柴達木三湖地區第四系地震相類型及沉積體系

賈懷存，田繼先，劉震，夏魯

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柴達木三湖地區第四系地震相類型及沉積體系

賈懷存1，田繼先2，劉震3，夏魯3

（1.中海油研究總院，北京 100028；2.中石油廊坊分院，廊坊 065007；3.中國石油大學（北京），北京 102249）

三湖地區第四系氣藏是我國獨特的生物氣藏，同時也是國家“西區東輸”的重要戰略氣源區，地層年代非常新。根據典型地震相單元外形和內部反射結構特征，通過利用大面積覆蓋的二維地震資料識別出了前積相，丘形地震相，透鏡體地震相，席狀披蓋相，雜亂相等骨架地震相，并研究了第四系七個泉組地震相平面分布特征。在對地震相進行巖心和測井沉積相標定后，確立了地震相與沉積相對應關系，并以此利用地震相特征預測了區域沉積體系分布模式，進而明確研究區主要物源方向與展布范圍以及特殊沉積相帶的發育模式。

地震相；沉積體系；第四系；三湖地區

柴達木盆地三湖地區沉積地層相對較新，地表相對平緩，鹽堿和平灘為其主要地貌現象。該地區已發現三大主力氣田（澀北1號、澀北2號和臺南構造）、多個含氣構造[1-2]，且主要分布在三湖地區北斜坡的撓曲帶。目前三湖地區的鉆井也主要圍繞著三大氣田和北斜坡開展，因此，作為三湖地區更新世沉積中心的澀南構造帶及其以南，鉆井工作很少，只是在南部昆侖山腳下有早年的零星幾口鉆井，但鉆遇沉積地層較薄，基底埋深較淺。

劉偉，閆林等[3]對柴西地區古近系和新近系地震相做過研究，通過對反射結構和幾何形態等參數識別出7種地震相，并認為地震相分布受構造演化控制，層位上具有繼承性[3]。目前，雖然很多學者和專家對柴達木盆地三湖地區第四系地層進行過研究[4-5]，但研究內容主要是地層對比，生物氣成藏機制等方面的研究，對盆地區域沉積體系及儲層地震相等方面的研究較少，尤其是三湖地區的地震相類型和分布特征還不是很清楚，為宏觀認識區域沉積體系和儲層發育特征帶來了不確定性。為此，從大范圍覆蓋的二維地震資料入手并結合鉆井資料，研究三湖地區區域沉積體系和儲層發育背景特征非常重要，可以有效指導研究區沉積相展布規律和有利儲層發育相帶的預測，為進一步深入三湖地區生物氣藏勘探提供有效指導。

1 區域地質概況

柴達木盆地在地史時期處于古亞洲構造域南緣，南緊鄰特提斯—喜馬拉雅構造域（圖1）[6]。第四系的構造演化可以分為三個階段：沉降初期、穩定沉降時期和抬升回返階段[7]。在上新世末晚期的喜山運動之后，柴達木盆地第四系沉積中心已遷移到東部三湖地區。三湖地區第四系是在第三紀末期新構造運動作用下，柴達木盆地沉積中心由西向東整體遷移的產物。

圖1 柴達木盆地區域構造略圖

（據中國石油地質志，有改動，1990）

第四系更新統七個泉組地層沉積厚度最大為3 500m左右，最大厚度區分布于現代鹽湖一線，即東臺吉乃爾湖、澀聶湖和達布遜湖連線上。三湖地區可劃分為北斜坡、中央凹陷、南斜坡和西斜坡四個次級單元。北斜坡以低幅度構造與柴北緣接觸，南斜坡以平緩的單斜與昆侖山接觸，西斜坡為幾個向東南下傾的鼻狀構造伸入中央凹陷。

2 典型地震相類型及沉積意義

三湖地區地震成像條件相對較差，地表低速帶（如表層氣，軟泥層等）對更新統淺層影響較為嚴重[8]。地表高程在2 650m~2 780m之間，高差在130m左右。工區地震資料具有多批次年份采集，多批次多單位處理特點，導致處理參數多選性，同時也對后期的地震相識別帶來了一定的多解性。

表1 三湖地區第四系七個泉組典型地震相類型及分類表

地震相是由特定地震反射參數所限定三維空間的地震反射單元，是特定的沉積相或地質體的地震響應。其參數包括外部反射形態、內部反射結構、連續性、振幅和頻率等[9-10]。所以，地震相是通過地震波形橫向變化表現出來的。三湖地區地震相類型豐富，中連續中振幅的平行和亞平行地震相普遍發育，代表了大部分沉積區域內的相對穩定，水體能量偏低的淺湖和濱淺湖沉積相組合[3][11]。典型地震相往往是進行地震相分析的骨架相。研究地區典型地震相類型多樣，有前積地震相，透鏡體相，丘狀體相，雜亂相，席狀披蓋相，楔形地震相充填相和空白相等（表1）。

三湖地區前積地震相可以識別出斜交前積和疊瓦狀前積兩種類型。斜交前積相反射特征由一組相對陡傾的反射同相軸組成，在上傾方向表現為頂超，下傾方向為下超[12]。三湖地區斜交前積相主要在南斜坡發育，以底部層序和上部層序為主。疊瓦狀前積識別標志一般是以上下平行反射間的一系列相互低緩平行的疊瓦狀傾斜反射為特征，相互之間有部分重疊，代表了斜坡區淺水環境中的強水流進積作用，是河流，緩坡三角洲和浪控三角洲特征[12-13]。

透鏡體相外形以雙向外凸為基本特征，與河道下切和三角洲前積作用相關，同時也是非常好的巖性圈閉體。三湖地區透鏡體相規模大小不一，與相對湖平面下降時期的河道下切過程相伴生。圖2為T0-T0-1層位間透鏡體地震相特征，代表了早期的河道下切充填的發生，經過后期機械差異壓實而形成透鏡體。內部反射結構以向兩翼充填為特征。

圖2 三湖地區七個泉組T0-T0-1透鏡體相地震反射特征

圖3 三湖地區七個泉組丘形地震相反射特征

丘形地震相在常規剖面上典型識別標志就是“底平和頂凸”的單元外形，是一種高能沉積環境作用產物，指示了沉積物的快速卸載過程[12]。因此，所有可能發生突發式卸載的環境，均可發育丘形地震相，如深水濁積扇，三角洲前緣朵葉體，礁體及火山錐等環境。三湖地區丘形相形成環境多是在相對湖平面快速下降時期，大型三角洲前緣朵體快速堆積，并在一定觸動機制作用下發生滑塌以及湖底扇環境（圖3）。

雜亂-空白地震相是地層內部組成和產狀由紊亂到高度紊亂過程中形成。雜亂相代表能量變化不定且能量相對較高環境下的地層，經常在沖積扇和近岸水下扇的環境。空白相為雜亂相的反射能量變低后的產物，代表了能量穩定環境（劉震，1997）。三湖地區第四系七個泉組雜亂反射主要表現為不規則不連續的反射結構，在臺南構造西南有分布。

3 地震相平面分布特征

三湖地區七個泉組地震相平面分布以平行和亞平行的一般地震相為主，分布在盆地中央大部分地區。受物源類型和規模及盆地構造特征控制，典型地震相主要分布在盆地南斜坡的昆侖山前、東南斜坡以及達布遜湖一帶，主要有透鏡狀相、丘形相、雜亂相、前積相及楔形地震相。北斜坡主要是中-弱振幅地震相。充填相和強振幅相主要在臺吉乃爾、澀北和臺南地區。

圖4 三湖地區不同體系域地震相分布模式（左圖：水進體系域；右圖：水退體系域）

不同體系域類型，地震相發育類型與規模不同。圖4顯示三湖地區水進體系域地震相特征以變振幅中低連續亞平行相為主，水退體系域以前積相、中強振幅、中高連續平行相為主。另外，由于受地震分辨率影響和巖性體與地震響應并非一一對應的關系，因此，地震相與沉積相之間的對應關系存在一定的多解性。

表2 三湖地區第四系地震相與沉積相對應關系表

4 沉積體系預測

在對典型地震相和一般地震相進行識別后，結合測井相，巖心觀察等綜合資料研究，確立地震相與鉆井沉積相對應關系，進而根據陸相山間坳陷盆地沉積模式預測沉積體系分布。三湖地區進行了6口單井沉積相的識別，并標定了與地震相對應的關系，見表2和圖5所示。不同構造帶地震相與沉積相對應關系有差異，不同年份處理/采集測線，地震相特征不相同。因此，在進行地震相與沉積相對應關系時，應分構造帶，分年份分批次加以區別對待。

根據確定的地震相與沉積相關系，綜合研究聯井沉積相剖面分布特征，砂巖百分比含量分布及地層厚度分布等資料，進而得到三湖地區沉積體系分布模式，如圖6。三湖地區七個泉組層序一（SQ1）水進體系域時期，沉積相類型非常豐富。淺湖相和濱湖相占據了大部分地區，達布遜湖以東地區均是以濱湖相為主。半深湖相在澀聶湖以西和臺南以東一帶發育。

南斜坡昆侖山前大型三角洲沉積體系非常發育，以辮狀三角洲為主，可見斜交前積和疊瓦狀前積地震相。沖積扇和沖積扇平原相橫向分布規模廣，相帶朝盆地縱向延伸不遠。

北斜坡東段啞叭爾一帶的三角洲類型以扇三角洲為主，巖心觀察可見礫石混雜，以粗碎屑沉積為主，分選差。駝峰山一帶此時三角洲屬于遠源類型，砂巖粒度細，以粉砂和細砂巖為主，分選好。ZTR指數高（鋯石+電氣石+金紅石的含量與所有透明重礦物含量的比值），鋯石含量將近25%左右[14]。

盆地西部和西北部鴨湖和東臺吉乃爾湖以北一帶主要是以無物源的濱岸沉積為主，沉積物為泥質粉砂巖和粉砂質泥巖為主，可見植物碳屑。地震相類型以平行和亞平行席狀相為主。

圖5 三湖地區第四系沉積相（淺湖相）井-震標定

澀北撓曲帶發育了灘壩砂體沉積，砂體展布與岸線平行，沿澀北構造帶分布。以粉砂巖和細砂巖為主，并夾雜泥質粉砂巖。

5 結論

在三湖地區通過地震相的分析，結合巖心觀察和測井相等綜合研究標定地震相，可以快速建立區域性沉積體系分布模式。

圖6 三湖地區七個泉組沉積體系分布模式

三湖地區地震相類型豐富，典型地震相有：前積相，丘形地震相，透鏡體相，雜亂相，充填相和楔形發散相等。前積相以盆地南斜坡東段發育為主，充填相主要是河道充填。丘形地震相一般在水退體系域時期的三角洲前緣和湖底扇發育，以達布遜湖一帶最為發育。

地震相發育類型與分布模式，受物源類型和規模，體系域類型以及盆地構造特征控制。

三湖地區七個泉組時期沉積相類型以三角洲，濱湖，淺湖和半深湖相為主，灘壩沉積相主要在澀北構造帶發育，巖性由邊緣粗砂礫巖向盆地中央細粉砂巖及泥巖快速過渡，在盆地短軸方向沉積相帶縱向延伸范圍窄，相變快。

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Quaternary Seismic Facies and Sedimentary System in the Sanhu Area, Qaidam Basin

JIA Huai-cun1TIAN Ji-xian2LIU Zhen3XIA Lu3

（1-Research Institute, CNOOC, Beijing 100028; 2-Langfang Branch, Research Institute of Petroleum Exploration and Development, CNPC, Langfang, Hebei 065007; 3-China University of Petroleum, Beijing 102249）

The Quaternary gas field in the Sanhu area, Qiadam is distinctive biogas in China. This paper divided seismic facies in the Sanhu area into sigmoid-progradation seismic facies,chi-shaped seismic facies, lenticular seismic facies, sphinx cover facies and chaotic earthquake facies,and has a discussion on their distribution and relation between seismic facies and sedimentary facies and predicts the distribution pattern of regional sedimentary system.

seismic facies; sedimentary system; Quaternary; Sanhu area, Qaidam Basin

2017-09-26

國家油氣重大專項：中國大型氣田形成條件、富集規律及目標評價項目（2008ZX05007）下屬子課題

賈懷存（1983-），男，河北邯鄲人，高級工程師，主要從事石油地質研究

P618.13

A

1006-0995（2018）03-0359-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.002