引言

南阳凹陷是南襄盆地的一个次级构造单元，属小型山间断陷，有效勘探面积1 000 km²，凹陷具有“南深北浅、南陡北缓”的特征，其南部边界为新野断裂，走向由北西向转北东向，呈“之”字形展布，其西北为师岗凸起，东北为社旗凸起，东部以唐河低凸起与泌阳凹陷相隔（图 1）。近年来，在凹陷南部陡坡部署多口井试获工业油流，虽认识到其储层属近岸水下扇沉积体，但对于扇体沉积特征及空间演化规律仍缺乏整体认识。因此，笔者在前人研究基础之上^[1-4]，利用岩芯、钻井、室内分析化验及三维地震资料，开展扇体沉积特征及其空间演化规律的研究，以期为下步南部陡坡带优质储层的寻找及井位部署提供重要的地质依据。

1 区域地质背景

黑龙庙地区位于南阳凹陷南部陡坡带东南部（图 1），为一整体向北抬升的宽缓鼻状构造，其物源来自南部新野凸起，为湖盆陡岸带一套近源快速堆积的水下扇体，扇体伸入牛三门生烃次凹，为该区上倾尖灭油藏提供良好的储集条件。

研究区主要含油层系为核桃园组，根据岩石组合、沉积旋回及岩性特征，自下而上将核桃园组划分为3段，即核桃园组三段、核桃园组二段、核桃园组一段（图 1），其中，核桃园组三段厚约700~1 100 m，以浅灰色细砂岩、粉砂岩，深灰色、灰黑色泥岩夹少量油页岩为主。核桃园组二段厚约900~1 400 m，以灰色砂质砾岩、含砾细砂岩、细砂岩，深灰色、灰黑色泥岩夹少量泥质白云岩为主，是研究区主要目的层段。核桃园组一段厚约400~500 m，以灰色砂质砾岩、含砾砂岩、中砂岩，紫红色、灰绿色泥岩为主。

2 岩石学特征 2.1 岩性特征

南阳凹陷黑龙庙地区主要发育灰色、深灰色砾岩、砂质砾岩、含砾砂岩、中砂岩、细砂岩、深灰色泥岩与灰黑色泥岩的岩性组合，另含少量灰岩、白云岩。南94、南95、南96、新南63等4口井岩芯及镜下薄片观察表明，研究区砂岩类型主要为岩屑石英砂岩、岩屑砂岩及长石石英砂岩（图 2），石英总体含量占45 %~87 %，平均66 %，石英含量高的主要原因为单一物源的母岩区富含石英；长石为0~19%，平均6%；岩屑类为10%~51%，平均30%。沉积物粒度变化大，砾石大小混杂，呈次棱角状次圆状，分选中等差，杂基含量高，颗粒与杂基支撑均可见。

2.2 粒度分布特征

根据粒度资料分析，黑龙庙地区储层具有粒级分布宽，级次总体间混合度大，分选差的特点。粒度概率累计曲线多为“一段式”与“两段式”，前者表现为一条较高斜率的直线段，粒度（ϕ）跨度相对较大，为1.0~4.0ϕ, 跳跃和滚动总体不发育，以悬浮总体为主，具典型的重力流特征（图 3a）。后者跳跃与悬浮总体发育，缺乏滚动总体，其中跳跃总体段直线平缓，斜率较小，其细截点为3.7ϕ，粒度较细，体现出近岸水下扇扇中辫状水道、水道间的沉积特点（图 3b）。

2.3 孔隙结构特征

岩性与岩石结构的不同是导致各成因类型的储层孔渗特征及油气产能存在差异的主要原因。研究区储层属于近缘快速堆积的水下扇体，其储层面孔率为0.26%~1.89%，平均0.65%~1.48%；孔隙度为3.42 %~6.11 %，平均4.19 %~5.59 %；渗透率为0.10~1.00 mD，平均0.11~0.40 mD，属典型的低孔低渗储层（表 1）；孔隙类型以砾石内溶蚀孔隙、晶间孔隙为主，残留粒间孔不发育（图 4），另外，局部发育的微裂缝亦可为油气提供储集空间^[5-7]。

2.4 岩相与沉积构造特征

黑龙庙地区近岸水下扇靠近深凹区，多夹于半深湖深湖相暗色泥岩中，呈突变接触，沉积厚度大。岩芯观察表明，研究区主要发育块状层理砂砾岩、块状层理含砾粗砂岩、暗色泥岩撕裂屑、液化构造等反映重力流的沉积构造；此外，也可见小型交错层理、板状交错层理、水平层理等反映牵引流的沉积构造，另局部岩芯剥离面可见生物化石（图 5）^[8-11]。

3 沉积相及地震反射特征 3.1 沉积相特征

根据取芯及钻井资料分析，在黑龙庙地区近岸水下扇可识别出一套完整的扇根、扇中、扇端亚相沉积，其扇体沉积物砾石成分复杂，分选差，最大砾石直径可达4 cm；GR曲线特征总体呈现出高幅厚箱型与低幅微齿型组合关系，反映出沉积期物源供应充足、水体能量变化频繁的特点（图 6）。

扇根亚相：主要发育扇根主水道、水道间微相。扇根主水道岩性为大段灰白色砂砾岩、砾质砂岩，另混杂有大小不一的沉积颗粒，粒度概率累计曲线以“一段式”为主，粒度（ϕ）跨度相对较大，体现出分选差的特点，多见块状层理、平行层理、交错层理等构造。在GR曲线上，扇根主水道整体呈高幅、厚层“箱型”的特征，单期主水道沉积厚度可达15 m以上。水道间岩性主要由细砂岩及泥质夹层组成，见块状层理、交错层理等构造，在GR曲线上，扇根水道间表现为低幅度的“微齿型”“平直型”。

扇中亚相：主要发育辫状水道、水道间微相。扇中辫状水道岩性主要为含砾粗砂岩、细砂岩、粉细砂岩，多见块状层理、板状交错层理、暗色泥岩撕裂屑等，底部发育冲刷面与泥岩呈突变接触。粒度概率累计曲线以“两段式”为主，跳跃总体发育。在GR曲线上，扇中辫状水道整体呈微齿化的“钟型”或“箱型”，单期主水道沉积厚度可达10 m，油气显示丰富，为黑龙庙地区主力产油相带。辫状水道间主要由厚度较薄的灰色、深灰色泥岩，粉砂质泥岩和泥质粉砂岩组成，多见水平层理。在GR曲线上，扇中辫状水道间呈“平直型”。

扇端亚相：主要为深灰色、灰黑色泥岩夹薄层粉砂岩，见水平层理。GR曲线上为连续平直型。

3.2 地震反射特征

通过三维地震资料的反射特征分析^[12-17]，黑龙庙地区地震剖面上发育一系列以砂砾岩为主的正反韵律互相叠加的旋回组合。顺物源方向，地震剖面外部反射特征为紧贴南部边界大断层的楔状体，多期扇体垂向叠置与反射结构逐渐变好的正常湖相席状反射相接（图 7a）；垂直物源方向，呈顶凸底平的丘状反射特征（受鼻状构造影响而呈现“月牙”状形态），丘状两侧尖灭于正常湖相泥岩反射中（图 7b）。

4 扇体分布特征及沉积模式 4.1 扇体总体分布特征

黑龙庙地区主要目的层段为核桃园组二段，本层段可划分为3个亚段即核桃园组二段Ⅲ亚段（E₂h₃²）、Ⅱ亚段（E₂h₂²）、Ⅰ亚段（E₂h₂¹），各亚段扇体的发育受基准面升降的控制，整体表现出进积型扇体与退积型扇体叠合发育的沉积演化模式^[18-28]。

基准面上升期：湖水范围扩大，扇体不断向陆地方向迁移，其展布范围逐渐缩小，体现出扇体逐渐消亡的过程，如E₂h₃²，剖面上，表现为退积型近岸水下扇的沉积特点（图 8）。

基准面下降期：湖水范围减小，扇体向湖方向推进，其展布范围不断扩大，体现出扇体的发展过程，剖面上，表现为进积型近岸水下扇的沉积特点，其与基准面上升期扇体的消亡构成一期完整的扇体发育过程，如E₂h₂²（图 8）。

平面上，单期扇体自南向北厚度减薄，多期扇体“垂向叠置、差异分布”，其中，E₂h₂²为扇体最大规模发育期，也是研究区的主力出油层段。

E₂h₃²，为扇体发育早期，该期受基准面上升影响，砂体发育规模逐渐减小，表现为退积型近岸水下扇，南32井、新南63井虽钻遇扇中亚相，但地层埋深3000m以上，储层物性较差，多为干层，不利于油气聚集，同时，研究区仅南32井、南98井钻穿该层，因此，准确刻画该期扇体平面展布特征难度大。

E₂h₂²，来自南部陡坡方向的物源充足，扇体整体规模最大、延伸远，利于成藏的扇中亚相分布面积广。受基准面下降与上升影响，表现出一期扇体的完整发育过程，其中，南94、新南63等井钻遇细砂岩、含砾粗砂岩、含砾砂岩，属扇中亚相，厚度大、物性好，为油气聚集提供了良好的储集条件，该段是黑龙庙地区主要目的层系，其平面相的展布为优质储层的刻画及井位部署工作提供了准确的依据（图 8，图 9a）。

E₂h₁²，受两期基准面下降与一期基准面上升影响，同样表现出扇体连续发育的特点，靠近边界断裂的南28井钻遇大套灰白色砾岩、含砾砂岩、细砂岩等，大小粒径沉积物混杂，分选极差，属扇根亚相，其前端的南32、南63等井整体储层不发育，属半深湖相，与E₂h₂²相比，该亚段利于成藏的扇中亚相面积小，部署的井位难以准确钻至该有利相带（图 8，图 9b）。

4.2 扇体沉积模式

通过对黑龙庙地区沉积背景及扇体总体分布特征的研究，建立了研究区扇体沉积模式（图 10）。黑龙庙地区物源来自南部新野低凸起，供应稳定，其展布形态受基准面升降的影响，垂向上体现出进积型与退积型扇体叠合发育的特点；平面上体现出扇根、扇中、扇端亚相连续分布的特点，其中，扇中辫状水道物性最好，为油气的聚集提供了良好的储集条件。

5 结论

（1）南阳凹陷黑龙庙地区近岸水下扇岩性主要为灰色、深灰色砂砾岩、砾状砂岩、含砾砂岩、细砂岩，沉积物分选差、磨圆度低；孔隙类型以砾石内溶蚀孔隙、晶间孔隙为主，残留粒间孔不发育；岩芯照片见块状层理、冲刷面、暗色泥岩撕裂屑、液化构造等反映重力流沉积的构造，此外，也可见小型交错层理、水平层理、板状交错层理等反映牵引流的沉积构造。

（2）南阳凹陷黑龙庙地区近岸水下扇划分为扇根、扇中、扇端3种亚相类型，并识别出扇根主水道、扇中辫状水道、扇中水道间等微相，其中，扇中辫状水道是最有利的微相类型。

（3）黑龙庙地区核二段划分为3个亚段，各亚段扇体的发育受基准面升降的影响，体现出不同的演化模式：E₂h₃²受基准面上升影响，表现为退积型近岸水下扇；E₂h₂²、E₂h₁²受基准面下降与上升影响，表现出一期扇体的完整发育过程。平面相研究表明，E₂h₂²扇中相带广泛发育，为油气聚集提供了有利的储集条件。