库车凹陷俄霍布拉克组层序地层及沉积相预测

2015-02-17宁松华毕君伟

特种油气藏 2015年6期

郑超，宁松华，韩强，闫亮，毕君伟

(1.油气资源与勘察技术教育部重点实验室长江大学，湖北武汉 430100；2.中国石化西北油田分公司，新疆乌鲁木齐 830013；3.中国石油辽河油田分公司，辽宁盘锦 124010)

郑超1，宁松华1，韩强2，闫亮2，毕君伟3

针对塔里木盆地库车凹陷三叠系俄霍布拉克组沉积相划分不清的问题，运用沉积学及层序地层学综合研究的方法，利用地震多属性分析手段，对研究区沉积展布特征进行研究。认为该区为扇三角洲—湖泊沉积体系，发育了3种亚相及4种微相；研究区具有4期基准面旋回，从而划分出4个三级层序；结合地震反演预测的孔隙度、渗透率等数据分析，有利区可分为3个级别且多集中于分流河道及水下分流河道微相，油气来源于湖泊沉积区的烃源岩。该结果对下一步的勘探方向具有指导作用。

塔里木盆地；三叠系；俄霍布拉克组；层序；地震属性；沉积相；库车凹陷

0 引言

塔里木盆地库车凹陷位于新和县西部、拜城县与沙雅县之间，构造上位于雅克拉断凸西段斜坡处，北为库车坳陷南缘的秋里塔格冲断带，南为沙雅隆起雅克拉断凸北西侧。该区是南部阿瓦提凹陷、满加尔坳陷海相油气系统和北部库车坳陷陆相油气系统的交汇部位之一，为两侧油气长期运移的指向地带，是塔里木盆地重要的油气富集区。研究区受古构造活动影响较弱[1]，只在中部地区发育数条断距较小、走向为南西—北东的正断层。2006年，西北石油局在三叠系钻遇一套烃源岩，并在黄山街组、克拉玛依组见到了良好的油气显示，说明该层系具有形成岩性圈闭的条件。研究区砂体分布复杂，各学者对沉积体系的认识争议较大，如张纪易[2]认为三叠系整体为三角洲沉积体系；纪云龙等[3]将三叠系确定为辫状河三角洲—湖泊沉积体系；刘亚雷等[4]认为研究区早三叠世属于冲积扇—湖泊沉积体系。根据测井、地震资料，结合层序地层和地震属性特征分析，对比前人研究成果，提出新的沉积相划分方案，即扇三角洲—湖泊沉积体系，并在沉积相分析的基础上，对有利区域进行预测，以期为后期勘探提供借鉴。

1 单井相及层序地层分析

1.1 单井相分析

图1为俄霍布拉克组单井相分布图，根据图1所示，俄霍布拉克组由下至上颜色逐渐由深灰色变为棕红色再变为褐色，反映水体由深变浅，逐渐从强还原环境过渡为强氧化环境[5-6]。由此把该组分为俄一段、俄二段以及俄三段。在俄一段，自然伽马曲线为中幅箱形，表明水体能量较为稳定，深灰色的泥岩表示水体具有一定深度[7]，为强还原环境。砂岩类型多为石英砂岩，成分成熟度高，且距物源较远，沉积物经过长时间的搬运已经成为稳定的石英，推断为滨浅湖沉积，由下至上水动力略微上升，因此下部应为浅湖亚相，上部为滨湖亚相。俄二段岩层主要为棕红色，为弱氧化环境，水体较浅，整体水动力能量较下伏滨浅湖亚相略有上升，但整体还是较低，曲线下部为钟形、上部为漏斗形的组合特征，表明水体波动较大，对应扇三角洲前缘沉积。俄三段岩性多为褐色、棕色，为强氧化沉积环境，应为水上暴露沉积，自然伽马曲线幅度较高，说明含沙量较高，结合其岩性组合推断此为扇三角洲平原亚相，顶部泥质含量增加，表明水体逐渐上升，由扇三角洲平原亚相向扇三角洲前缘亚相过渡。

图1 俄霍布拉克组单井相

1.2 层序地层划分

1.2.1 层序界面识别

层序界面是沉积间断时形成的不整合面[8-9]。根据钻、测井以及地震的突变面等标志对层序边界进行识别。

(1) 钻、测井岩性剖面中不整合面的识别。层序边界在钻、测井剖面上多表现为曲线的异常突变面，比如岩性由泥岩转变为砂岩的过渡面；自然伽马曲线由漏斗形变为钟形的分界面，声波以及密度曲线值的突变面。以SB3界面为例(图1)，岩性由粉砂质泥岩变为砾状石英砂岩，表明水动力增强；自然伽马曲线、声波以及密度曲线均有明显的突变，说明沉积由湖退体系域变为湖进体系域，进入新的沉积旋回。

(2) 地震剖面中不整合面的识别。在地震剖面上，区域不整合面以底超、下切谷以及削截点等为标志。如SB2层序界面(图2)，该界面在地震反射剖面上表现为强振幅较连续反射特征，同时可见上覆地层对其的下超现象。

1.2.2 层序特征

陆相沉积盆地的基准面旋回受多方面因素控制，如构造运动、气候变化、沉积物供给速率等。结合岩心、测井及地震资料，将俄霍布拉克组划分为4个三级层序和6个体系域：自下而上依次为SQ1、SQ2、SQ3以及SQ4，与此相对应的5个层序界面分别为SB1、SB2、SB3、 SB4以及SB5(图1、2)。

图2 塔里木盆地新和工区三叠系俄霍布拉克组地震反射特征及层序格架划分

SQ1层序对应俄一段以及俄二段下部，整体以湖相深灰色泥岩、深灰色粉砂质泥岩为主，为强还原性沉积环境。自然伽马曲线退积特征明显，呈中—低幅漏斗状(图1)；在地震剖面上，底部可见强振幅高连续反射同相轴，上覆较为明显的底超特征(图2)，为湖退体系域。

SQ2层序对应俄二段地层，该层以棕红色粉砂质泥岩、泥岩与灰白色石英砂岩互层为特征，发育扇三角洲前缘水下分流河道、水下分流河道间微相。自然伽马曲线呈钟形-漏斗形，泥质含量先增高后降低，经历了湖侵—湖退的过程，为一套完整的层序旋回，其顶、底部声波及密度曲线异常明显(图1)。在地震剖面上，底部为一下超面，上部可见上超现象，内部呈弱振幅低连续反射(图2)。

SQ3层序对应俄三段地层，厚度较大，以中部发育大套棕色泥岩、褐色粉砂质泥岩为特征，自然伽马曲线呈钟形-漏斗形，表现为退积—进积层序旋回，发育扇三角洲平原分流河道、分流河道间微相。其顶部为俄霍布拉克组与上覆克拉玛依组地层的分界线，自然伽马、声波以及密度曲线异常均表现明显(图1)。地震剖面上底部表现为强振幅高连续反射同向轴，盆底扇特征明显(图2)。

SQ4层序对应俄三段地层上部，厚度较小，主要发育棕色灰质泥岩及灰色灰质粉砂岩，自然伽马曲线呈钟形。此时，湖水水位开始逐渐升高，发育退积沉积旋回，表现为扇三角洲前缘亚相(图1)。层序界面在地震剖面中显示为较连续同相轴，说明该层序与下伏层非均质性较弱，沉积环境刚开始由扇三角洲平原向扇三角洲前缘过渡(图2)。

2 沉积相分析

若瞬时振幅、瞬时频率和瞬时相位3种基本属性对地质异常体没有信息反映，则表明通过其他属性分析得出的结论不可靠；相反，当以上3种属性对沉积特征的反映相同时，就可以结合属性的地质意义，优选其他地震属性，从而更加准确地对沉积相进行预测。在俄霍布拉克组顶层SQ4分别提取3种属性(图 3)。

图3 俄霍布拉克组SQ4三种基本属性切片

瞬时振幅属性与地层岩性存在直接关系。从俄霍布拉克组SQ4瞬时振幅属性切片(图 3a)可以看出，研究区中部存在2个黄—红色的强能量区，为2个扇形岩性异常体，表示该处砂岩含量较高，同时表明振幅最强区——南东方为物源方向；而青蓝色—蓝色部分能量较低，表示泥岩含量较高。由此可知，扇三角洲是以南东向雅克拉断凸为物源，向北西方向展布的。

瞬时频率与地层固有频率相关，而地层固有频率又和沉积物颗粒粗细有关。从共振角度分析，沉积物颗粒的粗细程度与共振频率成反比，故该属性适用于沉积颗粒粗细的反映。通过图3b可以看出，研究区中部，靠近断凸处频率数值最低，说明粒度最粗，为物源方向；向北西逐渐增高，在远物源处，多处可见表示高频率的红色区域，表明沉积物已过渡为粒度最细的泥岩。此结论与瞬时振幅属性反映相符。

地震波主频相位与地层对地震主频的粘滞性有关，即当地震波穿越不同岩性地层时会引起地震波的相位变化，因此，用该属性检测岩性边界比较敏感。从图3c可以看出，在该切片中部绿色及黄绿色处，对应瞬时振幅切片扇形岩性异常体部位以及瞬时频率切片的中—中高频率区，但其边界相对瞬时振幅切片更明显。

俄霍布拉克组沉积相在不同时期具有不同特点，SQ1形成于一期基准面旋回下降期，广泛发育湖泊沉积；SQ2形成于基准面旋回二期，发育扇三角洲沉积，以扇三角洲前缘沉积为主；SQ3形成于基准面旋回三期，湖水水位逐渐下降，研究区以扇三角洲平原亚相为主；SQ4形成于第四期旋回早期，湖水水位逐渐上升，XH3井区已由扇三角洲平原相过渡为扇三角洲前缘沉积。

以SQ4为例(图4a)，研究区为扇三角洲—湖泊沉积体系，物源来自南东向的雅克拉断凸，扇体向北西方向展布。结合XH3井该层岩性分析，此处为灰质泥岩，说明蓝绿色区域对应扇三角洲前缘水下分流河道微相，均方根振幅值为25～35；蓝色区域振幅值较蓝绿色区域低(1～25)，说明该区域岩性更细，对应滨浅湖相泥岩沉积；黄色部分振幅值较绿色区域高，推断为水下分流河道沉积；橙—红色区域振幅值最高，应为扇三角洲平原分流河道沉积，河道间夹杂的绿色、淡黄色区域推断为分流河道间微相。据此可划分出沉积相平面展布图(图 4b)。

图4 新和工区三叠系俄霍布拉克组SQ4均方根振幅属性切片及沉积相平面展布特征

3 有利区域预测

根据前人研究成果，雅克拉断凸不具备生烃条件，研究区油气来源于新和工区北部的库车凹陷湖泊沉积区的烃源岩，说明油气是从北西部烃源岩区通过砂体孔隙运移而来。利用地震数据对研究区孔隙度、渗透率进行反演预测，从孔隙度图(图5a)可知，研究区具有3个优势区域(图中黄色部分)，将孔隙度优势区投影于渗透率图(图5b)可知，孔渗条件最好的区域发育于图中A区，位于研究区中部；研究区南西部XH3井区具有较高的孔隙度，但渗透率较低；位于北西部的C区孔隙度及渗透率均相对较低。

有利储层需要较高孔隙度、渗透率和较厚砂岩层。结合均方根振幅属性切片分析，振幅越高，地层波阻抗越大，厚砂岩层或油气层的概率越大。从而优选孔渗优势区及振幅高值区为储层有利区(图5c、d)，并将其分为三级(表1)。综合沉积相平面展布图可知，储层有利区域多集中在扇三角洲平原分流河道及扇三角洲前缘水下分流河道微相。