鶯山斷陷北部沙河子組沉積特征展布規律研究

王 燕，滕 琳，呂瑞雪，杜傳偉，羅海寧

(1.齊魯理工學院，山東 濟南 250200； 2.中國石油塔里木油田分公司，新疆 庫爾勒 841000)

鶯山斷陷位于大慶探區東南部，由四站、臨江斷裂控制，目前已完鉆井15口，先后探明三站、太平莊、長春嶺、澇洲、五站氣田[1]，然而探井主要集中分布在斷陷邊部，鉆至斷陷地層的探井較少，斷陷中心除了鶯深1井、鶯深2井、鶯深4井外沒有探井鉆探，深層鉆探程度較低，據第3輪資源評價結果，鶯山斷陷天然氣總資源量為2 429×108m3。因此，鶯山斷陷是深層下一步的有利勘探接替區[2-3]。研究目的層為下白堊統沙河子組，包括4個砂層組，與鄰區徐家圍子斷陷、古龍斷陷相比，鶯山斷陷沙河子組勘探程度較低，且鶯山斷陷以往研究偏向于深部營城組和火石嶺組火山巖[4-6]，缺乏對沙河子組系統性研究，且研究區構造演化復雜，沉積相帶變化快，沉積相類型和分布，特別是層序格架內沉積相的發育配置樣式、砂體分布規律和物源認識不清，是目前制約該地區勘探部署的關鍵因素。

1 單井相

研究區鉆遇沙河子組探井6口[7]，首先對三深1井、鶯深2井、四深1井3口井進行了單井沉積相及微相的劃分。三深1井位于斷陷南部西側斷坡帶，位于三深2的東北部，構造位置稍高于三深2井，構造圈閉發育，三深1井沙河子組地層發育較全，下部巖性較細，以泥巖為主，夾雜泥質粉砂巖、粉砂質泥巖；上部粒度較粗，以雜色砂礫巖為主，偶見細礫巖、砂礫巖，自下而上發育反韻律[8]。該井下部主要發育湖相、扇三角洲，其中湖相發育半深湖、濱淺湖微相；上部發育湖相、扇三角洲，扇三角洲主要發育扇三角洲前緣亞相(圖1)。

圖1 單井沉積相圖Fig.1 Single well phase diagram

四深1井位于斷陷東北部斷坡帶，位于三深1的東北部，構造位置高于三深2井，該井下部主要發育湖相和扇三角洲，其中湖相發育半深湖、濱淺湖微相，上部發育濱淺湖相、扇三角洲相，扇三角洲主要發育扇三角洲前緣、平原等亞相。鶯深2井位于斷陷東南部斷坡帶，構造位置較高。鶯深2井沙河子組地層發育不全，該井下部主要為扇三角洲相。上部發育扇三角洲，扇三角洲主要發育有扇三角洲前緣、平原等亞相[9]。

結合前人研究成果，研究區沉積相類型包括扇三角洲沉積、辮狀河三角洲沉積和湖泊相沉積(表1)。不同類型的沉積相發育規模及分布位置都有很大不同，扇三角洲在斷陷西側陡坡一帶較發育且厚度較大；辮狀河三角洲發育于斷陷陡坡帶和緩坡帶；湖泊相主要發育于斷陷中部靠近西側洼陷內，暗色泥巖較發育規模較大，且主要在沙河子組中段較發育[10]。

表1 研究區沙河子組沉積相類型Tab.1 Sedimentary facies types of Shahezi Formation in the study area

2 地震相劃分

通過觀察沙河子組地震剖面，結合現有鶯山斷陷地震反射特征研究的成果，對沙河子組地震相進行分類。根據地震相單元外部幾何形態、振幅、連續性及頻率將沙河子組地震相劃分3類[11]。

(1)平行、中低振幅、連續地震相。連續性表明橫向上地層較連續，水動力條件穩定，多為深湖—半深湖沉積環境。

(2)似平行、中低振幅、中低連續性地震相。反射層呈似平行結構，表明水動力存在波動，但能量小，多代表扇三角洲、濱淺湖沉積環境。

(3)雜亂反射、中低振幅、斷續的地震相。代表沉積環境復雜、水動力動蕩，多代表辮狀河三角洲沉積環境(圖2)。綜合剖面地震相的分析及井震對比的結果可以看到斷陷兩側陡坡帶常發育地震相類型包括高頻率強振幅不連續丘形亂崗狀反射、低頻率強振幅中等連續席狀披蓋反射，斷陷緩坡帶發育的地震相類型有高頻率強振幅高連續楔狀發散反射、低頻率強振幅低連續席狀披蓋反射，斷陷中部發育的地震相類型有高頻率強振幅或低頻率弱振幅的高連續性席狀平行反射[12-13]。

圖2 研究區地震相剖面Fig.2 Seismic facies profile in the study area

通過鶯深2井的剖面可以看到，斷裂根部發育沖積扇，隨著斷裂發育水體范圍擴大發育扇三角洲，剖面上為丘形分叉狀高頻率強振幅中等連續反射。通過四深1井的東西向和南北向剖面可得，發育丘形亂崗狀高頻率弱振幅不連續反射，代表扇三角洲前緣沉積，與湖泊相席狀平行高連續反射地震相相鄰(圖3)。通過三深2井地震剖面可以看到分叉狀弱反射體，結合單井沉積相解釋認為是扇三角洲(圖3)。

圖3 鶯山斷陷過鶯深2井—鶯深1井地震剖面Fig.3 Seismic profile of Yingshen 2 well to Yingshen 1 well in Yingshan fault depression

其中，盆緣以中強振幅、低頻、高連續性為主，是扇三角洲(平原、前緣)的體現；盆中以中低振幅、高頻、低連續性為主，是湖相(深湖、半深湖，濱淺湖)體現。低振低頻低連解釋為扇三角洲平原，中強振高頻高連解釋為扇三角洲前緣，低振低頻高連解釋為辮狀河扇三角洲，中強振低頻高連和中振低連楔狀發散解釋為扇三角洲。中低振低頻雜亂解釋為濱淺湖、湖底扇，中強振低頻低主要為半深湖、濱淺湖相的響應，而中強振高頻低連為深湖相的體現。在進行具體的地震相分析的時候，是綜合測井相以及平面的分布規律等因素進行的劃分，具體到局部可能會稍有差異[14-16]。

3 沉積相展布特征分析

沙河子組沉積時期主要受3支物源體系控制，分別是西北部的物源體系、東北部物源體系和東南部物源體系[17-18]。其中西北部的物源體系主要控制三深1、三深2井區的沉積；東北部物源體系主要控制四深1、鶯深5井區的沉積；東南部物源體系主要控制鶯深1、鶯深2井區(圖4)。

圖4 鶯山斷陷過三深2—三深1井地震剖面Fig.4 Seismic profile of Well Guosanshen 2-Sanshen 1 in Yingshan fault depression

在沉積背景、物源體系研究的基礎上，通過對沙河子組已鉆井巖心精細描述與相標志采集，結合測井相、地震相及巖石學分析化驗，并將地震反射波的振幅、連續性、內部結構和外部形態等地震反射特征和測井相結合，建立地震相模式。

通過地震相分析技術，總結劃分出主要的地震相類型，并將地震相的平面展布特征與鉆井及區域構造背景相結合，經過地震解釋，將地震相轉化為沉積相。同時，參考前人研究成果，在研究區沙河子組共識別出2種主要的沉積體系類型：三角洲沉積體系和濱淺湖、半深湖體系。

圖5 研究區沉積相平面Fig.5 Sedimentary facies plan of the study area

(1)1砂組沒有井鉆遇。地震研究表明，該層序砂體厚度較大，砂地比較大(0.10～0.35)，反映水體較淺，主要發育三角洲沉積及濱淺湖，深湖相不發育，不同相帶位置單井相差異較大，礫巖體比較發育，特別是盆地東北部砂礫巖體發育，規模較大。西北部辮狀河三角洲較發育，砂體較厚，其三角洲前緣為有利相帶(圖6(a))。

(2)2砂組砂體比較發育，砂體厚度有所減薄，砂地比有所下降(0.15～0.25)，反映水體有所變深，主要發育三角洲、濱淺湖及半深湖，深湖相不發育，不同相帶位置單井相差異較大，其三角洲前緣為有利相帶。其西部發育扇三角洲，預測砂礫巖體比較發育。另外，預測其邊緣還發育灘壩，也較為有利(圖6(b))。

(3)3砂組水體繼續變深，主要發育濱淺湖，半深湖及深湖相，局部發育三角洲。總體砂體不太發育，砂體厚度較薄，砂地比較低(基本低于0.1)，其盆地東南部扇三角洲發育。總體砂體不太發育。該期凝灰巖發育，經構造改造的凝灰巖也可以為有利儲層(三深1井凝灰巖儲層為水層)。一些湖底扇也是不錯的目標(圖6(c))。

(4)4砂組水體由深逐步變淺，主要發育三角洲及濱淺湖，半深湖面積變小。砂體比較發育，砂體厚度有所變大，砂地比有所提高(0.10～0.15)，其三角洲前緣為有利相帶。其北部發育扇三角洲，預測砂礫巖體比較發育，另外，預測其邊緣還發育灘壩，也較為有利(圖6(d))。

圖6 研究區不同砂組沉積演化示意Fig.6 Schematic diagram of sedimentary evolution of different sand groups in the study area

4 結論

(1)采用單井相、連井相、地震相分析等手段，開展研究區沉積特征研究。研究結果表明，研究區發育湖泊相、辮狀河三角洲相、扇三角洲相，其中扇三角洲相包括扇三角洲平原(扇三角洲水道、漫流微相)、扇三角洲前緣(水下分流河道、河口壩、水下分流河道間灣、席狀砂微相)、前扇三角洲(前三角洲泥、滑積扇)；辮狀河三角洲包括平原(辮狀河道、辮狀河道間、天然堤、決口扇、沼澤微相)、前緣(洼地微相)；湖泊包括濱淺湖(濱淺湖泥、沼澤、灘壩微相)、深湖—半深湖(深湖泥微相)。

(2)沙河子組沉積時期主要受3支物源體系控制，分別是西北部的物源體系、東北部物源體系和東南部物源體系，并完成4個砂組沉積相演變分析，其中1砂組以三角洲沉積、濱淺湖相為主；2砂組以三角洲、濱淺湖、半深湖為主；3砂組以濱淺湖、半深湖、深湖湘為主；4砂組以扇三角洲及半深湖相為主。