冀中坳陷“多重防砂”特征
1.陡坡带
单断箕状断陷一般由陡坡带、缓坡带和槽带组成。受构造活动、气候变化等因素影响，不同构造带具有不同类型的沉积砂体。
凹陷陡坡带位于单断凹陷陡坡翼的边界断层下降盘。边界断层的下降盘既是沉降中心，也是沉积中心。由于地势低，沉积速度快，两个相邻隆起带的高度差很大，隆起上的古物源和古水流能在近距离内迅速涌入并聚集在断层下降盘的根部，形成各种扇体。因此，在陡坡带发育了大量的近岸水下扇、洪积扇、扇三角洲和辫状河三角洲。边界断层的活动造成断层根部的负地貌，河流沿断层根部蔓延，形成被侵蚀的河道砂岩体。可以形成大量的条带状砂砾岩体和各种岩性圈闭。
廊固凹陷与霸州凹陷的边界断层形成早，陡坡带靠近外围隆起带，地形差异大。主要发育沙三-孔店组的扇三角洲、近岸水下扇砂砾岩(如大兴-李断层下降盘的砂砾岩沉积)和沙二-东营组的洪积砾岩。湖侵时期，还可发育浅湖滩坝砂体和三角洲前缘沉积砂体。而饶阳凹陷边界断层形成较晚，表现为一个平坦的继承性凹陷。由于马溪断层的走滑性质，其上升盘是文安斜坡的延伸。沙至沙三湖侵入期主要形成近岸水下扇砂体(如马95井沙三段砂体)，东营组形成陆相冲蚀河道砂体，如南马庄断层下降盘马35井东营组砂体。辫状河三角洲砂体(如鲁43井沙河街组上段)主要发育在留西断阶带沙河街组第三段。
2.斜坡地带
冀中坳陷斜坡带十分发育，类型多，分布广。根据沉积特征和构造演化特征，冀中斜坡带可分为三类:沉积斜坡、构造-沉积斜坡和构造斜坡。
沉积斜坡是指原始地形在沉积时是一个斜坡，原始坡角较大，地层沿斜坡向上方向逐层重叠或后退，坡顶侵蚀较弱。这种斜坡在箕状凹陷中分布最广，是最重要的斜坡类型。文安斜坡和礼县斜坡是典型的沉积斜坡。主要发育三角洲和浅湖沿岸的滩坝砂体。如礼县斜坡沙河街组下段的滩坝砂体，文安斜坡沙河街组二、三段的辫状河三角洲砂体。此外，在湖泊入侵过程中可以形成碳酸盐浅滩。如澧县斜坡高3-高30井区由于陆源碎屑补给不足，水体清澈湍急，发育了一套生物滩沉积。
构造-沉积斜坡是指沉积时地形中存在的斜坡，原始坡角或大或小。沉积过程中，块体断层活动明显，块体倾斜，坡角逐渐增大；沉积晚期断裂活动强烈，早中期以叠置沉积为主，晚期以退积沉积为主，顶部剥蚀强烈。这种斜坡主要发育在狭长的洼地。束鹿坡就是这种类型的坡。在束鹿斜坡上，陡峭的地形、充足的碎屑供应和强烈的水动力条件造就了异常发育的扇三角洲相和洪积相砾岩体，它们沿斜坡边缘呈扇形延伸至东部湖区，与陡峭的砾岩体隔湖相望。
沉积时并不存在构造斜坡，但由于沉积后期地块的倾斜活动而抬升形成斜坡，沿向上倾斜方向地层趋于变薄，但未见地层的超覆或后退。顶部强烈剥蚀，上覆地层在不同层位呈不整合分布。廊固凹陷牛贝斜坡就是这种斜坡类型，其周缘沙河街组中段发育近岸水下扇沉积。
3.低谷区
槽带一般是凹陷的沉积中心，构造活动简单，常以深湖、半深湖相暗色泥岩沉积为主。在凹陷的深部，可以有洪水重力流直接注入深水区或各种沉积体系前缘砂体坍塌而形成的各种湖底扇。如饶阳凹陷河间凹陷顾宁3井沙三段湖相扇砂体。廊固凹陷的槽带主要指九州-固安构造带的东部、柳泉-曹家坞构造带的西部和河西构造带。该区在沉积早期是湖盆的主体部分，后期由于构造反转，中部地层发生倾斜，形成一个大型的塌陷背斜带。强断陷期，该区主要发育近岸水下扇的扇-端-湖底扇沉积体系，如柳泉-曹家坞构造带东部发育湖底扇沉积砂体，河西坞构造带西部发育远岸浊积扇沉积砂体。
(2)坡折带类型及砂体成因和分布
坡折带是断陷盆地缓坡区的重要构造地貌特征，控制着地层厚度和沉积相的突变，通常是低位盆底扇和高位三角洲前缘滑塌浊积岩聚集的重要场所。根据坡折带的成因机制，可分为断层坡折带、地形坡折带、沉积坡折带和侵蚀坡折带(王英敏，2004)。不同的构造坡折带形成不同的水系和沉积体系特征，对不同沉积相的砂体发育和分布起着重要的控制作用。冀中主要凹陷的多种坡折带发育不同成因类型和形态的砂体。
1.断层坡折带
文安斜坡是喜马拉雅运动后逐渐形成的西部斜坡。斜坡上断层发育，主要为NE向和NE向。文安斜坡南段在古近纪沉积时期，特别是沙河街组三段时期发育的长丰镇断裂、梁召镇断裂和马溪断裂继续活动。三条断层断面陡峭，呈阶梯状分布，形成文安斜坡南段断层坡折带，地形坡折十分清晰(图6-19)。断层坡折带的发育使来自西南和向上斜坡的辫状三角洲或扇三角洲进入凹陷后易于再次输导，在断层坡折带下部形成三角洲-浊积扇体系，如文37井区沙三段下体系域的扇三角洲体系和前缘滑塌浊积扇。 向上坡折带发育三角洲平原，中部坡折带控制三角洲前缘的形成和分布，向下坡折带发育滑塌浊积扇体(图6-20)。
图6-19文安斜坡南段M4井、文37井断层坡折带地震剖面特征
裂谷盆地边界断层长期活动形成的断层面的产状和断层组合对砂体的形成和分布有重要影响，断层面的槽位往往是来自隆升源区的入口。例如，马溪断裂在南马庄-后柳古寺一带呈沟槽状。沙河街组下段沉积时期，来自献县隆起的物源沿沟槽注入凹陷，形成扇三角洲沉积(图6-21)。多个风机沿断层带沿断层槽周边呈裙状分布。
冀中坳陷继承性断层较多，断层的下降盘根部往往形成负地貌，河流会沿着这种负地貌分布，下切充填后形成条状的侵蚀河砂体。如饶阳凹陷大王庄东断层下倾剥蚀河道砂体(图6-22)，马西断层下倾剥蚀河道砂体三段(图6-23)，茶西地区牛东断层下倾剥蚀河道砂体一段。
2.沉积坡折带
文安斜坡中段，由于坡度平缓，斜坡主体部分水体较浅，主要为滨海相和浅湖相。上坡发育三角洲平原或冲积平原相沉积，以红色泥质岩夹薄层砂为特征。三角洲平原的粗粒沉积物大多“路过不走”，向凹陷中心推进，在斜坡中下部形成明显的沉积坡折带。坡折带各层序具有明显的不对称结构，表现为低位体系域和湖侵体系域较薄，高位域的辫状三角洲或三角洲体系发育且较厚。由于明显的三角洲推进作用，辫状三角洲或三角洲前缘砂体沉积厚度大，河口坝发育。
图6-20文安斜坡南段沙河街组下段沉积体系叠加图及断层坡折带
图6-21饶阳凹陷马西地区沙河街组下段沉积相
图6-22大王庄东营组河流相沉积模式图
图6-23马溪洞组三段侵蚀河道砂体图
澧县斜坡是一个经过长期开发的沉积斜坡。在斜坡中部，从宁44-宁52-刘溪7-刘溪3明显存在一个坡折带。坡折带倾角约5° ~ 6°，坡顶和坡底倾角约2° ~ 3°。平面上地层等值线明显密集，与东西两侧明显不同。由于地形坡度的变化，坡折带沉积物的沉积受到影响，砂体的沉积在此变弱。穿过坡折带后，砂体开始恢复沉积，形成三角洲前缘、浅湖滩坝等沉积砂体(图6-24)。
图6-24澧县斜坡赵黄庄地区坡折带防砂模式图
(3)砂体的体系域类型和成因类型
裂谷盆地和海相盆地的层序地层组成既有共性，又有显著的特殊性。强烈而复杂的构造运动、强烈的基底分割、近物源短物源特征的沉积体系以及受气候的巨大影响是裂谷盆地与海相盆地层序地层差异的诸多原因。在裂谷盆地层序发育的早期，即低位域形成时期，低位扇的存在、规模和分布位置与盆地的基底结构和古构造-古地貌特征密切相关。在气候干燥的中小型湖盆中，红色陆源碎屑沉积可能是低位沉积的主体，水域面积小，水体浅，扇三角洲发育，不利于大型盆底扇的形成。此外，低位深水浊积扇体系可包括多种类型的沉积体，如盆底扇、斜坡扇、浊水河道等。
对冀中地区而言，多期幕式构造运动导致多期不整合、多期和多期断裂发育、严重剥蚀、地层破碎、火山岩发育、后期构造反转和气候变化，进而导致沉积储层的多样性。不同的凹陷和构造带发育不同类型的沉积体系砂体。
1.霸州凹陷
(1)低位体系域:一般认为低位体系域形成的盆底扇是最有利的储集相带。从霸州断陷扩张期层序(沙三层序)和断陷扩张期层序(沙一层序)的组成可以看出，断陷早期扩张期沙三层序下域形成过程中，在海槽带发育深水湖相，在牛东断层附近的海槽带发育少量近岸水下扇。缓坡带以扇三角洲、辫状三角洲和河漫滩为主。
此外，湖盆最大扩张期沙河街组层序形成时，湖深湖盆大，在中斜坡前缘也可能发育湖底扇。沙河街组三段层序发育早期沿牛东断层中段下降盘发育一系列近岸水下扇沉积，但规模不大，影响范围仅在坳陷带西侧。东西向分布的牛东断裂南段横向调整带为物源系统从西南进入盆地提供了通道，湖盆中心形成类似“低位扇”的湖底扇，分布在槽带南部。与典型的海相盆地层序地层模式不同，湖底扇的形成持续时间较长，从“低位域”发展到“湖侵域”，与湖侵泥岩形成互层沉积。
(2)湖侵体系域:霸州凹陷湖侵时期发育的辫状三角洲或扇三角洲前缘的浊积扇多与上述原因有关。如沙河街三段层序和沙河街三段层序的湖侵体系域发育的浊积扇，主要分布在文安斜坡南段陡坡的扇三角洲和辫状三角洲体系前缘，形成于扇三角洲或辫状三角洲前缘砂体的滑塌或水下分支砂体的快速堆积，与油页岩伴生。在断陷扩张层序(沙一层序)的湖侵体系域发育时期，虽然水体较沙三中、下段浅，但深水湖区也发育有小型浊积岩，主要由薄粉砂质砂岩组成，夹深灰色泥岩和油页岩，也与陡坡带边缘扇的滑塌有关。
此外，滩坝体系也是湖侵体系域的重要组成部分，主要分布在辫状三角洲之间和辫状三角洲的侧翼。
(3)高位体系域:受凹陷基底构造控制，巴州凹陷扩张期，由于安新横向构造带和文安斜坡的存在，各层序高位体系域的形成期主要受西南近长轴方向和文安斜坡短轴方向物源体系的影响，辫状三角洲以进积叠加的形式向盆地推进，物源方向具有高度的继承性。霸州凹陷古近系断陷扩张期三级层序组成模式见图6-25。
图6-25霸州凹陷古近系沙河街组三段层序地层模式
2.廊固凹陷
根据反映湖泊水位变化的初始洪泛面和最大洪泛面，可划分出低位体系域、湖侵体系域和高位体系域。由于廊固凹陷上部层序的侵蚀，高位体系域往往不完整或缺失(图6-26)。
(1)低位体系域:低位体系域时期，湖泊水位低，湖泊面积小。孔店-沙四层序和沙二-东营层序以浅湖沉积为主，沙三层序为深湖沉积，散布湖底扇沉积。凹陷边缘的辫状河三角洲、扇三角洲和近岸水下扇沉积向湖区推进，有时边缘可出现冲积扇沉积。凹陷西北部形成冲积扇-近岸水下扇-湖泊沉积体系、冲积扇-扇三角洲-湖泊沉积体系或冲积扇-辫状河三角洲-湖泊沉积体系。凹陷东南部形成辫状河(大部分未保留)-辫状河三角洲-湖泊沉积体系(图6-27)。
(2)湖侵体系域:湖侵体系域时期，湖泊水位上升，湖泊面积扩大。孔店-沙四层序和沙二-东营层序为浅水湖泊，而沙二-3层序为深水湖泊。凹陷边缘的辫状河三角洲和近岸水下扇沉积退至物源。凹陷西北部近岸水下扇分布面积很小，仅保留扇体中端。辫状河三角洲在凹陷东北部的分布也很有限(图6-28)。
(3)高位体系域:高位体系域仅出现在沙河街组的中层序。随着湖泊水位的降低，湖泊面积缩小，凹陷边缘的扇三角洲沉积体向湖泊地区推进。凹陷西北部形成扇三角洲-湖泊沉积体系，物源来自凹陷西北缘的太行山系。
3.饶阳凹陷
(1)缓坡带:小型低位三角洲主要发育在低位体系域，以三角洲平原为主，下部有少量滨浅湖泥岩沉积；湖侵体系域时期，暗色泥岩夹油页岩主要沉积于浅水湖泊，高部位发育辫状河三角洲和少量河流相沉积；早期高位体系域以滨浅湖环境为主，后期形成大型辫状河三角洲体系(图6-29a)。
图6-26廊固凹陷不同构造阶段层序沉积体系域演化图
(2)陡坡带:陡坡带以扇三角洲体系为主，也发育辫状河三角洲沉积。低体系域以小型辫状河三角洲沉积为主，分布范围有限，陡坡部位不发育；湖侵体系域以滨浅湖-半深湖沉积为主；高水位体系域发育辫状河三角洲或扇三角洲沉积体系(图6-29b)。
(3)海槽带:低位体系域以滨浅湖沉积为主，两侧发育辫状河三角洲；湖侵体系域主要为半深湖，两侧超出盆地边缘，水体为还原环境，是湖盆烃源岩系的主要来源。高位体系域的进积为滨浅湖亚相，沉积加积型准层序组；后期辫状河三角洲为进积型，湖盆深处可发育三角洲砂体崩塌形成的重力流沉积(图6-29c)。
图6-27廊固凹陷古近系下体系域沉积模式
图6-28廊固凹陷古近系湖侵体系域沉积模式
(4)隆起带:中央隆起带主要位于任丘潜山南延伸部和柳溪大王庄地区。鄢陵-任丘-南马庄地区，在层序I、II、III、IV(孔店-沙三中层序)发育时期，由于任丘潜山的存在，将凹陷划分为任茜和任栋两个不对称的单断凹陷，每个单断凹陷的层序发育特征类似于简单的箕状斜坡模式。在层序ⅴ、ⅵ、ⅶ、ⅷ、ⅸ和ⅹ(Es3-东1上层序)发育时期，任丘潜山逐渐被埋藏，形成简单斜坡盆地。缓坡区发育低位、湖侵和高位体系域，主要为三角洲和浅湖相沉积。在盆地陡坡带，发育低位、湖侵和高位体系域，发育湖底扇和三角洲前缘相。在高体系域的顶部，发育三角洲前缘相和平原相(图6-30)。
层序ⅳ(沙河街组中层序)时期，下体系域水位低，有河流相沉积和辫状河三角洲，沉积幅度小。湖侵体系域时期，两侧地层叠置，以辫状河三角洲沉积为主，下部有少量湖相沉积。高位域期间水体未能淹没任丘潜山，因此隆起只接受剥蚀，起到提供物源的作用，三个体系域均未发育(附图6-31)。
图6-29饶阳凹陷缓坡带体系域发育模式
图6-30饶阳凹陷隆起带层序叠加样式
图6-31饶阳凹陷北部早期双箕状断陷体系域发育模式
(4)沉积相类型和砂体特征
冀中坳陷古近系湖盆大致经历了从断陷分割充填→断陷扩张深凹→断陷隆起→断陷扩张→断陷隆起消亡的演化历史。其地形由高差大变为平缓；湖盆小而散→统一；水体由浅入深再由浅入深再由浅入深的变化规律；此外，不同时期沉积分带和分带的情况最终决定了砂体大小、砂体成因、储层性能和生储盖组合在不同组别和地区的分布规律。研究表明，冀中坳陷古近系发育冲积扇、河流、扇三角洲、辫状河三角洲、近岸水下扇、湖底扇和湖滨滩坝7种类型的砂体，由于所处的空间位置不同，其含油性也有很大差异。
1.冲积相
冲(冲积)相主要分布在中部和南部的沉降中心，以湖盆陡坡岸为主，缓坡岸次之，发育于古近系孔店组和沙河街组四段。这种砂体具有厚度大、岩性岩相变化快、面积大等特点。，为红色厚层，靠近震源处沉积迅速。砂岩的成分成熟度、结构成熟度和矿物成熟度低，储层物性差。此外，其分布位置远离生油区，含油性差。目前，冲积扇砾岩油藏仅在鄢陵地区和束鹿凹陷西斜坡发现。
2.河流相
饶阳凹陷辫状河亚相的辫状河砂体是主要的河流相，主要分布在东营组，其次是沙河街组和孔店组。砂体面积大，一般180 ~ 370km2，厚度100~350m ~ 350m，最大厚度500m。研究表明，河流相具有良好的储层特征和储集性能，尤其是辫状河砂砾岩储层物性最好，孔隙度为16% ~ 26%，少数为26% ~ 32%，渗透率为(70 ~ 260) × 10-3 μ m2，少数为100 μm 2。此外，沙河街组上亚段和三段的河流相储层、沙河街组上二段的泥岩(区域性盖层)和其中的泥岩层，以及沙河街组下下段下部的烃源岩，形成了多套上下储层的含油组合。目前已在岔河集、深南、河间、留楚、大王庄、武强、文安斜坡的东三段和沙河街组上段发现河流相砂岩储层，是冀中坳陷碎屑岩储层的主要组成部分。
3.扇三角洲相
扇三角洲是直接进入湖盆的冲积扇，一部分位于水上，一部分位于水下。扇三角洲砂砾岩主要分布在同沉积断层的下降盘，发育于孔店组、沙四段和沙三段。砂体平面呈扇形、裙状，剖面呈楔形。面积120 ~ 200km2，少数270~360km2，最大500km2。储层厚度一般为100 ~ 300米。由于扇三角洲属于物源附近快速沉积的粗碎屑岩，其砂砾岩成分成熟度和结构成熟度低，储层非均质性强，物性普遍较差。只有扇内分流河道砂岩物性较好，孔隙度一般在14% ~ 19%之间，少数高达25% ~ 30%，渗透率一般在30 ~ 65438+之间。而在埋藏较浅的沙河街组上段(1000 ~ 1500米)，砂岩平均孔隙度为28%，最大为34.5%，渗透率为(154 ~ 824) × 10-3 μ m2，最大为5628 × 660-3 μ m2。扇三角洲前缘楔形砂体储集条件差，孔隙度10% ~ 14%，最高20%，渗透率(1 ~ 30) × 10-3 μ m2。与扇三角洲油气藏相关的油气藏很少，这主要与其分布位置有关。目前，仅在束鹿凹陷发现了静丘油藏，在锦州凹陷发现了赵县、南古庄和高村油藏，在廊固凹陷沙河街组上三段见到了良好的油气显示，表明扇三角洲具有良好的含油性，是锦州、束鹿等长断陷的重要油藏类型。
4.辫状河三角洲相
是指辫状河进入稳定水体的三角洲，多分布于湖盆缓坡，主要发育于沙河街组，其次为孔店组。砂体平面呈树枝状、舌状、扇形；该段厚度一般为150 ~ 300m，最大厚度为800m。砾石单层厚度大，占层百分比高(30% ~ 70%)。由于碎屑物质的长距离搬运，其结构成熟度和成分成熟度较高。特别是平原辫状河、前分流河道和分支河口坝亚相岩性粗，水动力条件强，分选性和圆度好，储集性能好。目前已在辫状河三角洲前缘分流河道楔形砂、文安斜坡沙二、沙三段、马西沙沙二、沙三段、王庄沙三段、柳西、锦州凹陷西斜坡沙三段发现辫状河三角洲砂岩储层。可以预见，随着油气勘探的不断深入，辫状河三角洲砂砾岩将展现出良好的油气勘探前景。
5.近岸水下扇相
近岸水下扇是指全部进入较深湖盆的冲积扇，仍属于在物源附近快速沉积的粗碎屑岩。砂体平面呈扇形，剖面呈楔形，具牵引流沉积构造特征。主要分布在廊固凹陷北部大兴断层下降盘和牛贝斜坡背斜带，发育在沙河街组中段，其次是河间-马西断层下降盘，其储集条件和含油性在扇内通道中最好。孔隙度一般为17% ~ 25%；渗透率为(15 ~ 300) × 10-3μ m2。目前，柳泉和曹家坞构造带已发现油藏，仍将是今后油气勘探的主要方向。扇端储层条件较差，孔隙度一般为14% ~ 32.7%；渗透率一般为(10 ~ 255) × 10-3μ m2，是本区有利的储层发育区、有利沉积相带和主要勘探目的层系。扇根水库条件最差。
6.湖底扇相
湖底扇是陆源粗碎屑沉积物在地震、断层、季节性洪水等地质力的作用下，从近高地不经分选迅速崩塌，进入勘探湖盆的扇形体。分布于断陷湖盆的深扩张期()。以砂砾岩分选性和圆度最差为特征，以重力流沉积构造和浊积岩序列为标志。目前只有廊固凹陷大兴断层下降盘和牛贝斜坡沙河街组下段发育湖相扇相，古15、古16、泉81井有油气显示。由于埋藏深、沉积快、结构成熟度低，其物理条件很差。根据古15等4口井59个区块的物性分析资料，平均孔隙度为7.5%，最高孔隙度为9.8%。渗透率最高为3.85×10-3μm2，大部分小于0.1×10-3μm2。说明这种砂体储集性能差，不利于油气储存。
7.滨浅湖沙滩沙坝
滩坝砂是指在海岸下沉或湖浪往复冲刷淘析作用下，沿湖盆岸线形成的不规则椭圆形砂体或鲕滩群。主要分布在湖盆缓坡，或地形宽阔平缓，断陷期发育于沙河街组一段，其次为沙河街组三段。如文安坡、礼县坡、饶南地区。岩性组合有两种，一种是砂泥岩互层的剖面型，另一种是泥晶碳酸盐与深灰色泥岩互层，夹少量灰色细砂岩、粉砂岩和油页岩。砂岩单层厚度较小，一般2 ~ 5m；泥岩和泥晶碳酸盐厚度较大，前者一般为4 ~ 10m，最厚26m，后者为2 ~ 13m。油页岩单层厚度一般为2m。砂地比小于45%。