Development Characteristics and Sedimentary Model of Sublacustrine Fan of Channel Type in the Third Member of Shahejie Formation in the Northern Laizhou Bay Depression, Bohai Sea Area
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摘要: 基于已钻井、测井和三维地震资料，分析了莱州湾凹陷沙三段水道型湖底扇砂体的沉积特征，并探讨其成因及发育模式. 研究区沙三中亚段早期砂体成因为湖底扇沉积，并表现出水道型特征，可划分为叠覆型水道及其侧翼、复合型水道及其侧翼和单一水道及水道间等沉积微相类型. 顺源条带状展布的叠覆型水道和复合型水道构成湖底扇骨架砂体. 湖底扇水道类型和规模受控于物源富砂程度、同沉积断裂坡折带类型和古地貌变化. 其中，物源富砂程度决定了湖底扇外部形态，同沉积断裂坡折带类型和古地貌变化进一步控制湖底扇发育位置和水道规模及其类型. 水道型湖底扇具有近油源、储盖组合良好和油气运聚条件优越等特点，是岩性油气藏勘探的重要目标.Abstract: Based on the well⁃drilled, well logging and 3D seismic data, the sedimentary characteristics of sandbodies in the third member of Shahejie formation in Laizhouwan sag were analyzed, and the genesis and development model were discussed. The results show that the sandbodies in the early middle member of the third member of Shahejie formation in the study area are formed by sublacustrine fan deposits, which show channel type characteristics. The sublacustrine fan deposits can be subdivided into sedimentary microfacies types such as superimposed channel and its flanks, compound channel and its flanks, single channel and interchannel. Sublacustrine fan framework sand body is composed of superimposed channel and compound channel. The type and scale of the waterway from south to north are controlled by the degree of provenance and sand enrichment, the type of slope break zone of synsedimentary fault, and paleogeomorphology changes. The degree of provenance sand enrichment fundamentally determines the external shape of the sublacustrine fan. The type of slope break zone and paleogeomorphologic change of synsedimentary fault further control the location, channel size and type of the lake floor fan. Watercourse type lake⁃bottom fan is an important target for lithologic reservoir exploration because of the excellent hydrocarbon migration and accumulation conditions near oil source and good reservoir⁃cap assemblage.
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0. 引言
随着国内油气勘探逐渐向更深更复杂领域进军（徐长贵，2022），深水重力流沉积成为近年来陆相湖盆油气勘探和研究的热点（邹才能等，2009；杨田等，2015；操应长等，2017；孙宁亮等，2017），作为岩性油气藏勘探的重要领域，成为储量发现的重要支撑点（邓毅林等，2010）. 深水重力流沉积发育多种成因类型，如陡坡带快速堆积形成的近岸水下扇（杨保良等，2021）、三角洲前缘由于失稳滑塌形成的浊积扇（谢宗奎等，2020）、宽缓的斜坡背景下三角洲砂体因重力驱动在合适的古地形背景堆积形成的坡移扇（张雅静等，2016）、以及碎屑物质因滑塌而发育在深湖区的湖底扇等类型（杨有星等，2012）. 湖底扇作为深水重力流沉积的一种沉积类型，实为国内相关学者借鉴了经典海底扇模式（Walker，1978），提出湖底扇是陆相湖盆中尚未完全固结的碎屑沉积物，在一定的触发机制下，携带大量混杂的泥、砂、砾石等沉积物以重力流搬运方式进入湖泊深水区而形成的扇形粗碎屑沉积. 湖底扇沉积与上方沉积物完全脱离，四周被泥岩所包裹，易于形成岩性油气藏. 湖底扇在陆相断陷湖盆广泛存在，多形成于三级层序的低位体系域，富砂性好. 近年来，湖底扇在国内油气勘探中受到了广泛的关注. 前人在湖底扇沉积特征、分布规律、控制因素以及沉积模式方面做了大量的研究工作（路智勇，2012；吴奎等，2012；孙雨等，2016；刘磊等，2017；潘树新等，2017），指导了国内渤海湾盆地、二连盆地、北部湾盆地和南襄盆地等湖底扇的勘探发现（董贵能等，2014；姚威和吴冲龙，2015）.
渤海海域莱州湾凹陷属于典型的陆相断陷湖盆，也是渤海油田重要的油气富集区. 古近系沙河街组三段（简称沙三段）为强断陷时期，水体相对较深，具有发育湖底扇的良好条件. 目前，莱州湾凹陷沙三中亚段已有3口井钻遇湖底扇砂体，且规模较大，并且表现出类似于海底扇的水道特征（蔡露露等，2016）. 受钻井资料少、分析化验资料欠缺等因素的制约，对该区湖底扇沉积特征，特别是内部水道特征及平面分布以及发育模式等认识不清，严重制约了该区下一步的勘探进程. 而前人对莱州湾凹陷研究主要集中在构造演化、油气成藏特征和郯庐走滑构造带对油气成藏控制等方面（王亮等，2011；牛成民，2012；辛云路等，2013；杨波等，2016），沉积方面的研究也多集中在三角洲体系（王改卫等，2015；王启明等，2018），对湖底扇沉积涉及较少. 鉴于水道化湖底扇作为该区新的沉积类型，并且具有重要的勘探价值，笔者综合利用研究区的地震及钻测井资料，剖析湖底扇的沉积特征和内部水道特征，在此基础上，分析湖底扇的成因、分布规律及发育模式，为下一步的油气勘探提供依据，同时对于国内其他湖盆中湖底扇岩性油气藏的勘探也具有借鉴作用.
1. 地质背景
莱州湾凹陷位于渤海海域南部，东西分别被郯庐走滑断裂带东支和西支所分割，北靠莱北低凸起，南接潍北凸起，东侧为鲁东隆起区，西部与垦东-青坨子凸起相接，总体上莱州湾凹陷古近纪是一个东断西超、北断南超的断陷型盆地（图 1）. 该区成藏条件优越，在研究区相继发现了垦利10、垦利16等大中型油田. 与渤海海域区域构造演化类似，莱州湾凹陷构造演化整体可划分为4个阶段：始新统孔店组-沙二段沉积时期的裂陷一幕；渐新统东营组沉积时期裂陷二幕；中新统馆陶组-上新统明化镇组下段沉积时期的裂后热沉降阶段；上新统明化镇组上段沉积时期至今的新构造运动改造阶段（王启明等，2020）. 洼陷带内北侧为长期活动的边界大断裂，控制了整个莱州湾凹陷的形成和演化. 洼陷带南侧发育一系列近东西向展布的断裂体系，整体为大型滑脱断裂控制的复杂断块构造，控制了洼陷带向南部斜坡带过渡的构造格局. 南部由于受断层的控制形成了断裂坡折带和同沉积坡折带，对沉积充填具有重要的控制. 研究区新生界地层发育较全，古近系从老到新依次发育孔店组、沙河街组、东营组地层. 其中，沙河街发育沙四段、沙三下亚段、沙三中亚段、沙三上亚段、沙二段和沙一段地层. 沙三中沉积早期，来自西南方向的辫状河三角洲在断裂坡折带与同沉积坡折带下方卸载（王改卫等，2015），在洼陷区发育湖底扇沉积，成为莱州湾凹陷近年来勘探的重点.
2. 湖底扇沉积特征
目前研究区仅有4口井钻遇沙三中早期砂体，通过岩心观察与粒度分析，并利用钻测井与三维地震资料，对莱州湾地区沙三中亚段沉积特征进行研究，鉴别出典型的湖底扇沉积.
2.1 岩性特征
莱州湾凹陷湖底扇的岩石类型主要为中细砂岩、粉砂岩，局部含少量的含砾粗砂岩. 含砾粗砂岩中，砾石粒径大小不一，成分较为复杂，分选较差，以杂基支撑结构为特征. 岩石碎屑颗粒整体分选性中等，颗粒磨圆多呈次棱-次圆状，颗粒接触关系以线接触为主. 长石风化程度中等，泥质含量较高. 铸体薄片和扫描电镜鉴定结果显示，胶结类型以孔隙型胶结为主. 孔隙类型主要为粒间溶孔和粒内溶孔，粒内溶孔主要是长石及中酸性喷出岩岩块不均一溶蚀产生的亚微米级孔，部分被泥质、碳酸盐胶结物充填. 实测孔隙度最大值为23%，最小值为5%，平均值为15%，平均渗透率为1.7×10-3 μm2，储层整体为中低孔特低渗储层.
2.2 沉积构造特征
莱州湾凹陷湖底扇的砂岩颜色主要为深灰色和灰色，泥岩颜色为深灰色和灰黑色. 泥岩具块状层理，质地相对较纯，反映了深水还原性沉积环境. 岩心中含有大量的泥质条带或泥质纹层，并发育类型多样的、典型的重力流沉积构造，如块状层理、突变面、砂岩脉和变形层理（图 2a~2d），变形层理包括包卷层理和火焰构造（图 2e，2f）. 此外能见到泥岩撕裂屑和漂砾现象（图 2g），局部可见不完整的鲍马序列，代表一定的滑塌变形作用，表现出典型的水下重力流沉积特点. 岩性序列垂向上主要为正韵律特征，自下而上由含砾粗砂岩、中粗砂岩逐渐向粉细砂岩与泥岩过渡，顶部可见水平层理. 此外也发育由多个正旋回序列多期叠置组成的复合体，由鲍马序列的DE或CDE段构成（图 2h，2i）.
图 2 湖底扇沉积构造特征a. KL10⁃D井，3 353.55~3 353.95 m，块状层理；b. KL10⁃D井，3 355.38~3 355.68 m，突变面；c. KL10⁃D井，3 352.9~3 353.2 m，包卷层理；d. KL10⁃D井，3 360.64~3 360.94 m，砂岩脉，突变面；e. KL10⁃D井，3 355.78~3 355.92 m，包卷层理；f. KL10⁃D井，3 357.07~3 357.42 m，火焰构造；g. KL10⁃D井，3 358.45~3 358.75 m，泥岩撕裂屑；h. KL10⁃D井，3 359.12~3 359.32 m，不完整鲍马序列；i. KL10⁃D井，3 359.99~3 360.20 m，纹层发育，不完整鲍马序列Fig. 2. Characteristics of sublacustrine fan sedimentary structure2.3 粒度特征
粒度分析是辅助判别沉积相类型的重要依据（仲米虹等，2018）. 研究层段近52块样品粒度分析概率累积分布图主要表现为二段式，发育跳跃搬运和悬浮搬运，不含滚动总体. 其中跳跃搬运总体占主导（图 3a），跳跃总体倾角为40°~50°，悬浮总体倾角一般在25°左右，粒度Φ值跨度大，为1~10，具有重力流向牵引流转换的特点，表现出阵发性的沉积特征. 本区湖底扇样品点均平行于C⁃M线分布，同时伴随着水流强度不断减弱，C值与M值有所减小，反映了递变悬浮的特点，具有典型的重力流特征（图 3b）.
图 3 湖底扇粒度概率累积曲线（a）和C⁃M图（b）Fig. 3. Particle size probability accumulation curve (a) and C⁃M diagram (b) of sublacustrine fan2.4 地震响应特征
湖底扇为事件性沉积物，主要表现为重力流搬运以及在深湖区快速卸载，与牵引流的三角洲相产物和悬浮沉积的湖相泥岩不同，其在地震响应上与围岩存在较大差异. 地震剖面上表现为杂乱反射的外部形态，与稳定的湖相泥岩沉积截然不同，并且内部反射结构表现为蠕虫状或下切水道的侵蚀，表现出水道化的特征（图 4）. 在顺物源方向上具有明显的由厚逐渐变薄的特征（图 4a），在垂直于物源方向上地震同相轴能看到大量的下切水道的特征（图 4b）. 湖底扇厚度大约为30~50 m，延伸距离在3~5 km左右.
2.5 测井响应特征
湖底扇发育在半深湖背景中，上下均为泥岩，其测井响应特征与垂向沉积序列具有较好的对应关系，顶底突变现象明显，自然伽玛曲线总体以厚层中低幅齿化箱形、钟形为特征，局部夹有指形，自然电位曲线表现为中高幅或中幅齿化箱形、漏斗形，其中以单个齿化箱形或多个齿化箱形与钟形叠加组合最为常见（图 5，图 6）. 该组合底部存在明显的突变现象，反映了单期重力水道底部或多期叠置重力水道对下伏泥岩具有冲刷侵蚀的沉积特征. 同时，也可见顶部存在突变或渐变特征，表现出水动力条件逐渐减弱，以稳定湖相沉积代替，揭示一次重力流事件的结束. 而局部中低幅的钟形、指型及其组合，主要反映了水道间沉积或湖底扇边缘的细粒沉积.
3. 湖底扇内部相带特征
结合测井和三维地震资料，通过剖析湖底扇地震内部结构差异，研究区湖底扇可以划分为内扇、中扇和外扇三个亚相. 内扇可以进一步细分为叠覆型水道和叠覆型水道侧翼，中扇细分为复合型水道、复合型水道侧翼和水道间，外扇主要为细粒的薄层粉砂岩沉积（图 5~图 8）. 总体上从内扇-中扇-外扇，沉积物呈粒度逐渐变细、厚度逐渐变薄的趋势.
图 7 单一型水道及水道间沉积特征剖面位置见图 1中eFig. 7. Sedimentary characteristics of unitary channel and interchannel
图 8 湖底扇水道分类及其发育特征Fig. 8. Classification and characteristics of sublacustrine fan channel3.1 内扇
内扇作为重力流沉积物滑塌的主要卸载位置，在地震剖面上外部呈丘形，内部主体为断续杂乱反射、边缘部分反射连续且光滑的反射特点. 沉积厚度大，主要包括叠覆型水道及其侧翼. 其中，叠覆型水道主要充填中粗砂岩或含砾砂岩，岩性较粗，分选差，泥砂混杂堆积. 在地震剖面上表现为中低频、弱振幅蠕虫状反射或断续反射，代表以砂岩碎屑为主的高密度碎屑流，内部分异性差，水道宽度大，延伸范围远（图 5）.
叠覆型水道侧翼对应于水道边部，沉积物比主水道更细，岩性为粉细砂岩与泥岩交替的薄互层，GR曲线表现为不平滑的中低幅指状或钟型，曲线齿化明显，反映出泥质含量高、孔隙条件差的特征. 在地震剖面上可见到叠覆型水道侧翼沉积厚度较薄，以弱振幅、低频、连续性较好的反射为主（图 5）.
3.2 中扇
中扇是研究区最为广泛的重力流沉积单元. 地震剖面上中扇沉积总体具有中强振幅、杂乱反射特征，与其周围呈强振幅、高连续的深湖相泥岩沉积具有明显差异. 中扇沉积主要包括复合型水道、水道侧翼和水道间3类沉积微相类型. 其中，复合型水道沉积最为发育. 复合型水道沉积岩性表现为厚层中粗砂岩夹薄层泥岩，垂向上则以多期正韵律叠置层构成的正旋回为主要特征. GR曲线为齿化箱形或钟形，箱形曲线一般为厚层中粗砂岩沉积，而钟形曲线一般为下粗上细的中细砂岩沉积，沉积韵律常由粗砂岩变为中砂岩，顶部过渡为粉细砂岩（图 6）. 垂直物源方向地震剖面形态多为“V”或“W”字形，水道下切较为明显；多期水道叠置明显，并存在晚期水道对早期水道侵蚀和切割的现象，反映了水道在横向上迁移摆动的特点，水道的规模大小不一，多在200~1 000 m之间（图 6）. 另外，研究区水道侧翼沉积分布普遍，在地震剖面上表现为向水道两侧向上收敛的“海鸥状”，与西非下刚果盆地海底扇重力流天然堤沉积极为类似（于水，2018）. 水道侧翼沉积主要是由于重力流沉积物溢出水道而形成，通常靠近水道部位沉积物粒度较粗、厚度较大，远离水道部位粒度变细，反映了重力流溢出水道后流体能量的逐步减弱（李冬等，2011；钟泽红等，2015）. 相比较而言，在水道的弯曲部位更容易形成堤岸沉积，其规模受控于水动力强度、可容纳空间变化和水道规模. 在多个水道-侧翼之间，主要以泥质的水道间沉积为主，能量较弱，地震响应为呈连续性较好、亚平行、中-强振反射特征（图 7）.
3.3 外扇
外扇一般发育在湖底扇最前端或两侧边部无水道发育的部位，岩性主要为厚层灰色或灰黑色泥岩夹薄层粉砂岩，通常发育水平层理，测井曲线多表现为低幅微齿化线性或少量指状及其组合，水体能量最弱，与湖相泥岩呈现渐变接触或过渡. 地震剖面上表现为中强振幅亚平行反射特征.
3.4 不同类型水道演化特征
利用三维地震资料，通过分析垂直物源方向上水道类型变化、水道规模、宽深比变化趋势等，明确不同类型水道在横向上的演化特征（图 9a，9b）. 研究区高部位主要为内扇沉积，总体厚度大，自南向北由一个叠覆型水道演化为东西两个规模较大的叠覆型水道及其侧翼，其中西侧水道延伸规模大于东侧，厚度相差不大，宽深比从38.9逐步减小为24.9和13.6（图 9b）. 低部位发育中扇和外扇沉积，湖底扇向湖盆中心进一步延伸，呈现明显的进积式堆积，发育大量、密集、叠置的复合型水道，水道类型主要为复合型水道及其侧翼组合，剖面形态以宽缓的U型、W型和V型为主. 自南向北水道数量由3个演化为6个再减小为3个，水道类型由宽缓的U型和W型演化为单一V型，水道宽深比由22.5减小至4.8，反映了重力流能量由强逐步减弱直至衰亡的特征（图 9b）.
4. 湖底扇平面分布
通过对研究区湖底扇的井-震标定和地震相识别分析，发现湖底扇在地震剖面上具有明显的蠕虫状的杂乱反射地震响应特征，与围区湖相泥岩存在较大差异，并且不同沉积微相地震内部结构也存在较大差异（图 8），波形分类可以较好的区分不同地震相特征. 通过波形聚类属性，明确不同波形特征对应的地震相类型，进而把井震标定的沉积微相类别对比转化为不同水道的沉积微相类型，就可以刻画不同类型的水道平面上分布. 从提取的波形图上可以明显看出，不同颜色代表不同的地震相类型（图 10a）. 其中，红色对应杂乱反射的主体部位，连续性差，下切特征明显，局部有上凸的特征，代表了叠覆型和复合型水道以及单一型水道，其水道的分布以及宽窄都能得到体现；黄色对应弱杂乱反射，下切特征的边缘部位，代表水道侧翼微相；蓝色对应强振幅平行反射，代表水道间细粒沉积或湖相沉积（图 10a）.
图 10 湖底扇波形分类及沉积微相平面分布特征Fig. 10. Waveform classification and plane distribution characteristics of sedimentary microfacies of sublustrine fan通过波形聚类结果与已钻井进行比对，对应性较好，说明波形聚类方法可以有效表征和刻画不同类型沉积微相的平面分布，可以用来揭示湖底扇沉积中不同水道的空间展布规律. 总体而言，研究区湖底扇平面展布面积近80 km2，受西南部物源的供给和沉积时期古地貌差异影响，内扇亚相主要在高部位展布，分布范围广，向北东方向逐渐过渡为中扇、外扇亚相（图 10b）. 内扇发育的叠覆型水道受地貌影响分解为两个规模较大的主水道，两侧发育水道侧翼，分布范围窄；内扇叠覆型水道越过同沉积断裂坡折，向前逐渐过渡为多支规模较大的复合型水道沉积，多支水道在平面交织连片向湖盆中心推进（图 10b）. 受水体能量逐步减弱和地形坡度减缓的影响，复合型水道规模逐步减小，水道间沉积逐步发育并且分布范围扩大，最后演化为单一的窄条带状水道，直至消失与湖相泥岩连为一体（图 10b）. 平面微相自南向北表现为“叠覆型水道及侧翼→复合型水道及侧翼侧缘→水道间→深湖泥”的演化特征（图 10b）.
5. 水道化湖底扇成因与发育模式
湖底扇富砂程度以及不同位置砂体发育程度具有差异，结合物源富砂程度、同沉积断裂坡折带类型和古地貌发育特征等综合分析，剖析了水道化湖底扇成因机制与发育模式.
5.1 物源富砂程度对湖底扇发育的影响
研究区湖底扇表现出水道化特征，与渤海海域其他地区湖底扇类型存在一定差异（吴奎等，2012；刘磊等，2017），物源富砂程度对湖底扇类型发育具有重要的影响. 前人对海相重力流沉积的研究揭示，当上覆滑塌体富砂时，形成的海底扇往往含砂率高，表现为非水道化的朵叶体状；当上覆滑塌体含砂率降低时，朵叶状海底扇对底部的泥质沉积侵蚀明显，逐渐表现为水道化特征（Reading and Richards，1994；Richards，1998）. 刘艺萌在研究渤海海域辽东湾地区湖底扇时认为，含砂率大于30%的富砂型物源易形成非水道化湖底扇，而含砂率小于30%的富泥型物源易形成水道化湖底扇，充分说明重力流沉积类型和形态受控于上覆物质的富砂程度（刘艺萌等，2019）. 本区湖底扇主要发育在沙三中亚段早期，其物质基础来自西南部盆外水系形成的远源辫状河三角洲沉积体（王改卫等，2015），岩性组合主要为中细砂岩与泥岩不等厚互层，含砂率在21%~25%之间，易于形成水道化湖底扇. 这与前人在研究辽东湾地区东二下亚段湖底扇分析较为一致. 随着湖底扇泥质含量的增大，其内部粘性进一步增大，在搬运和滑动过程中，更容易对底部泥岩进行侵蚀和冲刷，从而形成水道化特征.
5.2 断裂坡折带对湖底扇发育的影响
研究区洼内主要发育多条近东西向展布的同沉积断裂坡折带. 其中，高部位为一级断裂坡折带，低部位发育两条断裂，呈首尾搭接相连的人字形特征，对应为二级断裂坡折带. 两级断裂坡折带相互搭配，整体控制了沙三中亚段早期的沉积面貌，以接力和调节的方式为重力流沉积物滑塌和搬运提供动力，也为砂泥再次分异提供空间（图 9a，10b）. 先期形成的辫状河三角洲前缘砂体尚未固结成岩，在地震、波浪等诱发机制影响下，在一级断裂坡折带处不稳定，沿着斜坡在重力因素驱动下开始滑动，在断层下降盘或盆地低洼处堆积，在两级断裂坡折带之间形成不规则、规模较大的叠覆型水道. 随后，当滑塌到第二级断裂坡折带附近，由于坡折带的存在提供了二次调节作用，使得重力流沉积物内部开始出现分异，向湖盆中心演变为多支复合型水道. 随着能量进一步减弱，重力流混合物中水体的比例逐步提高，其内部流态彻底分离，远端多以浊流沉积为主.
5.3 地貌转换对水道类型的控制
湖底扇为重力流沉积物滑塌形成，在滑动过程中受古地貌控制作用明显. 沙三中亚段早期，研究区古地貌总体表现为南北分区特征（图 9a）. 其中，南区高部位地貌厚度差异大，表现为两个沉积中心，中间被地势较高的脊梁所分割；北区低部位地貌亦表现为两个沉积中心，但厚度变化差异小，地势开阔，自南向北古地貌呈现出地貌转换特征. 南区高部位受脊梁控制，形成两个叠覆型水道，沉积中心与水道厚度呈现一致性. 当重力流沉积物在由南区向北区滑动和搬运过程中，由南区的限制性地貌突变为北区的开阔性地貌，早期的叠覆型水道开始演变为多期多支复合型水道，并且平面上出现相互搭接连片分布的现象，虽然单个水道规模减小，但其平面分布范围在扩大（图 9a，10b）.
5.4 水道化湖底扇发育模式
研究区沙三中亚段总体处于断陷湖盆强烈裂陷时期，湖盆大范围扩张，洼陷水体较深，形成深湖-半深湖的深水沉积环境. 来自西南部的辫状河三角洲沉积体进入莱州湾凹陷，成为湖底扇重力流沉积的物质来源. 在断裂活动或局部地震等事件性活动作用下，上覆不稳定的三角洲沉积物开始滑动、滑塌，经斜坡进入湖盆深处，在两级断裂坡折带和古地貌转换的控制下，在斜坡前缘及盆地中心形成多期次、复杂叠置的湖底扇（图 11）.
该湖底扇以发育水道体系为显著特征，类型多样，平面上水道类型、相带展布和分布范围受物源富砂程度、同沉积断裂坡折带类型和古地貌变化的控制. 湖底扇呈现的西南-北东向展布与物源供给方向一致，水道体系及其控制的沉积体呈顺源、水道状展布. 叠覆型水道向前延伸逐渐变为多支多期的复合型水道及其侧翼侧缘，总体呈席状展布（图 12）. 向湖方向逐渐演变为多支小型单一水道及水道间沉积（图 12）. 湖底扇平面微相序列表现为“叠覆型水道及侧翼→复合型水道及侧翼侧缘→水道间→深湖泥”的变化特征. 每支复合型水道控制形成的沉积体以水道及其侧翼形成复合体，单一型水道则以水道间泥岩分割.
6. 油气勘探意义
研究区湖底扇分布于断裂坡折带控制的深水区，受到其特殊的构造位置和沉积环境的控制，具有近油源和便于油气运聚的优越成藏条件. 首先，湖底扇形成于沙三中亚段深水环境，该层段为渤海海域的主力烃源岩层系，发育的优质烃源岩不仅厚度大，而且多数埋深超过2 500 m，已经达到生油门限. 围区已经发现了垦利10、垦利16等多个大中型油气田，证实了沙三段烃源岩生排烃条件良好. 其次，湖底扇砂体被半深湖或深湖泥岩包围，形成优良的储盖组合，易于形成岩性圈闭. 另外，湖底扇砂体与烃源岩直接接触，一方面能形成自生自储型油气藏，另一方面由于湖底扇沉积区断裂坡折带发育，且为长期活动性大断裂，断层通过沟通深部烃源岩与湖底扇砂体，使得来自烃源岩的油气可通过断层运移到其中聚集成藏，形成较大规模的岩性油气藏（图 13）. 综上所述，受其特殊的构造位置和深水区这一特殊的沉积环境控制，研究区湖底扇形成的岩性圈闭具有面积较大、临近优质烃源岩和油源富足的特点，不仅能自生自储，还能够通过断层汇聚深部油源，易于形成油气藏. 在近期的钻探实践中，以湖底扇为主要目的层的KL10⁃C井获得了重大油气发现，油层厚度达25 m，充分显示了莱州湾凹陷沙三中亚段湖底扇良好的油气勘探前景（图 13）.
图 13 湖底扇岩性油气藏成藏模式Fig. 13. Formation model of lithologic reservoir in sublacustrine fan7. 结论
（1）莱州湾凹陷沙三中亚段早期砂体成因为湖底扇沉积，具有典型的重力流发育特点，并表现出水道型特征. 根据地震相特征和内部结构划分，可以把湖底扇划分为内扇、中扇和外扇三个亚相. 其中，内扇可细分为叠覆型水道及其侧翼，中扇可细分为复合型水道及其侧翼、水道间.
（2）顺源、条带状展布的叠覆型水道和复合型水道构成湖底扇骨架砂体. 两条叠覆型水道表现为宽缓U型，具有规模大、宽深比大的特点；向前延伸逐渐演变为多支多期的复合型水道沉积，剖面形态以W型和U型为主，水道数量多，横向搭接交织连片，水道与水道之间以侧翼相连，宽深比减小；向湖盆中心逐渐演变为多支单一型水道沉积，剖面形态以深窄V型为主，宽深比最小. 平面微相序列表现为“叠覆型水道及侧翼→复合型水道及侧翼侧缘→水道间→深湖泥”的变化特征. 每支复合型水道控制形成的沉积体以水道及其侧翼沉积形成复合体，单一型水道则以水道间泥分割.
（3）本区水道化湖底扇沉积特征受控于物源富砂程度、同沉积断裂坡折带类型和古地貌变化等因素. 其中，物源富砂程度根本上决定了湖底扇外部形态；同沉积断裂坡折带类型和古地貌变化则进一步控制湖底扇发育位置和内部流态变化. 受其特殊的构造位置和深水区特殊的沉积环境控制，本区湖底扇沉积具有近油源、储盖组合良好的优越油气运聚成藏条件，是岩性油气藏勘探的重要目标.
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图 2 湖底扇沉积构造特征
a. KL10⁃D井，3 353.55~3 353.95 m，块状层理；b. KL10⁃D井，3 355.38~3 355.68 m，突变面；c. KL10⁃D井，3 352.9~3 353.2 m，包卷层理；d. KL10⁃D井，3 360.64~3 360.94 m，砂岩脉，突变面；e. KL10⁃D井，3 355.78~3 355.92 m，包卷层理；f. KL10⁃D井，3 357.07~3 357.42 m，火焰构造；g. KL10⁃D井，3 358.45~3 358.75 m，泥岩撕裂屑；h. KL10⁃D井，3 359.12~3 359.32 m，不完整鲍马序列；i. KL10⁃D井，3 359.99~3 360.20 m，纹层发育，不完整鲍马序列
Fig. 2. Characteristics of sublacustrine fan sedimentary structure
图 3 湖底扇粒度概率累积曲线（a）和C⁃M图（b）
Fig. 3. Particle size probability accumulation curve (a) and C⁃M diagram (b) of sublacustrine fan
图 7 单一型水道及水道间沉积特征
剖面位置见图 1中e
Fig. 7. Sedimentary characteristics of unitary channel and interchannel
图 8 湖底扇水道分类及其发育特征
Fig. 8. Classification and characteristics of sublacustrine fan channel
图 10 湖底扇波形分类及沉积微相平面分布特征
Fig. 10. Waveform classification and plane distribution characteristics of sedimentary microfacies of sublustrine fan
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