庫車凹陷俄霍布拉克組層序地層及沉積相預測

鄭 超，寧松華，韓 強，閆 亮，畢君偉

(1.油氣資源與勘察技術教育部重點實驗室 長江大學，湖北 武漢 430100；2.中國石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830013；3.中國石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010)

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庫車凹陷俄霍布拉克組層序地層及沉積相預測

鄭 超1，寧松華1，韓 強2，閆 亮2，畢君偉3

(1.油氣資源與勘察技術教育部重點實驗室 長江大學，湖北 武漢 430100；2.中國石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830013；3.中國石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010)

針對塔里木盆地庫車凹陷三疊系俄霍布拉克組沉積相劃分不清的問題，運用沉積學及層序地層學綜合研究的方法，利用地震多屬性分析手段，對研究區沉積展布特征進行研究。認為該區為扇三角洲—湖泊沉積體系，發育了3種亞相及4種微相；研究區具有4期基準面旋回，從而劃分出4個三級層序；結合地震反演預測的孔隙度、滲透率等數據分析，有利區可分為3個級別且多集中于分流河道及水下分流河道微相，油氣來源于湖泊沉積區的烴源巖。該結果對下一步的勘探方向具有指導作用。

塔里木盆地；三疊系；俄霍布拉克組；層序；地震屬性；沉積相；庫車凹陷

0 引 言

塔里木盆地庫車凹陷位于新和縣西部、拜城縣與沙雅縣之間，構造上位于雅克拉斷凸西段斜坡處，北為庫車坳陷南緣的秋里塔格沖斷帶，南為沙雅隆起雅克拉斷凸北西側。該區是南部阿瓦提凹陷、滿加爾坳陷海相油氣系統和北部庫車坳陷陸相油氣系統的交匯部位之一，為兩側油氣長期運移的指向地帶，是塔里木盆地重要的油氣富集區。研究區受古構造活動影響較弱[1]，只在中部地區發育數條斷距較小、走向為南西—北東的正斷層。2006年，西北石油局在三疊系鉆遇一套烴源巖，并在黃山街組、克拉瑪依組見到了良好的油氣顯示，說明該層系具有形成巖性圈閉的條件。研究區砂體分布復雜，各學者對沉積體系的認識爭議較大，如張紀易[2]認為三疊系整體為三角洲沉積體系；紀云龍等[3]將三疊系確定為辮狀河三角洲—湖泊沉積體系；劉亞雷等[4]認為研究區早三疊世屬于沖積扇—湖泊沉積體系。根據測井、地震資料，結合層序地層和地震屬性特征分析，對比前人研究成果，提出新的沉積相劃分方案，即扇三角洲—湖泊沉積體系，并在沉積相分析的基礎上，對有利區域進行預測，以期為后期勘探提供借鑒。

1 單井相及層序地層分析

1.1 單井相分析

圖1為俄霍布拉克組單井相分布圖，根據圖1所示，俄霍布拉克組由下至上顏色逐漸由深灰色變為棕紅色再變為褐色，反映水體由深變淺，逐漸從強還原環境過渡為強氧化環境[5-6]。由此把該組分為俄一段、俄二段以及俄三段。在俄一段，自然伽馬曲線為中幅箱形，表明水體能量較為穩定，深灰色的泥巖表示水體具有一定深度[7]，為強還原環境。砂巖類型多為石英砂巖，成分成熟度高，且距物源較遠，沉積物經過長時間的搬運已經成為穩定的石英，推斷為濱淺湖沉積，由下至上水動力略微上升，因此下部應為淺湖亞相，上部為濱湖亞相。俄二段巖層主要為棕紅色，為弱氧化環境，水體較淺，整體水動力能量較下伏濱淺湖亞相略有上升，但整體還是較低，曲線下部為鐘形、上部為漏斗形的組合特征，表明水體波動較大，對應扇三角洲前緣沉積。俄三段巖性多為褐色、棕色，為強氧化沉積環境，應為水上暴露沉積，自然伽馬曲線幅度較高，說明含沙量較高，結合其巖性組合推斷此為扇三角洲平原亞相，頂部泥質含量增加，表明水體逐漸上升，由扇三角洲平原亞相向扇三角洲前緣亞相過渡。

圖1 俄霍布拉克組單井相

1.2 層序地層劃分

1.2.1 層序界面識別

層序界面是沉積間斷時形成的不整合面[8-9]。根據鉆、測井以及地震的突變面等標志對層序邊界進行識別。

(1) 鉆、測井巖性剖面中不整合面的識別。層序邊界在鉆、測井剖面上多表現為曲線的異常突變面，比如巖性由泥巖轉變為砂巖的過渡面；自然伽馬曲線由漏斗形變為鐘形的分界面，聲波以及密度曲線值的突變面。以SB3界面為例(圖1)，巖性由粉砂質泥巖變為礫狀石英砂巖，表明水動力增強；自然伽馬曲線、聲波以及密度曲線均有明顯的突變，說明沉積由湖退體系域變為湖進體系域，進入新的沉積旋回。

(2) 地震剖面中不整合面的識別。在地震剖面上，區域不整合面以底超、下切谷以及削截點等為標志。如SB2層序界面(圖2)，該界面在地震反射剖面上表現為強振幅較連續反射特征，同時可見上覆地層對其的下超現象。

1.2.2 層序特征

陸相沉積盆地的基準面旋回受多方面因素控制，如構造運動、氣候變化、沉積物供給速率等。結合巖心、測井及地震資料，將俄霍布拉克組劃分為4個三級層序和6個體系域：自下而上依次為SQ1、SQ2、SQ3以及SQ4，與此相對應的5個層序界面分別為SB1、SB2、SB3、 SB4以及SB5(圖1、2)。

圖2 塔里木盆地新和工區三疊系俄霍布拉克組地震反射特征及層序格架劃分

SQ1層序對應俄一段以及俄二段下部，整體以湖相深灰色泥巖、深灰色粉砂質泥巖為主，為強還原性沉積環境。自然伽馬曲線退積特征明顯，呈中—低幅漏斗狀(圖1)；在地震剖面上，底部可見強振幅高連續反射同相軸，上覆較為明顯的底超特征(圖2)，為湖退體系域。

SQ2層序對應俄二段地層，該層以棕紅色粉砂質泥巖、泥巖與灰白色石英砂巖互層為特征，發育扇三角洲前緣水下分流河道、水下分流河道間微相。自然伽馬曲線呈鐘形-漏斗形，泥質含量先增高后降低，經歷了湖侵—湖退的過程，為一套完整的層序旋回，其頂、底部聲波及密度曲線異常明顯(圖1)。在地震剖面上，底部為一下超面，上部可見上超現象，內部呈弱振幅低連續反射(圖2)。

SQ3層序對應俄三段地層，厚度較大，以中部發育大套棕色泥巖、褐色粉砂質泥巖為特征，自然伽馬曲線呈鐘形-漏斗形，表現為退積—進積層序旋回，發育扇三角洲平原分流河道、分流河道間微相。其頂部為俄霍布拉克組與上覆克拉瑪依組地層的分界線，自然伽馬、聲波以及密度曲線異常均表現明顯(圖1)。地震剖面上底部表現為強振幅高連續反射同向軸，盆底扇特征明顯(圖2)。

SQ4層序對應俄三段地層上部，厚度較小，主要發育棕色灰質泥巖及灰色灰質粉砂巖，自然伽馬曲線呈鐘形。此時，湖水水位開始逐漸升高，發育退積沉積旋回，表現為扇三角洲前緣亞相(圖1)。層序界面在地震剖面中顯示為較連續同相軸，說明該層序與下伏層非均質性較弱，沉積環境剛開始由扇三角洲平原向扇三角洲前緣過渡(圖2)。

2 沉積相分析

若瞬時振幅、瞬時頻率和瞬時相位3種基本屬性對地質異常體沒有信息反映，則表明通過其他屬性分析得出的結論不可靠；相反，當以上3種屬性對沉積特征的反映相同時，就可以結合屬性的地質意義，優選其他地震屬性，從而更加準確地對沉積相進行預測。在俄霍布拉克組頂層SQ4分別提取3種屬性(圖 3)。

圖3 俄霍布拉克組SQ4三種基本屬性切片

瞬時振幅屬性與地層巖性存在直接關系。從俄霍布拉克組SQ4瞬時振幅屬性切片(圖 3a)可以看出，研究區中部存在2個黃—紅色的強能量區，為2個扇形巖性異常體，表示該處砂巖含量較高，同時表明振幅最強區——南東方為物源方向；而青藍色—藍色部分能量較低，表示泥巖含量較高。由此可知，扇三角洲是以南東向雅克拉斷凸為物源，向北西方向展布的。

瞬時頻率與地層固有頻率相關，而地層固有頻率又和沉積物顆粒粗細有關。從共振角度分析，沉積物顆粒的粗細程度與共振頻率成反比，故該屬性適用于沉積顆粒粗細的反映。通過圖3b可以看出，研究區中部，靠近斷凸處頻率數值最低，說明粒度最粗，為物源方向；向北西逐漸增高，在遠物源處，多處可見表示高頻率的紅色區域，表明沉積物已過渡為粒度最細的泥巖。此結論與瞬時振幅屬性反映相符。

地震波主頻相位與地層對地震主頻的粘滯性有關，即當地震波穿越不同巖性地層時會引起地震波的相位變化，因此，用該屬性檢測巖性邊界比較敏感。從圖3c可以看出，在該切片中部綠色及黃綠色處，對應瞬時振幅切片扇形巖性異常體部位以及瞬時頻率切片的中—中高頻率區，但其邊界相對瞬時振幅切片更明顯。

俄霍布拉克組沉積相在不同時期具有不同特點，SQ1形成于一期基準面旋回下降期，廣泛發育湖泊沉積；SQ2形成于基準面旋回二期，發育扇三角洲沉積，以扇三角洲前緣沉積為主；SQ3形成于基準面旋回三期，湖水水位逐漸下降，研究區以扇三角洲平原亞相為主；SQ4形成于第四期旋回早期，湖水水位逐漸上升，XH3井區已由扇三角洲平原相過渡為扇三角洲前緣沉積。

以SQ4為例(圖4a)，研究區為扇三角洲—湖泊沉積體系，物源來自南東向的雅克拉斷凸，扇體向北西方向展布。結合XH3井該層巖性分析，此處為灰質泥巖，說明藍綠色區域對應扇三角洲前緣水下分流河道微相，均方根振幅值為25～35；藍色區域振幅值較藍綠色區域低(1～25)，說明該區域巖性更細，對應濱淺湖相泥巖沉積；黃色部分振幅值較綠色區域高，推斷為水下分流河道沉積；橙—紅色區域振幅值最高，應為扇三角洲平原分流河道沉積，河道間夾雜的綠色、淡黃色區域推斷為分流河道間微相。據此可劃分出沉積相平面展布圖(圖 4b)。

圖4 新和工區三疊系俄霍布拉克組SQ4均方根振幅屬性切片及沉積相平面展布特征

3 有利區域預測

根據前人研究成果，雅克拉斷凸不具備生烴條件，研究區油氣來源于新和工區北部的庫車凹陷湖泊沉積區的烴源巖，說明油氣是從北西部烴源巖區通過砂體孔隙運移而來。利用地震數據對研究區孔隙度、滲透率進行反演預測，從孔隙度圖(圖5a)可知，研究區具有3個優勢區域(圖中黃色部分)，將孔隙度優勢區投影于滲透率圖(圖5b)可知，孔滲條件最好的區域發育于圖中A區，位于研究區中部；研究區南西部XH3井區具有較高的孔隙度，但滲透率較低；位于北西部的C區孔隙度及滲透率均相對較低。

有利儲層需要較高孔隙度、滲透率和較厚砂巖層。結合均方根振幅屬性切片分析，振幅越高，地層波阻抗越大，厚砂巖層或油氣層的概率越大。從而優選孔滲優勢區及振幅高值區為儲層有利區(圖5c、d)，并將其分為三級(表1)。綜合沉積相平面展布圖可知，儲層有利區域多集中在扇三角洲平原分流河道及扇三角洲前緣水下分流河道微相。

級別孔隙度/%滲透率/10-3μm2Ⅰ級有利區162～165440～465Ⅱ級有利區162～166420～455Ⅲ級有利區162～164400～425

4 結 論

(1) 塔里木盆地新和工區俄霍布拉克組為扇三角洲—湖泊沉積體系，發育扇三角洲平原、扇三角洲前緣以及濱淺湖3個亞相以及4種微相。

(2) 研究區具有4期基準面旋回，從而劃分出4個三級層序，每個層序包括湖進體系域和湖退體系域。

(3) 結合地震反演預測的孔隙度、滲透率等數據分析，有利區可分為3個級別且多集中于分流河道及水下分流河道微相，油氣來源于湖泊沉積區的烴源巖。

[1] 宗文明. 塔里木盆地庫車坳陷二疊紀層序地層與古地理分析[D].北京：中國地質科學院，2010.

[2] 張紀易. 塔里木盆地輪南地區三疊系沉積相分析[J]. 新疆石油地質，1992，13(4)：322-338.

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[4] 劉亞雷，胡秀芳，王道軒，等.塔里木盆地三疊紀巖相古地理特征[J]. 斷塊油氣田， 2007，14(2)：696-700.

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[6] 趙澄林，朱莜敏.沉積巖石學[M].北京：石油工業出版社，2000：305 -310.

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編輯 朱雅楠

20150629；改回日期：20151007

國家自然科學基金“柱狀分層固體介質中聲波的傳播與應用基礎研究”( 41274141)

鄭超(1989-)，男，2013年畢業于長江大學資源勘查工程專業，現為該校地質工程專業在讀碩士研究生，主要從事沉積與儲層預測方面工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.06.016

TE122.2

A

1006-6535(2015)06-0075-05