(一)沉积背景及区域物源发育特征
物源是砂体成因和展布的主要控制因素。进行物源分析对于了解工区的沉积物来源、进行岩相古地理条件的恢复，以及对砂体展布规律的研究等，都具有相当重要的意义。物源分析的方法很多，如砂泥比值、地层倾角测井、造岩矿物成分等，本次研究主要从砾岩含量、地震反射特征、属性信息、古生物分布等方法来对物源进行综合研究，进而对研究区沙二段古水流系统及物源条件进行恢复。
1.东营凹陷沉积背景
东营凹陷是济阳坳陷内重要的富油气凹陷，从古新世以来经历了多期次的构造活动和盆地充填历程。在东营凹陷的演化过程中，东营三角洲占有至关重要的地位。东营三角洲主要发育期是沙三段沉积时期，该时期东营凹陷处于块断运动时期，强烈的块体相对活动，使盆地周缘凸起上升，造成盆地周边隆起区陆源碎屑供应充足，加上当时气候潮湿，降雨量充沛，河流携带大量碎屑物质进入湖泊，形成复合三角洲。目前一般认为东营三角洲的物源来自于凹陷东部。
在东营三角洲的形成过程中，受构造运动强度、湖水面升降、沉积时古地形及物源供给方向等因素所控制，三角洲的沉积规模及沉积特征也在不断发生变化。可将沙三段东营三角洲的发育演化过程划分为3个阶段(分别对应沙三下、沙三中和沙三上)11个期次。受古湖盆形状及物源等因素的影响，东营三角洲呈现由东向西逐渐推进的特征(图5－30)。
东营凹陷在古近－新近纪时期气候温带暖，属亚热带型(王秉海，1992)。古近纪气候暖热，包含1个增温期和2个降温期。沙河街组沉积期为增温期，其中以沙三段及沙一段沉积期为甚，属南亚热带型气候，类似于当今我国南岭一带，孔二段及东一段沉积期为降温期，属北亚热带型气候。受气候总体变化的影响，沙三段沉积时期为湿润期，雨量比较充足，植被以森林为主;而在沙二段沉积时期为干燥期，蒸发量大于供水量，导致湖盆水体变浅，平均水深仅5m(图5－31)，沉积类型以河流和滨浅湖为主(田景春，1999)。
图 5 －30 东营三角洲的推进方向
图 5 －31 东营凹陷沙河街组沉积旋回、湖平面变化、全球海平面变化与生物变化( 据田景春，1999)
古近 － 新近纪研究区湖盆周围的地形曾两度明显抬升，一是沙四段中、上部沉积期，二为东二段至馆下段沉积期，前者与济阳运动相符合，后者与东营运动一致，每次变革湖盆周围都出现海拔千米的山地，尤其是东营运动引起的山地的抬升更为明显。而沙三段上部至沙二段下部沉积期，湖盆周围山地有所升高，但是山地上升幅度不大 ( 王秉海，1992) ，物源的供应总体较弱。
因此，东营凹陷沙二段沉积时期湖盆的古地理环境应总体处于极浅水、相对缓慢充填的状况。
2.区域物源方向
本次研究的层位大致介于T4地震反射轴和T2地震反射轴之间，而从地震测线上可以看出，T4相当于一削蚀层序界面，它反映出T4上下地层之间存在沉积间断。在此之后的古地理格局可能发生巨大变化，在该反射界面以上的地层中是否还能延续东营三角洲沉积时期的古地理格局以及物源方向，是一个非常值得关注的问题。
传统的物源方向研究中常用到砂岩含量、地层倾角测井以及矿物成分和化学成分分析等方法。在这些方法中，砂岩含量容易受到古地貌和沉积中心的影响;地层倾角测井容易受到层位及局部水流方向的影响;而矿物成分和化学成分分析等的可行性则受到样品层位及平面上取心井密度的制约，因此本次研究主要从能够较好反映区域情况的砾岩含量、地震资料等来进行综合分析。
(1)地震反射法。地震波针对地下地层界面会形成相应的界面响应，区域性的地震反射界面应视为等时沉积界面，在地层对比和建立地层层序方面已取得了很好的应用效果。根据地震地层学和地震相的研究，地震波反射信息如反射界面的连续性、地震波组结构、振幅强弱、频率高低与地下地层产状和沉积环境相结合，是划分出不同的沉积类型和地层层序的重要依据。此外在某些沉积环境(如三角洲)中，随三角洲向湖推进，地震反射也呈现明显的前积特征。地震剖面中常出现反映三角洲沉积的平－斜－平三层结构，称之为前积反射结构(图5－32，图5－33)。它们分别代表三角洲的顶积层、前积层和底积层。
图 5 －32 研究区前积反射特征 ( 牛 112 － 王 69 － 牛 27 井连井剖面)
前积反射层是三角洲向前推进过程中某个时期湖盆斜坡的反映。这个斜坡由三角洲侧向进积形成，因而前积反射层代表了一个同沉积面，即等时面。但在三角洲连续进积过程中，前积反射层则是斜坡上岩性变化而形成的一个岩性界面。东营凹陷东北部的各个洼陷中都有清晰的前积反射层。它反映始新统沙三段沉积时期一个大型湖泊三角洲的发育情况。
东营地区沙河街组三角洲沉积各个部分的东西向测线上，均表现向西倾斜的清楚的前积反射结构 ( 图 5 －32，图 5 －33) ，而南北测线上则不清楚或倾角很小 ( 图 5 －34) ，判断水流都是来自东边。在牛庄洼陷的主体部位，T4反射层以下东营三角洲的前积反射非常清楚，但是 T4以上则基本都为平行 － 亚平行反射，前积反射在史口地区才相对较明显( 图 5 － 33) 。
图 5 －33 牛庄洼陷史 128 － 牛 43 － 王 70 井连井地震剖面
图 5 －34 高分辨处理后的南北向地震剖面
由于研究区沙二段沉积时期，湖盆具有极浅水、快速充填特征，因此在这种条件下三角洲的前积现象不像沙三段明显，史南地区显示得较清楚可能是该地区水深相对较大的结果，实际上也是沉积中心的可能位置; 沙河街组各时期的地层结构也大致反映了相同的特征 ( 图 5 －35) 。
图 5 －35 东营凹陷地层发育模式( 据邱中建，1999)
而且从区域情况来看，沙二段的前积反射完全可以和沙三段时期东营三角洲的前积反射纳入统一的前积体系中 ( 图 5 －36) 。不过这种前积反射的平面分布只能反映盆地充填的大致方向，却不能准确反映古水系的平面分布状况。
图 5 －36 东营凹陷前积地层分布图( 据戴俊生课题报告)
( 2) 应用砾岩含量判断物源方向。砂泥比值法是最常见的推断物源方向的方法，其所依据的主要是在沉积物的搬运过程中，粒度较细的沉积物往往能够被搬运到较远的距离，而粒度较粗的沉积物的搬运距离往往较短，因此，利用砂泥比值的大小及变化规律可以大致推断物源的方向。由于牛庄洼陷沙二段地层中砂岩含量较高，受河流、三角洲、湖水等因素的影响，砂岩在各种沉积亚相或微相中都可以发育，此外砂岩厚度及含量还受沉积中心位置以及古地貌的强烈影响，因此应用砂泥比的方法难于获得明确的结论。
相对而言，砾岩由于粒径较大，难于搬运而易于沉积，砾岩的搬运需要较大的水动力条件，在河流 － 三角洲沉积体系中主要分布在河道中，在分流河口砂坝中含量相对较少，而在其他沉积亚环境中则很少出现，因此地层中砾岩含量或厚度在平面上的分布能有效显示物源方向。针对研究区沙二段区域物源方向上存在的问题，研究中选择沙二下亚段、沙二上亚段等地层单元，分别进行了砾岩厚度的统计和作图 ( 图 5 －37，图 5 －38) 。
图 5 －37 东营凹陷沙二下亚段砾岩厚度等值线及物源供应方向解释图
图 5 －38 东营凹陷沙二下时期物源方向及三角洲发育特征解释图
由研究区砾岩平面分布图中可知，沙二下亚段沉积时期，砾岩供应量中等，但是平面上差异较清楚 ( 图 5 －37) ，砾岩分布总体可以分为东北部区域和中部区域，两个区域之间的相对低值区很明显，结合古地理格局的特点，这很可能说明该时期物源主要为北东方向和南部方向两个来源，该时期和下伏地层相比尽管北东三角洲继续向南西推进 ( 图 5 －38) ，但是其范围和作用强度已明显降低，三角洲延伸到大致在通 10 井—牛 20 井—辛 65井等附近; 南部物源供应显著变强，三角洲类型以高建设性三角洲为主，晚期还呈现羊角状形态 ( 图 5 －38) 。
沙二上亚段沉积时，大致继承了沙二下亚段沉积时期的物源供应特征，但是北东方向的物源明显向北移动至陈家庄凸起和青坨子凸起之间的结合部附近 ( 图 5 －39) ，物源供应强度也有所降低; 南部物源也有向东偏移的趋势，三角洲的特征仍以高建设性三角洲为主 ( 图 5 －40) 。
图 5 －39 东营凹陷沙二上亚段砾岩厚度等值线及物源方向解释图
图 5 －40 东营凹陷沙二上时期物源方向及三角洲发育特征解释图
( 二) 沉积相平面展布及沉积演化
受断裂活动、古构造位置和沉降中心的影响，研究区古地形是由北东东向近西向倾斜，研究区以北是中央隆起带，南部为一相对平缓的斜坡。沙二段沉积时期物源主要来自于洼陷东部的青坨子凸起附近及南部的广饶凸起，其他方向的物源在本区的影响不明显。受古地形的影响，来自东部的碎屑物质在沙二段沉积时期内基本沿洼陷的长轴方向向西逐渐充填，这种现象在地震资料上有明显表现，但是在不同时期以及不同位置，沉积特征以及沉积相的展布特征还是存在较大差异。
1. Ⅲ － 1 准层序组
准层序 21 ( 图 5 －41) : 洼陷的沉积类型以三角洲为主，其次为滨浅湖沉积。主要发育四个三角洲朵叶体，局部物源来自南部、东部和北部，南部局部物源供应较充分。该阶段三角洲的进积较快，三角洲类型主要以伞形三角洲为主，总体反映了河口及水位控的特点。砂体成因类型以三角洲前缘亚相的分流河口砂坝为主，砂体连片分布; 靠近物源方总体具有水下分流河道的特征，砂体成带状分布，其边部局部发育有决口扇; 支流间湾发育于三角洲前缘分支河道间，洼陷西部砂体较薄，为浅湖亚相。
图 5 －41 准层序 21 沉积相平面图
准层序 20 ( 图 5 －42) : 较之下伏准层序，该时期南部局部物源供应更加充足，三角洲范围进一步扩大，三角洲在形态上受湖浪的影响差异较大，南部物源的三角洲规模较大，受湖浪的改造也较强，来自于东部及北东方向物源的三角洲规模相对较小，湖浪作用较弱，而河流作用则较强。总体而言主力砂体仍以三角洲前缘水下分流河道及分流河口砂坝砂体为主，局部有远砂坝及决口扇的分布。支流间湾的分布范围有所缩小，在南部大三角洲朵叶体内部，也有少量支流间湾沉积存在。
图 5 －42 准层序 20 沉积相平面展布图
2. Ⅲ － 2 准层序组
准层序 19 ( 图 5 －43) : 湖域加大，三角洲主体发生退缩，东部局部物源萎缩更为强烈。该时期研究区主要由三个三角洲朵叶体所占据，即南部两个朵叶体和北西方向的朵叶体。南部三角洲偏西的朵叶体物源供应强度较大，而偏东的朵叶体则较小，并且和该时期研究区其他两个三角洲朵叶体相比，其发育规模明显较小。受其影响，研究区中部及南部的大部分区域为三角洲前缘分流河口砂坝所占据，其次为支流间湾沉积; 北东方向的局部物源供应强度也明显加大。该准层序砂体类型以三角洲前缘分流河口砂坝为主; 远砂坝在三角洲前缘外侧呈条带状分布，厚度较薄，粒度较小; 支流间湾范围相对较小。
准层序 18 ( 图 5 －44) : 该时期南部物源供应强度进一步加大，而东部及东北方向物源供应则明显减弱。南部三角洲推进的范围也进一步加大，早期河流作用较强、湖水的改造较弱，晚期则以湖水的改造对三角洲形态的影响较大。几个三角洲朵叶体沉积微相以三角洲前缘亚相的水下分流河道为主，其次为分流河口砂坝、决口扇等，支流间湾沉积也较发育。砂体的带状分布特征较明显，砂体主要呈由南向北的方向展布。
准层序 17 ( 图 5 － 45) : 和下伏准层序相比，该准层序物源和三角洲特征都差异较大。首先在物源上，该准层序主要为南部及东部物源，且前者分布和影响均较大。南部三角洲早期河控 － 湖水水位控的特征较明显，后期也是湖浪的影响相对较明显，并总体呈现伞状形态; 东部三角洲也是如此，三角洲具有羊角状形态，三角洲的期次更加明显; 北东方向物源供应减弱，三角洲退到研究区之外。在砂体成因类型上，分流河道、分流河口砂坝及指状砂坝为主要的成因类型，其次为远砂坝及决口扇，研究区北部的牛 85 井-牛873 井附近还出现滩坝成因砂体。
图 5 －43 准层序 19 沉积相平面展布图
图 5 －44 准层序 18 沉积相平面展布图
图 5 －45 准层序 17 沉积相平面展布图
准层序 16 ( 图 5 －46) : 该时期南部的物源供应强度有所减弱，东部物源供应相对增强，北东方向三角洲活动强度也有所增加，三角洲前缘重新进入研究区。几个三角洲在成因上总体表现为以河流作用为主的特点，南部三角洲在后期也遭受了较强的湖水改造，但是总体而言，砂体成因类型以三角洲前缘水下分流河道为主，其次为分流河口砂坝及决口扇成因; 支流间湾沉积以及滨浅湖沉积也占有了较大面积，特别是和东部及东北部两个三角洲相关的支流间湾沉积表现得更加明显。
3. Ⅲ － 3 准层序组
准层序 15 ( 图 5 －47) : 该准层序沉积时期，洼陷沉积格局发生了较大变化，表现为南部局部物源区供应减少、三角洲明显往南退却、分布范围显著减小，北东方向继续有较少的物源供应，分流河口砂坝砂体展布范围较小; 而东部局部物源供应开始充足，且沉积载体能量强，突进明显，分流河道细长延伸，并有多个朵叶体和指状砂坝，呈现特别强的河控三角洲的特征。在砂体成因类型上，以分流河道为主，指状砂坝及分流河口砂坝等砂体也较发育。支流间湾沉积物范围相对有所增大。
准层序14 ( 图5 －48) : 沉积格局和准层序15 大致相似，但是南部的局部物源有所加强，其三角洲的范围重新开始加大; 北部物源则进一步退却、三角洲趋于从研究区退出;受南部三角洲向北推进的影响，东部河道型三角洲推进到牛 37 井附近后向北发生微小偏移。该时期水下分流河道及分流河口砂坝均发育良好，厚度较大。
准层序13 ( 图5 －49) : 该时期的沉积展布特征和准层序14 相似，不同之处在于南部物源供应相对减弱，北东部物源变强，后者仅发育范围不大的三角洲分流河口砂坝砂体。砂体成因类型也以水下分流河道及分流河口砂坝为主。
图 5 －46 准层序 16 沉积相平面展布图
图 5 －47 准层序 15 沉积相平面展布图
图 5 －48 准层序 14 沉积相平面展布图
图 5 －49 准层序 13 沉积相平面展布图
4. Ⅳ － 1 准层序组
准层序 12 ( 图 5 － 50) : 南侧局部物源成为主要物源方向，三角洲前缘亚相连片发育，期次明显; 北部物源供应也较充足，东部物源供应则较弱。三角洲前缘分流河口砂坝发育，砂体具有指状砂坝的形态特点; 支流间湾分布广泛，三角洲前缘亚相内部有多处残余分布; 前三角洲亚相只在局部发育。
图 5 －50 准层序 12 沉积相平面展布图
准层序 11 ( 图 5 －51) : 南部有三个较大的三角洲朵叶体，东北部发育小型三角洲朵叶体，而东部物源供应进一步减弱，其三角洲退出到研究区之外。主要砂体是三角洲前缘水下分流河道及分流河口砂坝砂体，砂体整体较厚、带状分布的特征较明显，分流河口砂坝前方为远砂坝，呈连续或不连续条带状分布。
准层序 10 ( 图 5 －52) : 南部局部物源供应有所减弱，三角洲范围大，但是向湖延伸的距离变小，后期河控及水位控的特征较清楚，部分砂坝入湖延伸较远，可至洼陷中央地带。东部局部物源开始增强。北部发育一个较小三角洲，其位置略向西偏移，砂体较薄。
5. Ⅳ － 2 准层序组
准层序 9 ( 图 5 － 53) : 该时期北部及东部局部物源较弱，南部局部物源相对较强。南部三角洲分出两个指状三角洲朵叶体，其向湖延伸较远，三角洲在成因上表现为早期河控特征较明显，晚期浪控作用变强; 砂体成因类型以水下分流河道及分流河口砂坝为主，少量决口扇沉积，研究区西部的史 123 井附近还出现少量滩坝沉积。
准层序 8 ( 图 5 －54) : 以南部物源为主，发育两个三角洲朵叶体，三角洲的期次性较较清楚; 北东部物源及东部物源对研究区的影响变得不明显。砂体成因类型以三角洲前缘水下分流河道及分流河口砂坝为主。在湖侵过程中，随着三角洲的退却，研究区北西部的牛 34 井-牛 35 井附近发育有滩坝。
图 5 －51 准层序 11 沉积相平面展布图
图 5 －52 准层序 10 沉积相平面展布图
图 5 －53 准层序 9 沉积相平面展布图
图 5 －54 准层序 8 沉积相平面展布图
准层序 7 ( 图 5 －55) : 特征基本和准层序 8 相似，三角洲向北延伸的距离稍有减小，但其横向范围有所扩展，南部三角洲主体往东的王 20—王 121 井处也出现了南部物源的三角洲朵叶体。滩坝沉积的范围也有所增大，在东北部地区有较大面积滩坝沉积的发育。砂体成因类型主要有三角洲前缘水下分流河道、分流河口砂坝、远砂坝、滩坝等。水下分流河道砂体所占的比例比准层序 7 降低较明显。
图 5 －55 准层序 7 沉积相平面展布图
6. Ⅳ － 2 准层序组
准层序 6 ( 图 5 －56) : 仍然以南部物源区供应为主，东部物源再次进入研究区，但其影响很弱。滨浅湖、三角洲及滩坝是该时期主要的沉积类型。三角洲在分布上大致和准层序 7 相似，但是其范围明显向南收缩; 中部地区则出现大量的滩坝沉积。砂体成因类型以三角洲前缘分流河口砂坝、滩坝为主，水下分流河道相对较少。
准层序 5 ( 图 5 －57) : 和下伏准层序 6 相比，南部三角洲相北延伸的幅度明显增大，东部三角洲消失，北部的滩坝被三角洲前缘分流河口砂坝及远砂坝替代，仅在西北部有两片滩坝发育区; 滨浅湖区的范围有所缩小，另外在研究区东北的王 127 井—牛 91 附近还出现了碳酸盐岩滩坝的发育。该时期砂体沉积类型主要为三角洲前缘的水下分流河道、分流河口砂坝以及远砂坝沉积，还发育碎屑岩及生物滩等储层成因类型。
准层序4 ( 图5 －58) : 仍然沿袭了准层序5 的发育样式，但三角洲范围有所缩小，滩坝沉积的范围明显增加，研究区东部和北部仍然发育生物滩; 砂体成因类型主要为三角洲前缘砂体、滩坝砂体，此外还有生物滩碳酸盐储层。
图 5 －56 准层序 6 沉积相平面展布图
图 5 －57 准层序 5 沉积相平面展布图
图 5 －58 准层序 4 沉积相平面展布图
图 5 －59 准层序 3 沉积相平面展布图
准层序 3 ( 图 5 －59) : 南部三角洲的范围明显变小，但是分流河口砂坝砂体仍较厚，且横向展布较好，三角洲前缘的两侧均发育大量的滩坝、砂坝，滩坝沉积的面积也明显增加，洼陷东部还发育生物滩沉积。
准层序 2 ( 图 5 －60) : 三角洲位置基本未变，但是其规模显著变小; 湖泊相占据主体地位，滩坝砂体继续大面积发育，研究区北部的河 3 井处还发育了生物滩沉积。
图 5 －60 准层序 2 沉积相平面展布图
图 5 －61 准层序 1 沉积相平面展布图
准层序 1 ( 图 5 －61) : 该时期三角洲的影响已变得不明显; 全区多处大面积发育滩坝，滩坝主体面积大，厚度也较大，局部地区也有生物滩沉积。