塔里木盆地輪臺(tái)地區(qū)白堊系層序及地震相特征

閆亮，閆艷琴，王夢(mèng)楠，趙淵

(中石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 烏魯木齊 830011)

輪臺(tái)地區(qū)位于塔里木盆地沙雅隆起北部雅克拉斷凸東段，東鄰草湖凹陷，南接阿克庫(kù)勒凸起，北為庫(kù)車坳陷(圖1)。白堊系是工區(qū)主要勘探層之一。20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)了輪臺(tái)(沙3井)白堊系油氣藏，沙54井在前中生界侵蝕面上的底砂巖中見良好的油氣顯示，預(yù)示良好的潛力(圖1)[1]。工區(qū)內(nèi)鉆井少、且分布不均，前人對(duì)白堊系層序地層的劃分成果，受勘探程度、資料品質(zhì)差異等因素的制約，其精度不能滿足勘探需求[2-3]。2006年中石化西北油田分公司在該區(qū)部署了三維地震，本文在這一背景下，開展白堊系地震相研究，為勘探開發(fā)提供技術(shù)支持。

1 地質(zhì)背景及層序劃分

輪臺(tái)三維工區(qū)的核心是雅克拉斷凸，是夾持在南側(cè)的輪臺(tái)斷裂與北側(cè)的雅南斷裂之間的斷壘塊體，為古生代殘余古隆起，經(jīng)歷過復(fù)雜的構(gòu)造演化，今為庫(kù)車前陸盆地北部斜坡帶的一部分[3-5]。斷凸核心部位出露前震旦系變質(zhì)巖，南、北側(cè)及西段依次保存震旦—寒武系碳酸鹽巖地層。三疊系和下侏羅統(tǒng)僅發(fā)育于雅克拉斷凸的南、北兩側(cè)，向斷凸頂部超覆尖滅。白堊系總體呈角度不整合覆蓋于下伏地層之上，自下而上可分為亞格列木組、舒善河組、巴西蓋組和巴什基奇克組，其中，亞格列木組、舒善河組、巴西蓋組統(tǒng)稱為卡普沙良群。上白堊統(tǒng)缺失，與古近系呈低角度不整合-平行不整合接觸。

本次研究借鑒陸相層序地層學(xué)概念體系[7-8]，井震結(jié)合，將區(qū)內(nèi)白堊系劃分為3個(gè)二級(jí)層序、6個(gè)三級(jí)層序(Sq1～Sq6)，對(duì)三級(jí)層序進(jìn)一步劃分體系域(圖1)。

亞格列木組與上覆舒善河組中下段組合形成超層序I，發(fā)育低位體系域和湖侵體系域，亞格列木組砂礫巖對(duì)應(yīng)低位體系域；舒善河組中下段對(duì)應(yīng)湖侵體系域，總體上為向上變細(xì)的水進(jìn)序列，由一套雜色礫巖和灰綠色泥巖組成，代表了白堊系早期構(gòu)造活動(dòng)的沉積充填；層序底界面為前中生界侵蝕不整合面，下削上超不整合界限清楚。從地震剖面上可見，超層序I明顯受古地貌控制。沙54井測(cè)井曲線上識(shí)別出2個(gè)湖泛面[9]，湖泛面巖性上表現(xiàn)為泥巖厚度加大，砂巖含量降低，一次湖泛面對(duì)應(yīng)一個(gè)古突起被淹沒至水下，至最大湖泛面，古突起均淹沒水下，結(jié)束了“隆凹”相隔的局面，完成了填平補(bǔ)齊。

舒善河組上段(Sq2)與巴西蓋組(Sq3)構(gòu)成超層序II。Sq2以湖進(jìn)體系域?yàn)橹鞯膶有?，由湖泊?xì)粒沉積和河流三角洲沉積組成，層序底界面為最大湖泛面，是由湖泊沉積迅速過渡為河流三角洲沉積的突變面。Sq3相當(dāng)于巴西蓋組，為三角洲平原的辮狀河道沉積。

圖1 輪臺(tái)地區(qū)沙54-沙3-提1井東西向白堊系層序格架剖面圖Fig.1 The Cretaceous Sequence stratigraphy profile across wells of S54,S3 and t1 from the east to the West in the luntai area,tarim basin

巴什基奇克組構(gòu)成超層序Ⅲ，由3個(gè)三級(jí)層序底砂礫段(Sq4)、巴什基奇克組砂巖夾泥巖段(Sq5、Sq6)組成，以一套沖積扇-辮狀河沉積為特征，代表盆地沉積沉降減慢、被充填淤淺的沉積充填。層序底界面是沖積扇的砂礫巖沉積，層序頂面與上覆古近系呈微角度-平行不整合接觸。

2 地震相分析

2.1 地震相剖面解釋

在層序劃分的基礎(chǔ)上，對(duì)地震剖面反射結(jié)構(gòu)、振幅、頻率等屬性進(jìn)行解剖，在有井的情況下建立地震相與沉積相的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分析其地質(zhì)意義。白堊系因沉積背景的差異，地震剖面上呈不同地震相特征(表 1)。

Sq1地震剖面呈受古地形控制的空白弱反射充填地震相(圖2)，侵蝕面附近具“溝谷充填”特征[10]。據(jù)沙54、沙3井揭示的底砂巖厚度分別為13.5 m、18 m，與溝谷空間規(guī)模關(guān)系密切，巖性為雜色塊狀粗礫巖、中-細(xì)礫巖夾砂巖、雜色泥巖組成(圖3-d)，砂巖結(jié)構(gòu)成熟度和成份成熟度低，物源直接來自斷凸暴露基底，具明顯的“穿時(shí)性”?？瞻兹醴瓷鋭t標(biāo)定為舒善河中下段濱淺湖相沉積。鉆井揭示舒善河組中下段為棕褐、綠灰色泥巖夾薄層粉砂巖，砂體發(fā)育波狀砂紋層理，反映水動(dòng)力條件弱(圖3-c)。

表1 輪臺(tái)地區(qū)白堊系地震相類型及特征Table 1 The types of Seismic facies characteristic for the luntai area of Tarim basin

圖2 輪臺(tái)地區(qū)過沙54井-沙3井東西向地震層序解釋剖面Fig.2 Sequence interpretation of seismic profile from well S54 to S3 in the luntai area,tarim basin

Sq2內(nèi)部可見斜交的前積反射地震相，反映攜帶沉積物的水流推進(jìn)過程中前積作用產(chǎn)生的反射結(jié)構(gòu)，振幅能量變強(qiáng)，鉆井標(biāo)定為三角洲前緣沉積，測(cè)井上呈多個(gè)反旋回，地層含砂率提高。

Sq3為一種振幅中等、中連續(xù)亞平行地震相，反映了水動(dòng)力相對(duì)較強(qiáng)的沉積環(huán)境。測(cè)井曲線上，自然伽馬、深感應(yīng)曲線表現(xiàn)為齒化箱狀特征，鉆井取心巖性以淺棕褐色砂巖夾棕褐色泥巖為主，底部見沖刷面及定向排列的礫石(圖3-b)，發(fā)育塊狀層理，向上見平行層理及板狀交錯(cuò)層理，為三角洲平原的辮狀河道沉積。

Sq4內(nèi)巴什基奇克組底砂礫巖段，地震剖面為強(qiáng)振幅、強(qiáng)連續(xù)平行地震相，測(cè)井曲線呈高伽馬、高電阻率特征，為扇三角洲沉積。強(qiáng)振幅由東向西變?nèi)酰从沉松暗[巖從東向西展布、逐漸尖滅。

Sq5及Sq6相當(dāng)于巴什基奇克組砂巖夾泥巖段，以沙3井區(qū)的湖相泥巖為界，整體為空白弱反射地震相，為辮狀河沉積，巖性較均一，相比上段自然伽馬曲線的泥巖薄層明顯增多。沙54井取心以棕紅色中砂巖為主，發(fā)育河道沖刷面及底部滯留沉積，見沿層定向排列的泥礫，底部及中部見大型的槽狀交錯(cuò)層理(圖3-a)，測(cè)井曲線上見多個(gè)正旋回，河道沉積特征明顯。

垂向?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn)，研究區(qū)白堊系沉積體系自下而上依次為沖積扇—濱淺湖—三角洲前緣—三角洲平原—扇三角洲沉積—辮狀河三角洲沉積，具完整的疊置模式，不同位置因古地貌、物源供給條件差異，疊置關(guān)系略有差別。

圖3 輪臺(tái)地區(qū)鉆井典型巖心照片F(xiàn)ig.3 Typical core photographs of drilling in Luntai area

2.2 地震相平面解釋

本次應(yīng)用landmark的波形分類模塊，在精細(xì)標(biāo)定基礎(chǔ)上，對(duì)橫向存在變化的主要層序界面進(jìn)行波形分類預(yù)測(cè)[11-16]。

圖4-a是舒善河組上段(Sq2)時(shí)窗內(nèi)沿層波形屬性平面圖。舒善河組上段全區(qū)填平補(bǔ)齊，標(biāo)定的振幅與砂體百分含量呈正相關(guān)趨勢(shì)，圖中東北地區(qū)振幅能量強(qiáng)，朵狀分布(綠色)區(qū)可能為三角洲平原沉積，向東南逐漸變?yōu)橹?弱振幅特征，弱振幅背景(灰白色)代表濱淺湖沉積，中等振幅(淺藍(lán)色)代表了三角洲前緣沉積的分流河道或沙壩沉積。表明此時(shí)已開始接受北部物源供給，物源主要來自NE方向(圖5)；圖4-b是巴西蓋組(Sq3)時(shí)窗內(nèi)沿層波形屬性平面圖。巴西蓋組沉積繼承舒善河組特征，繼續(xù)接受東北部物源，同時(shí)西北部也開始提供物源，沉積相帶以三角洲平原(綠色)、濱淺湖(藍(lán)色)為主，沙54井、沙3井均處于三角洲平原相內(nèi)；圖4-c是巴什基奇克組礫巖段(Sq4)時(shí)窗內(nèi)波形分類屬性平面圖。紅色標(biāo)定為礫巖沉積區(qū)，礫巖分布由東向西南逐漸尖滅，其物源方向與舒善河組上段有一定的繼承性，主要來自東北及西北部。沙3井處于礫巖沉積區(qū)，沙54井位于礫巖區(qū)邊部，沙54井西南部礫巖相變?yōu)槿侵奁皆蚯熬壣绑w；圖4-d是沿沙3井區(qū)巴什基奇克組油氣層頂面(Sq5)向上時(shí)窗內(nèi)波形分類屬性平面圖。研究區(qū)東部的半圓形異常，代表巴什基奇克組湖相泥巖沉積范圍，振幅越強(qiáng)可能說明泥巖沉積厚度越大，向西及西南部泥巖異常變薄、尖滅，藍(lán)色弱振幅區(qū)為辮狀河富砂沉積區(qū)，蓋層不發(fā)育，沙54井位置蓋層相對(duì)不利(圖6)。

圖4 輪臺(tái)地區(qū)白堊系地震相分類屬性平面圖Fig.4 Seismic facies classicfication attribution map of the cretaceous in the luntai area

圖5 輪臺(tái)地區(qū)白堊系舒善河組上段沉積相平面圖（Sq2）Fig.5 Sedimentary facies of Cretaceous in Luntai area(Sq2)

3 有利區(qū)預(yù)測(cè)

工區(qū)白堊系共存在3套儲(chǔ)蓋組合，分別為巴什基奇克組上部泥巖與巴什基奇克組下部砂巖、舒善河組內(nèi)部泥巖和舒善河組砂巖的組合及舒善河泥巖和下部砂巖的組合。通過地震相、沉積相分析來看，白堊系舒善河組物源供應(yīng)較少，主要發(fā)育大面積湖泊沉積體系，是尋找?guī)r性圈閉的有利層段，扇三角洲前緣向?yàn)I淺湖的過渡部位有利于巖性圈閉發(fā)育；巴西蓋和巴什基奇克組沉積時(shí)期，天山隆起加強(qiáng)，物源供應(yīng)充分，發(fā)育大規(guī)模辮狀河三角洲沉積體系，辮狀河三角洲體系又可劃分為辮狀河三角洲平原、辮狀河三角洲前緣、前辮狀河三角洲3個(gè)亞相，砂巖發(fā)育，應(yīng)以尋找構(gòu)造圈閉為主。實(shí)際上，目前在巴什基奇克發(fā)現(xiàn)的油氣藏均為構(gòu)造控制的油氣藏。從地震相圖和沉積相圖可見(圖4-c，d，圖6)，沙3井區(qū)儲(chǔ)蓋組合匹配良好，到沙54井區(qū)由于相變導(dǎo)致蓋層條件差。因此，該區(qū)白堊系巴什基奇克組在下步勘探過程中要加強(qiáng)蓋層的評(píng)價(jià)。

圖6 輪臺(tái)地區(qū)白堊系巴什基奇克組沉積相平面圖(Sq5)Fig.6 Sedimentary facies of Cretaceous in Luntai area(Sq5)

4 結(jié)論

(1)通過研究認(rèn)為輪臺(tái)地區(qū)白堊系垂向上依次發(fā)育沖積扇—濱淺湖—三角洲前緣—三角洲平原—扇三角洲沉積—辮狀河三角洲沉積，將輪臺(tái)地區(qū)白堊系劃分為3個(gè)二級(jí)層序、6個(gè)三級(jí)層序(KSq1～K-Sq6)，在三級(jí)層序內(nèi)不同層段識(shí)別出了溝谷充填、充填、席狀亞平行、前積反射等地震相類型，通過井震標(biāo)定，對(duì)不同地震相所代表的沉積相進(jìn)行解釋，識(shí)別出濱淺湖-扇三角洲沉積體的邊界。

(2)輪臺(tái)地區(qū)三維地震反射結(jié)構(gòu)、振幅、波形等屬性變化特征能較好的反映巖相變化，地震相分析能較好了解工區(qū)有利儲(chǔ)蓋條件。舒善河組中下段呈弱振幅、連續(xù)性差特征，巖性較均一，是良好的蓋層；舒善河組中上段前積反射為有利儲(chǔ)蓋組合之一，工區(qū)東部砂體最發(fā)育，中部相對(duì)較發(fā)育；巴什基奇克組中部強(qiáng)振幅為泥巖蓋層響應(yīng)，工區(qū)中東部(沙3井區(qū))是巴什基奇克組儲(chǔ)蓋組合發(fā)育區(qū)，工區(qū)內(nèi)白堊系舒善河組以尋找?guī)r性圈閉為主，巴什基奇克組和巴西蓋組以構(gòu)造型圈閉為主要勘探對(duì)象，同時(shí)要加強(qiáng)蓋層的評(píng)價(jià)。

(3)本次研究表明，三維尺度下利用傳統(tǒng)地震相分析與地震波形聚類相結(jié)合的辦法能快速、客觀的了解新工區(qū)的層序地層和沉積特征，為塔北地區(qū)碎屑巖沉積相提供一定借鑒。