松辽盆地徐家围子断陷沙河子组地震相研究

吕鹏佶，柳成志，颜康，张继伟

（1.东北石油大学地球科学学院，黑龙江 大庆 163318；2.大港油田采油二厂，河北 沧州 061103；3.中国石油大学地球科学学院，北京 100083）

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组地震相研究

吕鹏佶1，柳成志1，颜康2，张继伟3

（1.东北石油大学地球科学学院，黑龙江 大庆 163318；2.大港油田采油二厂，河北 沧州 061103；3.中国石油大学地球科学学院，北京 100083）

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组处于断陷早期，受断陷影响较大.针对研究区的实际情况，根据地震反射终止关系，将沙河子组划分出了5个地震层序，即Sq1～Sq5.利用地震反射的内部结构和外部几何形态，结合地震同相轴等各类参数，在目的层内识别出楔状发散、席状平行、席状披盖、丘状前积、丘状空白和丘形乱岗状6种地震相，并描述其特征.通过综合解释，把地震相转换为沉积相.结果表明，沙河子组主要发育有辫状河三角洲、扇三角洲、湖泊和湖底扇等沉积体系.

徐家围子断陷；沙河子组；地震相；层序；沉积相；松辽盆地

0 引言

松辽盆地为中国东北部的中新生代陆相含油气盆地，面积为26×104km2，沉积地层厚度5000～6000 m，历经沉积早期张裂、中后期的整体凹陷和后期褶皱3个阶段，是具有“上拗下断”双层地质结构的沉积盆地［1-4］.故此松辽盆地深、浅层表现出不同的油气聚集分布特征，中浅层研究勘探程度高，并已经取得了丰富的资源，而盆地深层勘探也获得了重大突破.

徐家围子断陷位于松辽盆地中央古隆起带东部，在晚侏罗世到早白垩世早期形成断陷,是该盆地具代表性的深层含气断陷［3］.徐家围子断陷近南北向展布，所在的构造单元为东部断陷区（图1）.整个断陷长115 km，宽33 km，断陷面积为3097 km2.沙河子组处于白垩系底部的强烈断陷期，介于下部的侏罗系火石岭组和上部的营城组之间.

图1 徐家围子断陷研究区位置图Fig.1Study area of the Xujiaweizi fault depression

1 地震层序划分

地震层序是沉积层序在地震剖面上的反映［5-6］，前人在这一问题上已做过大量研究［7-9］.通过对地震波组接触关系的识别，在徐家围子断陷沙河子组地层中，能够清晰地发现上超、下超及削截等不整合反射类型，与此同时对地震剖面进行追踪对比.基于以上，可将沙河子组地层划分出5个地震层序，即Sq1～Sq5（见图2、表1）.

图2 徐家围子断陷沙河子组层序地层划分和界面反射特征Fig.2The division of sequence stratigraphy and interface reflection in Shahezi Formation in Xujiaweizi fault depression

2 地震相类型及其与岩性的对应关系

结合本地区的沉积特征、沉降演化及地质背景等实际情况，此次研究以14条骨架剖面为基础，在不同层序中一共识别出了6种地震相，其中包括楔状发散、席状平行、席状披盖、丘状前积、丘状空白和丘形乱岗状地震相.

2.1 楔状发散地震相

其剖面形态总体呈楔状，可向盆地边缘加厚或减薄，在沉积过程中断陷边缘基底的差异沉降作用或者沉积速率的横向变化均可以形成这种地震相类型.本地区沉积体主要发育于徐家围子断陷东部的缓坡带，反映三角洲前缘以及滨浅湖沉积体系.在沙河子组沉积时期，尚深3井在地震剖面上高连续，高频率和强振幅的特点正反映出这种楔状发散特征，对应的岩性为互层的薄砂泥岩，并发育有少量薄煤层；宋深101井在沙河子组地层中的地震剖面上也呈现出这种楔状发散、而其反射具有低连续和低频率、弱振幅的特征，岩性除夹有少量薄层泥岩外，以厚层砂砾岩为主（见图3a）.

2.2 席状平行地震相

本类型地震相表现出席状的外部几何形态，内部由一组平行的地震反射轴构成，与上下反射层呈平行接触关系，厚度相对稳定，以中—强振幅、中—高连续反射结构为特征，反映在一个沉积区域内相对稳定、水体能量偏低的沉积相组合［10］.在徐家围子沙河子组主要发育于断陷的中部，这种席状平行结构说明了弱水动力条件，指示滨浅湖、深湖—半深湖沉积体系.宋深3井在地震剖面上就具备这种席状平行特征，表现出强振幅、高连续、高频率的特点.岩性主要是大段的厚层泥岩，夹少量薄细砂岩层及煤层.芳深10井在地震剖面上表现出席状平行、弱振幅、高连续及低频率的特点.岩心剖面上岩性以大段暗色泥岩为主，自然伽马曲线低值，属于典型的深湖—半深湖沉积（见图3b）.

表1 徐家围子断陷沙河子组层序地层划分Table 1The division of sequence stratigraphy in Shahezi Formation in Xujiaweizi fault depression

2.3 席状披盖地震相

席状披盖型地震相出现在徐家围子断陷缓坡带的尖灭带处，与地震底层界面相邻，由于沉积后伴随剥蚀而体现出振幅比较强的特征，主要指示辫状河三角洲平原.例如，尚深1井即位于断陷缓坡带的边缘，指示辫状河三角洲平原沉积，岩心剖面上显示此处底部发育红色泥岩，中上部均发育大段浅灰色泥岩（见图3c）.

2.4 前积地震相

图3 地震相图版Fig.3Seismic facies

前积相通常反映某种携带沉积物的水流在向盆地方向推进的过程中由于前积作用而发生的反射.沙河子组地层前积相主要指示扇三角洲前缘和扇三角洲平原.全区发育在徐西断裂一侧，并呈零星分布，指示三角洲平原和前缘沉积.例如肇深6井就表现出丘状前积的特点，具备弱振幅、低连续、高频率的反射特征，岩性以暗色泥岩为主（见图3d），并夹少量薄层砂岩，属于扇三角洲前缘与滨浅湖沉积的过渡段.

2.5 丘状空白地震相

实际上，空白反射主要是由大套岩性比较均一的地层造成的.因此，地震上表现出极弱振幅的反射特点.对应的沉积相，如果在断陷的边缘主要是三角洲平原或前缘的河道沉积，而如果在断陷中部，则主要对应着深湖—半深湖沉积.本类型地震相主要分布在徐西断层一侧，如芳深801井，在地震剖面上表现为丘状空白，岩心剖面上显示存在大套杂色砂砾岩，属于扇三角洲平原发育的河道沉积物（见图3e）.

2.6 丘形乱岗状地震相

肇深12井在地震剖面上表现出丘形乱岗状，中振幅，不连续，高频率，具备典型的丘形乱岗状反射特征.岩心剖面对应的岩性为大套砂砾岩，属于扇三角洲平原沉积.丘状外形本身指示扇体发育形态，中等振幅说明岩性变化属于渐变型，不连续说明岩性横向变化比较大，高频率可说明岩性变化频繁，岩性一般为厚层砂砾岩，对应的沉积相类型一般认为主要是扇三角洲平原或扇三角洲前缘［11］.在本研究区中丘形乱岗状地震相一般分布在徐西断层一侧，指示着扇三角洲沉积体系（见图3f）.

3 地震相向沉积相的转换

根据本区的钻、测井资料，开展单井相分析.再结合三维地震资料，建立过井剖面的地震相和沉积相之间的关系，进而把地震相转换为沉积相［12］.地震相向沉积相的转换是研究沉积相发育演化进而分析预测有利储层的必要环节.

本文以宋深4井为例，对其沉积相以及沉积特征进行系统分析.Sq2沉积时期，在地震上的反射特征为丘状的反射结构.Sq2取心段下部为泥岩夹砂岩层，中间是泥岩夹少量灰黑色细砂岩，上部为泥质粉砂岩，泥岩中含零星炭屑.取心段主要为三角洲平原亚相沉积.在Sq3沉积时期，在地震剖面上为前积反射.取心段岩心下部为灰白色砾岩；中部岩性主要为细砂岩；上部为细砂岩和少量砂砾岩，整体呈现正韵律，三处均为典型的三角洲平原越岸沉积微相.Sq4沉积时期，地震剖面上为丘状空白反射.取心段岩心以砂砾岩为主，砾石磨圆呈次圆状，颗粒结构为不等粒结构，可见平行层理，主要反映了三角洲前缘辫状河道微相沉积.

4 沙河子组沉积相演化

沙河子组沉积时期，徐家围子断陷受徐西断裂控制作用明显，西厚东薄，西断东超.在局部相带的变化上，由于不同地质因素引起湖平面的不断变化，不同时期的水体深度和范围均发生着细微的变化，沉积相带也随之演化，如三角洲体系内部平原与前缘之间的演化，三角洲相与湖相之间的演化，湖泊相中滨浅湖与半深湖—深湖之间的演化等（见图4）.这些相带的演变形式在不同层序内特征有所差异.在不同的背景下，不同的演变形式预示着各异的沉积特征，指导着有利储层预测与油气的勘探开发.

Sq1沉积时期，徐家围子断陷沉降幅度较小，沉积范围不大，扇三角洲沉积体系发育较小，滨浅湖面积亦小.Sq2沉积时期，徐家围子断陷开始进入沉降期，辫状河三角洲发育规模有所扩大，滨浅湖和扇三角洲范围也随之扩大，并且此时期发育了大规模的半深湖—深湖体系，局部发育湖底扇沉积.Sq3沉积时期，徐家围子断陷继续稳定沉降，辫状河三角洲的发育规模达到最大，并且此时期发育了大范围的半深湖—深湖沉积体系，局部发育湖底扇.Sq4沉积时期，徐家围子断陷遭受剥蚀导致面积减小，辫状河三角洲发育规模有所减小，滨浅湖范围面积减小，并且此时期发育了小范围的半深湖—深湖体系，局部发育湖底扇沉积体系. Sq5沉积时期是沙河子组沉积后期，全区遭受严重剥蚀，仅发育扇三角洲和滨浅湖，且沉积范围很小.简而言之，沙河子组沉积时期总体上下部呈正旋回，上部呈反旋回，Sq3时期可容纳空间增加速率与沉积物供给速率之比（A/S值）下降到最小，广泛发育细粒物质，水体相对最稳定.

5 结论

依据徐家围子断陷沙河子组地震反射终止关系，从下到上可以划分出5个地震层序，即Sq1～Sq5.利用地震剖面上内部结构和外部呈现出的几何形态，结合反射同相轴的振幅、频率和连续性等有效地震相参数，可以识别出楔状发散、席状平行、席状披盖、丘状前积、丘状空白和丘形乱岗状共6种地震相.在研究过程中，基于陆相湖盆沉积理论的指导，通过地震相向沉积相的转换，并结合沙河子组地层的沉积特征、地质背景等因素，分析了沉积相演化并建立了一套完整的沉积相模式，为松辽盆地徐家围子断陷的深层天然气勘探与有利储集层预测提供有力依据.

图4 徐家围子断陷沙河子组沉积模式图Fig.4Sedimentary model of the Shahezi Formation in Xujiaweizi fault depression

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STUDY ON THE SEISMIC FACIES OF THE SHAHEZI FORMATION IN XUJIAWEIZI FAULT DEPRESSION IN SONGLIAO BASIN

LYU Peng-ji1,LIU Cheng-zhi1,YAN Kang2,ZHANG Ji-wei3
（1.College of Earth Sciences,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,Heilongjiang Province,China;2.No.2 Oil Production Plant,Dagang Oilfield, Cangzhou 061103,Hebei Province,China;3.College of Earth Sciences,China University of Petroleum,Beijing 100083,China）

The Shahezi Formation in the Xujiaweizi Depression in Songliao Basin,formed in the early stage of depression,is largelyinfluencedbythedepression.For the situation of less drilling and uneven distribution,based on the seismic reflection termination relationship,the Shahezi Formation is divided into five seismic sequences from Sq1 to Sq5.According to the internal reflection texture and external geometric configuration and in combination with parameters,six seismic facies are identified in the target sequences of the study area,including wedge shaped,parallel sheet,overlap,mound shape,blank and hummocky seismic facies,with detail descriptions of their characteristics.The seismic facies are transformed into sedimentary facies through a comprehensive interpretation.The results show that the target sequences develop the sedimentarysystemsofbraidedriverdelta,fandelta,lakeandsublacustrinefan.

Xujiaweizi fault depression;Shahezi Formation;seismic facies;sequence;sedimentary facies;Songliao Basin

1671-1947（2014）04-0330-05

TE121.1

A

2013－07－03；

2013-10-11.编辑：李兰英．

吕鹏佶（1990—），男，东北石油大学硕士研究生，研究方向储层沉积学及层序地层学，通信地址黑龙江省大庆市高新区东北石油大学地球科学学院701室，E-mali//dqpilpj@126.com