中拐地區(qū)T₂k₂高分辨率層序地層研究

劉愛華 張尚鋒 陳 軒等

摘要：綜合應(yīng)用鉆井、測井和地震資料，對準(zhǔn)噶爾盆地中拐地區(qū)克拉瑪依上亞組(T₂k₂進(jìn)行高分辨率層序地層學(xué)研究，根據(jù)微相相序疊加樣式與界面特征，共識別出12個(gè)短期基準(zhǔn)面旋回；在短期基準(zhǔn)面旋回識別的基礎(chǔ)上，共識別出3個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回和1個(gè)長期基準(zhǔn)面旋回，并詳細(xì)分析了各個(gè)級次的基準(zhǔn)面旋回發(fā)育的特征。依據(jù)等時(shí)地層對比法則對研究區(qū)中期基準(zhǔn)面旋回進(jìn)行連井對比，建立等時(shí)地層對比格架，在等時(shí)地層格架下對砂體進(jìn)行對比，提高了砂體對比的精度，并通過分析確定層序格架內(nèi)的砂體發(fā)育特征與基準(zhǔn)面旋回存在密切聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：高分辨率層序地層；基準(zhǔn)面旋回；砂體；中拐地區(qū)：T₂k₂

中圖分類號：TEl21.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

自鄧宏文教授引進(jìn)以Cross為代表的高分辨率層序地層學(xué)以來，該理論體系被廣泛地應(yīng)用到我國許多陸相油田，取得了豐碩的研究成果，解決了精細(xì)地層對比、儲(chǔ)層預(yù)測、剩余油氣分布規(guī)律研究等眾多難題。準(zhǔn)噶爾盆地西北緣三疊系的油藏主要集中在克拉瑪依組(T₂k)，而對其開展儲(chǔ)層預(yù)測、巖性油氣藏勘探等研究工作卻較少，因此，對克拉瑪依上亞組(T₂k₂進(jìn)行高分辨率層序地層學(xué)研究十分必要。研究區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣，包括中拐凸起與紅山嘴地區(qū)，三疊系自下而上發(fā)育百口泉組、克拉瑪依下亞組、克拉瑪依上亞組與白堿灘組。T₂k₂主要發(fā)育辮狀河流—辮狀河三角洲沉積體系，巖性以灰色砂礫巖、含礫砂巖、砂巖、細(xì)粉砂巖和泥巖為主，儲(chǔ)層砂體發(fā)育，具有較大油氣勘探潛力。

1 高分辨率層序地層劃分

高分辨率層序地層學(xué)的理論依據(jù)是基準(zhǔn)面變化將影響可容納空間與沉積物供給的變化，導(dǎo)致沉積物發(fā)生體積分異。劃分基準(zhǔn)面旋回時(shí)，通過可容納空間和沉積速率比值(A／S)變化來反映基準(zhǔn)面升降，主要識別依據(jù)包括：①單一相物理性質(zhì)的垂向變化；②相序和相組合變化；③旋回疊加樣式的改變；④地層幾何形態(tài)與接觸關(guān)系。本次工作將研究區(qū)T₂k₂基準(zhǔn)面旋回劃分為短期、中期和長期3個(gè)級別。

1.1層序界面特征

層序界面的識別是地層基準(zhǔn)面旋回層序識別與劃分的基礎(chǔ)，研究區(qū)識別出3個(gè)級次的基準(zhǔn)面旋回界面。短期旋回界面為韻律性沉積旋回的進(jìn)積一退積的轉(zhuǎn)化面(如小型沖刷面)，測井曲線上表現(xiàn)為單向移動(dòng)的突變面，如單一分流河道底部沖刷面為短期旋回界面；中期旋回界面為同一沉積體系中相似或相鄰相序的進(jìn)積一退積的轉(zhuǎn)化面，鉆井剖面上表現(xiàn)為較大的沖刷面或巖性突變面；長期旋回界面為同一或相鄰沉積體系的大套進(jìn)積一退積的轉(zhuǎn)化面，鉆井剖面上表現(xiàn)為大型沖刷面或巖性、巖相突變面，地震剖面中有明顯的削蝕、削截反射特征。湖泛面為基準(zhǔn)面上升與下降的轉(zhuǎn)換面，鉆井剖面上表現(xiàn)為暗色泥巖，測井曲線表現(xiàn)為高自然伽馬，自然電位處于泥巖基線，區(qū)域上具有較好的可對比性。

1.2短期基準(zhǔn)面旋回的劃分

短期基準(zhǔn)面旋回劃分以沉積相研究為基礎(chǔ)，根據(jù)沉積特征、微相相序疊加樣式與界面特征進(jìn)行識別。退積的微相相序疊加樣式與基準(zhǔn)面上升有關(guān)，進(jìn)積則反映基準(zhǔn)面下降。如：辮狀河三角洲平原發(fā)育分流河道一天然堤一泛濫平原相序組合，為退積的相序疊加樣式，反映基準(zhǔn)面上升過程；辮狀河三角洲前緣發(fā)育水下分流河道一河道間一河口壩相序組合，為退積一進(jìn)積的相序疊加樣式，反映一個(gè)完整的基準(zhǔn)面上升一下降旋回。研究區(qū)共識別出12個(gè)短期旋回，可歸為3種樣式，分別為向上“變深”的非對稱型旋回、向上“變淺”的非對稱型旋回和向上“變深”復(fù)“變淺”的對稱型旋回。

1.2.1向上“變深”的非對稱型旋回(A型)

向上“變深”的非對稱型旋回(A型)只保存上升半旋回沉積記錄，下降半旋回表現(xiàn)為小型沖刷面或無沉積的間斷面，研究區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育。進(jìn)一步劃分為低可容納空間A型、中等可容納空間A，型與高可容納空間A型：A，型旋回巖性以砂礫巖、砂巖為主，泥巖厚度薄或無泥質(zhì)沉積，發(fā)育交錯(cuò)層理，頂?shù)捉缑婢蕸_刷接觸，主要為單一辮狀河道或分流河道構(gòu)成(圖1A，)；A：型旋回主要為河道一泛濫平原或分流河道一河道間相序組合，泥質(zhì)沉積物厚度較薄，砂巖相對較厚，發(fā)育交錯(cuò)層理(圖1A，)：A型旋回主要為分流河道一天然堤一河道間或水下分流河道一水下天然堤一河道間組成的沉積序列，相序組合呈退積疊加樣式，微相類型較豐富，砂體主要發(fā)育于旋回底部，底界面為小型沖刷面(圖1A)，A型旋回沉積厚度一般較A和A型旋回大(圖1)。

1.2.2向上“變淺”的非對稱型旋回(B型)

向上“變淺”的非對稱型旋回(B型)以僅保存基準(zhǔn)面下降期沉積為特征，形成下細(xì)上粗的反粒序，基準(zhǔn)面上升時(shí)期，由于A／S≥1，沉積區(qū)處于欠補(bǔ)償狀態(tài)，故基本無沉積記錄。該類型旋回在辮狀河流和三角洲平原相中不發(fā)育，只在辮狀河三角洲前緣和濱淺湖中有少量發(fā)育，主要為河道間一河口壩、河道間一席狀砂或泥坪一沙坪相序組合(圖lB)，表現(xiàn)為進(jìn)積微相疊加樣式。

1.2.3向上“變深”復(fù)“變淺”的對稱型旋回(c型)

向上“變深”復(fù)“變淺”的對稱型旋回(C型)基準(zhǔn)面上升和下降期均保留完整沉積記錄，從而形成沉積物由粗變細(xì)再由細(xì)變粗的對稱性旋回?；鶞?zhǔn)面升降過程中可容納空間較大，且可容納空間的增加速率始終大于沉積物沉積速率是該型旋回形成的主要條件。該類型旋回主要發(fā)育于辮狀河三角洲環(huán)境中，由分流河道一泛濫平原一決口扇或水下分流河道一河道間一河口壩組成(圖1c)，為退積一進(jìn)積微相疊加樣式，底部發(fā)育河道砂體，頂部發(fā)育決口扇或河口壩砂體，上下旋回的轉(zhuǎn)換位置為洪泛面(湖泛面)，為暗色泥質(zhì)沉積物。

1.3中期基準(zhǔn)面旋回的劃分

研究區(qū)內(nèi)共識別出3個(gè)中期旋回(圖2)，由上至下對其進(jìn)行命名為MSCl、MSC2和MSC3。中期基準(zhǔn)面旋回可利用短期旋回的疊加樣式和界面特征進(jìn)行識別。通過研究，該區(qū)主要發(fā)育向上“變深”非對稱型中期旋回和對稱型中期旋回。向上“變深”非對稱型中期旋回只保留了基準(zhǔn)面上升期的沉積物，由多個(gè)A型短期旋回組成(圖2)，呈退積疊加樣式，表現(xiàn)為多期河道疊加，自然電位曲線為復(fù)合鐘型，一般位于辮狀河道與辮狀河三角洲平原沉積區(qū)。對稱型中期旋回的主要特征為基準(zhǔn)面上升半旋回由A3和c型短期旋回構(gòu)成，由多期分流河道疊加而成，呈退積疊加樣式；下降半旋回構(gòu)成形式主要有2種：一是由多個(gè)B型或c型短期旋回組成，自然電位曲線表現(xiàn)為復(fù)合漏斗型，且呈進(jìn)積疊加樣式，主要位于辮狀河三角洲前緣沉積區(qū)；二是由幾個(gè)A₂和A₃型短期旋回組成(圖2)，

自下而上短期旋回砂體厚度逐漸增大，主要位于辮狀河三角洲平原沉積區(qū)，湖泛面為一套泥巖，為泛濫平原沉積或?yàn)I淺湖相沉積，自然電位曲線表現(xiàn)為低平或微齒化，較易識別。

1.4長期基準(zhǔn)面旋回的劃分

研究區(qū)共識別出1個(gè)長期旋回(圖2)，命名為LSCl。在辮狀河流沉積區(qū)，河流結(jié)構(gòu)特征改變是可容納空間變化的反映：基準(zhǔn)面上升早期河道砂體主要由砂礫巖構(gòu)成，厚度較大，且呈帶狀分布，旋回底部一般發(fā)育較大型的沖刷面；基準(zhǔn)面上升晚期與下降早期，可容納空間逐漸增大，河道砂體粒度變細(xì)，泛濫平原發(fā)育，河道砂體呈孤立分布；基準(zhǔn)面下降晚期，可容納空間減小，河道相互疊置，造成砂體連片分布，砂泥比增加，反映退積一進(jìn)積堆積樣式。三角洲相中，識別長期旋回主要根據(jù)多個(gè)亞相垂向疊加序列或大相變化序列，相序變化指示可容空間的變化，研究區(qū)主要為三角洲前緣一三角洲平原或三角洲一濱淺湖一三角洲沉積序列，反映可容納空間小一大一小的變化過程，呈退積一進(jìn)積地層堆積樣式(圖2)。最大湖泛面附近發(fā)育一套暗色泥巖，為泛濫平原或湖相泥巖沉積，易識別，具有區(qū)域可對比性。利用地震剖面進(jìn)行旋回界面追蹤，可以提高長期旋回劃分可靠性。

1.5基準(zhǔn)面旋回對比與等時(shí)地層格架建立

高分辨率層序地層對比是以基準(zhǔn)面旋回為參照面進(jìn)行的地層對比，是同一時(shí)間單位地層或界面的對比(而非巖石類型和地層厚度的對比)，基準(zhǔn)面由上升到下降或由下降到上升的轉(zhuǎn)換位置可作為時(shí)間地層單元對比的優(yōu)選位置。在各個(gè)級次基準(zhǔn)面旋回劃分的基礎(chǔ)上、根據(jù)高分辨率層序地層對比法則…，對研究區(qū)T2k2以中期基準(zhǔn)面旋回進(jìn)行等時(shí)地層對比，在垂直物源方向與平行物源方向各選取2條連井剖面進(jìn)行對比，建立等時(shí)地層對比格架，并在基準(zhǔn)面旋回對比的基礎(chǔ)上，對層序格架內(nèi)的單砂體進(jìn)行對比，提高砂體對比精度，為勘探開發(fā)工作提供參考(圖3)。

2砂體發(fā)育特征

研究發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)T₂k₂砂體展布呈現(xiàn)明顯規(guī)律性，與基準(zhǔn)面變化密切相關(guān)：LSCl上升半旋回下部與MSC3和MSC2上升半旋回下部的疊合部分發(fā)育的河道砂體厚度較大，并相互疊置、彼此切割，分布面積較廣；LSCl上升半旋回中上部砂體厚度變薄，且側(cè)向連通性較差，以透鏡狀為主；LSCl下降半旋回下部砂體厚度較小，主要發(fā)育泛濫平原和湖相沉積泥巖；LSCl下降半旋回中上部與MSCl上升半旋回疊合部位砂體厚度增加，側(cè)向連通性有變好趨勢。

砂體展布規(guī)律分析認(rèn)為：長期基準(zhǔn)面上升早期的中期基準(zhǔn)面上升期，沉積物供應(yīng)速率大于可容納空間的增加速率(A／5<1)，沉積物供應(yīng)相對充足，導(dǎo)致砂體單層厚度較大；隨著基準(zhǔn)面上升，A／s增大，沉積物供應(yīng)相對不足，沉積砂體厚度變薄，側(cè)向尖滅明顯，呈透鏡狀分布；長期基準(zhǔn)面下降早期，可容納空間較大，物源供給相對不足(A／s>1)，砂體展布特征與長期基準(zhǔn)面上升晚期相似；長期基準(zhǔn)面下降中晚期的中期基準(zhǔn)面處于上升期時(shí)，可容納空間較小，物源相對充足，A／s減小，沉積物大量堆積，砂體較發(fā)育，且垂向上相互疊置，側(cè)向連通性變好。由此可以看出：長期基準(zhǔn)面旋回湖泛面附近砂體側(cè)向尖滅明顯，易形成巖性圈閉，可作為巖性油氣藏勘探的有利部位；長期基準(zhǔn)面旋回界面附近與中期基準(zhǔn)面上升半旋回的疊合部位，河道砂體相互疊置、儲(chǔ)層發(fā)育，沿其上傾方向被斷層遮擋，被上覆泥巖封蓋可以形成構(gòu)造圈閉，可以作為油氣勘探的重點(diǎn)有利部位，對研究區(qū)油氣勘探具有重要意義。3結(jié)論

(1)綜合利用鉆井、測井與地震資料，對研究區(qū)₂進(jìn)行高分辨率層序地層研究，識別出12個(gè)短期基準(zhǔn)面旋回，包括向上“變深”的非對稱型旋回、向上“變淺”的非對稱型旋回和向上“變深”復(fù)“變淺”的對稱型旋回3類，并可劃分出3個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回和1個(gè)長期基準(zhǔn)面旋回，據(jù)此建立起高分辨率層序地層格架。

(2)在等時(shí)地層格架內(nèi)進(jìn)行砂體對比，確定了砂體展布特征與基準(zhǔn)面旋回的關(guān)系，其中，長期基準(zhǔn)面上升半旋回的下部、下降半旋回的上部，與中期基準(zhǔn)面上升半旋回疊合部位砂體較發(fā)育，且側(cè)向連通性較好，可以作為油氣勘探有利部位；長期基準(zhǔn)面旋回湖泛面附近砂體一般為透鏡狀，是巖性油氣藏勘探的有利部位。

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