哈山地區(qū)三疊系層序地層特征研究

張 銀

（中國(guó)石化勝利油田分公司西部新區(qū)研究中心，山東東營(yíng) 257000）

層序地層學(xué)自20世紀(jì)80年代興起以來得到了迅猛發(fā)展，通過全球范圍內(nèi)的層系地層對(duì)比，層序沉積模式、礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)以及油氣勘探等方面前期進(jìn)展顯著。其重要突破在于建立了盆地、區(qū)域乃至全球的等時(shí)地層格架，并將沉積相和沉積體系的研究放在統(tǒng)一的等時(shí)地層格架中進(jìn)行，因而能有效地揭示沉積體系的三維配置關(guān)系［1］。陸相層序地層學(xué)理論的發(fā)展，使得層序地層原理指導(dǎo)下的地質(zhì)－地震資料綜合解釋技術(shù)成為隱蔽油氣藏勘探的有力工具，并在我國(guó)東西部陸相盆地油氣勘探中取得重大進(jìn)展［2－4］。陸相層序地層學(xué)原理是綜合利用鉆井、測(cè)井曲線、地震剖面及地表露頭、古生物等資料對(duì)盆地的沉積體系及各巖相做立體解釋，并有力指導(dǎo)油氣勘探。本文重點(diǎn)通過對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地哈山地區(qū)三疊系的層序界面識(shí)別，研究層序內(nèi)部特征，分析各層序間的沉積演化規(guī)律，以期在層序格架范圍內(nèi)明確有利勘探層系及分布范圍，進(jìn)而為該層系油氣勘探提供證據(jù)。

1 地質(zhì)概況

哈拉阿拉特山（以下簡(jiǎn)稱哈山）南麓的油氣勘探最早始于20世紀(jì)50年代初期，經(jīng)過60多年的勘探，中石油在研究區(qū)南鄰發(fā)現(xiàn)了百口泉、烏爾禾、風(fēng)城、夏子街四個(gè)油田。哈山地區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈德構(gòu)造帶的西段，北以哈拉阿拉特山為界與和什托洛蓋盆地相接，南鄰瑪湖凹陷北部斜坡帶（圖1）。北部地表出露石炭系、二疊系及白堊系，南部均被第四系覆蓋。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，以東西向?yàn)橹鳎渲羞_(dá)爾布特走滑斷裂貫穿研究區(qū)，為區(qū)內(nèi)最大斷裂。近年來烏爾禾油田、夏子街油田均在三疊系上報(bào)新增石油地質(zhì)探明儲(chǔ)量。研究區(qū)三疊系整體勘探程度還較低，可提供鉆探的構(gòu)造圈閉十分有限，地層巖性圈閉已成為主要勘探目標(biāo)，是研究區(qū)新的勘探領(lǐng)域和儲(chǔ)量接替陣地。

圖1 研究區(qū)地理位置

2 層序地層及沉積特征

層序是以不整合面或與之對(duì)應(yīng)的整合面為界的內(nèi)部相對(duì)整合的地層系列，因此識(shí)別層序地層單元的關(guān)鍵是識(shí)別不整合面和分析海（湖）平面升降變化［5－7］。層序地層分析是根據(jù)地震、鉆井、測(cè)井、露頭、地化、及有關(guān)沉積環(huán)境和巖相，對(duì)地層形式作解釋。

2.1 層序界面的識(shí)別

在研究層段內(nèi)部識(shí)別各級(jí)次層序界面是進(jìn)行層序劃分，建立層序地層格架的首要任務(wù)。層序界面包括不整合、沉積作用轉(zhuǎn)換面和較大規(guī)模洪泛面［8］。研究區(qū)的層序界面主要為不整合面，由于不整合面的形成是遭受剝蝕或地層沉積缺失所導(dǎo)致，因而層序邊界附近的地層在沉積相、巖相、測(cè)井相以及地震相等方面會(huì)有所反映。

在哈山地區(qū)的三疊系內(nèi)，根據(jù)層序界面識(shí)別方法識(shí)別出3個(gè)層序界面，自下而上以次為TSB1～TSB3。

TSB1為三疊系底界的一個(gè)Ⅰ級(jí)層序界面。該層序界面是全盆地范圍內(nèi)的層序界面，在哈山地區(qū)的地震剖面上可以看出該界面上覆地層和下覆地層之間的角度不整合。TSB1之上的三疊系地層主要以超覆的形式披蓋在下覆背斜之上，是厚層泥巖與厚層礫巖的分界面，其中自然伽馬、聲波時(shí)差曲線變小，電阻率、密度曲線變大，是扇三角洲前緣－沖積扇環(huán)境的轉(zhuǎn)換面。

TSB2為三疊系克拉瑪依組內(nèi)部的一個(gè)Ⅲ級(jí)層序界面。Ⅲ級(jí)層序界面主要由湖平面變化及與之半生的沉積物供應(yīng)速率變化所致，地震剖面上不整合特征不明顯，主要依據(jù)鉆井、露頭、巖相突變和測(cè)井響應(yīng)突變來識(shí)別。TSB2是克拉瑪依內(nèi)部的一個(gè)界面，是厚層褐色泥巖與厚層灰色礫巖的分界面，自然伽馬、電阻率變大，聲波時(shí)差變小，是沖積扇扇緣向扇三角洲平原環(huán)境的一個(gè)轉(zhuǎn)換面。

TSB3為三疊系克拉瑪依組與白堿灘組的界面，在地震剖面上表現(xiàn)為強(qiáng)連續(xù)的同向軸，被侏羅系界面削截，是細(xì)礫巖與灰色泥巖的分界面，自然伽馬變大，電阻率、聲波時(shí)差變小，是扇三角洲前緣－濱淺湖沉積環(huán)境的一個(gè)轉(zhuǎn)換面，也是三疊系內(nèi)部的一個(gè)Ⅲ級(jí)層序界面。

2.2 層序特征分析

自20世紀(jì)90年代以來，前人對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地西北緣三疊系層序地層提供了多種劃分方案［9］。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，以上述層序界面識(shí)別為基礎(chǔ)，開展層序內(nèi)部特征研究，將哈山地區(qū)三疊系劃分為三個(gè)Ⅲ級(jí)層序TSQ1、TSQ2、TSQ3。結(jié)合前人在陸相坳陷及斷陷盆地層序地層模式中采用的低位體系域、湖侵體系域、高位體系域三分法［10－11］，將 TSQ1劃分為低位體系域、水進(jìn)體系域和高位體系域；TSQ2劃分為水進(jìn)體系域和高位體系域；TSQ3為水進(jìn)體系域和高位體系域（圖2）。

TSQ1的低位體系域（LST）特征：塊狀厚層雜色砂礫巖，中間夾褐色含礫泥巖，自然電位、自然伽馬齒幅箱型，電阻率箱型；從下至上總體為粗－系－粗－細(xì)的復(fù)合旋回特征，基準(zhǔn)面局部有上升再下降的趨勢(shì)，整體呈基準(zhǔn)面上升趨勢(shì)，主要為沖積扇扇中沉積；LST在地震上表現(xiàn)為超覆尖滅特征，斜坡下部同向軸自南向北為3套強(qiáng)相位的低位楔反射特征。

TSQ1的水進(jìn)體系域（TST）和高位域（HST）特征：TST為一套厚層泥巖見薄層砂礫巖，自然伽馬、聲波時(shí)差整體高值，為沖積扇扇緣－濱淺湖沉積，在地震剖面上表現(xiàn)為退積反射特征，向北部TST逐漸減薄被侏羅系地層剝蝕；HST沉積時(shí)湖水短暫后撤，基準(zhǔn)面略有下降，沉積了一套灰色礫巖夾褐色含礫泥巖－深灰色細(xì)砂巖夾褐色粉砂質(zhì)泥巖的加積、進(jìn)積體，為一套扇三角洲平原－扇三角洲前緣沉積，地震剖面上表現(xiàn)為弱相位平行連續(xù)特征，向北有頂部被侏羅系地層削截現(xiàn)象。

TSQ2的水進(jìn)域（TST）和高位域（HST）特征：TST基準(zhǔn)面再度上升，可容空間增大，泥質(zhì)增多，為一套灰色礫巖－褐色含礫泥質(zhì)細(xì)砂巖夾薄層褐色泥巖、灰綠色泥質(zhì)粉砂巖、深灰色泥巖沉積，從下至上呈由粗變細(xì)的正旋回特征；HST沉積時(shí)基準(zhǔn)面的上升速率小于物源區(qū)的沉降速率，表現(xiàn)為進(jìn)積特征，為一套灰色礫巖、棕色礫狀砂巖夾薄層灰色泥巖。發(fā)育扇三角洲前緣沉積。TSQ2地震剖面上表現(xiàn)為強(qiáng)振幅連續(xù)近平行反射－中強(qiáng)振幅連續(xù)平行反射－中弱振幅的近空白反射特征。

TSQ3的水進(jìn)域（TST）和高位域（HST）特征：TST在哈山地區(qū)全區(qū)范圍內(nèi)發(fā)育，主要為一套深灰色、灰色泥巖，自然伽馬高值，電阻率低值，為一套濱淺湖相沉積；在地震剖面上表現(xiàn)為中振幅連續(xù)平行反射特征。HST沉積灰綠色細(xì)礫巖、灰綠色細(xì)砂巖、灰色泥巖沉積，僅在烏2－哈深斜1井區(qū)局部發(fā)育。

2.3 層序演化特征

三疊紀(jì)繼承了二疊紀(jì)的構(gòu)造演化特征，二疊紀(jì)形成的逆沖斷裂在三疊紀(jì)又重新復(fù)活，不同的是復(fù)活后的斷裂在活動(dòng)規(guī)模上較二疊紀(jì)減弱。在活動(dòng)方式上，二疊紀(jì)時(shí)斷裂的垂向運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)距離較大，而三疊紀(jì)時(shí)復(fù)活或新生的斷裂主要是以垂向運(yùn)動(dòng)為主，水平位移距離較小。因此有人把三疊紀(jì)稱為推覆抬升階段，這種推覆抬升不是勻速的，而是既有同沉積相對(duì)緩慢抬升，又有脈動(dòng)的劇烈擠壓抬升。分析認(rèn)為，早、中三疊的推覆抬升規(guī)模較小，擠壓影響的范圍較為局限，晚三疊世晚期哈山地區(qū)發(fā)生了三疊紀(jì)以來最強(qiáng)烈的一次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。

圖2 哈淺1井沉積及層序劃分

在三疊紀(jì)時(shí)期發(fā)育三次大規(guī)模的水進(jìn)。受三疊紀(jì)早期古地貌的影響，在地形的低部位接受了沉積，構(gòu)成了TSQ1的低位體系域，以沖積扇扇中的礫巖和砂礫巖沉積為主，在地震剖面上表現(xiàn)為超覆尖滅特征。其中扇中部分的連片河床砂礫巖層，粒度適中，物性相對(duì)較好，雖然結(jié)構(gòu)成熟度較低，但是該類扇體多位于盆地邊緣，斷層或不整合相結(jié)合，仍可成為較好的儲(chǔ)層，形成油氣藏。在TSQ1中晚期開始第一次大規(guī)模的湖侵，湖盆基準(zhǔn)面不斷上升，可容空間不斷加大，水體也開始變深，發(fā)育一個(gè)水進(jìn)域的濱淺湖－沖積扇扇緣相沉積。湖平面的短暫后撤，在TSQ1晚期研究區(qū)形成一個(gè)高位體系域的進(jìn)積序列，發(fā)育一套扇三角洲平原相沉積。該時(shí)期的砂礫巖百分含量相對(duì)較高，具有近物源和短距離搬運(yùn)的特點(diǎn)，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較好于沖積扇相。TSQ2早期湖盆沉積主要受湖侵作用影響，發(fā)育一期水進(jìn)體系域沉積，晚期湖侵作用小于物源區(qū)抬升速度，大量粗碎屑沉積物源供給，因此在晚期發(fā)育一套水退的進(jìn)積序列，主要發(fā)育扇三角洲前緣－平原砂體的進(jìn)積式疊置堆積，該時(shí)期的砂體粒度適中，物性較好，是較好的儲(chǔ)集層。隨著湖侵的進(jìn)一步加劇，上三疊統(tǒng)白堿灘組沉積早期湖泊范圍大面積擴(kuò)張，在TSQ3時(shí)期三疊紀(jì)湖泛面達(dá)到最大，整體為一個(gè)湖侵的特征，哈山周源地區(qū)主要發(fā)育濱淺湖相沉積，儲(chǔ)集砂體不發(fā)育，為區(qū)域蓋層的主要發(fā)育時(shí)期（圖3）。

圖3 風(fēng)26－哈淺101井連井三疊系剖面相

3 結(jié)論

（1）利用層序地層學(xué)原理在哈山地區(qū)三疊系識(shí)別出3個(gè)層序界面（TSB1、TSB2、TSB3），并劃分出3個(gè)層序單元（TSQ1、TSQ2、TSQ3），7個(gè)體系域，其中TSQ1劃分為低位域、水進(jìn)域和高位域；TSQ2劃分為水進(jìn)域和高位域；TSQ3劃分為水進(jìn)域和高位域。

（2）TSQ1層序的沖積扇扇中砂礫巖層，粒度適中，物性相對(duì)較好，主要發(fā)育在盆地邊緣，斷裂或不整合相結(jié)合，仍可成為較好的儲(chǔ)集層，形成復(fù)合油氣藏。TSQ2層序的扇三角洲平原亞相砂礫巖百分含量相對(duì)較高，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度都好于TSQ1層序的沖積扇相，扇三角洲前緣分流河道是最有利的儲(chǔ)集相帶。

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