0 引言
海中凹陷与涠西南凹陷同处北部湾盆地北部坳陷，其中涠西南凹陷是已经证实的富生烃凹陷，且中国石化涠西探区D洼获得高产油气流突破，发现了涠洲油田，证实了D洼的勘探潜力，但与涠洲油田一断之隔（3号断裂）的海中凹陷，目前虽在多口钻井见到活跃的油气显示，但并未获得实质性的突破。“十三五”资源评价显示海中凹陷具备较大的勘探潜力。涠三段作为海中凹陷的主力储集层，其在沉积相类型的识别不够精准；同时期沉积体系横向展布特征认识不明确；尚未建立精确的沉积模式。因此对涠三段的沉积体系与沉积模式进行精确、系统的研究具有重要意义。
前人针对北部湾盆地海中凹陷沉积相和沉积模式开展了大量的研究工作，目前普遍认为流沙港组以半深湖—深湖相沉积为主，涠洲组则以三角洲—滨浅湖沉积为主。构造演化格局控制并形成了区域内“先陆后海”的沉积充填序列特征，整体表现为古近纪经历了从湖盆的出现、发展至消亡的完整沉积旋回，新近纪全区接受海侵形成了海相沉积旋回［1-6］。涠洲组沉积时期来自粤桂隆起、企西隆起及涠西南低凸起的物源在凹陷陡坡发育较多近源沉积的扇三角洲，而在缓坡发育大量辫状河三角洲［7-9］。同时凹陷内各次级洼陷对沉积充填也具有明显控制作用，物源供应充足时，洼陷内为湖相及少量湖底扇，缓坡带为辫状河三角洲；物源供应不足情况下，如东洼陡坡和洼陷处主要为湖相［10-13］。然而由于前人研究资料的匮乏，所获得的认识多基于少数几口井的测录井及二维测线资料，且相邻测线之间的距离较大。因此目前涠洲组的沉积学研究太过粗略且尚未建立起精确的沉积模式，不能够真正反映出涠洲组沉积体系展布的真实情况，更无法有效地指导油气勘探。
本文研究根据最新的钻井取心、测录井数据与全区三维地震资料数据，通过将取心—测录井—三维地震结合，明确研究区的岩心相、测井相、地震相特征，详细刻画了研究区的典型沉积相，并在此基础上建立起断陷湖盆背景下涠三段的沉积模式。
1 地质背景
1.1 构造位置及构造单元划分
1.2 地层层序及构造演化
盆地的演化划分为断陷（张裂）和坳陷（裂后）2个期次；断陷I幕、断陷II幕、断陷III幕及坳陷沉降4个阶段［7，25-28］。断陷I幕为长流组沉积时期，该时期在北西向区域拉张应力的作用下，产生控盆边界断裂——涠西南大断裂及多条二级控凹边界断裂——1号断裂、3号断裂等；断陷II幕为流沙港组沉积时期，该时期1号断裂、3号断裂开始活动，北西向左旋扭动应力开始作用；断陷III幕为涠洲组沉积时期，张应力继续旋转至近南北向，北西向左旋扭动应力持续增强；坳陷阶段为新近系沉积时期，断裂基本不再活动，盆地整体接受裂后热沉降；上述构造事件均在地震上识别出地层削截及3个超层序界面：T7、T4及T2［29-32］（图1，图2）。
2 相标志
2.1 岩心标志
研究区内目前仅有一口取心井即海1井，取心段为涠二段、涠四段。通过对所取岩心的观察，主要观察识别出以下7种沉积构造：
（4）平行层理：主要产于砂岩中，通常在高流速、底床平坦时形成，指示急流、能量高的环境，如河流中［图3（g）］。
（5）沙纹层理：在海1井第二次的取心中观察到沙纹层理，该层理一般出现于大量沉积物沉积的时期，特别是呈悬浮状态沉积物的不断供给。指示该时期沉积物以悬浮搬运为主［图3（h）］。
（6）水平层理：海1井第二次取心的浅灰色泥岩中也观察到了水平层理，这种软变形沉积构造表明处于水动力条件相对较弱、沉积相对稳定的时期［图3（i）］。
2.2 岩石粒度标志
沉积物粒度的大小及粒度分布状况取决于沉积环境，直接受水体类型、水体能量高低及能量变化状况等沉积条件控制，因此粒度特征能指示沉积环境。通过对研究区44个砂岩样品标本的薄片鉴定并对粒度概率分析，表明涠洲组沉积时期属于快速沉积阶段。
研究区内涠洲组主要发育含砾砂岩、中—粗砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及泥岩等，涠三段主要发育中—粗砂岩、细砂岩、粉砂岩及泥质粉砂岩。研究区内海1井的粒度概率曲线特征为“两段式”，主要呈现出跳跃与少量悬浮式搬运的特点，前者约占98%，后者仅占2%左右（图5）。其中跳跃直线的斜率较大，而与之相反地是悬浮直线斜率较小，这种截然不同的情况体现了牵引流的特征。这种跳跃搬运沉积物占绝大部分的方式指示河流搬运沉积物的环境。
2.3 单井相—井震联合分析
2.3.1 测井相标志
通过对研究区沉积测井曲线的观察与分析，共识别出4种典型测井相，分别为箱形、钟形、漏斗形与指形。分流河道的测井相为箱形与钟形，箱形发育明显；三角洲前缘的测井相为逆旋回齿化漏斗形、箱形、指形及漏斗形；滨浅湖的测井相为高GR背景下的少量逆旋回指形（图6）。
2.3.2 地震相标志
对滨浅湖、分流河道与三角洲前缘的测井深度与地震相进行标定后（图6），在研究区涠三段中共计分析识别出6种地震相，分别为：平行—亚平行反射地震相、波状反射地震相、前积反射地震相、水道充填地震相、碟状—席状反射地震相以及杂乱反射地震相［图7（a）—［图7（g）］ 。根据测井相的标定，辫状河三角洲前缘与扇三角洲前缘的地震相主要为前积反射地震相与碟状—席状反射地震相［图6（c），［图6（f）］；河道的地震相为水道充填地震相［图6（b），［图6（e）］；滨浅湖对应的地震相主要为平行—亚平行反射地震相［图6（a），［图6（d）］；冲积扇对应的地震相为杂乱反射与碟状—席状反射地震相；泛滥平原对应的地震相主要为波状反射地震相［图6，图7（a）—［图7（g）］。
统计了研究区内8口钻井所钻遇的52层四级层序的地震相及所对应的砂地比，通过对各井钻遇地震相类型与砂地比关系分析，确定了地震相与砂地比的相关性：平行—亚平行反射地震相中砂地比<0.2；波状反射与杂乱反射地震相砂地比范围波动较大，在0~0.5之间；碟状—席状反射地震相中砂地比较高，大部分处在0.4~0.8之间；水道充填反射地震相砂地比处在0.4~0.8之间［图7（h）］。以上结果证明了前积反射、水道充填反射、碟状—席状反射地震相是研究区最富砂的地震相，部分杂乱反射与波状反射地震相同样具有数量可观的砂。
3 沉积相类型及特征
3.1 滨浅湖
图8 涠三段连井对比沉积相剖面（剖面位置见图1，b—b’）Fig.8 The correlation of depositional facies profile between wells in the third member of Weizhou Formation（the location of the section is shown in Fig.1，b-b’） |
图9 涠洲组地震相与沉积相剖面（剖面位置见图1，c—c’）（a） 地震剖面；（b） 沉积相剖面 Fig.9 Seismic facies and depositional facies section of Weizhou Formation（the location of the section is shown in Fig. 1，c-c’） |
3.2 辫状河三角洲
辫状河三角洲中的分流河道测井曲线表现为箱形与钟形齿化特征；远砂坝表现为逆旋回的低矮漏斗形齿化；河口沙坝表现为中—高漏斗形齿化特征；席状砂则表现为指形齿化特征（图6）。
3.3 扇三角洲
3.4 冲积扇
4 沉积相发育规律及沉积模式
4.1 沉积相发育规律
4.1.1 地震相发育规律
涠三段平面地震相以碟状—席状、前积、水道充填、波状、平行—亚平行反射为主。凹陷中心为碟状—席状反射、前积反射；南部缓坡带主要为水道充填反射、波状反射；北部陡坡带发育杂乱反射、碟状—席状反射；凹陷东西两侧主要为波状、平行—亚平行反射；西南侧为杂乱反射。碟状—席状反射在研究区内大范围分布，表明涠三段砂体非常发育，是最重要的储集层；水道充填反射显示物源主要来自于南部企西隆起、西北部万山隆起与北部涠西南低凸起三大物源［图10（a）］。
4.1.2 地震属性发育规律
提取了弧长、最大振幅、高于门槛值、低于门槛值、平均强度、平均波峰、平均波谷、平均瞬时频率、瞬时带宽、平均瞬时相位、均方根振幅等共计10余种地震属性，通过属性优选确定了均方根振幅属性与砂地比具有良好的相关性。
均方根振幅属性图显示研究区内主要有3个亮点区域，分别位于凹陷中心与南部缓坡带、西南部陆坡带、西北部陡坡带。区域范围大小与优势地震相的范围相吻合［图10（b）］。
4.1.3 沉积相发育规律
通过在前积反射区基于滨线迁移轨迹确定湖岸线（最大岸线）；在非前积反射区采用标定后的古地貌趋势约束；在三角洲平原区结合钻井揭示的煤层约束校正；在三角洲前缘区结合反旋回漏斗形测井曲线约束校正。利用以上方法确定了研究区的湖岸线，并结合地震相图、均方根振幅属性图、古地貌图绘制出涠三段的沉积相图。
涠三段沉积时期处于断坳转换期，该沉积时期在断陷湖盆的背景下：研究区东部及东南部主要发育大型辫状河三角洲；北部发育辫状河三角洲与扇三角洲；西南部发育冲积扇。研究区内的众多辫状河河道为辫状河三角洲的大规模发育提供了条件。
4.2 沉积模式及控制因素
4.2.1 控制因素分析
4.2.1.1 断层及构造样式
凹陷整体呈现为半地堑样式，北陡南缓。受此影响，来自企西隆起的沉积物在南部缓坡带经过分流河道的远距离搬运形成辫状河三角洲；涠西南低凸起的沉积物在北部沉积形成辫状河三角洲与扇三角洲。此外三号断裂在中部物源涠西南低凸起的西侧呈现出叉状、扫帚状的断层样式，断层样式控制砂体的展布形态；西北侧物源万山隆起处于涠西南大断裂与1号断裂的交叉带，沉积物的堆积与扇体的展布同样受到断层的控制（图11）。
4.2.1.2 古地貌与坡折带
在研究区南部坡折带处，地形由缓变陡，坡折带南侧位于构造高部位，常暴露在湖平面之上，沉积相多为辫状河三角洲平原亚相；坡折带北侧位于构造低部位，沉积物在此处开始发生前积，同时沉积厚度开始加大并形成辫状河三角洲前缘亚相（图9）。
4.2.1.3 物源
研究区内共有南部企西隆起、中部涠西南低凸起、西北部万山隆起三大物源，3个物源从不同方向影响着三角洲的发育。南部的物源稳定存在，持续向凹陷内供应沉积物形成辫状河三角洲与冲积扇；中部物源其实质为企西隆起延伸出来的半岛，并在流二段开始向研究区内供应碎屑物，并在涠三段形成辫状河三角洲与扇三角洲；西北部物源从流一段开始稳定供应沉积物在凹陷西北侧形成辫状河三角洲（图11）
4.2.2 沉积模式
5 结论
（1）北部湾盆地海中凹陷涠三段主要发育滨浅湖相、辫状河三角洲、扇三角洲，局部区域发育冲积扇。在断陷湖盆背景下，凹陷中心发育滨浅湖相；南部缓坡带发育辫状河三角洲；北部发育辫状河三角洲与扇三角洲；凹陷西南侧发育冲积扇；西北侧形成辫状河三角洲。
（2）海中凹陷涠三段沉积时期的沉积模式受到断层构造样式、沟渠古地貌与坡折带、物源等因素共同控制：凹陷整体呈现为北陡南缓的半地堑样式，南部物源企西隆起的碎屑物在南部缓坡带通过分流河道远距离搬运形成大型辫状河三角洲，坡折带控制着辫状河三角洲平原与前缘的分界位置；北部物源涠西南低凸起受3号断裂构造样式控制在北部陡坡带的西侧形成辫状河三角洲与扇三角洲；西北部物源万山隆起通过分流河道在凹陷西北侧发育辫状河三角洲。
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