《湖盆极浅水三角洲沉积体系与油气成藏：以渤海海域新近系为例》通过总结渤海海域新近系典型拗陷湖盆萎缩期极浅水三角洲体系的研究成果，形成了极浅水三角洲沉积特征、沉积充填过程古环境响应等理论和浅水沉积古水深定量恢复、古湖泊重建、砂分散体系半定量刻画等技术，该系列理论和技术体系在渤海海域新近系的油气勘探中发挥了巨大的作用，对国内外其他类似盆地的充填动力学分析和油气勘探也有较好的应用前景和推广价值。《湖盆极浅水三角洲沉积体系与油气成藏：以渤海海域新近系为例》内容包括渤海海域新近系高分辨率层序地层学、极浅水三角洲形成的古地理条件、极浅水三角洲及其伴生相的沉积特征与相序演化、拗陷盆地古湖泊单元及其沉积差异对比、现代湖泊极浅水三角洲沉积类比、极浅水三角洲沉积过程物理模拟、极浅水三角洲大面积砂的控制作用与发育模式、极浅水三角洲大面积岩性圈闭的形成条件以及岩性油气藏勘探实例分析等。

第1章浅水三角洲研究概述
　　1.1国内外研究现状
　　浅水三角洲这一概念*早由Fisk等（1954）提出，通常是指在水体较浅和构造相对稳定的台地和陆表海或地形平缓、整体缓慢沉降的内陆拗陷盆地中形成的、以分流河道（水上和水下）为骨架砂体的河控三角洲（图1-1）（如，Fisk，1961;Donaldson，1974;Coleman，1988;Postma，1990;Plink-Bjorklund，2020）。与传统的Gilbert型三角洲不同，浅水三角洲通常具有以分流河道砂体为主、河口顼厚度较薄甚至不发育、前缘相带十分宽广和砂体具条带等特征（如，Lemons and Chan，1999;Plint，2000;Hoy and Ridgway，2003;Ganil and Bhattacharya，2007;Keumsuk et al.，2007;Alonso-Zarza et al.，2011;Ambrosetti et al.，2017;Liu et al.，2018;王夏斌等，2020;Hao et al.，2021）。受平缓的地貌、干湿交替的古气候、较浅的水体、丰富的沉积物供给以及可容空间大小等综合影响（如，Postma，1995;Kroonenberg et al.，1997;Syvitski et al.，2005;Grenfell et al.，2014;Liu et al.，2016b;Tian et al.，2019;Hao et al.，2021），浅水三角洲及其伴生的沉积体系成为有利的油气富集层之一（如，韩晓东等，2000;张昌民等，2010;Zou et al.，2010;Zhu et al.，2017;Feng et al.，2021；Zhang et al.，2021）。因此，浅水三角洲因其*特的沉积相类型和重要的油气资源意义，在国内外沉积学界和石油地质领域均获得了广泛关注并成为研究热点。
　　国外关于浅水三角洲的研究多以现代沉积为主，而国内学者主要聚焦于深时浅水湖盆。尽管如此，有关浅水三角洲的发育特征、内部组成和平面展布等方面已形成诸多共识。越来越多的研究表明，与吉尔伯特型三角洲叠置样式不同，浅水三角洲缺乏明显的顶积层、斜交层和底积层（Hoy and Ridgway，2003；Cornel and Janok，2006），以水下分流河道为主体的三角洲前缘亚相是浅水三角洲*主要的组成部分（如，Kroonenberg et al.，1997;Olariu and Bhattacharya，2006;Edmonds and Slingerl and ，2008;Ambrosetti et al.，2017;Zhu et al.，2017;Zhang et al.，2018;Ke et al.，2019）。Donaldson（1974）通过对美国全新世瓜达卢佩三角洲的研究认为，该三角洲为一典型浅水环境中的河控三角洲，三角洲前缘平均厚度约为1m，*大厚度为2.4m，分流河砂体的厚度可达到5m。在我国松辽盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地、渤海湾盆地等地区，以及现代湖盆中都发现了浅水三角洲沉积，许多学者结合地球物理、钻测井及岩心资料明确了浅水三角洲的沉积特征（吕晓光等，1999;韩晓东等，2000;武富礼等，2004;代黎明等，2007;朱伟林等，2008;刘柳红等，2009;李元昊等，2009;张昌民等，2010;Zou et al.，2010;Li et al.，2014;房亚男等，2016;Liu et al.，2018;Tian et al.，2019;刘宗堡等，2022）。Zhu等（2017）通过对松辽盆地齐家地区青山口组的研究认为，该地区发育的浅水三角洲可划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲，其中三角洲前缘亚相占主导，并可进一步划分为内前缘和外前缘。三角洲内前缘形成于盆地的洪泛期水位和低水位之间，发育水下分流河道、分流间砂、分流间泥和河口沉积物，三角洲外前缘位于湖泊低水位和正常波基面之间，发育席状砂、远端顼和分流间泥岩。Zou等（2010）以鄂尔多斯盆地延长组为例，识别出四个三级湖侵-湖退旋回和两个较大的浅水三角洲沉积旋回，认为浅水富砂三角洲沿平缓的湖岸和在盆地中部广泛发育。前三角洲亚相以浅湖相深色页岩为特征。三角洲前缘亚相由河口顼、片状砂、水下末端分流河道和分流间湾等微相组成。其中，河口顼沉积物厚度为2～3m，由总体向上变粗的粉砂岩岩相序列组成；分流河道的厚度为1～2m，其特征是总体向上变细的岩相组合，由块状细粒砂岩组成，但砂体的宽度较大，一般为300～500m，鲜见河道下切（图1-2）。
　　在揭示浅水三角洲发育特征的同时，越来越多的研究开始关注并探讨浅水三角洲的沉积过程、控制作用和发育模式。古气候、古水深、古地貌和稳定的构造沉降等因素相结合，共同控制了浅水三角洲的沉积记录、沉积过程及演化（如，Postma，1995;Kroonenberg et al.，1997;韩晓东等，2000;Syvitski et al.，2005;Nichols，2005;Allen and Fielding，2007;Ganil and Bhattacharya，2007;Fisher et al.，2007;胡明毅等，2009;Grenfell et al.，2014;Ambrosetti et al.，2017;Liu et al.，2016b;Tian et al.，2019;Hao et al.，2021;侯东梅等，2021;Winsemann et al.，2021;杜晓峰等，2021;徐长贵等，2022），其中潮湿环境下有利于浅水三角洲前缘相带的大面积发育（Zhu et al.，2017）（图1-3）。而前缘亚相中分流河道的沉积过程、叠置样式、发育规模以及富砂程度等明显受物源性质、基准面升降、微古地貌特征、浅水环境以及搬运机制、波浪改造、流体性质等共同控制（Nichols，2005;Nichols and Fisher，2007;Fisher et al.，2007;Liu et al.，2016b，2018）。湖平面下降的低可容空间
　　时期（低水位期）发育向盆方向进积的、河道侵蚀明显的、相互叠置的分流河道砂（Olarrn and Bhattacharya，2006；Liu et al.，2016b，2018），湖平面上升的高可容空间时期（高水位期）则以多期加积的、孤立-板状组合的浅水沉积记录为主（Kroonenberg et al.，1997;Liu et al.，2016b，2018;Zhang et al.，2018）。Zou等（2010）通过与鄱阳湖现代赣江三角洲的
　　对比分析指出，缓慢的盆地沉降、丰富的沉积物供应、自循环过程和敞流型湖泊环境是全流域富砂三角洲序列发育的4个主要控制因素。
　　尽管人们对浅水三角洲沉积特征和内部构成的研究取得了较为一致的认识，但是国际沉积学界对界定和判断深时浅水三角洲沉积的成因依据依然存在诸多争议。例如，浅水三角洲发育*关键的判识依据是什么？露头和钻孔所揭示的具有河道特征的岩相组合是否一定是浅水三角洲？浅水三角洲的分流河道与河流相中的“河流分支体系”（fluvial distributary systems）的差异性在哪里？Nichols和Fisher（2007）指出受干旱气候和缓坡地形的控制，河流分支体系远端的“末端扇”（terminal splays）与河控三角洲十分相似（图1-4），而真正的浅水三角洲沉积则是短暂的。Fisher等在2007年也认为河流分支体系远端的末端扇和浅水三角洲具有相同的岩相特征，其中气候条件和是否存在较浅的湖水是区分二者*主要的环境要素。与此同时，越来越多的研究也认为，古环境特别是盆地湖水分布和古水深大小是判断浅水三角洲存在的重要的地质约束（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）。但遗憾的是，一直以来有关深时浅水三角洲的定量
　　古水深研究十分薄弱。现代浅水三角洲研究表明，洞庭湖草尾一蒿竹河浅水三角洲分流河道砂泥比较低，控制水深一般介于3～5m（如，杜耘等，2003;尹太举等，2012）;美国全新世Guadalupe河控三角洲分流河道厚度约为1～2.4m，其控制水深约为2～5m（Donaldson，1974）。古老地层的浅水沉积是否也具有类似水深范围，值得我们进一步关注。Liu等（2016b）通过与现代湖泊类比，结合地球化学、古生物等的综合分析，指出渤海新近系明化镇组水体深度大致为1～4m。从上述大量的研究不难看出，古水深、古气候是浅水三角洲区别于河流沉积的主要古环境要素，开展浅水三角洲识别及其动力学研究的核心在于古环境重建，而深时古水深的定量恢复是今后很长一段时间内值得关注的重要课题。
　　此外，浅水三角洲沉积的油气成藏同样受到广泛关注（如，吕晓光等，1999;韩晓东等，2000;武富礼等，2004;代黎明等，2007;朱伟林等，2008;刘柳红等，2009;张昌民等，2010;Zou et al.，2010;Li et al.，2014;Liu et al.，2018;Tian et al.，2019;徐长贵等，2022）。在不同基准面的旋回变化过程中，储层砂体明显受沉积相带的控制，浅水三角洲前缘水下分流河道砂体储层物性良好，是有利的储集相带（Zhu et al.，2017）。在干旱气候条件下形成的浅水三角洲表现出大平原、小前缘和树枝状分支河道等特征。在潮湿气候条件下形成的浅水三角洲表现出小平原、大前缘和网状分支通道等特征，为大型的隐蔽油气藏提供了
　　图1-4河流分支体系发育模式图（据Nichols and Fisher，2007，有修改）
　　很好的沉积背景（Zhu et al.，2017）。更为深入的研究表明，受温润古气候、多物源水系、频繁波动的古水深以及合适的汇聚条件等综合因素的影响，浅水三角洲大面积砂体发育，是大面积岩性油气藏勘探的重要领域（徐长贵等，2022）。其中，温润气候在为充足的降雨量提供古环境背景的同时，也影响了多古水系的发育，有利于高成砂率母岩的风化和搬运;而频繁波动的古水深则控制了古湖岸线的大范围往返迁移，再叠合合适的汇聚条件等因素，有利于河湖交互体系和湖泊浅水三角洲体系大面积砂体的发育，为大面积岩性油气藏的形成提供了无限可能（Liu et al.，2016b，2018;杜晓峰等，2021;徐长贵等，2022）。
　　1.2渤海海域新近系极浅水三角洲的提出与研究现状
　　渤海海域作为*主要的近海油气勘探海域之一，新近系油气藏占据着十分重要的地位。渤海海域新近系包括馆陶组和明化镇组，是一典型的拗陷湖盆（徐长贵等，2002;朱伟林等，2008;赖维成等，2009）。众多科研工作者在对近年新积累的地质、地球物理等资料深入分析的基础上，认为渤海海域新近系明化镇组发育广泛分布的大型浅水湖泊和浅水三角洲沉积（如，徐长贵等，2002;朱伟林等，2008;邓强等，2009;赖维成等，2009;Sun et al.，2020;Tan et al.，2020）。与浅水三角洲相关的石油地质储量约15亿m3，占渤海海域新近系储量的68%，占总储量的43%。其中，黄河口凹陷及其围区已发现多个以浅水三角洲沉积为主体的浅层大中型油气藏。2019～2021年渤海南部新近系多个油田取得突破，为渤海海域每年3000万t产量做出了重大贡献。
　　渤海海域新近系沉积体系的研究大体经历以下阶段：
　　2000年之前，人们普遍认为新近系发育河流相沉积。2000年之后，随着油气勘探程度不断提高和新资

目录
前言
第1章 浅水三角洲研究概述 1
1.1 国内外研究现状 1
1.2 渤海海域新近系极浅水三角洲的提出与研究现状 5
第2章 渤海海域新近系沉积地质背景 8
2.1 渤海海域地质背景 8
2.2 渤海海域新生代构造特征与演化历史 8
2.3 渤海海域地层发育特征 14
第3章 渤海海域新近系层序地层格架 18
3.1 拗陷湖盆萎缩期层序划分难点与原则 18
3.2 渤海海域新近系层序地层学分析 21
3.3 渤海海域新近系三级层序分布特征及时空演化 46
第4章 极浅水三角洲形成的古地理条件和特征 53
4.1 古地貌条件 53
4.2 古物源条件 65
4.3 古气候条件 80
4.4 古水深条件 86
4.5 渤海海域新近系拗陷萎缩期古湖泊体系重建 99
第5章 极浅水三角洲沉积相标志与沉积相序特征 122
5.1 河流相 122
5.2 湖泊相 128
5.3 极浅水三角洲 129
5.4 河湖交互沉积体系 145
5.5 极浅水三角洲与河湖交互体系的差异对比 146
5.6 渤海海域新近系主要层序沉积体系平面展布特征—以渤南地区为例 153
第6章 现代浅水三角洲沉积类比与水槽模拟实验分析 161
6.1 现代浅水三角洲沉积类比 161
6.2 河湖交互背景下水槽模拟实验 170
6.3 极浅水湖盆连续沉积演化过程 181
第7章 渤海海域极浅水三角洲大面积砂体形成的控制作用 186
7.1 大面积砂体半定量预测 186
7.2 大面积砂体发育动力学背景与控制作用 210
第8章 大面积岩性圈闭的形成条件分析 235
8.1 大面积岩性圈闭形成的物质基础 235
8.2 大面积岩性圈闭成藏条件及油气运聚定量表征 236
8.3 大面积岩性圈闭形成模式 243
第9章 渤海新近系大面积岩性油气藏勘探实例与潜力分析 251
9.1 勘探实例分析 251
9.2 勘探潜力分析 259
参考文献 263