Melut盆地G-H地區(qū)古近系層序地層及沉積體系研究

冉懷江，范樂(lè)元，胡圣利，孫傳宗，戴婉薇，鮑閔慧子

（中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司解釋研究中心，北京　100101）

Melut盆地G-H地區(qū)古近系層序地層及沉積體系研究

冉懷江，范樂(lè)元，胡圣利，孫傳宗，戴婉薇，鮑閔慧子

（中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司解釋研究中心，北京100101）

Melut盆地是在中非剪切帶右旋走滑構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)背景下發(fā)育起來(lái)的中—新生代陸內(nèi)裂谷含油氣盆地。文中在高分辨率層序地層學(xué)原理指導(dǎo)下，利用測(cè)井INPEFA旋回分析技術(shù)，建立了Melut盆地G-H地區(qū)古近系主要目的層的層序地層格架。結(jié)合巖心、測(cè)井、錄井等資料對(duì)其進(jìn)行沉積體系展布特征研究，指出了研究區(qū)的有利儲(chǔ)集相帶，為該區(qū)下一步的油氣勘探指明了方向。研究表明：1）Melut盆地G-H地區(qū)古近系A(chǔ)組、B組和C組可劃分出1個(gè)長(zhǎng)期旋回（二級(jí)層序）和3個(gè)中期旋回（三級(jí)層序），目的層B組從上到下又可劃分為SQ1，SQ2，SQ3及SQ44個(gè)短期旋回。2）短期旋回SQ1主要發(fā)育干旱氣候條件下的曲流河沉積，SQ2以三角洲沉積為主，SQ3和SQ4主要發(fā)育辮狀河沉積。3）研究區(qū)A組的湖相泥巖與下部的B組砂巖可以形成有利的儲(chǔ)蓋組合，B組的有利儲(chǔ)集砂體主要為水下分流河道、河口壩及曲流河道砂巖，研究區(qū)北部G井區(qū)和中部的H井區(qū)為有利的儲(chǔ)集相帶發(fā)育區(qū)。

古近系；層序地層；沉積體系；有利儲(chǔ)集相帶；Melut盆地

1　地質(zhì)概況

Melut盆地是在中非剪切帶右旋走滑構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)背景下發(fā)育起來(lái)的中—新生代陸內(nèi)裂谷盆地，盆地總體由5個(gè)凹陷和1個(gè)凸起組成，即北部、南部、中部、西部、東部5個(gè)凹陷及西部凸起［1-3］。研究區(qū)處于Melut盆地的北部凹陷，共包括G和H 2個(gè)油田，工區(qū)全三維覆蓋，面積約為600 km2。地層主要由前中生界變質(zhì)巖基底、白堊系、古近系、新近系和第四系組成，研究區(qū)目的層為古近系的B組地層（見(jiàn)圖1）。

目前，已有多口鉆井在研究區(qū)含油氣構(gòu)造鉆獲油氣流，但已有成果表明，G油田和H油田勘探開(kāi)發(fā)效果并不理想，主要表現(xiàn)在對(duì)研究區(qū)地質(zhì)規(guī)律的認(rèn)識(shí)尚不清楚，尤其是儲(chǔ)層橫向和縱向展布規(guī)律不明確。因而，急需對(duì)油田B組地層中的主力油層段進(jìn)行層系精細(xì)劃分，尋找有利目標(biāo)區(qū)帶。

圖1　Melut盆地構(gòu)造綱要及研究區(qū)位置

2　層序地層格架

層序地層格架，主要包括由層序地層界面所限定的成因地層單元［4］。高分辨率層序地層學(xué)可以建立起地層形成和演化的系統(tǒng)概念，為詳細(xì)解釋沉積體系空間的分布及演化提供較好的依據(jù)［5-7］。

2.1長(zhǎng)、中期基準(zhǔn)面旋回

依據(jù)盆地構(gòu)造演化規(guī)律以及前人研究成果［8-10］，以高分辨率層序地層學(xué)作為指導(dǎo)，綜合利用測(cè)井、地震等資料進(jìn)行層序地層研究，建立研究區(qū)等時(shí)層序地層格架。格架內(nèi)，研究層段A組、B組和C組可以劃分出1個(gè)長(zhǎng)期旋回（二級(jí)層序）和3個(gè)中期旋回（三級(jí)層序）。A組的頂界面為長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回的頂界面，是一個(gè)區(qū)域性上超不整合面（見(jiàn)圖2）。該界面之上的L組為中—弱振幅、連續(xù)性好的地震反射特征，界面之下的A組則是中等振幅、中等連續(xù)的特征。A組主要是高伽馬、低電阻和低密度的測(cè)井響應(yīng)特征，錄井顯示為紅褐色泥巖。A組沉積之后，盆地抬升剝蝕，在L組的底部發(fā)育一套礫巖，形成特征明顯的突變界面。長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回的底界是M組和C組的分界面。界面之上的C組為一套弱振幅、中—差連續(xù)的地震反射特征，界面之下的M組則表現(xiàn)為中—強(qiáng)振幅、中等連續(xù)特征（見(jiàn)圖2）。M組和C組均以厚層砂巖為主，箱形測(cè)井響應(yīng)特征。與C組相比，M組具有低伽馬和高聲波時(shí)差的測(cè)井特征。

圖2　研究區(qū)典型地震剖面

B組為研究區(qū)的主要目的層，地震反射特征為中—強(qiáng)振幅、中等連續(xù)。該層段與上部的A組和下部的C組都呈漸變接觸，界面特征不明顯。B組的測(cè)井相主要為指形和鐘形，表現(xiàn)為反韻律特征，進(jìn)一步劃分為3段。其上段為泥巖夾薄層砂巖，是典型的“泥包砂”特征；中段為砂泥互層；下段明顯有別于以上2段，具有“砂包泥”特征，主要為塊狀泥巖夾薄層砂巖。

2.2短期基準(zhǔn)面旋回

短期基準(zhǔn)面旋回的劃分，主要依靠高精度的測(cè)井資料。地層旋回信息賦存于測(cè)井曲線中，但是由于短期旋回的測(cè)井響應(yīng)特征往往不明顯，難以直觀地識(shí)別。本次研究，主要應(yīng)用測(cè)井INPEFA旋回分析技術(shù)，進(jìn)行短期旋回的劃分。該技術(shù)以頻譜分析為基礎(chǔ)，利用最大熵方法把測(cè)井曲線從深度域轉(zhuǎn)換到頻率域，通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算把含有多種頻率成分的測(cè)井曲線分解成不同頻率成分的INPEFA曲線［11］。該曲線能夠顯示通常在原始測(cè)井曲線中顯示不出來(lái)或者不明顯的趨勢(shì)和拐點(diǎn)。基于層序地層學(xué)原理，應(yīng)用曲線的趨勢(shì)及拐點(diǎn)可以識(shí)別層序旋回界面及水進(jìn)界面［12］。由于各種測(cè)井曲線所包含的地質(zhì)信息不同，能用來(lái)識(shí)別和劃分地質(zhì)旋回的地質(zhì)信息的敏感程度也不同，因此，本次研究選擇對(duì)該地區(qū)主要目的層B組地層旋回反應(yīng)敏感的自然伽馬、聲波時(shí)差及密度曲線進(jìn)行INPEFA處理（見(jiàn)圖3），綜合對(duì)比分析，以確保旋回劃分的正確性。

圖3　H1井應(yīng)用INPEFA技術(shù)識(shí)別劃分B組小層

分析INPEFA曲線趨勢(shì)及拐點(diǎn)特征認(rèn)為，在B組中期基準(zhǔn)面旋回內(nèi)可以劃分出4個(gè)短期基準(zhǔn)面旋回，從上向下分別為SQ1，SQ2，SQ3及SQ4。巖性特征上，從SQ1到SQ4的砂巖含量增加，單砂層的厚度也增大。SQ1為泥巖夾薄層砂巖，SQ2為砂泥巖互層，SQ3為齒化箱形砂巖含薄層泥巖，而SQ4則為塊狀砂巖。

同時(shí)，在短期基準(zhǔn)面旋回的控制下，結(jié)合INPEFA曲線趨勢(shì)及拐點(diǎn)特征，B組可以劃分出8個(gè)砂層組。其中：SQ1進(jìn)一步細(xì)分為3個(gè)砂層組，分別對(duì)應(yīng)BⅠ，BⅡ和BⅢ砂組；SQ2對(duì)應(yīng)BⅣ砂組；SQ3細(xì)分為2個(gè)砂層組，對(duì)應(yīng)BⅤ和BⅥ砂組；SQ4細(xì)分為2個(gè)砂層組，分別對(duì)應(yīng)BⅦ和BⅧ砂組。

3　沉積相

3.1沉積相類型

前人研究認(rèn)為，研究區(qū)主要目的層B組上段為曲流河沉積，下段為辮狀河沉積，沒(méi)有三角洲沉積。本次研究綜合錄井、測(cè)井、地震及前人研究資料［10］，經(jīng)分析認(rèn)為，B組中部SQ2（BⅣ）為三角洲沉積，上部SQ1為曲流河沉積，下部SQ3，SQ4為辮狀河沉積。

3.1.1SQ1（BⅠ—BⅢ）

根據(jù)G1井巖心資料，SQ1的巖性為泥質(zhì)含量較高的泥質(zhì)砂巖，斜層理和泥質(zhì)條帶發(fā)育，砂質(zhì)分布極不均勻。粒度概率曲線為兩段式，同時(shí)斜層理發(fā)育，反映出曲流河側(cè)向加積的沉積特特征（見(jiàn)圖4）。錄井顯示SQ1是以紅棕色泥巖夾薄層的淺灰色中粗粒砂巖或者細(xì)粉砂巖為特征，反映出陸上暴露氧化的沉積環(huán)境。測(cè)井曲線表現(xiàn)為“泥包砂”的沉積序列，符合曲流河的沉積特征。成像測(cè)井SQ1的藍(lán)模式、紅模式方位傾角較大，最大傾角可達(dá)到40°，反映了曲流河河道側(cè)向加積的沉積特征（見(jiàn)圖4）。綜合分析認(rèn)為，研究區(qū)SQ1為曲流河沉積。

3.1.2SQ2（BⅣ）

G1井在SQ2取心井段的巖心，自上而下由3個(gè)不同微相類型的巖石構(gòu)成，物性條件相差甚遠(yuǎn)。

1）下段為塊狀砂巖，粒度較粗，下部含礫，為近物源的粗粒三角洲。自下而上顆粒由粗變細(xì)，夾層為深色泥巖（見(jiàn)圖4）。粒度概率曲線為三段式，跳躍總體復(fù)雜，反映湖水升降動(dòng)蕩的水下沉積環(huán)境。測(cè)井曲線形態(tài)具有明顯下粗上細(xì)的反韻律特征，下部漏斗型為河口壩沉積，上部鐘型的水下分流河道砂巖疊置在河口壩砂巖之上，具有典型的三角洲前緣測(cè)井響應(yīng)特征。

2）中段巖性為灰色—中灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與泥巖的薄互層。巖心可觀察到滑塌變形層理及同沉積斷裂，反映了水下沉積環(huán)境。測(cè)井曲線為高伽馬、高密度、低時(shí)差的高泥質(zhì)含量響應(yīng)特征。粒度概率曲線為三段式，跳躍總體復(fù)雜，分析該段地層為水下分流河道間灣沉積。

3）上段為塊狀中砂巖，巖性均勻，巖心可見(jiàn)交錯(cuò)層理發(fā)育，表明相對(duì)較強(qiáng)的水動(dòng)力條件。粒度概率曲線為三段式，測(cè)井曲線形態(tài)以鐘型為特征，認(rèn)為該段地層為水下分流河道沉積。

3.1.3SQ3，SQ4（BⅤ—BⅧ）

研究區(qū)SQ3，SQ4沒(méi)有取心資料，從測(cè)井曲線上可以看出，二元結(jié)構(gòu)的底層沉積發(fā)育良好、厚度大，頂層沉積不發(fā)育、厚度小。巖性剖面組合以“砂包泥”的沉積為特征，厚層砂巖夾薄層的泥巖，測(cè)井響應(yīng)以箱型為主，表現(xiàn)出下粗上細(xì)的間斷性正韻律或正旋回。結(jié)合前人研究成果，并由測(cè)井響應(yīng)分析認(rèn)為，SQ3與SQ4的沉積特征基本一致，都為塊狀砂巖的辮狀河沉積。

3.2沉積體系展布特征

在沉積相研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合地震反演屬性、砂體厚度、地層厚度及砂地比等資料，分析SQ1—SQ4層序的沉積相平面分布特征。

圖4　G1井沉積層序綜合柱狀圖

SQ1為曲流河沉積，主要由泛濫平原和低彎度的暫時(shí)性淺水河道組成。曲流河河道主要發(fā)育在研究區(qū)的中部，由北向南逐漸推進(jìn)，河道和點(diǎn)壩的砂體相對(duì)較厚。由于氣候干旱和物源供給的逐漸減少，研究區(qū)SQ1由下向上的曲流河河道規(guī)模逐漸變小，而泛濫平原的范圍卻逐漸增加，以大規(guī)模的泛濫平原泥質(zhì)沉積為主（見(jiàn)圖5a）。

SQ2為三角洲沉積，在研究區(qū)北部SQ2發(fā)育三角洲平原亞相，主要由分流河道和泛濫平原組成，有利的厚層砂體主要為分流河道砂巖。三角洲前緣亞相發(fā)育在研究區(qū)中南部，主要由水下分流河道、分流間灣及河口壩等組成，有利的厚層砂體主要分布在水下分流河道和河口壩中（見(jiàn)圖5b）。

辮狀河主要發(fā)育在SQ3和SQ4中，主要由辮狀河河道和泛濫平原組成，厚層的有利砂體主要發(fā)育在辮狀河河道中。由于SQ3和SQ4沉積時(shí)期物源供給充足，辮狀河河道由北向南在研究區(qū)廣泛發(fā)育，而泛濫平原較少發(fā)育。

4　有利儲(chǔ)集相帶

研究區(qū)的主力油層主要分布在BⅢ曲流河河道砂巖、BⅣ的三角洲前緣水下分流河道及河口壩砂巖儲(chǔ)層中，其與上部的A組湖相泥巖可以形成有效的儲(chǔ)蓋組合。BⅠ，BⅡ的曲流河河道砂巖，與上部的泥質(zhì)沉積也可形成有效的儲(chǔ)蓋組合，但儲(chǔ)層物性整體較差，為研究區(qū)次要油層。

圖5　研究區(qū)SQ1和SQ2沉積相平面展布

地震屬性結(jié)合鉆井信息表明，BⅣ三角洲砂體在研究區(qū)北部G，M井區(qū)及中部H井區(qū)較發(fā)育，儲(chǔ)層物性較好且分布較廣，為有利的儲(chǔ)集相帶分布區(qū)，其有利的儲(chǔ)集砂體主要為三角洲前緣水下分流河道及河口壩（見(jiàn)圖5）。BⅢ在研究區(qū)北部的G，M井區(qū)的曲流河河道砂體相對(duì)比較發(fā)育，儲(chǔ)層物性比較好，為有利的儲(chǔ)集相帶分布區(qū)，儲(chǔ)集砂體主要為曲流河河道砂巖，但與BⅣ相比，儲(chǔ)層的物性相對(duì)較差，分布范圍相對(duì)較小。

BⅡ和BⅠ的砂體整體分布范圍較小，泥巖分布范圍相對(duì)BⅢ和BⅣ分布非常廣，為泛濫平原泥質(zhì)沉積。BⅠ和BⅡ在研究區(qū)北部的G井區(qū)以及H井區(qū)南部區(qū)域，曲流河河道砂體相對(duì)比較發(fā)育，儲(chǔ)層物性相對(duì)較好，為有利的儲(chǔ)集相帶分布區(qū)，儲(chǔ)集砂體主要為曲流河河道砂巖，但與BⅢ和BⅣ相比，儲(chǔ)層的物性相對(duì)較差，分布范圍也相對(duì)較小，為相對(duì)有利的儲(chǔ)集相帶。

5　結(jié)論

1）在層序地層學(xué)的指導(dǎo)下，結(jié)合測(cè)井INPEFA旋回分析技術(shù)，將研究區(qū)從C組到A組劃分為1個(gè)長(zhǎng)期旋回和3個(gè)中期旋回，目的層段B組進(jìn)一步劃分為4個(gè)短期旋回及8個(gè)砂層組。

2）綜合巖心、測(cè)井、錄井等資料，沉積特征研究認(rèn)為，研究區(qū)主要目的層從下到上（SQ4—SQ1）依次發(fā)育辮狀河沉積體系、三角洲沉積體系，以及干旱氣候條件下的曲流河沉積體系。

3）研究區(qū)A組的湖相泥巖，與下部B組的水下分流河道和河口壩砂巖形成最有利的儲(chǔ)蓋組合。北部G井區(qū)和中部的H井區(qū)為有利的儲(chǔ)集相帶發(fā)育區(qū)。

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（編輯王淑玉）

Paleogene sequence stratigraphy and sedimentary system in G-H Area，Melut Basin

Ran Huaijiang，F(xiàn)an Leyuan，Hu Shengli，Sun Chuanzong，Tai Un Mei，Baomin Huizi
（Geosciences Center，Great Wall Drilling Company，CNPC，Beijing 100101，China）

Melut Basin is an important hydrocarbon accumulation zone，which formed in Cenozoic-Mesozoic that has been related to the central African rift system.Taking the theory and method of high resolution sequence stratigraphy as the guideline，applying the technology of INPEFA logging cycle analysis，the sequence stratigraphic framework of G-H Area in Melut Basin is established.On the basis of the study of cores data，well logging，seismic profile，the characteristics of sedimentary sequence and favorable zones of the Paleogene in G-H Area of Melut Basin are studied，indicating the direction for further exploration in the area.The main results and achievement are as follows：There is a long-term base level cycle（second-order sequence）and three middle-term base level cycles from C to A Formation.The long-term base level cycle can be divided into 3 middle-term base level cycles（third-order sequence），and B Formation can be divided into 4 short-term base level cycles（fourth-order sequence）.From top to bottom are SQ1，SQ2，SQ3and SQ4；meandering river sedimentary systems under acrid climate mainly developed in SQ1，delta sedimentary systems mainly developed in SQ2，and braided river sedimentary systems mainly developed in SQ3and SQ4；there is a favorable reservoir-cap combination of reservoir，A Formation is the seal，and B Formation is the favorable reservoir；the main reservoir sand bodies are underwater distributary channel and mouth bar sandstone of BⅣ，and meandering river channel sandstone of BⅢ.The favorable reservoir facies zones are mainly distributed in G well-block in the north of study area，and H well-block in the center of the study area.

Paleogene；sequence stratigraphy；sedimentary system；favorable zones；Melut Basin

TE121.3

A

10.6056/dkyqt201504012

2014-11-08；改回日期：2015-03-15。

冉懷江，男，1982年出生，工程師，博士，主要從事層序地層及沉積儲(chǔ)層方面的研究工作。E-mail：ransi0007@163. com。

引用格式：冉懷江，范樂(lè)元，胡圣利，等.Melut盆地G-H地區(qū)古近系層序地層及沉積體系研究［J］.斷塊油氣田，2015，22（4）：464-468.

Ran Huaijiang，F(xiàn)an Leyuan，Hu Shengli，et al.Paleogene sequence stratigraphy and sedimentary system in G-H Area，Melut Basin［J］. Fault-Block Oil&Gas Field，2015，22（4）：464-468.