白家海凸起-阜北斜坡區(qū)三工河組一段古地貌研究

章學(xué)剛，楊 飛，況 昊，嚴(yán)霞霞，王澤勝

（1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·長江大學(xué)，湖北荊州 434023；2.長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院；3.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院；4.中國石化中原油田分公司采油工程研究院；5.中國石油新疆油田公司勘探開發(fā)研究院）

白家海凸起-阜北斜坡區(qū)三工河組一段古地貌研究

章學(xué)剛1，2，楊 飛1，2，況 昊1，3，嚴(yán)霞霞4，王澤勝5

（1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·長江大學(xué)，湖北荊州 434023；2.長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院；3.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院；4.中國石化中原油田分公司采油工程研究院；5.中國石油新疆油田公司勘探開發(fā)研究院）

白家海凸起-阜北斜坡區(qū)大范圍三工河組沉積厚度基本穩(wěn)定，物源充足，砂體規(guī)模較大，通過沉積層的殘余厚度的鏡像來反映三工河組一段的古地貌。對(duì)該目的層古地貌研究發(fā)現(xiàn)，盆地沉積時(shí)期古地貌的形態(tài)和物源區(qū)的分布，控制著沉積體系的空間配置和盆地的充填方式。古地貌在一定程度上控制了沉積相的展布，影響了沉積的形態(tài)特征、砂體展布特征等，進(jìn)而對(duì)油氣藏的形成和分布起主導(dǎo)控制作用。通過古地貌并結(jié)合井資料識(shí)別出了C44井—B3井—C32井泥質(zhì)條帶。通過古地貌分析，發(fā)現(xiàn)古地貌的沉積坡折具有很好的控砂作用。

古地貌；沉積作用；沉積坡折；油氣藏

1 區(qū)域地質(zhì)背景

白家海凸起區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地中央隆起帶東段（如圖1），為中央坳陷東部一個(gè)北東向展布的三級(jí)正向構(gòu)造單元。白家海凸起南面為阜康凹陷，北面為東道海子北凹陷，東北面為五彩灣凹陷，東南以沙西斷裂為界與沙奇凸起和沙帳斷褶帶相鄰，西面與莫索灣、莫北凸起緊鄰?？偯娣e約4 000 km2。阜北斜坡區(qū)位于白家海凸起東南，北抵彩36井區(qū)，西南向阜康凹陷過渡，東靠沙西—沙南隆起，南到北28井區(qū)，面積約5 000 km2。本區(qū)研究的資料有四個(gè)三維地震工區(qū)，一個(gè)二維地震工區(qū)。

圖1 區(qū)域位置圖（據(jù)新疆油田勘探開發(fā)研究院地物所）

白家海凸起—阜北斜坡區(qū)在印支運(yùn)動(dòng)后，經(jīng)過侵蝕夷平，開始了侏羅紀(jì)的統(tǒng)一盆地的沉積發(fā)展。此時(shí)氣候溫暖潮濕，生物繁茂，湖盆廣闊，盆地沉降與沉積物供給達(dá)到平衡。早八道灣到西山窯期末有兩個(gè)大的旋回，以三工河期湖泛面最寬，兩個(gè)旋回造就了兩套好的生油巖和儲(chǔ)層。使得中下侏羅統(tǒng)成為盆內(nèi)主要含油層位，而在這段時(shí)期，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)平靜，古地貌對(duì)沉積物的控制就顯得尤為重要。白家海凸起-阜北斜坡區(qū)大范圍內(nèi)三工河組沉積厚度基本穩(wěn)定，物源充足，砂體規(guī)模較大［1］，因此，恢復(fù)三工河組一段古地貌形態(tài)，探討古地貌與后期沉積發(fā)育及侏羅系油氣的分布關(guān)系，對(duì)于整個(gè)準(zhǔn)噶爾東部侏羅系油氣的勘探工作具有十分重要的意義。

2 古地貌恢復(fù)方法

前人對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地侏羅紀(jì)地層已經(jīng)進(jìn)行了很多的研究工作，本次主要是在前人工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合最新研究成果，從沉積學(xué)角度對(duì)中下侏羅統(tǒng)三工河組一段古地貌進(jìn)行了恢復(fù)研究。研究中在充分利用地震資料、測(cè)井資料對(duì)地層和構(gòu)造進(jìn)行精細(xì)解釋的基礎(chǔ)上，通過殘余厚度法，得出目標(biāo)層位的相對(duì)古地貌，將定性與定量相結(jié)合，相互印證。古地貌是一個(gè)高低起伏不平的面，上覆沉積層將按照“填平補(bǔ)齊”的原則進(jìn)行沉積充填，即地層是逐漸的一層一層向上沉積的，在地勢(shì)低洼的地方上覆沉積層較厚，相反，在地勢(shì)較高的上覆地層則沉積較薄，因此利用了沉積層的殘余厚度通過鏡像來反映該目的層的古地貌趨勢(shì)［2］。

（1）層位追蹤：地質(zhì)層位是依據(jù)工區(qū)鉆探地層較全的探井C43井、C44井、C49、CC2井、C56井等多口井的VSP和合成地震記錄標(biāo)定的。針對(duì)研究區(qū)三維工區(qū)多、資料特征存在差異，尤其注意了地震反射層在不同工區(qū)間的整體協(xié)調(diào)解釋，在一個(gè)工區(qū)無井區(qū)域參考鄰近工區(qū)的井資料和標(biāo)定成果，盡量減小人為解釋誤差。對(duì)于反射同相軸連續(xù)性好，能量強(qiáng)的層位則主要應(yīng)用了層位自動(dòng)拾取歸位技術(shù)，真實(shí)客觀地反映地層原貌。

（2）殘余厚度求?。嚎紤]到多工區(qū)地震品質(zhì)的差異性以及三維工區(qū)之間存在空白區(qū)，采用了相對(duì)厚度（即時(shí)間厚度），利用LANDMARK解釋系統(tǒng)提供的Zmap Plus軟件包，對(duì)有三維地震工區(qū)的地方使用三維地震數(shù)據(jù)體，對(duì)于沒有三維地震數(shù)據(jù)體的地方，用二維數(shù)據(jù)體進(jìn)行補(bǔ)充，將所有工區(qū)的層位進(jìn)行合并統(tǒng)一，得到整體目的層段的層位。在三工河時(shí)期，地層沒有遭受剝蝕，且三工河組一段整體厚度不大，故不考慮剝蝕和壓實(shí)的影響。對(duì)目的層位的頂層和底層進(jìn)行網(wǎng)格化，使用相同參數(shù)的網(wǎng)格，兩網(wǎng)格相減即得到兩反射層之間的地層厚度。

（3）古地貌圖的制作：對(duì)于已經(jīng)求取的地層殘余厚度，進(jìn)行鏡像處理，然后再用suffer成圖軟件通過三維可視化表示出來（圖2）。

圖2 白家海-阜北斜坡區(qū)三工河組一段古地貌

3 古地貌特征

準(zhǔn)噶爾盆地為一擠壓復(fù)合型含油氣盆地，物源方向來自北東向，在長期的構(gòu)造演化過程中，不同的地質(zhì)因素共同作用，形成了復(fù)雜的古地貌。在盆地結(jié)構(gòu)和構(gòu)造活動(dòng)的控制下，不同的古地貌單元有規(guī)律的分布，呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：

（1）整體呈南北分區(qū)，東西分帶的特點(diǎn)，物源方向?yàn)楸睎|—南西向，順物源方向可以分為三個(gè)坡折帶，如圖2所示，即沿C40井和S15井的溝槽線為第一個(gè)坡折帶，沿C35井向北西方向?yàn)榈诙€(gè)坡折帶，沿F16井向南西為第三個(gè)坡折帶。第一個(gè)坡折帶為陡坡帶，由三角洲平原向三角洲前緣過渡。第二個(gè)坡折帶為緩坡帶，在緩坡帶以西由三角洲相向湖相過渡，發(fā)育濁積砂體；第三坡折帶為緩坡帶，在該坡折帶附近，沉積相帶由三角洲相變?yōu)楹啵诙钙聨Ц浇星胺e的地震反射特征，表明水體的突然變化。從現(xiàn)有資料觀察，主要的井位都在構(gòu)造高點(diǎn)兩側(cè)的坡折帶附近。

（2）分布有四個(gè)構(gòu)造高點(diǎn)，兩個(gè)洼地，一條脊梁線和一條溝槽，四個(gè)高點(diǎn)分別位于C8井區(qū)，C31井區(qū)，F(xiàn)4井區(qū)和S15井區(qū)。兩個(gè)洼地分別位于C35井北西向的東道海子凹陷，阜康凹陷F16井區(qū)附近。

（3）脊梁線和溝槽線幾乎平行地連接著物源與沉積中心，成為連接物源和沉積（或沉降）中心的重要紐帶。

4 古地貌對(duì)沉積作用的控制

區(qū)域研究分析認(rèn)為，古地貌在一定程度上控制了沉積相的展布，進(jìn)而影響了沉積的形態(tài)特征、上覆沉積環(huán)境、油氣運(yùn)移通道，砂體展布特征等。

（1）古地貌決定了沉積坡折的位置，影響儲(chǔ)層的分布以及沉積物的搬運(yùn)過程，導(dǎo)致沉積方式發(fā)生變化。地形坡折之下沉積類型常常發(fā)生變化，如由淺水相變?yōu)樯钏?，在F16井區(qū)，由河流相變?yōu)楹?；如在B3井附近，儲(chǔ)集巖性有明顯的變化。沉積物通常在坡折帶微觀古地形的控制下重新分配。從已鉆井表明，儲(chǔ)層大都發(fā)育在凸起附近的坡折帶。根據(jù)井顯示，在C44，B2，B3，C32和C50井的三工河組一段為泥質(zhì)，確定B2井—C32井一帶為泥巖隔擋帶。砂地比高值區(qū)發(fā)育在C17井附近、S15井區(qū)及F11井附近；阜北斜坡區(qū)的高值，來源于在此發(fā)育的湖底濁積扇沉積。

（2）古地貌在湖平面的變化過程中，對(duì)沉積物的體積分配和相分異產(chǎn)生影響［3］。在古形地貌上順物源方向的溝槽帶，無論是湖平面上升還是下降，其潛在的可容空間都要大于相鄰的其他區(qū)域，所以沉積物往往優(yōu)先堆積在這些溝槽中，從而影響了沉積物的搬運(yùn)方向。在湖平面下降階段，由于可容納空間減小，運(yùn)移到盆地中心的沉積物體積增加，而沉積物向盆地方向推進(jìn)時(shí)，遇到凸起帶的阻擋，沉積物就會(huì)在凸起周圍沉積下來。在C47井和B3井的溝槽，就是明顯的物源卸載區(qū)，在B3井靠近物源方向的砂體厚度大，在遠(yuǎn)離物源方向的F16井附近的沉降中心，砂體明顯減少。

（3）古地貌影響了沉積體系的發(fā)育和分布［4］。古地貌單元的規(guī)模不同，對(duì)沉積作用的控制也不一樣。宏觀上，坳陷基底構(gòu)造活動(dòng)以及以之為基礎(chǔ)的宏觀古地貌塑造過程，為碎屑物的匯聚，搬運(yùn)和沉積創(chuàng)造了基本條件，決定了物源和沉積體系的分布和發(fā)展。古地形呈現(xiàn)北東高-南西底的特點(diǎn)，這就決定了物源從北東向南西分布的特點(diǎn)（圖3）。在宏觀古地貌格局的控制下，受局部因素影響的微觀古地貌對(duì)沉積作用的影響主要在它決定了沉積作用發(fā)生的具體地理位置［5］。其中，古溝槽與坡折交匯的地帶是沉積物優(yōu)先卸載的場所。在緩坡帶的下傾方向的低洼區(qū)，由重力流搬運(yùn)的碎屑物質(zhì)在湖底堆積形成濁積扇體。

圖3 白家海-阜北斜坡區(qū)三工河組一段沉積相分布

5 古地貌與油氣藏的關(guān)系

盆地沉積時(shí)期古地貌的形態(tài)和物源區(qū)的分布，控制著沉積體系的空間配置和整個(gè)盆地的充填方式，進(jìn)而對(duì)油氣藏的形成和分布起主導(dǎo)控制作用［6］。

（1）古地貌整體表現(xiàn)為北東高南西低，而烴源巖位于南西向的阜康凹陷，構(gòu)造高點(diǎn)位于北東向的白家海凸起和沙北凸起。這種整體地貌特征，使得油氣沿不整合面或斷裂從南西向北東運(yùn)移，古地貌的脊梁線是油氣運(yùn)移的通道。而在凸起部位，都有一些深大斷裂，在早期起控制沉積的作用，在晚期起油氣運(yùn)移通道的作用［7］。斷裂提供了油氣運(yùn)移通道，并在垂向上進(jìn)行油氣調(diào)整，是形成非自生自儲(chǔ)式油氣藏的關(guān)鍵因素。東道海子斷裂連接?xùn)|道海子北凹陷與白家海凸起，沙西斷裂直通阜康凹陷，這兩個(gè)斷裂是凹陷中油氣向凸起上運(yùn)移的主要通道，使得油氣藏都分布在與上述兩個(gè)斷裂有關(guān)的各類圈閉中，同時(shí)斷裂的作用還使油氣在垂向上進(jìn)行調(diào)整，形成非自生自儲(chǔ)式油氣藏。

（2）古地貌在湖平面的變化過程中，由于可容空間的變化，對(duì)沉積物的分配產(chǎn)生重要影響［8］，對(duì)于古隆起而言，常對(duì)盆地凹陷溝槽起分割作用，而遭受剝蝕的位置必然是古地貌位置高的部位。沉積物的保存條件明顯受到古地貌高點(diǎn)位置變化的影響。在基準(zhǔn)面下降時(shí)，古隆起暴露水面遭受剝蝕，會(huì)形成小型水下扇體。而且，古隆起會(huì)對(duì)沉積物的搬運(yùn)起到阻擋作用，使沉積物在其附近堆積。根據(jù)油氣差異聚集原理，古地貌中的凸起是油氣運(yùn)移指向區(qū)，在凸起部位附近的水下扇體正是油氣聚集的有利場所。

（3）對(duì)于斜坡部位，在基準(zhǔn)面上升時(shí)期，水面逐漸沿斜坡上升，以河谷充填為特征，沉積物在一些辮狀河和三角洲中搬運(yùn)，形成低水位三角洲相、斜坡扇、濁積扇。坡折帶是砂體發(fā)育的有利區(qū)帶，在坡折帶附近由于水深等條件適度，多有不連續(xù)的砂體發(fā)育［9］。如圖4所示，在兩個(gè)緩坡帶附近發(fā)育規(guī)模較大的砂體，在坡折帶附近砂體上傾尖滅，說明坡折具有很好的控砂作用。在古地貌地形起伏較大的時(shí)期，物性良好，砂體粒度粗，儲(chǔ)集體發(fā)育在高點(diǎn)附近的斜坡帶；而在古地貌地形相對(duì)平緩的時(shí)期，沉積物比較細(xì)，砂體的規(guī)模也比較小，其孔隙度，滲透率和連通性也比較低，對(duì)沉積體系的發(fā)育和砂體的分布起著重要的控制作用。坡折帶是多期湖岸線和三角洲前緣相帶遷移、疊合的結(jié)果，為沉積物卸載區(qū)，砂體發(fā)育，其上又往往被湖泛面的泥巖所覆蓋，儲(chǔ)蓋組合好。來自于阜康凹陷侏羅系油氣，沿著斜坡向凸起運(yùn)移。坡折帶成為必經(jīng)之路，在油氣運(yùn)移的過程中可優(yōu)先捕獲油氣，形成油氣藏。

圖4 白家海凸起-阜北斜坡區(qū)三工河組一段砂體尖滅

6 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

盆地沉積時(shí)期古地貌的形態(tài)和物源區(qū)的分布，影響了沉積的形態(tài)特征、油氣運(yùn)移通道、砂體展布特征等。

通過研究古地貌對(duì)沉積作用的控制，識(shí)別出了C44井—B3井—C32井泥質(zhì)條帶，該泥質(zhì)條帶的形成主要受當(dāng)時(shí)古地貌影響，沉積物供給時(shí)受到凸起的阻礙，無法到達(dá)該條帶區(qū)域，因而在此沉積了一套以搬運(yùn)作用為主的泥質(zhì)沉積物。

從古地貌地形圖分析看，由于沉積坡折的原因，預(yù)測(cè)在C35井北部和東道海子凹陷之間的區(qū)域，存在類似滑塌重力流作用的產(chǎn)物，而在F16井和泥質(zhì)條帶之間，存在著有利的巖性圈閉。在緩坡帶附近的湖底扇沉積，發(fā)育規(guī)模較大的砂體，在坡折帶附近砂體上傾尖滅，說明坡折具有很好的控砂作用。

［1］ 薛新克，李新兵，王俊槐.準(zhǔn)噶爾盆地東部油氣成藏模式及勘探目標(biāo)［J］.新疆石油地質(zhì)，2000，21（6）：462-464.

［2］ 龐艷君，代宗仰，劉善華，等.川中樂山—龍女寺古隆起奧陶系風(fēng)化殼古恢復(fù)方法及其特征［J］.石油地質(zhì)與工程，2007，21（5）：8-10.

［3］ 蔡佳.瓊東南盆地古近系古地貌恢復(fù)及其對(duì)層序樣式和沉積特征的控制［D］.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），2009：138-151.

［4］ 呂大煒，李增學(xué)，孫靜，等.淺析陸相湖盆坡折帶理論及其對(duì)沉積的控制［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2008，27（3）：25-27.

［5］ 帥萍.濟(jì)陽坳陷古近紀(jì)古地貌特點(diǎn)及其對(duì)沉積的控制作用［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2010，17（3）：24-26.

［6］ 王敏芳，焦養(yǎng)泉，任建業(yè)，等.準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系西山窯組沉積期古地貌及對(duì)油氣成藏的控制作用［J］.新疆地質(zhì)，2006，24（3）：326-330.

［7］ 潘建國，譚開俊，楊志東，等.準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系巖性油氣藏成藏條件及控制因素［J］.石油地質(zhì)與工程，2007，21（1）：1-4.

［8］ 王一男，陽孝法，蔡益棟，等.塔中坡折帶對(duì)塔中隆起北側(cè)礁灘相發(fā)育分布的影響［J］.石油地質(zhì)與工程，2010，24（1）：30-33.

TE111.3

A

1673-8217（2011）06-0019-04

2011-04-18；改回日期：2011-05-30

章學(xué)剛，1983年生，2006年畢業(yè)于長江大學(xué)勘查技術(shù)與工程專業(yè)，在讀研究生，研究方向?yàn)榈卣鸪练e學(xué)。

吳官生