惠州凹陷古近系珠海组海相三角洲高分辨率层序地层学研究

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一、地质背景

珠江口盆地是中国南海北部最大的中新生代被动大陆边缘沉积盆地，由北向南可划分为北部断阶带、北部坳陷带、中央隆起带、南部坳陷带和南部隆起带五个北东向展布的大型构造单元(陈长民等，2003，图10-8)，各个构造单元又可划分为若干个次级凹陷和低隆起。研究区位于北部坳陷带，自东向西依次为珠一坳陷和珠三坳陷，惠州凹陷属于珠一坳陷中部更次级构造单元。研究区珠海组为一套砂、泥岩韵律互层的地层组合(图10-9)，砂岩中含有海绿石，并产有丰富的有孔虫、双壳类和海相沟鞭藻化石，为典型的海陆过渡相沉积(陈长民等，2003)。砂岩中反映中等-较高水动力条件的原生沉积构造非常发育，常见有底冲刷构造，正粒序层理、楔状交错层理、板状斜层理、槽状斜层理、平行和冲洗层理等，反映低流态的水平层理次之，而反映有较陡沉积坡度的滑塌变形层理和快速堆积作用的火焰状、沙球状、碟状构造及水成岩脉和微型同生断层等都较发育，并时可见到各种岩性、岩相突变面，大型水平、斜交和直立虫管与生物扰动构造，总体反映了以海相三角洲为主的三角洲-陆棚相沉积特征。

二、珠海组高分辨率层序地层划分与对比

(一)层序界面识别

层序界面识别是层序分析的关键。根据钻井岩心、测井和地震资料，在珠海组中可识别出层序界面和海泛面两类转换面，其中层序界面又可细分为三个不同层次和旋回级次的不整合面，各级次层序界面的识别有如下几个特征。

(1)大面积剥蚀面(或大型侵蚀冲刷不整合面)，发育在珠海组底部、中部和上部，在岩心中表现为侵蚀冲刷面，测井曲线上表现为突变面，地震剖面上表现为相对应的大型削截削蚀面(陈长民等，2003，图版Ⅵ-2)，成因与区域构造运动或海平面大幅度下降形成的冲刷侵蚀面有关，可作为长期基准面旋回层序底、顶界面;

(2)较大范围内的大型底冲刷面，岩心中表现为侵蚀冲刷面，测井曲线表现为突变面，地震上为一定范围的削截或超覆，成因与受气候和物源供给量变化的控制有关，此类侵蚀冲刷不整合面和与之对应的整合面可作为中期基准面旋回层序界面;

(3)局部小型侵蚀冲刷面和相关整合界面，受气候影响的可容纳空间与沉积物供给比值控制，属低级别的层序分界面。岩性剖面上表现为沉积物间歇暴露或局部冲刷作用、过路作用，或沉积物供应突然减小、终止等原因造成的小型间断面，在地震上不能识别，测井曲线上表现为单向移动的顶、底突变面或加速渐变面，如钟形曲线底部或漏斗形曲线顶部的突变位置，可作为短期基准面旋回的层序界面，珠海组广泛发育此类不整合界面;

(4)海泛面在岩心中表现为较纯的暗色泥、页岩段，测井曲线上具高自然伽马、低自然电位和电阻率及形状似直线段的特征。地震剖面中一般只能识别最大海泛面，表现为中强振幅的连续平行反射结构。

图10-8珠江口盆地构造分区和惠州凹陷位置图(陈长民等，2003)

(二)基准面旋回划分和基本特征

基准面旋回的划分主要有如下几个依据:①单一相物理性质的变化;②相序与相组合变化;③旋回叠加样式的改变;④地层几何形态与接触关系等沉积与地层特征。这些特征是对A/S比值变化的响应，记录了基准面的升降变化。采用这一层序级别划分原则，可将珠海组海相三角洲地层划分为2个长期、6个中期和18～24个短期三个级别的基准面旋回层序(图10-9)。

图10-9惠洲凹陷E井珠海组沉积相和高分辨率层序地层综合柱状图

1.短期旋回层序

惠州凹陷珠海组最常见的短期旋回相序有向上变“深”的非对称型、向上变浅的非对称型和向上变“深”复变浅的对称型三种结构类型(图10-10):

向上变“深”的非对称型此类型是珠海组中最为发育和最有利储层发育的结构类型，又可细分为低可容纳空间和高可容纳空间两种亚类型:

(1)低可容纳空间向上变“深”非对称亚类型:此亚类型一般由两期分流河道相互切割叠置构成，相类型简单，砂岩相对较纯，一般厚10m左右(图10-10中的A₁型);

(2)高可容纳空间向上变“深”非对称亚类型:此亚类型一般由水下分流河道砂岩、溢岸粉砂岩、河间洼地泥岩、泥质粉砂岩组成，微相类型丰富，岩性变化较复杂，单层砂体厚5～10m，且随着短期基准面的上升岩性变细，砂层厚度变薄(图10-10中的A₂型)。

图10-10惠州凹陷珠海组常见的短期基准面旋回结构和沉积微相演化序列

向上变浅非对称型此类型旋回内岩性有随着基准面下降逐渐变粗、单层砂体厚度逐渐增大、而泥质沉积含量减少的变化特点，砂体类型大多数为远砂坝向河口坝(或前缘席状砂)过渡的组合(图10-10中的B型)。

向上变“深”复变浅的对称型可细分为完全对称型(图10-10中的C₁型)、以上升半旋回为主的不完全对称型(图10-10中的C₂型)和以下降半旋回为主的不完全对称型(图10-10中的C₃型)三个亚类型。在此类型基准面旋回内，有随着基准面上升岩性变细、砂层变薄，而随着基准面下降岩性复变粗加厚的变化特点，对应的沉积微相为水下分流河道→水下天然堤→分流间湾(或前三角洲)→水下决口扇(或远砂坝→河口砂坝→前缘席状砂)的演化序列，砂岩主要发育于对称旋回的下部和顶部，相当于海泛面的中部和上部以泥岩和粉砂岩为主。

2.中期旋回层序

底冲刷面的性质和多个微相叠加组成的垂相演化序列是识别中期旋回的依据，研究区珠海组被识别出六个中期基准面旋回，依次命名为MSC1，MSC2，…，MSC6(图10-9)。各中期基准面旋回的沉积演化大多为:大型底冲刷面→三角洲前缘分流河道→分流间湾的相序，大多为反映中期基准面升、降过程为中等水深变化规模的海侵→海退过程。其上升半旋回主要由主动进积→加积→退积型短期旋回构成，伴随中期基准面上升和A/S比值逐渐增大过程，砂岩厚度向上减小，粒度变细，物性变差，由连续叠置砂体逐渐变为横向延续性变差的透镜状孤立砂体。中期下降半旋回主要由加积→强迫进积型短期旋回构成，伴随中期基准面下降和A/S比值逐渐减小过程，砂岩厚度向上加大，粒度变粗，物性变好，砂体的几何形态由透镜状逐渐过渡为条带状和层状，横向连续性变好，局部呈连片席状分布。

3.长期旋回层序

珠海组被识别出两个长期旋回层序，依次命名为LSC1和LSC2(图10-9)。两个长期旋回的沉积演化序列基本一致，自下而上为:区域性底冲刷面→三角洲前缘→前三角洲→远砂坝和河口坝，具有比中期旋回更大规模的区域性海侵→海退旋回性，其上升和下降半旋回结构与砂体分布规律与中期旋回具有很大相似性，仅以其发育规模更大而已。

(三)高分辨率等时地层格架

根据旋回等时对比法则，以单井剖面各级次基准面旋回划分为基础，以基准面上升转为下降或由下降转为上升的转换面为优选等时地层对比位置进行联井剖面对比，建立珠海组高时间精度分辨率的等时地层格架，并对地层格架中的砂体进行劈分和等时追踪对比(图10-11)，为进一步的层序-岩相古地理编图和储集砂体预测和评价奠定了基础。

三、层序-岩相古地理演化和砂体分布规律

在建立珠海组高分辨率等时地层格架及格架内砂体劈分和等时对比的基础上，选择长期基准面上升和下降相域为等时地层单元编制层序-岩相古地理图(图版Ⅶ)，对长期基准面旋回过程中的古地理面貌和砂体分布特征进行分析，结果表明砂体分布规律与基准面升降变化的关系非常密切。图版ⅦA为两个长期基准面的沉积体系域演化过程情况，图版ⅦB为长期基准面过程的砂体分布情况。从此图中不难看出层序-岩相古地理演化和砂体分布规律有如下几个特点。

(一)LSC1上升相域层序-岩相古地理和砂体分布

该相域惠州凹陷西部至北部为一个连续发育的、规模巨大的三角洲裙带沉积区，水下分流河道砂体非常发育，均是有利的储层发育相带，南部由两个自南东向北西延伸的三角洲组成的裙带沉积区，也是有利的储层发育带，而凹陷的其他部位为前三角洲-浅海陆棚沉积环境，不利于储层发育。

(二)LSC1下降相域层序-岩相古地理和砂体分布

该相域继承了上升相域时期的相带展布格局和基本特征，但在凹陷北部的G井区一带因受大幅度的海平面下降影响发生暴露，形成局部的侵蚀缺失区，向盆地方向延伸的三角洲规模较前期大幅缩小，龟缩在A、B、D、E和J等井区，因水下分流河道不太发育而不太有利于储层发育。

(三)LSC2上升相域层序-岩相古地理和砂体分布

该相域在基准面总体处于上升状态的背景中，由于受LSC1基准面下降期惠州凹陷北抬南断的构造伸展活动影响，凹陷西部的A井区三角洲沉积体系大幅度向南东方向延伸，并将前期发育在南部的J井区的三角洲兼并，形成斜跨整个凹陷中西部和南部的规模巨大的三角洲沉积体系，水下分流河道发育，为最有利于储层的发育区，而凹陷北部的G和F井区一带为陆棚暴露剥蚀区，缺失下降相域的沉积记录，其他地方则以发育前三角洲-浅海陆棚沉积体系为主，为不利储层发育区。

(四)LSC2下降相域层序-岩相古地理和砂体分布

该相域完全继承了上升相域的层序-岩相古地理格局，所出现的差别主要为凹陷中偏西南部的三角洲沉积体系发育规模明显缩小，砂体厚度减薄，泥质夹层增多，因此不太有利于储层发育。凹陷的北部一带仍为大面积的陆棚暴露剥蚀区，下降相域的沉积记录未得到保存，且凹陷东部K井区也开始出现小面积陆棚暴露剥蚀区。

图10-11 惠州凹陷珠江组高分辨率层序地层格架及地层格架中的砂体展布图

四、结论

惠州凹陷古近系珠海组海相三角洲体系可以划分为 2 个长期，6 个中期，18 ～ 24 个短期旋回层序，在此基础上建立等时地层格架和在地层格架中对砂体进行劈分与等时追踪对比，有效地提高了小层砂体分布规律的描述精度; 储层主要发育于中、长期基准面上升半旋回相域下部的水下分流河道和河口坝砂体中，这些砂体与前三角洲泥岩呈指状交叉接触关系，具备优越的生储盖组合条件，对形成岩性油气藏非常有利。

对惠州凹陷古近系珠海组海相三角洲前缘沉积体系开展高分辨率层序地层学特征研究，不仅大大提高了预测储集层、隔层的准确性，更有效地识别隐蔽油气藏，特别是地层-岩性油气藏，而且丰富了高分辨率层序地层学理论体系的研究内容。

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