近年来，利用层序地层学理论研究地质问题的尺度和精度得到了不断发展和完善^[1-5]，随着研究手段的不断提高和研究区资料的逐步丰富，层序地层的研究不断从盆地级别的层序地层格架和体系域分析向区域性沉积微相、储层乃至烃源岩发育规律预测的高精度层序地层研究深化^[6-9]。如何有效建立区域性的高精度层序地层格架，并在等时格架内开展沉积体系展布规律分析，是优势储层研究的一项重要内容。

南堡凹陷西斜坡位于南堡凹陷西部，有效勘探面积近300km²。研究区内B28X2井、B10井、NP5-11井等分别在东二段、东三上亚段和东三下亚段获得高产工业油气流，揭示了该区中深层具有较大的勘探潜力。近年来，针对南堡凹陷层序地层的研究主要集中在三级层序地层，且在沉积体系方面的研究存在诸多争议^[10-11]。

本文在前人研究的基础上，应用高精度层序地层学理论和方法，以岩心、测井、地震等资料为基础，建立南堡凹陷西斜坡高精度层序地层格架，并在此基础上明确了格架内的沉积体系展布规律，探讨了沉积体系发育的控制因素，为该区油气藏精细勘探、评价和开发提供可靠依据，为具有类似地质背景地区的研究提供参考与借鉴。

1 区域地质背景

南堡凹陷位于渤海湾盆地黄骅坳陷东北隅，古近纪时是一个典型的具有北断南超特征的箕状凹陷^[12-13]。南堡凹陷西斜坡受西南庄断层控制，是一个发育在中、古生界基岩鼻状构造背景上、受西南庄断层及其派生断层控制形成的潜山披覆断背斜构造带^[14]。区域构造背景上，南堡凹陷西斜坡包括南堡5号构造带和林雀次凹的西部斜坡带，北以西南庄断层为界，南部与南堡1号构造带相邻，东部与老爷庙构造带相邻（图 1）。

新生界以来，研究区地层自下而上发育沙河街组、东营组、馆陶组及明化镇组，其中，中深层（东二段、东三上亚段、东三下亚段）厚度达到1200m左右。目前，该区共完钻预探井和评价井53口，多口井获工业油气流。其中，中深层的东二段、东三段含油层段相对较发育，油气相对较富集，是本次研究的重点。

2 高精度层序地层格架 2.1 三级层序及其界面特征

三级层序是以不整合面和与之相对应的整合面为界所限定的一套地层单元。该不整合面包括暴露不整合面和水进期的冲刷不整合面^[15-16]，均为明显的沉积间断面。研究区中深层主要包括东二段、东三上亚段和东三下亚段3套地层单元，划分了3个三级层序，分别对应SQ9、SQ8、SQ7。由于研究区处于半深湖的水下沉积环境，其对应的三级层序界面多为水进时期因冲刷而形成的不整合面。

结合前人对南堡凹陷层序地层研究成果^[17]，本次研究运用新的地震处理、解释成果，结合岩—电响应特征识别出研究区中深层4个三级层序界面，由下至上分别是T₆、T₇、T₈、T₉（图 2）。反射界面T₆相当于东三下亚段底界，与下伏沙一段呈现低角度的不整合接触关系，在地震剖面上表现为沙一段被削截的现象。T₇相当于东三上亚段底界，在靠近凹陷边界断层西南庄断层的近斜坡部位，该界面之上东三上亚段超覆于下伏地层之上，上超接触关系明显。T₈相当于东二段底界，该界面之上地震反射表现为弱振幅、连续性较差的特征，界面之下在地震剖面上表现为较强振幅、较好连续性的反射特征，部分区域出现顶削现象。T₉相当于东二段顶界，在地震剖面上表现为连续性较好的中强振幅的反射特征，大部分地区与东一段呈现整合接触，在靠近盆地边界区域出现东二段顶部地层被削截的现象。

2.2 高精度层序地层及其界面特征

高精度层序地层单元是指在三级层序基础上进一步划分的体系域和四级、五级层序。四级层序是高精度层序地层格架的基本单元，是三级层序内相对明显的次一级沉积基准面变化形成的沉积旋回，与高频的海平面或湖平面变化、物源供给和构造沉降的叠加有关^[18-19]。但是，层序级别越低、精度越高的界面，其构造的直接作用度越低，而沉积作用对层序界面的影响更明显。因此，高精度的层序地层界面可以通过界面上下沉积机制的不同来识别。

南堡凹陷西斜坡中深层在三级层序格架内，以经典层序地层学理论为指导，通过井—震精细标定，结合岩—电响应、岩心相特征，以沉积微相分析为手段识别层序界面和洪泛面，进一步划分出12个四级层序或体系域的次一级地层单元，并在此基础上建立研究区四级层序地层格架（图 2、图 3）。从已钻井的岩性组合特征分析可知，该区四级层序界面大多位于砂岩到泥岩的突变面，测井曲线特征表现为高幅齿化箱形和钟形向微齿化平直形变化（图 3中B10井的四级层序SQ9-Ⅰ、SQ8-Ⅳ、SQ7-Ⅳ等）。而形成这种岩性组合特征的原因是由于在半深湖的沉积背景下，来自不同方向的扇三角洲水下分流河道的迁移、改道和扇三角洲前缘的滑塌浊积体的突然沉积造成的。

研究区层序具有低位体系域—海侵体系域—高位体系域三分层序结构，大部分区域四级层序都具有底超的现象，而在盆地的边缘即靠近西南庄断层附近出现顶削的结构样式。高精度层序地层对比发现，各四级层序的砂体沿西北向东南方向（西北向为主力物源方向之一）并没有出现逐渐减薄的趋势，反而在研究区中心区域（B10井区、B16井区）个别四级层序出现砂体增厚的现象，说明研究区具有多物源的特点。由图 4可以看出，三级层序低位体系域中（即每个三级层序的第1个四级层序）地震剖面具有弱连续、较弱振幅的反射特征，具有砂体进积的特点，沉积多以正旋回为主，反映相对湖平面缓慢上升的过程（图 2）。在海侵体系域和高位体系域中（即每个三级层序的第2、第3、第4个四级层序或体系域），地震剖面具有连续性好、较强振幅的反射特征，以退积和加积结构为主，沉积旋回多呈现反韵律特征（图 3中B10井、B16井），有些区域以较厚层泥岩沉积为主，沉积旋回特征不明显（图 3中NP5-86井、B8井），整体反映相对湖平面向上加深的过程（图 2）。四级层序沉积旋回中砂岩层和泥岩层的有效组合，可构成圈闭尺度的储集体和盖层，为储盖组合分析提供精细的地层对比格架。

3 高精度层序格架内的沉积体系展布特征 3.1 物源方向

在区域背景上，研究区北部以西南庄断层为界与西南庄凸起呈断层式接触关系，沙河街组—东营组沉积时期边界断层活动较强烈，研究区北部持续沉降，受区域性构造应力的影响而发育多个山间沟谷。西南庄凸起区域综合地质研究表明，沟谷内下部发育高角度强振幅、近平行反射的中生界，上部发育低角度弱振幅、杂乱反射的古近系，两者间呈高角度不整合接触。古近纪时期，中生界遭受古水流剥蚀，沟谷内在充填古近系的同时，沿沟谷方向不断地向研究区内进行物源供给，且主要物源输入口位置与研究区内主河道具有良好匹配关系，以此可判断东营组沉积时期研究区北部沟道内有持续的物源注入，为其内部扇三角洲砂体沉积提供了良好的物源条件。

3.2 沉积体系类型

在高精度层序地层格架的约束下，对研究区沉积体系进行了系统的研究。本次研究针对研究区19口井中深层约700m的钻井取心进行精细的观察与分析，通过岩心镜下薄片鉴定、相标志的识别、岩—电响应特征分析等手段，在南堡凹陷西斜坡中深层共识别、划分出扇三角洲和湖泊两种沉积体系。

3.2.1 扇三角洲沉积体系

南堡凹陷西斜坡中深层扇三角洲非常发育，从SQ7到SQ9每个三级层序地层单元都发育扇三角洲。这些扇三角洲来自不同的方向，在不同时期对研究区沉积的贡献不尽相同，且发育的亚相和微相类型也不尽相同。但是大部分扇三角洲都发育扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲亚相。

3.2.1.1 扇三角洲平原亚相

研究区扇三角洲平原亚相主要发育分流河道微相、泛滥平原微相。其中分流河道微相为大套灰白色—灰色块状粗砂岩、含砾粗砂岩或少量中砂岩（图 5a)，内部往往发育两种泥砾，其一是紫红色、砖红色滚圆或略带撕裂的泥砾（图 5b）；其二是灰色、棕灰色具有明显撕裂特征和定向的泥屑（图 5c、d），体现了强烈的层内剪切作用的特点。富泥砾或泥屑层往往和上下砂岩构成反—正复合粒序，常伴随出现冲刷面、岩性突变面（图 5d、e），这个特点反映了流体基质强度支撑和流体压力支撑的特点。砂岩层内含有分散分布的颗粒状炭屑，而不是呈片状在砂岩层面相对富集，且砂岩体内交错层理和平行层理极为少见，砂岩底界往往是岩性突变面，但并非均是冲刷面。这些特征反映了沉积物快速的整体搬运和强烈的内部剪切作用的特点。扇三角洲平原亚相主要分布在研究区北部靠近西南庄断层附近区域。

四级层序SQ9-Ⅰ沉积时期，B22井处于扇三角洲平原相带的前端区域，其岩心特征表现为，上段发育灰棕色—灰色、局部夹棕色的含砂泥岩，岩性轻微搅混；中下部发育多个具有正粒序特点的灰色细砂岩层，有轻微的生物扰动。另外，在块状细砂岩中可见到多个撕裂泥砾层，其间还发育有剪切型的界面，构成“半地堑”和“半地垒”形式的沉积形成的“正断层”(图 5f）。这些沉积特征说明研究区北部的扇三角洲平原区域具有相对平静的沉积环境，但具有流体强烈的层状流动和剪切作用特点，是泛滥平原的主要证据。

3.2.1.2 扇三角洲前缘亚相

扇三角洲前缘亚相是扇三角洲的水下部分，研究区主要发育包括水下分流河道、河口坝、席状砂等微相，这些微相砂体与重力流成因的沟道碎屑流、席状滑塌碎屑流砂体一起构成垂向上有序的沉积序列组合。

水下分流河道微相底部不发育冲刷面，且含撕裂状泥砾，河道砂岩中几乎不发育槽状交错层理、板状交错层理和楔状交错层理等沉积构造。撕裂泥砾、河道砂岩可以多次垂向叠加，从而构成含多个泥质夹层的水下分流河道微相砂岩。研究区河口坝微相比较发育，为典型的反粒序，岩性由下部的泥岩、粉砂岩向上渐变为细砂岩、中砂岩和粗砂岩等，砂岩主要为块状构造，沉积构造不明显，整体为多期单一河口坝在垂向上相互叠置形成的河口坝复合体（图 6）。另外，沟道碎屑流沉积也比较发育，该类型沉积具有顶底界面截然的岩性突变面，灰白色块状中粗砂岩中含有棕红色滚圆泥砾与浅灰色撕裂泥屑，且有炭屑富集（图 6）。研究区扇三角洲前缘的水下分流河道、河口坝等较厚层砂体的微相主要发育于SQ7-Ⅳ、SQ8-Ⅳ两个四级层序内，以西北向和近南北向的物源为主。

3.2.1.3 前扇三角洲亚相

由于研究区中南部为陡坡带，扇三角洲前缘快速向半深湖过渡，发育了宽窄变化不一的前缘斜坡，构成了地貌上独特的前扇三角洲亚相沉积单元，根据浪基面位置，进一步将其划分为上斜坡区和下斜坡区两个次级单元。上斜坡区域主要发育中—薄层的灰白色块状中粗砂岩，含少量散布的颗粒状炭屑，底界面均为岩性突变面但非冲刷面，在砂岩内部发育多个灰黑色泥质或炭屑剪切层，代表了流体内部的剪切现象。下斜坡区域主要发育滑塌成因的深切沟道型碎屑流沉积和泥流沉积，其中前者为大套灰白色块状中粗砂岩，发育块状层理，砂岩顶底界面截然，为岩性突变面，无任何冲刷面及层理现象，含有扁平椭圆状或长条状泥砾，具有反—正复合粒序；后者为浅灰色块状泥质粉砂岩与深灰色泥岩互层，其中发育各种形状各异、大小悬殊的泥砾，构成复杂的粒序关系，可见分选极差、底界冲刷、顶界截然的滑塌型砂质碎屑流沉积（图 7)。

3.2.2 湖泊沉积体系

研究区湖泊相主要发育浅湖亚相和半深湖亚相。浅湖亚相处于正常浪基面以上，岩性多以灰色—深灰色泥岩为主，主要位于研究区北部。半深湖亚相位于正常浪基面以下水体较深的部位，地处乏氧的弱还原环境，为浅湖与深湖的过渡地带，沉积物主要受湖流作用的影响，波浪作用很难影响沉积物表面，因此沉积微相主要为半深湖泥，岩性主要为灰黑色纯泥岩、页岩，泥岩层面上见少量漂浮状粉砂岩，偶见毫米级炭屑散布于层面之上（图 8）。半深湖亚相主要位于研究区南部。

3.3 沉积模式及沉积微相展布特征

前文已述及，研究区中南部发育有构造坡折带，由于不同物源方向的水下分流河道汇聚于此，所以在此处发育较大型的河口坝。这些河口坝和前缘斜坡带共同构成陡峭的地貌单元，一旦受到触发，向湖突出的河口坝沉积单元发生铲状滑塌，在湖水润滑作用下，呈面状、席状向半深湖高速流动，造成前缘斜坡区相带的中断，之后地貌变缓，滑坡滑塌中止，重新开始新一轮循环（图 9中A—A′剖面）。经过往复循环沉积后，会在类似区域形成面积大、累计厚度大、总体连通性好的席状滑塌碎屑流砂体（图 9）。

在洪水期或高载荷期，（水下）分流河道可输送至外前缘乃至半深湖环境，形成深切的碎屑流沟道，进而形成另外一类碎屑流沉积。在这里，因沉积地貌陡变，可能因滑塌、也可能因流体性质发生变化而由分流河道转变为直指半深湖的重力流沟道（图 9中B—B′剖面），从而形成面积不大、但单期厚度较大的湖底扇（浊积扇）沉积。

在这种沉积模式的指导下，通过对古地貌和物源的分析，明确了主要物源通道和沉积背景；通过对岩心的精细观察与描述，确定了沉积微相的类型。在此基础上，将岩心相、测井相与地震属性和储层反演相结合，对研究区四级层序地层格架下的沉积体系规模和范围进行研究，最终明确了各个四级层序地层格架内沉积微相的平面展布特征及纵向演化规律：① SQ7-Ⅳ与SQ8-Ⅳ厚层砂岩普遍发育，砂体类型多为扇三角洲水下分流河道和河口坝，这些水下分流河道与河口坝主要集中分布在沿物源方向的主河道上，尤其是不同物源方向的河道交会处，即靠近研究区的中心区域；② SQ9-Ⅰ砂岩相对比较发育，砂体类型主要为低位楔形砂体或湖底扇，主要发育于研究区中南部的构造坡折处及水体较深的半深湖环境内；③ 每个三级层序内的第2个和第3个四级层序，砂岩往往较不发育，较厚层泥岩发育；④ 多物源交会处，各个四级层序砂岩均比较发育，如B16井、B10井。下文以四级层序SQ7-Ⅳ为例，简述该层序地层格架内沉积相展布特征。

四级层序SQ7-Ⅳ沉积时期的物源供给主要来自于研究区西北方向和近南北方向。该沉积时期研究区扇三角洲前缘砂体未连片分布，而是受不同的分流河道控制，向湖盆中心过渡为半深湖沉积。由于该时期物源供给比较充足，在河道的前端发育较多的河口坝砂体（图 10）。单井沉积微相分析表明，在研究区西南部的半深湖环境内，发育面积较大的席状滑塌碎屑流沉积。在研究区东南部发育一个带有固定碎屑流沟道的湖底扇，湖底扇的面积约为3.8km²，钻遇在该扇体碎屑流沟道上的NP5-11井在该段获得了工业油气流，表明该类型的砂体具有较好的储集物性和成藏条件。总体而言，SQ7-Ⅳ时期形成了砂体分布范围较广、厚度较大、以近南北向物源供给为主的扇三角洲—半深湖沉积体系（图 10）。

4 主要认识与结论

(1）南堡凹陷西斜坡中深层识别出4个三级层序界面，由下至上分别是T₆、T₇、T₈、T₉，划分了3个三级层序：SQ7、SQ8、SQ9，并进一步划分出12个四级层序或体系域地层单元，并在此基础上建立了研究区高精度层序地层格架。

(2）通过开展西南庄凸起区域综合地质研究，明确了研究区物源主要受西南庄凸起上沟谷控制，形成东北、近南北和西北3个方向的主要物源，且不同四级层序沉积时期主物源方向存在差异，如四级层序地层SQ7-Ⅳ沉积时期，近南北向物源的供给占主导地位。

(3）根据区域沉积格局和沉积作用的特点，在系统的岩心相、测井相精细研究基础上，共识别出扇三角洲、湖泊两种沉积体系，以及与之相应的扇三角洲平原、扇三角洲前缘、前扇三角洲等沉积亚相类型。

(4）研究区四级层序SQ7-Ⅳ与SQ8-Ⅳ厚层水下分流河道和河口坝砂体普遍发育，且具有较好的储—盖配置、含油气层段富集，是研究区中深层未来油气勘探与开发的主力层位；而四级层序SQ9-Ⅰ低位楔形砂体或湖底扇比较发育，是未来寻找岩性油气藏的主力层段。