徐家圍子斷陷徐西北地區沙河子組層序劃分及沉積特征研究

狄嘉祥

（大慶油田勘探開發研究院，黑龍江大慶163712）

層序地層學是由美國Rice大學PRVail教授和休斯頓EXXon公司的同行們在地震地層學理論基礎上發展起來的。Vail層序理論學強調層序界面是不整面相對應的不整合面，層序發育控制因素是海（湖）平面的升降[1-3]。在地層層序劃分的基礎上進行沉積特征研究，是尋找深層油氣圈閉的最有效的途徑。目前徐家圍子斷陷沙河子組層序劃分沒有統一的標準，卜淘等人[4]認為沙河子組發育3個三級層序，平貴東等人[5]認為沙河子組可以劃分為2個三級層序。意見不統一主要是因為沙河子組沉積時期湖盆處于斷陷伸展期，強烈的構造運動及頻繁的火山活動導致該地區的地震資料品質很差，同時由于鉆遇沙河子組地層的探井資料也很少。本文以Vail層序地層學理論為指導，應用徐西北重新處理解釋的三維地震資料對徐西北地區沙河子組的層序劃分級沉積特征進行研究，為下一步針對該區的儲層預測及井位優選奠定基礎。

1 地質概況

徐家圍子斷陷經歷了孕育、發展和萎縮3個構造演化階段，火石嶺組沉積時期是斷陷的孕育階段，沙河子組沉積時期是斷陷發展階段；營城組沉積時期是斷陷的萎縮階段[6]。徐家圍子斷陷西北部西側是松遼盆地北部的中央古斷隆區；中間是徐家圍子復合斷陷的徐西凹陷帶；東側是升平凸起，與徐中凸起主體相連。東西呈現兩隆夾一凹的構造格局，凹陷窄，隆起寬、規模大，普遍見深層地層超覆、剝蝕，形成各類圈閉。

2 層序地層劃分

2.1 層序界面

層序界面和體系域界面的識別是層序地層劃分和對比的關鍵，也是進行區域地層對比研究的重要標志特征[7-8]。根據Vail層序地層學理論知識，再結合層序界面成因，同時應用地震、測井、錄井及巖芯等資料分析，對徐家圍子斷陷徐西北地區的層序界面進行了細致的分析，認為沙河子組內部可以分為3個三級層序界面，由下至上分別為T41c、T41b、T41a；沙河子頂面T41和沙河子底面T42為2個二級層序界面（圖1）。

T42為沙河子組底部邊界，該界面之下通常為火石嶺組火山巖沉積，東部該界面之上可見大量超覆沉積，西部該界面終止于徐西大斷裂，界面上下可見明顯不同的反射結構；T41c為沙河子組SQ2與SQ1層序邊界，其上多為雜亂反射，其下多為平行連續反射，該反射界面受基底形態影響較大，凹陷區及東部緩坡帶與T42平行，西部陡坡部位終止于斷裂；T41b為沙河子組SQ3與SQ2層序邊界，界面上下均為雜亂反射，界面下部反射特征強于上部，反射界面平行于下部界面；T41a為沙河子組SQ4與SQ3層序邊界，邊界之上反射特征為中振幅較平行反射，界面下為中振幅雜亂反射特征，反射界面平行于下部界面；T41為沙河子組頂部邊界，界面之上主要為營城組火山巖，之下為目的層碎屑巖，該界面在地震剖面上多表現為對下伏地層的削蝕現象。

圖1 徐家圍子斷陷徐西北部沙河子組層序界面接觸關系

2.2 層序地層特征

徐家圍子斷陷徐西北部沙河子組通過地層反射界面又可劃分出4個四級層序，由下至上分別為SQ1、SQ2、SQ3、SQ4。

SQ1以砂礫巖為主夾薄層泥巖。曲線特征表現為高電阻、低聲波、低伽馬，地震反射特征為一組連續弱—中強反射。

SQ2為一套厚層砂礫巖為主夾薄層泥巖。曲線特征表現為高電阻、低聲波、低伽馬。地震反射特征為一套中強反射，反射頂部有一個特征清楚連續性好的強振幅同相軸。

SQ3為一套泥巖為主夾薄層砂巖。曲線特征表現為低電阻、低伽馬；泥巖黑，地震剖面上的特征為中振幅較連續反射；測井曲線呈梯形結構。

SQ4是沉積厚度變化較大的層系，因頂部遭到剝蝕，所以今構造的殘留厚度因構造位置不同差別很大。巖性以厚層泥巖為主，夾砂礫巖段，曲線特征表現為低電阻、高聲波、低伽馬，地震剖面上的中部溝槽內為中弱振幅較連續反射，在西側超覆帶和東側坡折帶為弱振幅較連續地震相。

3 沉積體系分析

依據測井、地震響應特征和沉積層序、砂體分布特征，確定在徐家圍子斷陷徐西北地區沙河子組靠近徐西斷裂帶附近主要發育扇三角洲沉積相，東部斜坡帶主要發育辮狀河三角洲沉積相，中部凹陷帶發育相對穩定的湖相。

3.1 辮狀河三角洲相

辮狀河三角洲是辮狀水流進入穩定水體形成的粗碎屑三角洲，是重要的富油氣的沉積體系之一[9-10]。根據巖性特征，可將辮狀三角洲沉積相細分為3個亞相，即辮狀三角洲平原亞相、辮狀三角洲前緣亞相與前辮狀三角洲亞相。徐西北地區前辮狀三角洲已經進入濱淺湖區，巖性為深灰色、灰黑色泥巖夾少量砂巖、粉砂巖等，與湖相沉積不易區分，因此本文亞相的劃分僅為辮狀三角洲平原和辮狀三角洲前緣。

3.1.1 辮狀三角洲平原

（1）分流河道微相。巖性以厚層狀砂礫巖、礫巖、粗砂巖等為主，礫巖和砂礫巖沉積占地層厚度為60%～90%。礫巖中礫石磨圓中等—差，多以次棱角—次圓狀為主，同時可以看到礫石明顯的順層排列特征。常規測井曲線上表現為較寬幅的箱型和鐘形，成像測井上多表現為亮色的斑狀、不規則團塊狀或細點狀。

（2）泛濫平原微相。位于辮狀河三角洲平原相對低洼部位，巖性為灰色、深灰色泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖。在常規測井曲線上該微相顯示為低幅齒狀線形，而在成像測井上表現為大套暗色高導泥巖沉積或夾薄層的條帶狀亮色高阻砂巖。

3.1.2 辮狀三角洲前緣

（1）水下分流河道。巖性以砂質細礫巖、含礫砂巖、粉細砂巖為主，偶夾薄層泥巖。砂（礫）巖單層厚度5～15m，占地層總厚的50%左右。在常規測井曲線上表現為典型的箱型和鐘形，其規模相對三角洲平原較小；而在成像測井曲線上多表現為亮色的斑狀、細點狀或明暗相間的條帶，其中暗色條帶一般極窄。

（2）支流間灣。支流間灣處于水下分流河道的兩旁，為水下河道改道被沖刷保留下來或沉積的較細粒物質，巖性由深灰色、灰黑色泥巖、粉砂質泥巖及灰色泥質粉砂巖組成。在常規測井曲線上該微相主要表現為低幅齒狀線形。

3.2 扇三角洲相

一般我們將扇三角洲沉積相細分為3個亞相，即扇三角洲平原亞相、扇三角洲前緣亞相和前扇三角洲亞相。由于徐西北地區前扇三角洲已經進入濱淺湖區，巖性為淺色和深灰色泥巖夾少量砂巖、粉砂巖等，與湖相沉積不易區分，因此亞相的劃分僅為扇三角洲平原（圖2A）和扇三角洲前緣2種亞相類型（圖2B）。

3.2.1 扇三角洲平原

（1）分流河道微相。整體表現為大套的雜色礫巖、砂礫巖、砂巖沉積，層序厚度一般大于10m。礫巖中礫石磨圓差，多以棱角狀-次棱角狀為主，次棱角-次圓狀次之，整體結構成熟度低，礫石呈直立狀、雜亂狀排列，無明顯的定向性。常規測井曲線上表現為寬幅的箱型和鐘形組合，并且測井曲線齒化特征明顯。

圖2 徐西北地區扇三角洲沉積特征

（2）漫灘沉積。漫灘沼澤位于分流河道間或單個扇體之間的低洼地區。其沉積物粒度整體較細，巖性以泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖為主，局部夾薄層砂巖、砂礫巖沉積，砂礫巖中礫石一般磨圓度較低，以次棱角狀為主，煤層較少發育。在常規測井曲線上，該微相多表現為高GR值低幅齒狀線形，局部突變為低GR值，在成像測井上，該微相多表現為大套暗色塊狀或明暗相間條帶狀，一般亮色條帶寬度較窄。

3.2.2 扇三角洲前緣

（1）水下分流河道。主要由灰色塊狀砂巖、含礫砂巖，少量細礫巖組成，分選中等。在常規測井曲線上，河道砂體呈現在較高值之上由一個或多個幅值向上先升后將的峰形組成的掌狀形態，密度曲線低值響應較少，煤層較少發育。

（2）支流間灣。主要由泥質粉砂巖、粉砂質泥巖及少量粉砂巖組成。在常規測井曲線上，該微相整體表現為低幅齒狀線形，密度曲線呈現較高值之上的平緩響應特征，低值響應較少，煤層相對不發育。

3.3 湖相

湖泊是陸地上地形相對低洼和流水匯集的地方。主要巖性主要由黑色、灰黑色、暗紫色塊狀泥巖夾薄層砂巖構成。由于水動力條件復雜，湖浪等的沖刷篩選作用強烈，其沉積構造也復雜多樣，常規測井曲線上多表現為低幅齒狀線形。

4 沙河子組發育期沉積演化特征

通過單井相結合地震屬性分析刻畫徐西北地區沉積相平面展布特征，西側為扇三角洲沉積，東側為辮狀河三角洲沉積，中部凹陷以湖相沉積為主（圖3）。

SQ1發育時期，湖盆較小，水體淺，物源方向來自于東西2個方向，西側坡陡整體發育扇三角洲沉積，東西坡緩整體發育辮狀河三角洲沉積，由于沙河子組地層后期遭受抬升剝蝕，東西兩側平原沉積均已被剝蝕掉，只剩下扇三角洲前緣沉積和辮狀河三角洲前緣沉積。

SQ2發育時期，控盆斷層發育，湖盆范圍擴大，水體加深。西部扇三角洲發育，東部辮狀河三角洲發育。平面上，扇三角洲前緣和辮狀河三角洲前緣的朵頁體伸展范圍較SQ1變小，并且大小不一，扇三角洲平原遭受剝蝕殆盡，辮狀河三角洲平原僅僅在東北部有少量分布。

SQ3發育時期，湖盆繼續擴張，水體加深，西部扇三角洲沉積范圍擴大，連片分布，東側辮狀河三角洲沉積范圍進一步縮小，且朵頁體單獨分布，東側沉積范圍要小于西側沉積。

SQ4發育時期，由于徐家圍子斷陷徐中斷裂活動，導致東側地層整體抬升遭受風化剝蝕作用，東部局部地區僅殘留湖相沉積，辮狀河三角洲平原沉積完全被剝蝕掉了；西部由于徐西活動，地層抬升剝蝕現今剩余部分扇三角洲平原沉積。

5 結論

（1）徐家圍子斷陷徐西北部沙河子組整體為一個二級層序，由下至上可以劃分為4個三級層序，分別為SQ1、SQ2、SQ3、SQ4。

（2）徐西北部沙河子組發育扇三角洲、辮狀河三角洲及湖相3種沉積類型，研究區西部主要發育三角洲沉積，東部發育辮狀河三角洲沉積，中部凹陷主要發育湖相沉積。其中扇三角洲發育扇三角洲平原和前緣沉積；辮狀河三角洲發育辮狀河三角洲平原和前緣沉積。

（3）徐西北部沙河子組沉積早期湖盆范圍較小，后期逐步擴大，整體以湖相沉積為主，扇體主要發育在東西邊部。

參考文獻：

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