岩性油气藏  2025, Vol. 37 Issue (2): 115-126       PDF    
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准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组浅水辫状河三角洲沉积特征
胡鑫1,2, 朱筱敏1,2, 金绪铃1,2, 黄成1,2, 周越1,2, 程长领3, 修金磊3, 任新成3    
1. 中国石油大学(北京)油气资源与工程国家重点实验室, 北京 102249;
2. 中国石油大学(北京)地球科学学院, 北京 102249;
3. 中国石化胜利油田分公司 勘探开发研究院, 山东 东营 257000
摘要: 基于地震沉积学理论指导,综合利用岩心、测井和地震资料,运用90°相移、属性聚类、RGB属性融合、地层切片和波形指示模拟等技术,恢复了准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组沉积演化历史,并定量表征了齐古组薄层砂体的时空分布规律,构建了不同层序格架下的沉积演化模式。研究结果表明:①准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组沉积时期发育浅水辫状河三角洲前缘亚相。在低位体系域沉积时期,前缘水下分流主河道发育,河道砂体宽且连续性较强,沉积序列多见无泥岩夹层的间断正韵律;在湖侵体系域沉积时期,前缘次级河道发育,河道砂体窄且呈断续分布,沉积序列多见有泥岩夹层的间断正韵律。②永进地区齐古组呈由北向南的楔状展布,砂体厚度为32~48 m,平均厚度为35 m。在低位体系域沉积时期,砂体为复合砂体叠置发育,厚层且连通性较好;在湖侵体系域沉积时期,则以单砂体发育为主,厚度较小且连通性较差。③永进地区齐古组浅水三角洲前缘河道砂体的平面展布形态受到古地貌形态和湖平面升降变化的控制,形成2类水下分流河道砂体,浅水辫状河三角洲前缘在低位体系域呈枝状展布,在湖侵体系域呈网状展布。
关键词: 地震属性    波形指示模拟    地层切片    浅水辫状河三角洲    古地貌    湖平面升降    齐古组    侏罗系    永进地区    准噶尔盆地    
Sedimentary characteristics of the shallow-water braided river delta of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin
HU Xin1,2, ZHU Xiaomin1,2, JIN Xuling1,2, HUANG Cheng1,2, ZHOU Yue1,2, CHENG Changling3, XIU Jinlei3, REN Xincheng3    
1. China University of Petroleum(Beijing), National Laboratory of Oil and Gas Resources and Engineering, Beijing 102249, China;
2. School of Earth Sciences, China University of Petroleum(Beijing), Beijing 102249, China;
3. Research Institute of Exploration and Development, Shengli Oilfield, Sinopec, Dongying 257000, Shandong, China
Abstract: Based on seismic sedimentology theory, the core, logging and seismic data are comprehensively utilized to recover evolution history of Jurassic Qigu Formation in the Yongjin area of Junggar Basin, to quantitatively characterize the temporal and spatial distribution pattern of the thin-layered sands in the Qigu Formation, and construct sedimentary evolution models under different stratigraphic grids, by using the techniques of 90°phase-shift, attribute clustering, RGB attribute fusion, stratigraphic slicing, and waveform-indicating simulation. The results show that : (1)Jurassic Qigu Formation in the Yongjin area of Junggar Basin developed shallow-water braided river delta front subfacies. During the lowstand tract system, the main channel of subaqueous diversion was developed at the front margin, the sand body of the river channel was wide and continuous, and the sedimentary sequence mostly showed intermittent positive rhythms without mudstone interlayers; during the lacustrine transgressive system tract, the secondary channel was developed at the front margin, the sand body of the river channel was narrow and intermittently distributed, and the sedimentary sequence mostly showed intermittent positive rhythms with mudstone interlayers.(2)The stratigraphy of the Qigu Formation in Yongjin area is spreading like a wedge from north to south, and the thickness of the sand body is between 32-48 m, with an average thickness of 35 m. During the period of the lowstand tract system, the sand body shows the development of composite sand body superposition, with a thick layer and good connectivity; during the period of the lacustrine transgressive system tract, the development of a single sand body is dominated, with a thin thickness and poor connectivity.(3)The planar spreading pattern of the river sand body in front of the shallow delta of the Qigu Formation in the Yongjin area is controlled by the paleomorphic pattern and the change of lake level rise and fall, to form two types of subaqueous diversionary river sand bodies, the front edge of the shallow braided river delta in the low level system domain is in the form of a branch, and in the lake intrusion system domain is in the form of a net spreading pattern.
Key words: seismic attribute    waveform-indicating simulation    stratigraphic slices    shallow braided river delta    paleogeomorphology    lake level rise and fall    Qigu Formation    Jurassic    Yongjin area    Junggar Basin    
0 引言

地震沉积学是在地震地层学和层序地层学基础上发展起来的一门新兴交叉学科[1-2]。该概念最早由曾洪流于1994年在其德州大学(奥斯汀)博士论文中提出[3]。2004年,Zeng等[4]将地震沉积学定义为利用地震资料研究沉积岩及其形成过程的学科。2011年,曾洪流等[5-7]对地震沉积学的定义进一步阐述,通过综合分析地震岩性学(岩性、厚度、物性及流体特征)和地震地貌学(古沉积地貌、古侵蚀地貌、地貌单元之间的相互关系及其演变),研究岩性、沉积成因、沉积体系以及盆地充填历史。地震沉积学的核心技术包括90°相位调整和地层切片,而利用地震资料在横向尺度上识别出垂向尺度难以分辨的薄层沉积体为其创新之处。21世纪以来,地震沉积学理论在国内外迅速发展,成为应用沉积学研究的热点[8-10]。理论的发展[11-13]和实际勘探成果[14-16]表明,地震沉积学在识别地震垂向分辨率难以识别的厚度小于1/4波长的薄层砂体、描述此薄层砂体的平面展布形态和时空分布特征,以及重建不同类型储集层的分布和沉积过程方面,展现出显著优势[15, 18]

准噶尔盆地是中国西部一个面积约为13.6×104 km²的大型含油气叠合盆地,其中,永进地区的油气勘探始于本世纪初,经历了预探阶段(2000年至2007年)和评价阶段(2007年至今)[17-19]。勘探表明,永进地区侏罗系齐古组沉积时期发育辫状河三角洲沉积,砂体发育广泛,呈叠合连片分布,且临近下覆的二叠系、三叠系烃源岩,油气资源丰富,具有良好的勘探潜力,油藏类型为在大型地层削蚀背景下形成的地层岩性复合油藏[20-22]。然而,该区齐古组单砂体厚度小(8~15 m)、埋深大(约为5 500 m)且钻井数量稀少,难以采用常规地质和地球物理方法精细表征和预测,影响了永进油田的勘探开发进程。针对以上难题,采用地震沉积学方法对永进地区侏罗系齐古组沉积体系的垂向演化特征和薄层砂体的时空展布规律进行研究。基于地震沉积学理论,综合利用准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组主力含油层段的12口岩心资料、20口测井资料和398.68 km2的三维地震资料,恢复其沉积体系演化历史,定量表征齐古组薄层砂体的展布规律,构建齐古组不同层序格架下的沉积模式,明确准噶尔盆地永进地区齐古组浅水三角洲的沉积特征,以期为永进地区齐古组下一步油气精细勘探提供依据,也为类似地质条件下的薄层砂体表征和预测提供新思路。

1 地质概况

准噶尔盆地位于哈萨克斯坦板块、西伯利亚古板块及塔里木古板块的交汇处,属于古亚洲洋构造域[23]。其形成与演化经历了多个阶段:包括晚石炭世末期至二叠纪的裂陷阶段、三叠纪至侏罗纪的压陷阶段、白垩纪至古近纪的均衡阶段及新近纪至第四纪的盆山耦合阶段。永进地区位于准噶尔盆地腹部的中央坳陷带,主体处于昌吉凹陷东南段,北邻车莫背斜,南缘与北天山的山前冲断带相接[24]图 1)。受北天山断层及克拉美丽断层的压扭性构造应力影响,车莫古隆起自中侏罗世起逐渐抬升并露出地表,并在晚侏罗世进入发育高峰,导致中—上侏罗统部分地层遭受剥蚀。其后,白垩系覆盖于古隆起之上,形成了侏罗系与白垩系之间的区域性不整合面[25-26]。在侏罗系齐古组沉积时期,盆地处于压扭阶段,车莫古隆起逐渐被埋藏。受喜山期掀斜作用影响,永进地区在齐古组时期呈现出西南低、东北高的缓坡构造特征。

下载原图 图 1 准噶尔盆地永进地区区域位置图 Fig. 1 Location map of Yongjin area in Junggar Basin

齐古组主要残留在永进地区的东部,向北西和北东方向逐渐缺失,与下伏的头屯河组和西山窑组呈不整合接触关系,与上覆的白垩系清水河组也显示出明显的削蚀特征(图 2)。在前期研究中,认为齐古组自下而上可细分为4个砂组,岩性发育具有典型的“底砂顶泥”的特征,层序地层格架划分为1个三级层序和2个体系域[21]。其中,Ⅰ砂组、Ⅱ砂组和Ⅲ砂组对应低位体系域(LST),Ⅳ砂组对应湖侵体系域(TST)。低位体系域发育灰色砂砾岩和少量粉砂质泥岩,测井曲线呈现GR低值、AC高值的钟形和箱形特征;湖侵体系域发育氧化色泥岩和薄层砂岩,测井曲线呈现GR高值、AC低值的指形特征(图 2)。

下载原图 图 2 准噶尔盆地永进地区侏罗纪—白垩纪地层发育特征及齐古组层序地层划分 Fig. 2 Characteristics of stratigraphic development and stratigraphic division of Jurassic-Cretaceous Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin
2 沉积特征

根据以往学者的研究成果[20-21],结合齐古组岩性、典型的沉积构造、沉积序列和粒度概率累积曲线等特征,发现永进地区齐古组发育浅水辫状河三角洲前缘沉积。齐古组岩性和沉积构造特征指示浅水的沉积环境:即齐古组底部发育高能还原色的砂砾岩,顶部发育低能氧化色的泥岩(图 2),反映沉积环境从高能浅水向相对较深但仍属浅水环境的转变;多期冲刷构造、楔状交错层理和波状交错层理等层理构造进一步表明沉积过程中存在浅水环境下较强的水动力作用。

齐古组发育无泥岩夹层的间断正韵律和有泥岩夹层的间断正韵律2种典型沉积序列(图 3)。无泥岩夹层的间断正韵律多出现在低位体系域(LST),有泥岩夹层的间断正韵律多出现在湖侵体系域(TST)。无泥岩夹层的间断正韵律内部沉积物粒度较粗,岩性以粗-中砂岩为主。砂体的单层厚度为1~3 m,砂岩厚度和地层厚度比值较高,平均砂地比为70%~80%。在低位体系域时期,湖盆内部水体较浅,河流作用明显,河道分叉程度高,水下分流河道频繁的冲刷作用和改道,使得泥岩夹层等细粒沉积物常受到侵蚀,致使垂向上多发育无泥岩夹层的间断正韵律。无泥岩夹层的间断正韵律的沉积构造组合自下而上依次为冲刷面、砾石顺层排列的含砾粗砂岩、楔状交错层理的粗砂岩,各层砂岩顶底界面之间呈突变接触,相邻正韵律之间基本无泥质夹层。自然伽马(GR)曲线形态特征表现为钟形或箱形(图 3)。有泥岩夹层的间断正韵律内部沉积物粒度相对较细,岩石类型以灰白色—灰色细粉砂岩和紫红色泥岩为主。砂体单层厚度为0.2~2.0 m,砂岩厚度和地层厚度比值较低,平均砂地比为20%~40%。在湖侵体系域时期,湖盆内部水体相对变深,河流作用变弱,水下分流河道的冲刷作用和改道减少,泥岩夹层的保存潜力增大,导致垂向上多发育有泥岩夹层的间断正韵律。有泥岩夹层的间断正韵律的沉积构造组合自下而上依次为多期次冲刷构造、波状交错层理的粉砂岩、泥岩撕裂屑发育,相邻正韵律之间可见厚层泥质夹层。GR曲线表现为高幅指形(图 3)。

下载原图 图 3 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组浅水三角洲前缘典型沉积序列、测井相特征及沉积构造 Fig. 3 Typical sedimentary sequence, log phase characterization and sedimentary tectonics of the shallow-water delta front of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin

永进地区齐古组砂岩的粒度累计概率曲线呈现具有过渡带的三段式特征。跳跃段占比为30%~75%,曲线倾角为25°~60°,粒度Φ值为1.5~4.5(图 4)。较低的跳跃段含量和较平缓的曲线倾角指示粒度分布较为分散,沉积物的分选性中等。较强的水动力条件导致沉积物以跳跃式搬运为主,搬运距离较短,形成了牵引流沉积。可解释为浅水辫状河三角洲前缘的水下分流河道沉积。

下载原图 图 4 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组浅水辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体粒度概率累积曲线 Fig. 4 Probability accumulation curves for grain size in underwater distributary channels of shallow-water braided river delta front of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin
3 薄层砂体的地震响应

地震沉积学的研究主要涵盖地震岩性学和地震地貌学。地震岩性学是赋予地震同相轴岩性指示意义,建立岩性与波阻抗的对应关系;地震地貌学则是将地震数据转化为带有岩性标志的古地貌恢复[27]。关键技术包括地震子波90°相移、地层切片、属性聚类、RGB属性融合及波形指示模拟技术。这些技术不仅能够提升沉积体系的地震地貌成像效果,还可定量精细表征研究区齐古组薄层砂体的三维空间展布规律。

3.1 90°相移

Zeng等[3, 6, 7]研究表明,90°相位子波在识别薄层时比零相位子波更能准确反映沉积岩性和地质界面特征。在薄层地层中,90°相位地震数据与波阻抗曲线的对应关系更好。图 5显示永进地区Y15-Y1-Y1-3连井地震剖面进行90°相移前后的对比。在原始地震剖面上,地震同相轴波峰、波谷部分和测井曲线值与岩性之间没有显著的响应关系。对原始地震数据体进行90°相移后,地震剖面上的波谷层段与井上的砂岩层(黄色)对应,响应于GR的低值部分;地震剖面波峰层段与井上的泥岩层(蓝色)对应,响应于GR的高值部分(图 5)。

下载原图 图 5 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组Y15-Y1-Y1-3连井地震剖面90°相移前后对比图 Fig. 5 Comparison of seismic sections before and after 90° phase shift of Y15-Y1-Y1-3 well-tie of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Jungg
3.2 属性聚类

在明确永进地区齐古组发育浅水辫状河三角洲前缘的基础上,采用属性聚类技术进一步确定浅水辫状河三角洲前缘亚相和微相的平面分布。属性聚类是一种综合利用多种地震属性参数对地震沉积物进行分类和地质解释的方法。其将相似的地震属性样本归为一类,以揭示地震沉积物的内在形成规律和特征[28-29]。通过聚类分析,可以将地震沉积物样本划分为不同的类别,每个类别具有相似的地震属性特征。因此,借助属性聚类技术可对沉积相的亚相和微相进行精细划分。

常见的地震属性包括地震振幅、频率、频谱和能量等。为了选择合适的地震属性参数,本次研究共提取齐古组数百种地震属性,并从中优选出均方根振幅(RMS)、平均瞬时频率和平均Q等3种属性(图 6)。均方根振幅是地质研究中常用的一种地震属性,用于描述地震信号的能量大小。均方根振幅的色标值域显示范围与井点处齐古组砂岩发育组合相关性较好,能够定性地反映齐古组砂体厚度的平面分布情况(图 6a)。平均瞬时频率是描述地震信号频率特性的重要属性之一,其反映了地震波形随时间变化的频率信息。平均Q是描述地震波传播衰减特性的重要属性之一,指地震波在传播过程中衰减的速率,反映了介质对地震波能量吸收和散射的能力。平均瞬时频率(图 6b)和平均Q(图 6c)均反映平面砂体沿物源方向不连续呈“脊状”异常分布的特征。将提取到的这3种属性进行属性聚类,结果显示为4类沉积物(图 7a)。其中,Ⅰ类沉积物分布在永进地区的西北角和东北角,平面分布范围较小。通过与井上齐古组实际发育的砂岩对比,Ⅰ类沉积物对应浅水辫状河三角洲内前缘的厚层砂体(图 7b)。Ⅱ类沉积物分布在Ⅰ类砂体的外侧,平面分布范围较大但呈不连续分布,对应薄层砂体或厚层砂岩夹薄层泥岩,为浅水辫状河三角洲外前缘区域。Ⅲ类沉积物和Ⅳ类沉积物分布在Ⅱ类砂体的外侧,平面分布范围较大,主要对应泥质沉积物,为浅水辫状河三角洲湖盆区域沉积。

下载原图 图 6 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组3类地震属性图 Fig. 6 Three seismic attributes of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin
下载原图 图 7 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组浅水辫状河属性聚类结果及其精细解释 Fig. 7 Clustering results and fine-grained interpretation of shallow-water braided river attributes of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin
3.3 RGB属性融合

RGB属性融合技术是利用多类别地震属性中蕴含的岩性和地貌信息,将其融合成一种特殊的地震属性。这种技术使得图像显示更加清晰,具有细节丰富和高信息量的特征,为地震地貌的识别和分析提供更为丰富的数据支持[30]

为了解释永进地区齐古组提取的均方根振幅、平均瞬时频率和平均Q等属性聚类结果中Ⅱ类砂体(外前缘区域)上出现不连续沉积的特殊现象。采用RGB属性融合技术将提取到的均方根振幅、平均瞬时频率和平均Q对“脊状”不连续的特征进行突出显示(图 8a),并结合齐古组顶部层面(时间域)三维地貌形态进行定性解释(图 8b),提高特殊地质体成像精度。结果表明研究区齐古组时期地形较为平缓,地形坡度约为1°,物源从北西方向进入研究区,地势整体呈西南低、东北高的缓坡构造(图 8b)。研究区内可识别出脊状的古残丘和古沟谷2种特殊地貌单元,在研究区的北东—南西方向呈环带状分布。井位处齐古组层段实际砂岩和泥岩发育与RGB融合结果色调对比发现,RGB属性融合结果中的红色等暖色调对应砂岩优势相的沉积,绿色和蓝色等冷色调对应泥岩优势相的沉积,砂体相对集中在古沟谷处(图 8b)。古地貌单元控制着水体流向及砂体卸载部位。结合古地貌形态,河流携带物源由北西—南东方向进入盆内。水下低隆起(古残丘)是相对地势较高的地貌单元,其存在限定了水下分流河道的流向,且沉积可容纳空间有限。水下古沟谷与古残丘交替出现,与古残丘相比,古沟谷地势较低,可容纳空间较大,是水下分流河道砂体的主要通道。河流携带的大量砂体往往会在古沟谷卸载沉积。永进地区齐古组由古残丘控制的水下分流河道砂体的差异分布现象,是提取的振幅属性呈脊状分布不连续的主要原因。

下载原图 图 8 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组RGB属性融合结果 Fig. 8 RGB attribute fusion results of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin
3.4 地层切片及综合解释

以2 ms相对地质时间采样率提取齐古组30张均方根振幅地层切片,定性地恢复齐古组浅水辫状河三角洲前缘沉积演化历史。分别优选出能代表 2个体系域内沉积演化的典型地层切片,并结合切片切过各井的曲线形态特征和RMS属性切片上同值域属性值边界追踪水下分流河道。在解释均方根振幅地层切片之前,需明确振幅切片与实际岩性之间的对应关系。利用井资料生成的合成地震记录可以有效建立此种对应关系。选取永进地区20口井实际岩性,对2张典型地层切片进行岩性标定和统计。以Y7井岩性标定为例,结果显示,在平面上,齐古组切片中的强振幅区(红色区域)代表厚层砂岩沉积,弱振幅值(蓝色)代表厚层泥岩沉积,而中等振幅值区域(黄色或绿色)代表泥质砂岩或砂质泥岩等过渡性沉积(图 9)。

下载原图 图 9 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组振幅地层切片井-震关系 Fig. 9 Relationship between logging and seismic of amplitude stratigraphic slices of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin

永进地区齐古组2张典型的地层切片结果显示,在齐古组低位体系域沉积时期(图 10a),GR测井曲线整体呈中—大型钟形,反映该时期河流水动力作用较强,发育水下分流河道主河道。在平面上,物源方向总体由北西向南东方向进入盆内。研究区东部和西部均发育浅水辫状河三角洲内前缘和外前缘亚相。内前缘部分水下分流河道主河道发育且连续性强,外前缘部分水下次级河道发育呈断续分布。低位体系域时期,湖盆水体浅,水下分流河道发育较宽且连续性较强,河道整体呈枝状形态向湖盆内部延伸(图 10b)。齐古组湖侵体系域沉积时期(图 10c),GR测井曲线整体呈小型钟形,反映该时期水下分流河道主河道发育受限,次级河道相对发育。东部三角洲和西部三角洲的内前缘水下分流河道宽度整体变窄,东部三角洲外前缘部分水下分流河道的断续特征明显,东部三角洲和西部三角洲的水下分流河道发育整体呈网状形态向湖盆内部延伸(图 10d)。

下载原图 图 10 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组均方根振幅属性地层切片及沉积相解释 (a)低位体系域均方根振幅地层切片;(b)低位体系域均方根振幅地层切片平面沉积相解释;(c)湖侵体系域均方根振幅地层切片;(d)湖侵体系域均方根振幅地层切片平面沉积相解释。 Fig. 10 Stratigraphic slice and sedimentary facies interpretation of RMS of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin
4 薄层砂体的空间三维展布

准噶尔盆地永进地区齐古组厚度较小且埋深较大,地震垂向分辨率(34 m)难以准确表征和预测薄层砂体发育情况。常规的地震属性和聚类分析主要用于砂体的定性解释,难以实现对目标体的定量精细刻画。因此,采用波形指示模拟[31-32]对永进地区齐古组浅水辫状河三角洲前缘薄层砂体进行定量表征和预测。

采用频率直方图进行测井资料的标准化处理,统计分析确定对岩性变化较敏感的RHOB测井曲线(密度测井曲线)。交会分析认为RHOB测井曲线对砂泥岩有一定区分度,即砂岩和泥岩密度值的分布区间有一定的差异性,但泥岩与砂岩密度值分布重叠区间面积较大(图 11a),基于现有的RHOB测井曲线进行模拟无法准确预测砂体的发育情况,但GR曲线对砂泥岩区分效果较好。RHOB曲线重构,即通过曲线重构技术对密度测井中体现地层介质速度的低频信息与对岩性敏感的GR曲线进行结合,形成重构后的RHOB测井曲线。频率直方图显示,重构后的RHOB测井曲线砂岩和泥岩的密度值的分布重叠区间面积更小,值域分布差异性明显,能够更有效地区分砂岩和泥岩(图 11b)。

下载原图 图 11 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组浅水辫状河三角洲前缘砂岩和泥岩密度频率直方图 Fig. 11 Density frequency of sandstones and mudstones in the shallow-water braided river delta front of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin

设定密度曲线模拟砂泥岩的门槛值为1.80 g/cm³(图 11b),在模拟过程中,使用渐变过渡色表示结果。密度大于1.80 g/cm³的部分被判定为泥岩,低于1.80 g/cm³的部分则被判定为砂岩。重构后的密度测井曲线波形指示模拟结果显示:模拟预测的砂岩层段对应RHOB较低值的测井曲线段和地震的波谷部分,泥岩层段对应RHOB较高值的测井曲线段和地震的波峰部分(图 12)。齐古组底部主要发育较厚层复合叠置砂体,井间砂体连通性较好;顶部主要发育薄层单砂体,并伴有较厚层的泥岩夹层,井间砂体连通性较差(图 12)。预测结果与Y15井、Y1井、Y1-3井和Y7井的齐古组层段连井剖面的沉积相(图 13)、实际砂岩和泥岩发育组合高度吻合,精细地刻画出齐古组顶部地震资料以往难以识别的薄层砂体。

下载原图 图 12 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组Y15-Y1-Y1-3-Y7连井波形指示模拟剖面 Fig. 12 Analog section of Y15-Y1-Y1-3-Y7 well-tie waveform indication of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin
下载原图 图 13 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组Y15-Y1-Y1-3-Y7连井剖面沉积相图 Fig. 13 Sedimentary faces of the Y15-Y1-Y1-3--Y7 well-tie section of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin

模拟数据体计算的齐古组砂体厚度等值线显示(图 14),永进地区齐古组砂体的厚度为0~50 m。砂体主要沿北东向南西方向发育,砂岩厚度较大且呈连续分布,厚度为32~48 m。相比之下,北西至南东方向的砂体发育较薄,连续性较差,呈间断分布,厚度为8~32 m。砂岩的平面厚度分布结果与齐古组层段的均方根(参见图 6a)吻合。

下载原图 图 14 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组砂体厚度平面等值线 Fig. 14 Plane contour map of sand thickness of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin

采用空间三维雕刻技术定量化精细表征永进地区齐古组薄层砂体的展布规律(图 15)。研究区齐古组砂体展布特征如下:平面上,在北西和北东方向相对富集,南西和南东方向相对薄层沉积,且厚层砂体主要分布于古沟谷地貌区域;纵向上,齐古组地层整体发育形态呈楔状,地层厚度由北西向南东方向增大,砂体具有“底部砂岩厚层发育,顶部薄层砂岩夹层发育”的双层结构,响应于低位体系域时期无泥岩夹层的间断正韵律沉积序列和湖侵体系域时期有泥岩夹层的间断正韵律沉积序列(图 16)。进一步统计分析表明,永进地区齐古组浅水辫状河三角洲前缘水下分流河道复合砂体的平均厚度为35 m,平均面积为70 km2表 1)。

下载原图 图 15 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组浅水辫状河三角洲前缘砂体三维空间雕刻图 Fig. 15 3D spatial sculpture of sand bodies of shallow-water braided river delta front of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin
下载原图 图 16 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组浅水辫状河三角洲前缘沉积模式图 Fig. 16 Sedimentation pattern of the shallow-water braided river delta front of Jurassic Qigu Formation in Yongjin area, Junggar Basin
下载CSV 表 1 准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组浅水辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体参数 Table 1 Sand body parameters of underwater diversary channel of shallow-water braided river delta front of the Jurassic Qigu Formation in Yongjin area,Junggar Basin
5 沉积模式

准噶尔盆地永进地区侏罗系齐古组岩性发育具有底部为还原色砂砾岩,顶部为氧化色泥岩的典型特征,这种特定的岩性组合表明齐古组自下而上整体为水体先变浅、再变深的过程。齐古组古地貌形态整体呈北高南低的缓坡(坡度约为1°)构造特征,为浅水辫状河三角洲前缘沉积体系的形成与演化提供了重要的地貌基础。脊状分布的古残丘和古沟谷的特殊地貌单元,则控制着平面上外前缘水下分流河道砂体的分布。综上可知,研究区主要发育2种类型的三角洲前缘亚相:低位体系域时期,浅水环境下形成的水下分流河道呈枝状展布的浅水辫状河三角洲前缘;湖侵体系域时期,相对深水环境下形成的水下分流河道呈网状展布的浅水辫状河三角洲前缘。

低位体系域(Ⅰ砂组、Ⅱ砂组和Ⅲ砂组)沉积时期、湖盆内水体较浅,河流作用相对较强,物源供应充足,水下分流河道携带陆源碎屑物质进入湖盆,形成枝状浅水辫状河三角洲前缘。此类型浅水辫状河三角洲前缘亚相分布较广,内前缘和外前缘主要发育水下分流河道微相,内前缘主要发育水下分流河道,河口坝不发育,外前缘水下分流河道砂体受古残丘和古沟谷的特殊地貌单元影响程度较低,连续性相对较好,河道整体呈支状分叉(图 16a)。

湖侵体系域(Ⅳ砂组)沉积时期,湖盆水体相对较深,当河流供源体系从母源区携带泥砂沉积物进入湖盆时,湖盆内相对较深水体的阻碍作用使得河流流速迅速降低,沉积物快速堆积,形成水下分流河道呈网状展布的浅水辫状河三角洲前缘。且外前缘水下分流河道砂体受古残丘和古沟谷的特殊地貌单元影响程度较高,连续性相对较差,水下分流河道不断改道、分叉,形成的浅水辫状河三角洲前缘呈网状分布(图 16b)。

6 结论

(1)准噶尔盆地永进地区齐古组发育浅水辫状河三角洲前缘沉积。低位体系域时期,浅水辫状河三角洲前缘砂体厚层发育且向湖盆中央推进距离较远,沉积序列中常见无泥岩夹层的间断正韵律,内前缘的水下分流河道主河道发育良好,砂体宽且连续性强,外前缘次级河道发育;湖侵体系域时期以薄层砂体发育为主且推进距离较近,沉积序列中常见泥岩夹层,内前缘主河道持续发育,外前缘的次级河道砂体较薄且呈平面断续分布。

(2)研究区齐古组地层呈楔状展布,地层厚度北侧较小,南侧较大。砂体厚度为32~48 m,平均厚度为35 m。砂体在底部表现为复合砂体叠置发育,厚层且连通性较好;顶部则为单砂体发育,厚度较小且连通性较差。浅水三角洲前缘的水下分流河道厚层复合砂体为未来油气勘探的有利区域。

(3)研究区齐古组形成2种类型的三角洲前缘:在低位体系域时期的浅水环境下形成的水下分流河道呈枝状展布的浅水辫状河三角洲前缘;在湖侵体系域时期的相对深水环境下形成的水下分流河道呈网状展布的浅水辫状河三角洲前缘。2种类型的浅水三角洲前缘的形成可能受古地貌形态和湖平面升降变化的共同影响,控制着水下分流河道的时空分布。

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