北三台西斜坡白垩系层序地层划分及其对油气控制作用分析

2012-09-15王玉珍康永尚李培俊齐雪峰

特种油气藏 2012年5期

王玉珍，康永尚，2，李培俊，王建，齐雪峰*

(1.中国石油大学，北京 102249;2.油气资源与探测国家重点实验室中国石油大学，北京 102249; 3.中油新疆油田分公司，新疆阜康 831511;4.中油新疆油田分公司，新疆克拉玛依 834000)

王玉珍1，康永尚1，2，李培俊3，王建4，齐雪峰4*

以vail层序地层学理论为指导，按照层次分析、逐级深入、聚焦含油气高分辨层序地层单元的思路，建立了准噶尔盆地白垩系的三级层序地层格架。同时，结合北三台西斜坡的三维地震数据、钻井、测井和分析化验等资料，通过建立9条层序地层地震解释剖面和联井对比剖面，刻画了北三台西斜坡白垩系的层序地层特征。在上述研究的基础上，针对白垩系下部层序单元进行高频层序地层的划分，并确定主要含油气高分辨率层序地层单元，有助于在后续构造、沉积相研究和勘探工作中抓住重点，对北三台西斜坡白垩系下一步的勘探部署有重要的指导意义。

层序地层;控油气作用;白垩系;北三台西斜坡;准噶尔盆地

引言

层序地层学自20世纪80年代末诞生以来，不仅提供了1套完整统一的地层学概念，而且已发展成为1种有助于寻找隐蔽圈闭的较好的地质方法，其中心思想在于通过对层序界面、首次洪泛面、最大洪泛面和准层序(组)的识别和对比，建立沉积盆地的等时地层格架，并将沉积相和沉积体系置于等时地层格架中加以研究。对油气勘探来说，层序地层学提供了良好的预测模型，通过层序地层格架中体系域、高分辨层序地层和沉积岩相分布规律的研究，可以预测隐蔽圈闭的类型和有利分布区域［1－5］。

1 区域地质概况

准噶尔盆地东部北三台凸起形成于晚石炭世，先后经历了海西、印支、燕山和喜山等多期构造运动。海西期造成准噶尔盆地隆坳相兼的构造格局，北三台凸起初具雏形;印支运动使北三台形成一系列的区域性不整合和断裂;燕山和喜山运动使北三台发生抬升，造成南高北低、东高西低的构造格局。

北三台西斜坡是准噶尔盆地1个重要的有利含油气聚集带之一，在过去几十年的勘探中，主要是针对北三台的石炭系、二叠系、三叠系和侏罗系展开研究工作，而对白垩系的研究程度一直比较低。根据钻探资料来看，白垩系油气显示普遍，且西泉011井和北38井在白垩系试油分别为油层和稠油层，勘探潜力较好，但工区白垩系具有砂层薄、构造圈闭不发育等特点，按常规寻找构造油气藏的勘探方法遇到了严峻的挑战。

以vail层序地层学方法为指导，按照层次分析、逐级深入、聚焦含油气高分辨层序地层单元的思路。首先，从盆地腹部出发，引区域剖面到研究区，确定了准噶尔盆地白垩系三级层序地层的划分方案，以工区1 093 km2三维地震数据为研究载体，建立多条联井剖面和相应的地震解释剖面，进而确立了研究区白垩系三级层序格架，将油气显示归位到三级层序格架中，确定主要含油气层序单元。针对该单元，进一步开展高分辨层序地层划分，确定主要的含油气高分辨层序地层单元(该单元即为主要的勘探目的层位，成为后续开展构造、沉积相研究、隐蔽圈闭发育带预测和隐蔽圈闭评价的对象)，对白垩系下一步勘探工作部署有重要指导意义。

2 三级层序地层格架

2.1 区域三级层序地层格架

层序是以不整合面或与之对应的整合面为界的、内部相对整合的地层系列。因此，识别层序地层单元关键是识别不整合面和分析海(湖)平面升降变化。为了尽可能合理、可靠地划分层序，必须将三维地震资料、钻井资料和测井资料等结合起来，综合分析对比，确定最终的层序地层格架［6－9］。

研究区位于准噶尔盆地东部凸起部位，为更好地研究该区的层序格架，首先在盆地范围内选择区域地震测线和有代表性的探井，建立盆地级别的层序地层格架，从而控制和指导研究区层序地层的划分。

通过研究区4条区域大剖面和12口有代表性的钻井开展层序地层研究，以99EW7、99SN4、99SN8和99SN10区域地震测线为基础，通过钻井标定和地震剖面的解释，开展准噶尔盆地白垩系区域层序地层对比研究，建立区域三级层序地层划分方案(图1)。

根据区域层序研究结果表明，在盆地范围内白垩系可划分为4个层序，其中层序1对应清水河组二段，主要位于盆地腹部;层序2对应清水河组一段、呼图壁组下段、中段，又可划分为低位体系域、水进体系域和高位体系域;层序3对应呼图壁组上段—胜金口组—连木沁组，进而划分为水进体系域、凝缩段和高位体系域，无低位体系域发育，为II型层序;层序4对应上白垩统东沟组。

2.2 研究区三级层序地层格架

在区域层序地层格架的指导下，利用白垩系90口井资料和1 093 km2三维地震数据，通过井震标定作为桥梁，建立南北向5条和东西向4条层序地层地震解释剖面和联井对比剖面(图2)，详尽地追踪了地层的发育情况，刻画了研究区的层序关系。通过三维地震对层序的追踪对比表明，白垩系的顶、底和清水河组的顶面是中强振幅反射，是追踪对比的标志层;层序2的低位域对应清水河组的厚层砂砾岩、砂岩，在地震上表现为中强振幅较连续—断续反射，局部可见蝶形水道反射特征;层序2的水进域对应呼图壁河组的富泥岩段，强振幅，连续性好;层序2的高位域对应呼图壁河组的砂泥岩互层段;层序3的水进域底面为不整合面，是层序边界，该体系域在地震上表现为中振幅、较连续和中弱振幅断续反射特征;层序3的凝缩段对应胜金口组的灰色泥岩，表现为中频、强振幅、较连续和亚平行反射特征，可以作为区域对比的标志层;上部高位域低频、中振幅、较连续—断续和亚平行—杂乱反射特征;层序4对应东沟组，仅在该区的西北部有小面积的沉积，白垩系呈现底超顶剥的地层样式。

图1 准噶尔盆地白垩系区域三级层序地层划分方案

3 层序地层单元对油气的控制作用

由于盆地内不同构造位置发育的层序地层单元和沉积充填模式不同，因此其对油气藏的形成与影响也不同［10－11］。通过对研究区白垩系17口井的试油成果进行统计分析发现，白垩系油气主要分布于清水河组和呼图壁河组中下段，即层序2(图3)。

图2 工区三维地震对层序地层的解释

图3 研究区油气显示在白垩系三级层序地层格架中的分布

北三台西斜坡白垩系断层发育少，不具备形成背斜、断块等构造圈闭的良好条件，因此白垩系以寻找地层、岩性圈闭为主，砂岩储层和泥岩盖层的发育规律与层序的发展演化密切相关，层序地层的形成和演化是控制该区油气分布和特征的关键因素。该区白垩系埋藏浅，本身不具备生油条件，其油气主要来源于下部地层，而层序2是研究区最底部的层位，是油气聚集成藏的最有利场所。同时，层序2本身的地层特征也是油气聚集的条件。

(1)层序2中砂泥岩的展布规律控制了油气的分布。通过对研究区层序2的地层特征进行研究发现，层序2的低位域和水进域储层砂体较为发育，而高位域砂体不发育，将油气显示归位于层序2的各体系域中，可以看出油气主要集中于低位域和水进域之中。

(2)从储盖组合规律上来看，层序单元控制油气的聚集和油水界面。低位域砂岩和泥岩横向上联系性较差，其油气藏面积较小，油水关系也较为复杂，如西泉011井附近的油气藏;而水进域中砂岩和泥岩横向上大面积延伸、垂向上互层状叠置，油气藏面积相对较大，油水界面也比较统一，如北38井附近的油气显示情况。

4 白垩系下部高频层序地层划分

4.1 白垩系下部高频层序地层划分方案

上述研究表明，北三台西斜坡白垩系主要的含油气层位是层序2，因此，重点针对该层序开展高分辨层序地层划分，利用经典的高分辨层序地层学理论，结合岩心资料、测井、钻井和地震数据，划分出6个准层序组和23个准层序［12－14］(表1)。其中，准层序组1的下部具有侵蚀碟状底形的特征，在地震上可见前积反射结构;准层序组2顶面以中低频中强振幅反射为主;准层序组3和4主要表现为中弱振幅较连续反射;准层序组5和6呈现中振幅较连续－断续的地震反射特征。

表1 研究区白垩系高分辨层序地层划分方案

在上述划分方案的指导下，以体系域边界为约束，首先在单井上运用测井和钻井资料进行准层序组和准层序的划分，然后通过建立南北向5条和东西向4条高分辨层序地层联井剖面，对研究区层序2进一步刻画，建立研究区高分辨层序地层格架。

4.2 主要含油气高分辨层序地层单元

将试油成果归位于各准层序组、准层序单元中，经分析发现，油气主要集中于准层序组1、2、3中，但以3个单元中油气显示情况最好，而北38井稠油层段位于准层序3中，西泉 0 11井油层段位于准层序中。

5 结论

(1)准噶尔盆地白垩系共发育4个层序，而北三台凸起西斜坡发育3个层序，缺失层序1，针对主要的层序2、3划分出6个体系域，从下向上依次为层序2的低位域、水进域、高位域和层序3的水进域、凝缩段、高位域。其中，层序2是主要含油气层序。

(2)通过对层序2进行研究表明，层序2作为白垩系最底部的层位，是油气聚集的有利场所，其中的低位域和水进域是较好的储层单元，且低位域中形成的油藏面积往往比水进域中的要小，这主要是受储盖组合在横向上的连续性变化的影响。

(3)通过高频层序地层划分得出6个准层序组和 2 3个准层序，其中、是主要的含油气高分辨层序地层单元，该单元是后期勘探和开发的重点层位。

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编辑黄华彪