松辽盆地北部西斜坡嫩江组一段S1砂组沉积体系分析

徐德英 （中国地质大学 （武汉）资源学院，湖北 武汉430074 中国石油天然气股份有限公司冀东油田分公司，河北 唐山063004）

梁江平 （大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆163712）

辛仁臣 （中国地质大学 （北京）海洋学院，北京100083）

松辽盆地北部西斜坡嫩江组一段S1砂组沉积体系分析

徐德英 （中国地质大学 （武汉）资源学院，湖北 武汉430074 中国石油天然气股份有限公司冀东油田分公司，河北 唐山063004）

梁江平 （大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆163712）

辛仁臣 （中国地质大学 （北京）海洋学院，北京100083）

综合利用286口探井的岩心、录井及测井资料，通过详细的沉积学分析，查明了松辽盆地北部西斜坡嫩江组一段发育的砂体是湖底扇。嫩江组一段S1砂组沉积时期，湖岸线在盆缘坡折附近波动时，受盆缘陡坡的控制，在西部斜坡形成了分布较为广泛的湖底扇。这种湖底扇的沉积特征是砂岩层夹在厚层暗色泥岩中，上下均呈突变接触关系。单层厚度大于2m的厚层砂体在平面上沿直线呈串珠状分布，为碎屑流成因；薄层砂体在平面上呈朵状分布，为浊流成因。

松辽盆地；嫩江组一段；沉积体系；湖底扇

近20年来，深海扇体系的研究取得了丰富的成果［1～3］，并极大地促进了深水油气勘探。陆相盆地是我国重要的含油气盆地类型，在断陷湖盆发现了大量湖底扇［4，5］。冯志强等［6］在大庆长垣嫩江组一段湖相泥岩中首次发现了发育完整的湖底水道系统，这一发现为在盆地中央坳陷区湖相泥岩中寻找油气储层提供了新的勘探思路。综合利用286口探井的岩心、录井及测井资料，通过详细沉积学分析，查明了松辽盆地北部西斜坡嫩江组一段S1砂组湖底扇的特征与分布。嫩江组一段S1砂组湖底扇砂岩包裹在巨厚的暗色泥岩中，具备良好的岩性圈闭形成条件。因此，对嫩江组一段湖底扇的研究不仅对深入了解大型陆相坳陷湖盆的沉积过程具有极其重要的意义，而且对于松辽盆地的油气勘探都具有重要意义。

1 地质背景

松辽盆地位于中国东北部，总面积逾287000km2，呈NNE向展布，属于天山－兴蒙海西褶皱带的一部分，基底为古生代和前寒武纪的变质岩系及火成岩系；沉积盖层主要由中、新生代碎屑沉积岩系组成，最大厚度逾万米。中生代地层自下而上发育有火石岭组、沙河子组、营城组、登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组及明水组。火石岭组、沙河子组、营城组地层沉积时期为典型的断陷期，泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组及明水组地层沉积时期为拗陷期，而登娄库组沉积时期处于盆地断坳转化时期。在青山口组到嫩江组沉积时期，松辽盆地处于深水坳陷湖盆阶段［7，8］。拗陷期，松辽盆地构造上划分为西部斜坡区、北部倾没区、中央坳陷区、东北隆起区、东南隆起区和西南隆起区6个一级构造单元［7］，西部斜坡区长期发育多级湖盆坡折带［8］。研究区为西部斜坡区的中北部，面积约2×104km2，总体上为向东南缓倾的单斜构造，已钻井280余口，钻井控制程度高。

大量研究成果表明，深水坳陷湖盆阶段的青山口组和嫩江组沉积时期，松辽盆地经历了2次大规模的湖侵，形成了青山口组和嫩江组沉积期水域宽阔的松辽深水坳陷湖盆。在深水坳陷湖盆阶段，松辽盆地的湖平面变化曲线表现为明显的两进一退特征［7～15］。嫩江组一段为第2次大规模湖平面上升时期形成的地层 （见图1）。

嫩江组一段S1砂组沉积时期，湖平面上升至松辽盆地盆缘坡折带附近，湖岸线在盆缘陡坡带波动，为松辽盆地嫩江组一段湖底扇的发育提供了条件。从而形成嫩江组一段S1砂组以滨浅湖、深湖－半深湖、湖底扇为主要相带的沉积体系格局。

图1 松辽盆地青山口组－嫩江组地层综合柱状图

2 沉积体系类型和特征

嫩江组一段S1砂组总体厚度在40m左右，发育的沉积相类型有湖泊相和湖底扇相。

2.1 湖泊相

湖泊相中可识别出滨浅湖、深湖－半深湖2个亚相。滨浅湖亚相发育于嫩江组一段S1砂组的底部，主要为滨浅湖混合滩沉积微相，岩性为灰色泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩，自然电位曲线呈指状；半深湖－深湖亚相在嫩江组一段S1砂组占绝对优势，岩性为厚层深灰色、黑色泥岩，自然电位为正电位、高幅值，电阻率值较低，电阻率测井曲线平直，幅值变化小 （见图2）。

2.2 湖底扇相

湖底扇相可识别出内扇和外扇2个亚相。内扇亚相以碎屑流沉积为主，碎屑流是密度相对较高的重力流，岩性主要为中砂岩、细砂岩和粉砂岩，测井曲线具有低自然电位、高电阻的特征，单层砂岩厚度较大，最大单层砂岩厚度大于2m。外扇亚相以浊流沉积为主，浊流是密度相对较低的重力流，岩性以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩薄互层为特征，电阻率测井曲线呈锯齿状，单层砂岩厚度较小，最大单层砂岩厚度多在1m左右 （见图2）。

由于湖底扇是阵发性重力流事件沉积，湖底扇砂岩与其下伏和上覆深湖－半深湖暗色泥岩可呈突变接触关系。湖底扇砂岩多呈块状，砂岩内部不发育纹层 （见图3），具有重力流块体搬运、沉积的特征。

图2 杜22井嫩江组一段S1砂组层序地层分析

图3 S1砂组纯净砂岩岩心照片

3 沉积体系空间分布特征

3.1 沉积体系平面分布特征

嫩江组一段S1砂组的沉积体系平面分布总体上以深湖－半深湖沉积为主，广泛发育于研究区中东部地区。滨浅湖沉积分布于西部和西北部边缘。研究区西北部富62井北侧，滨浅湖亚相带分布极其狭窄，湖底扇发育区几乎与嫩江组一段S1砂组地层超覆边界 （即湖岸线）相接，反映了研究区西北部富62井北侧为一陡坡，即物源区以陡坡与湖盆相接 （图4）。

湖底扇呈朵状发育于研究区中东部的深湖－半深湖背景之上。湖底扇由碎屑流和浊流2种重力流沉积物组成。

碎屑流堆积形成的砂体分布范围较小，呈直线状、串珠状或条带状分布 （见图4），展示了碎屑流是在重力及重力惯性作用下沿近直线轨迹搬运，并在搬运路径上断续或连续沉积。砂质碎屑流具有沿直线搬运和串珠状或条带状堆积的特征已被物理模拟试验证明［16］。碎屑流沉积发育区不仅砂岩累计厚度大，而且单层厚度也较大，多在2m以上，砂质一般较为纯净，表明砂质碎屑流在水下搬运过程中经历了一定的淘洗作用。因此，深湖－半深湖背景上发育的湖底扇中的碎屑流沉积是良好的油气储层。

浊流是由碎屑流稀释、演化而形成的，浊流携带的碎屑堆积形成砂体。湖底扇浊流沉积物砂岩累计厚度小，且砂岩单层厚度也较小，最大不超过2m，多数小于1m。但湖底扇浊流沉积分布范围较广，呈朵状分布 （见图4）。

图4 松辽盆地北部西部斜坡S1砂组沉积相图

3.2 湖底扇的剖面分布特征

嫩江组一段S1砂组的湖底扇是夹在厚层暗色泥岩中的一组砂岩。在剖面上，湖底扇砂体呈长扁透镜状，具有多期叠覆的特征 （见图5）。早期重力流形成的湖底扇砂体在远源的深湖－半深湖区的低洼地带堆积，后期重力流形成的湖底扇砂体在近源的深湖－半深湖区堆积。并使远源地带的深湖－半深湖区形成沉积高地。由于这种沉积高地阻碍了近物源陡坡带形成的重力流向远源半深湖－深湖区运动，造成重力流在近源半深湖－深湖区沉积。

4 结 论

1）松辽盆地北部西斜坡嫩江组一段S1砂组为受盆缘陡坡控制的湖底扇砂体。

图5 松辽盆地北部西部斜坡嫩江组一段S1砂组在剖面上的分布

2）砂体由碎屑流和浊流沉积组成。碎屑流堆积形成的砂体，单层厚度较大，分布范围较小，呈直线状或串珠状分布；浊流携带的碎屑堆积形成的砂体，单层厚度一般较小，分布范围较广，呈朵状分布。

关于松辽盆地北部西斜坡嫩江组一段S1砂组砂岩的成因，另外有浅湖砂坝和水下河道不同成因的解释。但用浅湖砂坝难于解释夹在厚层黑色泥岩中砂的来源。根据单个探井所揭露的砂体垂向上粒度变化较小、与下伏泥岩突变接触、钟形或箱形自然电位测井曲线特征，认为很可能是水下河道，但难于解释薄层砂朵状分布、较厚层砂直线状、串珠状分布的砂体平面分布规律。笔者认为直线状、串珠状分布较厚层砂是高密度的砂质碎屑流沉积，而朵状分布薄层砂是碎屑流在水下搬运过程中稀释扩散形成的浊流沉积。

研究得到大庆油田有限责任公司勘探开发研究院、勘探分公司领导和同行的大力支持，在此致以衷心的感谢。

［1］Weimer P，Link M H.Seismic facies and sedimentary processes of submarine fans and turbidite systems ［M］.New York：Springer－Verlag，1991.440～458.

［2］Mattern F.Ancient sand－rich submarine fans：depositional systems，models，identification，and analysis ［J］.Earth－Science Reviews，2005，70：167～202.

［3］Wynn R，Bryan T，Peakall J.Sinuous deep－water channels：Genesis，geometry and architecture ［J］.Marine and Petroleum Geology，2007，24：341～387.

［4］李慧勇，辛仁臣，李强，等.黄河口凹陷A区古近系沙河街组三段沉积相 ［J］.古地理学报，2007，9（1）：25～32.

［5］彭勇民，黄捍东，罗群，等.泌阳凹陷毕店地区核三段湖底扇与重力流沉积 ［J］.岩石矿物学杂志，2008，27（1）：32～38.

［6］冯志强，张顺，解习农，等.松辽盆地嫩江组大型陆相坳陷湖盆湖底水道的发现及其石油地质意义 ［J］.地质学报，2006，80（8）：1226～1232.

［7］高瑞祺，蔡希源.松辽盆地油气田形成条件与分布规律 ［M］.北京：石油工业出版社，1997.

［8］辛仁臣，王英民.松辽盆地北部青山口－姚家组西部坡折带成因及演化 ［J］.地球科学，2004，29（5）：621～624.

［9］梁江平，王丽静，李慧勇，等.松辽拗陷深水湖盆层序地层格架及地层圈闭分布模式 ［J］.大庆石油学院学报，2007，31（1）：8～11.

［10］蒋鸿亮，张明学，霍玲.松辽盆地北部泰康地区萨尔图油层二、三砂组沉积微相特征 ［J］.大庆石油学院学报，2006，30（3）：14～16.

［11］黄清华，谭伟，杨会臣.松辽盆地白垩纪地层序列与年代地层 ［J］.大庆石油地质与开发，1999，18（6）：15～17.

［12］侯读杰，冯子辉，黄清华.松辽盆地白垩纪缺氧地质事件的地质地球化学特征 ［J］.现代地质，2003，17（3）：311～317.

［13］黄福堂，迟元林，黄清华.松辽盆地中白垩世海侵事件质疑 ［J］.石油勘探与开发，1999，26（3）：401～407.

［14］辛仁臣，蔡希源，王英民.松辽坳陷深水湖盆层序界面特征及低位域沉积模式 ［J］.沉积学报，2004，22（3）：387～392.

［15］蔡希源，辛仁臣.松辽坳陷深水湖盆层序构成模式对岩性圈闭分布的控制 ［J］.石油学报，2004，25（5）：6～10.

［16］Ilstada T，Elverhbia A，Issler D，et al.Subaqueous debris flow behaviour and its dependence on the sand/clay ratio：a laboratory study using particle tracking ［J］.Marine Geology，2004，213：415～438.

Depositional System of K2n1S1Sand Group in the West Slope of Northern Songliao Basin

XU De－ying，LIANG Jiang－ping，XIN Ren－chen（First Author's Address：College of Earth Resources，China University of Geosciences，Wuhan430074，Hubei，China；Jidong Oilfield Company，CNPC，Tangshan063004，Hebei，China）

The data of cores，log and well logging of 286wells were integrally used，through sedimentology analysis in detail，it was clarified that the sand bodies in K2n1S1Sand Group in the west slope of Northern Songliao Basin were caused by lake－floor－fan.During its depositional period，the lake－shore－line is fluctuated near the slope break of the basin margin，and it is controlled by the margin steep slope，the wide distribution of lake－floor－fan is formed in west slope.The depositional characteristics of the sandstones are the interlayers in darkness mudstones，and the bottom and top surfaces are sharply changed，thicker sandstones（more than 2m）are distributed in shape of string of beads，which is the genesis of debris flow，and the thinner sand bodies are distributed in shape of large lobe，which is formed by turbidity flow.

Songliao Basin；K2n1；depositional system；lake－floor－fan

TE121.3

A

1000－9752（2011）06－0011－05

2011－04－13

国家自然科学基金项目 （40272057）。

徐德英 （1963－），男，1986年大学毕业，高级工程师，博士生，现主要从事油气勘探方面的研究和科技管理工作。

［编辑］ 宋换新