敞流沉积环境中-浅水三角洲前缘砂体体系-研究

文章编号:1000-0550(2014)02-0260-10①国家重大科技专项“近海隐蔽油气藏勘探技术”(编号:2011ZX05023-002)资助收稿日期:2013-07-31;收修改稿日期:2013-10-24敞流沉积环境中“浅水三角洲前缘砂体体系”研究①张新涛周心怀李建平牛成民(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院天津300452)摘要新近纪渤海湾盆地具有构造稳定、沉降缓慢、地形平缓、坡度小等特点;古气候资料证实渤海海域新近纪中期(明下段沉积时期)湿润亚热带到暖温带气候，广泛发育浅水三角洲及浅水湖泊沉积。应用层序地层学原理将黄河口凹陷新近纪明下段划分为1个三级层序、3个体系域，即低位域、湖侵域、高位域，识别出不同体系域内拼合板型、孤立型、席状型三种砂体结构，分别对应分流河道型、砂坝型及席状型浅水三角洲类型。同时借鉴现代浅水沉积、水槽实验模拟研究，探讨浅水三角洲沉积演化过程中砂体分布规律与湖平面相对变化之间响应关系，最终建立了黄河口凹陷新近纪明下段温凉型、湿热型两种浅水三角洲层序成因模式，认为古气候影响的湖平面相对变化控制了浅水三角洲前缘砂体的微相类型、结构及分布。关键词敞流沉积河控浅水三角洲现代沉积水槽实验沉积模式第一作者简介张新涛男1978年出生博士工程师油气勘探研究E-mail:zxt198108@163．com中图分类号TE122．2TE121．3文献标识码AFisk最早将河控三角洲分为深水型及浅水型三角洲［1］，Postma将低能盆地中的三角洲分为浅水三角洲及深水三角洲两大类，共识别出8种浅水三角洲端元［2］。近年来，浅水沉积背景下“浅水三角洲前缘砂体体系”成为研究热点之一。尤其是浅水三角洲前缘砂体的形成动力学、微相构成及内部结构等多个方面［3～7］。Bryanetal．［8］利用数值模拟方法对浅水三角洲前缘砂体沉积微相变化进行研究，指出古气候、古构造背景及湖平面变化控制了浅水三角洲前缘砂体形成、分布;Nichols［9］对浅水三角洲前缘砂体中分流河道体系的结构、相类型及沉积过程演化进行探讨，证实了基准面变化影响河流—浅水三角洲沉积体系的几何形态和结构;而传统意义浅水三角洲前缘砂体体系受河道控制作用，通常被描述为厚度大、分布窄、分支河道富砂，河道间贫砂特征，与陆架边缘密西西比鸟足状三角洲类型差异较大［9～12］。勘探证实，大型坳陷湖盆浅水三角洲前缘砂体是油气藏勘探的重要目标，深入系统研究湖盆浅水三角洲前缘砂体的形成机制、发育类型与分布规律，对于油气勘探具有重要意义［13～16］。渤海南部海域黄河口凹陷新近系油气勘探近年来取得突破，相继发现了渤中25-1S、渤中28-34等浅水三角洲储层砂体的大中型油田，共获得油气储量近5亿方，是渤海油田近年来油气勘探亮点之一。许多学者对黄河口凹陷新近系明下段油气聚集规律，成藏模式方面做了很多研究工作［17～20］。但新近系明下段层序格架的建立、体系域的划分及层序模式研究程度相对薄弱，尤其该时期浅水三角洲前缘砂体成因类型多样、砂体相变快，垂向、横向上难以追踪对比，缺乏成因研究。本文将在系统调研国内外最新研究进展的基础上，结合鄱阳湖等现代湖泊砂体的分布特征，开展浅水三角洲前缘砂体分布实验模拟研究，剖析黄河口凹陷浅水三角洲的形成条件与前缘砂体的成因类型，明确浅水三角洲发育的地质背景，建立敞流沉积环境下浅水三角洲前缘砂体分布模式，探讨浅水三角洲储层油气藏分布特征与油气潜力，指导下一步油气勘探。1浅水三角洲沉积背景1．1古地理背景渤海海域新近纪具有构造稳定、沉降缓慢、内部无分割、地形平缓、坡度小等特点。传统研究认为渤海海域以河流相沉积，局部发育有小规模、分隔的滨浅湖沉积，陆上沉积总体以山麓洪积相、冲积平原—河流平原相粗碎屑岩为主［21］。近年研究表明，渤中凹陷为新近纪时期渤海湾盆地沉积沉降中心，是陆源碎屑物质最终的归宿(图1)。该区存第32卷第2期2014年4月沉积学报ACTASEDIMENTOLOGICASINICAVol．32No.2Apr．2014在湖泊发育的直接和间接证据，如丰富的淡水湖泊生物化石、低的砂岩含量等。并以砂岩含量为依据对湖泊发育区进行了初步预测，表明湖泊面积较前人预测有所扩大。而在对沉积层序分析后，更发现了浅水三角洲沉积。一般来说，表面波浪受水底地形强烈影响的水深范围为浅水区，通常以表面波浪波长的1/2作为浅水区的下限深度，即浪基面以上为浅水区。按照浅水的概念，湖盆中可将浪基面之上的滨、浅湖区定为浅水区。湖浪大小与湖泊规模有关，如密执安湖最大波浪的波长约为30m，现代湖泊浪基面通常不超过20m。现代洞庭湖、鄱阳湖浅水湖泊的枯水期、洪水期平均水深为6．3～8．4m，最大水深23．5～25．1m，湖泊面积为2625～3283km2，与黄河口凹陷新近纪时