柴達木盆地油砂山油田下油砂山組高分辨率層序地層分析

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(1.長江大學地球科學學院，湖北武漢430100； 2.中國石油青海油田分公司勘探開發研究院，甘肅敦煌736202； 3.長江大學油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室，湖北武漢430100)

柴達木盆地油砂山油田下油砂山組高分辨率層序地層分析

曾力1,3，湯軍1,3，廖春2，劉青文2，林益康2，史玉成2，張煜2

(1.長江大學地球科學學院，湖北武漢430100； 2.中國石油青海油田分公司勘探開發研究院，甘肅敦煌736202； 3.長江大學油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室，湖北武漢430100)

以高分辨率層序地層學理論為指導，通過巖芯、鉆井、測井資料的綜合研究，進行了柴達木盆地油砂山油田下油砂山組地層劃分與對比。以測井曲線上識別出的區域穩定的標準層建立單井層序框架，在單井層序劃分的基礎上，在研究區選擇大致平行和垂直物源2個方向，進行密集井網的連井剖面對比，建立了研究區高分辨率層序地層格架。以短期和超短期旋回層序為等時地層格架內的對比單元，在地層格架內研究砂體的展布、沉積相的發育演化過程，預測儲層，指導油田后期的開發。

油砂山油田；下油砂山組；高分辨率層序地層學；等時地層格架；對比單元；柴達木盆地；青海

0 引 言

地層劃分與對比是揭露其層間非均質性及認識單個含油砂巖體宏觀、微觀非均質性的基礎，是油藏描述中由單井評價到多井評價的重要程序。通過地層對比，掌握地層及油氣層的巖性、厚度、分布特征及其變化規律，對于油氣田的勘探開發具有重要意義。為此，需要綜合應用地質、測井等對研究層段進行精細地層劃分和對比，建立精細的等時地層格架。柴達木盆地油砂山油田經過57年的勘探開發，前期雖然取得了非常豐碩的油氣地質成果，然而后期的注水開發效果不太理想，究其原因，多懷疑是地層對比方面的問題。因此，開展柴達木盆地下油砂山組高分辨率層序地層學研究，不僅具有重要的理論意義，更具實踐意義。

1 區域地質概況

柴達木盆地油砂山油田位于青海柴達木盆地西部坳陷區茫崖坳陷亞區獅子溝—油砂山二級構造帶，油砂山Ⅱ號大逆斷層上盤，油砂山構造油砂溝高點上(圖1)。

油砂山構造位于柴達木盆地英雄嶺沖斷隆起帶南緣、油獅大斷裂東端的上盤，是柴達木盆地西部坳陷區茫崖坳陷亞區獅子溝—油砂山二級構造帶東段的一個三級構造，重疊在尕斯庫勒油田之上。油砂山油田的構造是一個被多條斷層切割的、西陡東緩、南陡北緩的不對稱長軸背斜。構造被一系列正斷層及少數逆斷層復雜化，形成局部的斷壘、斷塹及階梯式下滑形態。

圖1 研究區構造綱要圖

2 高分辨率層序地層劃分與對比

2.1 地層對比原則

地層對比采用宏觀控制、微觀調整的原則，首先尋找區域性標準層，明確層段分層界限。依據組合特征，按照“旋回對比，分級控制”的原則，由大到小，由粗到細，逐級進行劃分對比。這種方法以取芯井資料為基礎，建立標志層和輔助標志層的巖性和電性標準。

具體而言，首先尋找區域穩定的標準層，明確地層層段的對比，確保地層格架的等時性；然后在這一框架內，按照曲線組合特征，依據旋回對比法則進行小層對比(蒲仁海等，1998)。根據巖性及電性特征，在對比過程中所采用的測井曲線主要為自然伽馬、自然電位，其次是聲波時差。對比同時考慮了地層的沉積旋回特征、韻律特征及物源方向，在油層段還參考了油水關系等資料。在自然電位曲線上確定分層界線，在細層劃分上則主要依據測井處理解釋結果著重考慮電性特征、沉積小旋回及油水關系。

2.2 層序界面及識別

根據自然伽馬、自然電位曲線和聲波時差曲線特征,確定出油層組頂底界標志層,其標志層在各區塊之間的對比基本上是可靠的。

油層組頂底界標志層取在自然伽馬值由河道砂平均較低值向三角洲泥高值過渡變化的半幅點上, 在上、下兩標志層控制下進行砂體的基準面旋回對比。對比選定K0、K1、K2共3個主要標準層，這3個主要標準層界面選在比較穩定的泥巖段內，沉積穩定，2個標準層之間的沉積旋回性明顯，并且電性特征也明顯。另外，根據標準層內的沉積旋回特征又可識別出K01、K11、K12、K13這4個輔助標準層。最終以上述7個標準層將下油砂山組主產層段分成7個油層組，標準層作為油層組的頂、底界線(表1)。其中的中期旋回層序與油組劃分方案相當。

表1 地層劃分方案表

2.3 單井基準面旋回識別劃分

前人將陸相盆地基準面旋回分為巨旋回、超長期旋回、長期旋回、中期旋回、短期旋回和超短期旋回6級。本次研究主要參考這一分級方案，將下油砂山組基準面旋回劃分為長期、中期、短期、超短期4個級別。

2.3.1 超短期旋回識別劃分 超短期旋回層序是根據地表露頭、鉆井巖芯和測井曲線等實際資料劃分的最小成因地層單元，厚度為米級(鄭榮才等，2001)。雖然測井曲線在縱向上分辨率較高，但是超短期基準面旋回在測井曲線上難以準確識別出來。一般來說，超短期基準面旋回的識別是在對取芯井段分析的基礎上進行的，在露頭和巖芯中主要表現為小型底沖刷面、整合面。而在非取芯井段，則根據取芯井段建立超短期旋回與界面的測井響應模型，從而用于指導區域非取芯井測井曲線的旋回劃分。

(1) 向上變深非對稱型超短期旋回層序(A型)。此類型廣泛發育于三角洲平原和三角洲前緣沉積區，僅保存上升半旋回沉積記錄，下降半旋回表現為沖刷間斷面；按巖性組成特征和保存狀況，可細分為高可容納空間(A1)和低可容納空間(A2)2個亞類型。A1型可由多個相類型組成，如水下分流河道、決口扇、水下分流河道間，且巖性變化較復雜，單層砂體厚度較薄(圖2中的A1)；A2型一般由2期以上分流河道相互切割疊置構成(淡衛東等，2007)，相類型簡單，巖性單一，砂巖相對較純，厚度大(圖2中的A2)。

(2) 向上變淺非對稱型超短期旋回層序(B型)。此類型較為少見，主要發育于三角洲前緣沉積區，僅保留下降半旋回沉積記錄。該類型超短期基準面旋回一般由河口壩砂巖，遠砂壩細砂巖，分流河道間泥巖或泥質粉砂巖組成一個完整的反韻律旋回，隨著基準面的下降，巖性由細變粗，泥質含量慢慢減少，儲層物性也逐漸變好(圖2B)。

(3) 對稱型超短期旋回層序(C型)。此類型主要發育于近盆地中心位置，基準面上升和下降2個半旋回都有較完整的沉積記錄，頂底都發育較細粒物質，可以作為很好的層序界面，中間的粗粒物質可以作為很好的儲層，兩端的細粒物質可以作為很好的生油層和蓋層。因此，由下至上形成有利的生、儲、蓋組合。按半旋回中保存的地層狀況，可進一步細分為上升半旋回與下降半旋回近似相等(圖2中的C1)，或下降半旋回大于上升半旋回的2種不完全對稱型(圖2中的C2)，以及上升半旋回大于上升半旋回(圖2中的C3)這3種亞類型(淡衛東等，2007)。

圖2 超短期基準面旋回結構類型

2.3.2 短期旋回識別劃分 短期旋回層序大多由2個超短期旋回層序疊加組成，厚度一般為數米級。短期旋回的界面在露頭上表現為小規模的沖刷面和間歇暴露面，在測井剖面上表現為曲線單一幅度的下降—上升或上升—下降的轉換位置。本次研究對短期旋回的劃分根據超短期旋回的疊加模式和沉積微相等綜合分析進行(楊勇等，2013)。

油砂山地區下油砂山組最常見的相序有：水下分流河道—水下分流河道間的正韻律沉積，為一短期基準面上升，反映了發生退積的湖進過程。

前三角洲泥—河口壩(或遠砂壩、三角洲前緣席狀砂)的疊加，為一短期基準面下降過程，反映了發生進積的湖退過程(圖3)。

圖3 油砂2井(取芯井)基準面旋回綜合柱狀圖

2.3.3 中期旋回識別劃分 中期基準面旋回界面成因類型受構造和氣候雙重因素控制的沉積間斷面或與之可對比的整合界面，主要識別標志為露頭和巖芯中較大規模的底沖刷面,測井曲線為進積組合→退積組合的轉換面。識別劃分中期旋回的相序主要是指亞相相序組成的垂相疊加模式。如三角洲前緣—前三角洲的相序，沉積物由粗變細，反映了中期基準面的上升為一定規模的湖侵過程；前三角洲—三角洲前緣的相序，沉積物由細變粗，反映中期基準面的下降，為一定規模的湖退過程(圖3)。

油砂山油田下油砂山組發育7個中期基準面旋回，由上至下進行命名為MSC1—MSC7(圖3)。中期基準面上升半旋回主要由呈退積型的短期旋回構成，隨著水體變深，沉積物粒度變細，物性逐漸變差；中期基準面下降半旋回主要由呈進積型的短期旋回構成，隨著水體變淺，沉積物粒度變粗，物性逐漸變好。

2.3.4 長期旋回識別劃分 長期基準面旋回界面成因類型受同一構造旋回中構造活動強度控制的侵蝕不整合面或與之可對比的整合界面。主要識別標志為露頭和巖芯中的大型侵蝕不整合面，假整合面，在測井剖面上表現為突變面(袁新濤等，2007)。識別長期旋回的相序主要是較大規模的相序變化。油砂山油田下油砂山組為辮狀河三角洲沉積，因此，研究區目的層段只劃分出1個長期旋回，總體反映了比中期基準面旋回更大規模的湖退過程(圖3)。

2.4 基準面旋回對比及地層格架的建立

以單井沉積相和層序地層分析為基礎，在工區內選擇資料相對齊全、并能控制整個研究區縱、橫向變化特征的單井編制地層對比剖面，對各井的沉積旋回從巖性、電性和沉積微相等特征進行詳細對比。選取1條南北向層序地層對比剖面(圖4)。由中期旋回對比剖面可以看出，在研究區南部三角洲前緣部分，中期地層旋回發育完全，多以對稱旋回為主(鄧宏文，2009)；而在研究區北部三角洲平原位置，中期地層旋回發育較為不全，表現為缺失上升半旋回或下降半旋回。

在中期基準面上升半旋回，伴隨著水體加深，有效可容納空間向陸方向遷移，陸上和三角洲平原地區可容納空間增大，對物源沉積物的截攔作用增強，而進人盆地的沉積物逐漸減少和變細，因此出現三角洲前緣—三角洲平原的退積序列，形成由塊狀砂體相互疊置-砂泥互層-泥巖沉積演化序列，因而有利于儲層發育的砂體主要出現在上升半旋回的早中期(尹太舉等，2003)。

在中期基準面下降半旋回，伴隨著水體變淺，有效可容納空間向盆地方向遷移，從物源帶來的砂質沉積物在盆地的沉積逐漸增多，出現三角洲平原—三角洲前緣進積序列(圖4)，因此有利于儲層發育的砂體主要出現在下降半旋回的中晚期；發育于層序中部的中期湖泛面具有最重要的區域等時對比意義。

圖4 中285井—中25-3井—中25-2井—中120-2井—中1003-3井—中227井南北向對比剖面圖

3 高分辨率層序地層格架內沉積相展布

在各級次旋回層序的等時對比基礎上，以相當超短期旋回級別的小層砂體為等時地層單元，在一個完整的中期旋回內所編制的含油層段Ⅲ-20，Ⅲ-21，Ⅳ-1，Ⅳ-2砂體沉積相圖(圖5—圖8)。以較高的分辨率揭示了研究區內各小層砂體的幾何形態、平面展布特征和時空演化規律。

圖5 下油砂山組Ⅲ-20小層沉積相示意圖(中期基準面上升時期)

圖6 下油砂山組III-21小層沉積相示意圖(中期基準面上升時期)

圖7 下油砂山組IV-1小層沉積相示意圖(中期基準面下降時期)

圖8 下油砂山組IV-2小層沉積相圖(中期基準面下降時期)

由圖可以看出：Ⅳ-2小層主要為辮狀河三角洲發育期，其中西北部為三角洲平原，發育4條平行于物源方向的分流河道；在中部發育三角洲前緣沉積，其中包括水下分流河道，河口壩和水下分流河道間，研究區東南部發育淺湖席狀砂和濱淺湖泥坪、砂灘、砂壩沉積(圖8)。Ⅳ-1小層的格局與Ⅳ-2小層基本一致，不同之處是西北部辮狀河三角洲平原亞相向湖盆有所推進；辮狀河三角洲前緣河口壩，水下分流河道沉積微相沉積范圍也有所擴展，而濱湖沉積區域萎縮(圖7)。Ⅲ-21層序沉積期的沉積相分布格局與Ⅳ-1層序相比有較大變化：西北部辮狀河三角洲平原亞相分布范圍明顯減小，水上分流河道由原來的4條縮減到2條。淺湖泥坪范圍明顯擴大，說明淺湖范圍向三角洲沉積范圍推進(圖6)。Ⅲ-20小層格局基本與Ⅲ-21一致，不同的是淺湖泥坪范圍明顯擴大，河口壩的范圍明顯縮小，表明有進一步的湖侵過程(圖5)。

由中期基準面的變化，引起各小層沉積相的演化。伴隨著基準面的上升，A/S比值逐漸增大，三角洲沉積體系發生明顯的向陸退積(路琳琳等，2008)，發育規模逐漸減小，泥坪分布范圍明顯增多，砂灘和砂壩分布范圍明顯減小；伴隨著基準面的下降，A/S比值減小，三角洲沉積體系發生明顯的向湖進積，發育規模逐漸增大，泥質沉積減少，砂巖分布范圍增大。相當于超短期旋回的Ⅲ-20—IV-2小層構成一個中期基準面下降至最大，然后轉而上升至最大的旋回，Ⅲ-20、Ⅲ-21為中期基準面上升時期，Ⅳ-1、Ⅳ-2為中期基準面下降時期，小層IV-1對應下降最大位置。

4 結 論

(1) 對油砂山油田下油砂山組地層進行高分辨率層序分析，將下油砂山組劃分為超短期旋回、短期旋回、中期旋回和長期旋回4個級別的旋回，7個中期旋回MSC1—MSC7分別對應于I—VII油組。

(2) 地層對比遵循宏觀控制、微觀調整的原則。具體而言，首先尋找區域穩定的標準層，明確地層層段的對比，確保地層格架的等時性。然后在這一框架內，按照曲線組合特征，依據旋回對比法則，進行小層對比。

(3) 建立了油田范圍內油砂山油田下油砂山組高分辨率層序地層格架，在格架內研究有利砂體的展布，沉積相的發育演化過程，從而有效地指導油田后期的開發。從基準面旋回分析中可以得出中期基準面旋回上升早期、下降晚期及三角洲水上分流河道，河口壩等沉積微相為砂體發育的最有利部位。

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High resolution sequence stratigraphy analysis of lower Youshashan Formation in Youshashan oil field in Qaidam Basin

ZENGLi1,3,TANGJun1,3,LIAOChun2,LIUQing-wen2,LINYi-kang2,SHIYu-cheng2,ZHANGYu2

(1. Faculty of Earth Sciences, Yangtze University, Wuhan 430100, China; 2. Research Institute of Exploration and Development of Qinhai Oilfield Branch, PetroChina, Dunhuang 736202,Gansu, China;3. Key Laboratory of Exploration Technology for Oil and Gas Resources of Ministry of Education,Yangtze University, Wuhan 430100, China)

Based on high resolution sequence stratigraphy theory, and through the comprehensive study of outcrops, cores, drilling and logging data, the authors studied in details the strata division and contrast for lower Youshashan Formation in Youshashan oil field in Qaidam Basin. Single well sequence stratigraphic framework was established in accordance with the regional stable beds identified by logging curves, and based on the single well sequence stratigraphic framework, two directions were chosen approximately parallel and perpendicular to the provenance in the study area, so as to make connecting-well contrast of dense well network and establish high resolution sequence stratigraphic framework in the study area. Taking short-term and ultra short term cyclic sequences as contrasting units in the isochronous stratigraphic framework, the authors studied the distribution of sand bodies, the development and evolution of sedimentary facies in the stratigraphic framework, thereby that will be beneficial to the reservoir prediction and the late exploration of the oilfield.

Youshashan oil field; Lower Youshashan Formation; High resolution sequence stratigraphy; Isochronous stratigraphic frame work; Contrast unit; Qaidam Basin; Qinghai

10.3969/j.issn.1674-3636.2014.04.542

2014-03-26；

：2014-04-02；編輯：侯鵬飛

中國石油重大科技專項“柴達木盆地老區穩產提高采收率技術研究”(2011E-03-06)

曾力(1989— )，女，碩士研究生，礦產普查與勘探專業，主要從事層序地層學和油藏描述等方面的研究，E-mail：1066534530@qq.com

P539.2；TE121

：A

：1674-3636(2014)04-0542-08