泌阳凹陷深凹区核三上亚段浊积扇成因及沉积模式

刘正锋（中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京100083 中石化河南石油勘探局，河南 南 阳473132）

朱景修，刘建锋（中石化河南油田分公司石油勘探开发研究院，河南 南 阳473132）

泌阳凹陷深凹区核三上亚段浊积扇成因及沉积模式

刘正锋（中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京100083 中石化河南石油勘探局，河南 南 阳473132）

朱景修，刘建锋（中石化河南油田分公司石油勘探开发研究院，河南 南 阳473132）

通过对泌阳凹陷深凹区核三上亚段岩性组合、粒度分析和地震反射特征等方面的研究，认为深凹区滑塌浊积扇来源东北部的侯庄辫状河三角洲，岩性为深灰色中砂岩和细砂岩，多夹于深灰色湖相泥岩中，与泥岩呈突变接触，粒度概率曲线具有 “低斜一段”式特征，地震剖面上透镜状地震反射与前积地震反射共存。三角洲向前推进快、朵叶向前延伸较远的时期，易形成数量多、面积大的滑塌浊积扇。东北部三角洲前缘水体浅，湖平面的突然下降使得三角洲前缘出露部分因浮力消失而不稳定，可产生局部滑塌。波浪作用可以强烈剥蚀和改造浪基面附近的三角洲前缘沉积，并在波浪的回流作用下进一步形成浊积砂体，因此，湖平面下降有利于无外界触发机制作用下三角洲前缘滑塌浊积扇的形成。

浊积扇；成因分析；沉积模式；深凹区；泌阳凹陷

泌阳凹陷已进入高成熟勘探期，容易发现的油气藏日益减少，剩余待发现的油气藏隐蔽性增大。相对整个凹陷而言，深凹区的勘探程度较低，为实现河南油田老区勘探的持续稳定发展，必须扩展新的空间和领域，开展深凹区岩性油气藏勘探。近期，在深凹区钻探泌354井获高产油气流，说明深凹区具有良好的勘探前景，研究认为，该井钻遇三角洲前缘的滑塌浊积砂体。那么，深凹区核三上亚段滑塌浊积扇等有利砂体在平面上如何展布？纵向上如何演化？如何继续深化对深凹区的勘探，发现并成功勘探岩性油气藏？这些都是目前泌阳凹陷深凹区勘探亟待解决的问题，通过对深凹区核三上亚段浊积扇的成因进行分析，建立沉积模式，为该区勘探部署与评价提供依据。

1 地质概况

泌阳凹陷深凹区位于凹陷中部，东接梨树凹鼻状构造，南邻安棚鼻状构造，东北与下二门背斜毗邻，是泌阳凹陷的一个次级构造单元，是泌阳凹陷的沉积、沉降与生油中心（图1）。从古近系玉皇顶组到新近系平原组地层都有发育，是盆地中地层发育最全的地区。古近系核桃园组核三上亚段是泌阳凹陷的主要含油气层段，也是研究的目的层段，可细分为4个四级层序，自上而下为SQ1～SQ4。研究区整体为北西高南东低的构造格局，局部发育微幅度鼻状构造，与浊积砂体配置可形成构造－岩性油藏［1，2］。

图1 泌阳凹陷深凹区构造位置

2 深凹区浊积扇成因分析

泌阳凹陷深凹区核三上亚段发育的滑塌浊积扇是如何形成的？砂体是来源于北部的侯庄辫状河三角洲，还是来源于南部的近岸水下扇？这是一个颇有争议的问题。笔者研究认为，深湖区的滑塌浊积扇来源东北部的侯庄辫状河三角洲，具体证据如下。

2.1 岩性及沉积构造特征分析

核三上亚段滑塌浊积扇岩性一般由细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩组成，多呈正韵律，顶底与泥岩岩性突变接触；多发育块状层理、变形层理、波状层理及泥岩撕裂片、枕状构造、负荷模、液化构造等（图2）；由于为辫状河三角洲前缘的滑塌再搬运，砂体为分选很好的块状砂岩，部分保留有原生的沉积构造［3，4］。滑塌浊积扇沉积多夹于深灰色湖相泥岩中，与泥岩呈突变接触（图3）。

图2 深凹区滑塌浊积扇岩心特征

2.2 滑塌浊积扇与三角洲砂岩成熟度相近

砂岩成分和结构成熟度研究表明，东北侯庄辫状河三角洲砂岩与滑塌浊积扇砂岩具有良好的亲缘关系（表1）。沉积学研究表明，泌256井和泌296井核三上亚段为辫状河三角洲沉积，泌270井核三上亚段为滑塌浊积扇沉积。二者石英和长石的含量相似，泌256井石英含量平均值为43%，泌270井为45.6%。同样地，长石的含量分别为36%和48.2%，分选多为中等－好，磨圆为次棱－次圆，表明北东向的侯庄辫状河三角洲和滑塌浊积扇之间的亲缘关系。

表1 泌阳凹陷深凹区SQ3层序辫状河三角洲前缘与滑塌浊积扇岩性特征表

2.3 滑塌浊积扇与三角洲粒度概率曲线特征不同

泌154井核三段为典型的三角洲前缘沉积，粒度概率曲线为典型的两段式，以跳跃和悬浮总体为主，主要特征是跳跃总体粒度粗并且跳跃总体组分含量高，悬浮总体含量低，往往对应发育平行层理的厚层砂岩（图4），反映水动力条件较强的牵引流形成的水下分流河道的沉积特征［5］。

图3 泌阳凹陷泌365井核三段滑塌浊积扇钻、测井特征

程1井核三段具有典型的滑塌浊积扇沉积特征，粒度概率曲线具有 “低斜一段”式特征（图4）。粒度值跨度大，为0～4φ，跳跃和滚动总体不发育，悬浮总体占绝对优势，具有典型重力流的特征。反映了侯庄三角洲前缘向前滑塌时，沉积水流性质发生了变化，由牵引流向重力流转化，在搬运过程中，掺杂了较多的悬浮物质，造成了侯庄三角洲前缘沉积物与滑塌浊积扇沉积物粒度概率曲线的差异［6～8］。

2.4 透镜状地震反射与前积地震反射共存

三角洲明显的前积作用易造成其前缘沉积物发生滑塌，在其前方形成规模较小的浊积扇，分别响应于前积和透镜状地震反射。在地震剖面L419上，发育向南西倾斜的 “S”型前积反射（延伸约3km），在其前方湖盆中央方向发育3个透镜状地震反射，透镜体宽为0.5～1km，厚约几米。前积反射为侯庄辫状河三角洲前缘沉积，透镜状地震反射响应于滑塌浊积扇沉积。受沉积坡折带的控制，地形坡度发生变化，三角洲向前滑塌，形成具有透镜状地震反射的滑塌浊积扇（图5）。

图4 泌阳凹陷核三段辫状河三角洲前缘水下分流河道及浊流沉积粒度概率图

图5 泌阳凹陷深凹区核三段滑塌浊积扇反射特征（L419）

2.5 滑塌浊积扇分布受控于三角洲前缘的分布演化

从SQ1层序沉积相图可以看出（图6），东北方向物源供给充足时，侯庄三角洲向前推进快、朵叶向前延伸较远的时期，易形成数量多、面积相对较大的滑塌浊积扇。相反地，在东北部物源供给不充足时，侯庄三角洲向前推进慢、朵叶向前延伸不远，易形成数量少的滑塌浊积扇。工区中南部湖相沉积发育的大量滑塌浊积扇，展布方向以NE－SW向为主，NW－SE向为辅，展布形态基本为椭圆形、肾形，分布位置受控于辫状河三角洲主水道的位置，砂体的发育随着辫状河三角洲主水道的摆动而迁移。

图6 泌阳凹陷深凹区核三段SQ1沉积相平面分布图

2.6 湖平面下降有利于三角洲前缘滑塌浊积扇的形成

泌阳凹陷为一个南深北浅的箕状盆地，湖平面下降对北部斜坡三角洲前缘沉积物的影响较大，湖平面的突然下降使得三角洲前缘出露部分因浮力消失而不稳定，可产生局部滑塌。而南部水体较深，湖平面下降对水体深度影响不大，近岸水下扇沉积物仍处于湖平面以下，受到湖水浮力顶托作用，不易产生滑塌。另外，北部斜坡水体浅，湖平面下降时波浪对三角洲前缘沉积物作用力增强，可以强烈剥蚀和改造浪基面附近的三角洲前缘沉积，并在波浪的回流作用下进一步形成浊积砂体［9］；因此，湖平面的下降有利于无外界触发机制作用下三角洲前缘滑塌浊积扇的形成。

3 浊积扇沉积模式

根据上述沉积特征结合地质背景，建立了泌阳凹陷深凹区核三上亚段三角洲前缘－滑塌浊积扇的沉积模式剖面图（图7）。总结出滑塌浊积扇的形成机理：当核三上亚段侯庄三角洲沉积作用明显时，三角洲前缘沉积界面变陡，在重力作用、波浪作用、湖平面下降等地质诱导因素作用下，具有较陡沉积界面的三角洲前缘沉积物可向深水区滑塌，在三角洲前方的湖湘沉积中形成沉积物结构成熟度中等、分选较好、规模较小的、发育重力流沉积构造的系列滑塌浊积扇，构成具有成因联系的三角洲与滑塌浊积扇沉积体系［10，11］。

图7 泌阳凹陷核三上亚段沉积模式剖面图

4 结 论

1）深湖区的滑塌浊积扇来源东北部侯庄辫状河三角洲，多夹于深灰色湖相泥岩中，与泥岩呈突变接触，粒度概率曲线具有 “低斜一段”式特征，地震剖面上透镜状地震反射与前积地震反射共存。

2）三角洲向前推进快、朵叶向前延伸较远的时期，易形成数量多、面积大的滑塌浊积扇，距三角洲朵叶越近，数量越多、面积越大。

3）东北部三角洲前缘水体浅，湖平面的下降受到重力作用和波浪改造作用增强，有利于无外界触发机制作用下三角洲前缘滑塌浊积扇的形成。

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Genesis of Turbidite Fan and Depositional Model in the Upper Member of Eh3of Deep Area of Biyang Depression

LIU Zheng－feng，ZHU Jing－xiu，LIU Jian－feng（First Author's Address：School of Geosciences and Resources，China University of Geosciences，Beijing100083，China；Henan Petroleum Exploration Bureau，SINOPEC，Nanyang473132，Henan，China）

Through the research of lithologic combination，granularity analysis and seismic reflection characteristic in the deep area of Biyang Depression，it was considered that the slumping turbidite fan in the abyss was derived from Houzhuang braided delta，where lithology was dark grey and medium sandstone and fine sandstone，it was mainly of interlayer in the dark grey lake shale，was abruptly contacted with shale，and it had one section low－slope characteristics in granularity probability curve，with lens seismic reflection and progradation on the seismic section.The period when delta advanced fast forward and lobes extended farther away was a better time for forming the large quantity and volume of slumping turbidite fans.The water is shallow in northeastern delta front，in which exposures are instability due to buoyancy caused by the sudden falling down of lake surface，the local slump lake is produced.Wave was intensely eroded and the sediments of delta front around wave base plane were changed，and turbidity sand was further induced in the action of its reflux.Therefore，the falling down of lake surface is favorable for forming the flux－turbidite in delta front without outside trigger mechanism.

turbidite fan；genetic analysis；sedimentary mode；deep sag area；Baying Depression

TE121.3

A

1000－9752（2011）08－0016－05

2011－04－18

刘正锋（1972－），男，1998年西南石油学院毕业，高级工程师，博士生，现主要从事石油地质方面的科研与管理工作。

［编辑］ 宋换新