塔南凹陷南屯组层序地层特征及岩性油藏分布规律研究

李艳杰，张亚金

(中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712)

近几年来，在中国石油探明储量中，岩性、地层油气藏已占60%以上。岩性油气藏越来越受到相关学者的重视，也形成了一系列针对岩性油气藏的成果[1-3]。岩性油气藏的形成与分布在很大程度上受层序控制，近几年来，陆相断陷盆地层序地层学的相关研究成果在指导际相断陷盆地岩性、地层油气藏勘探方面取得了良好的效果[4-5]。塔南油田经过多年的勘探实践，随着构造油藏的发现，岩性油藏也是塔南凹陷贡献储量的主要领域,前人对塔南凹陷的油气成藏规律进行了研究[6-9]，但针对塔南凹陷岩性油气藏的分布类型、空间分布特点及其成藏条件研究较少。为此，笔者对塔木察格盆地塔南凹陷南屯组层序地层特征及岩性油藏分布规律进行了研究，以便为该研究区的勘探开发提供参考。

1 研究区概况

塔南凹陷位于塔木察格盆地中部断陷的南部[10]，为一北东方向延伸的复杂箕状断陷，由西向东依次划分为西部斜坡带、西部次凹和西部潜山断裂带、中部次凹和中部断裂潜山带、东部次凹和东部断鼻构造带。有利勘探面积3500km2，基底最大埋深4600m。目前塔南凹陷发现的油藏主要集中在铜钵庙组和南屯组。铜体庙组主要发育洪积相和扇三角洲相沉积，岩性为一套灰色含凝灰质砂岩、砂砾岩与绿灰色凝灰质含砾泥岩、灰色凝灰质泥岩为主，油气藏类型主要是构造油气藏；南屯组主要发育扇三角洲、近岸水下扇、远岸水下扇和深湖-半深湖相沉积。岩性主要为深灰、灰黑色泥岩、深灰色泥岩夹薄层灰色粉砂岩及粉砂岩、油藏类型主要是岩性油气藏。笔者主要以南屯组为研究对象。

2 构造特征

塔木察格盆地在海西造山带的基础上发生了剧烈的断陷作用,经历了早白垩世盆地发育的全过程，构造发育及演化可分为初始断陷期、断陷期、断坳期、坳陷期等4个阶段。塔南凹陷南屯组为强烈裂陷的沉积充填断陷期，湖盆扩大，湖水变深，断陷湖盆发展到颠峰时期，地层厚度约为300～300m:在南屯组沉积初期，水体较浅，发育低位和水进域扇体，形成良好的油气储集层；南屯组沉积后期，发育高位域扇体，塔南凹陷处于断陷盆地向坳陷盆地转变的过渡期，后期坳陷期地层稳定发育，受构造活动影响较弱，形成了良好的封盖条件。早期的北北东向、北东向控陷断层同生发育，使得在南屯组在沉积时形成了多级的断层坡折带，控制了砂体的平面展布，并使得断层控制下的扇体成为有利的岩性油藏发育区。

3 沉积层序特征

3.1 层序地层格架

图1 塔南凹陷地层层序划分方案图

3.2 体系域

对于陆相层序地层学研究而言，一个完整的层序可划分为若干个体系域。体系域被定义为同期沉积体系的组合。体系域识别的关键是其界面的识别，除了三级层序的顶底界面外，内部还涉及2个关键的界面，分别是初始湖泛面和最大湖泛面，初始湖泛面对应于首次超过坡折点的第一个上超点所对应的界面，最大湖泛面是一个层序中最大湖浸时形成的界面，是退积式准层序组转为进积准层序组时的界面[14]。南屯组SQ3层序可划分为低位体系域(LST)、水进体系域(TST)、高位体系域(HST)(见图2)。

注：GR为自然伽马,API； LLD为深侧向电阻率,Ω·m；LLS为浅侧向电阻率,Ω·m。图2 塔南凹陷南屯组地层层序与沉积相柱状图

1)LST LST在油气勘探中有着特殊的意义，在地层框架中，LST多发育岩性圈闭，包括扇三角洲、湖底扇[15]。在湖泊相层序中，LST形成于层序发育早期，底界与层序底界一致，顶界为初始湖泛面。层序SQ3湖水范围较小，由于湖盆和周围物源区的高差大，洪水期洪水携带大量物质迅速入湖，在盆地的边缘形成冲积扇或扇三角洲沉积体系，岩性以粗砂岩、含砾砂岩为主。

3)HST 湖泊层序中，HST底界面为最大湖泛面，沉积旋回类型以反旋回为主，沉积基准面以退积为主，主要为三角洲沉积，岩性为浅灰色粉砂岩、砂岩与深灰色泥岩呈不等厚互层，剖面上表现为进积式准层序组(见图2)。

3.3 沉积相特征

表1 塔南凹陷沉积相类型表

通过单井综合分析、岩心观察和测井资料，结合地震反射特征、构造演化等资料，在研究区识别出三角洲、湖泊和水下扇3种沉积相，进一步又可划分出7种沉积亚相和13种沉积微相类型(见表1)，其中水下扇的中扇及三角洲前缘的河口坝是有利的储集相带，湖泊相是有利的烃源岩和盖层发育相带。

3.4 沉积体系纵向分布特征

塔南凹陷结构比较复杂，断裂的走向主要为北北东向和北东向，控制了沉积体系及相带的展布，因此断裂的复杂性导致了沉积相在平面和纵向上的分布差异，根据研究区的构造特征，选取主干剖面进行分析，确定沉积体系在纵向上在层序地层格架中的分布特征。层序SQ3-LST时期物源主要来自东部，在凹陷东部发育近岸水下扇沉积，远岸水下扇只是一小部分布在中央次凹及低隆带，层序SQ3-TST时期东部扇体规模继续增大，发育较好的近岸水下扇中扇沉积相带，中部次凹远岸水下扇规模较SQ3-LST沉积时期大，自东向西主要发育近岸水下扇、远岸水下扇-半深湖，层序SQ3-HST时期主要发育三角洲-半深湖沉积体系(见图3)。

图3 塔南凹陷塔19-H井-19-Q井南屯组连井沉积相图

3.5 沉积体系平面展布特征

1)SQ3-LST时期 物源自东向西供给，沿控盆断裂形成了一系列的水下扇内扇亚相沉积，并向西逐渐过渡为半深湖亚相沉积，但远岸水下扇仅在中央断裂西侧出现部分沉积，凹陷西部整体发育在深湖-半深湖沉积体系的基础上，在南洼槽塔19-P井区发育一个大型的西南物源方向近岸水下扇沉积扇体，扇体发育规模较大；在西部最北端的西次凹，由于洼槽自身双断的构造特点及洼槽周边物源区发育，使得西次凹的沉积特点呈现了很强的独立性，西次凹沿东、北、西3个方位向洼槽中心发育多个近岸水下扇沉积扇体，而在凹陷的东部，沉积体系的发育则整体受两条控陷断层及东部物源的控制。随着南屯组湖泊扩展体系域的发育，在东部次凹东侧多个自东部物源区向洼槽展布的近岸水下扇沉积扇体从南向北呈裙状分布，扇体从东部控陷断层向西一直延伸到中央大断裂处(见图4(a))。

2)SQ3-TST时期 南屯组SQ3-TST时期，由于湖水面积的扩大，在塔南凹陷东部次凹，扇体规模和数量又进一步的扩大，西部次凹各个扇体向洼槽周边隆起区有所收敛；在湖泊水体的作用下，中次凹北洼槽塔19-J井区在深湖区发育了几个远岸水下扇沉积扇体，该储集体直接与烃源岩相邻或伸入内部，有利于油气成藏。在南洼槽塔19-P井区发育的西南物源方向近岸水下扇沉积扇体，扇体发育规模更大，外扇一直延伸到南洼槽的中心，规模较大的东部及北部扇体直接进入较深水体之中，可以优先获得油源，在中扇及外扇物性好的沟道内均有工业油气流发现，是该研究区的一个主要含油层位(见图4(b))。

3)SQ3-HST时期 南屯组SQ3-HST时期，发生大规模的水退，凹陷逐渐由断陷期向坳陷期转化，主要发育浅湖相沉积环境，该时期的沉积体系在凹陷东部、南部欠发育，东侧陡断带物源已趋于消亡，只形成小规模的扇三角洲沉积体系，西北部控陷断裂活动强烈，沿北东-南西长轴方向物源向南推进，在西部次凹及中部次凹北洼槽发育有大规模的三角洲沉积体系。三角洲平原亚相主要分布于西部次凹北部，三角洲内前缘呈东、西2个朵叶体自北东向西南方向展布，西部朵叶体主要分布于西次凹，塔19-B、塔19-W、塔19-D井钻遇，都没见油气显示。东部朵叶体沿分隔塔南凹陷中、西部的大断层自北东向西南方向展布，三角洲内前缘最南端到塔19-V、塔19-K井一线。在东部朵叶体三角洲内前缘中，又发育了一个较大的河口坝，河口坝也呈北东方向展布。在东部朵叶体三角洲内前缘、河口坝中有工业油气流发现(见图4(c))。

图4 塔南凹陷SQ3沉积微相、油藏及有利区叠合图

4 南屯组储盖组合特征

岩性油藏含油气性除受外部沉积条件和烃源岩的控制外，另一重要影响因素是砂岩体自身条件。在陆相断陷湖盆中，扇三角洲岩性油气藏是油气增储上产的重要领域。不同的砂体类型可形成不同的岩性油气藏。南屯组SQ3-LST、TST沉积时期在东部次凹近岸深水环境发育较大型的近岸水下扇，可形成滑塌浊积的砂岩透镜体油藏[16]，陡坡带与断层匹配可形成断层-岩性油气藏。在塔南凹陷中部次凹TST沉积时期，北洼槽以深水环境下一套小型远岸水下扇砂体为主，可在斜坡部位形成上倾尖灭岩性油藏、在洼槽区形成砂岩透镜体岩性油藏。南屯组SQ3-HST沉积时期时期受北部强物源的供给，在西部次凹、塔南凹陷中部次凹北洼槽发育大型三角洲前缘砂体，这些砂体类型为岩性油藏的形成提供了有利的储集条件，可形成构造-岩性油藏。塔南凹陷南屯组共有22井获工业油流井，经钻井揭示岩性油藏主要形成于各种有利沉积相带控制的各种砂体(如近岸水下扇中扇、远岸水下扇和三角洲前缘的河口坝)砂体中。

烃源岩是形成油气藏的基础，烃源岩的分布往往控制着油气区的范围[17]。塔南凹陷发育铜钵庙组、南屯组二套生油源岩。南屯组沉积时期形成了凹陷统一的汇水体系，下部沉积了一套较厚的深灰、灰黑色泥岩，具有分布广、埋藏深、厚度大的特点，最厚处在中次凹南洼槽的塔19-P井一带，推测达到550m，南屯组烃源岩的有机质丰度最高，源岩有机碳的含量为0.129%～5.22%，平均值为2.108%；氯仿沥青“A”为0.0012%～0.4480%，平均0.0854%，生油潜量在0.06～25.48mg/g，平均为5.08mg/g；烃源岩评价属于中等～生油岩。南屯组发育的烃源岩为岩性油藏的形成提供了较好的生油条件。

5 岩性油藏分布规律

塔南凹陷南屯组岩性油藏分布与构造活动、沉积体系类型、有利储层和储盖组合的配置等因素有关，根据上述研究，结合现有的勘探成果，对南屯组各个沉积时期岩性油藏的分布规律及有利区进行了预测。

5.1 SQ3-LST时期

南屯组SQ3-LST时期，在凹陷边缘地区发育的低水位体系域沉积砂体受次级断层的控制和调节作用，同时，在凹陷的中心往往侧边为大面积烃源岩分布，形成旁生侧储或自生自储式组合。岩性油藏主要分布在西次凹和东次凹：西次凹分布在深洼槽中，油藏类型为断层-岩性油藏；东次凹分布在二、三级断阶带内，油藏类型为断层-岩性油藏。

5.2 SQ3-TST时期

南屯组SQ3-TST时期，随着湖盆水体的不断扩大，物源的供给逐渐减少，总体呈现退积式，在塔南凹陷距离盆缘边界较远处发育远岸水下扇，主要以自生自储式组合为主。岩性油藏各次凹分布如下：西次凹主要分布在洼槽的周边，呈环洼分布的特点，油藏类型断层-岩性油藏、砂岩上倾尖灭油藏；中次凹北洼槽为砂岩上倾尖灭油藏和断层-岩性油藏；东次凹油藏类型为的二、三级断阶带内形成的断层-岩性油藏和砂岩透镜体油藏。

5.3 SQ3-HST时期

南屯组SQ3-HST时期，水体变浅，湖盆收缩，塔南凹陷的沉积体系由低位、水进域时期以东部物源为主的近岸水下扇～湖泊转变为以东北部物源为主的三角洲～湖泊沉积体系，岩性油藏主要分布在中次凹的北洼槽，油藏类型为断层-岩性和砂岩上倾尖灭油藏。

6 结论

1)塔南-凹陷铜钵庙组、南屯组和大磨拐河组共划分出4个三级层序，自下而上分别为SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，其中南屯组SQ3层序又可划分3个体系域:SQ3-LST(低位体系域)，SQ3-TST(水进体系域)，SQ3-HST(高位体系域)。

2)塔南凹陷南屯组主要发育近岸水下扇、远岸水下扇及三角洲沉积。岩性油藏主要形成于各种有利沉积相带控制的近岸水下扇中扇、远岸水下扇和三角洲前缘的河口坝砂体中。

4)南屯组SQ3-LST时期，岩性油藏主要分布在西次凹和东次凹，油藏类型为断层-岩性油气藏；南屯组SQ3-TST时期，塔南凹陷岩性油藏各次凹都有分布，油藏类型为断层-岩性油气藏、砂岩上倾尖灭油藏、砂岩透镜体油藏；南屯组SQ3-HST时期，岩性油藏主要分布在中次凹的北洼槽，油藏类型为断层-岩性和砂岩上倾尖灭油藏。

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