塔南—南贝尔凹陷南屯组下部沉积体系平面展布特征

纪友亮，蒙启安，单敬福，张 革

(1.中国石油大学(北京) 地球科学学院，北京 102249；2.中国石油 大庆油田勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712； 3.长江大学 地球科学学院，湖北 荆州 434023)

1 地质概况

研究区塔南—南贝尔凹陷位于塔木察格盆地中部，位于蒙古国境内，其中南贝尔凹陷部分与中国国界毗邻，2个凹陷总面积就达到了6 700 km2(图1)。最近几年，经过大面积勘探、详查，发现这2个凹陷具有优越油气聚集条件，烃源岩厚度巨大，具多套生储盖组合，是塔木察格盆地新近发现的主要油气勘探开发区。其中塔南凹陷3 200 km2，地震三维覆盖面积为1 424.8 km2；南贝尔凹陷3 500 km2，地震三维覆盖面积已达到了3 236.4 km2。利用最新的地球物理勘探技术，结合研究区连片的高分辨率三维地震和钻井资料，为盆地沉积充填和构造演化等研究提供了难得的条件。塔南—南贝尔凹陷总体表现为“东断西超”的“复合式半地堑”构造特征，平面上形成北北东向展布的3个构造带、3个次凹和1个斜坡带，呈现出“三凹三凸，凹隆相间”的构造格局[1-4]。南贝尔凹陷由于中部存在1个低隆起，将凹陷分成了2个次凹，西部次凹表现为东断西超的简单箕状断陷模式，东部次凹则表现为南北差异断陷模式。其中东次凹南部大致为双箕(地堑式)断陷，北部为以构造反转为特点的西断东超断陷(单个半地堑式)，中部低隆南侧则全为潜山披覆带，南贝尔中部低隆和北部贝尔凹陷的苏德尔特凸起相联，呈北东向展布，为长期继承性隆起，控制凹陷整体构造格局。中部低隆北部延伸的苏德尔特凸起是断陷期末形成的凸起，将北部贝尔凹陷一分为二，东部与南贝尔东次凹，西部与南贝尔西次凹分别连为一体，呈现出同一个凹陷带不同构造单元的平面展布特点(图1)。

图1 塔木察格盆地塔南—南贝尔凹陷构造区划Fig.1 Tectonic division of South Tamuchage-South Beier Sag, Tamuchage Basin

塔南—南贝尔凹陷下白垩统地层发育较厚、沉积厚度大，南屯组是最主要的生烃含烃层系。经过近几年的勘探实践，该凹陷截止到2009年3月，已钻探探井201口，其中取心井180口，取心进尺7 288 m。100余口井做了系统的粒度分析、微量元素分析、粘土矿物分析、生油岩全分析等，积累了大量的详实的基础资料，为在该凹陷进行层序地层综合研究及隐蔽油气藏预测创造了得天独厚的条件。

2 地层特征

南屯组下部形成于构造断陷活动高峰早中期，沉积主要受物源和构造控制，钻井揭示的厚度一般为120～450 m。发育厚层灰色、深灰色乃至黑色泥岩夹粉砂岩和泥质粉砂岩。受构造控制南屯组与铜钵庙组为角度不整合或平行不整合接触。南屯组底界在地震上对应T3反射层(图2)。西部斜坡带局部缺失T3，工区其余区域T3均为强振幅同相轴，是剥蚀作用强烈的不整合面。下白垩统南屯组下部自下而上表现为正旋回。

南屯组下部岩性变化较大，湖盆中心为深灰色砂岩、粉砂岩夹黑色泥灰岩和油页岩，浅处为砂砾岩，盆地东部和北部为含煤沉积。该段地层整体表现为黑色泥岩为主，或泥岩与白色砂砾岩、灰色砂岩呈不等厚互层，局部夹油页岩，本段可见单束松花粉—双束松花粉组合[5-6]。

图2 塔木察格盆地塔南—南贝尔凹陷综合柱状Fig.2 Strata column of South Tamuchage-South Beier Sag, Tamuchage Basin

3 岩石学特征

通过岩心的观察描述，南二段的层理类型主要以块状、平行、楔状交错层理为主，岩性以灰色、灰绿色、灰白色中细砂岩为主，凝灰质含量高，反映了牵引流机制形成的水下辫状河道砂体堆积(图3)，是扇三角洲沉积的证据之一。在塔19-53井1 973.95 m处的岩心中见到正韵律特征明显的鲍玛序列，是重力流沉积的标志，是湖底扇存在的证据。

以塔21-17、塔21-22井为例，粒度概率曲线基本以两段式为主(图4)，缺少滚动组分，其中前者跳跃组分含量较低，基本小于50%，岩性为粉砂岩、泥质粉砂岩，跳跃斜率较陡，表明分选程度中等，为扇三角洲前缘水下分流河道间沉积；另一类跳跃组分含量较高，宽区间，斜率低，表明分选程度较差，对应的岩性为细砂岩，反映水流能量较强的扇三角洲前缘水下分流河道沉积[7-8]。

4 沉积剖面展布特征

铜钵庙组(SQ1)沉积时期，在凹陷中次凹南洼槽开始了湖泊相沉积环境的发育。从图5中可以看出，在19-30至19-06井之间，自铜钵庙组发育初期便开始发育湖泊相沉积，在该联井剖面中，2口井之间的铜钵庙组地层的地震波组反射表现出中频、连续、平行—亚平行反射特征。在19-30井的西侧，发育有自凹陷西侧向凹陷中央发育的扇三角洲碎屑沉积体系。自19-06井向19-28井方向，SQ1层序的地层向上上超尖灭。在凹陷的东次凹，SQ1层序发育局部的浅湖相、洪泛平原相沉积环境。在铜钵庙组地层上部(SQ2)沉积时期，地层在凹陷中次凹的西侧扇三角洲沉积体系仍然发育，在19-30井位置发育扇三角洲沉积体系的前缘相带，在19-30井至19-06井之间，除了SQ2下部发育浅湖相沉积环境之外，向上可能过渡为深湖、半深湖相沉积环境。在19-28井、19-29井、19-51井等靠近中部潜山断裂构造带部位的井，表现为扇三角洲前缘相带的沉积特征，该区带的沉积体系的物源方向可能来自凹陷的南侧。在凹陷东次凹内，主要发育了自东次凹东侧向次凹内发育的退积式扇三角洲沉积体系[9]。

图3 塔木察格盆地塔南—南贝尔凹陷南二段岩心图版Fig.3 Core photo of 2nd member of Nantun Formation, South Tamuchage-South Beier Sag, Tamuchage Basin

图4 塔木察格盆地塔南—南贝尔凹陷南屯组二段概率累计曲线Fig.4 Cumulative probability curve of 2nd member of Nantun Formation, South Tamuchage-South Beier Sag, Tamuchage Basin

图5 塔木察格盆地塔南—南贝尔凹陷南部主测线方向沉积剖面剖面位置见图1。a.过AA′线的地震剖面; b. 过AA′线地震剖面的地质解释Fig.5 Sedimentary facies profile along main survey line, south of South Tamuchage-South Beier Sag, Tamuchage Basin

在南屯组(SQ3)发育时期，以层序SQ3的最大湖泛面MFS为分界面，上下地层的沉积表现出不同特征。在MFS之下即SQ3的LST+EST发育时期，凹陷的中次凹19-30井至19-06井之间除了在南屯组的底部发育有一定规模的扇三角洲沉积体系等低位体系域之外，主要发育随着湖泊水体的扩张而向凹陷西侧斜坡逐渐上超的深湖、半深湖等湖泊相沉积的地层。在19-06井部位，在南屯组的中部发育有远岸水下扇。在凹陷的东次凹的东侧，自南屯组底部开始，在整个LST+EST发育时期，均表现为退积式的扇三角洲沉积体系，东次凹靠近中部潜山断裂构造带的一侧，即靠近19-51井，主要发育深湖、半深湖相地层沉积；在19-29井、19-51井的南屯组的中下部，发育有远岸水下扇的沉积。在SQ3的HST发育时期，凹陷中的中次凹和东次凹主要发育浅湖相沉积地层，粗碎屑物源沉积体系欠发育。

在大磨拐河组(即层序SQ4)沉积时期，该剖面的位置处于凹陷的浅湖相沉积环境中，三角洲前缘对该剖面中各井的影响不明显，个别井的局部层段可能发育有三角洲远砂坝等碎屑补偿沉积单元(图5b)。

5 砂体平面展布特征分析

根据岩心观察描述、测井、录井、地震相及地震属性综合分析认为，与铜钵庙组相比，南屯组扇三角洲沉积相分布范围变小，主要在塔21-17井区的东次凹南洼槽、东部断阶带上以及西次凹中洼槽中零星分布，因此与其对应的砂体分布也同时受其影响，分布范围也变小。砂体的展布不仅与控陷断层持续活动有关，也与内部多级次、多期次的调节断层有着密切的联系。控陷断层控制了扇体分布的大致走向，如在塔21-54井和塔21-56井之间存在2个“对掉”断层，使砂体在该断层活动时期(南屯组沉积早期)持续活动中，改造早期扇三角洲前缘砂体使其砂体沿“对掉”断层之间的小型地堑进行卸载，从而使砂体得以在同生次级断层的根部重新展布，与此类似的沉积在其它局部构造都有所展布[10](图6)。

6 沉积微相平面展布特征

根据单井沉积相、连井沉积相分析、地震剖面反射特征、地震地质解释剖面相模式和地震反演及砂地比图等的综合分析，确定了各层段的沉积相的平面展布。

南屯组下部沉积时期控陷断层活动强烈，东部次凹西部的深控大断裂，控制沉积尤其明显，在物源供给充分的条件下，扇体群沿深大断裂根部呈北东向展布，有些扇体延伸较远，物源以近北西西向为主。而东部靠近塔21-19井区，主体物源大体呈北东向展布，并以塔21-17井为中心，分支成2个物源，并在塔21-45井前端滑塌为湖底扇相沉积。而另一分支物源则向前伸展到达塔21-9井区，中间经过了2个三级断裂的调节作用。该分支物源在塔21-40井区顺北东东向断裂根部沉积了一套红色泥岩夹大套杂色砂砾岩，砾石磨圆度很好，且见定向排列现象，说明该套砾岩经过了一定的搬运，而且离物源近，为就近堆积的产物[11]。而南部潜山披覆带未见南屯组下部沉积。南贝尔凹陷东次凹南屯组下部总体为一双断凹陷，地层展布为东部薄西部厚，北部厚南部薄(图7)。

图6 塔木察格盆地塔南—南贝尔凹陷砂岩等厚、砂地比平面展布Fig.6 Isopath map of sandstone thickness and sandstone percentage of lower Nantun Formation, South Tamuchage-South Beier Sag, Tamuchage Basin

图7 塔木察格盆地塔南—南贝尔凹陷南屯组下部沉积相平面展布Fig.7 Plane distribution of sedimentary facies of lower Nantun Formation,South Tamuchage-South Beier Sag, Tamuchage Basin

7 结论

1)塔南—南贝尔凹陷南屯组下部主要发育冲积扇、扇三角洲、近岸水下扇、湖底扇和湖相5类沉积相，其中扇三角洲—近岸水下扇沉积体系和湖泊沉积体系是研究区内最为发育的沉积体系，湖盆为“窄盆深水”类型。

2)根据地震反射特征、砂岩百分含量等资料的分析，塔南—南贝尔凹陷有8大物源方向。物源方向分别为：西次凹为来自于东部和西部的物源；东次凹北洼槽为来自于西部、东部和北部贝中凸起上的物源；东次凹南洼槽为来自于东部断阶贝尔布伊诺尔隆起带上的物源。

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