中拐地区T2k2高分辨率层序地层研究

刘爱华 张尚锋 陈 轩等

摘要：综合应用钻井、测井和地震资料，对准噶尔盆地中拐地区克拉玛依上亚组(T₂k₂进行高分辨率层序地层学研究，根据微相相序叠加样式与界面特征，共识别出12个短期基准面旋回；在短期基准面旋回识别的基础上，共识别出3个中期基准面旋回和1个长期基准面旋回，并详细分析了各个级次的基准面旋回发育的特征。依据等时地层对比法则对研究区中期基准面旋回进行连井对比，建立等时地层对比格架，在等时地层格架下对砂体进行对比，提高了砂体对比的精度，并通过分析确定层序格架内的砂体发育特征与基准面旋回存在密切联系。

关键词：高分辨率层序地层；基准面旋回；砂体；中拐地区：T₂k₂

中图分类号：TEl21.3文献标识码：A

引言

自邓宏文教授引进以Cross为代表的高分辨率层序地层学以来，该理论体系被广泛地应用到我国许多陆相油田，取得了丰硕的研究成果，解决了精细地层对比、储层预测、剩余油气分布规律研究等众多难题。准噶尔盆地西北缘三叠系的油藏主要集中在克拉玛依组(T₂k)，而对其开展储层预测、岩性油气藏勘探等研究工作却较少，因此，对克拉玛依上亚组(T₂k₂进行高分辨率层序地层学研究十分必要。研究区位于准噶尔盆地西北缘，包括中拐凸起与红山嘴地区，三叠系自下而上发育百口泉组、克拉玛依下亚组、克拉玛依上亚组与白碱滩组。T₂k₂主要发育辫状河流—辫状河三角洲沉积体系，岩性以灰色砂砾岩、含砾砂岩、砂岩、细粉砂岩和泥岩为主，储层砂体发育，具有较大油气勘探潜力。

1 高分辨率层序地层划分

高分辨率层序地层学的理论依据是基准面变化将影响可容纳空间与沉积物供给的变化，导致沉积物发生体积分异。划分基准面旋回时，通过可容纳空间和沉积速率比值(A／S)变化来反映基准面升降，主要识别依据包括：①单一相物理性质的垂向变化；②相序和相组合变化；③旋回叠加样式的改变；④地层几何形态与接触关系。本次工作将研究区T₂k₂基准面旋回划分为短期、中期和长期3个级别。

1.1层序界面特征

层序界面的识别是地层基准面旋回层序识别与划分的基础，研究区识别出3个级次的基准面旋回界面。短期旋回界面为韵律性沉积旋回的进积一退积的转化面(如小型冲刷面)，测井曲线上表现为单向移动的突变面，如单一分流河道底部冲刷面为短期旋回界面；中期旋回界面为同一沉积体系中相似或相邻相序的进积一退积的转化面，钻井剖面上表现为较大的冲刷面或岩性突变面；长期旋回界面为同一或相邻沉积体系的大套进积一退积的转化面，钻井剖面上表现为大型冲刷面或岩性、岩相突变面，地震剖面中有明显的削蚀、削截反射特征。湖泛面为基准面上升与下降的转换面，钻井剖面上表现为暗色泥岩，测井曲线表现为高自然伽马，自然电位处于泥岩基线，区域上具有较好的可对比性。

1.2短期基准面旋回的划分

短期基准面旋回划分以沉积相研究为基础，根据沉积特征、微相相序叠加样式与界面特征进行识别。退积的微相相序叠加样式与基准面上升有关，进积则反映基准面下降。如：辫状河三角洲平原发育分流河道一天然堤一泛滥平原相序组合，为退积的相序叠加样式，反映基准面上升过程；辫状河三角洲前缘发育水下分流河道一河道间一河口坝相序组合，为退积一进积的相序叠加样式，反映一个完整的基准面上升一下降旋回。研究区共识别出12个短期旋回，可归为3种样式，分别为向上“变深”的非对称型旋回、向上“变浅”的非对称型旋回和向上“变深”复“变浅”的对称型旋回。

1.2.1向上“变深”的非对称型旋回(A型)

向上“变深”的非对称型旋回(A型)只保存上升半旋回沉积记录，下降半旋回表现为小型冲刷面或无沉积的间断面，研究区内广泛发育。进一步划分为低可容纳空间A型、中等可容纳空间A，型与高可容纳空间A型：A，型旋回岩性以砂砾岩、砂岩为主，泥岩厚度薄或无泥质沉积，发育交错层理，顶底界面均呈冲刷接触，主要为单一辫状河道或分流河道构成(图1A，)；A：型旋回主要为河道一泛滥平原或分流河道一河道间相序组合，泥质沉积物厚度较薄，砂岩相对较厚，发育交错层理(图1A，)：A型旋回主要为分流河道一天然堤一河道间或水下分流河道一水下天然堤一河道间组成的沉积序列，相序组合呈退积叠加样式，微相类型较丰富，砂体主要发育于旋回底部，底界面为小型冲刷面(图1A)，A型旋回沉积厚度一般较A和A型旋回大(图1)。

1.2.2向上“变浅”的非对称型旋回(B型)

向上“变浅”的非对称型旋回(B型)以仅保存基准面下降期沉积为特征，形成下细上粗的反粒序，基准面上升时期，由于A／S≥1，沉积区处于欠补偿状态，故基本无沉积记录。该类型旋回在辫状河流和三角洲平原相中不发育，只在辫状河三角洲前缘和滨浅湖中有少量发育，主要为河道间一河口坝、河道间一席状砂或泥坪一沙坪相序组合(图lB)，表现为进积微相叠加样式。

1.2.3向上“变深”复“变浅”的对称型旋回(c型)

向上“变深”复“变浅”的对称型旋回(C型)基准面上升和下降期均保留完整沉积记录，从而形成沉积物由粗变细再由细变粗的对称性旋回。基准面升降过程中可容纳空间较大，且可容纳空间的增加速率始终大于沉积物沉积速率是该型旋回形成的主要条件。该类型旋回主要发育于辫状河三角洲环境中，由分流河道一泛滥平原一决口扇或水下分流河道一河道间一河口坝组成(图1c)，为退积一进积微相叠加样式，底部发育河道砂体，顶部发育决口扇或河口坝砂体，上下旋回的转换位置为洪泛面(湖泛面)，为暗色泥质沉积物。

1.3中期基准面旋回的划分

研究区内共识别出3个中期旋回(图2)，由上至下对其进行命名为MSCl、MSC2和MSC3。中期基准面旋回可利用短期旋回的叠加样式和界面特征进行识别。通过研究，该区主要发育向上“变深”非对称型中期旋回和对称型中期旋回。向上“变深”非对称型中期旋回只保留了基准面上升期的沉积物，由多个A型短期旋回组成(图2)，呈退积叠加样式，表现为多期河道叠加，自然电位曲线为复合钟型，一般位于辫状河道与辫状河三角洲平原沉积区。对称型中期旋回的主要特征为基准面上升半旋回由A3和c型短期旋回构成，由多期分流河道叠加而成，呈退积叠加样式；下降半旋回构成形式主要有2种：一是由多个B型或c型短期旋回组成，自然电位曲线表现为复合漏斗型，且呈进积叠加样式，主要位于辫状河三角洲前缘沉积区；二是由几个A₂和A₃型短期旋回组成(图2)，

自下而上短期旋回砂体厚度逐渐增大，主要位于辫状河三角洲平原沉积区，湖泛面为一套泥岩，为泛滥平原沉积或滨浅湖相沉积，自然电位曲线表现为低平或微齿化，较易识别。

1.4长期基准面旋回的划分

研究区共识别出1个长期旋回(图2)，命名为LSCl。在辫状河流沉积区，河流结构特征改变是可容纳空间变化的反映：基准面上升早期河道砂体主要由砂砾岩构成，厚度较大，且呈带状分布，旋回底部一般发育较大型的冲刷面；基准面上升晚期与下降早期，可容纳空间逐渐增大，河道砂体粒度变细，泛滥平原发育，河道砂体呈孤立分布；基准面下降晚期，可容纳空间减小，河道相互叠置，造成砂体连片分布，砂泥比增加，反映退积一进积堆积样式。三角洲相中，识别长期旋回主要根据多个亚相垂向叠加序列或大相变化序列，相序变化指示可容空间的变化，研究区主要为三角洲前缘一三角洲平原或三角洲一滨浅湖一三角洲沉积序列，反映可容纳空间小一大一小的变化过程，呈退积一进积地层堆积样式(图2)。最大湖泛面附近发育一套暗色泥岩，为泛滥平原或湖相泥岩沉积，易识别，具有区域可对比性。利用地震剖面进行旋回界面追踪，可以提高长期旋回划分可靠性。

1.5基准面旋回对比与等时地层格架建立

高分辨率层序地层对比是以基准面旋回为参照面进行的地层对比，是同一时间单位地层或界面的对比(而非岩石类型和地层厚度的对比)，基准面由上升到下降或由下降到上升的转换位置可作为时间地层单元对比的优选位置。在各个级次基准面旋回划分的基础上、根据高分辨率层序地层对比法则…，对研究区T2k2以中期基准面旋回进行等时地层对比，在垂直物源方向与平行物源方向各选取2条连井剖面进行对比，建立等时地层对比格架，并在基准面旋回对比的基础上，对层序格架内的单砂体进行对比，提高砂体对比精度，为勘探开发工作提供参考(图3)。

2砂体发育特征

研究发现，研究区T₂k₂砂体展布呈现明显规律性，与基准面变化密切相关：LSCl上升半旋回下部与MSC3和MSC2上升半旋回下部的叠合部分发育的河道砂体厚度较大，并相互叠置、彼此切割，分布面积较广；LSCl上升半旋回中上部砂体厚度变薄，且侧向连通性较差，以透镜状为主；LSCl下降半旋回下部砂体厚度较小，主要发育泛滥平原和湖相沉积泥岩；LSCl下降半旋回中上部与MSCl上升半旋回叠合部位砂体厚度增加，侧向连通性有变好趋势。

砂体展布规律分析认为：长期基准面上升早期的中期基准面上升期，沉积物供应速率大于可容纳空间的增加速率(A／5<1)，沉积物供应相对充足，导致砂体单层厚度较大；随着基准面上升，A／s增大，沉积物供应相对不足，沉积砂体厚度变薄，侧向尖灭明显，呈透镜状分布；长期基准面下降早期，可容纳空间较大，物源供给相对不足(A／s>1)，砂体展布特征与长期基准面上升晚期相似；长期基准面下降中晚期的中期基准面处于上升期时，可容纳空间较小，物源相对充足，A／s减小，沉积物大量堆积，砂体较发育，且垂向上相互叠置，侧向连通性变好。由此可以看出：长期基准面旋回湖泛面附近砂体侧向尖灭明显，易形成岩性圈闭，可作为岩性油气藏勘探的有利部位；长期基准面旋回界面附近与中期基准面上升半旋回的叠合部位，河道砂体相互叠置、储层发育，沿其上倾方向被断层遮挡，被上覆泥岩封盖可以形成构造圈闭，可以作为油气勘探的重点有利部位，对研究区油气勘探具有重要意义。3结论

(1)综合利用钻井、测井与地震资料，对研究区₂进行高分辨率层序地层研究，识别出12个短期基准面旋回，包括向上“变深”的非对称型旋回、向上“变浅”的非对称型旋回和向上“变深”复“变浅”的对称型旋回3类，并可划分出3个中期基准面旋回和1个长期基准面旋回，据此建立起高分辨率层序地层格架。

(2)在等时地层格架内进行砂体对比，确定了砂体展布特征与基准面旋回的关系，其中，长期基准面上升半旋回的下部、下降半旋回的上部，与中期基准面上升半旋回叠合部位砂体较发育，且侧向连通性较好，可以作为油气勘探有利部位；长期基准面旋回湖泛面附近砂体一般为透镜状，是岩性油气藏勘探的有利部位。

参考文献：

[1]邓宏文，美国层序地层研究中的新学派——高分辨率层序地层学[J]，石油与天然气地质，1995，16(2)：89。97.

[2]邓宏文，王洪亮，李熙拮，层序地层地层基准面的识别、对比技术及应用[J]，石油与天然气地质，1996，17(3)：177～184.

[3]邓宏文，吴海波，王宁，等，河流相层序地层划分方法——以松辽盆地下白垩统扶余油层为例[J]，石油与天然气地质，2007，28(5)：621～627.

[4]郑荣才，彭军，吴朝容陆相盆地基准面旋回的级次划分和研究意义[J]，沉积学报，2001，19(2)：249。255.

[5]李君文，陈洪德，田景春，等，塔巴庙区块山西组高分辨率层序地层学研究[J]，油气地质与采收率，2005，12(5)：1～5.

[6]于红枫，王英民，李雪，等，东营凹陷八面河地区沙河街组第四段高分辨率层序地层[J]，成都理工大学学报(自然科学版)，2005，32(5)：486—491.

[7]邓宏文，王洪亮，祝永军，等，高分辨率层序地层学一原理及应用[M]，北京：地质出版社，2002：1～24.

[8]王居峰，蔡希源，邓宏文，等准噶尔盆地腹部侏罗系高分辨率层序地层特征[J]l石油学报,2006，27(2)：16～19.

[9]淡卫东，张昌民，尹太举，等，川西白马庙气田上侏罗统蓬莱镇组高分辨率层序地层对比[J]，沉积学报，2007，25(5)：708—715.

[10]宋小勇，林畅松，阳孝法，博兴洼陷沙四上亚段高精度层序格架研究[J]特种油气藏,2006，13(5)：32～35.