东海盆地某油气田A井P层沉积体系研究

金 艳，傅 强

（1.上海石油天然气有限公司，上海 200041；2.同济大学海洋与地球科学学院，上海 200092）

东海盆地某油气田A井P层沉积体系研究

金 艳1，傅 强2

（1.上海石油天然气有限公司，上海 200041；2.同济大学海洋与地球科学学院，上海 200092）

东海盆地某油气田A井钻遇古近系平湖组P层为一套灰绿色含砾细砂岩。对此层中的微量元素、古生物资料、粒度特征以及测井资料的分析表明：沉积物中的硼元素含量较低，Sr/Ba比值小于1，Fe/Mn比值远大于5，这些指标反映沉积水体为淡水；同时，Ni/Co比值大多数介于2.5～5之间，而V/Ni比值大于1，指示研究层位沉积于还原环境中。该层沉积物中，蕨类孢子含量极高，花粉组合以阔叶类木本为主，且含较多喜暖湿针叶类花粉，说明当时盆地周边区域气候大致相当于现代亚热带气候，较温暖且偏湿润。A井P层中，砾石具近源快速堆积特征，泥岩属较深水沉积，岩层粒度具浊积岩特征；结合空间岩性展布状况可以判断，P层沉积相属于温暖湿润气候下的淡水近岸水下扇相。

东海盆地；平湖组；微量元素；孢粉；近岸水下扇相

A井位于东海盆地西斜坡平湖油气田八角亭构造西部（图1），八角亭构造区位于平湖油气田西北部，为该区相对高的部位。本区具有近源沉积的特点，西部边界为平湖大断层，东部边界为放一断层和放二断层，构造区北部和南部发育几条规模较小的断层[1]。平湖构造带的新生代地质构造演化经历了裂陷—坳陷—区域沉降阶段，接受了一套巨厚沉积[2]。始新世时期，在张扭应力场的作用下，平湖组主要发育与断层活动有关的断背斜、断鼻、断块等构造圈闭。本次研究利用沉积学理论与岩心描述技术，结合钻井岩心、薄片、测井、地震、古生物及地化分析等资料，综合判别A井平湖组P层沉积环境，分析沉积体系的发育规模、沉积相带的变化规律及储层的展布范围等，为进一步研究P层有利相带发育分布规律及油气预测奠定地质基础。

图1 某油气田P层构造图

1 沉积环境判别标志

1.1 微量元素判别沉积环境

在沉积过程中，沉积物与介质之间存在着复杂的地球化学平衡，如沉积物与介质之间的物质交换，沉积物对某些元素的吸附等。这种交换或吸附作用除与元素本身的性质有关外，还受到一系列环境物理化学条件的影响，在不同环境中，元素的分散与聚集的规律也不相同[3]。有些元素在海洋沉积物中含量较高，而有些则在大陆沉积物中含量较高；有些元素能反映出沉积时所处环境为氧化环境还是还原环境。对照国际上主要采用的微量元素指标（表1），对A井平湖组P层10块样品的化验数据（表2）进行了分析，并依此对沉积时的环境条件进行了重建。

1.1.1 硼元素

沉积岩中硼（B）的质量分数以及m（B）／m（Ga）值的高低与古湖盆水介质盐度的高低密切相关。水体盐度越高，硼质量分数越大，两者间存在线性关系，因此硼质量分数能用作古盐度指标。但硼质量分数的多少不能区分是咸化湖泊还是海相沉积。通常海相的硼含量大于1 000 μg/g，成盐泻湖的硼含量为1 000 μg/g，而湖相的硼含量最低。A井所测样品中B的质量分数均小于100 μg/g，能较肯定的判断当时的沉积发生在淡水环境中。

表1 元素地球化学指标的指示意义

表2 A井P层10块样品的主要微量元素分析

1.1.2 B/Ga比值

一些研究认为：样品的B/Ga小于1.5为淡水环境，B/Ga=5～6为近岸海相，B/Ga大于7为海相。本研究中半数样品的B/Ga比值大于5，更偏向于近岸海相。

1.1.3 Sr/Ba比值

淡水与咸化湖水（海水）相混时，淡水中的Ba2+与咸化湖水（海水）中的SO42-结合生成BaSO4沉淀，而SrSO4溶解度较大，它可以继续迁移到盐湖中央（远海），再通过生物作用沉淀下来，所以Sr/Ba值是随着远离湖（海）岸而逐渐增大的，Sr/Ba值能定性的反映介质古盐度，通常认为，Sr/Ba比值大于1为咸水介质，Sr/Ba比值小于1为淡水介质。除3 477.32 m（斜深）的一个样品以外，其他9个样品的Sr/Ba比值均小于1，说明沉积介质为淡水。

1.1.4 Fe/Mn比值

元素铁和锰在沉积过程中分异现象明显，在海洋环境随离岸距离的增加铁含量逐渐减少，而锰含量逐渐增加，因此Fe/Mn比值也是水体盐度划分的常用依据：Fe/Mn=1为正常盐度，Fe/Mn远小于1为咸水，Fe/Mn=5为淡水。A井P层样品的Fe/Mn比值远大于5，能较好的判定沉积环境为淡水。

1.1.5 Ni/Co比值

Ni/Co比值能较好地反映沉积环境的氧化还原特征：由于Co元素在氧化环境中相对富集，常造成Ni/Co的低值，在还原环境中，Ni/Co比值较高，Ni/Co值小于2.5为氧化环境，在2.5～5之间为缺氧（还原）环境，大于5为贫氧环境。A井所测的10个样品中有6个样品的Ni/Co比值大于2.5，更倾向于沉积环境为还原环境。

1.1.6 V/Ni比值

虽然钒和镍的地球化学行为较相近，都趋向于富集在含硫化物的沉积岩中，但它们的聚集系数却不相同。通常情况下，V/Ni值大于1为还原环境，而小于l为氧化环境。A井仅3 472.48 m（斜深）处的样品的V/Ni比值小于1，其余样品均大于1，由此可以比较明确的推断沉积时处于还原环境中。

综合分析和比较以上各个指标，判断A井所钻遇的平湖组P层沉积时处于淡水还原环境中。

1.2 孢粉特征判断古气候条件

A井P层共10个样品，其孢粉组合特征基本一致，以蕨类孢子为主，花粉较少。其中，花粉组合又以木本花粉占主导，针阔叶比例相当，未见草本花粉；从其类型来看，基本上属于现代我国南方的分布类型，比如油杉属、黄杞属、紫树科、木犀科、栎属等，又有少数偏北方属种，如椴树、苗榆和松属[4-6]。依此推断，沉积时期，盆地周边气候大致相当于现代温带偏亚热带气候，较为温暖。另外，木本占绝对优势而未见草本，说明当时气候相当湿润，这一点从极高含量的孢子，尤其是大量的海金沙孢以及粗网孢的出现，也有所反映。所以，从孢粉特征判断，本区P层在沉积期间整体上处于温暖潮湿环境。

2 沉积相特征

2.1 岩石碎屑成分

A井平湖组P层沉积时期处于裂陷湖盆形成初期，垂深2 879～2 957 m，沉积厚度达78 m。A井平湖组P层岩石中不稳定成分居多，以长石岩屑砂岩为主（图2，图3），长石质量分数小于30%，岩屑46%～89%，石英小于30%，显示出岩石成分成熟度、结构成熟度低。推测沉积碎屑没有经历长距离搬运，属于近源快速堆积的产物。

2.2 沉积结构及构造特征

岩心观察可见，砾石成分复杂，大小不均，磨圆、分选差，为次棱角、次圆状，可见直立砾石，杂乱堆积。其中一些大的砾石可能是沉积后经构造运动再旋回沉积形成。沉积构造为块状构造。岩心整体具近源快速堆积的特征，常见由重力流影响产生的小断层等。

图2 A井P层岩矿组分

图3 A井P层砂岩分类三角投点图（砂岩分类依据参考文献[7]）

浊积岩的结构特征在粒度的各项参数方面均有良好的反映。由于浊流的密度大、流速快，沉积物主要是以递变悬浮搬运为主，粒度概率曲线具两段式与三段式，粒级分布宽，各次总体间混合度大，跳跃总体体积分数高，分选很差（图4）。

在粒度分布C-M图上，数据点分布于牵引流沉积的OP段和PQ段与浊流沉积区，点的分布平行于C=M线，C值与M值始终成比例增加，属于粒序悬浮区，反映的也是重力流递变悬浮沉积为主的特点。电性特征比较独特，自然伽马曲线反映砂、泥岩幅度差异明显，以带微齿的箱型低值与微齿型中高值间互夹钟型高值，总体表现为正旋回特征（图4），其值：泥岩130～150 API，砂岩55～80 API。

2.3 沉积相分析

综上分析，我们可以判断出A井平湖组P层发育于温暖潮湿淡水环境下的近岸水下扇沉积体系，含扇中、扇端2种亚相（表3），进一步可细分为扇中水道、扇中侧缘、扇中前缘、浊积砂、扇端和湖相泥等6种沉积微相（图4）。其中，扇中主体的沉积厚度最大，主要为砾质砂岩，分选差，呈块状，具正递变层理，自然伽马曲线呈微齿化箱型；扇中侧缘主要为泥质砂岩，自然伽马曲线呈齿状指状；扇中前缘主要为含砾砂岩、细砂岩，底部有冲刷面等沉积构造，自然伽马曲线呈高幅指状；扇端主要为砂质泥岩，自然伽马曲线呈低幅齿状；湖相泥为深色质纯泥岩，自然伽马曲线呈指状；浊积砂以粉细砂岩为主，分选中等，为近岸水下扇中最均质的储层，自然伽马曲线呈中高幅指状。

图4 A井P层近岸水下扇单井相分析

需要指出的是，相对于重力流扇体的事件性短暂沉积，湖相沉积则长期伴随近岸水下扇的形成与分布，特别是在扇体沉积的间歇期，往往会在扇体之上形成披覆性的湖相泥沉积[8]。近岸水下扇砂砾岩体由多期扇体叠置形成，理论上，每一期扇体之间由于间洪期或季节的原因都存在披覆性的湖相泥沉积，扇中主体相带最容易受到后期扇体的改造，后期扇体在沉积过程中侵蚀掉前期扇中主体之上的泥质沉积，并直接叠加在前期扇体上，形成巨厚砂砾岩体，几乎没有明显的分期界面，从而导致不同期次砂砾岩体直接叠置的现象；在扇中前缘相带，不同期次扇体之间则可见比较明显的沉积界面甚至泥岩隔层；扇端部位泥岩隔层的保存最为完整，是扇体分期的重要依据。

表3 A井P层近岸水下扇相发育部位及特征

3 结论

（1）根据A井平湖组P层微量元素及孢粉组合特征判断，P层沉积于温暖潮湿的淡水还原环境。

（2）A井P层岩石成分成熟度、结构成熟度低，通过岩心观察表明砾石成分复杂，大小不均，磨圆、分选差，杂乱堆积，沉积物主要是以递变悬浮搬运为主，粒度概率曲线具两段式与三段式，粒级分布宽，各次总体间混合度大，跳跃总体体积分数高，在C-M图上，数据点主要分布于牵引流沉积的OP段和PQ段与浊流沉积区，结合测井及地震资料，将A井P层定为近岸水下扇相。

（3）A井平湖组P层近岸水下扇扇根亚相不发育。根据其岩性、电性及沉积特征，将其划分为扇中、扇端2种亚相，其中扇中主体、扇中前缘、浊积砂、扇端和湖相泥等沉积微相较为发育。

[1] 王伟，王锦程，李博．东海平湖油气田八角亭构造区H4段沉积展布特征和相模式研究[J]．地层学杂志，2011，35(4)：448-452．

[2] 胡惠娟．东海平湖构造带地质构造特征及含油气条件[J]．海洋石油，2003，23（1）：1-7．

[3] 邓平．微量元素在油气勘探中的应用[J]．石油勘探与开发，1993，20（1）：27-32．

[4] 王崇云，马绍宾，吕军，等．中国油杉属植物的生态地理分布与系统演化[J]．广西植物，2012，32（5）：612-616．

[5] 吴征镒，孙航，周浙昆，等．中国种子植物区系地理[M]．北京：科学出版社，2011．

[6] 周浙昆．中国栎属的起源演化及其扩散[J]．云南植物研究，1992，14（3）：227 -236．

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[8] 赵红兵，严科．近岸水下扇砂砾岩沉积特征及扇体分布规律[J].断块油气田，2011，18（4）：438-441．

中海油南海两油田成功投产

10月17日，中海油有限公司宣布，文昌19-1北油田和涠洲12-8西油田已于近期成功投产。文昌19-1北油田位于珠江口西部海域，现有3口生产井，该油田为中海油自营油田，拥有100%的权益。涠洲12-8西油田西区位于南海北部湾涠洲岛西南方向，该油田生产井数为5口，中海油拥有51%的权益，合作伙伴包括洛克石油（中国）公司、豪信（北部）石油有限公司及澳大利亚石油有限公司。预计两油田将在今年达到高峰产量。

摘编自《中国化工报》2013年10月23日

Study on Sedimentary System of P Formation in Well A in Oil and Gas Field of East China Sea

JIN Yan1, FU Qiang2

（1. Shanghai Petroleum Co. Ltd., Shanghai 200041, China;2. School of Ocean and Earth Sciences, Tongji University, Shanghai 200092, China）

Pinghu formation in Paleogene, consisting mainly of grayish green pebbly fne sandstone, was penetrated in A well in Xihu sag, East China Sea. Through analysis of trace elements, paleontological data, grain size characteristics and logging data, it is indicated that the content of boron is low, Sr/Ba ratio is less than 1, and Fe/Mn ration is far higher than 5, indicating that the sediments were deposited in fresh water. Meanwhile, the Ni/Co ratio is between 2.5～5 and the V/Ni ratio is higher than 1, indicating that sedimentary environment was reducing environment. In the sediments, spores are quite abundant, while the pollen of broad-leaved trees and warm/humid-preferring conifers dominates the pollen assemblages, that suggests the the regional climate was close to modern subtropical climate, it was warm and quite humid then. In the P formation of A well, the gravels are characterized by proximal and fast accumulation; the mudstones are relatively deep water deposits. The grain sizes have typical turbidite characteristic. Combined with the spatial distribution pattern of different rocks, it can be determinated that P formation is nearshore subsea fan sedimentary facies.

East China Sea Basin; Pinghu Fomation; trace elements; spore and pollen; nearshore subaqueous fan

TE121.3

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2013.04.019

1008-2336（2013）04-0019-05

2012-09-03；改回日期：2013-09-02

金艳，女，1988年生，硕士研究生，矿产普查与勘探专业。E-mail：yeye1988123@qq.com。