0.   引言

目前，国内外学者对浪控三角洲沉积机理及模式的研究较少，受不同因素控制的三角洲沉积特征差异较大^[1-6]，而这些因素与油气的富集程度，分布范围息息相关，对于油气的勘探开发有着重要的意义。

SCRUTON^[7]根据沉积物来源、形成过程以及对三角洲的沉积速率划分出建设性三角洲和破坏性三角洲2种类型，FISHER^[8]认为建设性三角洲多为朵叶状或长轴型，破坏性三角洲多为鸟嘴状；GALLOWAY^[9]收集了近30个近代和古代海相三角洲资料，将其划分为河控三角洲、浪控三角洲、潮控三角洲3个端元类型；薛良清^[10]在GALLOWAY分类研究的基础上，深入研究了三角洲供源性质和水体的改造程度，从而将三角洲类型更加细分。国内外学者对浪控三角洲做了很多研究，浪控三角洲又可称为弓形三角洲，其骨架砂体为波浪改造的平行岸线分布的“障壁岛砂坝或者砂脊”^[11]。圣弗兰西斯科河三角洲常被引用为受波浪影响的鸟嘴状三角洲的典型例子，与其有类似形态的还有Godavari三角洲^[12]；Rhone、Niger与Nile三角洲显示出平滑弯曲的弓形形态，这也是受波浪影响的三角洲的特征^[13-14]。近年来，各种研究浪控三角洲的新方法、新技术不断涌现，浪控三角洲的影响因素、分布样式以及沉积模式等逐渐成为关注热点^[15-17]。

本文从岩芯构造特征研究出发，结合莺歌海盆地莺二段东方气田测井相、地震相分析典型的浪控三角洲砂坝特征，并通过连井剖面的对比，以地震相为基础圈定沉积相类型，结合砂地比值与砂厚等值线确定沉积相平面展布特征，建立东方气田东西分异的综合模式图。

1.   区域地质概况

莺歌海盆地位于海南岛与印支半岛之间，是南海北部陆架西部发育的新生代伸展型含油气盆地^[18]。盆地可划分为中央坳陷带、莺东斜坡带与莺西斜坡带3个一级构造单元^[19-23]（图1a）。如图所示，中央坳陷带是盆地的主体部分，其上发育多个泥底辟构造带，是莺歌海盆地构造的一大特色，底辟泥页岩本身就是生烃岩，具备良好的烃源条件，其发育演化的过程中形成的伴生构造为油气的排烃运聚提供了良好的条件^[24-25]。该盆地在经历了30余年的勘探之后发现了多个具有商业价值的天然气藏，主要分布在泥底辟构造周围^[26-27]。

图  1  东方1-1气田、井位及对比剖面位置^[23]

Figure  1.  Location maps of Dongfang 1-1 gas field, wells and the correlation profiles^[23]

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本次研究区东方1-1气田位于莺歌海盆地中央坳陷带北部的大型底辟构造带上，构造形态为一个呈长轴走向延伸的菱形，勘探效果好，经济效益也很显著，是我国目前最大的海上自主开发气田^[28]。本文选取了EW向对比剖面，在下文中对其地震相与测井相展布特征进行分析（图1b）。

莺歌海盆地的基底包括古生代变质岩、白云岩以及中生代花岗岩等，本次研究的目的层位于莺歌海盆地上新统莺歌海组莺二段（T27-T28），自上而下依次发育有Ⅰ、Ⅱ_上、Ⅱ_下、Ⅲ_上气组（图2），上新统在盆地中处于加速沉降期，其区域沉积厚度范围约463～2 435 m，其中目的层（Y2I、Y2IIU、Y2IIL、Y2IIIU）总厚约200 m，主要由厚层泥岩，粉砂质泥岩，泥质粉砂岩与粉砂岩4种岩性构成，岩性呈现自下向上变粗的特点。莺二段地层为整合接触，地层总体西厚东薄，其顶层序界面T27以明显的前积层为特征，底界面T28表现出强反射特征；该盆地烃源岩主要位于下覆地层梅山组，目的层为储盖组合。

图  2  地层综合柱状图

Figure  2.  Integreted stratigraphic column of the study area

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2.   沉积相特征及发育规律

2.1   沉积特征

通过分析岩芯构造特征、测井相以及地震相特征，认为莺歌海组二段西侧主要发育浪控三角洲砂坝，岩芯上主要发育槽状交错层理，测井曲线上呈现多个连续的反旋回漏斗型层序，地震相以低角度前积为主要发育类型。

2.1.1   岩芯沉积构造

对研究区岩芯进行观察描述，其主要岩性有4种，分别是粉砂岩、泥质粉砂岩，粉砂质泥岩与泥岩，且西部地区岩芯较为松散，东部较为致密。通过观察岩芯，可以看到研究区东部发育有块状层理，含“泥包砾”结构；而4井、5井、8井、9井等西侧井位大量发育槽状交错层理，其中5井最为典型，在Ⅰ气组与Ⅱ_上气组都有大量槽状交错层理发育，还存在少量生物潜穴构造，岩芯岩性呈现由下向上变粗的反旋回型特征（图3）。槽状交错层理的典型特征是层系呈槽状，互相切割，一般反映单向流水的搬运作用，在三角洲分流河道与河道区域较为常见。而生物潜穴反映的是生物扰动强烈，常见于浅海砂坝环境。

图  3  东方1-1气田岩芯岩性构造特征

Figure  3.  Core lithology of the Dongfang 1-1 gas field

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研究区的取芯井共有7口，分别是DF1-1-2井、3井、4井、5井、7井、8井、9井，对其进行分析得出，西部井的岩芯沉积构造主要发育生物遗迹构造（图4a、b）、生物潜穴（图4e，g）以及槽状交错层理（图4b、f），表明生物扰动强烈；概率粒度曲线均为“两段式”或“三段式”（图4d，h），为跳跃、悬浮式搬运特征，反映的是牵引流的粒度特征。

图  4  莺歌海盆地东方1-1气田莺二段岩芯沉积构造与概率粒度曲线图

Figure  4.  The sedimentary structures and grain size cumulative probability curve of the YingⅡ Member in Dongfang 1-1 gas field，Yinggehai Basin

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2.1.2   测井相特征

测井相是测井曲线对不同沉积环境的综合响应，测井曲线的类型可以根据其幅度，形态，顶底接触关系，光滑程度划分出多种类型。

垂向层序上：研究区西侧以5井为代表自下向上发育连续多个反旋回的齿化漏斗型测井相（图5），齿化代表间歇性沉积迭加，处于动荡的水体环境，一般反映近源快速沉积的特点；漏斗型则代表分选逐渐变好，水流能量加强，比如浪控三角洲砂坝及滨浅海砂坝等。

图  5  东方气田莺二段DF1-1-5井典型测井曲线特征

Figure  5.  Typical logging curves from Well DF1-1-5 for YingⅡ Member of Dongfang gas field

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对研究区探井各气组的测井相进行分析总结可得：研究区西部5井、8井、9井IIU～IIIU气组主要发育齿化漏斗型测井相；研究区东部4井、2井、3井主要为齿化漏斗型与齿化钟型相结合的测井相。与岩芯构造特征相结合进行分析，研究表明莺歌海盆地莺二段西侧IIIU、IIL、IIU气组地层沉积时期主要为浪控三角洲砂坝沉积，东侧则为砂质碎屑流沉积。

2.1.3   地震相特征

基于东方气田三维地震数据，在莺二段地层主要识别出：低角度前积、中振幅平行反射、平行-亚平行空白反射、水道充填反射四种类型的地震相，其中最为核心的是低角度前积地震相与平行-亚平行反射地震相。

过DF1-1-5—DF1-1-3井东西向地震剖面A-A'显示研究区由西向东低角度前积反射明显（图6），表明海岸带具有垂向加积和侧向迁移的特征。IIIU～IIU气组沉积时期研究区西侧广泛发育低角度前积地震相，还存在水道充填地震相，东侧则主要发育平行亚平行地震相与中振幅席状反射地震相，表明研究区砂体东西分异；IIU气组在5井—3井剖面中部位置发育高角度侧积地震相，靠近3井处地层减薄逐渐尖灭；I气组沉积期大量发育水道充填地震相与平行席状反射地震相。

图  6  过DF1-1-5—DF1-1-3井东西向地震剖面显示由西向东的前积反射

剖面线位置见图1

Figure  6.  The east-west seismic profile from well DF1-1-5 to well DF1-1-3 showing the progradation reflection from west to east

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2.2   发育规律

莺歌海盆地莺二段沉积相目前存在争议，不同的学者对此有不同的看法。本次研究根据岩芯相、测井相和地震相特征，确定了东方气田的沉积相类型，再结合砂厚及砂地比值建立沉积相图，认为研究区主要发育浪控三角洲砂坝与浅海砂质碎屑流沉积，其中，研究区西部表现为典型的浪控砂坝特征。

2.2.1   剖面相展布特征

莺歌海组二段发育向海洋方向推进的沉积层序。本次研究根据以上岩芯相构造特征，测井相与地震相特征，确定了研究区沉积微相的主要类型是滨浅海背景下发育的浪控三角洲砂坝、浅海砂质碎屑流以及潮汐泥流水道。在由西向东的连井对比剖面上，9井、5井、11井、3井沿研究区W—NE向展布。由连井相图（图7）结合地震相图（图6）可以得出：

图  7  东方1-1气田莺二段DF1-1-9—DF1-1-5—DF1-1-11—DF1-1-3井连井沉积相对比剖面

Figure  7.  Sedimentary facies correlation profile from well DF1-1-9—DF1-1-5—DF1-1-11—DF1-3 of YingⅡ Member in Dongfang gas field

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剖面上：各气组地层之间整合接触，由下向上展布特征为：Ⅲ_上-Ⅱ_下气组沉积期，5井至3井由浪控三角洲前缘逐渐转变为砂质碎屑流沉积，砂体连通性较好；Ⅲ_上气组浪控三角洲砂坝与砂质碎屑流交界发育泥流水道；Ⅱ_上气组沉积期主要为浪控三角洲砂坝，砂体连通性好，由西向东靠近3井处随着地层减薄逐渐尖灭，5井与11井之间受泥流水道冲刷切割。

2.2.2   平面相展布特征

由地震相展布特征明确了相性质（图8a），可知研究区砂体东西分异，西部地区大量发育低角度前积地震相，存在水道充填地震相冲刷切割；而东部地区广泛发育平行亚平行空白反射地震相与中幅平行席状反射地震相。在此基础上，利用砂厚（图8b）和砂地比值（图8c）确定了沉积相类型，研究区为“富砂相”。在此基础上，绘制了Ⅲ_上气组沉积相图，其展布特征如下：

图  8  莺歌海盆地东方1-1气田莺二段平面展布图

（a）地震相；（b）骨架砂体厚度；（c）沉积相

Figure  8.  The layout of YingⅡ Member in Dongfang 1-1 gas field，Yinggehai Basin

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平面上：浪控三角洲砂坝在研究区西侧呈弓形向海方向展布，由北向南展布面积逐渐扩大，分布范围广；东部则为浅海砂质碎屑流沉积，呈条带状分布。其中浪控三角洲砂坝被泥流水道由西向东冲刷切割为三期沉积，第三期浪控砂坝厚度最大，受波浪作用改造，三期沉积整体为向海推进的弓形形态，且由陆向海，厚度逐渐增大。

3.   沉积背景及沉积模式

不同学者对莺歌海盆地东方1-1气田莺歌海组二段进行了许多的研究，对于其沉积相存在许多争议。吕明^[29]通过对比国外实例认为该区域主要发育多种类型的低位沉积体系，其物源来自东、西2个方向；李胜利等^[30]通过对泥质重力流水道沉积的研究得出该地区的砂体展布和沉积微相展布；姜平等^[28]对莺歌海盆地东方气田进行了储层精细描述，认为莺二段不发育前滨相，只发育下临滨和滨外两个亚相；岳绍飞等^[31]通过分析莺歌海盆地东方区物源和水动力环境，认为研究区主要发育砂质碎屑流沉积，这一认识为后面的研究提供了新的思路和方向。

3.1   沉积背景分析

莺歌海盆地是多物源沉积的局限海盆地，东西向受波浪作用控制，南北向为潮汐作用主导，在莺二段沉积期具有以下条件：

（1）持续性物源供给

研究区西侧蓝江与马江为西部浪控三角洲的发育提供了持续性物源，在地震相上前积反射明显，北部红河向下搬运，为砂质碎屑流提供了很好的物源。

（2）浪控三角洲砂坝沉积

在研究区西侧5井、8井、9井大量发育槽状交错层理，层系呈槽状，一般反映的是单向流水搬运作用，主要存在于Ⅲ_上与Ⅱ_下气组的地层取芯中（图9a）。在5井、8井取芯段中，还存在生物遗迹（图9b）、生物潜穴构造，表明生物扰动强烈，常见于浅海砂坝环境。

图  9  莺歌海盆地东方1-1气田岩芯构造特征

Figure  9.  Core structural characteristics of Dongfang 1-1 gas field in Yinggehai Basin

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（3）砂质碎屑流沉积

在研究区东部3井、4井、7井等东部井的取芯段中有块状层理富漂浮碎屑广泛发育，漂浮泥屑是由浮力和流体强度支撑的泥质在沉积时形成，是砂质碎屑流的典型特征（图9c）。其次，在3井Ⅱ_上气组岩芯出现了典型的包卷层理，指示浅海风暴沉积（图9d），风暴沉积与红河引起的洪水重力流为砂质碎屑流形成的主要机制。

（4）潮汐泥流水道冲刷作用

在研究区3井见到了反映潮控沉积的韵律层理（图9e）；在8井观察到有脉状层理存在（图9f），而脉状层理属于潮汐层理的一种。表明在研究后期，泥流水道对研究区进行了冲刷切割。

3.2   沉积模式

不同学者对建设性三角洲的沉积相展布有着充分的研究，在沉积机理、微相展布上提供了很多思路^[32-33]。但是对于破坏性三角洲的沉积特征与展布规律还缺乏统一深入的研究，例如浪控三角洲与潮控三角洲^[1]。以莺歌海盆地莺二段为例，在相标志、剖面相与平面相分析的基础上，提出了波浪沉积背景下的沉积模式，为浪控三角洲的研究提供实例（图10）。

图  10  莺歌海盆地东方1-1气田上新统莺二段综合沉积模式

Figure  10.  Comprehensive sedimentary model for the YingⅡ Member of Pliocene in Dongfang 1-1 gas field, Yinggehai Basin

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莺歌海盆地莺二段呈现多物源、多类型牵引流、重力流交互作用，包括浪控三角洲砂坝牵引流，泥流水道潮汐作用牵引流以及浅海砂质碎屑流。研究区总体呈现为东西分异的展布特征，西部以SN向延伸的浪控三角洲砂坝为主，东部为浅海砂质碎屑流沉积，北部发育有潮汐泥流水道，向下冲刷切割浪控砂坝沉积。

由于波浪作用大于河流作用，浪控三角洲砂坝表现为向海延伸的弓形砂坝，泥流水道的冲刷切割，将其由西向东划分为3期沉积。由于波浪改造作用较大，导致水下分流河道与河口沙坝微相不发育，取而代之的是平行于海岸线，南北向延伸，弓形前积，厚层发育的浪控砂坝特征。

4.   结论

（1）通过岩芯相、测井相、地震相的特征分析，浪控三角洲砂坝广泛发育槽状交错层理和生物遗迹构造，在岩芯岩性表现为上粗下细的反旋回型特征，粒度曲线呈两段式或三段式的形态；测井曲线上呈现为连续多个反旋回漏斗型特征；通过研究地震剖面发现，浪控三角洲广泛发育弓形低角度前积地震相。

（2）剖面与平面的沉积相展布特征表明：浪控三角洲砂坝，具有条带状展布的特点，平面形态呈弓形，微相类型以浪控砂坝为主。莺歌海组二段受泥流水道冲刷切割，浪控砂坝由陆向海划分为三期沉积，且厚度逐渐增大。

（3）浪控砂坝的形成是由于河流作用弱，波浪作用强，被波浪改造后，沿河口两侧形成平行于海岸线的砂坝；波浪作用进一步加强时，使三角洲保持稳定，圆滑的前缘，就会形成弓形三角洲。