徐家围子断陷徐西北地区沙河子组层序划分及沉积特征研究

狄嘉祥

（大庆油田勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

层序地层学是由美国Rice大学PRVail教授和休斯顿EXXon公司的同行们在地震地层学理论基础上发展起来的。Vail层序理论学强调层序界面是不整面相对应的不整合面，层序发育控制因素是海（湖）平面的升降[1-3]。在地层层序划分的基础上进行沉积特征研究，是寻找深层油气圈闭的最有效的途径。目前徐家围子断陷沙河子组层序划分没有统一的标准，卜淘等人[4]认为沙河子组发育3个三级层序，平贵东等人[5]认为沙河子组可以划分为2个三级层序。意见不统一主要是因为沙河子组沉积时期湖盆处于断陷伸展期，强烈的构造运动及频繁的火山活动导致该地区的地震资料品质很差，同时由于钻遇沙河子组地层的探井资料也很少。本文以Vail层序地层学理论为指导，应用徐西北重新处理解释的三维地震资料对徐西北地区沙河子组的层序划分级沉积特征进行研究，为下一步针对该区的储层预测及井位优选奠定基础。

1 地质概况

徐家围子断陷经历了孕育、发展和萎缩3个构造演化阶段，火石岭组沉积时期是断陷的孕育阶段，沙河子组沉积时期是断陷发展阶段；营城组沉积时期是断陷的萎缩阶段[6]。徐家围子断陷西北部西侧是松辽盆地北部的中央古断隆区；中间是徐家围子复合断陷的徐西凹陷带；东侧是升平凸起，与徐中凸起主体相连。东西呈现两隆夹一凹的构造格局，凹陷窄，隆起宽、规模大，普遍见深层地层超覆、剥蚀，形成各类圈闭。

2 层序地层划分

2.1 层序界面

层序界面和体系域界面的识别是层序地层划分和对比的关键，也是进行区域地层对比研究的重要标志特征[7-8]。根据Vail层序地层学理论知识，再结合层序界面成因，同时应用地震、测井、录井及岩芯等资料分析，对徐家围子断陷徐西北地区的层序界面进行了细致的分析，认为沙河子组内部可以分为3个三级层序界面，由下至上分别为T41c、T41b、T41a；沙河子顶面T41和沙河子底面T42为2个二级层序界面（图1）。

T42为沙河子组底部边界，该界面之下通常为火石岭组火山岩沉积，东部该界面之上可见大量超覆沉积，西部该界面终止于徐西大断裂，界面上下可见明显不同的反射结构；T41c为沙河子组SQ2与SQ1层序边界，其上多为杂乱反射，其下多为平行连续反射，该反射界面受基底形态影响较大，凹陷区及东部缓坡带与T42平行，西部陡坡部位终止于断裂；T41b为沙河子组SQ3与SQ2层序边界，界面上下均为杂乱反射，界面下部反射特征强于上部，反射界面平行于下部界面；T41a为沙河子组SQ4与SQ3层序边界，边界之上反射特征为中振幅较平行反射，界面下为中振幅杂乱反射特征，反射界面平行于下部界面；T41为沙河子组顶部边界，界面之上主要为营城组火山岩，之下为目的层碎屑岩，该界面在地震剖面上多表现为对下伏地层的削蚀现象。

图1 徐家围子断陷徐西北部沙河子组层序界面接触关系

2.2 层序地层特征

徐家围子断陷徐西北部沙河子组通过地层反射界面又可划分出4个四级层序，由下至上分别为SQ1、SQ2、SQ3、SQ4。

SQ1以砂砾岩为主夹薄层泥岩。曲线特征表现为高电阻、低声波、低伽马，地震反射特征为一组连续弱—中强反射。

SQ2为一套厚层砂砾岩为主夹薄层泥岩。曲线特征表现为高电阻、低声波、低伽马。地震反射特征为一套中强反射，反射顶部有一个特征清楚连续性好的强振幅同相轴。

SQ3为一套泥岩为主夹薄层砂岩。曲线特征表现为低电阻、低伽马；泥岩黑，地震剖面上的特征为中振幅较连续反射；测井曲线呈梯形结构。

SQ4是沉积厚度变化较大的层系，因顶部遭到剥蚀，所以今构造的残留厚度因构造位置不同差别很大。岩性以厚层泥岩为主，夹砂砾岩段，曲线特征表现为低电阻、高声波、低伽马，地震剖面上的中部沟槽内为中弱振幅较连续反射，在西侧超覆带和东侧坡折带为弱振幅较连续地震相。

3 沉积体系分析

依据测井、地震响应特征和沉积层序、砂体分布特征，确定在徐家围子断陷徐西北地区沙河子组靠近徐西断裂带附近主要发育扇三角洲沉积相，东部斜坡带主要发育辫状河三角洲沉积相，中部凹陷带发育相对稳定的湖相。

3.1 辫状河三角洲相

辫状河三角洲是辫状水流进入稳定水体形成的粗碎屑三角洲，是重要的富油气的沉积体系之一[9-10]。根据岩性特征，可将辫状三角洲沉积相细分为3个亚相，即辫状三角洲平原亚相、辫状三角洲前缘亚相与前辫状三角洲亚相。徐西北地区前辫状三角洲已经进入滨浅湖区，岩性为深灰色、灰黑色泥岩夹少量砂岩、粉砂岩等，与湖相沉积不易区分，因此本文亚相的划分仅为辫状三角洲平原和辫状三角洲前缘。

3.1.1 辫状三角洲平原

（1）分流河道微相。岩性以厚层状砂砾岩、砾岩、粗砂岩等为主，砾岩和砂砾岩沉积占地层厚度为60%～90%。砾岩中砾石磨圆中等—差，多以次棱角—次圆状为主，同时可以看到砾石明显的顺层排列特征。常规测井曲线上表现为较宽幅的箱型和钟形，成像测井上多表现为亮色的斑状、不规则团块状或细点状。

（2）泛滥平原微相。位于辫状河三角洲平原相对低洼部位，岩性为灰色、深灰色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩。在常规测井曲线上该微相显示为低幅齿状线形，而在成像测井上表现为大套暗色高导泥岩沉积或夹薄层的条带状亮色高阻砂岩。

3.1.2 辫状三角洲前缘

（1）水下分流河道。岩性以砂质细砾岩、含砾砂岩、粉细砂岩为主，偶夹薄层泥岩。砂（砾）岩单层厚度5～15m，占地层总厚的50%左右。在常规测井曲线上表现为典型的箱型和钟形，其规模相对三角洲平原较小；而在成像测井曲线上多表现为亮色的斑状、细点状或明暗相间的条带，其中暗色条带一般极窄。

（2）支流间湾。支流间湾处于水下分流河道的两旁，为水下河道改道被冲刷保留下来或沉积的较细粒物质，岩性由深灰色、灰黑色泥岩、粉砂质泥岩及灰色泥质粉砂岩组成。在常规测井曲线上该微相主要表现为低幅齿状线形。

3.2 扇三角洲相

一般我们将扇三角洲沉积相细分为3个亚相，即扇三角洲平原亚相、扇三角洲前缘亚相和前扇三角洲亚相。由于徐西北地区前扇三角洲已经进入滨浅湖区，岩性为浅色和深灰色泥岩夹少量砂岩、粉砂岩等，与湖相沉积不易区分，因此亚相的划分仅为扇三角洲平原（图2A）和扇三角洲前缘2种亚相类型（图2B）。

3.2.1 扇三角洲平原

（1）分流河道微相。整体表现为大套的杂色砾岩、砂砾岩、砂岩沉积，层序厚度一般大于10m。砾岩中砾石磨圆差，多以棱角状-次棱角状为主，次棱角-次圆状次之，整体结构成熟度低，砾石呈直立状、杂乱状排列，无明显的定向性。常规测井曲线上表现为宽幅的箱型和钟形组合，并且测井曲线齿化特征明显。

图2 徐西北地区扇三角洲沉积特征

（2）漫滩沉积。漫滩沼泽位于分流河道间或单个扇体之间的低洼地区。其沉积物粒度整体较细，岩性以泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，局部夹薄层砂岩、砂砾岩沉积，砂砾岩中砾石一般磨圆度较低，以次棱角状为主，煤层较少发育。在常规测井曲线上，该微相多表现为高GR值低幅齿状线形，局部突变为低GR值，在成像测井上，该微相多表现为大套暗色块状或明暗相间条带状，一般亮色条带宽度较窄。

3.2.2 扇三角洲前缘

（1）水下分流河道。主要由灰色块状砂岩、含砾砂岩，少量细砾岩组成，分选中等。在常规测井曲线上，河道砂体呈现在较高值之上由一个或多个幅值向上先升后将的峰形组成的掌状形态，密度曲线低值响应较少，煤层较少发育。

（2）支流间湾。主要由泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及少量粉砂岩组成。在常规测井曲线上，该微相整体表现为低幅齿状线形，密度曲线呈现较高值之上的平缓响应特征，低值响应较少，煤层相对不发育。

3.3 湖相

湖泊是陆地上地形相对低洼和流水汇集的地方。主要岩性主要由黑色、灰黑色、暗紫色块状泥岩夹薄层砂岩构成。由于水动力条件复杂，湖浪等的冲刷筛选作用强烈，其沉积构造也复杂多样，常规测井曲线上多表现为低幅齿状线形。

4 沙河子组发育期沉积演化特征

通过单井相结合地震属性分析刻画徐西北地区沉积相平面展布特征，西侧为扇三角洲沉积，东侧为辫状河三角洲沉积，中部凹陷以湖相沉积为主（图3）。

SQ1发育时期，湖盆较小，水体浅，物源方向来自于东西2个方向，西侧坡陡整体发育扇三角洲沉积，东西坡缓整体发育辫状河三角洲沉积，由于沙河子组地层后期遭受抬升剥蚀，东西两侧平原沉积均已被剥蚀掉，只剩下扇三角洲前缘沉积和辫状河三角洲前缘沉积。

SQ2发育时期，控盆断层发育，湖盆范围扩大，水体加深。西部扇三角洲发育，东部辫状河三角洲发育。平面上，扇三角洲前缘和辫状河三角洲前缘的朵页体伸展范围较SQ1变小，并且大小不一，扇三角洲平原遭受剥蚀殆尽，辫状河三角洲平原仅仅在东北部有少量分布。

SQ3发育时期，湖盆继续扩张，水体加深，西部扇三角洲沉积范围扩大，连片分布，东侧辫状河三角洲沉积范围进一步缩小，且朵页体单独分布，东侧沉积范围要小于西侧沉积。

SQ4发育时期，由于徐家围子断陷徐中断裂活动，导致东侧地层整体抬升遭受风化剥蚀作用，东部局部地区仅残留湖相沉积，辫状河三角洲平原沉积完全被剥蚀掉了；西部由于徐西活动，地层抬升剥蚀现今剩余部分扇三角洲平原沉积。

5 结论

（1）徐家围子断陷徐西北部沙河子组整体为一个二级层序，由下至上可以划分为4个三级层序，分别为SQ1、SQ2、SQ3、SQ4。

（2）徐西北部沙河子组发育扇三角洲、辫状河三角洲及湖相3种沉积类型，研究区西部主要发育三角洲沉积，东部发育辫状河三角洲沉积，中部凹陷主要发育湖相沉积。其中扇三角洲发育扇三角洲平原和前缘沉积；辫状河三角洲发育辫状河三角洲平原和前缘沉积。

（3）徐西北部沙河子组沉积早期湖盆范围较小，后期逐步扩大，整体以湖相沉积为主，扇体主要发育在东西边部。

参考文献：

[1] 吴因业,朱如凯,罗平,袁选俊,侯连华,张天舒.沉积学与层序地层学研究新进展——第18届国际沉积学大会综述[J].沉积学报,2011,29(1)：199-206.

[2] 姜在兴.沉积体系及层序地层学研究现状及发展趋势[J].石油与天然气地质,2010,31(5)：535-541.

[3] 胡菲,刘招君,孟庆涛,陈永成,徐进军,程丽娟.敦化盆地新生界层序与沉积特征及其对烃源岩发育的控制作用[J].吉林大学学报：地球科学版,2012,42(增刊 2)：33-42.

[4] 卜淘.松辽盆地北部断陷期层序地层特征[J].成都理工大学学报：自然科学版,1999,26(4)：382-384.

[5] 平贵东.三肇凹陷葡萄花油层多边断层成因机制及控藏机理研究[D].东北石油大学,2011.

[6] 殷进根,刘和甫,迟海江.松辽盆地徐家围子断陷构造演化[J].石油学报,2002,23(2)：26-29.

[7] 李霞,范宜仁,杨立伟.测井曲线小波变换特性在层序地层划分中的应用[J].大庆石油地质与开发,2006,25(4)：112-115.

[8] 顾家裕.陆相湖盆层序地层学模式[J].石油勘探与开发,1995,22(4)：12-17.

[9] 刘喜武,党毅敏,杨波.松辽盆地北部大庆长垣以东地区深层沉积特征[J].大庆石油地质与开发,1998,17(5)：16-18.

[10] 罗佳强,任延广,吴朝东,刘文龙.松辽盆地徐家围子断陷营四段沉积相研究[J].石油试验地质,2010,32(2)：140-146.