松遼盆地南部嫩江組沉積演化特征

張 喜 長(zhǎng)江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北荊州434023吐哈油田分公司開(kāi)發(fā)處,新疆哈密839009

黃玉欣 (吉林油田勘探開(kāi)發(fā)研究院,吉林松原138000)

朱文方 (長(zhǎng)江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北荊州434023)

松遼盆地是中國(guó)東部中新生代具有斷坳雙重結(jié)構(gòu)的大型復(fù)合型沉積盆地[1～3],嫩江組是松遼盆地南部坳陷結(jié)構(gòu)層中重要的含氣層位之一。依據(jù)巖性、電性特征,并結(jié)合古生物資料,嫩江組可分為五段,其沉積類型及其沉積演化方面,前人已進(jìn)行了相關(guān)研究[2～5],指出嫩江組沉積主要為三角洲-湖泊沉積體系。筆者在此基礎(chǔ)上,根據(jù)測(cè)井、錄井、巖心和地震資料,運(yùn)用構(gòu)造學(xué)、沉積學(xué)基本原理和方法,對(duì)松遼盆地南部嫩江組沉積演化進(jìn)行了進(jìn)一步研究,對(duì)該區(qū)淺層天然氣藏的勘探開(kāi)發(fā)有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1 沉積相類型

圖1 松遼盆地南部嫩江組地層柱狀剖面圖 (紅142井)

松遼盆地南部存在4大物源水系[6],即西部與古大興安嶺相關(guān)的英臺(tái)-紅崗水系、西南部與古鐵法丘陵和古大興安嶺相關(guān)的通榆-保康水系、東部與古張廣才嶺相關(guān)的懷德-長(zhǎng)春水系、東北部與古張廣才嶺相關(guān)的長(zhǎng)春嶺-肇州水系。不同地質(zhì)時(shí)期,各物源水系的重礦物組合有其自身的分布特點(diǎn),通過(guò)對(duì)研究區(qū)嫩三段至嫩五段22口探井重礦物組合特征及砂巖含量百分比圖分析,確認(rèn)松遼盆地南部嫩江組物源主要來(lái)自北部的長(zhǎng)春嶺-肇州水系和西南的通榆-保康水系。

根據(jù)沉積相序、沉積構(gòu)造及測(cè)井相等相標(biāo)志,結(jié)合盆地基底沉降、湖平面變化、沉積物供給、氣候等因素,在松遼盆地南部嫩江組可識(shí)別出三角洲前緣、前三角洲、淺湖及半深湖-深湖亞相 (圖1)。

2 沉積演化

松遼盆地南部嫩江組各類儲(chǔ)集體的時(shí)空展布受湖盆的邊界條件、構(gòu)造演化階段、物源區(qū)性質(zhì)、古氣候及古水流等因素的影響,不同時(shí)期或同一時(shí)期不同部位形成了成因各異的三角洲前緣砂體。根據(jù)嫩江組殘留地層的分布特征,嫩江組沉積時(shí)期盆地演化過(guò)程可劃分為初、早、中和晚4個(gè)時(shí)期 (分別對(duì)應(yīng)嫩一段及二段、嫩三段、嫩四段和嫩五段)。不同地區(qū)、不同時(shí)期的沉積特征表現(xiàn)各異,但總體表現(xiàn)出松遼盆地由極盛轉(zhuǎn)為逐漸衰亡的過(guò)程。

2.1 嫩江組初期 (嫩一段、嫩二段)

嫩一、二段繼青山口組時(shí)期后再次拗陷,容納速率大于堆積速率,水面不斷擴(kuò)大,水體不斷變深。英臺(tái)、紅崗、?？导皷|部沉積體系迅速退縮,在廣大范圍內(nèi)主要發(fā)育半深湖-深湖和淺湖沉積,形成顏色較暗、厚度可觀、生烴強(qiáng)度高的暗色泥巖和油頁(yè)巖。根據(jù)地層厚度、油頁(yè)巖層數(shù)與厚度判斷,沉積中心分別位于新民、新立、紅崗和大安等地,地層厚220～320m,沉積速率為45～80m/Ma。其中,紅崗與大安沉積沉降中心彼此吻合。在水進(jìn)過(guò)程中,沿盆地周緣廣泛發(fā)育厚度較薄的淺湖砂壩砂體 (圖2),為松遼盆地的極盛期。

2.2 嫩江組早期 (嫩三段)

湖盆開(kāi)始整體抬升,水體變淺,北部侵蝕物源區(qū)的小興安嶺再度活躍,北部三角洲沉積體系由北向南推進(jìn),湖水南侵,南部三角洲體系向陸退縮。從地層厚度判斷,沉降中心沿大安、新立至新北分布,地層厚度110～140m。根據(jù)暗色泥巖、泥巖及砂巖等厚圖分析,在紅崗紅70井附近沉積暗色泥巖最厚,厚達(dá)110m,砂巖厚度僅為5m,表明紅70井附近為最大的沉積中心,沉積速率為50～60m/M a,與嫩江組初期相比,沉積中心向西偏移。由嫩三段沉積相圖 (圖3)可知,嫩三段發(fā)育三角洲前緣亞相和淺湖亞相,三角洲前緣砂體沿盆地長(zhǎng)軸方向推進(jìn)到讓字井地區(qū),砂巖百分含量大于8%的地區(qū)劃為三角洲前緣亞相,其中砂巖百分含量大于20%的地區(qū)劃為水下分流河道微相。

圖2 松遼盆地嫩一、二段沉積相平面圖

圖3 松遼盆地南部嫩三段沉積相平面圖

2.3 嫩江組中期 (嫩四段)

湖盆繼續(xù)抬升,隨充填加劇,堆積速率大于容納速率,水體不斷變淺,但湖面擴(kuò)大。嫩江組早期的北部三角洲體系由北向南往盆地中央進(jìn)一步推進(jìn),分布面積更廣。此時(shí)來(lái)自西南的通榆-?？等侵蕹练e體系也開(kāi)始活躍,但規(guī)模較小,僅局限于黑帝廟地區(qū)。從地層厚度、暗色泥巖厚度判斷,沉積沉降中心沿大安至乾安呈窄條帶狀分布,地層厚度290～320m,暗色泥巖厚120～140m,在大219井和乾108井處地層厚度和暗色泥巖厚度達(dá)到最大。由嫩四段沉積相圖 (圖4)可知,嫩四段發(fā)育三角洲前緣亞相和淺湖亞相,北部三角洲前緣砂體進(jìn)一步推進(jìn)到乾108井附近,具有反旋回至正旋回再到反旋回的粒度特征,自然電位曲線為漏斗、鐘型再到漏斗型,南部三角洲前緣砂體局限在黑100井周圍。砂巖百分含量大于8%的地區(qū)劃為三角洲前緣亞相,其中砂巖百分含量大于24%的地區(qū)劃為水下分流河道微相。

2.4 嫩江組晚期 (嫩五段)

湖盆萎縮,三角洲沉積物從南、北兩個(gè)方向填塞湖盆,水體變淺,局部氧化作用強(qiáng)烈。北部三角洲體系仍然由北向南向盆地中央推進(jìn),此時(shí)南部三角洲沉積體系推進(jìn)也更加顯著。由地層厚度、暗色泥巖厚度判斷,沉積沉降中心仍然沿大安至乾安分布,地層厚度200～240m,暗色泥巖厚100～120m。在塔11井和乾210井處地層厚度和暗色泥巖厚度達(dá)到最大。由嫩五段沉積相圖 (圖5)可知,嫩五段發(fā)育三角洲前緣亞相和淺湖亞相,北部三角洲前緣砂體和南部三角洲前緣砂體在黑120井至乾210井一帶匯合。砂巖百分含量大于8%的地區(qū)劃為三角洲前緣亞相,其中砂巖百分含量大于24%的地區(qū)劃為水下分流河道微相。

圖4 松遼盆地南部嫩四段沉積相平面圖

圖5 松遼盆地南部嫩五段沉積相平面圖

3 結(jié) 論

1)松遼盆地南部嫩江組主要發(fā)育南部和北部?jī)蓚€(gè)三角洲沉積體系,物源主要來(lái)自北部的長(zhǎng)春嶺-肇州水系和西南的通榆-保康水系。嫩江組為三角洲前緣亞相、前三角洲亞相、淺湖亞相和半深湖-深湖亞相沉積。

2)松遼盆地嫩江組時(shí)期,湖盆總體表現(xiàn)為急劇下降 (嫩一段、嫩二段)到緩慢抬升 (嫩三段至五段)的過(guò)程,沉積環(huán)境表現(xiàn)為從深湖-半深湖到淺湖再到三角洲前緣的過(guò)程。三角洲形態(tài)由 “鳥(niǎo)足形”(嫩三段)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)?“朵葉形”(嫩四段、嫩五段)。

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