溱潼凹陷构造上属于苏北－南黄海盆地东台坳陷的一个次级构造单元(三级构造单元)，位于东台坳陷区吴堡低凸起与泰州凸起之间，整体呈北东东向展布(图 1)。北以吴堡－博镇断裂为界，东南部与泰州凸起以断层相接，西连江都隆起，东接梁垛低凸起，西北部与吴堡低凸起以斜坡相连，东北方向较开阔，过梁垛与白驹凹陷、海安凹陷相连，西南部较狭窄，是凹陷的收敛部位，面积约1200km²，由南往北可划分为：断阶带、深凹带、斜坡带3个构造单元^[1]，其中斜坡带在帅垛以东为东部斜坡带，帅垛及其西部为西部斜坡带(图 1)。该凹陷内自上而下发育第四系东台组、新近系盐城组以及古近系三垛组、戴南组、阜宁组、泰州组。其中戴南组一段(下文简称戴一段)是吴堡运动之后形成的断陷沉积，岩性由灰色砂砾岩、含砾砂岩、砂岩、泥岩组成，为扇体沉积^[2,3]，是区内主要含油层系之一。

图  1  溱潼凹陷构造区划图

Figure  1.  Tectonic map of Qintong sag

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“十二五”之前，溱潼凹陷戴一段一直以构造型油藏勘探为主，岩性油藏勘探一直未取得突破。但是从国内外断陷盆地的勘探经验来看，断陷盆地沉积了多类型扇体，且由于扇体近源环凹，油气成藏条件较为有利，一直是油气勘探特别是岩性油气藏勘探的重点^[4-11]。因此，精细刻画溱潼凹陷戴一段沉积相纵横向分布特征是落实岩性勘探有利区带的基础，也是加快岩性勘探的必然要求。但是以往勘探过程中，戴一段沉积相研究存在以下3个主要问题：(1)由于戴一段不同区带地层厚度、砂泥岩横向变化大，泥岩标志层多，地层对比存在一定难度，易穿时；(2)区域物源方向及其主次存在争议，部分学者认为戴一段物源来自于东北部梁垛低凸起^[12]，也有部分认为南部泰州凸起才是物源区，但缺少论据佐证，这一问题对后期沉积相的精细刻画产生较大影响；(3)纵横向各亚段沉积相演化规律不清，岩性勘探的有利层段及有利区带需要进一步落实。

针对上述问题，作者旨在通过开展戴一段高分辨率层序地层、物源及沉积相研究，提高层序地层对比及沉积相研究精度，明确戴一段不同层段的扇体纵横向分布规律，指明岩性勘探的有利层段及区带，以期指导后期圈闭描述以及勘探部署。

1.   戴一段层序地层划分及特征

1.1   不同级次层序界面特征及其识别标志

本文的层序地层研究主要是采用适合陆相盆地的高分辨率层序地层学理论，以二分法为划分方案，其层序划分的关键界面为识别不同级次的层序界面及洪泛面^[13]。通过地震、钻井岩心及测井资料的综合分析，溱潼凹陷戴一段可以识别出井震资料均能识别的长期、中期两类旋回层序界面和洪泛面。

1.1.1   长期旋回层序界面

长期旋回层序为一套具有较大水深变化幅度的、彼此间有成因联系的地层所组成的区域性湖进-湖退沉积序列^[14]。过苏220A井至西北斜坡的地震剖面显示，戴一段可以识别出两个长期旋回层序界面，分别对应戴一段顶底界面。戴一段底界面超覆于其下的阜宁组之上，SB30超覆面表现为强反射，连续性好(图 2)，该界面的成因与区域性构造运动——吴堡运动有关。此外，在钻井剖面上，具有明显的岩性岩相突变差异，界面之下为阜宁组四段(阜四段)灰黑色泥岩(半深湖-深湖相)，界面之上为戴一段灰色砂砾岩、含砾砂岩、细砂岩，测井曲线表现为突变接触(图 3)，因此，该界面为长期旋回底界面。戴一段顶界面为长期旋回层序的顶界面，钻井剖面上岩相突变明显，界面之下为戴一段顶部灰黑色泥岩，之上为戴二段底块砂岩，局部地区如东、西外斜坡由于后期抬升剥蚀直接为三垛组底块砂岩，地震剖面上呈现削蚀现象(图 2)。测井曲线主要表现为由下部的平直型到上部的箱型突变接触(图 3)。

图  2  溱潼凹陷过苏220A井至西斜坡地震层序划分和界面反射特征

Figure  2.  Seismic sequence division and the reflection characteristic of sequence boundaries from well Su220A to west slope in Qingtong sag

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图  3  溱潼凹陷鲁1井单井沉积-层序柱状图

Figure  3.  Sedimentary-sequence stratigraphic column of well Lu1 in Qingtong sag

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1.1.2   中期旋回层序界面

中期旋回为一套水深变化幅度不大的、彼此间成因联系密切的地层叠加所组成的湖进-湖退沉积序列^[15]。大多数属于长期基准面旋回过程中的次一级沉积旋回的产物，往往与砂层组具有一定的对应关系。戴一段中期旋回层序界面多见于剖面结构出现明显转化的地方，这种转化可以是两个由粗→细的正向结构的转化(图 3)，也可以是由细→粗的逆向结构到正向结构的转化，多数以大套砂体直接覆于大套泥岩之上为显著识别标志(图 3、图 4)，底冲刷面明显，岩心中常见砂砾岩、含砾细砂岩。

图  4  溱潼凹陷鲁1-俞2-蔡1连井沉积-层序对比剖面

Figure  4.  Sequence stratigraphic correlation between well Lu1, Yu2 and Cai1 in Qingtong sag

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1.1.3   洪泛面

洪泛面代表基准面上升达最高位置时的沉积界面，是基准面由上升转为下降的二分时间单元转换面，不同级别的基准面旋回都可发育有相对应的洪泛面^[16]，都是进行区域等时地层对比的重要标志，其中以长期基准面旋回的洪泛面(MFS)为最重要的区域等时对比标志。戴一段洪泛面在岩性剖面中，表现为向上加深变细沉积序列顶部的泥岩段(中期旋回层序)或位于大套泥岩段的中部(长期旋回层序)。在测井曲线上具低电阻、高伽马的电性特征。区域等时对比最重要的最大洪泛面位于戴一段中上部，地震剖面中为连续—较连续的中-强振幅波峰反射，横向分布范围最广，可连续追踪(图 2)。钻井剖面中最大洪泛面之下为加积/退积式沉积，之上为加积/进积式沉积，附近的中期旋回层序由正旋回变为反旋回为典型特征(图 3、图 4)。

1.2   层序地层划分对比及格架特征

在地震剖面、钻井岩心、测井资料详细识别不同级次层序界面的基础上，以区内多口钻井的层序精细分析为依据，根据高分辨率层序地层的旋回等时对比法则^[17]，选择长期旋回层序的二分时间单元分界线(即层序界面和洪泛面)为进行等时地层对比的优选位置，以中期旋回层序(最具等时对比意义)为等时地层对比单元，可获得研究区戴一段等时对比结果，并可建立其层序地层格架，图 4显示，研究区戴一段层序地层的构成有以下特点：

(1) 戴一段可划分为1个长期旋回层序(LSC1)、5个中期旋回层序(自上而下分别命名为MSC1、MSC2、MSC3、MSC4、MSC5)。其中长期旋回层序为向上“变深”复“变浅”的对称型，深凹带5个中期旋回层序发育齐全，中外坡逐渐减少至2个, 仅残留MSC2、MSC3；

(2) 各中期旋回层序受基准面升降影响，地层分布范围呈现窄-广-窄的变化趋势。最大洪泛面之下，由深凹至斜坡，戴一段中期旋回层序呈现逐层超覆的特征，早期的MSC4、MSC5超覆沉积于斜坡带内侧，而最大洪泛面之下沉积的MSC3范围最广，一直延伸至外斜坡陈家舍-蔡家堡-顾庄-史家堡；最大洪泛面之上，由于基准面不断下降，地层呈现逐层退积的特征，东、西斜坡带外侧遭受一定程度剥蚀(图 2、图 4)，仅残留了MSC2、MSC3。

2.   戴一段物源分析及沉积相展布特征

2.1   物源方向分析

前人对区域戴一段物源的研究相对薄弱^[12]，主要依托于早期钻井岩心特征，缺少岩矿分析资料作证，研究手段相对单一。笔者在前人认识基础上，通过岩相、矿物成熟度资料，确定了溱潼凹陷戴一段物源方向。

2.1.1   岩相分布特征

岩相的横向变化与离物源区的远近密切相关，断陷盆地扇体沉积由近源区至远源区往往呈现砂砾岩-含砾砂岩-砂岩-泥岩的变化趋势，砂砾岩以及含砾砂岩是近源区的直接反映。溱潼凹陷已有钻井揭示，东斜坡的唐刘-台兴(代表井为唐1、QK117井)、断阶带以及深凹带的时堰-储家楼地区(代表井为鲁1、苏161井)近源的砂砾岩发育，最大厚度位于深凹带中心，砾石成分复杂，主要包括泥砾、碎屑岩砾石，砾石大小不一，一般在0.5~3cm，最大可达7cm，分选、磨圆均较差，反映紧邻泰州凸起的时堰、储家楼深凹带是近源快速沉积区。同时从断阶带-深凹带-西斜坡横向岩相变化来看，粒度整体由粗变细，南部断阶带附近以砂砾岩沉积为主，随着搬运距离变远，深凹带-斜坡带逐渐演变为含砾细砂岩、细砂岩，证实南部泰州凸起在戴一段沉积期为物源供应区。

2.1.2   矿物成熟度

沉积岩矿物成熟度是常用的物源分析指标，包括重矿物成熟度(ZTR指数)以及轻矿物成熟度(Q/F+R)两种。本次研究采集了溱潼凹陷钻遇戴一段的19口探井的岩心样品进行重矿、薄片、电镜分析。

从分析的重矿物成分来看，主要由锆石、电气石、石榴石、云母、绿泥石、绿帘石、榍石、金红石、白钛矿、十字石、磁铁矿、赤褐铁矿组成，其中锆石、电气石及石榴石比重较大。ZTR指数平面分布特征显示(图 5)，戴一段ZTR指数低值区主要位于东斜坡(唐1井：6.62%)以及紧邻泰州凸起的断阶带-深凹带(8.5%~9.4%)，指示东北斜坡及南部泰州凸起是区域物源方向，往西北斜坡随着搬运距离增加，不稳定重矿物比重减少，ZTR指数逐渐增大；同时在断阶带自东向西存在局部高值区(苏126:20.4%)，可能反映的是来自南部泰州凸起的扇体间湾沉积。

图  5  溱潼凹陷戴一段重矿物ZTR指数平面分布图

Figure  5.  The heavy mineral ZTR index distribution map of the first Member of Dainan formation

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从轻矿物成熟度指标来看(图 6)，紧邻南部泰州凸起的断阶带最低(＜2), 深凹带次之，西北斜坡带最高(＞2.5), 最低值位于储家楼与时堰深凹带对应的断阶，同时断阶带钻井揭示的磨圆度主要为棱角-次棱角状，整体好于西北斜坡，是近源沉积的重要佐证。

图  6  溱潼凹陷戴一段轻矿物成熟度平面分布图

Figure  6.  The light mineral maturity distribution map of the first Member of Dainan formation

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2.1.3   地震相特征

溱潼凹陷紧邻泰州凸起的储家楼、时堰深凹带均可见明显的杂乱地震相，呈现典型的沟扇对应的特征。以时堰深凹为例，垂直于断阶带方向的地震剖面显示泰州凸起供源较为清楚，自南东向北西前积特征明显，紧邻凸起的深凹带为连续性差、变振幅的楔形杂乱反射, 波组向泰州凸起抬升收敛，向湖盆中央方向，反射结构逐渐变好，过渡为连续性较好的强振幅、波状反射(图 7)；从平行于断阶带的地震剖面来看(图 8)，丘形杂乱反射局限分布于时堰次凹中，向东斜坡内侧红庄-台兴呈现超覆特征，反映时堰深凹砂体主要受南部泰州凸起物源影响，而非来自东斜坡。

图  7  过断阶-时堰次凹地震剖面

(垂直断阶带)

Figure  7.  The seismic profile from step-fault zone to Shiyan sub-sag

(perpendicular to step-fault zone)

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图  8  过时堰次凹地震剖面

(平行断阶带)

Figure  8.  The seismic profile from across Shiyan sub-sag

(parallel to the step-fault zone)

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综上所述，溱潼凹陷戴一段主要供源区应为南部泰州凸起, 东北部梁垛低凸起物源仅对东斜坡外侧起到一定程度的影响。

2.2   戴一段沉积类型及相带展布特征

2.2.1   戴一段沉积类型

综合分析地震、岩心及测井资料，结合前人研究成果，认为溱潼凹陷戴一段发育扇三角洲沉积体系，主要由扇三角洲平原、扇三角洲前缘、前扇三角洲3种亚相组成(图 3)。

扇三角洲平原主要由辫状水道微相叠置组成，以大套近源砂砾岩沉积为主，间夹薄层棕红色泥岩，岩心中常见反映干旱-氧化环境的石膏层；测井曲线为高幅箱型特征，顶底突变接触(图 3)，反映辫状水道的强水动力条件。

扇三角洲前缘主要由水下分流河道、水下分流间湾、河口坝、远砂坝等微相组成(图 3)。其中水下分流河道主要由浅灰色含砾细砂岩和粉-细砂岩组成，具有向上变细的正粒序，底冲刷明显，常发育交错层理、波状层理，粒度曲线表现为由跳跃加悬浮组成的两段式，且悬浮组分较少(占10%)，反映水动力较强，物源供应充足；测井曲线以高幅箱型-钟形为主。水下分流间湾以深灰色泥岩夹粉砂岩为主，测井曲线为平直形。河口坝岩性为细砂岩，具有向上变粗的反粒序，常见波状层理，测井曲线以中低幅漏斗型为主。远砂坝主要以粉砂岩、泥质粉砂岩为主，分选差，泥质含量高，测井曲线常具有明显的低幅指形特征。

前扇三角洲主要以灰黑色泥岩为主，反映沉积时水体较深、远离物源。测井曲线为平直形(图 3)。

2.2.2   戴一段沉积相展布特征

以沉积学理论为指导^[17]，依据岩性、录井、测井和三维地震资料，通过单井沉积相-层序详细分析，对溱潼凹陷戴一段扇体展布特征进行了综合研究，在无井区结合储层波阻抗反演和物源方向综合分析，编制了溱潼凹陷戴一段各中期旋回层序的等时层序-沉积相图，明确了各中期旋回层序的相带分布特征。

以MSC1、MSC3、MSC5时期沉积相图为例(图 9-11)，总体可以看出戴一段扇体的相带展布具有以下特征：

图  9  溱潼凹陷戴一段MSC1沉积相图

Figure  9.  The sedimentary facies map of the MSC1 of the first Member of Dainan formation

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图  10  溱潼凹陷戴一段MSC3沉积相图

Figure  10.  The sedimentary facies map of the MSC3 of the first Member of Dainan formation

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图  11  溱潼凹陷戴一段MSC5沉积相图

Figure  11.  The sedimentary facies map of the MSC5 of the first Member of Dainan formation

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(1) 相带展布方向受泰州凸起主物源影响呈现自南东向北西展布的特点。紧邻泰州凸起的时堰、储家楼深凹带主要发育扇三角洲平原辫状水道，随着沉积物搬运距离的加大，逐渐相变为扇三角洲前缘近端水下分支河道、扇三角洲前缘远端河口坝-远砂坝(图 4)；

(2) 戴一段各中期旋回层序内沉积相带展布受基准面升降影响呈裙边状分布。MSC5时期，溱潼凹陷基准面最低，湖盆局限分布于深凹带，呈条带状展布，可容空间较小，因此，扇体主要分布于深凹带；MSC3时期，凹陷基准面最高，湖盆分布范围最广，可容空间最大，因此，扇三角洲前缘一直延伸至西斜坡，发育了蔡家堡-陈家舍(代表井为蔡1、陈2井)、帅西(代表井为帅西1井)、帅垛(代表井为帅1井)、帅北(代表井为帅北1井)4支主要的水下分支河道；MSC1时期是戴一段沉积末期，基准面稍有下降，因此，在斜坡带外侧特别是东斜坡抬升至湖平面之上，整体沉积缺失。

3.   对岩性勘探的指示意义

纵向上沉积-层序的演化序列指明了戴一段MSC1、MSC2、MSC3时期是岩性勘探最有利层段(图 4)。戴一段沉积-层序的纵向演化剖面显示，早期的MSC4、MSC5阶段由于湖平面较低，可容空间小，但物源供应充足，因此，岩相主要为大套块状砂砾岩、含砾砂岩、细砂岩，储层叠置连片，泥岩隔层不发育，不利于油气保存；而最大洪泛面附近沉积的MSC1、MSC2、MSC3时期，由于湖平面较高，可容空间增大，泥岩隔层较为发育且厚度较大，普遍超过20m，可作为内部砂岩储层有效的盖层，因此，MSC1、MSC2、MSC3时期是戴一段岩性勘探最有利的层段。

平面上相带的展布范围决定了岩性勘探的有利区带。由于MSC1、MSC2、MSC3时期戴一段扇三角洲前缘水下分流河道、河口坝等有利储层一直延伸至西斜坡，在斜坡形成多层砂岩尖灭区(图 4)，可形成砂岩尖灭型岩性/构造-岩性两类圈闭，蔡家堡-陈家舍、帅西、帅垛及帅北是岩性圈闭勘探的重点区域。

近年来该项研究成果有效地指导了溱潼凹陷戴一段的岩性圈闭识别及勘探部署，相继部署的陈2、帅北1等探井在MSC1、MSC2、MSC3三套层段获突破，共计落实戴一段探明和控制石油地质储量600万t。同时该套技术方法在金湖凹陷三河深凹带戴一段的岩性勘探中也取得了较好的应用效果，新发现了近岸水下扇沉积体系并获得了油气突破^[18,19]。

4.   结论

(1) 戴南组一段可识别出层序界面及洪泛面两类转换面，并进一步划分为1个长期、5个中期旋回层序。深凹带5个中期旋回层序发育齐全，中外坡逐渐减少至2个。各中期旋回层序受基准面升降影响，地层分布范围呈现窄-广-窄的变化趋势;

(2) 通过综合研究岩相、粒度、矿物成熟度特征，明确了溱潼凹陷泰州凸起是戴一段的主物源方向，戴一段发育扇三角洲沉积体系，沉积相带展布受物源、基准面升降共同控制;

(3) 沉积-层序综合研究表明纵向上戴一段MSC1、MSC2、MSC3时期泥岩隔层发育、储盖组合有利，是岩性勘探最有利层段；平面上相带的展布决定了岩性勘探的有利区带，西斜坡的蔡家堡-陈家舍、帅西、帅垛及帅北地区处于多期扇体前缘砂岩尖灭区，是岩性/构造-岩性圈闭勘探的重点区域。