哈山地區三疊系層序地層特征研究

張 銀

（中國石化勝利油田分公司西部新區研究中心，山東東營 257000）

層序地層學自20世紀80年代興起以來得到了迅猛發展，通過全球范圍內的層系地層對比，層序沉積模式、礦產資源評價以及油氣勘探等方面前期進展顯著。其重要突破在于建立了盆地、區域乃至全球的等時地層格架，并將沉積相和沉積體系的研究放在統一的等時地層格架中進行，因而能有效地揭示沉積體系的三維配置關系［1］。陸相層序地層學理論的發展，使得層序地層原理指導下的地質－地震資料綜合解釋技術成為隱蔽油氣藏勘探的有力工具，并在我國東西部陸相盆地油氣勘探中取得重大進展［2－4］。陸相層序地層學原理是綜合利用鉆井、測井曲線、地震剖面及地表露頭、古生物等資料對盆地的沉積體系及各巖相做立體解釋，并有力指導油氣勘探。本文重點通過對準噶爾盆地哈山地區三疊系的層序界面識別，研究層序內部特征，分析各層序間的沉積演化規律，以期在層序格架范圍內明確有利勘探層系及分布范圍，進而為該層系油氣勘探提供證據。

1 地質概況

哈拉阿拉特山（以下簡稱哈山）南麓的油氣勘探最早始于20世紀50年代初期，經過60多年的勘探，中石油在研究區南鄰發現了百口泉、烏爾禾、風城、夏子街四個油田。哈山地區位于準噶爾盆地西北緣哈德構造帶的西段，北以哈拉阿拉特山為界與和什托洛蓋盆地相接，南鄰瑪湖凹陷北部斜坡帶（圖1）。北部地表出露石炭系、二疊系及白堊系，南部均被第四系覆蓋。區內斷裂發育，以東西向為主，其中達爾布特走滑斷裂貫穿研究區，為區內最大斷裂。近年來烏爾禾油田、夏子街油田均在三疊系上報新增石油地質探明儲量。研究區三疊系整體勘探程度還較低，可提供鉆探的構造圈閉十分有限，地層巖性圈閉已成為主要勘探目標，是研究區新的勘探領域和儲量接替陣地。

圖1 研究區地理位置

2 層序地層及沉積特征

層序是以不整合面或與之對應的整合面為界的內部相對整合的地層系列，因此識別層序地層單元的關鍵是識別不整合面和分析海（湖）平面升降變化［5－7］。層序地層分析是根據地震、鉆井、測井、露頭、地化、及有關沉積環境和巖相，對地層形式作解釋。

2.1 層序界面的識別

在研究層段內部識別各級次層序界面是進行層序劃分，建立層序地層格架的首要任務。層序界面包括不整合、沉積作用轉換面和較大規模洪泛面［8］。研究區的層序界面主要為不整合面，由于不整合面的形成是遭受剝蝕或地層沉積缺失所導致，因而層序邊界附近的地層在沉積相、巖相、測井相以及地震相等方面會有所反映。

在哈山地區的三疊系內，根據層序界面識別方法識別出3個層序界面，自下而上以次為TSB1～TSB3。

TSB1為三疊系底界的一個Ⅰ級層序界面。該層序界面是全盆地范圍內的層序界面，在哈山地區的地震剖面上可以看出該界面上覆地層和下覆地層之間的角度不整合。TSB1之上的三疊系地層主要以超覆的形式披蓋在下覆背斜之上，是厚層泥巖與厚層礫巖的分界面，其中自然伽馬、聲波時差曲線變小，電阻率、密度曲線變大，是扇三角洲前緣－沖積扇環境的轉換面。

TSB2為三疊系克拉瑪依組內部的一個Ⅲ級層序界面。Ⅲ級層序界面主要由湖平面變化及與之半生的沉積物供應速率變化所致，地震剖面上不整合特征不明顯，主要依據鉆井、露頭、巖相突變和測井響應突變來識別。TSB2是克拉瑪依內部的一個界面，是厚層褐色泥巖與厚層灰色礫巖的分界面，自然伽馬、電阻率變大，聲波時差變小，是沖積扇扇緣向扇三角洲平原環境的一個轉換面。

TSB3為三疊系克拉瑪依組與白堿灘組的界面，在地震剖面上表現為強連續的同向軸，被侏羅系界面削截，是細礫巖與灰色泥巖的分界面，自然伽馬變大，電阻率、聲波時差變小，是扇三角洲前緣－濱淺湖沉積環境的一個轉換面，也是三疊系內部的一個Ⅲ級層序界面。

2.2 層序特征分析

自20世紀90年代以來，前人對準噶爾盆地西北緣三疊系層序地層提供了多種劃分方案［9］。本文在前人研究的基礎上，以上述層序界面識別為基礎，開展層序內部特征研究，將哈山地區三疊系劃分為三個Ⅲ級層序TSQ1、TSQ2、TSQ3。結合前人在陸相坳陷及斷陷盆地層序地層模式中采用的低位體系域、湖侵體系域、高位體系域三分法［10－11］，將 TSQ1劃分為低位體系域、水進體系域和高位體系域；TSQ2劃分為水進體系域和高位體系域；TSQ3為水進體系域和高位體系域（圖2）。

TSQ1的低位體系域（LST）特征：塊狀厚層雜色砂礫巖，中間夾褐色含礫泥巖，自然電位、自然伽馬齒幅箱型，電阻率箱型；從下至上總體為粗－系－粗－細的復合旋回特征，基準面局部有上升再下降的趨勢，整體呈基準面上升趨勢，主要為沖積扇扇中沉積；LST在地震上表現為超覆尖滅特征，斜坡下部同向軸自南向北為3套強相位的低位楔反射特征。

TSQ1的水進體系域（TST）和高位域（HST）特征：TST為一套厚層泥巖見薄層砂礫巖，自然伽馬、聲波時差整體高值，為沖積扇扇緣－濱淺湖沉積，在地震剖面上表現為退積反射特征，向北部TST逐漸減薄被侏羅系地層剝蝕；HST沉積時湖水短暫后撤，基準面略有下降，沉積了一套灰色礫巖夾褐色含礫泥巖－深灰色細砂巖夾褐色粉砂質泥巖的加積、進積體，為一套扇三角洲平原－扇三角洲前緣沉積，地震剖面上表現為弱相位平行連續特征，向北有頂部被侏羅系地層削截現象。

TSQ2的水進域（TST）和高位域（HST）特征：TST基準面再度上升，可容空間增大，泥質增多，為一套灰色礫巖－褐色含礫泥質細砂巖夾薄層褐色泥巖、灰綠色泥質粉砂巖、深灰色泥巖沉積，從下至上呈由粗變細的正旋回特征；HST沉積時基準面的上升速率小于物源區的沉降速率，表現為進積特征，為一套灰色礫巖、棕色礫狀砂巖夾薄層灰色泥巖。發育扇三角洲前緣沉積。TSQ2地震剖面上表現為強振幅連續近平行反射－中強振幅連續平行反射－中弱振幅的近空白反射特征。

TSQ3的水進域（TST）和高位域（HST）特征：TST在哈山地區全區范圍內發育，主要為一套深灰色、灰色泥巖，自然伽馬高值，電阻率低值，為一套濱淺湖相沉積；在地震剖面上表現為中振幅連續平行反射特征。HST沉積灰綠色細礫巖、灰綠色細砂巖、灰色泥巖沉積，僅在烏2－哈深斜1井區局部發育。

2.3 層序演化特征

三疊紀繼承了二疊紀的構造演化特征，二疊紀形成的逆沖斷裂在三疊紀又重新復活，不同的是復活后的斷裂在活動規模上較二疊紀減弱。在活動方式上，二疊紀時斷裂的垂向運動和水平運動距離較大，而三疊紀時復活或新生的斷裂主要是以垂向運動為主，水平位移距離較小。因此有人把三疊紀稱為推覆抬升階段，這種推覆抬升不是勻速的，而是既有同沉積相對緩慢抬升，又有脈動的劇烈擠壓抬升。分析認為，早、中三疊的推覆抬升規模較小，擠壓影響的范圍較為局限，晚三疊世晚期哈山地區發生了三疊紀以來最強烈的一次構造運動。

圖2 哈淺1井沉積及層序劃分

在三疊紀時期發育三次大規模的水進。受三疊紀早期古地貌的影響，在地形的低部位接受了沉積，構成了TSQ1的低位體系域，以沖積扇扇中的礫巖和砂礫巖沉積為主，在地震剖面上表現為超覆尖滅特征。其中扇中部分的連片河床砂礫巖層，粒度適中，物性相對較好，雖然結構成熟度較低，但是該類扇體多位于盆地邊緣，斷層或不整合相結合，仍可成為較好的儲層，形成油氣藏。在TSQ1中晚期開始第一次大規模的湖侵，湖盆基準面不斷上升，可容空間不斷加大，水體也開始變深，發育一個水進域的濱淺湖－沖積扇扇緣相沉積。湖平面的短暫后撤，在TSQ1晚期研究區形成一個高位體系域的進積序列，發育一套扇三角洲平原相沉積。該時期的砂礫巖百分含量相對較高，具有近物源和短距離搬運的特點，成分成熟度和結構成熟度較好于沖積扇相。TSQ2早期湖盆沉積主要受湖侵作用影響，發育一期水進體系域沉積，晚期湖侵作用小于物源區抬升速度，大量粗碎屑沉積物源供給，因此在晚期發育一套水退的進積序列，主要發育扇三角洲前緣－平原砂體的進積式疊置堆積，該時期的砂體粒度適中，物性較好，是較好的儲集層。隨著湖侵的進一步加劇，上三疊統白堿灘組沉積早期湖泊范圍大面積擴張，在TSQ3時期三疊紀湖泛面達到最大，整體為一個湖侵的特征，哈山周源地區主要發育濱淺湖相沉積，儲集砂體不發育，為區域蓋層的主要發育時期（圖3）。

圖3 風26－哈淺101井連井三疊系剖面相

3 結論

（1）利用層序地層學原理在哈山地區三疊系識別出3個層序界面（TSB1、TSB2、TSB3），并劃分出3個層序單元（TSQ1、TSQ2、TSQ3），7個體系域，其中TSQ1劃分為低位域、水進域和高位域；TSQ2劃分為水進域和高位域；TSQ3劃分為水進域和高位域。

（2）TSQ1層序的沖積扇扇中砂礫巖層，粒度適中，物性相對較好，主要發育在盆地邊緣，斷裂或不整合相結合，仍可成為較好的儲集層，形成復合油氣藏。TSQ2層序的扇三角洲平原亞相砂礫巖百分含量相對較高，成分成熟度和結構成熟度都好于TSQ1層序的沖積扇相，扇三角洲前緣分流河道是最有利的儲集相帶。

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