新書(shū)推薦：湖盆極淺水三角洲沉積體系與油氣成藏——以渤海海域新近系為例

本書(shū)通過(guò)總結(jié)渤海海域新近系典型拗陷湖盆萎縮期極淺水三角洲體系的研究成果，形成了極淺水三角洲沉積特征、沉積充填過(guò)程古環(huán)境響應(yīng)等理論和淺水沉積古水深定量恢復(fù)、古湖泊重建、砂分散體系半定量刻畫(huà)等技術(shù)，該系列理論和技術(shù)體系在渤海海域新近系的油氣勘探中發(fā)揮了巨大的作用，對(duì)國(guó)內(nèi)外其他類(lèi)似盆地的充填動(dòng)力學(xué)分析和油氣勘探也有較好的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。本書(shū)內(nèi)容包括渤海海域新近系高分辨率層序地層學(xué)、極淺水三角洲形成的古地理?xiàng)l件、極淺水三角洲及其伴生相的沉積特征與相序演化、拗陷盆地古湖泊單元及其沉積差異對(duì)比、現(xiàn)代湖泊極淺水三角洲沉積類(lèi)比、極淺水三角洲沉積過(guò)程物理模擬、極淺水三角洲大面積砂的控制作用與發(fā)育模式、極淺水三角洲大面積巖性圈閉的形成條件以及巖性油氣藏勘探實(shí)例分析等。

前 言

自2000年以來(lái)，作者帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一直致力于渤海海域新近系淺層油氣勘探，經(jīng)過(guò)近二十多年鍥而不舍的深化研究，提出了渤海海域新近系“極淺水三角洲”的概念，形成了關(guān)于深時(shí)極淺水三角洲的沉積特征、沉積相序、動(dòng)力學(xué)背景以及大面積砂體富集機(jī)制的工業(yè)化應(yīng)用等推薦做法，持續(xù)在國(guó)內(nèi)外發(fā)表了一些文章，一直想撰寫(xiě)一本與渤海海域極淺水三角洲體系和油氣成藏相關(guān)的專(zhuān)著，以便供沉積學(xué)界和石油地質(zhì)同行參考和研討，也可以作為高校相關(guān)專(zhuān)業(yè)研究生教學(xué)的參考。然而，多年來(lái)，每次提筆之時(shí)都深感自身學(xué)術(shù)功底不足、水平有限，遲遲未能完成這一夙愿。鑒于渤海海域油氣勘探的迫切需要，加之師長(zhǎng)和同行的積極鼓勵(lì)和支持，才使作者敢于開(kāi)始積極籌備和編寫(xiě)工作，并組織渤海沉積研究團(tuán)隊(duì)的骨干學(xué)者和長(zhǎng)期合作的中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）劉豪教授團(tuán)隊(duì)一起參與這項(xiàng)編寫(xiě)工作，因此本書(shū)是集體智慧的結(jié)晶。

與傳統(tǒng)的Gilbert型三角洲不同，淺水三角洲通常具有以分流河道砂體為主、河口壩厚度較薄甚至不發(fā)育、前緣相帶十分寬廣和砂體具條帶等特征。受平緩地貌、較淺的水體、古氣候、沉積物供給以及可容空間大小等綜合影響，導(dǎo)致多期淺水三角洲前緣相帶與河湖交互帶砂體疊置發(fā)育且成為最有利的油氣富集層之一。淺水三角洲的獨(dú)特沉積相類(lèi)型和重要的油氣資源意義，使其在國(guó)內(nèi)外沉積學(xué)界和石油地質(zhì)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注并作為研究熱點(diǎn)。

“淺水三角洲”這一概念最早由Fisk等（1954）提出，通常指的是在水體較淺和構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的臺(tái)地和陸表海，或者地形平緩、整體緩慢沉降的內(nèi)陸拗陷盆地中形成的、以分流河道（水上和水下）為骨架砂體的河控三角洲（Fisk，1961；Donaldson，1974；Coleman，1988；Postma，1990；Plink-Bj?rklund，2020）。國(guó)外關(guān)于淺水三角洲的研究多以現(xiàn)代沉積為主，而國(guó)內(nèi)學(xué)者主要聚焦于深時(shí)淺水湖盆。在我國(guó)松遼、鄂爾多斯、四川、渤海灣等盆地中都發(fā)現(xiàn)淺水三角洲沉積，許多學(xué)者結(jié)合地球物理、鉆測(cè)井及巖心等資料，在淺水三角洲的沉積特征、沉積模式、沉積動(dòng)力學(xué)以及對(duì)油氣成藏的控制作用等方面開(kāi)展了大量研究（如，呂曉光等，1999；韓曉東等，2000；代黎明等，2007；武富禮等，2004；朱偉林等，2008；劉柳紅等，2009；張昌民等，2010；Zou et al.，2010；Alonso-Zarza et al.，2011；Li et al.，2014；Zhu et al.，2017；Liu et al.，2018；Tian et al.，2019；Feng et al.，2021；Zhang et al.，2021）。通過(guò)對(duì)現(xiàn)代沉積和深時(shí)盆地的研究，人們對(duì)淺水三角洲沉積特征和內(nèi)部構(gòu)成基本達(dá)成共識(shí)。但是，國(guó)際沉積學(xué)界對(duì)界定和判斷深時(shí)淺水三角洲沉積的成因依據(jù)依然存在諸多爭(zhēng)議，越來(lái)越多的研究認(rèn)為古環(huán)境，特別是盆地古水深，是判斷淺水三角洲存在的重要依據(jù)之一（Nichols，2005；Alonso-Zarza et al.，2009；North and Davidson，2012；Liu et al.，2016b；Zhu et al.，2017；Tian et al.，2019；Feng et al.，2021；Zhang et al.，2021）。同時(shí)，有關(guān)淺水三角洲沉積的控制作用、沉積動(dòng)力學(xué)過(guò)程及沉積模式也越來(lái)越多地被關(guān)注。大量研究表明，淺水三角洲的沉積與形成過(guò)程受平緩地貌、氣候、物源供給通量、相對(duì)湖平面以及可容空間等綜合影響（Postma，1995；Kroonenberg et al.，1997；Syvitski et al.，2005；Grenfell et al.，2014；Ambrosetti et al.，2017；Winsemann et al.，2021），而平緩的沉積地貌、淺水環(huán)境、流體性質(zhì)（如非限定流、河道化流）、搬運(yùn)機(jī)制（如摩擦主導(dǎo)）及波浪改造等是分流河道形成類(lèi)型（如席狀化、河道化）、分布范圍及規(guī)模的重要控制因素（Nichols，2005；Nichols and Fisher，2007；Fisher et al.，2007）。其中，氣候變化導(dǎo)致的降雨和蒸發(fā)控制了湖平面頻繁波動(dòng)和沉積物通量改變，古氣候和古水深波動(dòng)則是可容空間變化的主要內(nèi)因。前人大量關(guān)于淺水三角洲沉積特征、發(fā)育過(guò)程等的研究為我們了解這一特殊沉積相類(lèi)型及其油氣資源意義提供了十分重要的窗口。關(guān)于淺水沉積的控制因素的探討，也必將引起更多學(xué)者的關(guān)注。盡管如此，前人的研究成果給予了我們更為深入的探索空間：①淺水三角洲形成的古地貌、古物源、古氣候和古水深等古地理?xiàng)l件亟須系統(tǒng)性研究，特別是在定量古水深恢復(fù)基礎(chǔ)之上的古湖泊重塑等方面的分析，這不僅僅是長(zhǎng)期以來(lái)深時(shí)盆地古環(huán)境研究的難題，而且也是淺水湖盆古地理重建過(guò)程中十分重要的課題；②有關(guān)淺水湖盆的“河湖”之爭(zhēng)一直存在，開(kāi)展古氣候驅(qū)動(dòng)下古湖泊演化與沉積記錄之間內(nèi)在聯(lián)系的研究，為進(jìn)一步揭示淺水湖盆各相帶的差異沉積過(guò)程提供十分重要的基礎(chǔ)；③一直以來(lái)，有關(guān)淺水湖泊大面積砂體富集程度的古環(huán)境控制作用等方面的研究依然十分薄弱，通過(guò)現(xiàn)代淺水湖泊系統(tǒng)性類(lèi)比、河湖交互背景下水槽模擬實(shí)驗(yàn)等手段和方法，闡明淺水三角洲大面積砂發(fā)育特征，揭示其形成的動(dòng)力學(xué)背景和控制作用，為進(jìn)一步大面積巖性油氣藏勘探提供重要的理論支撐。

渤海海域新生代盆地是在華北克拉通基底之上發(fā)育起來(lái)的多旋回裂谷盆地。進(jìn)入新生代，西太平洋板塊持續(xù)俯沖效應(yīng)持續(xù)顯現(xiàn)，渤海海域形成了受控于地幔隆升伸展、郯廬走滑拉分、板塊遠(yuǎn)程碰撞的多動(dòng)力源的區(qū)域地質(zhì)背景，走滑拉分與伸展斷陷兩種構(gòu)造應(yīng)力體制在渤海相互疊加干涉，形成了構(gòu)造極其復(fù)雜的陸相盆地。至新近紀(jì)，渤海灣盆地進(jìn)入熱沉降階段，地幔熱隆起引發(fā)的拉張作用幾近消失，板塊活動(dòng)引發(fā)的右旋走滑作用占據(jù)主導(dǎo)地位，走滑應(yīng)力與拉張應(yīng)力配比更加懸殊，正斷層活動(dòng)不明顯，局部拉張活動(dòng)也是由走滑作用派生而來(lái)，因此斷層垂向活動(dòng)性并不明顯。差異的構(gòu)造活動(dòng)導(dǎo)致了渤海海域新近系發(fā)育廣泛，盆地具有明顯的構(gòu)造穩(wěn)定、盆大坡緩的特征，為以河控三角洲為主的淺水沉積體系的發(fā)育提供了良好的地質(zhì)背景。

20世紀(jì)，在渤海油田針對(duì)新近系淺層的油氣勘探進(jìn)行了大規(guī)模的勘探活動(dòng)，但受資料和理論認(rèn)識(shí)的限制，2000年前，人們普遍認(rèn)為新近系發(fā)育河流相沉積，基于河流相中單一河道砂控制下的油氣田規(guī)模較小。2000年后，隨著油氣勘探程度不斷提高和新資料的不斷獲取，河流相概念已經(jīng)不能合理地解釋油藏發(fā)育的地質(zhì)條件，在對(duì)巖心、電測(cè)曲線、古生物和地球物理等資料重新認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，認(rèn)為渤海海域新近系明化鎮(zhèn)組存在廣泛分布的大型淺水湖泊和淺水三角洲。相對(duì)于國(guó)內(nèi)外其他類(lèi)似盆地，渤海海域新近系的沉積體系具有自身特色，主要體現(xiàn)在：①湖盆水體更淺，岸線遷移頻繁，古湖岸帶發(fā)育，并將河控三角洲定義為極淺水三角洲；②發(fā)育河流、河湖交互和極淺水三角洲多類(lèi)型沉積體系或沉積相帶，其中極淺水三角洲以分流河道為主，河口壩不發(fā)育，具有明顯的不連續(xù)的垂向沉積層序；③不同相帶的沉積相判識(shí)標(biāo)志難度大，特別是在水淺、古湖岸線頻繁進(jìn)退的大背景下，水下分流河道與陸上河道特征相似，易于混淆；④受古氣候變遷、湖平面波動(dòng)、多物源供給和匯聚條件差異變化等的共同影響，在河湖交互帶最易于形成大面積砂。上述有關(guān)認(rèn)識(shí)為渤海海域新近系油氣勘探取得新突破奠定了重要基礎(chǔ)。

特別是近年來(lái)，作者所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)對(duì)渤海新近系沉積層序、湖盆動(dòng)力學(xué)背景以及大面積砂體富集機(jī)制開(kāi)展了十多年的持續(xù)攻關(guān)，在新近系明化鎮(zhèn)組極淺水三角洲沉積相序及拗陷湖盆多類(lèi)型沉積體系分析、古水深的定量恢復(fù)與古地理?xiàng)l件系統(tǒng)重建、多地質(zhì)因素結(jié)合下古氣候變遷-湖平面波動(dòng)對(duì)極淺水三角洲沉積記錄的控制作用、大面積砂體富集的成因機(jī)制及砂分散體系發(fā)育模式等方面做了深入的研究，形成了深時(shí)拗陷湖盆萎縮期極淺水三角洲較為完善的理論體系，并在古湖泊體系中有關(guān)古水深、古地貌、古氣候恢復(fù)以及大面積砂刻畫(huà)技術(shù)等方面建立了工業(yè)化應(yīng)用工作流程，在渤海油田油氣勘探中取得了良好的效果，成功指導(dǎo)了渤海油田新近系墾利6-1等多個(gè)億噸級(jí)油田的發(fā)現(xiàn)，為渤海油田的增儲(chǔ)上產(chǎn)做出了重要貢獻(xiàn)。

本書(shū)是對(duì)以渤海海域新近系為典型代表的極淺水三角洲沉積體系與油氣成藏等方面的全面、系統(tǒng)總結(jié)的專(zhuān)著，集中了多年來(lái)參與渤海淺層研究的全體人員的智慧和辛勤勞動(dòng)。本書(shū)由徐長(zhǎng)貴構(gòu)思，共分9章，前言由徐長(zhǎng)貴執(zhí)筆；第1章淺水三角洲研究概述，由徐長(zhǎng)貴、劉豪、趙春晨執(zhí)筆；第2章渤海海域新近系沉積地質(zhì)背景，由徐長(zhǎng)貴、杜曉峰、劉豪、徐偉執(zhí)筆；第3章渤海海域新近系層序地層格架，由劉豪、趙春晨、杜曉峰、孟俊執(zhí)筆；第4章極淺水三角洲形成的古地理?xiàng)l件和特征，由徐長(zhǎng)貴、杜曉峰、劉豪、趙春晨、孟俊執(zhí)筆；第5章極淺水三角洲沉積相標(biāo)志與沉積相序特征，由徐長(zhǎng)貴、杜曉峰、劉豪、孟俊、郝詩(shī)濛執(zhí)筆；第6章現(xiàn)代淺水三角洲沉積類(lèi)比與水槽模擬實(shí)驗(yàn)分析，由杜曉峰、徐長(zhǎng)貴、劉豪執(zhí)筆；第7章渤海海域極淺水三角洲大面積砂體形成的控制作用，由徐長(zhǎng)貴、杜曉峰、劉豪、趙春晨執(zhí)筆；第8章大面積巖性圈閉的形成條件分析，由杜曉峰、徐長(zhǎng)貴、黃曉波、徐偉執(zhí)筆；第9章渤海新近系大面積巖性油氣藏勘探實(shí)例與潛力分析，由杜曉峰、徐長(zhǎng)貴、黃曉波、徐偉執(zhí)筆。全書(shū)稿由徐長(zhǎng)貴、杜曉峰、劉豪統(tǒng)編，并由徐長(zhǎng)貴最后審定。本書(shū)編寫(xiě)過(guò)程中還得到了呂丁友、楊海風(fēng)、郭濤等同志的支持和幫助，在此一并表示感謝！

未來(lái)，隨著勘探程度的不斷提高以及對(duì)油氣資源需求的不斷增長(zhǎng)，淺層和與淺水三角洲、河湖交互體系相關(guān)聯(lián)的巖性油氣藏是下一步儲(chǔ)量增長(zhǎng)的重要領(lǐng)域之一。渤海海域新近系勘探對(duì)大面積砂體發(fā)育的控制作用、可預(yù)測(cè)的理論模式的需求會(huì)越來(lái)越迫切，本書(shū)介紹的渤海海域新近系極淺水三角洲沉積體系與油氣成藏理論將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，在為渤海海域新近系油氣藏勘探提供重要保障和支持的同時(shí)，對(duì)其他類(lèi)似盆地的油氣勘探也有較好應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。

淺水三角洲體系不僅僅是國(guó)際沉積學(xué)研究的熱點(diǎn)，也是一項(xiàng)多學(xué)科交叉的重大課題，本書(shū)是以渤海海域新近系為例對(duì)極淺水三角洲相關(guān)理論和技術(shù)方法的系統(tǒng)總結(jié)，僅僅是深時(shí)淺水湖泊沉積體系研究的一個(gè)開(kāi)端，希望能起到拋磚引玉的作用。由于時(shí)間和水平有限，書(shū)中難免有不足之處，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

徐長(zhǎng)貴

2023年6月于北京

作者簡(jiǎn)介

徐長(zhǎng)貴，1971年出生，江西景德鎮(zhèn)人?，F(xiàn)為中國(guó)海洋石油有限公司總地質(zhì)師，教授級(jí)高級(jí)工程師，中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司首席科學(xué)家，國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專(zhuān)家。長(zhǎng)期致力于我國(guó)海洋油氣地質(zhì)基礎(chǔ)理論研究與勘探實(shí)踐，先后承擔(dān)了“十五”重點(diǎn)攻關(guān)課題《渤海下第三系油氣勘探地質(zhì)評(píng)價(jià)技術(shù)》、“十三五”國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)《渤海海域勘探新領(lǐng)域及關(guān)鍵技術(shù)研究》、十四五全國(guó)油氣資源評(píng)價(jià)海域項(xiàng)目、中海油重大科技攻關(guān)項(xiàng)目《南海大中型天然氣田形成條件、勘探潛力與突破方向》等重大課題。獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)和省部級(jí)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)2項(xiàng)、一等獎(jiǎng)6項(xiàng)，入選國(guó)家科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、國(guó)家百千萬(wàn)人才工程“有突出貢獻(xiàn)中青年專(zhuān)家”、海南省千人專(zhuān)項(xiàng)人才、中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)會(huì)士、中國(guó)石油學(xué)會(huì)會(huì)士，獲李四光地質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)科研獎(jiǎng)和全國(guó)勞動(dòng)模范等榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。第一發(fā)明人授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利8件，出版專(zhuān)著5部，發(fā)表第一作者學(xué)術(shù)論文62篇，其中SCI、EI收錄32篇，包括7篇中國(guó)知網(wǎng)高被引論文和3篇中國(guó)精品科技期刊頂尖學(xué)術(shù)論文。

點(diǎn)擊圖片可跳轉(zhuǎn)購(gòu)買(mǎi)

本書(shū)可供高等院校地質(zhì)學(xué)、資源勘查、石油工程、海洋科學(xué)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)教師和學(xué)生參考，也可供從事油氣地質(zhì)勘探與開(kāi)發(fā)技術(shù)人員參考。

左右滑動(dòng)，查看目錄

本文摘自科學(xué)出版社2025年7月出版《湖盆極淺水三角洲沉積體系與油氣成藏——以渤海海域新近系為例》一書(shū)，內(nèi)容有刪節(jié)。標(biāo)題為編者所加。

（本文編輯：孟美岑mengmeicen@cspm.com.cn）

地球?yàn)槟愣D(zhuǎn)！

歡迎關(guān)注：賽杰奧（sci_geo）

科學(xué)出版社地球科學(xué)訂閱號(hào)