柴西南躍進(jìn)地區(qū)下干柴溝組高分辨率層序地層學(xué)研究

劉 豐 肖傳桃，丁 靜，范 君

(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 荊州 434023)(長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

柴西南躍進(jìn)地區(qū)下干柴溝組高分辨率層序地層學(xué)研究

劉 豐 肖傳桃，丁 靜，范 君

(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長(zhǎng)江大學(xué))，湖北 荊州 434023)(長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

結(jié)合研究區(qū)的露頭剖面、鉆井巖心、測(cè)井資料等，對(duì)躍進(jìn)地區(qū)下干柴溝組進(jìn)行了高分辨率層序地層學(xué)研究，識(shí)別出由Ⅴ級(jí)層序界面控制的短期基準(zhǔn)面旋回層序，按結(jié)構(gòu)類(lèi)型的不同劃分為向上“變深”的非對(duì)稱(chēng)型、向上“變淺”的非對(duì)稱(chēng)型和對(duì)稱(chēng)型。闡述了研究區(qū)各類(lèi)短期基準(zhǔn)面旋回層序的砂體發(fā)育情況。對(duì)下干柴溝組中期、長(zhǎng)期旋回層序進(jìn)行了劃分，識(shí)別出7個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回，3個(gè)長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回，并預(yù)測(cè)了巖性油氣藏發(fā)育的有利相帶。

高分辨率層序地層學(xué)；下干柴溝組；基準(zhǔn)面旋回層序；巖性油氣藏；躍進(jìn)地區(qū)

高分辨率層序地層學(xué)[1]的提出,為非海相地層中進(jìn)行層序地層研究提供了一種新的思路和方法[2],實(shí)踐證明該理論體系及技術(shù)方法非常適合中國(guó)廣泛分布的中、新生代陸相含油氣盆地的油氣地質(zhì)研究[3～6]。下面筆者對(duì)柴西南躍進(jìn)地區(qū)下干柴溝組進(jìn)行高分辨層序地層學(xué)的系統(tǒng)研究，并進(jìn)一步預(yù)測(cè)巖性油氣藏發(fā)育的有利相帶。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1 柴達(dá)木盆地地理位置示意圖

柴達(dá)木盆地地處青藏高原北部，盆地面積12.1×104km2，是我國(guó)十大內(nèi)陸盆地之一。盆地周緣分別為阿爾金山、祁連山和昆侖山所環(huán)繞，為西寬東窄的菱形盆地。研究區(qū)位于柴達(dá)木盆地西部南區(qū)，構(gòu)造上位于柴達(dá)木盆地西部坳陷區(qū)昆北斷階亞區(qū)，包括躍進(jìn)二號(hào)、躍進(jìn)一號(hào)、躍西、躍東、躍進(jìn)三號(hào)、躍進(jìn)四號(hào)以及躍中地區(qū),其地理位置示意圖如圖1。下干柴溝組下段為暗土紅色、土紅色、暗棕灰色泥巖和含砂泥巖，厚約170m。根據(jù)巖心觀察和巖性巖相組合、沉積學(xué)及測(cè)井曲線特征分析，并結(jié)合區(qū)域構(gòu)造格局和古地理背景，認(rèn)為躍進(jìn)地區(qū)下干柴溝組主要以辮狀河三角洲和淺湖沉積為主。

2 基準(zhǔn)面旋回的識(shí)別

高分辨率層序地層學(xué)強(qiáng)調(diào)不同級(jí)次的基準(zhǔn)面升降運(yùn)動(dòng)周期為劃分層序的依據(jù)，按基準(zhǔn)面旋回的結(jié)構(gòu)的疊加樣式特征，進(jìn)一步細(xì)分出短期、中期和長(zhǎng)期3個(gè)級(jí)次的地層學(xué)意義。長(zhǎng)、中、短期旋回對(duì)應(yīng)于Vail層序地層單元中的Ⅲ級(jí)層序、Ⅳ級(jí)準(zhǔn)層序組和Ⅴ級(jí)準(zhǔn)層序。

2.1短期基準(zhǔn)面旋回層序特征

中期旋回由一系列具有退積、加積和進(jìn)積樣式的短期旋回構(gòu)成。一個(gè)完整的短期旋回由代表基準(zhǔn)面上升和下降2個(gè)半旋回的記錄構(gòu)成，但受可容間與沉積物供給速率比值(A/S)的控制，經(jīng)常發(fā)育只代表上升期或只代表下降期的不對(duì)稱(chēng)半旋回。短期旋回的界面是小型侵蝕面或饑餓沉積間斷面，也可以是與之相對(duì)應(yīng)的整合界面?；鶞?zhǔn)面識(shí)別標(biāo)志主要是縱向上的巖相組合和界面接觸關(guān)系。研究區(qū)發(fā)育以下2種短期旋回類(lèi)型。

圖2 短期基準(zhǔn)面旋回層序類(lèi)型

1)向上“變深”的非對(duì)稱(chēng)型旋回 在研究區(qū)，該類(lèi)型旋回較多見(jiàn)，主要發(fā)育于辮狀河三角洲平原和前緣的分流河道沉積區(qū)。此類(lèi)旋回通常出現(xiàn)在沉積物供給大于可容納空間增長(zhǎng)率的過(guò)補(bǔ)償或超補(bǔ)償沉積條件下，由于受到后期剝蝕或沖刷作用的影響，其沉積記錄僅保留基準(zhǔn)面上升半旋回沉積，而下降半旋回的沉積因遭受侵蝕而使整個(gè)旋回層序呈非對(duì)稱(chēng)型。按上升半旋回巖性組成特征和保存狀況，可細(xì)分為低可容空間、中可容空間和高可容空間3種亞類(lèi)型(如圖2(A))。

2) 向上“變淺”的對(duì)稱(chēng)型和非對(duì)稱(chēng)旋回 主要發(fā)育于辮狀河三角洲前緣亞相和淺湖亞相，基準(zhǔn)面上、下半旋回的保存完整，從而形成沉積物由粗到細(xì)，再由細(xì)變粗的沉積旋回。由于沉積位置不同、湖水能量不同和沉積微相組合各異，形成3種類(lèi)的亞類(lèi):①主要發(fā)育于辮狀河三角洲前緣亞相和淺湖亞相，形成由水上(下)分流河道→水上(下)天然堤→分支間灣→河口砂壩或?yàn)I、淺湖砂壩→濱、淺湖泥灰?guī)r→濱、淺湖砂壩構(gòu)成由粗變細(xì)又變粗的對(duì)稱(chēng)型旋回層序，且層序的上、下半旋回的保存厚度基本相等(如圖2(C1))。②主要發(fā)育于三角洲前緣和淺湖沉積區(qū)，形成由淺湖砂壩→淺湖泥→淺湖灰泥→淺湖砂壩構(gòu)成由粗變細(xì)又變粗的不完全對(duì)稱(chēng)型旋回層序，上升半旋回的厚度明顯大于下降半旋回的厚度(如圖2(C2))。③主要發(fā)育于淺湖灘壩沉積區(qū)，形成由淺湖漫流席狀砂→淺湖泥→淺湖砂壩構(gòu)成由粗變細(xì)又變粗的不完全對(duì)稱(chēng)型旋回層序(如圖2(C3))。

2.2中期基準(zhǔn)面旋回層序特征

中期旋回的巖心識(shí)別標(biāo)志主要是：①地層剖面中的明顯沖刷、侵蝕現(xiàn)象及其上覆滯留沉積物的存在，主要是水流河道對(duì)早期天然堤的沖刷侵蝕。②巖相類(lèi)型或巖相組合在垂向上的轉(zhuǎn)換面，如向上逐漸變淺的巖相和向上逐漸變深的巖相轉(zhuǎn)換位置可作為中期基準(zhǔn)面旋回層序界面。③短期旋回層序的疊加樣式組合分界面。一個(gè)完整的中期基準(zhǔn)面旋回的疊加樣式組合通常表現(xiàn)為由退積型-加積型-進(jìn)積型短期旋回層序組合構(gòu)成，這樣進(jìn)積型和退積型的分界面就是中期基準(zhǔn)面旋回層序界面。④有些學(xué)者認(rèn)為，垂向上，中期基準(zhǔn)面旋回層序通常限于同一個(gè)沉積體系中[7～10]，換言之，一個(gè)沉積體系視情況可以考慮作為一個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回層序。

在研究區(qū)下干柴溝組共識(shí)別出7個(gè)中期旋回層序，分別為MSQ3-MSQ9(見(jiàn)圖3)，它相當(dāng)于Ⅳ級(jí)旋回層序，以Ⅳ級(jí)界面為層序頂、底界面。每個(gè)中期旋回由2～3個(gè)短期旋回層序按一定方式疊加組成，MSQ3-MSQ6主要為以上升半旋回為主的不完全對(duì)稱(chēng)型，上升半旋回以辮狀河三角洲平原辮狀河道與前緣水下分流河道沉積為特征，下降半旋回以辮狀河三角洲前緣及濱淺湖沉積為特征，主要發(fā)育A1、A2及C2型層序。MSQ7-MSQ9以對(duì)稱(chēng)性較強(qiáng)——非對(duì)稱(chēng)性旋回為特征，層序邊界以上超面為特征，層序以濱淺湖與半深湖沉積物為主，主要發(fā)育C1、C2型層序。

2.3長(zhǎng)期旋回特征

圖3 躍進(jìn)地區(qū)下干柴溝組層序地層格架

長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回界面為受構(gòu)造強(qiáng)度及沉積作用雙重因素影響的侵蝕不整合面及相應(yīng)整合面，地震剖面上表現(xiàn)為局部削截接觸和頂超或上超接觸關(guān)系[11]。巖心表現(xiàn)為巖性突變接觸面，測(cè)井曲線特征表現(xiàn)為幅度突變。

研究區(qū)下干柴溝組共識(shí)別出3個(gè)長(zhǎng)期旋回層序，分別為L(zhǎng)SQ2、LSQ3和LSQ4(圖3)，它相當(dāng)于Ⅲ級(jí)旋回層序，主要為以上升半旋回為主的不完全對(duì)稱(chēng)型，一般由2～3個(gè)A型或C型或A-C型次級(jí)旋回組成，一般A型位于剖面下部，C型位于中上部。

LSQ2和LSQ3處于柴西鹽湖發(fā)育的初始階段，代表了三角洲平原或前緣河道下切充填作用的產(chǎn)物。該沉積時(shí)期，柴西南區(qū)湖盆范圍較小，具有地形高差大、多物源、多水系的特點(diǎn)，層序發(fā)育的主要控制因素為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，研究區(qū)躍進(jìn)地區(qū)以辮狀河三角洲沉積為特征，上升半旋回以辮狀河三角洲平原辮狀河道與前緣水下分流河道沉積為特征，下降半旋回以辮狀河三角洲前緣及濱淺湖沉積為特征。

LSQ4處于整個(gè)柴西南區(qū)湖盆的擴(kuò)張期，可容納空間大，層序發(fā)育的主要控制因素為氣候變化，對(duì)稱(chēng)性強(qiáng)——非對(duì)稱(chēng)性旋回為特征。層序邊界以上超面為特征，其在測(cè)井特征上為旋回疊加樣式的變換處，地震剖面以上超反射為主。高位湖平面下的層序以濱淺湖與半深湖沉積為主，其水進(jìn)體系域(即上升半旋回)和高位體系域(下降半旋回)較發(fā)育，低位體系域不發(fā)育，其碎屑巖儲(chǔ)層不發(fā)育，上升半旋回(相當(dāng)于水進(jìn)體系域)和下降半旋回(相當(dāng)于高位體系域)中發(fā)育藻灰?guī)r/顆粒灘，是柴西南區(qū)湖盆擴(kuò)張期的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。

3 巖性油氣藏發(fā)育的有利相帶預(yù)測(cè)

高精度層序地層分析可為沉積體系的沉積構(gòu)成和油氣儲(chǔ)、蓋組合等研究提供精細(xì)的地層對(duì)比框架[12,13]。不同層序具有不同的儲(chǔ)層類(lèi)型及生、儲(chǔ)、蓋配置關(guān)系。

在研究區(qū)，區(qū)域性的隔層發(fā)育在長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回的上部，因?yàn)樵撐恢迷陂L(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回中是可容納空間最大的位置。根據(jù)層序之間的堆積樣式與其在長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回中的位置關(guān)系、成因地層單元內(nèi)體積分配及其在相互疊置的短期地層旋回內(nèi)的關(guān)系，可以較好地預(yù)測(cè)易形成巖性油氣藏的有利層位。

巖性油氣藏主要分布于三角洲前緣相帶，可形成砂層尖滅油藏。前緣砂體與構(gòu)造配合形成地層-構(gòu)造油藏，其中水下分流河道砂體發(fā)育區(qū)為最有利目標(biāo)區(qū)。低位體系域是巖性油氣藏發(fā)育最有利的層位。在低位期，湖平面下降至浪基面之下，形成各種孔隙度高、滲透性好的河道砂。在坡折帶以下形成的各種類(lèi)型的三角洲、重力水道和濁積扇，距油源近，封堵條件好，所以躍進(jìn)地區(qū)LSQ3長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回中所夾的辮狀河三角洲沉積區(qū)為形成巖性油氣藏的有利層位。

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[編輯] 李啟棟

P539.2

A

1673-1409(2009)03-N071-03

2009-06-05

劉豐(1984-)，男，2006年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事儲(chǔ)層沉積與層序地層學(xué)方面的研究工作。