第42卷 第5期2023年 9月 地质科技通报B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g yV o l .42 N o .5S e p .2023陶文芳,葛家旺,雷永昌,等.转换斜坡型辫状河三角洲沉积特征:以珠江口盆地惠州凹陷始新统为例[J ].地质科技通报,2023,42(5):103-114.T a o W e n f a n g ,G e J i a w a n g ,L e i Y o n g c h a n g ,e t a l .D e p o s i t i o n a l c h a r a c t e r i s t i c s o f a r e l a y r a m p c o n t r o l l e d b r a i d e d d e l t a i c s ys t e m :A c a s e s t u d y i n t h e E o c e n e H u i z h o u S a g ,P e a r l R i v e r M o u t h B a s i n ,C h i n a [J ].B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ,2023,42(5):103-114.转换斜坡型辫状河三角洲沉积特征:基金项目:国家自然科学基金项目(41902124);构造与油气资源教育部重点实验室开放基金项目(2019-15);联合中海石油(中国)有限公司深圳分公司研究院生产性科研项目(S C K Y -2023-S Z -03)作者简介:陶文芳(1988 ),女,工程师,主要从事珠江口盆地油气勘探及石油地质综合研究㊂E -m a i l :t a o w f @c n o o c .c o m.c n通信作者:葛家旺(1988 ),男,副研究员,主要从事定量层序地层学及构造-沉积学方面的科研和教学工作㊂E -m a i l :g j w d d n @163.c o m©E d i t o r i a l O f f i c e o f B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y .T h i s i s a n o pe n a c c e s s a r t i c l e u n d e r t h e C C B Y -N C -N D l i c e n s e .以珠江口盆地惠州凹陷始新统为例陶文芳1,葛家旺2,雷永昌1,李旭彪2,朱筱敏3(1.中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳518054;2.西南石油大学地球科学与技术学院,成都610050;3.中国石油大学(北京)地球科学学院,北京102249)摘 要:珠江口盆地惠州凹陷始新世发育多个不同类型的转换斜坡(或称为构造转换带),位于惠州26洼和西江30洼之间的H Z 25转换斜坡控制并发育了一套大型近源辫状河三角洲体系㊂基于新处理的三维地震㊁钻(测)井㊁岩心及相关分析化验资料,详细分析讨论了转换斜坡型辫状河三角洲砂体沉积特征㊂研究表明,晚始新世时期气候炎热潮湿,东沙隆起通过H Z 25转换斜坡向惠州26洼输送充沛的物源碎屑,发育厚层辫状河三角洲成因砂体,粒度概率曲线和C -M 图显示典型牵引流态特征;砂岩以岩屑砂岩为主,岩性粒度较粗㊁分选差,磨圆度为棱角状-次棱角状;岩心显示多期次冲刷界面㊁高角度斜层理㊁楔状交错层理等强水流动力沉积构造及间断性正韵律㊂转换斜坡是物源水系主要的运输通道,辫状河三角洲向前推进距离约8k m ,整体形态为向北东方向展布的坨状或朵叶状㊂受控于转换斜坡古地貌格局,辫状河三角洲具有水动力强㊁距物源较近且物源供给充足的特征,砂地比平均值约52%㊂辫状河三角洲前缘砂体是优质储层发育带,转换斜坡及其控制的厚层优质砂体耦合形成良好的地层-岩性圈闭,是惠州凹陷深层主要勘探对象㊂研究区辫状河三角洲整体为一套低孔㊁低渗储层㊂辫状河三角洲前缘储层由于泥质杂基含量低,分选改造中等,以显孔-原生孔为主,孔隙连通性较好,是下一步油气优先勘探评价的对象㊂关键词:辫状河三角洲;沉积特征;转换斜坡;惠州凹陷;珠江口盆地2022-05-09收稿;2022-08-29修回;2022-10-03接受中图分类号:P 618.130.2 文章编号:2096-8523(2023)05-0103-12d o i :10.19509/j .c n k i .d z k q.t b 20220202 开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):D e p o s i t i o n a l c h a r a c t e r i s t i c s o f a r e l a y r a m p co n t r o l l e d b r a i d e d d e l t a i c s y s t e m :A c a s e s t u d yi n t h e E o c e n e H u i z h o u S a g,P e a r l R i v e r M o u t h B a s i n ,C h i n a T a o W e n f a n g 1,G e J i a w a n g 2,L e i Y o n g c h a n g 1,L i X u b i a o 2,Z h u X i a o m i n 3(1.R e s e a r c h I n s t i t u t e o f S h e n z h e n B r a n c h o f C N O O C C h i n a L i m i t e d ,S h e n z h e n G u a n g d o n g 518054,C h i n a ;2.C o l l e g e o f G e o s c i e n c e s a n d T e c h n o l o g y ,S o u t h w e s t P e t r o l e u m U n i v e r s i t y ,C h e n gd u 610050,C h i n a ;3.C o l le g e of G e o s c i e n c e s ,C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m (B e i j i ng ),B e i j i n g 102249,C h i n a )A b s t r a c t :[O b je c t i v e ]T e c t o n i c t r a n sf e r z o n e s (o r n a m e d a s r e l a y r a m p s )c a n h a v e a p r o f o u n d i m p a c t o n t h e Copyright ©博看网. All Rights Reserved.h t t p s://d z k j q b.c u g.e d u.c n地质科技通报2023年d r a i n a g e s c a t c h m e n t,s e d i m e n t d i s p e r s a l a n d r e s e r v o i r s d i s t r i b u t i o n p a t t e r n s;t h e y a r e a l s o i m p o r t a n t f o r h y d r o c a r b o n t r a n s p o r t a n d a c c u m u l a t i o n p r o c e s s e s.I t i s a h o t o b j e c t o f c u r r e n t r e s e a r c h i n t e r e s t t o s e d i-m e n t a r y g e o l o g i s t s a s w e l l a s p e t r o l e u m g e o l o g i s t s.A f e w d i f f e r e n t t y p e s o f t e c t o n i c t r a n s f e r z o n e s a r e o b-s e r v e d i n t h e E o c e n e H u i z h o u S a g,t h e P e a r l R i v e r M o u t h B a s i n,S o u t h C h i n a S e a.T h e H Z25a r e a l i n k i n g t h e H u i z h o u26a n d X i j i a n g30S a g s i s a t y p i c a l o v e r l a p p i n g t r a n s f e r z o n e t h a t c o n t r o l s t h e d e v e l o p m e n t o f a l a r g e s e t o f b r a i d e d-d e l t a i c s y s t e m.[M e t h o d s]B a s e d o n n e w l y a c q u i r e d a n d p r o c e s s e d h i g h-q u a l i t y3D s e i s m i c d a t a,t h r e e d r i l l i n g l o g s,c o r e s,a n d t h i n s l i c e s a r e u t i l i z e d t o d i s c u s s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e r e l a y r a m p-c o n t r o l l e d b r a i d e d d e l t a i c d e p o s i t s a n d r e s e r v o i r s i n t h i s p a p e r.[R e s u l t s]T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e L a t e E o c e n e c l i m a t e w a s r e l a t i v e l y h o t a n d h u m i d,a n d t h u s,a b u n d a n t t e r r e s t r i a l c l a s t i c a r e c o l l e c t e d a n d t r a n s p o r t e d f r o m t h e D o n g s h a U p l i f t s o u r c e a r e a v i a t h e H Z25r e l a y r a m p r o u t i n g s y s t e m.S u b s e q u e n t l y,a s e t o f t h i c k-b e d d e d b r a i d e d-d e l t a d e p o s i t s w a s d e p o s i t e d i n t h e H Z26S a g.T h e b r a i d e d d e l t a i c s a n d s t o n e s a r e g e n e r a l l y c o a r s e-g r a i n e d w i t h r e l a t i v e l y p o o r s o r t i n g a n d r o u n d n e s s.I t i s d o m i n a t e d b y m a i n l y l i t h i c s a n d s t o n e.T h e p a r t i c l e s i z e p r o b a b i l i t y c u r v e a n d C-M d i a g r a m d i s p l a y t y p i c a l m u l t i p l e t r a c t i o n f l o w c h a r-a c t e r i s t i c s.L a r g e-s c a l e c r o s s b e d d i n g,h i g h-a n g l e i n c l i n e d b e d d i n g a n d e x t e n s i v e s c o u r s u r f a c e s i n m u l t i-s t o r y f i n i n g-u p w a r d s c y c l e s a r e c o mm o n i n c o r e o b s e r v a t i o n s.I t i s i m p l i e d t h a t r i c h a n d h y d r o d y n a m i c t r a c t i o n f l o w r e g i m e s a r e d e v e l o p e d.T h e d r a i n a g e d i s p e r s a l p a t h w a y s a r e r e d i r e c t e d b y t h e i n t e r n a l t e c t o n-i c b e l t s w i t h i n t h e r e l a y r a m p,w h i c h a r e c h a r a c t e r i z e d b y a l a r g e-s c a l e b u t l o w-g r a d i e n t(l e s s t h a n3d e-g r e e s)p h y s i o g r a p h i c s l o p e.S t r o n g h y d r o d y n a m i c f o r c e s a s s o c i a t e d w i t h f a c i l i t a t e d d e l t a i c d r a i n a g e r e s u l-t e d i n a h i g h s a n d r a t i o o f a p p r o x i m a t e l y52%o n a v e r a g e.T h e m a x i m u m a d v a n c e m e n t o f t h e b r a i d e d d e l-t a i c s y s t e m i s a p p r o x i m a t e l y8k m,a n d i t s l o b e-l i k e g e o m e t r y i s s t r i c t l y r e o r g a n i z e d b y t h e s p e c i a l t e c t o n i c-g e o m o r p h i c p a t t e r n o f t h e r e l a y r a m p z o n e.[C o n c l u s i o n]T h e f r o n t a l d e p o s i t s o f t h e b r a i d e d d e l t a i c s y s t e mh a v e r e l a t i v e l y g o o d s a n d s t o n e s o r t i n g,a n d t h u s,t h e r e l e v a n t d e p o s i t s a r e c h a r a c t e r i z e d b y a h i g h e r p o r o s-i t y t h a n t h o s e o b s e r v e d i n t h e b r a i d e d-d e l t a p l a i n.T h e g o o d s t r a t i g r a p h i c-l i t h o l o g i c a l t r a p s c o n t r o l l e d b y t h e r e l a y r a m p c o u p l e d w i t h t h e m u l t i p l e s t a g e s o f t h i c k-b e d d e d b r a i d e d-d e l t a i c d e p o s i t s a r e m o s t i m p o r t a n t i n t h i s s t u d y a r e a,w h i c h c o u l d b e s e l e c t e d a s a n e x p l o r a t i o n p o t e n t i a l a r e a i n t h e f u t u r e.A d d i t i o n a l l y,t h e b r a i d e d d e l t a i c d e p o s i t s i n t h e s t u d y a r e a a r e m a i n l y d o m i n a t e d b y l o w-p o r o s i t y a n d l o w-p e r m e a b i l i t y r e s e r-v o i r s.T h e r e s e r v o i r i n t h e f r o n t a l a r e a o f t h e b r a i d e d d e l t a i c d e p o s i t s c o u l d b e a p r i o r i t y e x p l o r a t i o n a n d e-v a l u a t i o n t a r g e t f o r p e t r o l e u m r e s o u r c e s d u e t o i t s l o w m u d c o n t e n t a n d m i s c e l l a n e o u s b a s e s,m o d e r a t e s o r t i n g a n d g o o d p o r e c o n n e c t i v i t y.K e y w o r d s:b r a i d e d d e l t a;d e p o s i t i o n a l c h a r a c t e r i s t i c s;r e l a y r a m p;H u i z h o u S a g;P e a r l R i v e r M o u t h B a s i n R e c e i v e d:2022-05-09;R e v i s e d:2022-08-29;A c c e p t e d:2022-10-03变换带或传递带由D a h l s t r o m[1]在1970年研究挤压变形中褶皱-逆冲断层的几何形态时首次提出㊂M o r l e y等[2]在研究东非裂谷带过程中,在伸展构造体系中把变换带定义为保持区域伸展应变守恒而调节变形或位移的一种构造样式㊂G a w t h o r p e 等[3]的变换带涵义与M o r l e y等[2]类似,其分类含共轭和同向两种,分别代表倾向相反和倾向相对的正断层之间的位移转换构造(转换斜坡或者调节区域)㊂漆家福[4]认为构造转换带可归纳为同向未叠覆型(同向未叠覆线型㊁同向未叠覆凹型和同向未叠覆凸型)㊁同向传递型㊁同向叠覆型㊁对向叠覆型和平行型㊂此外,裂陷盆地中变换带依据构造单元的级别可分为一级变换带(一级构造单元之间的应力变换)及二级变换带(二级构造单元内部)[5-6]㊂转换斜坡(又称为 走向斜坡 )是伸展盆地中常见的一种转换带类型,是指两条相同倾向的正断层在其走向上叠覆而形成的强烈旋转区域[7-9]㊂转换斜坡会对入湖水系㊁沉积物分散方式及沉积结果产生深刻的影响㊂Y o u n g等[9-10]先后对埃及S u e z裂谷主控断层 T h a l断层自断层中心至分支断层间的转换斜坡处的层序地层学和沉积学进行了详细研究,认为转换斜坡可捕获充沛的水系,发育大型粗粒三角洲砂体㊂S o h n等[11]发现转换斜坡内部不同断裂部位,可同时形成吉尔伯特型三角洲以及浅水三角洲体系㊂活动水系对断层叠覆和硬连接的响应也是对转换带破坏这一构造样式的反映㊂T r u d g i l l[8]及M o u s t a f a[12]均以美国西部犹他州C a n y o n l a n d s地堑为例,研究了水系的变化与转换斜坡演化的相互关系,这对储层分布与质量的预测有重要意义㊂O f t e d a l等[13]研究了世界上最大的转401Copyright©博看网. All Rights Reserved.第5期陶文芳等:转换斜坡型辫状河三角洲沉积特征:以珠江口盆地惠州凹陷始新统为例换斜坡 H o l d W i t h H o p e 转换斜坡,发现转换斜坡的上部遭受剥蚀,下部局部沉降并发育粗碎屑三角洲前积体;其中粗碎屑单元的退积样式指示盆地水体逐渐加深㊂断陷盆地两条断层叠覆程度越高,转换斜坡的坡度越大,输送路径越受到断裂复杂的联接形式的影响㊂前人的研究表明,汇水面积增大形成大规模扇体或三角洲朵体,是油气的有利富集场所[14]㊂转换斜坡发育位置㊁地貌特征以及变换带与半地堑或次洼的组合关系对于沉积储层演化规律及关联性,是当前国际地学研究热点议题[15-18]㊂惠州凹陷位于珠江口盆地的东部,是重要的富生烃凹陷㊂珠江口盆地裂陷阶段受张扭性应力背景影响发育雁行式断裂体系,其中惠州凹陷古近系发育多个不同类型的转换斜坡[19-20]㊂这些变换带或转换带既有效地联结各相对独立的洼陷/次洼构造,又是物源进入湖盆的入口处㊂位于惠州26洼和西江30洼之间的H Z 25地区为一个典型的转换斜坡[21],是惠州凹陷面向古近系油气勘探重要试验地区;其中3口井(H A 1㊁H A 2和H A 3井)在文昌组钻遇了数十米厚的油层,两口井试油测试获得了良好产能,是目前勘探的重点靶区[22]㊂本研究以惠州凹陷H Z 25转换斜坡为研究对象,利用三维地震资料㊁3口钻(测)井㊁岩心及相关分析化验资料,重点讨论转换斜坡型辫状河三角洲体系的沉积及储集层特征,以期推动惠州凹陷古近系的油气勘探进程㊂1 区域地质概况惠州凹陷地处珠江口盆地的东北部和珠Ⅰ坳陷的中部,具有 隆凹相间斜列展布 的空间分布特征㊂惠州凹陷面积约1.0ˑ104k m 2,整体为N E E 走向,是珠江口盆地的优质油气区[23](图1)㊂珠江口盆地惠州凹陷先后经历了陆相㊁海相的沉积过程㊂裂陷期以陆相沉积为主,文昌组发育深湖相泥岩,是研究区的优质烃源岩[22];文昌组孢粉组合为栎粉(Q u e r c o i d -i t e s )-桤木粉(A l n i p o l l e n i t e s )-榆粉(U l m i po l l e n i -t e s ),其中被子植物占主导,且属种繁多,尤其是栎粉㊁榆粉和桤木粉含量较高[24-25]㊂除此之外,孢粉组分中出现大量温带阔叶落叶,以及热-亚热带常绿落叶阔叶植物,指示温暖湿润的亚热带气候㊂恩平组气候转凉[25],水体变浅,发育河湖㊁沼泽及三角洲沉积体系,岩性多为砂泥岩夹薄煤层㊂在坳陷期,盆地进入海相沉积期(图2)㊂H Z 25转换斜坡位于惠州凹陷西南部,由N E 走向控凹边界断层F 1和F 2控制(图1-c )㊂南部邻东沙隆起,连接惠州26洼东部和西江30洼西部区域(图1-b ),面积约100k m 2㊂图1 惠州凹陷地理位置(a )㊁构造纲要(b )和H Z 25转换斜坡井位和断层分布(c)F i g .1 T e c t o n i c l o c a t i o n (a )a n d s t r u c t u r a l o u t l i n e (b )o f t h e H u i z h o u S a g an d w e l l s a n d f a u l t d i s t r i b u t i o n (c )i n t h e H Z 25r e l a y r a m p2 物源区及转换斜坡特征白垩纪时期,受到太平洋板块俯冲的影响,东沙隆起处于挤压环境抬升剥蚀;始新世以来,由于太平洋板块俯冲后撤使得珠江口盆地处于拉张背景[26],惠州凹陷在强烈的伸展断陷作用下断裂持续活动㊂东沙隆起在此时期快速上升,剥蚀强烈,剥蚀量近2000m ,母岩主要为中酸性以及基性岩浆岩,风化剥蚀强烈[26],提供了充足的物源㊂古地貌深度等值线平面图或者立体图能够显示地貌单元形态,能够识别出物源及沟谷在空间上的展布[27-28]㊂基于测井㊁地震资料,采用构造回剥技术及层序地层学方法综合恢复的文昌组沉积前的古地貌图见图3-a ㊂沟谷和斜坡是东沙隆起物源进入惠州26洼的重要通道,水流顺着地势较低的断层连接处向低部位运输㊂H Z 25构造脊不仅分隔了西江30洼和惠州26洼,也对水流具有阻挡和调配的作用,其中砂体向N E 方向分散(图3-a)㊂转换带内部的沟槽分布及分叉方向能够精确地指示物源的推进方501Copyright ©博看网. All Rights Reserved.h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年图2 珠江口盆地惠州凹陷地层综合柱状图[22-24]F i g .2 C o m p r e h e n s i v e c o l u m n o f t h e H u i z h o u S a g,e a s t e r n P e a r l R i v e r M o u t h B a s i n 向及三角洲的形态,可以看出共存在4条沟谷(通道①~④),其中通道①规模最大,延伸方向为N E 向,通道②㊁通道③长度较短,通道④长度在2.5k m 左右;沟谷通道主要沿着构造脊向下分布,深度较浅㊂研究区前积地震相投影方向联合砂体厚度平面图(图3-b ,c ),可以确定水流方向为N E 方向㊂砂体厚度呈扇形形态向N E 方向分散,且线状厚砂体分布与沟谷负地貌具有良好对应关系(图3-b ,d )㊂通过以上砂体厚度和沉积体系形态分析,再次印证了转换斜坡砂体主要来源于南部的东沙隆起㊂因此,转换斜坡是盆外隆起区水系长期稳定入口,也是沉积物卸载的主要通道㊂3 转换斜坡近源辫状河三角洲的识别特征在对H A 1和H A 2井累计25m 长岩心精细观察描述基础上,综合铸体薄片㊁构造背景㊁地震反射特征㊁测井等资料研究,认为H Z 25转换斜坡文昌组沉积期发育典型的辫状河三角洲体系,其沉积特征如下㊂3.1近源低成熟砂岩为主体葛家旺等[29-30]基于文昌组砂岩100余块岩石薄片的分析认为该研究区辫状河三角洲岩石主要为含砾(砾质)岩屑砂岩㊁长石质岩屑砂岩㊂其中,岩屑类型复杂且含量高,平均体积分数约45%,多为硅质岩岩屑,含有少量花岗岩岩屑㊁泥岩岩屑㊂石英体积分数波动较大(5.8%~85.3%),平均体积分数为40%㊂长石(钾长石为主)体积分数为2.3%~36%,平均体积分数为14.5%㊂杂基主要包括黏土及泥质组分,平均体积分数约7.2%[29-30]㊂本次研究统计了砂岩的结构成熟度和成分成熟度,发现砂岩分选普遍为中等-较差,磨圆度大多为棱角状-次棱角状(图4)㊂砂岩成分成熟指数小于1,平均为0.89㊂总结起来,H Z 25转换斜坡三角洲砂体整体以低成熟岩屑砂岩为主,具有岩屑含量高的特点[30];对H A 2井主力砂体的3块重矿物样品分析可知,重矿物组合以白钛矿-锆石-石榴石为特征,可见榍石和辉石等不稳定矿物(图5);计算Z T R 指数平均值约为0.25,反映其近物源的沉积特征㊂601Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第5期陶文芳等:转换斜坡型辫状河三角洲沉积特征:以珠江口盆地惠州凹陷始新统为例a .转换带地貌及物源通道,物源主要是N E 向;b .砂体厚度等值线图;c .地震前积反射投影,前积优势方向为N E 向;d .能量半波长地震属性平面图,反映砂体分布形态图3 H Z 25转换斜坡古地貌-沉积体系-砂体含量对应关系F i g .3 C o u p l i n g r e l a t i o n s h i p b e t w e e n a n c i e n t l a n d f o r m -s e d i m e n t a r y s y s t e m -s a n d b o d y co n t e n t (c )i n t h e H Z 25r e l a y r a mp图4 惠州凹陷H Z 25转换斜坡文昌组砂岩分选性(a )与磨圆性(b)F i g .4 S o r t i n g (a )a n d r o u n d n e s s (b )o f t h e s a n d s t o n e s o f t h e W e n c h a n g F o r m a t i o n i n t h e H Z 25r e l a y r a m p ,H u i z h o u S ag图5 惠州凹陷H Z 25转换斜坡文昌组HA 2井三角洲砂岩重矿物组合F i g .5 H e a v y m i n e r a l a s s e m b l a g e s o f t h e d e l t a i c s a n d s t o n e s i n t h e W e n c h a n g Fo r m a t i o n o f t h e W e l l HA 2i n t h e H Z 25r e l a y r a m p ,H u i z h o u S a g3.2典型牵引流态粒度特征根据统计的粒度概率累计曲线,将其划分为一跳一悬式㊁两跳一悬式和三段式3种类型㊂跳跃总体(包括2个跳跃次总体)占主导,其曲线斜率为25ʎ701Copyright ©博看网. All Rights Reserved.h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年~45ʎ,分选性中等,滚动组分体积分数低于25%(图6-a ),表明辫状河三角洲分流河道水道沉积物受到冲流和回流的双重影响㊂岩心样品C -M 图主要发育O -P -Q -R 段,C 值为1850μm ,M 值为800μm ,分选中等-较差,滚动组分与悬浮组分相混合,反映了典型牵引流态沉积结果(图6-b)㊂图6 惠州凹陷H Z 25转换斜坡文昌组粒度概率累计曲线(a )和C -M 图(b )(HA 2井)F i g .6 C u m u l a t i v e p r o b a b i l i t y c u r v e (a )a n d C -M g r a p h (b )o f t h e W e n c h a n g Fo r m a t i o n (W e l l HA 2)i n t h e H Z 25r e l a y r a m p o f t h e H u i z h o u S aga .细砾岩,高角度交错层理:b .细砾岩,斜层理:c .含砾粗砂岩,块状层理;d .细砾岩,斜层理;e .粉砂岩,波状层理;f .含砾粗砂岩,高角度交错层理;g .细砾岩,交错层理;h .暗色块状泥岩;i .块状细砂岩;j.细砾岩,交错层理;k .具生物扰动的粉细砂岩;l .粗砂岩,高角度交错层理;m.细砾岩,斜层理㊁槽状交错层理及冲刷面;n .细砾岩及粗砂岩,冲刷面及正粒序;o .含砾粗砂岩,高角度斜层理图7 惠州凹陷H Z 25转换斜坡型辫状河三角洲沉积构造特征F i g .7 S e d i m e n t a r y s t r u c t u r e s o f t h e r e l a y z o n e c o n t r o l l e d b r a i d e d d e l t a i n t h e H Z 25r e l a y r a m p o f t h e H u i z h o u S a g3.3多期冲刷及间断性正韵律通过岩心观察可知其岩性以细砾岩㊁含砾粗砂岩㊁粗砂岩为主;发育多期次冲刷面,高角度斜层理㊁砾石叠瓦状㊁楔状交错层理㊁波状层理等强牵引流态成因层理类型,少见块状层理(图7,8)㊂砾岩含量偏高,砾石成分为石英岩屑,砾石大小为2mmˑ3mm~3mmˑ4mm ,砾石普遍呈顺层或叠瓦状定向排布㊂多期次冲刷叠置㊁间断性正韵律较为普遍,单个正韵律厚度介于0.2~4m ,底部见冲刷面㊁大型交801Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第5期陶文芳等:转换斜坡型辫状河三角洲沉积特征:以珠江口盆地惠州凹陷始新统为例错层理,其砾岩含量高并呈定向排列㊂由于所受的水动力强度㊁沉积过程有差别,在研究区发现2种间断性的正韵律: 有泥 间断正韵律㊁ 无泥 间断正韵律两类㊂无泥 间断正韵律出现在细砾岩㊁砾质粗砂岩㊁中细砂岩中,发育大型的楔状交错层理㊁斜层理㊂H A 1井段(3784~3789.9m ,岩心长5.9m )由至少6个厚度不一的正韵律构成,单个旋回厚度为0.8~1.5m ,代表多期水下分流河道沉积(图8)㊂底部发育砾岩冲刷面,砾石大小介于2m mˑ3m m~3m mˑ4m m ,多为顺层排列㊂正韵律的沉积序列从下部到上部表现为冲刷面㊁斜层理细砾岩/含砾粗砂岩㊁楔状交错层理中粗砂岩㊁细粉砂岩,揭示了辫状河道叠置冲刷无泥岩夹层的强水动力沉积成因㊂图8 惠州凹陷HA 1和HA 2井辫状河三角洲岩心素描图(岩心照片编号a ~o 详见图7)F i g .8 C h a r a c t e r i s t i c s o f s e d i m e n t a r y s e q u e n c e o f d r i l l i n g c o r e i n b r a i d e d d e l t a d e po s i t s o f W e l l HA 1a n d HA 2,H u i z h o u S a g有泥 间断正韵律多发育于三角洲前缘水下分流河道中,岩性以含砾粗砂岩㊁中砂岩㊁泥质粉砂岩为主,常见中型交错层理,例如H A 2井取心段(3753.6~3778.3m ,岩心长14.7m )发育多期 有泥 正韵律㊂自下部的细砾岩㊁含砾粗砂岩到上部的泥质粉砂岩,两个正韵律之间常发育灰色泥岩与粉砂质泥岩,泥岩厚度为0.5~2m (图8),上覆砂岩与下伏泥岩之间为冲刷接触关系㊂3.4典型斜交前积地震响应通过三维地震解释发现,斜交前积地震反射是研究区最主要的前积结构;斜交前积相是由多组相对高角度倾斜的地震同向轴向前叠置而成,地震相以多个同相轴㊁中-弱振幅㊁中等连续性的地震反射为特征(图9)㊂解释前积测线网展布面积约45k m 2,前积优势方向为N E 向(图3-c),也反映了水流沿着N E 向转换斜坡携带碎屑物入湖的过程,最大推进距离近8k m ㊂研究区钻井均钻遇该套文昌组斜交前积地震相(图9),钻井测井信息均显示岩性粗㊁砂泥比高㊁水道较为发育的特征,是坡度大㊁水流作用强㊁沉积速率较快的辫状河三角洲沉积响应㊂3.5砂体规模小且厚度巨大研究区文昌组发育的辫状河三角洲受构造地形㊁湖平面变化的影响,具有多期次性,受N E 向叠置转换斜坡的控制作用,来自东沙隆起的碎屑物向洼陷区推进速度快,沉积速率也快,辫状河三角洲砂体厚度大,最大厚度可达350m ,厚度中心位于H Z 26西次洼,靠近转换斜坡及沟槽砂体厚度较大(厚度60~200m )(图3-b ,d)㊂地形坡度缓-中等(坡度小于3ʎ),砂体推进距离不大(最远约8k m ),三角洲形态为朵叶状;总体上砂岩比例高,平均含砂率约52%㊂901Copyright ©博看网. All Rights Reserved.h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年图9 惠州凹陷H Z 25转换斜坡型辫状河三角洲地震反射特征(地震测线A -A '和B -B '位置见图3-c)F i g .9 S e i s m i c r e f l e c t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e b r a i d e d d e l t a i n t h e H Z 25r e l a y r a m p o f t h e H u i z h o u S a g4 辫状河三角洲亚相及垂向演化结合研究区构造背景㊁物源供给㊁岩心㊁测井和地震等资料的综合研究,将H Z 25转换斜坡控制的粗粒辫状河三角洲分为辫状河三角洲平原和辫状河三角洲前缘两个亚相㊂4.1辫状河三角洲平原亚相辫状河三角洲平原亚相可细分为辫状河道和泛滥平原2类微相,地震反射剖面上为强振幅席状反射特征,主要分布于靠近转换斜坡和沟谷附近(图3)㊂由于近物源区,水动力强,以辫状河道微相沉积为主,偶夹薄层煤及褐色泥岩层㊂显示岩性为砾岩㊁含砾粗砂岩及中粗砂岩,砂体与上下呈突变接触关系,发育有大型的槽状交错层理㊁斜层理和板状交错层理,多期次的辫状河道叠置冲刷,表现为向上变细的间断性正韵律特征,泥岩夹层少且薄,自然伽马曲线(G R )呈箱型或微齿化箱型(图10),砂层厚度大(20~35m ),泛滥平原微相平均含砂率约75%(56%~84%)㊂4.2辫状河三角洲前缘亚相辫状河三角洲前缘亚相发育泥岩㊁中细砂岩㊁粗砂岩和少量含砾粗砂岩,在地震剖面上以中-弱振幅低频中连续的前积反射为主,主要分布在H Z 26西次洼区域(图4),含砂率30%~50%㊂其可以分为水下分流河道㊁河口坝和席状砂微相㊂(1)水下分流河道微相水下分流河道微相是辫状河三角洲前缘的重要沉积单元,发育槽状交错层理㊁波状层理,有大量虫孔构造(图7)㊂砂体厚度为5~10m ,在垂向上表现为 有泥 间断正韵律,底部发育冲刷面,且发育定向排列的细砾岩,向上则为中厚层状粗砂岩㊁中细砂岩,夹泥质粉砂岩和泥岩,测井相以锯齿化箱型㊁钟型和复合钟型为代表(图10)㊂(2)河口坝微相河口坝岩性以中细砂岩为主和少量含砾砂岩㊂由于水下分流河道的迁移,河口坝常常受到改造或破坏㊂岩屑录井剖面自下而上表现为细粉砂岩㊁中砂岩㊁粗砂岩的反韵律(厚度3~7m ),自然伽马曲线多为复合漏斗型或者漏斗型(图10)㊂(3)席状砂微相录井显示席状砂粒度较细,以厚度较薄(0.5~2m )的细粉砂岩为主,上下均以较厚的泥岩过渡,测井相以低幅度的指型为特征(图10)㊂文昌组大型辫状河三角洲总体上表现为湖泊范围不断扩大的沉积序列,自下而上辫状河道和水下分流河道规模减小,河口坝和席状砂出现频率增大(图11),反映湖平面上升和可容纳空间持续增大的沉积过程㊂11Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第5期陶文芳等:转换斜坡型辫状河三角洲沉积特征:以珠江口盆地惠州凹陷始新统为例图10 惠州凹陷H Z 25转换斜坡文昌组辫状河三角洲测井相特征F i g .10 L o g g i n g f a c i e s o f b r a i d -r i v e r d e l t a i c s y s t e m s o f t h e W e n c h a n g F o r m a t i o n i n t h e H Z 25r e l a y r a m p o f t h e H u i z h o u S ag图11 惠州凹陷H Z 25转换斜坡型辫状河三角洲沉积微相演化剖面图(C o r e A 1和C o r e A 2岩心描述见图8)F i g .11 C r o s s s e c t i o n o f t h e m i c r o f a i c e s e v o l u t i o n o f t h e b r a i d e d d e l t a s y s t e m i n t h e H Z 25r e l a y r a m p o f t h e H u i z h o u S a g5 辫状河三角洲沉积与储集层的关系5.1储集层孔渗特征对研究区文昌组岩心样品的物性分析表明,孔隙度平均值为12%,71%样品的孔隙度分布在8%~16%区间(图12-a );渗透率分布区间为0.037ˑ10-3~184ˑ10-3μm 2,平均值为7.11ˑ10-3μm 2,占样品总数61.7%的渗透率集中于1ˑ10-3~10ˑ10-3μm 2区间(图12-b)㊂研究区辫状河三角洲整体为一套低孔㊁低渗储层㊂H A 1井三角洲平原孔隙度分布在4.8%~16.1%,平均值为9.4%,渗透率平均值为4.4ˑ10-3μm 2;三角洲前缘平均孔隙度14%(范围为4.2%~18.5%)和渗透率平均值为8.8ˑ10-3μm2(范围为0.037ˑ10-3~26.7ˑ10-3μm 2)㊂H A 2井三角洲平原储层的平均孔隙度和渗透率分别为11.1%和3.0ˑ10-3μm 2;三角洲前缘储层的平均孔隙度约12.5%,平均渗透率约7.5ˑ10-3μm 2(图13)㊂111Copyright ©博看网. All Rights Reserved.h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年图12 惠州凹陷H Z 25转换斜坡辫状河三角洲储层孔隙度(a )和渗透率(b)频率分布F i g .12 H i s t o g r a m o f p o r o s i t y (a )a n d p e r m e a b i l i t y (b )o f t h e b r a i d e d d e l t a r e s e r v o i r i n t h e H Z 25r e l a y r a m p of t h e H u i z h o u S ag图13 惠州凹陷H Z 25转换斜坡型辫状河三角洲不同亚相储层特征F i g .13 C h a r a c t e r i s t i c s o f r e s e r v o i r p r o p e r t i e s a n d p o r e s t r u c t u r e s i n d i f f e r e n t s e d i m e n t a r y su b f a c i e s o f b r a i d e d d e l t a s i n t h e H Z 25r e l a y r a m p o f t h e H u i z h o u S a g5.2沉积相带与储层物性粒度和分选性特征决定了原始孔隙结构,进而对后续成岩过程产生重要影响[31]㊂研究区辫状河三角洲前缘砂体粒度级别相似且杂基和泥质含量少,物性方面具有以下2个特点:①原始的沉积岩石结构好,初始孔渗性较好;后期成岩演化过程中可以减缓机械压实的不利因素,利于保留更多的原生孔隙[32];②良好的原始岩石结构容易与外界酸性流体连通,利于形成高效的次生连通型溶蚀孔隙(图13)㊂对研究区辫状河三角洲储层样品孔渗结构的分析表明,沉积相带与储层物性关系密切㊂辫状河三211Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第5期陶文芳等:转换斜坡型辫状河三角洲沉积特征:以珠江口盆地惠州凹陷始新统为例角洲前缘物性优于三角洲平原,三角洲前缘储层分选好于三角洲平原储层,三角洲前缘储层的孔隙组合以显孔-原生孔为主,孔隙连通性较好;三角洲平原储层的孔隙组合以微孔或微孔-显孔组合为主,压汞曲线显示排驱压力高㊁细尾度的特征,分选差,孔隙结构差㊂例如H A2井三角洲前缘样品(深度为3755.19m)与三角洲平原样品(深度为3776 m),虽然2个样品的孔隙度均在15%左右,但前者的渗透率为17.7ˑ10-3μm2,远大于后者(4.38ˑ10-3μm2),孔隙结构差异较大(图13):前者分选较好,孔隙类型以显孔为主,含部分原生孔隙,孔隙结构好;而后者虽然孔隙度较大,但溶孔中含有大量的黏土矿物,阻塞喉道导致渗透率较低,孔隙连通性差㊂6结论(1)H Z25转换斜坡是由同向的2条边界断层叠覆而形成的转换斜坡,坡度较缓-中等(小于3ʎ);该区位于湖盆陡坡带,紧邻东沙隆起物源,物源供给能力强且持续,受地形和湖平面影响的联合控制,形成大型转换斜坡型辫状河三角洲体系㊂(2)转换斜坡型辫状河三角洲具有粒度粗㊁近物源供给㊁以岩屑砂体组分为主的特征;粒度概率曲线显示典型牵引流沉积特征,常见多期次冲刷面㊁大型楔状交错层理及正韵律,地震反射以高角度的斜交前积结构为特征㊂(3)辫状河三角洲砂体总厚度大,呈扇形展布,面积较小,约45k m2,集中分布于H Z26西次洼地貌低势区,最大推进距离约8k m;不同时期受湖平面波动变化导致三角洲具有多期发育的特征,造成厚层三角洲砂体相带窄且变化的特征㊂(4)研究区辫状河三角洲整体为一套低孔㊁低渗储层㊂辫状河三角洲前缘储层由于含杂基且泥质少,分选改造中等,以显孔-原生孔为主,孔隙连通性较好,是油气优先勘探评价的对象㊂(所有作者声明不存在利益冲突)参考文献:[1] D a h l s t r o m C D A.S t r u c t u r a l g e o l o g y i n t h e e a s t e r n m a r g i n o ft h e C a n a d i a n R o c k y M o u n t a i n[J].B u l l e t i n o f C a n a d i a n P e t r o-l e u m G e o l o g y,1970,18(3):332-406.[2] M o r l e y C K,N e l s o n R A,P a t t o n T L,a t a l.T r a n s f e r z o n e s i nt h e E a s t A f r i c a n F i f t s y s t e m a n d t h e i r r e l e v a n c e t o h y d r o c a r-b o n e x p l o r a t i o n i n r i f t s[J].A A P G B u l l e t i n,1990,74(8):1234-1253.[3] G a w t h o r p e R L,H u r s t J M.T r a n s f e r z o n e s i n e x t e n s i o n a l b a-s i n s:T h e i r s t r u c t u r a l s t y l e a n d i n f l u e n c e o n d r a i n a g e d e v e l o p-m e n t a n d s t r a t i g r a p h y[J].J o u r n a l o f t h e G e o l o g i c a l S o c i e t y, 1993,150(6):1137-1152.[4]漆家福.裂陷盆地中的构造变换带及其石油地质意义[J].海相油气地质,2007,12(4):43-50.Q i J F.S t r u c t u r a l t r a n s f e r z o n e s a n d s i g n i f i c a n c e f o r h y d r o c a r-b o n ac c u m u l a t i o n i n r i f t i n g b a s i n s[J].M a r i n e O r i g i n P e t r o l e-u m G e o l o g y,2007,12(4):43-50(i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b-s t r a c t).[5]梁富康,于兴河,慕小水,等.东濮凹陷南部沙三中段构造调节带对沉积体系的控制作用[J].现代地质,2011,25(1):55-61.L i a n g F K,Y u X H,M u X S,e t a l.A c c o mm o d a t i o n z o n e s a n d t h e i r c o n t r o l s o n d e p o s i t i o n a l s y s t e m i n t h e m i d d l e o f T h i r d M e m b e r o f S h a h e j i e F o r m a t i o n,s o u t h o f D o n g p u S a g[J].G e o-s c i e n c e,2011,25(1):55-61(i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t).[6]白小鸟,焦养泉.伸展盆地的转换斜坡:控制储层发育与烃类运聚的重要构造单元[J].地质科技情报,2011,30(6):44-54.B a i X N,J i a o Y Q.R e l a y r a m p i n e x t e n s i o n a l b a s i n s:A n i m-p o r t a n t s t r u c t u r e o f r e s e r v o i r d e p o s i t i o n a n d h y d r o c a r b o n m i-g r a t i o n o r a c c u m u l a t i o n[J].G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g yI n f o r m a t i o n,2011,30(6):44-54(i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b-s t r a c t).[7] P e a c o c k D C P.P r o p a g a t i o n,i n t e r a c t i o n a n d l i n k a g e i n n o r m a lf a u l t s y s t e m s[J].E a r t h-S c i e n c e R e v i w s,2002,58:121-142.[8] T r u d g i l l B D.S t r u c t u r a l c o n t r o l s o n d r a i n a g e d e v e l o p m e n t i nt h e C a n y o n l a n d s g r a b e n s o f s o u t h e a s t U t a h[J].A A P G B u l l e-t i n,2002,86(6):1095-1112.[9] Y o u n g M J,G a w t h o r p e R L,S h a r p I R.S e d i m e n t o l o g y a n d s e-q u e n c e s t r a t i g r a p h y o f a t r a n s f e r z o n e c o a r s e-g r a i n e d d e l t a,M i-o c e n e S u e z R i f t,E g y p t[J].S e d i m e n t o l o g y,2000,47(6):1081-1104.[10]Y o u n g M J,G a w t h o r p e R L,S h a r p I R.A r c h i t e c t u r e a n d e v o l u-t i o n o f s y n-r i f t c l a s t i c d e p o s i t i o n a l s y s t e m s t o w a r d s t h e t i p o f a m a j o r f a u l t s e g m e n t,S u e z R i f t,E g y p t[J].B a s i n R e a r c h,2002, 14(1):1-23.[11]S o h n Y K,S o n M.S y n r i f t s t r a t i g r a p h i c g e o m e t r y i n a t r a n s f e rz o n e c o a r s e-g r a i n e d d e l t a c o m p l e x,M i o c e n e P o h a n g B a s i n,S E K o r e a[J].S e d i m e n t o l o g y,2004,51(6):1387-1408. 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