肯基亞克鹽下油田二疊系層序地層及沉積特征

摘 要

摘要：哈薩克斯坦肯基亞克鹽下油田二疊系為發育在石炭系碳酸鹽巖臺地上的一套陸源碎屑沉積，上覆巨厚的鹽丘。目前在該區并沒有建立起統一的層序地層格架，沉積相類型和分布規律尚
摘要：哈薩克斯坦肯基亞克鹽下油田二疊系為發育在石炭系碳酸鹽巖臺地上的一套陸源碎屑沉積，上覆巨厚的鹽丘。目前在該區并沒有建立起統一的層序地層格架，沉積相類型和分布規律尚琴清楚，儲層厚度薄、砂體形態多變，為鹽下二疊系油氣藏的勘探開發帶來了困難。為此，在層序地層學理論的指導下，綜合利用巖心、測井、三維地震資料，以層序邊界特征為劃分依據，將鹽下二疊系劃分為SⅠ、SⅡ、SⅢ3個三級層序。在建立等時地層格架的基礎上，對該區的沉積相進行了研究，根據巖心相、測井相和地震相，識別出辮狀河三角洲前緣、演淺海和三角洲前緣滑塌濁積體等沉積相類型，同時分析了其沉積相特征，搞清了各層序內部沉積砂體的平面展布規律，明確了辮狀河三角洲前緣和三角洲前緣滑塌濁積體為有利的儲集體。
關鍵詞：肯基亞克鹽下油田；二疊紀；層序地層學；沉積特征；地震勘探；測井；巖心；研究
    哈薩克斯坦肯基亞克鹽下油田二疊系油氣藏發現于1971年，油氣資源豐富，具有較大的勘探潛力，1997年該油田轉由中國方面開發。但近幾年來一直沒有形成統一的層序地層格架，沉積體系研究不明，為油田勘探開發帶來了難度。因此，應用層序地層學的基礎理論，綜合利用巖心、鉆井、地震、測井等資料，對肯基亞克鹽下油田二疊系層序地層及沉積相展布進行研究，對油氣勘探具有重要的理論和實際意義。
1 地質背景
    肯基亞克油田位于濱里海盆地東緣的扎爾卡梅斯-延別克隆起區中部，鹽下二疊系為一套陸源碎屑巖沉積，地層厚度467～787m，為一向西北傾的單斜背景上發育的鼻狀構造，面積約370km2，鉆井揭示自下而上地層依次為阿舍利階(P1as)、薩克瑪爾階(P1s)、阿爾琴階(P1ar)，主要由砂泥巖、砂礫巖交互組成。鹽下二疊系上覆為巨厚的孔谷階鹽丘，鹽丘厚度變化大，從幾十米到幾千米不等，下伏為石炭系碳酸鹽巖臺地。石炭紀晚期由于延別克隆起區的抬升，使中上石炭統全部剝蝕殆盡，與上覆的鹽下二疊系形成區域不整合接觸關系。
2 層序地層劃分及層序界面特征
根據巖心、測井、地震等資料的綜合研究，可將肯基亞克鹽下油田二疊系劃分為SⅠ、SⅡ、SⅢ3個三級層序，相對應的4個層序界面分別為SB1、SB2、SB3、SB4(圖1)，層序SⅠ相當手阿舍利階和薩克馬爾階下部，層序SⅡ相當于薩克馬爾階上部和阿爾琴階下部，層序SⅢ相當于阿爾琴階上部。每個層序的特征概述如下[1～2]。
 
    SB1是較大的區域不整合面，由石炭紀晚期地層區域性抬升剝蝕造成的，地震剖面上對應一組連續性極好的強波谷，全區分布穩定，易于識別、追蹤，界面之上上超現象明顯，界面之下具有削截反射。在巖性剖面上，界面之上全區穩定分布30m左右的泥巖，自然伽馬和聲波時差曲線均為高值齒化箱型，界面之下為碳酸鹽巖，自然伽馬和聲波時差曲線突變為低值微齒化直線型。
SB2之上具有上超反射，之下具有頂超反射，界面上下常表現為巖性和電性的突變面，如界面之下為灰白色細砂、粉砂巖，自然伽馬和聲波時差曲線為齒狀鐘形或箱形，界面之上為灰色、深灰色泥巖，聲波時差和自然伽馬曲線為直線形。
   SB3被上覆地層上超并被下伏地層頂超，在全工區為強振幅反射，界面上常表現為巖性和電性的突變， 如界面之下的灰色粉砂質泥巖、泥巖向上突變為淺灰色含灰礫粉砂巖。聲波時差和自然伽馬曲線由界面之下的高幅直線形轉變為界面之上的箱形。
    SB4為巖性突變面，界面之上為高速含鹽地層，界面之下為相對低速的砂泥巖地層，在地震剖面上為一個連續強反射同向軸，易于全區追蹤對比。在反射結構上，界面上部為雜亂反射，界面下部多為平行或亞平行反射。
3 沉積相類型及其展布特征
    通過巖心精細觀察、結合測井曲線、地震反射特征及地震相分析，在研究區鹽下二疊系識別出了辮狀河三角洲前緣、濱淺海和濁積體等沉積類型，明確了沉積相的平面展布規律[3～4]。
3.1 沉積相類型特征
3.1.1辮狀河三角洲前緣亞相
   辮狀河三角洲前緣亞相在3個層序中均有分布，巖礦特征表明巖石成分成熟度和結構成熟度較低，穩定礦物石英含量約35%，巖屑含量較高，約50%。顆粒呈棱角-半圓狀，分選中等-差，主要由淺灰色、灰色礫巖、含礫砂巖、粉-細砂巖和灰色、深灰色泥巖組成，砂巖中普遍含黃鐵礦(1.96%)。
   辮狀河三角洲前緣亞相主要由水下分流河道、河口壩、遠砂壩和水下分流河道間組成[5]。辮狀河水下分流河道是辮狀河道入海后在水下的延續部分，該區巖心上可清楚地顯示出下粗上細的變化特征，一般從含礫砂巖到粉砂巖，河道底部沖刷特征明顯，礫石和泥礫發育(圖2)，上部砂巖主要發育各種交錯層理、平行層理和波紋層理，自然伽馬和聲波時差曲線表現為下粗上細的正韻律，主要為低幅、低齒化-齒化鐘形、箱形。河口壩位于水下分流河道的前緣，底部為粉砂巖，向上主要為中、細砂巖，其中小型板狀交錯層理、小型波狀層理和水平層理發育，自然伽馬和聲波時差曲線均為齒化漏斗形反韻律特征。遠砂壩為辮狀河三角洲前緣末端沉積，巖性以粉砂和細砂為主，厚度薄，可見透鏡狀層理，自然伽馬和聲波時差曲線也為齒化漏斗形反韻律特征。分流河道間沉積常為粉砂巖與泥巖，顏色較深，多為灰色及灰綠色，自然伽馬和聲波時差曲線為高幅平直形。在地震剖面上，辮狀河三角洲沿傾向方向為前積反射，沿走向方向為透鏡狀或丘形反射[6]。
 
3.1.2濱淺海相
    濱淺海沉積在巖心上由灰色、灰綠色泥巖、粉砂巖，泥質粉砂巖和粉砂質泥巖組成，發育水平層理、波狀層理、塊狀層理，分選好。在測井曲線上自然伽馬和聲波時差均表現為高平值背景上的多個低值尖峰。在地震剖面上一般與平行和亞平行地震相相對應，代表了水動力條件相對較弱的沉積環境。
3.1.3濁積體
    濁積體為辮狀河三角洲前緣沉積物發生滑動或滑塌而成的砂巖堆積體，往往位于三角洲前緣的主推進方向前方的古地形低洼處，通常規模較小，呈小型透鏡體狀，厚度也較薄，本區濁積體巖性細，以粉-細砂巖為主，發育段成砂泥巖薄互層，砂巖中見變形構造，并有沖刷面、遞變層理、波紋層理、塊狀層理等，近底部含泥礫或礫石，具有典型的鮑瑪序列，鮑瑪序列一般發育不完整，A、C、E段較為多見(圖3)。地震剖面上；響應于丘形或透鏡狀反射特征。
 
3.2 沉積相的平面展布特征
    在建立層序地層格架的基礎上，通過對研究區巖心相、測井相、地震相綜合分析，并結合區域地質資料，明確了肯基亞克鹽下油田二疊系各個層序的沉積相展布規律。3個層序均發育辮狀河三角洲前緣、濱淺海和濁積體沉積，各層序沉積相展布特征相似，表現為辮狀河三角洲前緣從東南或東北方向由盆地邊緣向盆地中心延伸，周圍發育濱淺海沉積。在三角洲前緣向盆地延伸的前方，因三角洲前緣發生滑塌，形成了土豆狀的前緣滑塌濁積體?？傮w上從盆地邊緣向盆地中心，泥質含量增大、砂質含量減少、砂層變薄，層序SⅠ和SⅢ的物源來自東南方向，層序SⅡ的物源與層序SⅠ、SⅢ不同，為東北方向(圖4)[7]。
4 結論
    1) 根據巖心、測井和地震資料，依據層序邊界特征，將肯基亞克鹽下油田二疊系劃分為SⅠ、SⅡ、SⅢ3個三級層序，層序SⅠ相當于阿舍利階和薩克馬爾階下部，層序SⅡ相當于薩克馬爾階上部和阿爾琴階下部，層序SⅢ相當于阿爾琴階上部。
    2) 肯基亞克鹽下油田二疊系主要發育辮狀河三角洲前緣、濁積體和濱淺海沉積。層序SⅠ、SⅢ辮狀河三角洲前緣從東南方由盆地邊緣向中心延伸，層序SⅡ辮狀河三角洲前緣從東北方由盆地邊緣向中心延伸，周圍為濱淺海沉積，在三角洲前緣向盆地延伸的前方發育了土豆狀的三角洲前緣滑塌濁積體。
參考文獻
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[7] 倪超，紀友亮.饒陽凹陷古近系沙河街組層序地層分析及沉積體系研究[J].中國地質，2006，33(1)：193-200.
 
(本文作者：王一博1 朱筱敏1 王繼平2 李德江3 杜金玲4 1.中國石油大學石油天然氣成藏機理教育部重點實驗室；2.中國石油長慶油田公司勘探開發研究院；3.中國石油勘探開發科學研究院廊坊分曉；4.東方地球物理公司井幣地震中心)