松遼盆地北部西斜坡青二段至姚一段四級層序格架內沉積微相分布

肖竣文， 辛仁臣

( 1. 中國地質大學(北京) 地球科學與資源學院，北京 100083； 2. 中國地質大學(北京) 海洋學院，北京 100083 )

摘 要：以松遼盆地北部西斜坡青山口組二段至姚家組一段高頻層序地層為研究對象，研究各體系域內沉積體系充填類型和展布規律，利用地震、測井、巖心和古生物資料，建立松遼盆地西斜坡中青二段至姚一段四級層序格架；分析四級層序格架內沉積微相類型、沉積體形態及規模，確定沉積微相時空分布和演化特征。結果表明：青山口組二段劃分為2個四級層序(Cg4、Cg3)，青山口組三段劃分為3個四級層序(Cg2、Cg1、Cg0)，姚家組一段劃分為1個四級層序(Cp1)，各四級層序內均能識別出相應級次的湖泊擴張體系域和湖泊收縮體系域。研究區主要發育三角洲前緣河口壩、遠砂壩、濱淺湖混合灘、砂灘和鈣質淺灘沉積微相，富砂的三角洲前緣、濱淺湖砂質灘壩微相與富泥的濱淺湖混合灘微相在剖面上形成儲蓋組合；平面上，來源于四個物源方向的三角洲沉積體在青山口組二段的各體系域沉積時期逐漸向湖推進，與濱淺湖混合灘、泥灘微相共存，并新發育西北物源三角洲；青山口組三段沉積階段三角洲沉積體規模明顯縮小，以發育濱淺湖鈣質淺灘微相為特征，Cp1時期三角洲再次向湖遷移，濱淺湖不斷萎縮。該研究結果為研究區地層—巖性油氣藏預測、評價提供依據。

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松遼盆地北部西斜坡青二段至姚一段四級層序格架內沉積微相分布

肖竣文1， 辛仁臣2

( 1. 中國地質大學(北京) 地球科學與資源學院，北京 100083； 2. 中國地質大學(北京) 海洋學院，北京 100083 )

摘 要：以松遼盆地北部西斜坡青山口組二段至姚家組一段高頻層序地層為研究對象，研究各體系域內沉積體系充填類型和展布規律，利用地震、測井、巖心和古生物資料，建立松遼盆地西斜坡中青二段至姚一段四級層序格架；分析四級層序格架內沉積微相類型、沉積體形態及規模，確定沉積微相時空分布和演化特征。結果表明：青山口組二段劃分為2個四級層序(Cg4、Cg3)，青山口組三段劃分為3個四級層序(Cg2、Cg1、Cg0)，姚家組一段劃分為1個四級層序(Cp1)，各四級層序內均能識別出相應級次的湖泊擴張體系域和湖泊收縮體系域。研究區主要發育三角洲前緣河口壩、遠砂壩、濱淺湖混合灘、砂灘和鈣質淺灘沉積微相，富砂的三角洲前緣、濱淺湖砂質灘壩微相與富泥的濱淺湖混合灘微相在剖面上形成儲蓋組合；平面上，來源于四個物源方向的三角洲沉積體在青山口組二段的各體系域沉積時期逐漸向湖推進，與濱淺湖混合灘、泥灘微相共存，并新發育西北物源三角洲；青山口組三段沉積階段三角洲沉積體規模明顯縮小，以發育濱淺湖鈣質淺灘微相為特征，Cp1時期三角洲再次向湖遷移，濱淺湖不斷萎縮。該研究結果為研究區地層—巖性油氣藏預測、評價提供依據。

松遼盆地； 西部斜坡； 青山口組二段； 姚家組一段； 高頻層序； 沉積微相

0 引言

松遼盆地橫跨中國東北三省，總面積超過2.67×105km2，累計原油產量超過2.0×109t，為我國主要含油氣盆地[1]，上白堊統青山口組二段(青二段，SQqn2)、青山口組三段(青二段，SQqn3)、姚家組一段(SQy-1)、姚家組二段(SQy-2)和姚家組三段(SQy-3)是松遼盆地的重要含油氣層段，稱為中部含油組合[2]。松遼盆地北部西斜坡屬一級構造單元，東鄰齊家—古龍凹陷，油源充足，為重要潛力區帶[3]。該區為平緩大型單斜構造，難以形成大規模構造油氣藏[4]，但區域性不整合的發育及沉積相帶對湖平面升降的響應造成地層的超覆和剝蝕[5]，有利于地層—巖性油氣藏形成[6-8]。

地層—巖性油氣藏屬于非構造油氣藏類型，隨著勘探程度的逐漸提高，通過常規勘探手段識別的未知構造圈閉不斷減少，中國各陸相盆地勘探重點逐漸轉向“隱蔽型”非構造地層巖性圈閉，對該類油氣藏的開發成為近年來的熱點和難點[9-10]。徐懷大等指出層序地層學是地層—巖性油氣藏勘探的有效手段，為非構造油氣藏研究提供新的思路[11]；沈守文等利用層序地層學研究地層—巖性油氣藏[12]，提出在利用地震測井資料建立的層序地層格架基礎上，通過巖心資料進行完善和連井資料的地層精細對比開展高頻層序研究。采用層序地層學理論對地層—巖性圈閉發育的重要區段進行高頻層序地層分析和沉積體系展布規律研究[13-15]，大幅提高地層—巖性油氣藏的預測和評價精度。建立高精度層序、體系域等時格架，預測儲集體與蓋層的時空配置，成為識別地層—巖性圈閉和進行勘探工作的重要前提。

人們對松遼盆地中部含油組合的層序地層研究多針對中央坳陷的齊家、古龍地區[16-17]，或西部斜坡局部地區的葡萄花油層[18]和高臺子油層[19]，對中部含油組合層序及沉積相研究報道較少。梁江平等采用層序地層學和古生物分析方法將松遼盆地中部含油組合劃分為4個三級層序，識別相應的體系域，論證介形類化石組合的變化與各層序的對應關系[20]，但三級層序不屬于高頻層序范疇，難以滿足實際勘探需要；辛仁臣等建立中部含油組合層序地層系統，并通過古生物、地震和測井資料分析各層序及層序界面特征[2]，劃分的層序級別達到四級，精度性高。陸相盆地具有相變快及地層充填不穩定的沉積和層序特征[21-22]，而非構造油氣藏的分布本身又極其復雜，故在劃分高頻層序基礎上，進一步識別體系域，并在此格架下進行沉積體系分析，更有利于搞清沉積相的縱向變化及平面展布特征，準確識別陸相盆地中的地層—巖性圈閉。筆者利用近3 000 km的地震資料、198口井的測井資料、125口井的古生物資料和2 600 m的巖心資料，建立松遼盆地西斜坡中部含油組合的青山口組二段至姚家組一段高頻層序等時格架，探討高頻層序、體系域內沉積微相的空間展布，以及垂向演化特征，分析儲蓋層的配置組合關系，為下一步油氣藏勘探提供依據。

1 地質背景

松遼盆地在火石嶺組、沙河子組、營城組地層沉積時期為斷陷期，在登婁庫組地層沉積時期為斷坳轉換期，在泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組及明水組地層沉積時期為坳陷期[23]。坳陷期，松遼盆地劃分為中央坳陷區、西南隆起區、西部斜坡區、北部傾沒區、東北隆起區和東南隆起區6個一級構造單元[24]。西部斜坡發育西部超覆帶、富裕構造帶、泰康隆起帶3個二級構造單元[25]。研究區處于松遼盆地西部斜坡區的泰來以北(見圖1)，青山口組和姚家組之間不整合特征明顯，青山口組頂部遭受不同程度剝蝕，姚家組逐漸超覆，具有形成地層—巖性油氣藏的有利條件。

圖1 松遼盆地北部西斜坡位置及構造分區Fig.1 Location and tectonic division of the west slope of the northern Songliao basin

松遼盆地在青山口組和嫩江組沉積時期遭受兩次大規模湖侵，盆地湖平面變化曲線表現為“兩進一退”特征[23]。青山口組末期的構造抬升及全球海平面下降事件，使松遼盆地湖泊大幅度萎縮，并在姚家組與青山口組之間形成區域性不整合面。不整合面下的青三段地層遭受廣泛剝蝕，有利于地層—巖性油氣藏形成；青二段地層基本未被剝蝕，使原始地層超覆，巖性上傾尖滅等得以保存[26]。不整合面上的姚家組地層沿不整合面向西超覆，為姚家組時期的巖性—地層油氣藏形成創造條件。松遼盆地的構造演化史和區域地質特征為生成和尋找中部含油組合地層—巖性油氣藏奠定基礎。

2 高頻層序地層劃分及地層格架

2.1 地層劃分

松遼盆地北部西斜坡青二段至姚一段四級層序的時限為0.08～0.50 Ma[27]，屬于高頻層序地層范疇。人們對高頻地層層序的劃分存在分歧，Vail P R等經典層序地層學理論以不整合面作為層序界面[28]，在區域性地層劃分和對比中起重要作用，但采用不整合作為高頻層序劃分依據存在局限性。鄧宏文[29]、林暢松等[27]認為高頻層序劃分是對三級層序內部地層單元進行劃分，三級層序作為基本層序“是由不整合面及與之對應的整合面所限定的”，其內部不存在明顯不整合，高頻層序的劃分應以地層從退積疊加樣式變換到進積疊加樣式之間的次級湖泛面為界。王紅亮等[30]根據高分辨層序地層學理論提出“轉換面”的概念，認為基準面下降、上升和基準面從上升到下降的轉換面均可作為高頻層序劃分依據，不整合面作為一種特殊的轉換面也可用于高頻層序的劃分。由于高頻層序的劃分取決于四級及四級以上基準面升降過程，基準面升降過程的物質表現是地層中記錄的沉積旋回，即高頻層序單元[31]。

對于高頻地層層序界面，不論是位于沉積界面之下的相關整合面，或是沉積界面之上的不整合面，都應對應于Cross T A提出的基準面下降所達到的最低點位置[32]，滿足層序的基本屬性。文中以湖平面最低點位置產生的沉積響應為層序界面，并根據湖平面上升到最高點產生的沉積響應劃分四級體系域。

綜合地震、錄井、測井、巖心及古生物資料，對松遼盆地西斜坡青二段至姚一段進行高頻層序劃分(見圖(2-3))。姚家組底界面是全區分布的不整合面，為超層序(二級)界面，青山口組和姚家組分別屬于超層序SSQqn和SSQy1-n。SSQqn劃分3個三級層序，其中SQqn2劃分為Cg4、Cg3兩個四級層序，SQqn3劃分為Cg2、Cg1和Cg0三個四級層序；姚家組相當于1個三級層序(SQy)，其中姚一段識別出1個四級層序Cp1。四級層序可進一步劃分為湖泊擴張體系域和湖泊萎縮體系域。三、四級層序的名稱分別與傳統地層組段和生產時沿用的油層、砂組名稱對應(見圖2)。

圖2 松遼盆地西斜坡青二段至姚一段高頻層序劃分方案Fig.2 The division scheme of high frequency sequence stratigraphic framework of the member 2 of Qingshankou formation to member 1 of Yaojia formation in the west slope of Songliao basin

2.2 地層格架

研究區三級層序青二段的2個四級層序Eg4、Sg4、Eg3、Sg3的各體系域從下至上分布范圍逐層擴大，橫向上厚度變化較小，東部略大于西部；三級層序青三段的3個四級層序的各體系域Eg2、Sg2、Eg1、Sg1、Eg0、Sg0分布范圍逐層縮小，具明顯的傾斜地層樣式，頂部為區域性不整合面所截切。姚一段在西部斜坡區大面積缺失，四級層序Cp1的兩個體系域Ep1和Sp1僅發育于東部的杜416井區附近(見圖4)。松遼盆地西斜坡中部含油組合各四級層序的構成以砂巖為主，測井曲線上表現為SP低值；其次為泥巖，自然電位曲線表現為高值，電阻率曲線為低值；灰巖較少見，測井曲線特征為電阻率極高，可能出現峰值。

圖3 松遼盆地西斜坡地震層序劃分方案Fig.3 The division scheme of seismic stratigraphic sequence in the west slope of Songliao basin

圖4 松遼盆地北部西斜坡青二段至姚一段四級層序格架及沉積相分布Fig.4 Sedimentary facies distribution and the 4th-order sequence stratigraphic framework of the member 2 of Qingshankou formation to member 1 of Yaojia formation in the west slope of northern Songliao basin

3 沉積體系分布

以巖心資料為基礎，綜合測井、錄井資料，分析研究區青二段至姚一段的沉積體系，將它劃分為濱淺湖和三角洲前緣兩類沉積亞相。其中，濱淺湖亞相包括砂質灘壩、混合灘、泥灘和鈣質淺灘4類沉積微相，將三角洲前緣亞相劃分為河口壩和遠砂壩2類沉積微相。

3.1 沉積類型及特征

濱淺湖亞相中砂質灘壩微相在陸源砂屑供應充足、湖浪作用為主條件下發育，巖性主要為中、細砂巖，分選性好，主要發育浪成大型交錯層理、波紋層理和低角度交錯層理，測井曲線形狀以箱型、齒狀漏斗型為主。混合灘微相在研究區最為發育，巖性以粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖和泥巖為主，具透鏡狀和波狀層理，測井曲線主要為鋸齒狀。泥灘微相的巖性主要為紫紅色和灰黑色厚層泥巖，基本不含砂質，測井曲線表現為低自然電位和低電阻率。鈣質淺灘微相僅見于青三段，巖性以灰巖為主，測井曲線表現為較低自然電位和極高電阻率(見圖5)。

圖5 松遼盆地西斜坡杜71井巖心四級層序及沉積相

三角洲前緣亞相總體富砂，三角洲入湖時因能量減弱、流速減小，使富砂碎屑在河口處堆積，形成河口壩微相。河口壩微相沉積物粒度較粗，以厚層中、細砂巖為主，發育波紋交錯層理和大型交錯層理，測井曲線表現為齒狀鐘型。遠砂壩微相沉積物與河口壩的相比較細，巖性主要為粉砂巖、泥巖及泥質粉砂巖薄互層，可見碳屑似紋層狀分布，發育生物擾動構造，層理構造以波紋層理、水平層理和塊狀層理為主(見圖(4-5))。

3.2 沉積微相剖面分布

以研究區NW-SE向剖面(見圖4)為例，分析松遼盆地西斜坡中部含油組合四級層序格架內沉積體系在垂向剖面的發育特征，剖面位置見圖1。

青二段Cg4的湖擴域(Eg4)以發育濱淺湖混合灘沉積微相為主；湖泊萎縮域體系域(Sg4)在江22井—杜13井—杜610井一帶發育三角洲前緣河口壩和遠砂壩微相，碎屑物供應受西部物源的影響。Cg3的湖擴域(Eg3)在江22井以東發育三角洲前緣沉積，在杜13井—杜610井一帶及杜416井附近發育濱淺湖混合灘和砂質灘壩微相；湖泊萎縮體系域(Sg3)在杜13井—杜610井—杜71井一帶以三角洲前緣沉積占優勢，其他地區廣泛發育砂質灘壩和混合灘沉積微相。

青三段的Cg2四級層序由濱淺湖沉積構成。湖泊擴張體系域(Eg2)的沉積微相以砂質灘壩為主，杜416井區發育薄層鈣質淺灘沉積微相，在江24井—江22井—杜13井一帶發育混合灘；湖泊萎縮體系域(Sg2)以杜13井為界，東部的杜610井區發育砂質灘壩沉積微相，在杜71井—杜416井區為混合灘、鈣質淺灘和砂質灘壩互層，西側僅發育混合灘微相。Cg1四級層序以濱淺湖混合灘沉積微相為主，僅湖泊擴張體系域(Eg1)底部靠近層序界面附近發育較大規模三角洲前緣沉積亞相。Cg0四級層序的兩個體系域Eg0、Sg0分別發育濱淺湖混合灘和三角洲前緣沉積微相。

姚一段的Cp1四級層序地層在研究區遭受廣泛剝蝕，剖面上僅分布于杜416井附近，主要發育濱淺湖混合灘微相，在湖擴域(Ep1)底部靠近與青山口組之間的不整合面附近，以及萎縮域(Ss3)的頂部為三角洲前緣的河口壩和遠砂壩沉積微相。

3.3 沉積微相平面分布

在劃分四級層序基礎上，分析測井、巖心及地震資料，繪制松遼西斜坡中部含油組合四級層序各體系域沉積微相平面分布圖(見圖(6-8))，確定沉積體系域在四級層序格架內展布規律，反映它在類型、規模和展布格局上存在差異，但也具有一定繼承性。

圖6 松遼盆地北部西斜坡青二段各四級層序沉積微相平面分布Fig.6 Plane distribution of sedimentary microfacies of the 4th-order sequence stratigraphic in the member 2 of Qingshankou formation in the west slope of northern Songliao basin

3.3.1 青二段

青二段下部Cg4的湖擴域(Eg4)和萎縮域(Sg4)地層剝蝕尖滅線位置相當，Eg4地層分布范圍略大于Sg4的；頂部Cg3的湖擴域(Eg3)和萎縮域(Sg3)沉積時期地層尖滅線略為西移。沉積微相發育三角洲前緣河口壩、遠砂壩沉積和濱淺湖砂質灘壩、混合灘、泥灘。

Cg4的湖擴域(Eg4)受多方向物源的影響，在盆地西斜坡的西部、北部、南部和西南部發育三角洲沉積體(見圖6(a))，在江57井—江66井一帶可見大規模沿岸砂壩沉積微相；Sg4時期，各方向物源供應明顯增強，三角洲朵體不斷向湖區推進(見圖6(b))，發育新的西北部物源三角洲，其間發育濱淺湖混合灘和小規模濱淺湖砂質灘壩沉積微相。

圖7 松遼盆地北部西斜坡青三段各四級層序沉積微相平面分布Fig.7 Plane distribution of sedimentary microfacies of the 4th-order sequence stratigraphic in the member 3 of Qingshankou formation in the west slope of northern Songliao basin

Cg3的湖擴域Eg3沉積時期，除北部三角洲外，其他方向陸源碎屑供應強度增加，三角洲前緣沉積體規模擴大，研究區東南部以濱淺湖混合灘和砂質灘壩沉積微相為主(見圖6(c))。Sg3沉積時期，研究區北部和西南部的三角洲前緣沉積體規模擴大，湖泊逐漸萎縮，西北部和西南部主要發育濱淺湖泥灘沉積微相(見圖6(d))。

3.3.2 青三段

青三段底部Cg2的湖泊擴張域(Eg2)和湖泊萎縮域(Sg2)尖滅線位于富61井—富17井—來D7井一帶，在Cg1和Cg0的4個體系域沉積時期，尖滅線不斷東移至杜22井—來21井一帶以東。主要發育三角洲前緣河口壩和遠砂壩沉積微相，以及濱淺湖砂質灘壩和混合灘沉積微相，僅在Cg2的2個體系域發育鈣質淺灘沉積微相。

Cg2的湖擴域(Eg2)發育的三角洲沉積體受三個方向物源的控制，其中西南部物源的朵葉體規模較大，濱淺湖砂質灘壩呈孤立坨狀發育于三角洲沉積體之間，且在西北部沿地層尖滅線大規模發育，濱淺湖鈣質淺灘微相可見于研究區中部及西南部(見圖7(a))；萎縮域Sg2沉積時期，來36井附近發育新的三角洲前緣沉積體，其朵葉體與先期西南部物源三角洲相疊覆，鈣質淺灘沉積規模相對擴大，不發育大型砂質灘壩沉積。(見圖7(b))。

Cg1的湖擴域Eg1沉積時期，西部物源三角洲由兩個獨立朵葉體組成，西南部濱淺湖砂質灘壩規模較大(見圖7(c))；湖泊萎縮體系域(Sg1)，西部三角洲的兩個朵葉體分別移至南北兩側，且不斷往湖區推進；東北物源控制的三角洲沉積體不再發育，濱淺湖砂質灘壩明顯減少(見圖7(d))。

青三段頂部Cg0的湖擴域(Eg0)地層分布范圍明顯縮小，兩個三角洲分別受西部與西北部物源的控制，其他地區發育濱淺湖混合灘沉積微相(見圖7(e))；Sg0沉積時期，湖擴域時期發育的三角洲沉積體在規模上明顯減小，可見極小規模的砂質灘壩沉積微相(見圖7(f))。

圖8 松遼盆地北部西斜坡姚一段Cp1四級層序各體系域沉積微相平面分布Fig.8 Plane distribution of sedimentary microfacies of the 4th-order sequence stratigraphic in the member 1 of Yaojia formation(Cp1)in the west slope of northern Songliao basin

3.3.3 姚一段

姚一段Cp1的湖擴域(Ep1)在研究區分布較為局限，地層尖滅于杜73井—英21井附近(見圖8(a))，萎縮域(Sp1)時期地層分布區域有所擴大，地層剝蝕尖滅線向西遷移至杜84井—杜45井—來28井一帶以西(見圖8(b))。主要發育河口壩、遠砂壩和濱淺湖混合灘沉積微相。

Cp1的湖擴域(Ep1)發育的三角洲分別受北部和西部物源的控制，其南部為濱淺湖混合灘沉積微相(見圖8(a))。Cp1四級層序的萎縮域(Sp1)發育受西南部物源控制的三角洲，且西部物源三角洲向湖盆的方向遷移，三角洲規模總體擴大(見圖8(b))。

4 結束語

松遼盆地北部西斜坡青二段至姚一段地層共劃分6個四級層序，自下而上命名為Cg4、Cg3、Cg2、Cg1、Cg0和Cp1；根據最大湖泛面識別出相應的湖擴域和萎縮域，自下而上依次為Eg4和Sg4、Eg3和Sg3、Eg2和Sg2、Eg1和Sg1、Eg0和Sg0，以及Ep1和Sp1。

三級層序青二段的2個四級層序(Cg4、Cg3)的4個體系域(Eg4、Sg4、Eg3、Sg3)，由下至上地層分布范圍逐層擴大，地層的剝蝕尖滅線位置不斷向西遷移。三級層序青三段的3個四級層序(Cg2、Cg1、Cg0)及其6個層序體系域(Eg2、Sg2、Eg1、Sg1、Eg0、Sg0)，由下自上地層分布范圍逐層縮小，地層的剝蝕尖滅線逐漸東移。四級層序姚一段的Cp1的湖擴域(Ep1)分布較為局限，地層剝蝕尖滅線位于研究區東部，到萎縮域(Sp1)沉積時期，尖滅線位置向西推移，地層分布有所擴大。

各四級層序體系域的沉積體系展布規律具有相似性，但也有一定區別。分析沉積微相垂向發育特征，不同級別層序界面附近總體發育河口壩和砂質灘壩，兩種富砂的沉積微相可作為良好的儲層；最大湖泛面以泥灘和混合灘的泥質為主，可形成封堵，蓋層特征明顯。平面上，SQqn2的Eg4發育的西南部、西部、北部、南部四個物源方向的三角洲前緣沉積體，在Sg4、Eg3和Sg3沉積時期不斷擴大，向湖推進，濱淺湖泥灘、混合灘萎縮，三角洲前緣和濱淺湖砂質灘壩、泥灘、混合灘在該時期共存。SQqn3的Cg2發育濱淺湖體系的鈣質淺灘微相，Eg2時期的先期物源三角洲，在Sg2沉積時期相對縮小，新發育的三角洲與西南部三角洲朵葉體相疊置，鈣質淺灘規模擴大。Eg1時期研究區西部三角洲沉積體的兩個朵葉體在Sg1時期分別向南北遷移，西南部的濱淺湖砂質灘壩不再發育；Eg0發育的三角洲復合體分別來源于西北部和北部，在Sg0時期規模縮小，并出現小規模的砂質灘壩。Ep1時期，三角洲復合體物源來源于西部及北部，Sp1新發育西南部物源三角洲前緣沉積體，西部物源三角洲不斷向湖區推進，濱淺湖混合灘部逐漸萎縮。

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2016-05-30；編輯：張兆虹

國家科技重大專項(2011ZX05001-002)

肖竣文(1989-)，男，博士研究生，主要從事沉積學和地層學方面的研究。

辛仁臣，E-mail: xinrenchen@163.com

TE121.3

A

2095-4107(2016)05-0075-11

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2016.05.009