柴達(dá)木三湖地區(qū)第四系地震相類型及沉積體系

賈懷存，田繼先，劉震，夏魯

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柴達(dá)木三湖地區(qū)第四系地震相類型及沉積體系

賈懷存1，田繼先2，劉震3，夏魯3

（1.中海油研究總院，北京 100028；2.中石油廊坊分院，廊坊 065007；3.中國(guó)石油大學(xué)（北京），北京 102249）

三湖地區(qū)第四系氣藏是我國(guó)獨(dú)特的生物氣藏，同時(shí)也是國(guó)家“西區(qū)東輸”的重要戰(zhàn)略氣源區(qū)，地層年代非常新。根據(jù)典型地震相單元外形和內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)特征，通過利用大面積覆蓋的二維地震資料識(shí)別出了前積相，丘形地震相，透鏡體地震相，席狀披蓋相，雜亂相等骨架地震相，并研究了第四系七個(gè)泉組地震相平面分布特征。在對(duì)地震相進(jìn)行巖心和測(cè)井沉積相標(biāo)定后，確立了地震相與沉積相對(duì)應(yīng)關(guān)系，并以此利用地震相特征預(yù)測(cè)了區(qū)域沉積體系分布模式，進(jìn)而明確研究區(qū)主要物源方向與展布范圍以及特殊沉積相帶的發(fā)育模式。

地震相；沉積體系；第四系；三湖地區(qū)

柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)沉積地層相對(duì)較新，地表相對(duì)平緩，鹽堿和平灘為其主要地貌現(xiàn)象。該地區(qū)已發(fā)現(xiàn)三大主力氣田（澀北1號(hào)、澀北2號(hào)和臺(tái)南構(gòu)造）、多個(gè)含氣構(gòu)造[1-2]，且主要分布在三湖地區(qū)北斜坡的撓曲帶。目前三湖地區(qū)的鉆井也主要圍繞著三大氣田和北斜坡開展，因此，作為三湖地區(qū)更新世沉積中心的澀南構(gòu)造帶及其以南，鉆井工作很少，只是在南部昆侖山腳下有早年的零星幾口鉆井，但鉆遇沉積地層較薄，基底埋深較淺。

劉偉，閆林等[3]對(duì)柴西地區(qū)古近系和新近系地震相做過研究，通過對(duì)反射結(jié)構(gòu)和幾何形態(tài)等參數(shù)識(shí)別出7種地震相，并認(rèn)為地震相分布受構(gòu)造演化控制，層位上具有繼承性[3]。目前，雖然很多學(xué)者和專家對(duì)柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)第四系地層進(jìn)行過研究[4-5]，但研究?jī)?nèi)容主要是地層對(duì)比，生物氣成藏機(jī)制等方面的研究，對(duì)盆地區(qū)域沉積體系及儲(chǔ)層地震相等方面的研究較少，尤其是三湖地區(qū)的地震相類型和分布特征還不是很清楚，為宏觀認(rèn)識(shí)區(qū)域沉積體系和儲(chǔ)層發(fā)育特征帶來了不確定性。為此，從大范圍覆蓋的二維地震資料入手并結(jié)合鉆井資料，研究三湖地區(qū)區(qū)域沉積體系和儲(chǔ)層發(fā)育背景特征非常重要，可以有效指導(dǎo)研究區(qū)沉積相展布規(guī)律和有利儲(chǔ)層發(fā)育相帶的預(yù)測(cè)，為進(jìn)一步深入三湖地區(qū)生物氣藏勘探提供有效指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

柴達(dá)木盆地在地史時(shí)期處于古亞洲構(gòu)造域南緣，南緊鄰特提斯—喜馬拉雅構(gòu)造域（圖1）[6]。第四系的構(gòu)造演化可以分為三個(gè)階段：沉降初期、穩(wěn)定沉降時(shí)期和抬升回返階段[7]。在上新世末晚期的喜山運(yùn)動(dòng)之后，柴達(dá)木盆地第四系沉積中心已遷移到東部三湖地區(qū)。三湖地區(qū)第四系是在第三紀(jì)末期新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下，柴達(dá)木盆地沉積中心由西向東整體遷移的產(chǎn)物。

圖1 柴達(dá)木盆地區(qū)域構(gòu)造略圖

（據(jù)中國(guó)石油地質(zhì)志，有改動(dòng)，1990）

第四系更新統(tǒng)七個(gè)泉組地層沉積厚度最大為3 500m左右，最大厚度區(qū)分布于現(xiàn)代鹽湖一線，即東臺(tái)吉乃爾湖、澀聶湖和達(dá)布遜湖連線上。三湖地區(qū)可劃分為北斜坡、中央凹陷、南斜坡和西斜坡四個(gè)次級(jí)單元。北斜坡以低幅度構(gòu)造與柴北緣接觸，南斜坡以平緩的單斜與昆侖山接觸，西斜坡為幾個(gè)向東南下傾的鼻狀構(gòu)造伸入中央凹陷。

2 典型地震相類型及沉積意義

三湖地區(qū)地震成像條件相對(duì)較差，地表低速帶（如表層氣，軟泥層等）對(duì)更新統(tǒng)淺層影響較為嚴(yán)重[8]。地表高程在2 650m~2 780m之間，高差在130m左右。工區(qū)地震資料具有多批次年份采集，多批次多單位處理特點(diǎn)，導(dǎo)致處理參數(shù)多選性，同時(shí)也對(duì)后期的地震相識(shí)別帶來了一定的多解性。

表1 三湖地區(qū)第四系七個(gè)泉組典型地震相類型及分類表

地震相是由特定地震反射參數(shù)所限定三維空間的地震反射單元，是特定的沉積相或地質(zhì)體的地震響應(yīng)。其參數(shù)包括外部反射形態(tài)、內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)、連續(xù)性、振幅和頻率等[9-10]。所以，地震相是通過地震波形橫向變化表現(xiàn)出來的。三湖地區(qū)地震相類型豐富，中連續(xù)中振幅的平行和亞平行地震相普遍發(fā)育，代表了大部分沉積區(qū)域內(nèi)的相對(duì)穩(wěn)定，水體能量偏低的淺湖和濱淺湖沉積相組合[3][11]。典型地震相往往是進(jìn)行地震相分析的骨架相。研究地區(qū)典型地震相類型多樣，有前積地震相，透鏡體相，丘狀體相，雜亂相，席狀披蓋相，楔形地震相充填相和空白相等（表1）。

三湖地區(qū)前積地震相可以識(shí)別出斜交前積和疊瓦狀前積兩種類型。斜交前積相反射特征由一組相對(duì)陡傾的反射同相軸組成，在上傾方向表現(xiàn)為頂超，下傾方向?yàn)橄鲁琜12]。三湖地區(qū)斜交前積相主要在南斜坡發(fā)育，以底部層序和上部層序?yàn)橹?。疊瓦狀前積識(shí)別標(biāo)志一般是以上下平行反射間的一系列相互低緩平行的疊瓦狀傾斜反射為特征，相互之間有部分重疊，代表了斜坡區(qū)淺水環(huán)境中的強(qiáng)水流進(jìn)積作用，是河流，緩坡三角洲和浪控三角洲特征[12-13]。

透鏡體相外形以雙向外凸為基本特征，與河道下切和三角洲前積作用相關(guān)，同時(shí)也是非常好的巖性圈閉體。三湖地區(qū)透鏡體相規(guī)模大小不一，與相對(duì)湖平面下降時(shí)期的河道下切過程相伴生。圖2為T0-T0-1層位間透鏡體地震相特征，代表了早期的河道下切充填的發(fā)生，經(jīng)過后期機(jī)械差異壓實(shí)而形成透鏡體。內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)以向兩翼充填為特征。

圖2 三湖地區(qū)七個(gè)泉組T0-T0-1透鏡體相地震反射特征

圖3 三湖地區(qū)七個(gè)泉組丘形地震相反射特征

丘形地震相在常規(guī)剖面上典型識(shí)別標(biāo)志就是“底平和頂凸”的單元外形，是一種高能沉積環(huán)境作用產(chǎn)物，指示了沉積物的快速卸載過程[12]。因此，所有可能發(fā)生突發(fā)式卸載的環(huán)境，均可發(fā)育丘形地震相，如深水濁積扇，三角洲前緣朵葉體，礁體及火山錐等環(huán)境。三湖地區(qū)丘形相形成環(huán)境多是在相對(duì)湖平面快速下降時(shí)期，大型三角洲前緣朵體快速堆積，并在一定觸動(dòng)機(jī)制作用下發(fā)生滑塌以及湖底扇環(huán)境（圖3）。

雜亂-空白地震相是地層內(nèi)部組成和產(chǎn)狀由紊亂到高度紊亂過程中形成。雜亂相代表能量變化不定且能量相對(duì)較高環(huán)境下的地層，經(jīng)常在沖積扇和近岸水下扇的環(huán)境?？瞻紫酁殡s亂相的反射能量變低后的產(chǎn)物，代表了能量穩(wěn)定環(huán)境（劉震，1997）。三湖地區(qū)第四系七個(gè)泉組雜亂反射主要表現(xiàn)為不規(guī)則不連續(xù)的反射結(jié)構(gòu)，在臺(tái)南構(gòu)造西南有分布。

3 地震相平面分布特征

三湖地區(qū)七個(gè)泉組地震相平面分布以平行和亞平行的一般地震相為主，分布在盆地中央大部分地區(qū)。受物源類型和規(guī)模及盆地構(gòu)造特征控制，典型地震相主要分布在盆地南斜坡的昆侖山前、東南斜坡以及達(dá)布遜湖一帶，主要有透鏡狀相、丘形相、雜亂相、前積相及楔形地震相。北斜坡主要是中-弱振幅地震相。充填相和強(qiáng)振幅相主要在臺(tái)吉乃爾、澀北和臺(tái)南地區(qū)。

圖4 三湖地區(qū)不同體系域地震相分布模式（左圖：水進(jìn)體系域；右圖：水退體系域）

不同體系域類型，地震相發(fā)育類型與規(guī)模不同。圖4顯示三湖地區(qū)水進(jìn)體系域地震相特征以變振幅中低連續(xù)亞平行相為主，水退體系域以前積相、中強(qiáng)振幅、中高連續(xù)平行相為主。另外，由于受地震分辨率影響和巖性體與地震響應(yīng)并非一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此，地震相與沉積相之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系存在一定的多解性。

表2 三湖地區(qū)第四系地震相與沉積相對(duì)應(yīng)關(guān)系表

4 沉積體系預(yù)測(cè)

在對(duì)典型地震相和一般地震相進(jìn)行識(shí)別后，結(jié)合測(cè)井相，巖心觀察等綜合資料研究，確立地震相與鉆井沉積相對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而根據(jù)陸相山間坳陷盆地沉積模式預(yù)測(cè)沉積體系分布。三湖地區(qū)進(jìn)行了6口單井沉積相的識(shí)別，并標(biāo)定了與地震相對(duì)應(yīng)的關(guān)系，見表2和圖5所示。不同構(gòu)造帶地震相與沉積相對(duì)應(yīng)關(guān)系有差異，不同年份處理/采集測(cè)線，地震相特征不相同。因此，在進(jìn)行地震相與沉積相對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，應(yīng)分構(gòu)造帶，分年份分批次加以區(qū)別對(duì)待。

根據(jù)確定的地震相與沉積相關(guān)系，綜合研究聯(lián)井沉積相剖面分布特征，砂巖百分比含量分布及地層厚度分布等資料，進(jìn)而得到三湖地區(qū)沉積體系分布模式，如圖6。三湖地區(qū)七個(gè)泉組層序一（SQ1）水進(jìn)體系域時(shí)期，沉積相類型非常豐富。淺湖相和濱湖相占據(jù)了大部分地區(qū)，達(dá)布遜湖以東地區(qū)均是以濱湖相為主。半深湖相在澀聶湖以西和臺(tái)南以東一帶發(fā)育。

南斜坡昆侖山前大型三角洲沉積體系非常發(fā)育，以辮狀三角洲為主，可見斜交前積和疊瓦狀前積地震相。沖積扇和沖積扇平原相橫向分布規(guī)模廣，相帶朝盆地縱向延伸不遠(yuǎn)。

北斜坡東段啞叭爾一帶的三角洲類型以扇三角洲為主，巖心觀察可見礫石混雜，以粗碎屑沉積為主，分選差。駝峰山一帶此時(shí)三角洲屬于遠(yuǎn)源類型，砂巖粒度細(xì)，以粉砂和細(xì)砂巖為主，分選好。ZTR指數(shù)高（鋯石+電氣石+金紅石的含量與所有透明重礦物含量的比值），鋯石含量將近25%左右[14]。

盆地西部和西北部鴨湖和東臺(tái)吉乃爾湖以北一帶主要是以無物源的濱岸沉積為主，沉積物為泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖為主，可見植物碳屑。地震相類型以平行和亞平行席狀相為主。

圖5 三湖地區(qū)第四系沉積相（淺湖相）井-震標(biāo)定

澀北撓曲帶發(fā)育了灘壩砂體沉積，砂體展布與岸線平行，沿澀北構(gòu)造帶分布。以粉砂巖和細(xì)砂巖為主，并夾雜泥質(zhì)粉砂巖。

5 結(jié)論

在三湖地區(qū)通過地震相的分析，結(jié)合巖心觀察和測(cè)井相等綜合研究標(biāo)定地震相，可以快速建立區(qū)域性沉積體系分布模式。

圖6 三湖地區(qū)七個(gè)泉組沉積體系分布模式

三湖地區(qū)地震相類型豐富，典型地震相有：前積相，丘形地震相，透鏡體相，雜亂相，充填相和楔形發(fā)散相等。前積相以盆地南斜坡東段發(fā)育為主，充填相主要是河道充填。丘形地震相一般在水退體系域時(shí)期的三角洲前緣和湖底扇發(fā)育，以達(dá)布遜湖一帶最為發(fā)育。

地震相發(fā)育類型與分布模式，受物源類型和規(guī)模，體系域類型以及盆地構(gòu)造特征控制。

三湖地區(qū)七個(gè)泉組時(shí)期沉積相類型以三角洲，濱湖，淺湖和半深湖相為主，灘壩沉積相主要在澀北構(gòu)造帶發(fā)育，巖性由邊緣粗砂礫巖向盆地中央細(xì)粉砂巖及泥巖快速過渡，在盆地短軸方向沉積相帶縱向延伸范圍窄，相變快。

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Quaternary Seismic Facies and Sedimentary System in the Sanhu Area, Qaidam Basin

JIA Huai-cun1TIAN Ji-xian2LIU Zhen3XIA Lu3

（1-Research Institute, CNOOC, Beijing 100028; 2-Langfang Branch, Research Institute of Petroleum Exploration and Development, CNPC, Langfang, Hebei 065007; 3-China University of Petroleum, Beijing 102249）

The Quaternary gas field in the Sanhu area, Qiadam is distinctive biogas in China. This paper divided seismic facies in the Sanhu area into sigmoid-progradation seismic facies,chi-shaped seismic facies, lenticular seismic facies, sphinx cover facies and chaotic earthquake facies,and has a discussion on their distribution and relation between seismic facies and sedimentary facies and predicts the distribution pattern of regional sedimentary system.

seismic facies; sedimentary system; Quaternary; Sanhu area, Qaidam Basin

2017-09-26

國(guó)家油氣重大專項(xiàng)：中國(guó)大型氣田形成條件、富集規(guī)律及目標(biāo)評(píng)價(jià)項(xiàng)目（2008ZX05007）下屬子課題

賈懷存（1983-），男，河北邯鄲人，高級(jí)工程師，主要從事石油地質(zhì)研究

P618.13

A

1006-0995（2018）03-0359-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.002