松遼盆地徐家圍子斷陷沙河子組地震相研究

呂鵬佶，柳成志，顏康，張繼偉

（1.東北石油大學地球科學學院，黑龍江 大慶 163318；2.大港油田采油二廠，河北 滄州 061103；3.中國石油大學地球科學學院，北京 100083）

松遼盆地徐家圍子斷陷沙河子組地震相研究

呂鵬佶1，柳成志1，顏康2，張繼偉3

（1.東北石油大學地球科學學院，黑龍江 大慶 163318；2.大港油田采油二廠，河北 滄州 061103；3.中國石油大學地球科學學院，北京 100083）

松遼盆地徐家圍子斷陷沙河子組處于斷陷早期，受斷陷影響較大.針對研究區(qū)的實際情況，根據(jù)地震反射終止關系，將沙河子組劃分出了5個地震層序，即Sq1～Sq5.利用地震反射的內部結構和外部幾何形態(tài)，結合地震同相軸等各類參數(shù)，在目的層內識別出楔狀發(fā)散、席狀平行、席狀披蓋、丘狀前積、丘狀空白和丘形亂崗狀6種地震相，并描述其特征.通過綜合解釋，把地震相轉換為沉積相.結果表明，沙河子組主要發(fā)育有辮狀河三角洲、扇三角洲、湖泊和湖底扇等沉積體系.

徐家圍子斷陷；沙河子組；地震相；層序；沉積相；松遼盆地

0 引言

松遼盆地為中國東北部的中新生代陸相含油氣盆地，面積為26×104km2，沉積地層厚度5000～6000 m，歷經(jīng)沉積早期張裂、中后期的整體凹陷和后期褶皺3個階段，是具有“上拗下斷”雙層地質結構的沉積盆地［1-4］.故此松遼盆地深、淺層表現(xiàn)出不同的油氣聚集分布特征，中淺層研究勘探程度高，并已經(jīng)取得了豐富的資源，而盆地深層勘探也獲得了重大突破.

徐家圍子斷陷位于松遼盆地中央古隆起帶東部，在晚侏羅世到早白堊世早期形成斷陷,是該盆地具代表性的深層含氣斷陷［3］.徐家圍子斷陷近南北向展布，所在的構造單元為東部斷陷區(qū)（圖1）.整個斷陷長115 km，寬33 km，斷陷面積為3097 km2.沙河子組處于白堊系底部的強烈斷陷期，介于下部的侏羅系火石嶺組和上部的營城組之間.

圖1 徐家圍子斷陷研究區(qū)位置圖Fig.1Study area of the Xujiaweizi fault depression

1 地震層序劃分

地震層序是沉積層序在地震剖面上的反映［5-6］，前人在這一問題上已做過大量研究［7-9］.通過對地震波組接觸關系的識別，在徐家圍子斷陷沙河子組地層中，能夠清晰地發(fā)現(xiàn)上超、下超及削截等不整合反射類型，與此同時對地震剖面進行追蹤對比.基于以上，可將沙河子組地層劃分出5個地震層序，即Sq1～Sq5（見圖2、表1）.

圖2 徐家圍子斷陷沙河子組層序地層劃分和界面反射特征Fig.2The division of sequence stratigraphy and interface reflection in Shahezi Formation in Xujiaweizi fault depression

2 地震相類型及其與巖性的對應關系

結合本地區(qū)的沉積特征、沉降演化及地質背景等實際情況，此次研究以14條骨架剖面為基礎，在不同層序中一共識別出了6種地震相，其中包括楔狀發(fā)散、席狀平行、席狀披蓋、丘狀前積、丘狀空白和丘形亂崗狀地震相.

2.1 楔狀發(fā)散地震相

其剖面形態(tài)總體呈楔狀，可向盆地邊緣加厚或減薄，在沉積過程中斷陷邊緣基底的差異沉降作用或者沉積速率的橫向變化均可以形成這種地震相類型.本地區(qū)沉積體主要發(fā)育于徐家圍子斷陷東部的緩坡帶，反映三角洲前緣以及濱淺湖沉積體系.在沙河子組沉積時期，尚深3井在地震剖面上高連續(xù)，高頻率和強振幅的特點正反映出這種楔狀發(fā)散特征，對應的巖性為互層的薄砂泥巖，并發(fā)育有少量薄煤層；宋深101井在沙河子組地層中的地震剖面上也呈現(xiàn)出這種楔狀發(fā)散、而其反射具有低連續(xù)和低頻率、弱振幅的特征，巖性除夾有少量薄層泥巖外，以厚層砂礫巖為主（見圖3a）.

2.2 席狀平行地震相

本類型地震相表現(xiàn)出席狀的外部幾何形態(tài)，內部由一組平行的地震反射軸構成，與上下反射層呈平行接觸關系，厚度相對穩(wěn)定，以中—強振幅、中—高連續(xù)反射結構為特征，反映在一個沉積區(qū)域內相對穩(wěn)定、水體能量偏低的沉積相組合［10］.在徐家圍子沙河子組主要發(fā)育于斷陷的中部，這種席狀平行結構說明了弱水動力條件，指示濱淺湖、深湖—半深湖沉積體系.宋深3井在地震剖面上就具備這種席狀平行特征，表現(xiàn)出強振幅、高連續(xù)、高頻率的特點.巖性主要是大段的厚層泥巖，夾少量薄細砂巖層及煤層.芳深10井在地震剖面上表現(xiàn)出席狀平行、弱振幅、高連續(xù)及低頻率的特點.巖心剖面上巖性以大段暗色泥巖為主，自然伽馬曲線低值，屬于典型的深湖—半深湖沉積（見圖3b）.

表1 徐家圍子斷陷沙河子組層序地層劃分Table 1The division of sequence stratigraphy in Shahezi Formation in Xujiaweizi fault depression

2.3 席狀披蓋地震相

席狀披蓋型地震相出現(xiàn)在徐家圍子斷陷緩坡帶的尖滅帶處，與地震底層界面相鄰，由于沉積后伴隨剝蝕而體現(xiàn)出振幅比較強的特征，主要指示辮狀河三角洲平原.例如，尚深1井即位于斷陷緩坡帶的邊緣，指示辮狀河三角洲平原沉積，巖心剖面上顯示此處底部發(fā)育紅色泥巖，中上部均發(fā)育大段淺灰色泥巖（見圖3c）.

2.4 前積地震相

圖3 地震相圖版Fig.3Seismic facies

前積相通常反映某種攜帶沉積物的水流在向盆地方向推進的過程中由于前積作用而發(fā)生的反射.沙河子組地層前積相主要指示扇三角洲前緣和扇三角洲平原.全區(qū)發(fā)育在徐西斷裂一側，并呈零星分布，指示三角洲平原和前緣沉積.例如肇深6井就表現(xiàn)出丘狀前積的特點，具備弱振幅、低連續(xù)、高頻率的反射特征，巖性以暗色泥巖為主（見圖3d），并夾少量薄層砂巖，屬于扇三角洲前緣與濱淺湖沉積的過渡段.

2.5 丘狀空白地震相

實際上，空白反射主要是由大套巖性比較均一的地層造成的.因此，地震上表現(xiàn)出極弱振幅的反射特點.對應的沉積相，如果在斷陷的邊緣主要是三角洲平原或前緣的河道沉積，而如果在斷陷中部，則主要對應著深湖—半深湖沉積.本類型地震相主要分布在徐西斷層一側，如芳深801井，在地震剖面上表現(xiàn)為丘狀空白，巖心剖面上顯示存在大套雜色砂礫巖，屬于扇三角洲平原發(fā)育的河道沉積物（見圖3e）.

2.6 丘形亂崗狀地震相

肇深12井在地震剖面上表現(xiàn)出丘形亂崗狀，中振幅，不連續(xù)，高頻率，具備典型的丘形亂崗狀反射特征.巖心剖面對應的巖性為大套砂礫巖，屬于扇三角洲平原沉積.丘狀外形本身指示扇體發(fā)育形態(tài)，中等振幅說明巖性變化屬于漸變型，不連續(xù)說明巖性橫向變化比較大，高頻率可說明巖性變化頻繁，巖性一般為厚層砂礫巖，對應的沉積相類型一般認為主要是扇三角洲平原或扇三角洲前緣［11］.在本研究區(qū)中丘形亂崗狀地震相一般分布在徐西斷層一側，指示著扇三角洲沉積體系（見圖3f）.

3 地震相向沉積相的轉換

根據(jù)本區(qū)的鉆、測井資料，開展單井相分析.再結合三維地震資料，建立過井剖面的地震相和沉積相之間的關系，進而把地震相轉換為沉積相［12］.地震相向沉積相的轉換是研究沉積相發(fā)育演化進而分析預測有利儲層的必要環(huán)節(jié).

本文以宋深4井為例，對其沉積相以及沉積特征進行系統(tǒng)分析.Sq2沉積時期，在地震上的反射特征為丘狀的反射結構.Sq2取心段下部為泥巖夾砂巖層，中間是泥巖夾少量灰黑色細砂巖，上部為泥質粉砂巖，泥巖中含零星炭屑.取心段主要為三角洲平原亞相沉積.在Sq3沉積時期，在地震剖面上為前積反射.取心段巖心下部為灰白色礫巖；中部巖性主要為細砂巖；上部為細砂巖和少量砂礫巖，整體呈現(xiàn)正韻律，三處均為典型的三角洲平原越岸沉積微相.Sq4沉積時期，地震剖面上為丘狀空白反射.取心段巖心以砂礫巖為主，礫石磨圓呈次圓狀，顆粒結構為不等粒結構，可見平行層理，主要反映了三角洲前緣辮狀河道微相沉積.

4 沙河子組沉積相演化

沙河子組沉積時期，徐家圍子斷陷受徐西斷裂控制作用明顯，西厚東薄，西斷東超.在局部相帶的變化上，由于不同地質因素引起湖平面的不斷變化，不同時期的水體深度和范圍均發(fā)生著細微的變化，沉積相帶也隨之演化，如三角洲體系內部平原與前緣之間的演化，三角洲相與湖相之間的演化，湖泊相中濱淺湖與半深湖—深湖之間的演化等（見圖4）.這些相帶的演變形式在不同層序內特征有所差異.在不同的背景下，不同的演變形式預示著各異的沉積特征，指導著有利儲層預測與油氣的勘探開發(fā).

Sq1沉積時期，徐家圍子斷陷沉降幅度較小，沉積范圍不大，扇三角洲沉積體系發(fā)育較小，濱淺湖面積亦小.Sq2沉積時期，徐家圍子斷陷開始進入沉降期，辮狀河三角洲發(fā)育規(guī)模有所擴大，濱淺湖和扇三角洲范圍也隨之擴大，并且此時期發(fā)育了大規(guī)模的半深湖—深湖體系，局部發(fā)育湖底扇沉積.Sq3沉積時期，徐家圍子斷陷繼續(xù)穩(wěn)定沉降，辮狀河三角洲的發(fā)育規(guī)模達到最大，并且此時期發(fā)育了大范圍的半深湖—深湖沉積體系，局部發(fā)育湖底扇.Sq4沉積時期，徐家圍子斷陷遭受剝蝕導致面積減小，辮狀河三角洲發(fā)育規(guī)模有所減小，濱淺湖范圍面積減小，并且此時期發(fā)育了小范圍的半深湖—深湖體系，局部發(fā)育湖底扇沉積體系. Sq5沉積時期是沙河子組沉積后期，全區(qū)遭受嚴重剝蝕，僅發(fā)育扇三角洲和濱淺湖，且沉積范圍很小.簡而言之，沙河子組沉積時期總體上下部呈正旋回，上部呈反旋回，Sq3時期可容納空間增加速率與沉積物供給速率之比（A/S值）下降到最小，廣泛發(fā)育細粒物質，水體相對最穩(wěn)定.

5 結論

依據(jù)徐家圍子斷陷沙河子組地震反射終止關系，從下到上可以劃分出5個地震層序，即Sq1～Sq5.利用地震剖面上內部結構和外部呈現(xiàn)出的幾何形態(tài)，結合反射同相軸的振幅、頻率和連續(xù)性等有效地震相參數(shù)，可以識別出楔狀發(fā)散、席狀平行、席狀披蓋、丘狀前積、丘狀空白和丘形亂崗狀共6種地震相.在研究過程中，基于陸相湖盆沉積理論的指導，通過地震相向沉積相的轉換，并結合沙河子組地層的沉積特征、地質背景等因素，分析了沉積相演化并建立了一套完整的沉積相模式，為松遼盆地徐家圍子斷陷的深層天然氣勘探與有利儲集層預測提供有力依據(jù).

圖4 徐家圍子斷陷沙河子組沉積模式圖Fig.4Sedimentary model of the Shahezi Formation in Xujiaweizi fault depression

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STUDY ON THE SEISMIC FACIES OF THE SHAHEZI FORMATION IN XUJIAWEIZI FAULT DEPRESSION IN SONGLIAO BASIN

LYU Peng-ji1,LIU Cheng-zhi1,YAN Kang2,ZHANG Ji-wei3
（1.College of Earth Sciences,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,Heilongjiang Province,China;2.No.2 Oil Production Plant,Dagang Oilfield, Cangzhou 061103,Hebei Province,China;3.College of Earth Sciences,China University of Petroleum,Beijing 100083,China）

The Shahezi Formation in the Xujiaweizi Depression in Songliao Basin,formed in the early stage of depression,is largelyinfluencedbythedepression.For the situation of less drilling and uneven distribution,based on the seismic reflection termination relationship,the Shahezi Formation is divided into five seismic sequences from Sq1 to Sq5.According to the internal reflection texture and external geometric configuration and in combination with parameters,six seismic facies are identified in the target sequences of the study area,including wedge shaped,parallel sheet,overlap,mound shape,blank and hummocky seismic facies,with detail descriptions of their characteristics.The seismic facies are transformed into sedimentary facies through a comprehensive interpretation.The results show that the target sequences develop the sedimentarysystemsofbraidedriverdelta,fandelta,lakeandsublacustrinefan.

Xujiaweizi fault depression;Shahezi Formation;seismic facies;sequence;sedimentary facies;Songliao Basin

1671-1947（2014）04-0330-05

TE121.1

A

2013－07－03；

2013-10-11.編輯：李蘭英．

呂鵬佶（1990—），男，東北石油大學碩士研究生，研究方向儲層沉積學及層序地層學，通信地址黑龍江省大慶市高新區(qū)東北石油大學地球科學學院701室，E-mali//dqpilpj@126.com