川西坳陷須家河組地震相河道分布特征

白林坤，向超，熊亭，程樂利

川西坳陷須家河組地震相河道分布特征

白林坤1，向超1，熊亭2，程樂利3

（1.中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司，天津 300452；2.中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518067；3.長江大學(xué)錄井技術(shù)與工程研究院，湖北 荊州 434023）

川西坳陷須家河組具有較大的勘探潛力，一直以來備受關(guān)注。本文以地震相為目標(biāo)，對工區(qū)內(nèi)河道分布特征進行研究，在地震相上識別了下切型、側(cè)積型、充填型三類河道。通過對工區(qū)五個地層段進行地震解釋，共解釋出了115條河道，組合成了42條河流，而這些河流是控制工區(qū)三角洲的沉積體系展布的主要因素。

川西坳陷；須家河組；地震相；河道特征

經(jīng)前人研究，川西坳陷須家河組主要發(fā)育以辮狀河三角洲為主的東北沉積體系，展布較廣，延伸較遠，但是對此沉積體系展布的主控因素的研究尚不明確。本文通過三維地震資料的解釋，識別出了河道、河流與砂體之間的關(guān)系，確定了河道、河流的發(fā)育、展布情況直接控制著沉積體系的展布。研究結(jié)果直接關(guān)系到該地區(qū)致密、超致密砂巖儲層的勘探和開發(fā)的成果。因此，為了取得更好的勘探和開發(fā)成果，對須家河組的河道研究就顯得十分重要。

1 工區(qū)概況

川西坳陷位于四川盆地西部，上三疊統(tǒng)為陸相深坳盆地，走向北東，總面積約3.1×104km2見圖1，截止2014年，須家河組地層探明儲量達4 938.15×108m3，是盆地內(nèi)最具勘探潛力的層系之一（楊克明，2003；楊克明；2006；楊克明等，2012；劉樹根等，2004）。工區(qū)自下而上為一套從海相-海陸交互相-陸相沉積，并發(fā)育以陸相為主的含煤碎屑巖組合，地層厚度200～4 000m。須家河組在工區(qū)內(nèi)只發(fā)育了須一至須五段地層，其中須一、須三、須五段為以泥頁巖為主的含煤地層，是主要的烴源巖層；須二、須四段以砂巖為主，是主要的儲集層（戴金星等，1996；葉泰然等，2011；鄭榮才等，2011）。沉積相類型主要是三角洲前緣和湖泊相，沉積微相主要是水下分流河道和河口壩。沉積相帶的分布主要受河道控制，因此對工區(qū)內(nèi)河道的研究顯得十分必要。

圖1 A坳陷上三疊統(tǒng)須家河組地震測線圖

2 3D地震相河道識別及分類

本次地震相分析全部使用三維地震資料，在不穩(wěn)定環(huán)境下，三維地震剖面中反映的沉積現(xiàn)象顯得更加敏感和清晰，大大地提高了對河道的分辨能力，本次研究共切了14條過井剖面見圖1，在5個層段上共解釋了115條河道，這些河道總體上可以把它們歸納為三種類型。

2.1 下切型

水平或微凸起或微下凹的反射層在橫向上局部中斷，在其縱向上突然出現(xiàn)1～2個下凹的強反射層，其上還有較弱同相軸的反射層組合體，稱為下切河道，用“1”表示圖2。它代表一種特強水流環(huán)境。這類河道其寬度一般為2～3km，幅度為30～50ms，河床為強反射，內(nèi)部多為極弱～無反射。此類河道有45條（即占39%）。在平面上多分布在離物源較近的地區(qū)，即河流的上游地區(qū)。

圖2 下切型河道的地震反射特征

2.2 側(cè)積型

在1～2個連續(xù)較強振幅并有一定延續(xù)長度的下凹同相軸上，出現(xiàn)一組（至少2個）并向同一方向傾斜的中弱振幅反射層組合體，稱為側(cè)積型河道（圖3），用“2”表示。它代表一種較強水流環(huán)境，而且河床以上側(cè)積同相軸的角度越大，代表著水流強度越大。這種類型河道寬度較長，多為5～10km，幅度為40～60ms，河床都為強或較強振幅反射，側(cè)積層較多為中—較弱振幅反射（周明非，2006；賈懷存等，2018；劉保國和劉力輝，2008）。此類河道在工區(qū)只發(fā)育49條，占42.6%，在平面上多分布在三角洲前緣，即河流中、下游地區(qū)。

圖3 側(cè)積型河道的地震反射特征

圖4 充填型河道的地震反射特征

2.3 充填型

一組下凹較強反射層的同相軸之上又出現(xiàn)水平狀較弱同相軸，兩側(cè)且有上超時的反射層組合體，稱為充填型河道（圖4）。它代表了一種較弱水流環(huán)境，這類河道不寬，一般為3～5km，幅度30～40ms，此類河道在工區(qū)發(fā)育21條，僅占18.3%。用“3”表示，在平面上多分布在三角洲外前緣，即河流的下游地區(qū)。

3 各地質(zhì)時期河道發(fā)育情況分析

工區(qū)5個地層段共解釋出各種類型河道115條。從層序上看，T3x5有12條，T3x4有36條，T3x3和T3x2分別有30和32條，T3x1只有5條。各個地質(zhì)時期河道的分布情況見表1，根據(jù)河道發(fā)育程度變化曲線（表1中藍色曲線），可以看出經(jīng)歷了三次水退（T3x1末、T3x3下末及T5上末）和三次水浸（T2末、T3x2上末及 T3x4上末）。

表1 不同時期河道數(shù)和砂體數(shù)分布統(tǒng)計表

砂體總數(shù)變化曲線（表1中綠色曲線）、A相（含砂量大于65%）面積變化曲線（表1中紅色曲線）基本上是一致的。T3x1、T3x3、T3x5主要是水浸環(huán)境，T3x2、T3x4則表現(xiàn)為十分明顯的水退環(huán)境，這與沉積相的研究結(jié)果十分一致。

4 地震河道平面組合

在T3x1到T3x5上9個地層段中，共解釋了115條河道，它們大致分布規(guī)律是上游下切型河道多、中游側(cè)積型河道多和下游充填型河道多。將同一地質(zhì)時期的不同類型河道組成一條河流，根據(jù)這種規(guī)律本工區(qū)115個河道共組合成42條河流，主要河道有15條，一般河道有27條。在組合中必須考慮如下原則：

（1）現(xiàn)河道的環(huán)境性質(zhì)。如Ⅰ類下切型、Ⅱ類側(cè)積型和Ⅲ類充填型應(yīng)分別位于河流的上、中和下游。

（2）物源方向。

（3）砂體的位置和形態(tài)。Ⅱ類側(cè)積型河道必須沿砂體側(cè)緣，一般不切割砂體，Ⅲ類充填型河道代表較弱水流環(huán)境，河道在它前緣不遠處可終止。

（4）古構(gòu)造形態(tài)。在T3時期工區(qū)西北部為構(gòu)造低坳，東南部皆為抬升的斜坡。河流的末端走向必須為西北方向。

5 河流與沉積相

5.1 河流平面的分布特征及規(guī)律

工區(qū)在每個地質(zhì)時期都分布著4～6條河流（以須二段為例，圖5、圖6）。須二段河大多是北東向和南西向，分別向盆地中心聚集，匯入低洼的湖盆中。T3X2上展布著5條河流：

1號河流位于工區(qū)的南西部，主要分布在大邑地區(qū)，由西南向東北流向；

2號河流位于金深地區(qū)，由北向南流向；

3號河流從川棉39井流向馬深1井附近由北向南流向；

4號為工區(qū)主體河流，位于工區(qū)的北東部，支流多，呈由東北向西南方向的流向，展布范圍較大，控制的沉積區(qū)域也較廣，主要流經(jīng)新場、川合、川泉、川江一帶，是控制東北沉積體系的主要河流；

5號河流位于工區(qū)南部，呈南北向，在洛帶地區(qū)向西北湖泊地區(qū)展布。T3X2下等其他各個地質(zhì)時期的河流分布情況與其大同小異。

從圖中可以看出這些河流具有如下分布規(guī)律：

（1）在工區(qū)西北部地區(qū)河流呈北西—南東走向，在坳陷中心的小砂體附近終止；

（2）工區(qū)東北地區(qū)河流呈北東—南西走向，與東北沉積體系走向基本一致；

（3）河流上游一般為下切河道，中游為側(cè)積河道，下游為充填河道。河道上游方向靠近物源；

（4）各河流的上游一般靠近坳陷邊緣。

5.2 河流與沉積相的展布

工區(qū)存在東北和西南兩個方向的物源，由此在工區(qū)東北部和西南部展布著東北沉積體系和西南沉積體系（劉煥等，2012；魏嘉等，2008）。由于須家河組的沉積格局從下而上具有明顯的繼承性，須一段時期就形成工區(qū)兩大沉積體系的趨型，主要是濱岸相、辮狀河三角洲以及湖泊相。須二段、須三段、須四段和須五段均以辮狀河三角洲-湖泊相沉積體系為主。在不同時期，三角洲及湖盆發(fā)育的規(guī)模會發(fā)生變化。整體來看，在須一段、須三段和須五段湖盆規(guī)模最大，三角洲規(guī)模均比須二段、須四段小。水動力條件也較弱（以須二段為例，圖5、圖6）。

在須二段沉積期，坳陷呈現(xiàn)的大型三角洲前緣沉積環(huán)境，對東北和西南兩個沉積體系影響較大，沉積相上屬辮狀河三角洲。其沉積微相主要有水下分流河道、河口壩、分流河道間、席狀砂以及淺湖砂壩及淺湖泥。在TX210-TX27沉積時期，水體發(fā)生水進—水退—水進的沉積過程，辮狀河三角洲前緣沉積范圍隨水體的增加而縮小，反之亦然。在TX26-TX23沉積時期，物源供給方向仍為兩大物源體系，水下分流河道沉積體變化不大，河口砂壩有明顯的增大。在TX22-TX21砂組沉積時期，水下分流道整體向坳陷中心推進，沿著漢旺-安縣-金馬場和葫蘆溪-中江-金堂方向延伸。大邑水下分流河道沉積范圍向東延伸并擴大，它們都屬于水下分流河道沉積微相。河口砂壩以及席狀砂分布范圍也擴大，這些變化都與河流有十分密切的關(guān)系：

圖5 須家河組須二段上地震-沉積相平面圖

（1）河流源頭方向與三角洲物源方向一致；

（2）河流流向與三角洲展布方向一致；

（3）河流的末梢包絡(luò)線與三角洲前緣水下分流河道的包絡(luò)線基本一致；

（4）河流樹枝狀外形與三角洲主體外形基本一致；

（5）河流終止區(qū)域與沉積相上的湖泊區(qū)基本一致；

（6）5條河流分別控制著5個三角洲朵葉，如1、2、5號河流十分明顯，3、4號河流和三角洲合構(gòu)成東北沉積體系。沉積相圖上三角洲前緣展布形式與該時期的5條河流流向展布匹配關(guān)系十分密切（圖5）。

5.3 河道與砂體

在對本工區(qū)的9個層序的地震相進行深入研究的同時，又對河道砂體進行識別，共識別出74個不同類型砂體，共549個層。為了便于綜合研究，以沉積相圖為背景，結(jié)合本次識別出的地震河道和砂體，繪制本工區(qū)9個層段的地震-沉積相平面圖，以T3X2上為例（圖5）。

該段地震相共發(fā)育70個局部砂體，其中Ⅰ類10個，Ⅱ類20個，Ⅲ類40個。河道段13（條）個，共組成河流5條。它們有如下分布特征：

（1）東北沉積體系的砂體比西南沉積體系的砂體更發(fā)育，特別是Ⅰ類大砂體，4號主干河流兩側(cè)分布的大砂體奠定了東北沉積體系主體；

（2）4號主干河流發(fā)源于梓潼東北，呈樹枝狀向西南方向圍繞主要砂體展布；

（3）Ⅲ類砂體大多在河流（或Ⅰ類大砂體）外圍或前緣；

（4）分布在東北沉積體系內(nèi)的河流及支流，其末端包絡(luò)線形態(tài)，與地震相A相邊部形態(tài)十分吻合；

（5）T3X2下的河流與砂體關(guān)系與T3X2上大同小異（圖6）。

6 結(jié)論

（1）不同類型河道的識別和組合是確定河流走向和砂體分布的基礎(chǔ)，即河流和砂體控制著沉積體系-三角洲的形成和發(fā)育。

圖6 須家河組須二段下地震-沉積相平面圖

（2）在沉積相上工區(qū)展現(xiàn)的東北和西南兩大沉積體系主要為辮狀河三角洲和湖泊相，微相上為水下分流河道和河口壩。

（3）從河流砂體發(fā)育程度及出氣情況來看，東北沉積體系優(yōu)于西南沉積體系。

楊克明，2003．川西坳陷油氣資源現(xiàn)狀及勘探潛力[J]．石油與天然氣地質(zhì)，24(4)：322-331．

楊克明，2006．川西坳陷須家河組天然氣藏模式探討[J]．石油與天然氣地質(zhì)，27(6)：786-793．

楊克明，朱宏權(quán)，葉軍，張克銀，柯光明，2012．川西致密砂巖氣藏地質(zhì)特征[M]．北京：科學(xué)出版社，13-15．

劉樹根，徐國盛，徐國強，雍自權(quán)，李國蓉，李巨初，2004．四川盆地天然氣成藏動力學(xué)初探[J]．天然氣地球科學(xué)，15(4)：323-330．

戴金星，宋巖，張厚福，1996．中國大型氣田形成的主要控制因素[J]．中國科學(xué)(D輯)，26(6)： 481-486．

葉泰然，李書兵，呂正祥，2011．四川盆地須家河組層序地層格架及沉積體系分布規(guī)律探討[J]．天然氣工業(yè)，31(9)：51-57．

鄭榮才，戴朝成，羅清林，汪小平，雷光明，蔣昊，2011．四川類前陸盆地上三疊統(tǒng)須家河組沉積體系[J]．天然氣工業(yè)，31(9)：16-24．

周明非，2006．地震勘探關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展概覽[M]．北京：石油工業(yè)出版社，125-128．

賈懷存，田繼先，劉震，夏魯，2018．柴達木三湖地區(qū)第四系地震相類型及沉積體系．四川地質(zhì)學(xué)報，38(03)：9-12+21．

劉保國，劉力輝，2008．實用地震沉積學(xué)在沉積相分析中的應(yīng)用[J]．石油物探，47(3)：206-271．

劉煥，彭軍，李麗娟，羅文軍，肖艷，2012．川西坳陷中段上三疊統(tǒng)須家河組砂巖特征及物源分析[J]．中國地質(zhì)，39(5)：1271-1279．

魏嘉，朱文斌，朱海龍，徐雷鳴，陳偉，2008．地震沉積學(xué)—地震解釋的新思路及沉積研究的新工具[J]．勘探地球物理進展，31(2)：95-101．

Channel Distribution Characteristics of the Xujiahe Formation in the Western Sichuan Depression Based on Seismic Facies

BAI Lin-kun1XIANG Chao1XIONG Ting2CHENG Le-li3

(1-Sino-French Bohai Sea Geological Service Co. , Ltd. Tianjin 300452; 2-Shenzhen Branch, CNOOC (China) Co., Ltd., Shenzhen, Guangdong 518067; 3- Institute of Logging Technology and Engineering, Yangtze University, Wuhan 434023)

The Xujiahe Formation in the Western Sichuan Depression is of petroleum potential. This study deals with channel distribution characteristics of the Xujiahe Formation in the western Sichuan depression based on seismic facies. Three types of channels such as incised, lateral and filling, and 115 channels of 42 rivers have been identified in the Xujiahe Formation by means of seismic facies. The 42 rivers are the main factor controlling the distribution of the delta sedimentary system in the western Sichuan depression.

Xujiahe Formation; seismic facies; channel distribution; western Sichuan depression

P618.13

A

1006-0995（2021）03-0431-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.03.015

2020-10-22

白林坤（1978—），男，山東濟寧人，工程師，研究方向：錄井地質(zhì)