动控制，具有南北成带展布的特点，其中局部地区（如H8 块）发育古微幅构造背景，控制滩坝砂体发育。

除此之外，通过对断层活动性与已钻井砂岩发育情况统计分析，发现该区发育大量近北东向和近东西向吴堡期早期活动断层、吴堡期长期活动断层和吴堡期一次性断层。其中吴堡期早期活动断层在地震剖面上表现为T31（E1f2顶界面反射）基本无断距，T33（E1f2底界面反射）断距较大，表明该类断层上升盘在三砂组沉积期为局部构造高地，有利于三砂组滩坝砂体发育；吴堡期长期断层，在E1f2至E1f3沉积期开始活动，其上升盘三砂组可能发育滩坝砂体，也可能不发育；吴堡期一次性断层在E1f3沉积以后才开始活动，其上升盘滩坝砂体不发育（图6）。

图6 三河次凹斜坡带吴堡期断层特征

3 结论

（1）三河次凹斜坡带E1f2物源主要来自张八岭隆起区，自西向东整体由三角洲前缘沉积向滨浅湖沉积过渡，其中三角洲前缘亚相主要分布于西南部高集—崔庄以西地区，主要发育水下分支河道、河口坝微相；滨浅湖亚相主要分布于高集-崔庄以北、以东地区，微相类型主要为滩坝砂、滨浅湖泥等。

（2）受沉积相控制，三河次凹斜坡带E1f23砂体整体不发育，砂体纵横向展布具有明显差异性。纵向上一砂组和三砂组砂岩较发育，崔庄—高集—H8井附近均有发育。平面上，三砂组在高集—崔庄以东地区发育水下分流河道、河口坝砂体，往北西发育孤立状分布的滩坝砂体；一砂组主要发育滩坝砂体，平面上连片分布；二砂组砂体整体南移，主要分布于高集及其以西地区，三河次凹斜坡带砂岩欠发育，平面上呈相对孤立状分布。

（3）三河次凹斜坡带滩坝砂体分布主要受物源和水下古隆起控制。东北部斜坡带物源供给不足，是滩坝砂体发育有利区，其中古构造高带和吴堡期早期活动断层上升盘形成的水下古隆起是滩坝砂发育有利部位。