庫車凹陷俄霍布拉克組層序地層及沉積相預(yù)測

鄭 超，寧松華，韓 強(qiáng)，閆 亮，畢君偉

(1.油氣資源與勘察技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 長江大學(xué)，湖北 武漢 430100；2.中國石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830013；3.中國石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010)

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庫車凹陷俄霍布拉克組層序地層及沉積相預(yù)測

鄭 超1，寧松華1，韓 強(qiáng)2，閆 亮2，畢君偉3

(1.油氣資源與勘察技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 長江大學(xué)，湖北 武漢 430100；2.中國石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830013；3.中國石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010)

針對塔里木盆地庫車凹陷三疊系俄霍布拉克組沉積相劃分不清的問題，運(yùn)用沉積學(xué)及層序地層學(xué)綜合研究的方法，利用地震多屬性分析手段，對研究區(qū)沉積展布特征進(jìn)行研究。認(rèn)為該區(qū)為扇三角洲—湖泊沉積體系，發(fā)育了3種亞相及4種微相；研究區(qū)具有4期基準(zhǔn)面旋回，從而劃分出4個三級層序；結(jié)合地震反演預(yù)測的孔隙度、滲透率等數(shù)據(jù)分析，有利區(qū)可分為3個級別且多集中于分流河道及水下分流河道微相，油氣來源于湖泊沉積區(qū)的烴源巖。該結(jié)果對下一步的勘探方向具有指導(dǎo)作用。

塔里木盆地；三疊系；俄霍布拉克組；層序；地震屬性；沉積相；庫車凹陷

0 引 言

塔里木盆地庫車凹陷位于新和縣西部、拜城縣與沙雅縣之間，構(gòu)造上位于雅克拉斷凸西段斜坡處，北為庫車坳陷南緣的秋里塔格沖斷帶，南為沙雅隆起雅克拉斷凸北西側(cè)。該區(qū)是南部阿瓦提凹陷、滿加爾坳陷海相油氣系統(tǒng)和北部庫車坳陷陸相油氣系統(tǒng)的交匯部位之一，為兩側(cè)油氣長期運(yùn)移的指向地帶，是塔里木盆地重要的油氣富集區(qū)。研究區(qū)受古構(gòu)造活動影響較弱[1]，只在中部地區(qū)發(fā)育數(shù)條斷距較小、走向?yàn)槟衔鳌睎|的正斷層。2006年，西北石油局在三疊系鉆遇一套烴源巖，并在黃山街組、克拉瑪依組見到了良好的油氣顯示，說明該層系具有形成巖性圈閉的條件。研究區(qū)砂體分布復(fù)雜，各學(xué)者對沉積體系的認(rèn)識爭議較大，如張紀(jì)易[2]認(rèn)為三疊系整體為三角洲沉積體系；紀(jì)云龍等[3]將三疊系確定為辮狀河三角洲—湖泊沉積體系；劉亞雷等[4]認(rèn)為研究區(qū)早三疊世屬于沖積扇—湖泊沉積體系。根據(jù)測井、地震資料，結(jié)合層序地層和地震屬性特征分析，對比前人研究成果，提出新的沉積相劃分方案，即扇三角洲—湖泊沉積體系，并在沉積相分析的基礎(chǔ)上，對有利區(qū)域進(jìn)行預(yù)測，以期為后期勘探提供借鑒。

1 單井相及層序地層分析

1.1 單井相分析

圖1為俄霍布拉克組單井相分布圖，根據(jù)圖1所示，俄霍布拉克組由下至上顏色逐漸由深灰色變?yōu)樽丶t色再變?yōu)楹稚从乘w由深變淺，逐漸從強(qiáng)還原環(huán)境過渡為強(qiáng)氧化環(huán)境[5-6]。由此把該組分為俄一段、俄二段以及俄三段。在俄一段，自然伽馬曲線為中幅箱形，表明水體能量較為穩(wěn)定，深灰色的泥巖表示水體具有一定深度[7]，為強(qiáng)還原環(huán)境。砂巖類型多為石英砂巖，成分成熟度高，且距物源較遠(yuǎn)，沉積物經(jīng)過長時間的搬運(yùn)已經(jīng)成為穩(wěn)定的石英，推斷為濱淺湖沉積，由下至上水動力略微上升，因此下部應(yīng)為淺湖亞相，上部為濱湖亞相。俄二段巖層主要為棕紅色，為弱氧化環(huán)境，水體較淺，整體水動力能量較下伏濱淺湖亞相略有上升，但整體還是較低，曲線下部為鐘形、上部為漏斗形的組合特征，表明水體波動較大，對應(yīng)扇三角洲前緣沉積。俄三段巖性多為褐色、棕色，為強(qiáng)氧化沉積環(huán)境，應(yīng)為水上暴露沉積，自然伽馬曲線幅度較高，說明含沙量較高，結(jié)合其巖性組合推斷此為扇三角洲平原亞相，頂部泥質(zhì)含量增加，表明水體逐漸上升，由扇三角洲平原亞相向扇三角洲前緣亞相過渡。

圖1 俄霍布拉克組單井相

1.2 層序地層劃分

1.2.1 層序界面識別

層序界面是沉積間斷時形成的不整合面[8-9]。根據(jù)鉆、測井以及地震的突變面等標(biāo)志對層序邊界進(jìn)行識別。

(1) 鉆、測井巖性剖面中不整合面的識別。層序邊界在鉆、測井剖面上多表現(xiàn)為曲線的異常突變面，比如巖性由泥巖轉(zhuǎn)變?yōu)樯皫r的過渡面；自然伽馬曲線由漏斗形變?yōu)殓娦蔚姆纸缑?，聲波以及密度曲線值的突變面。以SB3界面為例(圖1)，巖性由粉砂質(zhì)泥巖變?yōu)榈[狀石英砂巖，表明水動力增強(qiáng)；自然伽馬曲線、聲波以及密度曲線均有明顯的突變，說明沉積由湖退體系域變?yōu)楹M(jìn)體系域，進(jìn)入新的沉積旋回。

(2) 地震剖面中不整合面的識別。在地震剖面上，區(qū)域不整合面以底超、下切谷以及削截點(diǎn)等為標(biāo)志。如SB2層序界面(圖2)，該界面在地震反射剖面上表現(xiàn)為強(qiáng)振幅較連續(xù)反射特征，同時可見上覆地層對其的下超現(xiàn)象。

1.2.2 層序特征

陸相沉積盆地的基準(zhǔn)面旋回受多方面因素控制，如構(gòu)造運(yùn)動、氣候變化、沉積物供給速率等。結(jié)合巖心、測井及地震資料，將俄霍布拉克組劃分為4個三級層序和6個體系域：自下而上依次為SQ1、SQ2、SQ3以及SQ4，與此相對應(yīng)的5個層序界面分別為SB1、SB2、SB3、 SB4以及SB5(圖1、2)。

圖2 塔里木盆地新和工區(qū)三疊系俄霍布拉克組地震反射特征及層序格架劃分

SQ1層序?qū)?yīng)俄一段以及俄二段下部，整體以湖相深灰色泥巖、深灰色粉砂質(zhì)泥巖為主，為強(qiáng)還原性沉積環(huán)境。自然伽馬曲線退積特征明顯，呈中—低幅漏斗狀(圖1)；在地震剖面上，底部可見強(qiáng)振幅高連續(xù)反射同相軸，上覆較為明顯的底超特征(圖2)，為湖退體系域。

SQ2層序?qū)?yīng)俄二段地層，該層以棕紅色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖與灰白色石英砂巖互層為特征，發(fā)育扇三角洲前緣水下分流河道、水下分流河道間微相。自然伽馬曲線呈鐘形-漏斗形，泥質(zhì)含量先增高后降低，經(jīng)歷了湖侵—湖退的過程，為一套完整的層序旋回，其頂、底部聲波及密度曲線異常明顯(圖1)。在地震剖面上，底部為一下超面，上部可見上超現(xiàn)象，內(nèi)部呈弱振幅低連續(xù)反射(圖2)。

SQ3層序?qū)?yīng)俄三段地層，厚度較大，以中部發(fā)育大套棕色泥巖、褐色粉砂質(zhì)泥巖為特征，自然伽馬曲線呈鐘形-漏斗形，表現(xiàn)為退積—進(jìn)積層序旋回，發(fā)育扇三角洲平原分流河道、分流河道間微相。其頂部為俄霍布拉克組與上覆克拉瑪依組地層的分界線，自然伽馬、聲波以及密度曲線異常均表現(xiàn)明顯(圖1)。地震剖面上底部表現(xiàn)為強(qiáng)振幅高連續(xù)反射同向軸，盆底扇特征明顯(圖2)。

SQ4層序?qū)?yīng)俄三段地層上部，厚度較小，主要發(fā)育棕色灰質(zhì)泥巖及灰色灰質(zhì)粉砂巖，自然伽馬曲線呈鐘形。此時，湖水水位開始逐漸升高，發(fā)育退積沉積旋回，表現(xiàn)為扇三角洲前緣亞相(圖1)。層序界面在地震剖面中顯示為較連續(xù)同相軸，說明該層序與下伏層非均質(zhì)性較弱，沉積環(huán)境剛開始由扇三角洲平原向扇三角洲前緣過渡(圖2)。

2 沉積相分析

若瞬時振幅、瞬時頻率和瞬時相位3種基本屬性對地質(zhì)異常體沒有信息反映，則表明通過其他屬性分析得出的結(jié)論不可靠；相反，當(dāng)以上3種屬性對沉積特征的反映相同時，就可以結(jié)合屬性的地質(zhì)意義，優(yōu)選其他地震屬性，從而更加準(zhǔn)確地對沉積相進(jìn)行預(yù)測。在俄霍布拉克組頂層SQ4分別提取3種屬性(圖 3)。

圖3 俄霍布拉克組SQ4三種基本屬性切片

瞬時振幅屬性與地層巖性存在直接關(guān)系。從俄霍布拉克組SQ4瞬時振幅屬性切片(圖 3a)可以看出，研究區(qū)中部存在2個黃—紅色的強(qiáng)能量區(qū)，為2個扇形巖性異常體，表示該處砂巖含量較高，同時表明振幅最強(qiáng)區(qū)——南東方為物源方向；而青藍(lán)色—藍(lán)色部分能量較低，表示泥巖含量較高。由此可知，扇三角洲是以南東向雅克拉斷凸為物源，向北西方向展布的。

瞬時頻率與地層固有頻率相關(guān)，而地層固有頻率又和沉積物顆粒粗細(xì)有關(guān)。從共振角度分析，沉積物顆粒的粗細(xì)程度與共振頻率成反比，故該屬性適用于沉積顆粒粗細(xì)的反映。通過圖3b可以看出，研究區(qū)中部，靠近斷凸處頻率數(shù)值最低，說明粒度最粗，為物源方向；向北西逐漸增高，在遠(yuǎn)物源處，多處可見表示高頻率的紅色區(qū)域，表明沉積物已過渡為粒度最細(xì)的泥巖。此結(jié)論與瞬時振幅屬性反映相符。

地震波主頻相位與地層對地震主頻的粘滯性有關(guān)，即當(dāng)?shù)卣鸩ù┰讲煌瑤r性地層時會引起地震波的相位變化，因此，用該屬性檢測巖性邊界比較敏感。從圖3c可以看出，在該切片中部綠色及黃綠色處，對應(yīng)瞬時振幅切片扇形巖性異常體部位以及瞬時頻率切片的中—中高頻率區(qū)，但其邊界相對瞬時振幅切片更明顯。

俄霍布拉克組沉積相在不同時期具有不同特點(diǎn)，SQ1形成于一期基準(zhǔn)面旋回下降期，廣泛發(fā)育湖泊沉積；SQ2形成于基準(zhǔn)面旋回二期，發(fā)育扇三角洲沉積，以扇三角洲前緣沉積為主；SQ3形成于基準(zhǔn)面旋回三期，湖水水位逐漸下降，研究區(qū)以扇三角洲平原亞相為主；SQ4形成于第四期旋回早期，湖水水位逐漸上升，XH3井區(qū)已由扇三角洲平原相過渡為扇三角洲前緣沉積。

以SQ4為例(圖4a)，研究區(qū)為扇三角洲—湖泊沉積體系，物源來自南東向的雅克拉斷凸，扇體向北西方向展布。結(jié)合XH3井該層巖性分析，此處為灰質(zhì)泥巖，說明藍(lán)綠色區(qū)域?qū)?yīng)扇三角洲前緣水下分流河道微相，均方根振幅值為25～35；藍(lán)色區(qū)域振幅值較藍(lán)綠色區(qū)域低(1～25)，說明該區(qū)域巖性更細(xì)，對應(yīng)濱淺湖相泥巖沉積；黃色部分振幅值較綠色區(qū)域高，推斷為水下分流河道沉積；橙—紅色區(qū)域振幅值最高，應(yīng)為扇三角洲平原分流河道沉積，河道間夾雜的綠色、淡黃色區(qū)域推斷為分流河道間微相。據(jù)此可劃分出沉積相平面展布圖(圖 4b)。

圖4 新和工區(qū)三疊系俄霍布拉克組SQ4均方根振幅屬性切片及沉積相平面展布特征

3 有利區(qū)域預(yù)測

根據(jù)前人研究成果，雅克拉斷凸不具備生烴條件，研究區(qū)油氣來源于新和工區(qū)北部的庫車凹陷湖泊沉積區(qū)的烴源巖，說明油氣是從北西部烴源巖區(qū)通過砂體孔隙運(yùn)移而來。利用地震數(shù)據(jù)對研究區(qū)孔隙度、滲透率進(jìn)行反演預(yù)測，從孔隙度圖(圖5a)可知，研究區(qū)具有3個優(yōu)勢區(qū)域(圖中黃色部分)，將孔隙度優(yōu)勢區(qū)投影于滲透率圖(圖5b)可知，孔滲條件最好的區(qū)域發(fā)育于圖中A區(qū)，位于研究區(qū)中部；研究區(qū)南西部XH3井區(qū)具有較高的孔隙度，但滲透率較低；位于北西部的C區(qū)孔隙度及滲透率均相對較低。

有利儲層需要較高孔隙度、滲透率和較厚砂巖層。結(jié)合均方根振幅屬性切片分析，振幅越高，地層波阻抗越大，厚砂巖層或油氣層的概率越大。從而優(yōu)選孔滲優(yōu)勢區(qū)及振幅高值區(qū)為儲層有利區(qū)(圖5c、d)，并將其分為三級(表1)。綜合沉積相平面展布圖可知，儲層有利區(qū)域多集中在扇三角洲平原分流河道及扇三角洲前緣水下分流河道微相。

級別孔隙度/%滲透率/10-3μm2Ⅰ級有利區(qū)162～165440～465Ⅱ級有利區(qū)162～166420～455Ⅲ級有利區(qū)162～164400～425

4 結(jié) 論

(1) 塔里木盆地新和工區(qū)俄霍布拉克組為扇三角洲—湖泊沉積體系，發(fā)育扇三角洲平原、扇三角洲前緣以及濱淺湖3個亞相以及4種微相。

(2) 研究區(qū)具有4期基準(zhǔn)面旋回，從而劃分出4個三級層序，每個層序包括湖進(jìn)體系域和湖退體系域。

(3) 結(jié)合地震反演預(yù)測的孔隙度、滲透率等數(shù)據(jù)分析，有利區(qū)可分為3個級別且多集中于分流河道及水下分流河道微相，油氣來源于湖泊沉積區(qū)的烴源巖。

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編輯 朱雅楠

20150629；改回日期：20151007

國家自然科學(xué)基金“柱狀分層固體介質(zhì)中聲波的傳播與應(yīng)用基礎(chǔ)研究”( 41274141)

鄭超(1989-)，男，2013年畢業(yè)于長江大學(xué)資源勘查工程專業(yè)，現(xiàn)為該校地質(zhì)工程專業(yè)在讀碩士研究生，主要從事沉積與儲層預(yù)測方面工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.06.016

TE122.2

A

1006-6535(2015)06-0075-05