松遼盆地齊家地區(qū)高臺子油層高分辨率層序地層學及沉積特征研究

于訓濤，張云峰

（黑龍江省油氣藏形成機理與資源評價重點實驗室， 黑龍江 大慶 163318 )

石油化工

松遼盆地齊家地區(qū)高臺子油層高分辨率層序地層學及沉積特征研究

于訓濤，張云峰

（黑龍江省油氣藏形成機理與資源評價重點實驗室， 黑龍江 大慶 163318 )

應用高分辨率層序地層學理論，綜合巖礦學、生物地層學、地球化學和地球物理資料，對齊家地區(qū)青山口組二三段高臺子油層進行高分辨率層序地層研究，以具體單井的巖心、測井等信息著重指出了齊家地區(qū)高臺子油層高分辨率層序地層劃分的識別標志，在齊家地區(qū)高臺子油層高三、高四油層識別出兩種界面類型，并以此為基礎在高三、高四油層組劃分了1個長期基準面旋回、5個中期基準面旋回、19個短期基準面旋回。在中期基準面旋回劃分的基礎上對研究區(qū)域沉積相平面分布特征做了相應分析，清晰的顯示了齊家地區(qū)青一段到青三段沉積體系由水進到水退不斷向盆內(nèi)推進的地質過程。

齊家地區(qū)； 高臺子； 高分辨率層序地層學； 層序界面； 沉積相

齊家地區(qū)位于松遼盆地北部中央坳陷區(qū)，包括齊家-古龍凹陷、龍虎泡-大安階地2個二級構造單元主體的北部。齊家地區(qū)高臺子油層是松遼盆地油氣勘探的重要目的層之一，前人對研究區(qū)域的部分地區(qū)做了青山口組四級層序地層劃分與特征研究[1]，也進行過松遼盆地西北部地區(qū)的葡、薩、高油層精細地層解剖[2]，但齊家地區(qū)具有區(qū)帶級別針對高臺子油層層序地層的研究還并未有過深度研究，資料不是特別豐富，目前對高臺子油層的研究主要集中于多個單區(qū)塊[3]，缺少區(qū)帶級的宏觀認識做指導。本文針對主要含油層段高三、高四油層組，在前人所做研究基礎上利用了巖心、測井、化石帶、重礦物等更加詳細的資料對層序界面進行識別，并對各級次基準面旋回特征進行了較詳細的描述分類，按中期基準面旋回分析了研究區(qū)沉積相平面展布特征，研究成果對松遼盆地北部致密油勘探開發(fā)布署具有一定的理論和實踐意義。

1 高臺子油層高分辨率層序地層劃分標志及其特征

基準面旋回的識別與劃分應當遵循從宏觀到微觀、從大尺度到小尺度的逐級劃分原則[4]，齊家地區(qū)的層序劃分和對比是在現(xiàn)今松遼盆地北部青山口組層序地層沉積研究已劃分的三級層序基礎上而繼續(xù)展開的

1.1 巖心識別標志

（1）河床滯留沉積。河床滯留沉積是留在河床底部、集中堆積成不連續(xù)透鏡體的礫石粗粒碎屑物，出現(xiàn)該沉積特征一般代表著兩種地質情況：在基準面上升期由于水進作用而形成的沖刷面，或者是在基準面下降期內(nèi)發(fā)生的侵蝕沖刷作用,是層序邊界的標志。主要分布在齊家地區(qū)北部河道的沖蝕帶（圖1A）。

（2）古風化暴露面：主要包括土壤和植物根土層。層序界面代表一定時間的沉積間斷，或者暴露于地表形成某些土壤化標志，如鈣質結核、瘤狀植物根土巖等，它們代表基準面下降到最低點（圖1B1、B2）。

（3）巖性、巖相標志：巖性、巖相在垂直系列上的缺失、突變及底礫巖的出現(xiàn)都可能是層序邊界的標志。巖性類型或相組合在垂向剖面上轉換的位置也是層序邊界的標志（圖1C）。

（4）植物根跡化石：根跡化石是巖心中最容易識別的遺跡化石，種類也繁多，生態(tài)特點復雜，雖然不能絕對作為暴露標志，但可根據(jù)上下地層植物化石縱向上的變化推斷層序邊界的位置。（圖1D）。

（5）介形蟲層或生物碎屑灰?guī)r層：在湖面上升后有機物質或無機物質的碳酸鹽巖堆積于湖泛面之上，有機碳酸鹽巖多以介形蟲出現(xiàn)。這些介形蟲或貝殼層受風暴的篩選和改造作用帶到水下沉積（圖1E）。

圖1 高臺子油層層序界面典型巖心識別標Fig.1 Core identification marks of sequence boundary of Gaotaizi reservoir

1.2 測井識別標志

（1）基準面下降-上升轉換面：測井曲線上表現(xiàn)出的異常突變面，界面之上為正向成因單元，測井曲線為箱型、鐘型，自然伽馬總體低值，曲線底部由高值向低值突變，表示此處為沖刷面，具有較強的水動力，物源充分或者相對較充分，界面之下為低幅度指型，為分流間灣沉積，一般層序界面上下會顯示出相突變的特征（圖2A）。

（2）湖泛面：湖泛面顯著標志是存在密集段，通過高分辨率層序地層學的分析密集段在多數(shù)地區(qū)表現(xiàn)為比較純的泥巖，測井相應為低自然電位、低電阻率。個別地區(qū)是薄層的鈣質泥巖，測井相應為低自然電位，尖峰高電阻率和高自然伽馬。（圖2B）

圖2 層序界面測井曲線識別(金87、古72井)Fig.2 Log identification marks of sequence boundary（Jin87 and Gu72 well）

2 各級次基準面旋回層序特征

2.1 長期基準面旋回特征

長期旋回由數(shù)個中期旋回疊加而成，代表一次大規(guī)模區(qū)域范圍的水進—水退旋回，具備相對獨立的生儲蓋組合[5]。筆者認為齊家地區(qū)高三、高四油層組處于整個長期基準面旋回的下降半旋回上，高四底界面為長期基準面下降的終點，即上升與下降的轉換面。在三角洲沉積體系中，基準面上升到最高點時，即沉積物供應量與可容納空間比值A/S 值達到最大，該時段沉積水體深度一般處于非常深的極值，會沉積半深湖—深湖的大套暗色泥巖[6]。齊家地區(qū)北部高四底界面之下發(fā)育 1 m左右暗色泥巖；齊家地區(qū)南、新店南部和胡吉吐莫一帶界面底部更是發(fā)育大段黑色泥巖，這對齊家地區(qū)高臺子油層地層格架的建立具有重要意義。

2.2 中期基準面旋回特征

中期基準面旋回為一套地層疊加所組成的湖進—湖退沉積序列，其水深變化幅度不大的、彼此間成因聯(lián)系密切[7]。旋回的頂?shù)诪榫植康牟徽匣蚺c之可對應的整合。其識別與劃分是在對短期基準面旋回層序識別與劃分的基礎上完成的。本文將研究區(qū)高三高四油層劃分為5個中期旋回（自下而上命名為MSC1-MSC5）和19個短期旋回（如圖3）。

總體上中期基準面旋回體現(xiàn)著進積型旋回，反應A/S值從增大至減小的過程。齊家地區(qū)高三、高四油層組中期基準面旋回主要發(fā)育有三種類型。常見類型為只有下降半旋回的非對稱型旋回，如MSC1、MSC2發(fā)育于三角洲前緣的河口壩（席狀砂）沉積區(qū)，主要沉積主題為河口壩、席狀砂沉積，處于沉積物供給量逐漸增大的沉積環(huán)境。其次為以下降半旋回為主的對稱旋回，如MSC3、MSC4，一般上升半旋回主要有薄的分流間灣細粒泥質沉積或分流河道砂組成，下降半旋回主要由厚的分流間灣、河口壩（席狀砂）組成，處于過補償沉積狀態(tài)。再次為以上升半旋回為主的對稱型旋回，如MSC5，在水下分流河道及其間灣、河口壩（席狀砂）交替的河口及其相鄰兩側處尤為多見。處于弱補償或欠補償?shù)某练e環(huán)境。

圖3 基準面旋回綜合模式圖（金87井）Fig. 3 The aggregative mode of base-level cycle (well Jing87)

3 四級層序上的沉積相平面分布特征分析

3.1 MSC1旋回沉積相分布

北部沉積體系：MSC1中期旋回處于青二段沉積早期，此時物源開始大面積注入，湖泊面積開始萎縮，并萎縮到古203井區(qū)以南一帶，介形蟲層及介殼灰?guī)r層逐漸增多，小河口壩發(fā)育(圖4A)。齊家地區(qū)在MSC1中期旋回主要發(fā)育北部的三角洲前緣亞相和南部的湖相。

西部沉積體系：該段沉積時繼承了青一段晚期的沉積格局，在西部沉積體系范圍內(nèi)，大部分井區(qū)發(fā)育一套深灰色泥巖夾穩(wěn)定的薄層介形蟲層。從沉積特征來看，砂體不太發(fā)育，僅在個別井中可見小薄層砂體，說明該時期沉積時物源供給匱乏，水體較深而且穩(wěn)定，偶爾水動力強時有小規(guī)模分流河道由西北部注入形成小面積的三角洲前緣沉積(圖4A)。西部沉積體系的水體具有由深變淺趨勢，總體上呈北淺南深的特征。

3.2 MSC2 旋回沉積相分布

北部沉積體系：該期沉積時盆地受構造運動的影響，周邊地區(qū)繼續(xù)抬升，物源供應充足，在繼承前期的沉積格局下，三角洲體系不斷向盆內(nèi)推進。從沉積相平面圖可以看出，本區(qū)南部深湖—半深湖沉積區(qū)明顯縮小，三角洲體系占主體，靠北部一帶地層物源供給充足，反映出明顯的水退過程。在泰康到齊家北地區(qū)以北一帶，主要發(fā)育三角洲前緣分流河道及河口壩沉積，齊家南以南金28工區(qū)主要發(fā)育三角洲外前緣席狀砂沉積。金24井以南為湖相沉積，局部發(fā)育淺湖砂壩沉積，砂體以泥質粉砂巖、粉砂巖為主(圖4B)。

西部沉積體系：該期齊齊哈爾物源方向開始大面積接收沉積，物源供應充足，砂體發(fā)育，砂體主要為三角洲前緣的河口壩沉積，且砂體多期疊加分布，砂體單層厚度較大，砂地比較高，砂巖粒度以粉砂巖為主。杜405井一帶發(fā)育河口壩沉積，而杜207、杜54井周圍同MSC1旋回沉積特征相似(圖4B)，同樣發(fā)育穩(wěn)定的薄層介形蟲層沉積，表明其具有明顯的湖灣沉積特征。

3.3 MSC3 旋回沉積相分布

北部沉積體系：該期沉積非常旺盛，物源供應相對充足，河道砂體多期疊加分布，砂體單層厚度大，砂巖粒度有所變粗，粉細砂增多。從沉積相圖上明顯看出南部已經(jīng)沒有了水體較深的深湖—半深湖沉積，大部分地區(qū)仍以三角洲前緣沉積為主體(圖4C)。

西部沉積體系：在前期的沉積背景下，水體不斷退縮，來自齊齊哈爾方向物源供給充足，砂體發(fā)育，單層厚度大，砂體主要為三角洲前緣的分流河道和河口壩沉積，且砂體多期疊加分布。分流河道由工區(qū)西北部一直發(fā)育到杜42井附近。相對MSC1、MSC2旋回其三角洲前緣亞相同湖相沉積的過渡區(qū)域更加開放，并沒有形成利于湖灣沉積的封閉條件。杜14井以南發(fā)育湖相沉積，局部存在由事件性水體變化形成的淺湖砂壩(圖4C)，通過研究發(fā)現(xiàn)這部分砂壩沉積有利于形成好的油氣聚集條件。

圖4 齊家地區(qū)高臺子油層中期基準面旋回沉積相平面分布圖Fig.4 Sedimentary facies of the mid-cycles sequence of Qijia Gaotaizi reservoir

3.4 MSC4 旋回沉積相分布

北部沉積體系：該期沉積時正處于構造運動活躍、盆地周邊抬升最強烈時期，大部分地區(qū)基本抬升，水體不斷退縮、變淺，物源向盆地內(nèi)推進，物源供應十分充足，三角洲沉積體系，在古地貌背景下延伸、展布，分布范圍在MSC1-MSC3沉積環(huán)境的基礎上不斷擴大，由北向南發(fā)育三角洲內(nèi)前緣沉積體系、三角洲外前緣沉積體系和湖相沉積體系(圖4D)。在工區(qū)的北部三角洲分流河道廣泛發(fā)育，河道砂體呈多期疊加分布，砂體單層厚度大，砂巖粒度有所變粗、細砂增多。此時期湖相只是在齊家地區(qū)南部呈窄條狀發(fā)育，是齊家地區(qū)高臺子油層高三、高四油層組湖相發(fā)育面積最小時期。

西部沉積體系：該期在前期基礎上盆地周邊繼續(xù)抬升，西部物源供應充足。三角洲前緣水下分流河道，只在齊齊哈爾沉積體系一帶分布，規(guī)模相對北部沉積體系較小(圖4D)。

3.5 MSC5 旋回沉積相分布

北部沉積體系：該期在MSC4旋回時期沉積格局基礎上，盆地周邊地區(qū)不斷抬升、剝蝕，物源相對充足，河道砂體多期疊加分布，砂體單層厚度大，砂巖粒度有所變粗。工區(qū)北部發(fā)育三角洲平原沉積，且以三角洲分流河道砂體沉積為主。該期沉積時除了南部為較深湖相沉積外，大部分地區(qū)仍以三角洲體系為主，除了北部的三角洲平原沉積以外還大面積發(fā)育三角洲前緣分流河道及河口壩沉積(圖4E)。

西部沉積體系：該時期西部物源供應達到了十分充足的地步，甚至相對北部物源可以達到相似的局部規(guī)模。在MSC4旋回時期沉積結束后，物源再次向盆內(nèi)推進，充足的物源供應使西部斜坡帶又活躍起來，三角洲沉積體系大規(guī)模地向盆地內(nèi)延伸、展布，發(fā)育的三角洲前緣分流河道沉積砂體豐富，儲層物性好(圖4E)。

4 結 論

（1）齊家地區(qū)高臺子油層層序界面特征明顯，界面附近常發(fā)育鈣質結核、介形蟲層等明顯的暴露標志和湖泛面沉積標志；測井曲線一般呈突變型和漸變型。

（2）高三、高四油層組劃分出一個長期基準面旋回，5個中期基準面旋回，19個短期基準面旋回。一個長期基準面旋回為下降半旋回，高四底界面為長期基準面上升的最高點。中期基準面旋回總體上體現(xiàn)著進積型旋回。

（3）根據(jù)高分辨率層序地層學原理在齊家地區(qū)高臺子油層高三、高四油層組識別出2鐘界面類型：三角洲分流平原與濱淺湖相基準面下降與上升的轉換面、三角洲前緣反旋回的頂部，最大湖泛面與層序界面重合。

（4）通過MSC1-MSC5沉積相平面展布分析，確定了該時期所處的長期基準面旋回為一個下降半旋回，顯示出整體沉積體系水體由深變淺，構造活動與盆地周邊抬升愈發(fā)強烈，物源越來越充足，三角洲沉積體系不斷向盆內(nèi)推進的沉積過程。

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Study on High Resolution Sequence Stratigraphy and Sedimentary Characteristics of Gaotaizi Reservoir of Qijia Area in Songliao Basin

YU Xun-tao，ZHANG Yun-feng

（Heilongjiang Oil and Gas Reservoir Forming Mechanism and Resource Evaluation Key Laboratory, Heilongjiang Daqing 163318, China）

According to the high resolution sequence stratigraphy’s theory and the information of rock-mineral analysis，biological stratigraphy，geochemistry and geophysics, a systematical and in-depth research on high resolution sequence stratigraphy of Gaotaizi reservoir of Qijia area in Songliao basin was carried out. Identification marks of sequence boundary for sequence division of GaoTaiZi reservoir was pointed out emphatically,and two kinds of boundaries were recognized on G3，G4 oil layer group of Qijia area，which was used as the basis to divide G3，G4 into 3 partition. Then characteristics of each base level and distribution of sedimentary facies were analyzed.

Qijia area; Gaotaizi; High resolution sequence stratigraphy; Sequence boundary; Sedimentary facies

TE 121.3

： A

： 1671-0460（2015）03-0621-04

國家重點基礎研究計劃”973“項目（編號2012CB723102）和國家高新技術研究發(fā)展計劃“863”項目（編號2013AA064903）資助。

2014-10-14

于訓濤（1990-），男，黑龍江大慶人，碩士，2012年畢業(yè)于東北石油大學資源勘查工程專業(yè)，研究方向：沉積地質學。E-mail：yxt0407@163.com。