準噶爾盆地滴南凸起白堊系清水河組層序地層劃分及沉積特征

樊 奇，朱愛國，田繼軍*，李 林

（1.新疆大學地質與礦業(yè)工程學院，新疆烏魯木齊830047；2.新疆石油學院勘探系，新疆烏魯木齊830000；3.中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆烏魯木齊830011）

準噶爾盆地滴南凸起白堊系清水河組層序地層劃分及沉積特征

樊 奇1，朱愛國2，田繼軍1*，李 林3

（1.新疆大學地質與礦業(yè)工程學院，新疆烏魯木齊830047；2.新疆石油學院勘探系，新疆烏魯木齊830000；3.中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆烏魯木齊830011）

準噶爾盆地滴南凸起是陸東地區(qū)重要的油氣聚集區(qū)帶，其油氣源條件優(yōu)越，儲蓋配置良好，已于石炭系—白堊系多個層系獲得工業(yè)油氣流，但對其白堊系的研究尚欠深入。為此，以層序地層學理論為指導，基于地震資料和60口探井的錄井、測井資料，對滴南凸起白堊系清水河組進行詳細的地層對比及劃分，進而分析其層序地層特征、沉積特征及演化。研究結果表明，研究區(qū)清水河組自下而上可劃分為清一段、清二段、清三段、清四段和清五段，且清一段—清四段發(fā)育的底礫巖層具有穿時的現(xiàn)象；清水河組可劃分為1個三級層序，由下至上發(fā)育的低位體系域、湖侵體系域和高位體系域構成了一套完整的湖平面變化周期；在平面上可識別出辮狀河三角洲相和湖泊相，以及物源方向由西北至東部的變化。研究區(qū)辮狀河三角洲相良好的儲集條件與底礫巖層的穿時分布為地層和巖性油氣藏的形成提供了有利條件，沿清一段—清四段4條超覆尖滅帶分布的底礫巖層可成為下步油氣勘探的有利目標。

地層油氣藏 巖性油氣藏 層序地層特征 沉積演化 清水河組滴 南凸起

滴南凸起為準噶爾盆地陸梁隆起上東西展布的西傾大型復式鼻隆構造，北部為滴水泉凹陷，南臨東道海子凹陷，東為克拉美麗山西延，西至滴西構造群西段，其南、北兩凹陷夾一凸起的構造格局為油氣運聚和賦存提供了良好的條件［1］，是陸東地區(qū)重要的油氣聚集區(qū)帶。王金秀等對滴南凸起石炭系火山巖的巖相、儲層特征及氣藏分布規(guī)律進行了討論［2］，石新樸等對滴南凸起二疊系和侏羅系的層序地層特征進行了研究［3-4］；但針對滴南凸起白堊系的研究程度相對較低，尤其是缺乏對白堊系清水河組底礫巖層的系統(tǒng)研究；而方世虎等認為準噶爾盆地白堊系底礫巖與隱蔽性圈閉的關系密切，具有重要的構造意義和勘探指向［5-9］。為此，以層序地層學理論為指導，綜合地震資料和60口探井的錄井、測井資料，對滴南凸起白堊系清水河組進行層序地層對比及劃分，明確其層序地層特征、沉積特征及演化，以期為研究區(qū)下步的油氣勘探提供指導和借鑒。

1 層序地層劃分及特征

1.1 地層格架

綜合考慮構造、沉積等因素，選取滴南凸起7條主干剖面進行層序地層劃分及對比［10-12］。將研究區(qū)清水河組自下而上劃分為清一段、清二段、清三段、清四段和清五段。根據Vail層序地層學理論，將清水河組劃分為1個三級層序，并在層序內識別出高位體系域、湖侵體系域和低位體系域。研究結果表明，其清一段—清四段自西向東超覆尖滅，僅清五段全區(qū)分布；缺失侏羅系齊古組和喀拉扎組，清水河組發(fā)育的底礫巖層及鉆井和測井資料證實，其侏羅系與白堊系之間呈角度不整合接觸關系（圖1）。

圖1 滴南凸起清水河組層序地層劃分及對比Fig.1 Classification，correlation of Qingshuihe Formation in Dinan uplift

1.2 界面識別特征

滴南凸起清水河組體系域界面的識別特征［13］（圖1）為：①低位體系域。區(qū)域性分布的底礫巖層為低位體系域的底界，其巖性為灰色砂礫巖或中砂巖，測井響應表現(xiàn)為低自然伽馬、高自然電位的交叉箱形特征，且頂、底部有突變，易于識別。②最大湖泛面。其為湖侵體系域的頂界，巖性表現(xiàn)為泥質含量較高，多伴有海綠石、磷灰石等自生礦物和紋層狀頁巖等，測井響應表現(xiàn)為高自然伽馬、低自然電位的交錯尖峰特征。③湖侵體系域。隨著湖水侵入，盆地內沉積物的泥質含量不斷增加，測井響應表現(xiàn)為自然伽馬呈長鐘形或多個鐘形的疊加，具有正旋回特征。④高位體系域。在地層巖性上表現(xiàn)為砂、頁巖交互層狀，粒度整體向上變粗，測井曲線表現(xiàn)為漏斗形的反旋回特征。

1.3 層序地層特征

研究區(qū)清水河組2次水進過程的沉積響應都以砂礫—中砂級粗粒沉積物為標志，1次水退過程的沉積響應以粉砂級細粒沉積物為標志，由下至上構成一期完整的湖平面變化過程。其中，低位體系域在巖性上表現(xiàn)為明顯區(qū)別于上、下地層的中砂巖和砂礫巖，反映出沉積物近物源、少搬運、快速沉降的特點，地震剖面上表現(xiàn)為加積和進積的特征。湖侵體系域在地震剖面上表現(xiàn)為多個退積準層序組的特征，其準層序向陸地方向上超于層序界面，向盆地方向下超于初次湖泛面，具有向盆地方向逐漸減薄的特點。高位體系域在水退過程中，以向盆地方向呈反“S”形加積為特點，表現(xiàn)出高位體系域發(fā)育早期特征，晚期以向盆地方向傾斜的進積反射結構為主，反映出高位體系域湖平面升降的動態(tài)變化。

陸東地區(qū)廣泛分布的白堊系底礫巖層不僅是清水河組三級層序界面的識別標志，且從油氣勘探角度來看，極有可能形成地層油氣藏。研究區(qū)清一段—清四段底礫巖層在巖性上均表現(xiàn)為粒度變粗、泥質含量減少的規(guī)律，但各段底礫巖層的上覆地層顏色存在差異，依次表現(xiàn)為灰色與灰綠色互層、棕褐色、灰色與棕褐色互層以及棕褐色；同時在東西向地震剖面上，最大湖泛面的地震相位平穩(wěn)上傾，與底礫巖層的地震相位構成楔狀并逐層超覆尖滅，且各段底礫巖層的波阻抗特征存在差異。綜合層序地層、測井和地震資料分析結果，認為清水河組底礫巖層具有穿時的分布特征，即清水河組底礫巖層分別屬于清一段—清四段。

2 沉積特征及演化

2.1 沉積特征

2.1.1 古地理條件

準噶爾盆地白堊系清水河組向北和北東方向超覆于侏羅系剝蝕面之上。雖然在早白堊世燕山運動的強度已減弱，但其形成的斷裂仍可能對油氣成藏造成影響。在清水河組沉積時期，滴南凸起以來自哈拉阿拉特山和扎伊爾山的物源體系為主，來自克拉美麗山的東部物源體系覆蓋整個陸東地區(qū)。早侏羅世—中侏羅世早期，研究區(qū)的氣候溫暖濕潤、植被繁盛，為重要聚煤期；中侏羅世晚期之后，氣候逐漸干熱、植物群整體衰落；晚侏羅世—白堊紀，研究區(qū)已基本處于亞熱帶半干旱—干旱氣候區(qū)［14］。

2.1.2 巖相特征

滴南凸起清水河組的巖石類型主要包括礫巖類、砂巖類、泥巖類以及其間的過渡類型。沉積構造豐富，尤其是辮狀河三角洲平原、辮狀河三角洲前緣和濱淺湖亞相的沉積構造十分發(fā)育，如交錯層理、透鏡狀層理、沖刷面、韻律層理、水平層理和平行層理等（表1）。

表1 滴南凸起清水河組沉積特征Table1 Sedimentary characteristics of Qingshuihe Formation in Dinan uplift

2.1.3 沉積相標志

沉積巖的結構和構造記錄了沉積物形成時的水動力條件。物質組成和生物學特征可以反映沉積環(huán)境的物理化學條件，不僅是沉積相的重要識別標志，也是對地層格架劃分結果的驗證。以研究區(qū)東道3井、東道4井、滴西2井和陸南9井作為標準井，對滴南凸起的沉積相標志進行研究。

巖石顏色 研究區(qū)東道3井取心資料自下而上可描述為灰褐色中砂巖、灰褐色細砂巖、棕褐色泥質粉砂巖和深灰色泥巖，東道4井取心資料自下而上可描述為灰色和灰綠色中砂巖、綠灰色泥質砂巖、灰色泥質粉砂巖與灰色泥巖互層、灰色粉細砂巖。砂層組的整體磨圓和分選為中等—好，雜基含量低，反映為弱還原環(huán)境的沉積特點。

粒度特征 研究區(qū)選取的10個采樣點粒度概率累積曲線多為二段式，僅1個采樣點粒度概率累積曲線為三段式。其懸浮總體發(fā)育，含量接近10%；懸浮總體與跳躍總體的截點在2.5φ，3φ和4φ附近；跳躍總體發(fā)育，含量高且分選較好，斜率約為60°，滾動組分不發(fā)育，符合牽引流沉積物特征。

沉積構造及韻律 波狀層理為砂泥復合型沉積的典型代表，表明水流停滯與活動交替出現(xiàn)，是水體振蕩或單向水流造成的，主要發(fā)育于辮狀河三角洲前緣亞相。水平層理是在穩(wěn)定水動力條件下，懸浮物慢速沉積的結果；其巖性為泥巖和細粉砂巖，一般在淺湖深水區(qū)或辮狀河三角洲的越岸沉積中出現(xiàn)。透鏡狀層理為過渡性層理，為砂泥復合型沉積的代表，是辮狀河三角洲平原與前緣亞相的典型產物，為水下河道頻繁改道，由河道間沉積被侵蝕而形成，具有物源體系交替出現(xiàn)的特征。楔狀交錯層理多發(fā)育于粗粒碎屑巖，為異向流動的產物，分布于湖泊淺水地帶和辮狀河道、水下分流河道。整體上，受中期沉積旋回的控制和影響，滴南凸起清一段—清四段表現(xiàn)為湖侵的正韻律特征，清五段表現(xiàn)為水退的反韻律特征。

2.1.4 沉積相特征

綜合分析滴南凸起的取心井資料、古地理條件以及60口探井的鉆、測井資料，認為其清水河組主要發(fā)育辮狀河三角洲相和湖泊相［12-16］，包括濱淺湖、辮狀河三角洲平原和辮狀河三角洲前緣亞相（圖2）。

濱淺湖亞相 濱淺湖亞相在清二段—清五段廣泛發(fā)育，縱向上主要分布于底礫巖層之上；其碎屑顆粒的分選磨圓較好，巖性為灰色—灰綠色泥巖、粉砂質泥巖以及泥巖和粉砂巖不同程度的互層；主要發(fā)育灘壩、砂壩和濱淺湖泥巖微相，多發(fā)育水平層理、板狀斜紋層以及生物擾動構造。

辮狀河三角洲平原亞相 辮狀河三角洲平原亞相在清一段—清四段臨近超覆尖滅帶附近普遍發(fā)育，縱向上主要分布于清水河組各段底礫巖層上部；其中，分流河道微相較發(fā)育，沼澤微相少量發(fā)育，巖性為含礫砂巖或中砂巖，成分成熟度和結構成熟度低，發(fā)育透鏡狀層理、波狀交錯層理、楔狀交錯層理和平行層理等牽引流構造，反映出受湍急洪水控制、季節(jié)性、粗碎屑以及近源的沉積特征。

圖2 滴南凸起東道4井白堊系清水河組沉積相分析Fig.2 Sedimentary faciesanalysison Well Dongdao 4 of Qingshuihe Formation in Dinan uplift

辮狀河三角洲前緣亞相 辮狀河三角洲前緣亞相發(fā)育于清一段—清四段的辮狀河三角洲平原亞相與濱淺湖亞相的過渡區(qū)域，縱向上分布于清水河組各段底礫巖層的下部；巖性為砂礫巖或含礫砂巖，顆粒支撐且泥質含量少，底部具有明顯的沖刷界面，多見透鏡狀層理，缺少動植物化石；發(fā)育水下分流河道、分流河道間及河口砂壩微相，由于漫越能量減緩，水下分流河道與分流河道間微相相比，其巖石粒度變細，還原程度增強，發(fā)育較多的灰色交錯層理；同時，水下分流河道微相頻繁改道，其內部具正粒序特征、外部呈交錯疊置的層狀砂體多具有明顯的透鏡狀層理。

2.2 沉積演化

綜合沉積與構造史分析，認為滴南凸起清水河組的沉積演化表現(xiàn)為湖平面的多期次升降以及沉積格局的繼承性發(fā)育（圖3）。研究區(qū)清一段沉積時期的物源主要來自西北部扎伊爾山和哈特阿拉特山，自清二段沉積時期，物源方向變?yōu)闁|北部，至清三段沉積時期已明顯變?yōu)闁|部的克拉美麗山物源體系。滴南凸起的沉積演化可以概括為：清一段沉積時期為湖盆擴張的準備期，主要發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相和辮狀河三角洲前緣亞相，濱淺湖亞相不發(fā)育；清二段—清四段沉積時期，隨著湖盆擴張及物源體系的轉變，主要發(fā)育濱淺湖亞相、辮狀河三角洲平原亞相和辮狀河三角洲前緣亞相；至清五段沉積時期，研究區(qū)被湖水大面積覆蓋，已達到湖侵的峰值，普遍發(fā)育湖泊相。

圖3 滴南凸起清一段—清四段沉積時期沉積演化Fig.3 Evolution of1-4members in the Qingshuihe Formation，Dinan uplift

3 油氣成藏條件

陸東地區(qū)白堊系底部發(fā)育的區(qū)域性底礫巖層及滴南凸起清水河組發(fā)育的辮狀河三角洲砂體為巖性和地層油氣藏的形成提供了優(yōu)越條件［5，9，17］。綜合層序地層、沉積特征及演化分析，認為滴南凸起的油氣源來自滴水泉凹陷和東道海子凹陷的石炭系和二疊系，且石炭系斷裂發(fā)育，其油氣來源和輸導體系具有優(yōu)勢；研究區(qū)下白堊統(tǒng)吐谷魯群泥巖層發(fā)育，與物性較好的清水河組砂巖、砂礫巖及粉砂巖構成較好的生儲蓋配置；尤其在清一段—清四段超覆尖滅帶附近的底礫巖層，其具有穿時的分布特征擴大了圈閉油氣充注的時間范圍；研究區(qū)清水河組底礫巖層與非滲透層的良好匹配極有可能形成砂巖透鏡體油氣藏、地層超覆油氣藏、地層不整合遮擋油氣藏和巖性上傾尖滅油氣藏。滴南凸起陸南6、滴西9和滴西12井已在清水河組試油獲得突破，證實清水河組具有較大的油氣勘探潛力。

4 結論

滴南凸起白堊系清水河組與下伏侏羅系頭屯河組呈角度不整合接觸，表明研究區(qū)在侏羅系沉積末期發(fā)生較大型的構造運動，致使頭屯河組部分地層遭受剝蝕，缺失齊古組和喀拉扎組。根據層序地層學原理，可將研究區(qū)清水河組劃分為一個三級層序；其中清一段為低位體系域，清二段—清四段為湖侵體系域，清五段為高位體系域；清一段—清四段由西向東逐層超覆尖滅，清五段全區(qū)分布；清水河組發(fā)育的底礫巖層具有穿時的分布特征，分屬于清一段—清四段。滴南凸起清水河組的沉積演化表現(xiàn)為湖盆擴張的過程，可識別出辮狀河三角洲相和湖泊相以及相應的亞相類型，其物源體系由西北部的扎伊爾山、哈特阿拉特山逐漸變?yōu)闁|部的克拉美麗山。研究區(qū)清一段—清四段發(fā)育的辮狀河三角洲砂體與非滲透層的良好匹配，有利于在清一段—清四段底礫巖層形成巖性和地層油氣藏，為下步油氣勘探的有利目標。

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編輯 鄒瀲滟

Sequence stratigraphic classification and sedimentary characteristics of Cretaceous Qingshuihe Formation in the Dinan up lift of Junggar Basin

Fan Qi1，Zhu Aiguo2，Tian Jijun1，Li Lin3

（1.College of Geology and Mining Engineering，Xinjiang University，Urumqi，Xinjiang，830047，China；2.Department of Exploration，Xinjing Petroleum Institute，Urumqi，Xinjiang，830000，China；3.Research Institute of Exploration and Development，PetroChina Xinjiang Oilfield Company，Urumqi，Xinjiang，830011，China）

Dinan uplift of Junggar Basin is an important hydrocarbon accumulation zone in Ludong area with better hydrocarbon source and good reservoir-cap configuration，where industrial oil flow has been discovered in several strata from Carboniferous to Cretaceous.But the Cretaceous was lack of systematic research.Cretaceous Qingshuihe Formation has been correlated and divided in detail based on seismic data and logging data from 60 wells guided by sequence stratigraphic theory，and then its sequency stratigraphic characteristics，sedimentary characteristics and evolution were analyzed.The research results show that the Qingshuihe Formation can be divided into K1q1，K1q2，K1q3，K1q4and K1q5from bottom to top，and basal conglomerate strata in the K1q1-K1q4distributed diachronously.The Qingshuihe Formation was identified as a third order sequence which consists of LST，TST and HST from bottom to top and forming a complete set of lake level change cycle.Braided river delta facies and lacustrine facieswere identified and provenance changed from north-west to south in a plane.Good reservoir conditions in the braided river delta and diachronous distribution of basal conglomerateprovide favorable conditions for hydrocarbon accumulating in stratigraphic and lithologic reservoirs.The basal conglomerate distributed along four overlap pinching out belts in the K1q1to K1q4could be regarded as next exploration targets.

stratigraphic reservoir；lithological reservoir；sequence stratigraphic characteristics；sedimentary evolution；Qingshuihe Formation；Dinan uplift

TE111.3

A

1009-9603（2015）04-0038-06

2015-05-04。

樊奇（1989—），男，新疆烏魯木齊人，在讀碩士研究生，從事沉積及儲層方面的研究。聯(lián)系電話：15999115764，E-mail：xjufq@sina.com。

*通訊作者：田繼軍（1978—），男，山東泰安人，副教授，博士。聯(lián)系電話：13319896996，E-mail：tianjijun@xju.edu.cn。

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學基金項目“準噶爾盆地南緣二疊系蘆草溝組巖相古地理特征與油頁巖資源潛力評價”（2011211B02）。