徐家圍子斷陷徐西北地區(qū)沙河子組層序劃分及沉積特征研究

狄嘉祥

（大慶油田勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

層序地層學(xué)是由美國(guó)Rice大學(xué)PRVail教授和休斯頓EXXon公司的同行們?cè)诘卣鸬貙訉W(xué)理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。Vail層序理論學(xué)強(qiáng)調(diào)層序界面是不整面相對(duì)應(yīng)的不整合面，層序發(fā)育控制因素是海（湖）平面的升降[1-3]。在地層層序劃分的基礎(chǔ)上進(jìn)行沉積特征研究，是尋找深層油氣圈閉的最有效的途徑。目前徐家圍子斷陷沙河子組層序劃分沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，卜淘等人[4]認(rèn)為沙河子組發(fā)育3個(gè)三級(jí)層序，平貴東等人[5]認(rèn)為沙河子組可以劃分為2個(gè)三級(jí)層序。意見(jiàn)不統(tǒng)一主要是因?yàn)樯澈幼咏M沉積時(shí)期湖盆處于斷陷伸展期，強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及頻繁的火山活動(dòng)導(dǎo)致該地區(qū)的地震資料品質(zhì)很差，同時(shí)由于鉆遇沙河子組地層的探井資料也很少。本文以Vail層序地層學(xué)理論為指導(dǎo)，應(yīng)用徐西北重新處理解釋的三維地震資料對(duì)徐西北地區(qū)沙河子組的層序劃分級(jí)沉積特征進(jìn)行研究，為下一步針對(duì)該區(qū)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及井位優(yōu)選奠定基礎(chǔ)。

1 地質(zhì)概況

徐家圍子斷陷經(jīng)歷了孕育、發(fā)展和萎縮3個(gè)構(gòu)造演化階段，火石嶺組沉積時(shí)期是斷陷的孕育階段，沙河子組沉積時(shí)期是斷陷發(fā)展階段；營(yíng)城組沉積時(shí)期是斷陷的萎縮階段[6]。徐家圍子斷陷西北部西側(cè)是松遼盆地北部的中央古斷隆區(qū)；中間是徐家圍子復(fù)合斷陷的徐西凹陷帶；東側(cè)是升平凸起，與徐中凸起主體相連。東西呈現(xiàn)兩隆夾一凹的構(gòu)造格局，凹陷窄，隆起寬、規(guī)模大，普遍見(jiàn)深層地層超覆、剝蝕，形成各類(lèi)圈閉。

2 層序地層劃分

2.1 層序界面

層序界面和體系域界面的識(shí)別是層序地層劃分和對(duì)比的關(guān)鍵，也是進(jìn)行區(qū)域地層對(duì)比研究的重要標(biāo)志特征[7-8]。根據(jù)Vail層序地層學(xué)理論知識(shí)，再結(jié)合層序界面成因，同時(shí)應(yīng)用地震、測(cè)井、錄井及巖芯等資料分析，對(duì)徐家圍子斷陷徐西北地區(qū)的層序界面進(jìn)行了細(xì)致的分析，認(rèn)為沙河子組內(nèi)部可以分為3個(gè)三級(jí)層序界面，由下至上分別為T(mén)41c、T41b、T41a；沙河子頂面T41和沙河子底面T42為2個(gè)二級(jí)層序界面（圖1）。

T42為沙河子組底部邊界，該界面之下通常為火石嶺組火山巖沉積，東部該界面之上可見(jiàn)大量超覆沉積，西部該界面終止于徐西大斷裂，界面上下可見(jiàn)明顯不同的反射結(jié)構(gòu)；T41c為沙河子組SQ2與SQ1層序邊界，其上多為雜亂反射，其下多為平行連續(xù)反射，該反射界面受基底形態(tài)影響較大，凹陷區(qū)及東部緩坡帶與T42平行，西部陡坡部位終止于斷裂；T41b為沙河子組SQ3與SQ2層序邊界，界面上下均為雜亂反射，界面下部反射特征強(qiáng)于上部，反射界面平行于下部界面；T41a為沙河子組SQ4與SQ3層序邊界，邊界之上反射特征為中振幅較平行反射，界面下為中振幅雜亂反射特征，反射界面平行于下部界面；T41為沙河子組頂部邊界，界面之上主要為營(yíng)城組火山巖，之下為目的層碎屑巖，該界面在地震剖面上多表現(xiàn)為對(duì)下伏地層的削蝕現(xiàn)象。

圖1 徐家圍子斷陷徐西北部沙河子組層序界面接觸關(guān)系

2.2 層序地層特征

徐家圍子斷陷徐西北部沙河子組通過(guò)地層反射界面又可劃分出4個(gè)四級(jí)層序，由下至上分別為SQ1、SQ2、SQ3、SQ4。

SQ1以砂礫巖為主夾薄層泥巖。曲線(xiàn)特征表現(xiàn)為高電阻、低聲波、低伽馬，地震反射特征為一組連續(xù)弱—中強(qiáng)反射。

SQ2為一套厚層砂礫巖為主夾薄層泥巖。曲線(xiàn)特征表現(xiàn)為高電阻、低聲波、低伽馬。地震反射特征為一套中強(qiáng)反射，反射頂部有一個(gè)特征清楚連續(xù)性好的強(qiáng)振幅同相軸。

SQ3為一套泥巖為主夾薄層砂巖。曲線(xiàn)特征表現(xiàn)為低電阻、低伽馬；泥巖黑，地震剖面上的特征為中振幅較連續(xù)反射；測(cè)井曲線(xiàn)呈梯形結(jié)構(gòu)。

SQ4是沉積厚度變化較大的層系，因頂部遭到剝蝕，所以今構(gòu)造的殘留厚度因構(gòu)造位置不同差別很大。巖性以厚層泥巖為主，夾砂礫巖段，曲線(xiàn)特征表現(xiàn)為低電阻、高聲波、低伽馬，地震剖面上的中部溝槽內(nèi)為中弱振幅較連續(xù)反射，在西側(cè)超覆帶和東側(cè)坡折帶為弱振幅較連續(xù)地震相。

3 沉積體系分析

依據(jù)測(cè)井、地震響應(yīng)特征和沉積層序、砂體分布特征，確定在徐家圍子斷陷徐西北地區(qū)沙河子組靠近徐西斷裂帶附近主要發(fā)育扇三角洲沉積相，東部斜坡帶主要發(fā)育辮狀河三角洲沉積相，中部凹陷帶發(fā)育相對(duì)穩(wěn)定的湖相。

3.1 辮狀河三角洲相

辮狀河三角洲是辮狀水流進(jìn)入穩(wěn)定水體形成的粗碎屑三角洲，是重要的富油氣的沉積體系之一[9-10]。根據(jù)巖性特征，可將辮狀三角洲沉積相細(xì)分為3個(gè)亞相，即辮狀三角洲平原亞相、辮狀三角洲前緣亞相與前辮狀三角洲亞相。徐西北地區(qū)前辮狀三角洲已經(jīng)進(jìn)入濱淺湖區(qū)，巖性為深灰色、灰黑色泥巖夾少量砂巖、粉砂巖等，與湖相沉積不易區(qū)分，因此本文亞相的劃分僅為辮狀三角洲平原和辮狀三角洲前緣。

3.1.1 辮狀三角洲平原

（1）分流河道微相。巖性以厚層狀砂礫巖、礫巖、粗砂巖等為主，礫巖和砂礫巖沉積占地層厚度為60%～90%。礫巖中礫石磨圓中等—差，多以次棱角—次圓狀為主，同時(shí)可以看到礫石明顯的順層排列特征。常規(guī)測(cè)井曲線(xiàn)上表現(xiàn)為較寬幅的箱型和鐘形，成像測(cè)井上多表現(xiàn)為亮色的斑狀、不規(guī)則團(tuán)塊狀或細(xì)點(diǎn)狀。

（2）泛濫平原微相。位于辮狀河三角洲平原相對(duì)低洼部位，巖性為灰色、深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖。在常規(guī)測(cè)井曲線(xiàn)上該微相顯示為低幅齒狀線(xiàn)形，而在成像測(cè)井上表現(xiàn)為大套暗色高導(dǎo)泥巖沉積或夾薄層的條帶狀亮色高阻砂巖。

3.1.2 辮狀三角洲前緣

（1）水下分流河道。巖性以砂質(zhì)細(xì)礫巖、含礫砂巖、粉細(xì)砂巖為主，偶夾薄層泥巖。砂（礫）巖單層厚度5～15m，占地層總厚的50%左右。在常規(guī)測(cè)井曲線(xiàn)上表現(xiàn)為典型的箱型和鐘形，其規(guī)模相對(duì)三角洲平原較??；而在成像測(cè)井曲線(xiàn)上多表現(xiàn)為亮色的斑狀、細(xì)點(diǎn)狀或明暗相間的條帶，其中暗色條帶一般極窄。

（2）支流間灣。支流間灣處于水下分流河道的兩旁，為水下河道改道被沖刷保留下來(lái)或沉積的較細(xì)粒物質(zhì)，巖性由深灰色、灰黑色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及灰色泥質(zhì)粉砂巖組成。在常規(guī)測(cè)井曲線(xiàn)上該微相主要表現(xiàn)為低幅齒狀線(xiàn)形。

3.2 扇三角洲相

一般我們將扇三角洲沉積相細(xì)分為3個(gè)亞相，即扇三角洲平原亞相、扇三角洲前緣亞相和前扇三角洲亞相。由于徐西北地區(qū)前扇三角洲已經(jīng)進(jìn)入濱淺湖區(qū)，巖性為淺色和深灰色泥巖夾少量砂巖、粉砂巖等，與湖相沉積不易區(qū)分，因此亞相的劃分僅為扇三角洲平原（圖2A）和扇三角洲前緣2種亞相類(lèi)型（圖2B）。

3.2.1 扇三角洲平原

（1）分流河道微相。整體表現(xiàn)為大套的雜色礫巖、砂礫巖、砂巖沉積，層序厚度一般大于10m。礫巖中礫石磨圓差，多以棱角狀-次棱角狀為主，次棱角-次圓狀次之，整體結(jié)構(gòu)成熟度低，礫石呈直立狀、雜亂狀排列，無(wú)明顯的定向性。常規(guī)測(cè)井曲線(xiàn)上表現(xiàn)為寬幅的箱型和鐘形組合，并且測(cè)井曲線(xiàn)齒化特征明顯。

圖2 徐西北地區(qū)扇三角洲沉積特征

（2）漫灘沉積。漫灘沼澤位于分流河道間或單個(gè)扇體之間的低洼地區(qū)。其沉積物粒度整體較細(xì)，巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，局部夾薄層砂巖、砂礫巖沉積，砂礫巖中礫石一般磨圓度較低，以次棱角狀為主，煤層較少發(fā)育。在常規(guī)測(cè)井曲線(xiàn)上，該微相多表現(xiàn)為高GR值低幅齒狀線(xiàn)形，局部突變?yōu)榈虶R值，在成像測(cè)井上，該微相多表現(xiàn)為大套暗色塊狀或明暗相間條帶狀，一般亮色條帶寬度較窄。

3.2.2 扇三角洲前緣

（1）水下分流河道。主要由灰色塊狀砂巖、含礫砂巖，少量細(xì)礫巖組成，分選中等。在常規(guī)測(cè)井曲線(xiàn)上，河道砂體呈現(xiàn)在較高值之上由一個(gè)或多個(gè)幅值向上先升后將的峰形組成的掌狀形態(tài)，密度曲線(xiàn)低值響應(yīng)較少，煤層較少發(fā)育。

（2）支流間灣。主要由泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖及少量粉砂巖組成。在常規(guī)測(cè)井曲線(xiàn)上，該微相整體表現(xiàn)為低幅齒狀線(xiàn)形，密度曲線(xiàn)呈現(xiàn)較高值之上的平緩響應(yīng)特征，低值響應(yīng)較少，煤層相對(duì)不發(fā)育。

3.3 湖相

湖泊是陸地上地形相對(duì)低洼和流水匯集的地方。主要巖性主要由黑色、灰黑色、暗紫色塊狀泥巖夾薄層砂巖構(gòu)成。由于水動(dòng)力條件復(fù)雜，湖浪等的沖刷篩選作用強(qiáng)烈，其沉積構(gòu)造也復(fù)雜多樣，常規(guī)測(cè)井曲線(xiàn)上多表現(xiàn)為低幅齒狀線(xiàn)形。

4 沙河子組發(fā)育期沉積演化特征

通過(guò)單井相結(jié)合地震屬性分析刻畫(huà)徐西北地區(qū)沉積相平面展布特征，西側(cè)為扇三角洲沉積，東側(cè)為辮狀河三角洲沉積，中部凹陷以湖相沉積為主（圖3）。

SQ1發(fā)育時(shí)期，湖盆較小，水體淺，物源方向來(lái)自于東西2個(gè)方向，西側(cè)坡陡整體發(fā)育扇三角洲沉積，東西坡緩整體發(fā)育辮狀河三角洲沉積，由于沙河子組地層后期遭受抬升剝蝕，東西兩側(cè)平原沉積均已被剝蝕掉，只剩下扇三角洲前緣沉積和辮狀河三角洲前緣沉積。

SQ2發(fā)育時(shí)期，控盆斷層發(fā)育，湖盆范圍擴(kuò)大，水體加深。西部扇三角洲發(fā)育，東部辮狀河三角洲發(fā)育。平面上，扇三角洲前緣和辮狀河三角洲前緣的朵頁(yè)體伸展范圍較SQ1變小，并且大小不一，扇三角洲平原遭受剝蝕殆盡，辮狀河三角洲平原僅僅在東北部有少量分布。

SQ3發(fā)育時(shí)期，湖盆繼續(xù)擴(kuò)張，水體加深，西部扇三角洲沉積范圍擴(kuò)大，連片分布，東側(cè)辮狀河三角洲沉積范圍進(jìn)一步縮小，且朵頁(yè)體單獨(dú)分布，東側(cè)沉積范圍要小于西側(cè)沉積。

SQ4發(fā)育時(shí)期，由于徐家圍子斷陷徐中斷裂活動(dòng)，導(dǎo)致東側(cè)地層整體抬升遭受風(fēng)化剝蝕作用，東部局部地區(qū)僅殘留湖相沉積，辮狀河三角洲平原沉積完全被剝蝕掉了；西部由于徐西活動(dòng)，地層抬升剝蝕現(xiàn)今剩余部分扇三角洲平原沉積。

5 結(jié)論

（1）徐家圍子斷陷徐西北部沙河子組整體為一個(gè)二級(jí)層序，由下至上可以劃分為4個(gè)三級(jí)層序，分別為SQ1、SQ2、SQ3、SQ4。

（2）徐西北部沙河子組發(fā)育扇三角洲、辮狀河三角洲及湖相3種沉積類(lèi)型，研究區(qū)西部主要發(fā)育三角洲沉積，東部發(fā)育辮狀河三角洲沉積，中部凹陷主要發(fā)育湖相沉積。其中扇三角洲發(fā)育扇三角洲平原和前緣沉積；辮狀河三角洲發(fā)育辮狀河三角洲平原和前緣沉積。

（3）徐西北部沙河子組沉積早期湖盆范圍較小，后期逐步擴(kuò)大，整體以湖相沉積為主，扇體主要發(fā)育在東西邊部。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳因業(yè),朱如凱,羅平,袁選俊,侯連華,張?zhí)焓?沉積學(xué)與層序地層學(xué)研究新進(jìn)展——第18屆國(guó)際沉積學(xué)大會(huì)綜述[J].沉積學(xué)報(bào),2011,29(1)：199-206.

[2] 姜在興.沉積體系及層序地層學(xué)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].石油與天然氣地質(zhì),2010,31(5)：535-541.

[3] 胡菲,劉招君,孟慶濤,陳永成,徐進(jìn)軍,程麗娟.敦化盆地新生界層序與沉積特征及其對(duì)烴源巖發(fā)育的控制作用[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版,2012,42(增刊 2)：33-42.

[4] 卜淘.松遼盆地北部斷陷期層序地層特征[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,1999,26(4)：382-384.

[5] 平貴東.三肇凹陷葡萄花油層多邊斷層成因機(jī)制及控藏機(jī)理研究[D].東北石油大學(xué),2011.

[6] 殷進(jìn)根,劉和甫,遲海江.松遼盆地徐家圍子斷陷構(gòu)造演化[J].石油學(xué)報(bào),2002,23(2)：26-29.

[7] 李霞,范宜仁,楊立偉.測(cè)井曲線(xiàn)小波變換特性在層序地層劃分中的應(yīng)用[J].大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā),2006,25(4)：112-115.

[8] 顧家裕.陸相湖盆層序地層學(xué)模式[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),1995,22(4)：12-17.

[9] 劉喜武,黨毅敏,楊波.松遼盆地北部大慶長(zhǎng)垣以東地區(qū)深層沉積特征[J].大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā),1998,17(5)：16-18.

[10] 羅佳強(qiáng),任延廣,吳朝東,劉文龍.松遼盆地徐家圍子斷陷營(yíng)四段沉積相研究[J].石油試驗(yàn)地質(zhì),2010,32(2)：140-146.