準噶爾盆地滴南凸起二疊系、三疊系層序地層格架的建立

劉志峰 ，印斌浩 ，劉志鵬

（1.中海油研究總院，北京100027；2.中國石油大學資源與信息學院，北京102249；

3.中海油服油田生產研究院，河北三河065201）

近年來，在準噶爾盆地滴南凸起之上發(fā)現了大量油氣，從石炭系到白堊系的各個層系中均有分布.滴南凸起的油氣勘探以侏羅系和白堊系為主，但在二疊系、三疊系中亦有不少油氣發(fā)現，部分井在二疊系、三疊系河道相砂巖儲層內日產油1.39～4.31 t，日產氣1.83×104～8.25×104m3，這些油氣的發(fā)現使得二疊系、三疊系成為重要的兼探目的層系.二疊系、三疊系的油氣藏類型主要為巖性、地層油氣藏.本文旨在通過對研究區(qū)區(qū)域地質背景、巖性特征、地震反射特征、測井曲線特征等的分析，建立二疊系、三疊系的層序地層格架，為今后該區(qū)巖性、地層油氣藏勘探工作提供層序地層學參考依據.

1 區(qū)域地質背景

滴南凸起位于準噶爾盆地腹部陸梁隆起的東段，北接滴水泉凹陷，南鄰東道海子凹陷和五彩灣凹陷，西起滴水泉西斷裂的西側，東至克拉美麗山（圖1），是一個西低東高的大型鼻狀構造，面積約1800 km2.滴南凸起自下而上發(fā)育的地層有石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系和新生界.其中二疊系、三疊系的地層發(fā)育特征如圖2所示.

滴南凸起形成于環(huán)準噶爾地區(qū)火山活動頻繁的中、晚石炭世，使得該區(qū)中、上石炭統沉積了一套火山巖和火山碎屑巖.晚石炭世末期至中二疊世末期該區(qū)一直處于遭受剝蝕狀態(tài)，地層缺失中、下二疊統.晚二疊世該區(qū)開始沉降并接受沉積，僅在構造較低部位發(fā)育上二疊統的梧桐溝組.三疊紀該區(qū)廣泛接受沉積，晚三疊世印支末期的構造運動使得全區(qū)都有所抬升而遭受剝蝕，形成了三疊系與上覆侏羅系之間的不整合［1］，致使三疊系僅殘余分布在鼻隆傾沒的較低部位.此后，該區(qū)經歷了侏羅紀的再次沉降、抬升，至白堊紀構造運動趨于微弱.

2 層序地層格架的建立

建立層序地層格架的關鍵的是識別出層序和體系域的界面.本文主要從區(qū)域地質背景分析、地震剖面上不整合反射特征的識別、巖性和測井曲線特征的變化等方面來識別層序和體系域的界面.

2.1 區(qū)域地質背景識別層序界面

本區(qū)二疊系與下伏石炭系之間、三疊系與上覆侏羅系之間均為角度不整合接觸（圖3），且這兩個界面均為區(qū)域性的巖性突變面，即二疊系與下伏石炭系之間的界面為沉積巖（棕紅色泥巖夾薄層砂巖）和火山巖及火山碎屑巖的突變面，三疊系與上覆侏羅系之間的界面為白堿灘組泥巖和八道灣組底部礫巖及砂礫巖的突變面（圖4，界面b3）.因此，二疊系的底面和三疊系的頂面均為層序的界面.

本區(qū)二疊系與三疊系的分界面在地震剖面上是“整合”的（圖3），但在區(qū)域地質背景上，從準噶爾盆地西北緣直至腹部、東部，該界面均為區(qū)域性的不整合面［2-6］，只是這種不整合接觸關系在本區(qū)的地震剖面上表現得不夠明顯（假整合）而已，因此該界面也為層序界面.

無獨有偶，在該界面處同樣存在巖性和測井曲線的突變（圖4，界面b1）.在巖性上，三疊系百口泉組為礫巖和砂礫巖，其下的二疊系梧桐溝組為棕紅色泥巖、泥質粉砂巖；在電阻率（RT和RI）測井曲線上，百口泉組為高幅度的箱形，與其下的梧桐溝組低幅度齒化的測井曲線呈突變接觸.

也就是說，從本區(qū)區(qū)域地質背景上可以識別出的3個不整合面（層序界面）均為區(qū)域性的巖性和測井曲線突變面.究其原因，主要是因為在這3個界面所對應的歷史時期，本區(qū)均發(fā)生了較大規(guī)模的構造運動，從而導致了沉積基準面的快速變化.沉積基準面的快速變化往往又致使一個地區(qū)發(fā)生區(qū)域性的巖性變化.例如，晚三疊世印支末期的構造運動就使本區(qū)抬升遭受剝蝕，而后在早侏羅世又沉降接受沉積，從而導致侏羅系八道灣組底部沉積了一套區(qū)域上穩(wěn)定的礫巖（砂礫巖）沉積物，與其下的三疊系白堿灘組泥巖之間形成了一個區(qū)域性的沖刷侵蝕面.

本區(qū)二疊系、三疊系在不整合面處存在區(qū)域性的巖性和測井曲線突變的特征，對于識別在地震剖面上無明顯標志的不整合面（層序界面）可以起到一定的借鑒作用.要強調的是，這種巖性和測井曲線的突變面一定是區(qū)域性的、穩(wěn)定的界面，而不是局部的、小范圍發(fā)育的界面.

2.2 巖性、測井、地震綜合識別層序界面

除上述3個通過區(qū)域地質背景可以識別的層序界面為區(qū)域性巖性和測井曲線突變面外，受其啟示，發(fā)現本區(qū)三疊系內部的克拉瑪依組和白堿灘組之間的界面也是一個特殊的界面.該界面在地震剖面上為整合接觸（圖3），但在巖性和測井曲線以及地層發(fā)育特征等方面卻有著不同于一般地層界面的特征，經分析認為其也是一個層序界面，主要原因如下.

（1）該界面是地震剖面上穩(wěn)定的強反射界面.地震反射同相軸的能量強弱是由地震波的反射系數決定的，當上下兩套巖層的巖性差異較大時，上下巖層波阻抗差異明顯，反射系數較大，所對應的反射同相軸能量較強.而該界面在區(qū)域上分布廣泛，則說明這種巖性差異不是局部的，是區(qū)域性的.此外，該反射界面在振幅、頻率、連續(xù)性等方面均與已知的不整合面具有一定的相似性（圖3）.

（2）該界面是區(qū)域性的巖性界面.界面之下的克拉瑪依組為棕紅色泥巖和泥質粉砂巖，而界面之上的白堿灘組為灰色泥巖，泥巖的顏色發(fā)生了突變.泥巖顏色的區(qū)域性突變代表了地質歷史時期古氣候的變化，同時也代表了沉積基準面的快速變化，而古氣候和沉積基準面的變化是陸相層序地層形成和發(fā)育的重要控制因素［7-9］.

（3）該界面是區(qū)域性的測井曲線突變面.在界面處，自然伽馬和電阻率曲線幅度發(fā)生突變，尤以自然伽馬表現更為明顯，常常呈現出顯著的高值異常或尖峰狀的跳躍式突變（圖4，界面b2）.自然伽馬曲線的區(qū)域性變化說明在其對應的地層界面處存在放射性元素的異常，而放射性元素的異常往往說明在其對應的地質歷史時期該區(qū)受到火山活動的影響，或者曾經暴露過.其原因若為前者，則火山活動是構造運動的產物，說明當時發(fā)生了區(qū)域性的構造運動.若為后者，則直接導致不整合面的形成.

（4）該界面是一個地層缺失面.在準噶爾盆地腹部和東部，克拉瑪依組大都發(fā)育有克拉瑪依組下段和上段 2 個亞段，也有學者稱其為克下組和克上組［5，10］，而本區(qū)克拉瑪依組只發(fā)育下段，缺失上段.地層的缺失常常是由于構造抬升后遭受剝蝕或其本身無沉積所致，而無論原因為二者當中的任何一個，都能說明當時該區(qū)發(fā)生了區(qū)域性的構造運動和沉積基準面的快速變化.

綜上所述，該界面應為三疊系內部的一個層序界面.

以上述4個界面為層序邊界，可將本區(qū)二疊系、三疊系劃分為3個層序，即：二疊系梧桐溝組為一個層序（SQ1），三疊系百口泉組和克拉瑪依組為一個層序（SQ2），三疊系白堿灘組為一個層序（SQ3）.

2.3 體系域界面的識別

按照經典層序地層學理論 ，層序內的體系域界面主要指首次湖泛面和最大湖泛面，并以此為界劃分出低位體系域（LST）、水進體系域（TST）和高位體系域（HST）.國內也有學者在進行陸相層序地層學研究時根據具體地質情況將原來的高位體系域細分為早期高位體系域和晚期高位體系域（或湖退體系域），或認為除兩個湖泛面之外層序內還應發(fā)育一個湖退面［13-15］.筆者本次在層序SQ1～SQ3內共識別出首次湖泛面和最大湖泛面這兩種體系域的界面，未識別出明顯的湖退面及湖退體系域，因此仍采用傳統的3種類型體系域的劃分方案.

對本區(qū)體系域界面的識別，主要是通過分析鉆井剖面來進行的.在鉆井剖面上，首次湖泛面所對應的界面為砂巖開始減少，泥巖開始增多的界面.最大湖泛面所對應的界面為泥巖開始減少，砂巖開始增多的界面（圖5）.在測井曲線上，在首次湖泛面所對應的界面處，測井曲線由低位體系域的反旋回向上變?yōu)樗M體系域的正旋回.在最大湖泛面所對應的界面處，測井曲線由水進體系域的正旋回向上變?yōu)楦呶惑w系域的反旋回（圖 5）.

據此，在層序SQ1～SQ3內共劃分出7個體系域，有的層序（SQ2）體系域發(fā)育齊全，而有的層序（SQ1、SQ3）只發(fā)育其中的2個，缺失低位體系域或高位體系域（表1）.體系域缺失的原因可能是后期地層抬升遭受剝蝕所致，也可能是當時沉積基準面快速變化致使該區(qū)未能來得及沉積這一體系域，缺乏相應的可容空間.

表1 滴南凸起層序地層及體系域劃分Table1 Division of sequence and system tractof the Dinan up lift

3 結論

（1）滴南凸起二疊系的底面、三疊系的頂面以及兩系之間的分界面均為層序界面，且這3個界面均為區(qū)域性的巖性和測井曲線突變面.

（2）滴南凸起三疊系克拉瑪依組和白堿灘組之間的界面是地震強反射界面、區(qū)域性的巖性界面和測井曲線突變面以及地層缺失面，因此也是一個層序界面.

（3）滴南凸起二疊系、三疊系共劃分為3個層序和7個體系域，有的層序體系域發(fā)育齊全，有的層序缺失低位體系域或高位體系域.

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