準(zhǔn)噶爾盆地西北部春光探區(qū)白堊系地震沉積學(xué)研究*

董艷蕾 陳 祥 伍 煒 楊道慶 楊 棵 蘇 彬程逸凡 左一葦 趙瑞星 鄒 通 朱筱敏

1 中國(guó)石油大學(xué)(北京)油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249 2 中國(guó)石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249 3 中國(guó)石化河南油田分公司，河南南陽(yáng) 473132 4 中國(guó)石化華東油氣分公司泰州采油廠，江蘇泰州 225300

春光探區(qū)位于新疆準(zhǔn)噶爾盆地西北部車排子凸起東部，有將近70年的油氣勘探史，早期的勘探層位主要是深層的侏羅系、二疊系以及石炭系，而對(duì)于埋藏較淺的白堊系、古近系以及新近系涉獵很少。2005年，排2井偶然獲得新近系沙灣組油氣顯示，日產(chǎn)輕質(zhì)油60.35im3，取得春光探區(qū)油氣勘探的重大突破。之后部署的排8井等28口井在新近系沙灣組均獲得可觀的工業(yè)性油流。但是僅有幾口探井(如排204井)在白堊系見到油氣顯示。2012年以后，西南部鉆探的春49井在白堊系鉆遇差油層，日產(chǎn)純油2.58it；春55-1井在白堊系鉆遇油層，最高日產(chǎn)油5.2it，表明西南部白堊系具有一定增儲(chǔ)潛力。然而，后續(xù)的勘探實(shí)踐表明，白堊系鉆井油氣顯示豐富，但僅僅單井點(diǎn)出油，油氣分布規(guī)律不清楚，因此白堊系的油氣勘探是潛力與問題并存的。

前人對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)沉積體系做過許多有益的研究，由于所使用的資料、采取的手段以及理論基礎(chǔ)不同，研究成果稍有差異。學(xué)者們一致認(rèn)為白堊系以發(fā)育三角洲和湖泊相為主(葉茂松等，2014；董艷蕾等，2015；高盾等，2015；宋俊杰，2015；王勇等，2015；丁安軍等，2016)，但是在以下2個(gè)方面還存在爭(zhēng)議： 第一，研究區(qū)白堊系的沉積相類型尚未有定論，是扇三角洲還是辮狀河三角洲？第二，不同沉積微相的平面展布和縱向演化如何？要解決上述問題，僅僅依靠已鉆井資料和常規(guī)的地震相研究手段難度較大，應(yīng)該利用當(dāng)今國(guó)際地質(zhì)與地球物理綜合的新學(xué)科——地震沉積學(xué)開展砂體精細(xì)研究。

圖 1 準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)構(gòu)造位置和井位分布Fig.1 Tectonic location and well distribution of Chunguang exploration area in Junggar Basin

地震沉積學(xué)自1998年由美國(guó)德州大學(xué)(Austin)曾洪流老師提出以來，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的使用，并取得了可喜的成果(Zengetal.， 1998a，1998b；Posamentier and Kolla，2003)。2000年之后，中國(guó)石油地質(zhì)研究人員將先進(jìn)的地震沉積學(xué)理論方法引入到中國(guó)陸相沉積盆地沉積體系和薄層沉積砂體研究中，在陸相含油氣沉積盆地沉積體系研究和薄層砂體預(yù)測(cè)以及油氣精細(xì)勘探與開發(fā)方面發(fā)揮了特有的作用(張明，2012；朱筱敏等，2013，2017；Dongetal.， 2015，2017；樊曉伊等，2018；Luoetal.， 2018；Zhuetal.， 2018；Yueetal.， 2019)。20余年的地震沉積學(xué)理論發(fā)展和國(guó)內(nèi)外油氣精細(xì)勘探經(jīng)驗(yàn)表明，在利用地震垂向分辨率難以識(shí)別的薄層砂體(小于 1/4 波長(zhǎng)，可識(shí)別厚度3～5im的砂體)、表述薄層砂體的形態(tài)和分布特征、重建不同類型儲(chǔ)集層分布和沉積體系的沉積過程方面，地震沉積學(xué)具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此，本次研究擬利用地震沉積學(xué)的技術(shù)手段和方法，明確白堊系沉積成因類型和沉積微相時(shí)空展布特征，指明油氣勘探方向。

1 區(qū)域構(gòu)造背景

春光探區(qū)位于新疆準(zhǔn)噶爾盆地西北部，總面積約1023ikm2，區(qū)域構(gòu)造上位于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起車排子凸起東部。車排子凸起西北以扎伊爾山為界，東以紅—車斷裂帶與昌吉凹陷相接，南面為四棵樹凹陷及伊林黑比爾根山，面積4664ikm2。在平面上呈不規(guī)則三角形，位于紅—車斷裂帶的上盤(圖 1)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，在基底形成后的一系列構(gòu)造演化過程中具有連續(xù)繼承性，其基本面貌為一向東、東南傾斜的大型斜坡，是一個(gè)具有多層系、多油品、多圈閉類型的復(fù)合油氣聚集區(qū)(邢鳳存等，2008；董大偉等，2015；胡秋媛等，2016)。

準(zhǔn)噶爾盆地為多期疊合盆地，地層充填序列非常復(fù)雜。車排子凸起是在石炭系火成巖基底上發(fā)育起來的、具斷隆性質(zhì)的繼承性凸起，缺失二疊系，局部殘存較薄的三疊系和侏羅系，白堊系、古近系和新近系超覆沉積在基巖之上。白堊系廣泛分布，厚度分布相對(duì)穩(wěn)定，呈南厚北薄的楔狀，最大厚度3600im。巖性以濱淺湖砂泥巖、砂巖和礫巖為特征。

下白堊統(tǒng)分布于全盆地，不整合或假整合于侏羅系及更老地層上，為一套以泥質(zhì)巖為主的湖相和湖沼相沉積，巖性為雜色條帶狀泥巖夾薄—中層狀中細(xì)粒砂巖和粉砂巖，橫向變化不大，最大厚度可達(dá)1594im，自下而上可分為清水河組、呼圖壁組、勝金口組和連木沁組。清水河組(K1q)厚66～357im，巖性為薄互層的灰綠色中—細(xì)粒鈣質(zhì)砂巖與泥巖，發(fā)育水流波痕，底部為厚薄不等的鈣質(zhì)礫巖或泥砂質(zhì)角礫巖。呼圖壁組(K1h)厚28～636im，與下伏地層為連續(xù)沉積，巖性為灰綠色、暗紫紅色、棕紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖，少量頁(yè)片狀泥巖夾細(xì)砂巖、粉砂巖和泥灰?guī)r薄層條帶，屬湖泊相湖泥沉積。勝金口組(K1s)厚27～139im，整合于下伏地層之上，巖性為灰綠色、黃綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖、薄層細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和灰白色鈣質(zhì)砂巖和薄層泥灰?guī)r，屬濱淺湖泥質(zhì)沉積。連木沁組(K1l)厚22～509im，巖性為互層灰綠色、紫紅色、褐紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖，夾灰綠色、淺褐色薄層—中層狀砂巖、粉砂巖及少量鈣質(zhì)砂巖。

上白堊統(tǒng)東溝組(K2d)厚46～813im，整合于吐谷魯群之上，是一套山麓河流相的紅色沉積。巖性為暗紅色、棕紅色泥巖，不規(guī)則互層的砂質(zhì)泥巖與厚層—塊狀的透鏡狀礫巖、含礫砂巖、砂巖，含鈣質(zhì)團(tuán)塊，應(yīng)屬河道與河漫沉積。春光探區(qū)整體缺失上白堊統(tǒng)。

本次研究所采用的資料包括： (1)春光探區(qū)三維地震數(shù)據(jù)體(主頻80 Hz)約1479ikm2；(2)井資料274口，包括測(cè)井、錄井、試油等數(shù)據(jù)；(3)取心井17口，巖心長(zhǎng)313im，取心樣品93份；(4)分析化驗(yàn)報(bào)告90余份。

2 地震沉積學(xué)研究

為了刻畫沉積相在空間的展布，在油氣勘探程度不高的地區(qū)僅靠鉆、測(cè)井和巖心資料是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要利用覆蓋全區(qū)的三維地震資料，充分挖掘其中豐富的沉積信息，地震沉積學(xué)研究就是充分利用地震沉積信息刻畫沉積砂體的有效方法(穆玉慶，2010；石好果等，2012；黎騰等，2016)。

地震沉積學(xué)起源于國(guó)外海相盆地研究，中國(guó)陸相盆地與國(guó)外海相盆地相比具有顯著區(qū)別，研究方法和工作流程也有所不同。一個(gè)規(guī)范的地震沉積學(xué)研究流程包括以下內(nèi)容(曾洪流，2012): (1)建立連井基干地震剖面網(wǎng)；(2)測(cè)井—地震聯(lián)合對(duì)比，建立高精度層序地層格架；(3)地震子波相位調(diào)整；(4)追蹤地震地質(zhì)等時(shí)標(biāo)志層；(5)地震分辨率估算；(6)地震頻率調(diào)整；(7)巖石物理關(guān)系分析；(8)地震參數(shù)篩選；(9)地層切片處理；(10)巖心刻度和地震沉積相分析；(11)儲(chǔ)集層和石油地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)。本次研究在完成上述地震沉積學(xué)常規(guī)工作流程的基礎(chǔ)上，還增加了RGB屬性融合顯示。RGB屬性融合切片與傳統(tǒng)地層切片相比不僅能提高地震地貌的成像顯示效果，而且可以刻畫沉積砂體的厚度以及分布特征。

2.1 層序地層格架

結(jié)合準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系的區(qū)域構(gòu)造背景(楊勇等，2011；楊永利等，2012；趙東娜等，2013；王平平，2014；李偉才等，2016)，通過鉆、測(cè)井以及地震層序界面識(shí)別，可將春光探區(qū)白堊系劃分為SQK1q、SQK1h、SQK1s和SQK1l共4個(gè)三級(jí)層序，對(duì)應(yīng)于清水河組、呼圖壁組、勝金口組和連木沁組。清水河組在工區(qū)內(nèi)只存在于侵蝕基底的溝谷內(nèi)，所以主要研究目標(biāo)為呼圖壁組、勝金口組和連木沁組，它們又可細(xì)分為7個(gè)四級(jí)層序，分別是SQh_1、SQh_2、SQh_3、SQh_4、SQs、SQl_1和SQl_2(圖 2，圖 3)。

圖 2 準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系層序地層劃分方案Fig.2 Sequence framework of the Cretaceous in Chunguang exploration area，Junggar Basin

圖 3 準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系層序地層發(fā)育模式Fig.3 Sequence stratigraphy model of the Cretaceous in Chunguang exploration area，Junggar Basin

a—最大能量準(zhǔn)則相位估算；b—波形對(duì)稱性準(zhǔn)則相位估算。彩色線條表示實(shí)際地震道的相位分布圖 4 準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系原始地震資料相位估算Fig.4 Phase estimate for the Cretaceous in primary seismic data in Chunguang exploration area，Junggar Basin

在垂向上，白堊系具有底超頂削的特征，該特征反映了白堊系存在1個(gè)較大的湖侵—湖退旋回，白堊系呼圖壁組至勝金口組沉積時(shí)期為大規(guī)模湖侵時(shí)期，各層序超覆在車排子凸起的石炭系基底之上，呈現(xiàn)出白堊紀(jì)早期大規(guī)模湖侵現(xiàn)象，勝金口組延伸最遠(yuǎn)，頂部遭受剝蝕；連木沁組沉積時(shí)期為湖退時(shí)期，頂部被不整合面剝蝕。白堊系平面上呈南厚北薄的楔狀，呼圖壁組至勝金口組自東向西、由北向南依次超覆，地層沉積范圍逐漸增大；連木沁組受大規(guī)模湖退作用影響，地層沉積范圍顯著縮小，超覆在勝金口組之上；勝金口組和連木沁組頂部都遭受剝蝕(圖 3)。

2.2 相位調(diào)整

長(zhǎng)期以來，零相位子波被認(rèn)為是用于地震解釋的最佳子波，它與非零相位子波相比具有子波多解性最小、子波的中心和最大振幅與反射界面一致、分辨率最高等優(yōu)勢(shì)。但是在地震薄層研究中，零相位子波不如90°相位子波能夠更好地反映沉積巖性和界面特征。Zeng等(1998)、Zeng和Backus(2005a，2005b)利用雙層干涉模型和仿真砂泥巖薄互層模型證實(shí)了在地層為薄層情況下，90°相位地震數(shù)據(jù)與波阻抗曲線有更好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，更易于與儲(chǔ)集層巖性和界面準(zhǔn)確對(duì)比，薄層干涉效應(yīng)更弱，與地層無關(guān)的振幅失真更輕微。因此，90°相位調(diào)整為改善地震薄層的巖性和地層解釋提供了一個(gè)良好的工具。

在開展90°相位轉(zhuǎn)換之前，有必要對(duì)原始地震資料進(jìn)行相位估算，常見的相位估算方法有最大方差模準(zhǔn)則、最大能量準(zhǔn)則、波形對(duì)稱性準(zhǔn)則和Parssimony判斷準(zhǔn)則方法等。前3種方法在一般情況下均能適用，第4種方法在地震反射較弱的情況下適用。為了盡量降低各種相位估算方法本身自帶的系統(tǒng)誤差，作者分別利用最大能量準(zhǔn)則(圖 4-a)和波形對(duì)稱性準(zhǔn)則方法(圖 4-b)估算相位。最大能量準(zhǔn)則估算相位結(jié)果為-6°，波形對(duì)稱性準(zhǔn)則估算相位結(jié)果為-8°，取二者平均值-7°作為研究區(qū)白堊系原始地震相位。

在對(duì)原始地震相位進(jìn)行(負(fù))90°相位轉(zhuǎn)換后，建立了地震波反射同相軸與測(cè)井巖性之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系(圖 5)。在原始地震剖面中，地震極性(波峰和波谷)與測(cè)井巖性沒有明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系，有些砂體對(duì)應(yīng)波峰，有些砂體對(duì)應(yīng)波谷，還有些砂體對(duì)應(yīng)波峰、波谷之間的零相位(圖 5-a)；而90°相位調(diào)整之后，砂巖大都對(duì)應(yīng)于波谷，泥巖大都對(duì)應(yīng)于波峰(圖 5-b)，這就建立了地震極性與地層巖性良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，更有利于開展地質(zhì)解釋工作。

a—原始相位(-7°)；b—90°相位。紅色曲線為自然電位曲線；綠圈內(nèi)為相位轉(zhuǎn)換重點(diǎn)對(duì)比層段圖 5 準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系過春109E—春102E井剖面相位轉(zhuǎn)換對(duì)比Fig.5 Comparison of phase shift for the Cretaceous in profile across Wells Chun 109E-Chun 102E in Chunguang exploration area，Junggar Basin

f1: 頻寬下限；fc： 主頻；f2: 頻寬上限圖 6 準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系地震資料頻譜Fig.6 Seismic spectrum of the Cretaceous in Chunguang exploration area，Junggar Basin

2.3 分頻處理

影響地震品質(zhì)的主要因素是地震分辨率(Zeng and Kerans，2003；Zeng and Hentz，2004)。準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系地震資料頻譜圖顯示，地震主頻在80 Hz左右，頻寬10～160 Hz(圖 6)，就目前國(guó)內(nèi)采集地震數(shù)據(jù)整體水平而言，該區(qū)地震資料品質(zhì)良好，因此不需要再進(jìn)行提頻和拓頻處理。但是，由于地震波中高頻的成分傾向于響應(yīng)薄層的信息，低頻的成分傾向于響應(yīng)厚層的信息，為了獲得薄層砂體更清晰的地震地貌成像效果，本次研究需要對(duì)地震資料進(jìn)行分頻處理。

春光探區(qū)白堊系原始三維地震主頻80 Hz，頻寬10～160 Hz，由于頻率過高會(huì)產(chǎn)生十分嚴(yán)重的噪聲，故先不考慮90 Hz以上的頻率成分，保留主頻范圍附近及以下的頻率部分，利用小波變換，將原始地震數(shù)據(jù)體按照10～90 Hz范圍每隔20 Hz分頻提取數(shù)據(jù)體，進(jìn)而得到5個(gè)獨(dú)立的分頻數(shù)據(jù)體。分頻的效果習(xí)慣上用地震振幅屬性來衡量，當(dāng)?shù)貙铀鶎?duì)應(yīng)的振幅越大(峰值越高)，表明該層的地震響應(yīng)被增強(qiáng)，反之則被削弱，實(shí)際上，利用地震地貌成像可以更加直觀簡(jiǎn)潔地對(duì)比分頻的效果。

在春光探區(qū)春103E井區(qū)所做的5個(gè)分頻數(shù)據(jù)體切片中，10iHz分頻切片由于地震分辨率太低(圖 7-a)，基本難以分辨地下沉積體系特征；30 Hz分頻切片中水道特征非常清晰，水道部分的振幅大于水道以外地區(qū)的振幅(圖 7-b)；50iHz分頻切片中水道特征依舊明顯，且水道和非水道部分的振幅值差異比30 Hz更大(圖 7-c)；70iHz分頻切片中水道連續(xù)性比30 Hz和50 Hz分頻切片有所下降(圖 7-d)；90iHz分頻切片中不僅水道連續(xù)性下降，許多雜亂的噪聲也在切片上顯現(xiàn)出來(圖 7-e)。

圖 7 準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)地震數(shù)據(jù)分頻切片對(duì)比Fig.7 Seismic data frequency decomposition in Chunguang exploration area，Junggar Basin

以上對(duì)比分析可知，地震主頻在30～70 Hz范圍是比較能夠反映地下沉積特征的，主頻過低會(huì)導(dǎo)致地震分辨率不夠，主頻過高會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)體成像的連續(xù)性變差，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生噪聲。因此，在接下來的地層切片研究中既要盡量避免噪聲的影響，又要顯著提高地層切片成像效果，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮利用30～70 Hz頻段范圍的地震數(shù)據(jù)。

2.4 RGB屬性融合

近幾十年來，勘探地球物理學(xué)家從地震數(shù)據(jù)中提取出數(shù)百種地震屬性(如振幅類、頻率類、相位類、波形類、構(gòu)造類和疊前類屬性以及譜分解類屬性等)(丁峰等，2010)。對(duì)于多個(gè)地震屬性來說，采用單個(gè)屬性逐一彩色顯示方法不能明顯地反映地質(zhì)體整體趨勢(shì)、沉積厚度及某些隱蔽的地質(zhì)特征。為了解決這一問題，研究人員在地震屬性表征中引入基于顏色空間的多屬性融合技術(shù)(RGB)(Guoetal.， 2008；Zeng，2018)。RGB屬性融合技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠充分利用地震屬性中蘊(yùn)含的構(gòu)造和巖性信息(李艷芳等，2009)，提高了從多屬性中提取地質(zhì)體的能力，使圖像顯示更加清晰，具有特征明顯、細(xì)節(jié)豐富、高信息量和多屬性聯(lián)合顯示的特點(diǎn)。

在采用RGB屬性融合研究中，將反映不同厚度及其組合特征對(duì)應(yīng)的30 Hz、50 Hz和70 Hz分頻數(shù)據(jù)體分別賦予紅色、綠色和藍(lán)色，然后在平面上疊合顯示(圖 7)。與傳統(tǒng)切片相比，RGB屬性融合切片的優(yōu)點(diǎn)在于它能夠反映更多的地質(zhì)信息，紅色主要反映(低頻)23.3im厚度地層信息，綠色主要反映(中頻)14im厚度地層信息，藍(lán)色主要反映(高頻)10im厚度地層信息(圖7-f)，這種顏色組合顯示方式在判斷沉積體形成期次和厚度方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。不同期次形成的沉積體具有明顯不同的顏色組合特征，這種特征在傳統(tǒng)切片上是難以察覺的(圖 8)。

圖 8 準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)春103E井區(qū)白堊系異重流水道RGB融合屬性切片(a)及地質(zhì)解釋(b)Fig.8 RGB blending stratal slice(a)and geological interpretation(b)of the Cretaceous hyperpycnal-flow channel in Chun 103E well area of Chunguang exploration area，Junggar Basin

傳統(tǒng)切片只能夠依據(jù)不同水道的寬度來區(qū)分2期不同水道，RGB屬性融合切片則不僅可判斷寬度，而且還能夠依據(jù)同期水道具有類似的顏色組合來判斷水道期次。RGB屬性融合切片還攜帶了一定的厚度信息，在圖 8-a的異重流水道1中，北部水道段偏紅—黃色，綠色成分少，南部水道段偏黃—綠色，紅色成分少，依據(jù)干涉圖賦予的該切片厚度定義可知，北段厚度比南段大，水道由北向南是逐漸減薄的，這就為本區(qū)異重流研究帶來一個(gè)十分重要的信息，該異重流水道的流向應(yīng)當(dāng)是由北向南。根據(jù)沉積學(xué)原理可知，在洪水?dāng)y帶異重流沉積物向湖盆推進(jìn)過程中，更接近物源方向的上游水道應(yīng)該比遠(yuǎn)離物源方向的下游水道沉積厚度大。

2.5 地層切片

準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系存在底部地層超覆和頂部地層剝蝕的現(xiàn)象，不利于利用層拉平技術(shù)開展地層切片處理。本次研究盡可能多地選用了地震參考同相軸的個(gè)數(shù)，而且還利用Paleoscan軟件的自動(dòng)尋優(yōu)解釋技術(shù)，建立了白堊系層序地層模型，并在層序地層模型基礎(chǔ)上提取出200張均方根振幅屬性地層切片以及四級(jí)層序?qū)娱g均方根振幅屬性切片，開展地震巖性學(xué)和地震地貌學(xué)解釋之后，可以得到春光探區(qū)白堊系沉積體系展布規(guī)律。

在對(duì)振幅屬性的地層切片進(jìn)行解釋之前，必須明確振幅與巖性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。從90°相位轉(zhuǎn)換之后的地震剖面可以看出，波谷對(duì)應(yīng)偏砂巖相、波峰對(duì)應(yīng)偏泥巖相(圖 5)。同樣，在平面上，用紅色表示的波谷對(duì)應(yīng)偏砂巖相，用黑色表示的波峰對(duì)應(yīng)偏泥巖相。

2.6 沉積相類型

本次研究綜合巖心、鉆測(cè)井、地震和粒度概率曲線等資料，明確了準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系發(fā)育扇三角洲、辮狀河三角洲、湖泊和重力流等沉積類型。

2.6.1 辮狀河三角洲

辮狀河三角洲是辮狀河入湖(海)形成的粗粒三角洲，它的發(fā)育主要受季節(jié)性洪水作用的控制，通常受湍急洪水影響。沖積扇末端辮狀河或由山區(qū)發(fā)育的沖積平原辮狀河經(jīng)較短距離搬運(yùn)粗粒沉積物，在盆地長(zhǎng)軸或短軸部位地形較陡的地方入湖形成三角洲。辮狀河三角洲可細(xì)分為辮狀河三角洲平原、辮狀河三角洲前緣和前辮狀河三角洲3個(gè)亞相。研究區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣，判斷依據(jù)如下： 巖性為互層的細(xì)礫巖、含礫砂巖、細(xì)—中砂巖與泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，砂、礫巖含量高，可達(dá)50%～70%，反映近源特點(diǎn)；泥巖以灰色泥巖為主，說明為水下沉積環(huán)境；沉積構(gòu)造主要為楔狀、槽狀交錯(cuò)層理為主，顯示牽引流沉積特征；多發(fā)育沖刷面、間斷正韻律，反映水道沉積特征(圖 9)。辮狀河三角洲前緣可劃分為水下分流水道、水下分流河道間、河口壩和席狀砂等微相。

圖 9 準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系辮狀河三角洲前緣水下分流河道巖電特征Fig.9 Lithological and well-logging characteristics of underwater distributary channel in braided river delta front of the Cretaceous in Chunguang exploration area，Junggar Basin

1)水下分流河道微相

水下分流河道沉積是辮狀河三角洲前緣沉積的主體，是平原亞相中辮狀河道入湖后在水下的延續(xù)部分。春17-10井926～962im井段存在多期水下分流水道沉積，巖性為淺灰色礫巖、礫質(zhì)砂巖和砂巖，中、厚層至塊狀，單砂層厚度多為5～10im。砂巖底面常見凹凸不平的沖刷面，發(fā)育平行層理和交錯(cuò)層理，垂向上構(gòu)成米級(jí)的間斷正韻律，自然電位曲線和電阻率曲線呈鐘形或箱形(圖 9)。

常見的辮狀河三角洲水下分流河道微相的粒度概率累積曲線有2種類型，第1種是“一跳一懸夾過渡式”類型(如春114側(cè)井，1395.82im；圖 10-a)，反映牽引流水動(dòng)力條件，主要包括分選較好的跳躍總體和分選略差的過渡總體，其粒度、分選性及各組分特征隨著所處沉積環(huán)境和位置不同而發(fā)生變化。巖性分布范圍較廣，從泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖到中細(xì)砂巖均有發(fā)育。通常隨著粒度變細(xì)，分選性變好，跳躍總體斜率變大。研究區(qū)內(nèi)，該類型的粒度概率累積曲線懸浮總體含量較少，占2%～5%，斜率在60°左右，分選較好。過渡段總體分布寬廣平緩，尾部細(xì)粒組分呈現(xiàn)翹尾巴的曲線特征，與跳躍總體交點(diǎn)粒度Φ值介于3～5之間，與懸浮總體交點(diǎn)處Φ值往往大于10。第2種粒度概率累積曲線呈現(xiàn)“低斜多段式”特征(如K4311-403井，1042.49im；圖 10-b)，整體斜率偏小，30°左右，但內(nèi)部由多個(gè)起伏段組成，且跳躍總體斜率大、分選好，反映水動(dòng)力頻繁變化的過程。

a—“一跳一懸夾過渡式”，春114側(cè)井，1395.82im，石英中砂巖；b—多段式，K4311-403井，1042.49im，粉砂巖圖 10 準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系辮狀河三角洲前緣水下分流河道粒度概率累積曲線Fig.10 Grain-size probability accumulation curves of underwater distributary channel in braided river delta front of the Cretaceous in Chunguang exploration area，Junggar Basin

2)水下分流河道間

春17-10井927～928.2im(圖 9-a)和春121井1656.3～1657.2im為水下分流河道間沉積，其沉積物顏色較深，為灰色和灰綠色；粒度較細(xì)，多為泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，對(duì)應(yīng)平直自然電位曲線。發(fā)育水平層理，多被水下分流河道沖刷。

3)河口壩

研究區(qū)局部可見河口壩沉積。如春121井1662.4～1663.6im，位于水下分流水道前端，沉積物比水下分流水道細(xì)。巖性為細(xì)砂巖和粉砂巖，中厚層，單層厚度多為3～6im，具向上變粗的沉積序列，其自然電位曲線呈漏斗狀，發(fā)育交錯(cuò)層理以及壓扁層理和波狀層理。

4)席狀砂

辮狀河三角洲前緣席狀砂為互層的粒度較細(xì)的砂巖、粉砂巖與泥巖，顆粒分選性和磨圓度較好。如春17-10井972.8～973.9im，可見沙紋層理、波狀層理、小型交錯(cuò)層理和生物潛穴等。自然電位曲線多呈低—中幅指狀。

2.6.2 扇三角洲

扇三角洲是從鄰近高地推進(jìn)到穩(wěn)定水體(海、湖)中的沖積扇，其發(fā)育的基本條件是源區(qū)地勢(shì)高、坡降陡，具有豐富的物源和相對(duì)干旱的氣候條件。其形成的動(dòng)力機(jī)制比較復(fù)雜，陸上部分也可看作洪積扇體，而水下部分與三角洲具有很大的相同性。在地震反射上，扇三角洲具有一些前積特征，一般呈斜交型前積結(jié)構(gòu)，代表著水動(dòng)力較強(qiáng)、物源供應(yīng)充足的沉積環(huán)境。在垂直物源方向上，一般為寬緩的丘狀反射，內(nèi)部為低頻的平行或亞平行結(jié)構(gòu)，同相軸為連續(xù)性較好的強(qiáng)振幅反射。扇三角洲可分為3個(gè)亞相，即扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲。研究區(qū)主要發(fā)育前緣亞相，主要判斷依據(jù)如下： 巖石粒度較粗，主要為分選中等的細(xì)礫巖、含礫砂巖，并與雜色泥巖伴生；多發(fā)育沖刷面，常見多期正粒序疊置、以交錯(cuò)層理為主的牽引流沉積(圖 11)。扇三角洲前緣亞相可細(xì)分為水下分流河道、河道間和河口壩微相。

1)水下分流河道

扇三角洲前緣水下分流河道沉積為平原環(huán)境中形成的分流河道在水下的延伸。如春50-9井1936～1945im層段，粗粒沉積以砂巖、含礫砂巖為主，礫巖相對(duì)較少；砂、礫巖呈灰白色、淺灰色，厚層，塊狀，單層厚度為5～10im，部分由多個(gè)砂巖透鏡體在縱向上相互疊置而形成厚達(dá)數(shù)米的砂礫巖(圖 11-a)；砂體中發(fā)育大、中型槽狀、楔狀交錯(cuò)層理、平行層理(圖 11-c，11-d，11-e)，砂體底部發(fā)育沖刷面構(gòu)造；自然電位曲線多呈鐘形、中高幅指狀或疊置箱形，也可因?yàn)樗赖倪M(jìn)積而形成漏斗形上疊箱形的復(fù)合型，以及因水道退積形成的鐘形疊在箱形上的復(fù)合型(圖 11-b)。

扇三角洲水下分流河道間主要由灰色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖組成，見水平層理和植物碎屑，自然電位多呈微齒狀—平直狀(如春50-9井)。

2)河口壩

扇三角洲河口壩在研究區(qū)內(nèi)發(fā)育程度較低，沉積巖性主要為砂巖和粉砂巖，厚度較小，發(fā)育波狀層理、交錯(cuò)層理和平行層理(春50-9井；圖 11-f)。自然電位曲線為齒化的漏斗—鐘形，反映河道沖刷作用減弱。但由于河道的遷移和沖刷，在單井上很少見河口壩的沉積響應(yīng)。

2.6.3 湖泊

準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)東北部的春17-9井和西南部的春50-9井都有部分層位發(fā)育濱淺湖灘壩和湖泥微相。灘壩和湖泥微相的主要判斷依據(jù)如下： 泥巖以灰色泥巖為主，砂巖以粉—細(xì)砂巖、含礫砂巖為主，沉積構(gòu)造以微波狀層理為主，可見蟲孔和反韻律沉積序列(圖 12)。

圖 11 準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系扇三角洲前緣水下分流河道和河口壩巖電和巖心特征Fig.11 Lithological，well-logging and core characteristics of underwater distributary channel and mouth bar in braided delta front of the Cretaceous in Chunguang exploration area，Junggar Basin

圖 12 準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系濱淺湖灘壩巖心特征Fig.12 Core characteristics of shore-shallow lacustrine beach and bar of the Cretaceous in Chunguang exploration area，Junggar Basin

2.6.4 重力流

在地震數(shù)據(jù)體分頻研究和地層切片制作過程中，發(fā)現(xiàn)了1種具有十分明顯水道特征的沉積相類型(圖 13)。這種沉積相類型發(fā)育在研究區(qū)井位部署較少的地區(qū)，如研究區(qū)東南部春103E井區(qū)切片所示，該切片范圍目前僅存在4口鉆井，且4口鉆井都未鉆遇這類水道，只是鉆遇了水道以外的湖相泥巖，因而在鉆、測(cè)井上無法識(shí)別該沉積類型。

圖 13 準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系異重流沉積在典型地層切片及地震剖面中的特征Fig.13 Characteristics of hyperpycnal-flow deposits in typical stratal slice and seismic profile of the Cretaceous in Chunguang exploration area，Junggar Basin

a—SQh_4均方根振幅屬性；b—SQh_4沉積相平面展布圖；c—SQs均方根振幅屬性；d—SQs沉積相平面展布圖；e—SQl_1均方根振幅屬性；f—SQl_1沉積相平面展布圖圖 14 準(zhǔn)噶爾盆地春光探區(qū)白堊系重點(diǎn)層序均方根屬性及沉積相Fig.14 Root-mean-square attribute and sedimentary facies of key Cretaceous sequences in Chunguang exploration area，Junggar Basin

這種高彎曲度水道特征很容易被解釋為現(xiàn)代的曲流河沉積，但是根據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景及地震屬性、地震反射特征等資料，研究認(rèn)為這種沉積相類型應(yīng)為重力流中的異重流沉積。異重流是沿湖底或海底流動(dòng)的高密度流體，它在河口流體密度大于湖水或海水密度時(shí)形成，通常由季節(jié)性洪水?dāng)y帶的大量懸浮沉積物搬運(yùn)而來，這種洪水?dāng)y帶大量沉積物到深水地區(qū)，形成異重流沉積可能是非常常見的現(xiàn)象。異重流常常發(fā)育在海洋和湖泊等深水環(huán)境，在湖盆中心可以形成異重流水道—湖底扇沉積體系(Girardetal.， 2012；潘樹新等，2017；Zavala和潘樹新，2018)。具體證據(jù)如下： (1)區(qū)域地質(zhì)背景資料顯示，該區(qū)白堊系沉積時(shí)期屬于湖盆水下斜坡沉積背景，而不是陸上沉積背景(王勇等，2015)；(2)春103E和春111井揭示白堊系10～20im厚度的黑色質(zhì)純泥巖，反映當(dāng)時(shí)為水下還原環(huán)境，這一特征與陸上曲流河紅色、雜色泥巖的氧化環(huán)境不符；(3)水道巖性偏細(xì)，如春111井，以粉砂巖為主，缺乏曲流河道中的底礫巖或滯留沉積現(xiàn)象；(4)切片上水道與水道外的沉積界線非常清晰，缺乏河漫灘沉積；(5)在異重流水道發(fā)育位置發(fā)現(xiàn)河道充填沉積和側(cè)積反射地震相。

2.7 地震沉積相分析

2.7.1 白堊系呼圖壁組SQh_1—SQh_4地層切片地震沉積學(xué)綜合解釋

鉆井巖心刻度表明，研究區(qū)西南角紅色強(qiáng)振幅指示扇三角洲沉積，東部紅色振幅指示辮狀河三角洲沉積，綠色和藍(lán)色振幅主要對(duì)應(yīng)于湖相泥巖沉積(圖 14-a，14-c，14-e)。呼圖壁組SQh_1和SQh_2沉積時(shí)期，湖水分布范圍很小，只有春光探區(qū)東部和西南角接受湖盆沉積，該時(shí)期處于湖平面緩慢上升階段。在扇三角洲沉積中，將測(cè)井上出現(xiàn)箱形自然電位和錄井顯示為砂礫巖的位置解釋為水下分流河道，測(cè)井和錄井顯示為泥巖的部分解釋為扇三角洲前緣水下分流河道間。SQh_3沉積時(shí)期，除了東部和西南角外，春光探區(qū)南部逐漸開始接受湖盆沉積，東部地區(qū)仍然以辮狀河三角洲為主，南部地區(qū)和西北角繼承性發(fā)育扇三角洲。SQh_4沉積時(shí)期，湖侵范圍明顯擴(kuò)大，東北部為辮狀河三角洲沉積，物源來自北部，面積近30ikm2，其前端異重流沉積較為發(fā)育，在切片上可以清晰地觀察到蜿蜒曲折的異重流水道及新月形的側(cè)積復(fù)合體?？拷鼊兾g區(qū)發(fā)育濱淺湖灘壩沉積。另外，研究區(qū)中南部發(fā)育3～4個(gè)辮狀河三角洲，但面積明顯變小，僅2～5ikm2；西南部為3個(gè)扇三角洲，面積4～6ikm2。物源都來自于西北部的剝蝕區(qū)域(圖 14-b)。

2.7.2 白堊系勝金口組SQs地層切片地震沉積學(xué)綜合解釋

勝金口組SQs沉積時(shí)期是白堊系湖侵規(guī)模最大時(shí)期，相對(duì)湖平面達(dá)到最高，水深也最大，10im左右，最有利于東部異重流發(fā)育和保存，異重流規(guī)模達(dá)到最大，以蜿蜒曲折的水道沉積為主。水道發(fā)育特征受古地貌控制，在研究區(qū)東部中間發(fā)育1個(gè)古凸起，北部和南部各發(fā)育1個(gè)次洼，異重流水道首先自西北向東南、由高到低流動(dòng)，進(jìn)入北次凹，然后繞過古凸起，又自東北向西南流入南次洼。而且該時(shí)期還發(fā)育多條異重流水道之間的相互疊切。中南部辮狀河三角洲和西南部扇三角洲繼續(xù)繼承性發(fā)育，面積也大致介于3～5ikm2之間(圖 14-d)。

2.7.3 白堊系連木沁組SQl_1—SQl_2地層切片地震沉積學(xué)綜合解釋

連木沁組SQl_1沉積時(shí)期與先前有很大的差異，該時(shí)期由于西南部地形抬升影響，只在東部接受沉積，由于地形變化較大，先前在東部發(fā)育的異重流沉積逐漸萎縮。此時(shí)，湖平面開始下降，層序頂部遭受剝蝕。東部和東北部鳥足狀的紅色—黃色振幅指示辮狀河三角洲沉積，巖石粒度相對(duì)異重流明顯變粗，在井上能觀察到灰色礫巖、含礫砂巖和箱形、鐘形測(cè)井曲線特征。SQl_2沉積時(shí)期湖平面進(jìn)一步收縮變小，在東部發(fā)育辮狀河三角洲、灘壩和異重流，中南部發(fā)育辮狀河三角洲，西南部發(fā)育扇三角洲，整體面貌和SQh_4沉積時(shí)期較為相似(圖 14-f)。

3 結(jié)論

1)準(zhǔn)噶爾盆地西北部春光探區(qū)白堊系三級(jí)層序分別為SQK1h、SQK1s和SQK1l，依次對(duì)應(yīng)呼圖壁組、勝金口組和連木沁組，SQK1h分為4個(gè)四級(jí)層序SQh_1、SQh_2、SQh_3和SQh_4，SQK1s為1個(gè)四級(jí)層序SQs，SQK1l分為2個(gè)四級(jí)層序SQl_1和SQl_2。

2)春光探區(qū)原始地震資料進(jìn)行90°相位轉(zhuǎn)換后地震極性與巖性具有良好對(duì)應(yīng)關(guān)系，紅色波谷對(duì)應(yīng)偏砂巖相，黑色波峰對(duì)應(yīng)偏泥巖相，分頻結(jié)果顯示30～70 Hz頻帶范圍內(nèi)的地震數(shù)據(jù)成像效果良好，RGB屬性融合切片能攜帶更多的地質(zhì)信息，在判斷沉積體形成期次和沉積體厚度方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，且能明顯提高地震地貌成像效果。

3)春光探區(qū)白堊系發(fā)育扇三角洲、辮狀河三角洲、湖泊以及異重流沉積。呼圖壁組和勝金口組沉積時(shí)期，主要在工區(qū)西南角發(fā)育扇三角洲，東部發(fā)育辮狀河三角洲和異重流沉積；連木沁組沉積時(shí)期，僅在工區(qū)東部發(fā)育辮狀河三角洲和異重流沉積。

致謝感謝中國(guó)石化河南油田分公司提供的鉆測(cè)井、地震和分析化驗(yàn)等基礎(chǔ)資料；感謝免費(fèi)捐贈(zèng)Paleoscan軟件的GSS公司和免費(fèi)提供Geoscope軟件的Rockstar公司，為最終成果的取得奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。