白家海凸起-阜北斜坡區三工河組一段古地貌研究

2011-11-09 00:29:08章學剛嚴霞霞王澤勝

石油地質與工程 2011年6期

章學剛，楊飛，況昊，嚴霞霞，王澤勝

（1.油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室·長江大學，湖北荊州 434023；2.長江大學地球物理與石油資源學院；3.長江大學地球科學學院；4.中國石化中原油田分公司采油工程研究院；5.中國石油新疆油田公司勘探開發研究院）

章學剛1，2，楊飛1，2，況昊1，3，嚴霞霞4，王澤勝5

白家海凸起-阜北斜坡區大范圍三工河組沉積厚度基本穩定，物源充足，砂體規模較大，通過沉積層的殘余厚度的鏡像來反映三工河組一段的古地貌。對該目的層古地貌研究發現，盆地沉積時期古地貌的形態和物源區的分布，控制著沉積體系的空間配置和盆地的充填方式。古地貌在一定程度上控制了沉積相的展布，影響了沉積的形態特征、砂體展布特征等，進而對油氣藏的形成和分布起主導控制作用。通過古地貌并結合井資料識別出了C44井—B3井—C32井泥質條帶。通過古地貌分析，發現古地貌的沉積坡折具有很好的控砂作用。

古地貌；沉積作用；沉積坡折；油氣藏

1 區域地質背景

白家海凸起區位于準噶爾盆地中央隆起帶東段（如圖1），為中央坳陷東部一個北東向展布的三級正向構造單元。白家海凸起南面為阜康凹陷，北面為東道海子北凹陷，東北面為五彩灣凹陷，東南以沙西斷裂為界與沙奇凸起和沙帳斷褶帶相鄰，西面與莫索灣、莫北凸起緊鄰。總面積約4 000 km2。阜北斜坡區位于白家海凸起東南，北抵彩36井區，西南向阜康凹陷過渡，東靠沙西—沙南隆起，南到北28井區，面積約5 000 km2。本區研究的資料有四個三維地震工區，一個二維地震工區。

圖1 區域位置圖（據新疆油田勘探開發研究院地物所）

白家海凸起—阜北斜坡區在印支運動后，經過侵蝕夷平，開始了侏羅紀的統一盆地的沉積發展。此時氣候溫暖潮濕，生物繁茂，湖盆廣闊，盆地沉降與沉積物供給達到平衡。早八道灣到西山窯期末有兩個大的旋回，以三工河期湖泛面最寬，兩個旋回造就了兩套好的生油巖和儲層。使得中下侏羅統成為盆內主要含油層位，而在這段時期，構造運動相對平靜，古地貌對沉積物的控制就顯得尤為重要。白家海凸起-阜北斜坡區大范圍內三工河組沉積厚度基本穩定，物源充足，砂體規模較大［1］，因此，恢復三工河組一段古地貌形態，探討古地貌與后期沉積發育及侏羅系油氣的分布關系，對于整個準噶爾東部侏羅系油氣的勘探工作具有十分重要的意義。

2 古地貌恢復方法

前人對準噶爾盆地侏羅紀地層已經進行了很多的研究工作，本次主要是在前人工作的基礎上，結合最新研究成果，從沉積學角度對中下侏羅統三工河組一段古地貌進行了恢復研究。研究中在充分利用地震資料、測井資料對地層和構造進行精細解釋的基礎上，通過殘余厚度法，得出目標層位的相對古地貌，將定性與定量相結合，相互印證。古地貌是一個高低起伏不平的面，上覆沉積層將按照“填平補齊”的原則進行沉積充填，即地層是逐漸的一層一層向上沉積的，在地勢低洼的地方上覆沉積層較厚，相反，在地勢較高的上覆地層則沉積較薄，因此利用了沉積層的殘余厚度通過鏡像來反映該目的層的古地貌趨勢［2］。

（1）層位追蹤：地質層位是依據工區鉆探地層較全的探井C43井、C44井、C49、CC2井、C56井等多口井的VSP和合成地震記錄標定的。針對研究區三維工區多、資料特征存在差異，尤其注意了地震反射層在不同工區間的整體協調解釋，在一個工區無井區域參考鄰近工區的井資料和標定成果，盡量減小人為解釋誤差。對于反射同相軸連續性好，能量強的層位則主要應用了層位自動拾取歸位技術，真實客觀地反映地層原貌。

（2）殘余厚度求取：考慮到多工區地震品質的差異性以及三維工區之間存在空白區，采用了相對厚度（即時間厚度），利用LANDMARK解釋系統提供的Zmap Plus軟件包，對有三維地震工區的地方使用三維地震數據體，對于沒有三維地震數據體的地方，用二維數據體進行補充，將所有工區的層位進行合并統一，得到整體目的層段的層位。在三工河時期，地層沒有遭受剝蝕，且三工河組一段整體厚度不大，故不考慮剝蝕和壓實的影響。對目的層位的頂層和底層進行網格化，使用相同參數的網格，兩網格相減即得到兩反射層之間的地層厚度。

（3）古地貌圖的制作：對于已經求取的地層殘余厚度，進行鏡像處理，然后再用suffer成圖軟件通過三維可視化表示出來（圖2）。

圖2 白家海-阜北斜坡區三工河組一段古地貌

3 古地貌特征

準噶爾盆地為一擠壓復合型含油氣盆地，物源方向來自北東向，在長期的構造演化過程中，不同的地質因素共同作用，形成了復雜的古地貌。在盆地結構和構造活動的控制下，不同的古地貌單元有規律的分布，呈現如下特點：

（1）整體呈南北分區，東西分帶的特點，物源方向為北東—南西向，順物源方向可以分為三個坡折帶，如圖2所示，即沿C40井和S15井的溝槽線為第一個坡折帶，沿C35井向北西方向為第二個坡折帶，沿F16井向南西為第三個坡折帶。第一個坡折帶為陡坡帶，由三角洲平原向三角洲前緣過渡。第二個坡折帶為緩坡帶，在緩坡帶以西由三角洲相向湖相過渡，發育濁積砂體；第三坡折帶為緩坡帶，在該坡折帶附近，沉積相帶由三角洲相變為湖相，在陡坡帶附近有前積的地震反射特征，表明水體的突然變化。從現有資料觀察，主要的井位都在構造高點兩側的坡折帶附近。

（2）分布有四個構造高點，兩個洼地，一條脊梁線和一條溝槽，四個高點分別位于C8井區，C31井區，F4井區和S15井區。兩個洼地分別位于C35井北西向的東道海子凹陷，阜康凹陷F16井區附近。

（3）脊梁線和溝槽線幾乎平行地連接著物源與沉積中心，成為連接物源和沉積（或沉降）中心的重要紐帶。

4 古地貌對沉積作用的控制

區域研究分析認為，古地貌在一定程度上控制了沉積相的展布，進而影響了沉積的形態特征、上覆沉積環境、油氣運移通道，砂體展布特征等。

（1）古地貌決定了沉積坡折的位置，影響儲層的分布以及沉積物的搬運過程，導致沉積方式發生變化。地形坡折之下沉積類型常常發生變化，如由淺水相變為深水相，在F16井區，由河流相變為湖相；如在B3井附近，儲集巖性有明顯的變化。沉積物通常在坡折帶微觀古地形的控制下重新分配。從已鉆井表明，儲層大都發育在凸起附近的坡折帶。根據井顯示，在C44，B2，B3，C32和C50井的三工河組一段為泥質，確定B2井—C32井一帶為泥巖隔擋帶。砂地比高值區發育在C17井附近、S15井區及F11井附近；阜北斜坡區的高值，來源于在此發育的湖底濁積扇沉積。

（2）古地貌在湖平面的變化過程中，對沉積物的體積分配和相分異產生影響［3］。在古形地貌上順物源方向的溝槽帶，無論是湖平面上升還是下降，其潛在的可容空間都要大于相鄰的其他區域，所以沉積物往往優先堆積在這些溝槽中，從而影響了沉積物的搬運方向。在湖平面下降階段，由于可容納空間減小，運移到盆地中心的沉積物體積增加，而沉積物向盆地方向推進時，遇到凸起帶的阻擋，沉積物就會在凸起周圍沉積下來。在C47井和B3井的溝槽，就是明顯的物源卸載區，在B3井靠近物源方向的砂體厚度大，在遠離物源方向的F16井附近的沉降中心，砂體明顯減少。

（3）古地貌影響了沉積體系的發育和分布［4］。古地貌單元的規模不同，對沉積作用的控制也不一樣。宏觀上，坳陷基底構造活動以及以之為基礎的宏觀古地貌塑造過程，為碎屑物的匯聚，搬運和沉積創造了基本條件，決定了物源和沉積體系的分布和發展。古地形呈現北東高-南西底的特點，這就決定了物源從北東向南西分布的特點（圖3）。在宏觀古地貌格局的控制下，受局部因素影響的微觀古地貌對沉積作用的影響主要在它決定了沉積作用發生的具體地理位置［5］。其中，古溝槽與坡折交匯的地帶是沉積物優先卸載的場所。在緩坡帶的下傾方向的低洼區，由重力流搬運的碎屑物質在湖底堆積形成濁積扇體。

圖3 白家海-阜北斜坡區三工河組一段沉積相分布

5 古地貌與油氣藏的關系

盆地沉積時期古地貌的形態和物源區的分布，控制著沉積體系的空間配置和整個盆地的充填方式，進而對油氣藏的形成和分布起主導控制作用［6］。

（1）古地貌整體表現為北東高南西低，而烴源巖位于南西向的阜康凹陷，構造高點位于北東向的白家海凸起和沙北凸起。這種整體地貌特征，使得油氣沿不整合面或斷裂從南西向北東運移，古地貌的脊梁線是油氣運移的通道。而在凸起部位，都有一些深大斷裂，在早期起控制沉積的作用，在晚期起油氣運移通道的作用［7］。斷裂提供了油氣運移通道，并在垂向上進行油氣調整，是形成非自生自儲式油氣藏的關鍵因素。東道海子斷裂連接東道海子北凹陷與白家海凸起，沙西斷裂直通阜康凹陷，這兩個斷裂是凹陷中油氣向凸起上運移的主要通道，使得油氣藏都分布在與上述兩個斷裂有關的各類圈閉中，同時斷裂的作用還使油氣在垂向上進行調整，形成非自生自儲式油氣藏。

（2）古地貌在湖平面的變化過程中，由于可容空間的變化，對沉積物的分配產生重要影響［8］，對于古隆起而言，常對盆地凹陷溝槽起分割作用，而遭受剝蝕的位置必然是古地貌位置高的部位。沉積物的保存條件明顯受到古地貌高點位置變化的影響。在基準面下降時，古隆起暴露水面遭受剝蝕，會形成小型水下扇體。而且，古隆起會對沉積物的搬運起到阻擋作用，使沉積物在其附近堆積。根據油氣差異聚集原理，古地貌中的凸起是油氣運移指向區，在凸起部位附近的水下扇體正是油氣聚集的有利場所。

（3）對于斜坡部位，在基準面上升時期，水面逐漸沿斜坡上升，以河谷充填為特征，沉積物在一些辮狀河和三角洲中搬運，形成低水位三角洲相、斜坡扇、濁積扇。坡折帶是砂體發育的有利區帶，在坡折帶附近由于水深等條件適度，多有不連續的砂體發育［9］。如圖4所示，在兩個緩坡帶附近發育規模較大的砂體，在坡折帶附近砂體上傾尖滅，說明坡折具有很好的控砂作用。在古地貌地形起伏較大的時期，物性良好，砂體粒度粗，儲集體發育在高點附近的斜坡帶；而在古地貌地形相對平緩的時期，沉積物比較細，砂體的規模也比較小，其孔隙度，滲透率和連通性也比較低，對沉積體系的發育和砂體的分布起著重要的控制作用。坡折帶是多期湖岸線和三角洲前緣相帶遷移、疊合的結果，為沉積物卸載區，砂體發育，其上又往往被湖泛面的泥巖所覆蓋，儲蓋組合好。來自于阜康凹陷侏羅系油氣，沿著斜坡向凸起運移。坡折帶成為必經之路，在油氣運移的過程中可優先捕獲油氣，形成油氣藏。