塔木察格盆地塔南凹陷南屯组沉积相及展布特征

2016-09-02白林海

长江大学学报(自科版) 2016年17期

关键词：物源泥岩盆地

白林海

(中石油大庆油田有限责任公司第一采油厂, 黑龙江大庆 163000)

塔木察格盆地塔南凹陷南屯组沉积相及展布特征

白林海

(中石油大庆油田有限责任公司第一采油厂, 黑龙江大庆 163000)

利用岩心、测井及地震等资料，对塔南凹陷南屯组(K1n)沉积类型、分布特征进行了详细研究。结果表明，K1n主要发育近岸水下扇、远岸水下扇和湖泊等3种沉积体系。近岸水下扇主要发育在凹陷东部控盆断裂的下降盘一侧，在盆地东南、东北部形成了2套规模较大、相对独立的朵状扇体，而在中央断裂低洼处发育远岸水下扇沉积体系。由于控盆断裂活动的差异，影响了东南、东北物源供给的速度，导致东南部扇体发展和消失速度均略早于东北部扇体。

塔南凹陷；南屯组；近岸水下扇；远岸水下扇；沉积特征

近岸水下扇和远岸水下扇沉积体系通常由于其具有良好的储集性能及优越的成藏条件，备受国内外学者的关注，已逐渐成为陆相断陷盆地的研究热点[1～5]。近岸水下扇最早是在水下冲积扇基础上演绎而来[1]，后又有水下扇、近岸扇、近岸水下冲积扇、近岸水下扇等提法[2～5]。沉积学者对近岸水下扇和远岸水下扇单独报道较多，且并未达成统一的认识，而对于2种类型砂体同时发育在某一盆地中的情况更是研究甚微。塔木察格盆地南屯组(K1n)广泛发育水下扇沉积体系，前人在沉积相方面虽然做过一些研究，但并不系统，且多数集中在对单个区块或单个层位的沉积特征研究上[6～8]，制约了油气储层的预测及勘探部署。笔者充分利用岩心、测井及地震等资料，系统开展了K1n沉积相类型及分布规律研究，以阐明沉积体系类型特征及空间配置关系，对塔南凹陷油气勘探部署具有重要意义。

1　地质概况

塔南凹陷是塔木察格盆地的主力富油凹陷之一，面积3500km2，埋深为4600m[9]。受北东、北东东向基底大断裂控制，凹陷由北东向展布的3个次凹、3个构造带及1个斜坡带组成，其东西向地质剖面呈不对称的箕状半地堑形态，具有“东断西超”的复式箕状断陷特征。白垩系是盆地主要沉积层系，由下而上依次发育塔木兰沟组(K1m)、铜钵庙组(K1t)、K1n、大磨拐河组(K1d)、伊敏组(K1y)及青元岗组(K2q)[10,11]。而K1n是主要的勘探层系，该次研究的重点。

2　沉积体系类型及沉积特征

根据岩心、测井、地震及分析化验等资料，并结合构造演化特征，确定塔南凹陷K1n主要发育近岸水下扇、远岸水下扇和湖泊3种沉积体系。

2.1近岸水下扇

近岸水下扇是由大量粗碎屑物质直接推进到湖盆中形成的扇形沉积体系。它主要由高密度流沉积物组成，沉积整体都位于水下，不发育陆上冲积平原沉积部分。近岸水下扇多分布在近源的湖盆陡岸侧，一般随大断裂展布。可细分为内扇、中扇和外扇3个亚相。

近岸水下扇的岩石类型随亚相变化而有所差异，内扇主要由混杂堆积砾岩或杂基支撑的杂色、灰色砂砾岩组成，分选、磨圆较差；中扇以杂基支撑的中、细砂岩为主，泥岩含量增多；而外扇粒度较细，以粉砂岩和泥岩为主，偶夹细砂岩或中、粗砂岩(图1)。

近岸水下扇由多个下粗上细的正韵律序列叠加而成。内扇电性曲线呈高幅箱形或齿状箱形，反映沉积水动力相对较强；中扇主要为中幅微齿箱形或钟形；而外扇表现为低幅齿化指状特征，反映水动力相对较弱(图1)。

近岸水下扇反映以重力流搬运机制为主的构造，内扇以块状层理为主，主沟道常发育冲刷面构造。主沟道外常见滑塌变形构造等；中扇辫状沟道是沉积主体，主要发育递变层理、滑塌变形、包卷层理及泥质撕裂块、重荷膜、鲍马序列等；而外扇位于水下扇的最前端，往往发育鲍马序列、滑塌变形层理及砂球构造等(图1)。

近岸水下扇粒度概率累计曲线多为圆滑无截点式和宽缓上拱式。总体特征为分布宽、斜率低，说明粒级粗、分选差、悬浮物含量高的特点。C-M图呈递变悬浮搬运方式，反映重力流机制沉积特征(图1)。

近岸水下扇的地震相主要有楔状相、丘状相和透镜状相。内扇呈中-强振幅断续、杂乱反射；中扇连续性增加，振幅减弱；外扇呈较连续的弱反射。通常近岸水下扇与扇三角洲地震相特征难于区分，但由于近岸水下扇整体处于水下，其内部反射结构的成层性和连续性相对较好(图1)。

图1　塔南凹陷近岸水下扇沉积特征及识别标志综合图(T19-31井)

2.2远岸水下扇

远岸水下扇是一种经较远距离搬运后沉积于地形相对较宽缓的斜坡部位或湖盆底部的深水浊积岩体，多发育在广阔的深水沉积区。通常为暗色泥岩所包围，源储一体，生储配置较好，成藏条件十分优越。一般也分为内扇、中扇和外扇3部分。

远岸水下扇不同亚相岩石类型构成不同，通常为下粗上细的正韵律组合序列，内扇多为杂基支撑的混杂砂岩和颗粒支撑的砾岩组合；中扇以块状粗砂岩、细砂岩、粉砂岩为主，局部夹有薄层泥岩；外扇以暗色泥岩为主，偶夹有粉砂岩和细砂岩薄互层(图2)。

电阻率曲线多呈齿状高阻，底部突变，顶部渐变特征。自然伽马曲线呈中幅齿化箱形、齿化钟形及低幅指形等组合，从内扇到外扇亚相具有由中幅齿化箱形和齿化钟形逐渐变为低幅指形的规律(图2)。

图2　塔南凹陷远岸水下扇沉积特征及识别标志综合图(T19-78井)

远岸水下扇主要发育以重力流成因为主的沉积构造，可见块状层理和滑塌变形、泥岩撕裂块等沉积构造，砂岩的底部见冲刷面、铸模构造，局部发育小型沙纹层理。砂岩中见不同规模、不完整的鲍玛序列，常见变形构造(图2)。

粒度概率累计曲线多为宽缓上拱式或截点不明显的弧线型曲线，分布宽、斜率低，表明分选差、粒度小。C-M图也反映了重力流搬运机制(图2)。

远岸水下扇的地震相呈透镜状或丘状反射特征，具中-强振幅不连续-较连续反射结构(图2)。

2.3湖泊相

湖泊相岩性偏细，以泥岩和粉砂质泥岩为主，研究区湖泊相主要分布于近岸水下扇的侧翼和远端。可细分为滨浅湖和深湖-半深湖2种亚相。

滨浅湖亚相主要发育灰色泥岩、浅灰色泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，发育波状层理及平行层理，常见植物化石碎片等。而自然伽马曲线呈低幅线状，电阻率曲线幅度变化不大(图3)。地震反射具弱振幅、中连续反射结构。

深湖-半深湖亚相主要以暗色泥岩为主，局部发育深水浊积砂岩及粉砂岩，主要发育水平层理，也可见透镜状层理(图3)。

3　沉积体系平面展布特征

K1n沉积时期处于裂陷期，地质结构影响古地貌特征，从而控制着沉积体系的展布特征。在岩心相、测井相及地震相的基础上，结合单井相划分、剖面相分析，确定K1n近岸水下扇主要集中发育在凹陷东部控盆断裂的下降盘一侧，在盆地东南、东北部形成了2套规模较大、相对独立的朵状扇体。而在中央断裂处低洼地区发育远岸水下扇沉积体系(图4、5)。为了纵向上精细刻画扇体的展布规律，将K1n细分为早期、中期、晚期3个阶段，对不同沉积时期阶段的沉积演化特征进行了详细分析。

图3　塔南凹陷湖泊相沉积特征(T19-69井)

图4　塔南凹陷连井沉积剖面相

3.1K1n早期沉积体系展布特征

K1n沉积早期，北东、北东东向雁列式控陷断裂活动剧烈，凹陷沉降较大，发生大规模水进，水体加深，东南部物源快速供给，盆内自东向西发育了一系列近岸水下扇沉积体系。由于重力流搬运作用频繁发生，近岸水下扇纵向上多期叠置、横向上连续展布，沉积规模较大，在较短时间内，东南部扇体迅速发展到较大规模。近岸水下扇自东向西最远可到达中央低隆带附近，同时由于重力流、滑塌浊积等触发作用，在中央次凹及中央低隆带西侧发育远岸水下扇沉积体系。该时期，由于盆地具有“东断西超”的特点，导致西部大部分地区遭受剥蚀，而沿盆地东北部和西部剥蚀界线内，洼槽区广泛发育连续性好、面积相对较大的滨浅湖和深湖-半深湖沉积(图4、5)。

图5　塔南凹陷K1n不同时期沉积体系展布特征

3.2K1n中期沉积体系展布特征

K1n沉积中期，控陷断裂持续活动，湖泊面积继续扩大，而由于东部物源供给逐渐减少，东南部朵状扇体发育速度缓慢，并向控盆断裂方向退缩，致使该期扇体规模较早期明显减小，南部物源供给逐渐停止，而来自北部的物源供给有所增强，东北部扇体迅速发育，向深水区迅速扩张，规模较大。由于该时期盆地开始全面接受沉积，沿盆地东北部和西部剥蚀界线发育连续性较好的滨浅湖、深湖-半深湖亚相沉积，且面积达到最大(图4、5)。

3.3K1n晚期沉积体系展布特征

该时期盆地构造运动相对较弱，沉降中心由北向西迁移，东南部物源供给持续减小，导致东南部扇体急剧萎缩到盆地边部，并最终消失。东北部扇体与东南部扇体演化有所差异，其萎缩速度要明显低于东南部扇体。在K1n沉积晚期，东北部扇体仍在发育，但其规模相对较小。该时期与东南部物源相反，北部物源供给有所增强，北部扇体规模由西北向东南迅速增大，最远可达到中央次凹附近。盆地东北部和西南部边缘滨浅湖、深湖-半深湖亚相持续发育，但规模较中期有所减小(图4、5)。