塔南—南貝爾凹陷南屯組下部沉積體系平面展布特征

紀友亮，蒙啟安，單敬福，張 革

(1.中國石油大學(北京) 地球科學學院，北京 102249；2.中國石油 大慶油田勘探開發研究院，黑龍江 大慶 163712； 3.長江大學 地球科學學院，湖北 荊州 434023)

1 地質概況

研究區塔南—南貝爾凹陷位于塔木察格盆地中部，位于蒙古國境內，其中南貝爾凹陷部分與中國國界毗鄰，2個凹陷總面積就達到了6 700 km2(圖1)。最近幾年，經過大面積勘探、詳查，發現這2個凹陷具有優越油氣聚集條件，烴源巖厚度巨大，具多套生儲蓋組合，是塔木察格盆地新近發現的主要油氣勘探開發區。其中塔南凹陷3 200 km2，地震三維覆蓋面積為1 424.8 km2；南貝爾凹陷3 500 km2，地震三維覆蓋面積已達到了3 236.4 km2。利用最新的地球物理勘探技術，結合研究區連片的高分辨率三維地震和鉆井資料，為盆地沉積充填和構造演化等研究提供了難得的條件。塔南—南貝爾凹陷總體表現為“東斷西超”的“復合式半地塹”構造特征，平面上形成北北東向展布的3個構造帶、3個次凹和1個斜坡帶，呈現出“三凹三凸，凹隆相間”的構造格局[1-4]。南貝爾凹陷由于中部存在1個低隆起，將凹陷分成了2個次凹，西部次凹表現為東斷西超的簡單箕狀斷陷模式，東部次凹則表現為南北差異斷陷模式。其中東次凹南部大致為雙箕(地塹式)斷陷，北部為以構造反轉為特點的西斷東超斷陷(單個半地塹式)，中部低隆南側則全為潛山披覆帶，南貝爾中部低隆和北部貝爾凹陷的蘇德爾特凸起相聯，呈北東向展布，為長期繼承性隆起，控制凹陷整體構造格局。中部低隆北部延伸的蘇德爾特凸起是斷陷期末形成的凸起，將北部貝爾凹陷一分為二，東部與南貝爾東次凹，西部與南貝爾西次凹分別連為一體，呈現出同一個凹陷帶不同構造單元的平面展布特點(圖1)。

圖1 塔木察格盆地塔南—南貝爾凹陷構造區劃Fig.1 Tectonic division of South Tamuchage-South Beier Sag, Tamuchage Basin

塔南—南貝爾凹陷下白堊統地層發育較厚、沉積厚度大，南屯組是最主要的生烴含烴層系。經過近幾年的勘探實踐，該凹陷截止到2009年3月，已鉆探探井201口，其中取心井180口，取心進尺7 288 m。100余口井做了系統的粒度分析、微量元素分析、粘土礦物分析、生油巖全分析等，積累了大量的詳實的基礎資料，為在該凹陷進行層序地層綜合研究及隱蔽油氣藏預測創造了得天獨厚的條件。

2 地層特征

南屯組下部形成于構造斷陷活動高峰早中期，沉積主要受物源和構造控制，鉆井揭示的厚度一般為120～450 m。發育厚層灰色、深灰色乃至黑色泥巖夾粉砂巖和泥質粉砂巖。受構造控制南屯組與銅缽廟組為角度不整合或平行不整合接觸。南屯組底界在地震上對應T3反射層(圖2)。西部斜坡帶局部缺失T3，工區其余區域T3均為強振幅同相軸，是剝蝕作用強烈的不整合面。下白堊統南屯組下部自下而上表現為正旋回。

南屯組下部巖性變化較大，湖盆中心為深灰色砂巖、粉砂巖夾黑色泥灰巖和油頁巖，淺處為砂礫巖，盆地東部和北部為含煤沉積。該段地層整體表現為黑色泥巖為主，或泥巖與白色砂礫巖、灰色砂巖呈不等厚互層，局部夾油頁巖，本段可見單束松花粉—雙束松花粉組合[5-6]。

圖2 塔木察格盆地塔南—南貝爾凹陷綜合柱狀Fig.2 Strata column of South Tamuchage-South Beier Sag, Tamuchage Basin

3 巖石學特征

通過巖心的觀察描述，南二段的層理類型主要以塊狀、平行、楔狀交錯層理為主，巖性以灰色、灰綠色、灰白色中細砂巖為主，凝灰質含量高，反映了牽引流機制形成的水下辮狀河道砂體堆積(圖3)，是扇三角洲沉積的證據之一。在塔19-53井1 973.95 m處的巖心中見到正韻律特征明顯的鮑瑪序列，是重力流沉積的標志，是湖底扇存在的證據。

以塔21-17、塔21-22井為例，粒度概率曲線基本以兩段式為主(圖4)，缺少滾動組分，其中前者跳躍組分含量較低，基本小于50%，巖性為粉砂巖、泥質粉砂巖，跳躍斜率較陡，表明分選程度中等，為扇三角洲前緣水下分流河道間沉積；另一類跳躍組分含量較高，寬區間，斜率低，表明分選程度較差，對應的巖性為細砂巖，反映水流能量較強的扇三角洲前緣水下分流河道沉積[7-8]。

4 沉積剖面展布特征

銅缽廟組(SQ1)沉積時期，在凹陷中次凹南洼槽開始了湖泊相沉積環境的發育。從圖5中可以看出，在19-30至19-06井之間，自銅缽廟組發育初期便開始發育湖泊相沉積，在該聯井剖面中，2口井之間的銅缽廟組地層的地震波組反射表現出中頻、連續、平行—亞平行反射特征。在19-30井的西側，發育有自凹陷西側向凹陷中央發育的扇三角洲碎屑沉積體系。自19-06井向19-28井方向，SQ1層序的地層向上上超尖滅。在凹陷的東次凹，SQ1層序發育局部的淺湖相、洪泛平原相沉積環境。在銅缽廟組地層上部(SQ2)沉積時期，地層在凹陷中次凹的西側扇三角洲沉積體系仍然發育，在19-30井位置發育扇三角洲沉積體系的前緣相帶，在19-30井至19-06井之間，除了SQ2下部發育淺湖相沉積環境之外，向上可能過渡為深湖、半深湖相沉積環境。在19-28井、19-29井、19-51井等靠近中部潛山斷裂構造帶部位的井，表現為扇三角洲前緣相帶的沉積特征，該區帶的沉積體系的物源方向可能來自凹陷的南側。在凹陷東次凹內，主要發育了自東次凹東側向次凹內發育的退積式扇三角洲沉積體系[9]。

圖3 塔木察格盆地塔南—南貝爾凹陷南二段巖心圖版Fig.3 Core photo of 2nd member of Nantun Formation, South Tamuchage-South Beier Sag, Tamuchage Basin

圖4 塔木察格盆地塔南—南貝爾凹陷南屯組二段概率累計曲線Fig.4 Cumulative probability curve of 2nd member of Nantun Formation, South Tamuchage-South Beier Sag, Tamuchage Basin

圖5 塔木察格盆地塔南—南貝爾凹陷南部主測線方向沉積剖面剖面位置見圖1。a.過AA′線的地震剖面; b. 過AA′線地震剖面的地質解釋Fig.5 Sedimentary facies profile along main survey line, south of South Tamuchage-South Beier Sag, Tamuchage Basin

在南屯組(SQ3)發育時期，以層序SQ3的最大湖泛面MFS為分界面，上下地層的沉積表現出不同特征。在MFS之下即SQ3的LST+EST發育時期，凹陷的中次凹19-30井至19-06井之間除了在南屯組的底部發育有一定規模的扇三角洲沉積體系等低位體系域之外，主要發育隨著湖泊水體的擴張而向凹陷西側斜坡逐漸上超的深湖、半深湖等湖泊相沉積的地層。在19-06井部位，在南屯組的中部發育有遠岸水下扇。在凹陷的東次凹的東側，自南屯組底部開始，在整個LST+EST發育時期，均表現為退積式的扇三角洲沉積體系，東次凹靠近中部潛山斷裂構造帶的一側，即靠近19-51井，主要發育深湖、半深湖相地層沉積；在19-29井、19-51井的南屯組的中下部，發育有遠岸水下扇的沉積。在SQ3的HST發育時期，凹陷中的中次凹和東次凹主要發育淺湖相沉積地層，粗碎屑物源沉積體系欠發育。

在大磨拐河組(即層序SQ4)沉積時期，該剖面的位置處于凹陷的淺湖相沉積環境中，三角洲前緣對該剖面中各井的影響不明顯，個別井的局部層段可能發育有三角洲遠砂壩等碎屑補償沉積單元(圖5b)。

5 砂體平面展布特征分析

根據巖心觀察描述、測井、錄井、地震相及地震屬性綜合分析認為，與銅缽廟組相比，南屯組扇三角洲沉積相分布范圍變小，主要在塔21-17井區的東次凹南洼槽、東部斷階帶上以及西次凹中洼槽中零星分布，因此與其對應的砂體分布也同時受其影響，分布范圍也變小。砂體的展布不僅與控陷斷層持續活動有關，也與內部多級次、多期次的調節斷層有著密切的聯系?？叵輸鄬涌刂屏松润w分布的大致走向，如在塔21-54井和塔21-56井之間存在2個“對掉”斷層，使砂體在該斷層活動時期(南屯組沉積早期)持續活動中，改造早期扇三角洲前緣砂體使其砂體沿“對掉”斷層之間的小型地塹進行卸載，從而使砂體得以在同生次級斷層的根部重新展布，與此類似的沉積在其它局部構造都有所展布[10](圖6)。

6 沉積微相平面展布特征

根據單井沉積相、連井沉積相分析、地震剖面反射特征、地震地質解釋剖面相模式和地震反演及砂地比圖等的綜合分析，確定了各層段的沉積相的平面展布。

南屯組下部沉積時期控陷斷層活動強烈，東部次凹西部的深控大斷裂，控制沉積尤其明顯，在物源供給充分的條件下，扇體群沿深大斷裂根部呈北東向展布，有些扇體延伸較遠，物源以近北西西向為主。而東部靠近塔21-19井區，主體物源大體呈北東向展布，并以塔21-17井為中心，分支成2個物源，并在塔21-45井前端滑塌為湖底扇相沉積。而另一分支物源則向前伸展到達塔21-9井區，中間經過了2個三級斷裂的調節作用。該分支物源在塔21-40井區順北東東向斷裂根部沉積了一套紅色泥巖夾大套雜色砂礫巖，礫石磨圓度很好，且見定向排列現象，說明該套礫巖經過了一定的搬運，而且離物源近，為就近堆積的產物[11]。而南部潛山披覆帶未見南屯組下部沉積。南貝爾凹陷東次凹南屯組下部總體為一雙斷凹陷，地層展布為東部薄西部厚，北部厚南部薄(圖7)。

圖6 塔木察格盆地塔南—南貝爾凹陷砂巖等厚、砂地比平面展布Fig.6 Isopath map of sandstone thickness and sandstone percentage of lower Nantun Formation, South Tamuchage-South Beier Sag, Tamuchage Basin

圖7 塔木察格盆地塔南—南貝爾凹陷南屯組下部沉積相平面展布Fig.7 Plane distribution of sedimentary facies of lower Nantun Formation,South Tamuchage-South Beier Sag, Tamuchage Basin

7 結論

1)塔南—南貝爾凹陷南屯組下部主要發育沖積扇、扇三角洲、近岸水下扇、湖底扇和湖相5類沉積相，其中扇三角洲—近岸水下扇沉積體系和湖泊沉積體系是研究區內最為發育的沉積體系，湖盆為“窄盆深水”類型。

2)根據地震反射特征、砂巖百分含量等資料的分析，塔南—南貝爾凹陷有8大物源方向。物源方向分別為：西次凹為來自于東部和西部的物源；東次凹北洼槽為來自于西部、東部和北部貝中凸起上的物源；東次凹南洼槽為來自于東部斷階貝爾布伊諾爾隆起帶上的物源。

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