不同类型三角洲的沉积特征及其与油气分布的关系

1、不同类型三角洲的沉积特征及其与油气分布的关系摘要：本文主要介绍在不同的沉积环境及构造背景下形成的四种主要类型的三角洲沉积体系即正常三角洲、辫状河三角洲、扇三角洲和浅水三角洲。并分别从以上四种三角洲类型的定义、形成条件、沉积特征差异进行比较。进而得出各类三角洲相与油气分布的关系。关键字：正常三角洲、辫状河三角洲、扇三角洲、浅水三角洲三角洲的现代定义是河流在稳定的水体中或靠近水体处形成的、部分露出水面的一类沉积物。它包括四个方面的含义：三角洲沉积物来源于一个或几个可以确定的点物源；其主要以进积结构为特征；其均发育于盆地边缘，最终充填盆地；最大沉积面积受物源供给的限制。三角洲类型划分：根据河流、潮汐

2、、波浪作用强弱的差异将三角洲分为建设性和破坏性三角洲。建设性三角洲以河流作用为主、泥砂在河口区的堆积速度大于波浪作用的改造速度，主要以河控三角洲为例。破坏性三角洲以海洋作用为主，波浪、潮汐、海流的能量大于或等于河流堆积泥砂的能量，故泥砂堆积被改造至破坏，浪控和潮控三角洲均属此类。由三角洲沉积区与物源区的关系、三角洲平原河流类型及三角洲沉积物的粒度差异可将三角洲划分为正常三角洲（经典曲流河三角洲）、辫状河三角洲、浅水湖泊三角洲和扇三角洲。苏联学者以三角洲形成的不同的大地构造单元为依据将其划分为地台区的三角洲沉积、褶皱带周缘的三角洲沉积、山间拗陷内的三角洲沉积。还有基于三角洲的沉积特征和沉积物的粒

3、度的依据可将三角洲划分为细粒和粗粒三角洲。本文将主要从流域盆地特征、沉积物供给、水体深度、沉积粒度等方面总结三角洲的控制因素探讨辫状河三角洲、扇三角洲、浅水三角洲和正常三角洲的沉积特征及其与油气分布的关系。一、辫状河三角洲由辫状河体系前积到停滞水体中形成的富含砂、砾的三角洲，其辫状分流平原由单条或多条底负载河流提供物质。与扇三角洲不同, 一旦静止的水体移开, 辫状三角洲必然重新变为单条河流。（一）发育条件辫状三角洲是由单条或多条辫状河入湖( 海) 形成的沉积体系, 一般远离断裂带的古隆起、古构造高地的斜坡带发育, 在沉积盆地的长轴和短轴方向均可发育, 沉积地形和坡度较扇三角洲更缓, 比正常三角

4、洲更陡。辫状河道提供的物质进入水体是形成辫状三角洲的必然条件。（二）沉积特征沉积物主要是以中、粗粒砂岩、含砾砂岩和细砂岩为主, 而粉砂岩、泥岩相对较少, 由下向上显示出由粗变细的正韵律。沉积构造类型有块状层理及各种交错层理。辫状三角洲同扇三角洲和正常三角洲一样, 具有三层结构, 即由辫状三角洲平原、辫状三角洲前缘和前三角洲构成。1、辫状三角洲平原亚相该亚相主要包括辫状河道微相。岩性主要为巨厚层状或块状砂岩,发育大型槽状交错层理、板状层理、粒序层理, 砂体底部冲刷面明显, 并含有大量泥砾。辫状河道微相：该微相一般包括3个沉积单元底部高能单元为强水流高能条件形成的冲刷面, 向上是略定向排列的泥砾和

5、砾石, 发育大型槽状交错层理和粒序层理；中部加积单元以砂质沉积为主, 主要在垂向加积作用下形成, 以板状交错层理为主；顶部低能单元是在河道发育晚期, 水流携沙能力明显降低形成的砂质堆积单元, 以细砂和粉砂为主。2、辫状三角洲前缘亚相水下分流道微相：是辫状河三角洲平原亚相中辫状河道的水下延伸部分, 同辫状河道相比, 其平面稳定性差, 横向摆动频繁,砂体厚度一般为3至8 m, 岩性以细砂岩和粉砂岩为主, 分选较好。一般发育粒序层理、小型交错层理及板状层理。（2） 水下溢岸微相:水下分支河道在洪水期溢过水下天然堤形成的沉积砂体, 平面上呈扇形分布在河道外侧。岩性为粉砂岩、泥质粉砂岩, 发育波状交错层

6、理、波状层理, 分选差。（3） 分流河口砂坝微相:该微相沉积物岩性以粉砂岩为主,细砂岩、泥质粉砂岩次之, 分选较好, 发育波状交错层理、波状层理和反粒序层理。剖面上呈厚薄相间的透境状, 平面上是由一系列侧向相连的,厚薄相间的透境状砂体组成。（4） 远砂坝微相：该微相中沉积物岩性以粉砂、泥质粉砂为主, 发育波状层理、波状交错层理和透镜状层理, 同时发育生物扰动构造。其岩性比河口坝更细,砂体更薄。 纵向上多呈薄互层状, 并发育泥质夹层。（5） 前缘席状砂微相：该微相中沉积物岩性为粉砂岩和泥质粉砂岩为主, 岩性单一, 分选好，呈席状稳定分布。多见波状层理、生物扰动构造和揉皱构造。前缘席状砂纵向上常表

7、现为多个单砂体构互层。3、前辫状三角洲亚相（1） 前辫状三角洲泥岩微相：该微相沉积物以深灰色泥岩为主,发育 块状或水平层理, 由于湖水间歇性的升或降, 通常与前缘席状砂互层。（2） 水下滑塌重力流水道微相：由于辫状三角洲前缘沉积物的不断堆积, 坡度增大, 在盆缘断裂活动、地震、洪水等因素的诱发作用下, 前缘沉积物垮塌,整体近距离搬运, 在前辫状三角洲沉积或半深湖沉积中形成水下滑塌重力流沉积。岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩为主, 其间夹杂大量撕裂状泥岩团块或条带, 揉皱构造和滑塌构造发育。剖面呈上平下凸透镜状。（3） 浊积岩微相：该微相中的沉积物主要分布在水下滑塌重力流水道的外侧, 以粉砂岩和泥质粉砂

8、岩为主,发育不完整的鲍马序列。（三）油气分布特征辫状河下三角洲分流平原相带是储层的有利相带, 尤其是其中的分流河道砂更为有利, 有利砂体的分布顺水流走向延伸。在三角洲前缘斜坡受波浪影响强烈的地带, 有利砂体平行于岸线的方向分布。因此对古代辫状河三角洲进行开发时, 在下三角洲平原应在垂直于相带的方向上寻找分流河道发育的高孔、高渗带。而在三角洲前缘相区, 尤其是接近前三角洲泥的部位,应在平行于相带的方向上寻找高孔、渗带, 特别要重视波浪的改造地区是高孔、渗带的有利发育地区。陆相断陷湖盆短轴方向, 陡岸辫状河三角洲以多而小为特点, 缓岸则以少而大为特色。故在寻找断陷盆地三角洲时, 短轴方向陡岸应采用

9、密集布孔、缓岸应以疏稀打钻的方案。对陡岸三角洲的勘探应在上、下三惫洲平原和三角洲前缘的波浪带寻找高孔、渗带。而缓岸辫状河三角洲则应在上三角洲平原和下三角洲平原的分流河道来寻找有利的储层。二、扇三角洲（一）发育条件扇三角洲是由冲积扇作为物源，在活动的扇体与稳定水体交界地带沉积的沿岸沉积体系。该类三角洲由冲积扇直接入湖形成，它既可以发育在断陷湖泊受同生断层所控制的湖盆边缘一侧, 也可以发育在坳陷阶段, 沿湖盆短轴方向湖侵范围逼近源区的近源陡坡一侧的湖岸地带。实际上形成扇三角洲的关键性背景条件是湖泊水体逼近物源区且地形坡度陡。（二）沉积特征此类三角洲沉积是以出现大量的砾岩、砂砾岩和砂泥质砾岩为典型特

10、征, 也可出现粗砂岩和中砂岩, 二元结构不明显的正韵律或反韵律。沉积构造多以块状层理、递变层理为主, 交错层理不发育。可进一步将此类沉积相划分为以下亚相和微相：扇三角洲平原亚相（1） 辫状河道微相：该微相主要由灰白色砾岩、砂质砾岩和砾状砂岩所构成。砾石成分复杂, 大小不等, 呈次棱角近棱角状, 分选差。砾岩多为碎屑支撑, 砾石间多为混合杂基充填, 发育块状构造、递变层理。此外, 辫状河道砂砾岩中以发育众多的冲刷面为特征, 反映洪水的频繁冲刷和充填过程。在水体能量较强处, 细杂基被冲刷掉, 往往形成同级颗粒支撑的砾岩。（2）辫状河道间微相：该微相在洪水溢出辫状河道后可形成河道侧缘沉积。岩性主要为

11、紫红色、棕色、杂色泥岩夹泥质粉砂岩及粉砂岩。2、扇三角洲前缘亚相该亚相是冲积扇入湖之后的水下部分, 也是扇三角洲发育的最好部分。它既有重力流沉积, 也有从扇三角洲平原进入到扇三角洲前缘的片状牵引流沉积。主要有以下微相：（1）水下分流河道沉积微相：此微相由厚层状砂砾岩、砾状砂岩和含砾砂岩组成。岩石的碎屑成分复杂, 不稳定的各种岩屑和基质含量较高, 分选性较差, 磨圆度较低。岩层底部具有冲刷面, 向上依次为具递变层理、块状层理及平行层理的细砾岩、砾状砂岩及中粗砂岩。水下分流河道间沉积微相：该微相沉积物主要由暗色泥岩组成，偶尔夹粉、细砂岩及含砾砂岩, 水平层理发育。河口砂坝沉积：沉积物主要由薄层细砂

12、岩、粉砂岩或含砾细砂岩组成。发育小型交错层理。前扇三角洲亚相前扇三角洲亚相位于扇三角洲层序的最底部,岩性为灰色及灰黑色泥岩夹薄层粉砂岩、细砂岩, 具水平层理和块状层理。（三）油气分布特征扇三角洲体系中辫状分流河道砂体及其与之有成因联系的水下分流河口坝砂体、洪水型重力流砂体等具有良好的物性条件, 可以构成优质储层; 泥石流、泥流及水下滑塌型重力流的物性均较差, 构不成储层。由于辫状分流河道砂体通常分布于扇三角洲平原上, 在进行扇三角洲油藏的油气勘探时, 应将重点放在扇三角洲前缘地带,同时也要重视扇三角洲平原上的辫状分流河道砂体。虽然其发育数量相对较少, 但单个砂体规模较大, 物性最好。总的来说，

13、各主力油层段含油面积分布范围主体位于扇三角洲前缘及分流间湾区, 小部分位于扇三角洲平原区。三、浅水三角洲浅水三角洲（河控型浅水湖泊三角洲）是三角洲沉积体系的一种特殊的三角洲类型，与深水三角洲对应，指在水体较浅、地形较平缓的沉积区形成的以分流河道砂体及分流砂坝为砂体为主的三角洲类型。以源远流长稳定水流为主, 并与湖泊互相作用。（一）形成条件浅水三角洲是在水体较浅和构造稳定的台地、陆表海或地形平缓、整体缓慢沉降的坳陷盆地条件下形成的，此类三角洲形成发育于湖盆坳陷阶段的湖泊水域扩张时期, 在扩张之前, 蓄水盆地外为大面积的河流冲积平原或前期湖退建设平原。在这两种平原背景上, 地形平缓湖水扩张范围较大

14、。（二）沉积特征浅水三角洲的沉积相、亚相及微相划分形式与正常三角洲类似，其沉积特征总体为沉积物岩性细，成熟度中等，粒度概率曲线反映其为牵引流作用特征。砂岩中发育强水动力沉积构造冲刷面、槽状交错层理、楔状交错层理、平行层理以及泥砾定向或叠瓦状构造，此外浅水三角洲分流河道、水下分流河道微相的砂岩或砂砾岩底部常具有明显的冲刷面。由于河流能量较强，三角洲前积速率过快，导致早期沉积的河口坝砂体被后期的水下分流河道冲刷侵蚀，河口坝消失殆尽。因此，浅水三角洲的河口坝不发育，亦很难见到远砂坝沉积微相。由于水体环境浅，多易暴露在地表，故沉积物中紫红色泥岩大面积展布，生物扰动强烈。（三）油气分布特征相对于河流沉积

15、体系, 浅水三角洲尽管不发育高还原环境下的半深湖至深湖相泥岩, 但在该体系中的滨浅湖泥岩、前三角洲泥岩、河湾泥岩和三角洲平原的沼泽沉积, 具有粒度细、分布广、厚度相对较大的特点, 足可以成为封堵油气的优良盖层, 为油气成藏提供了较好的封堵条件。浅水三角洲在横向上发育多变的分流河道、水下分流河道砂体，为形成大面积岩性油气藏提供了有利的储集空间。其分流河道砂体、河口坝砂体、席状砂体连续性和连通性远较曲流河沉积为好, 砂体整体形态上呈现出明显的扇状、坨状, 展布面积大、分布宽广而稳定, 勘探风险较低，为油气成藏的远景区。四、正常三角洲此类三角洲是指在水体较浅、地形较平缓的沉积区形成的以分流河道砂体及

16、分流砂坝为砂体为主的三角洲类型。（一）形成条件由源远流长的曲流河注入覆水较深的湖泊后，在稳定的限定性的河口处，河水水流明显分散，快速卸载，形成河口坝、远砂坝及前三角洲。随着三角洲建设作用的进行，三角洲朵叶不断扩展，从而形成较大规模的曲流河三角洲沉积体，是流长源远且稳定的曲流河为主的沉积过程。（二）沉积特征 此类三角洲的沉积物主要以中砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩为主，具明显的二元结构，以向上变粗的反韵律为常见。各种交错层理极为发育，岩石结构成熟度和成分成熟度均较高。三角洲平原亚相 该亚相为三角洲沉积的陆上部分，主要岩性为砂岩、粉砂岩、泥岩。砂质沉积与泥炭、褐煤共生是该亚相的重要特征。层理构造复杂，

17、可见雨痕、干裂、足迹等层面构造，生物化石多为淡水动物化石和植物残体。微相可分为以下几种：分支河道微相：又称分流河床，构成了此亚相沉积的骨架，以砂质沉积为主，磨圆度中等，分选性较好。发育大型及小型板状、槽状交错层理、冲刷-充填构造，沉积序列在垂向上为上粗下细的间断性正旋回。陆上天然堤微相：位于分支河道两侧，沉积物以细砂、粉砂岩为主，磨圆度较好，分选中等，常发育板状、槽状交错层理，波痕，可见生物潜穴构造。决口扇微相：由洪水冲破天然堤形成。沉积物以细砂岩为主，磨圆和分选都较好，具块状层理和小型交错层理，平行层理和液化构造较常见。滩漫沼泽微相：位于该亚相的低洼地区，分布面积广，为典型的还原环境。沉积物

18、为深色有机质粘土、泥炭、褐煤，夹有洪水成因的纹层状粉砂。层状有机质沼泽沉积可作为三角洲平原地层对比的标志层。淡水湖泊微相;沉积面积小，水体浅，沉积物主要为暗色有机质粘土，夹砂岩透镜体。当河流注入时可形成湖成三角洲。三角洲前缘亚相该亚相位于三角洲向海方向，处于海平面以下，是三角洲沉积最活跃地带和三角洲砂体的主体。可将其进一步划分为以下微相：（1）水下分流河道微相：水下分流河道是平原环境中分流河道和湖后在水下的延续部分，其沉积特征与平原亚相中分流河道砂坝极为相似，岩性较分流河道砂坝稍细，沉积物颜色深，一般为灰色、绿灰色。在岩性组合和垂向沉积旋回特征上具下粗上细正韵律结构，但水下分流河道砂体一般颗粒

19、较细，为粉砂岩、细砂岩组成的向上变细韵律，砂层薄，层数多，常显示为多个正韵律层的叠加。砂体中积构造发育，常见中、小型交错层理及平行层理，层理规模从下向上逐渐变小，砂体底部常见冲刷充填构造，并见丰富的泥砾。（2）水下天然堤微相：、常为粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩互层沉积，粉砂岩中发育小型沙纹层理，泥岩及粉砂质泥岩中见水平层理、含植物叶片化石。（3）支流间湾微相：支流间湾是水下分流河道之间的滨浅湖区，其沉积物为河流携带的细粒物质借助湖水扩散作用所形成。水动力相对较弱。岩性以灰色泥岩为主，其次为含粉砂泥岩，常见泥岩夹粉砂岩团块及泥岩夹粉砂岩条带及透镜体构造和水平层理及小沙纹层理，局部见生物钻孔及植物叶片

20、化石。（4）分支河口沙坝微相：河口砂坝是三角洲沉积体系中砂体最集中的沉积单元,具明显的下细上粗的反韵律结构。从下向上通常由粉砂岩与泥岩的薄互层变为细砂岩，下部砂岩粒度细厚度薄，泥岩夹层厚，向上砂岩粒度变粗厚度增大，泥岩夹层薄。粉砂岩中发育小沙纹层理、浪成砂纹层理及液化变形层理，砂岩中发育低角度交错层理、平行层理及液化变形层理。（5）远沙坝微相：远砂坝为前缘末端沉积，由薄层状粉砂岩、粉砂质泥岩组成，平面分布稳定，延伸远；纵向上相带窄（常同前三角洲泥呈薄互层状出现），厚度薄，发育小沙纹层理、液化变形层理，见浪成沙纹层理。浪成沙纹层理是鉴别三角洲前缘亚相的重要标志，主要发育于三角洲前缘河口砂坝、远砂坝砂质沉积中。（6）席状砂微相：河口沙坝和远沙坝受波浪作用及岸流的冲刷淘洗并发生侧向迁移而成。沉积砂质纯、分选好，发育交错层理，生物化石稀少。受水动力作用的影响，砂体由岸向海厚度逐渐变薄。3、前三角洲亚相 该亚相是正常三角洲沉积最厚的地区，沉积物主要由暗色粘土和粉砂质粘土组成。常发育水平层理和块状层理，生物化石多为广盐性生物。前三角洲泥微相：形成于水动力条件较弱处，沉积物主要为暗色泥、页岩互层，发育水平层理和块状层理，正常海相化石较多。较陡界面的三角洲前缘砂可向前滑塌形成滑塌浊积扇，沉积物分选