Melut盆地G-H地区古近系层序地层及沉积体系研究

冉怀江，范乐元，胡圣利，孙传宗，戴婉薇，鲍闵慧子

（中国石油长城钻探工程有限公司解释研究中心，北京　100101）

Melut盆地G-H地区古近系层序地层及沉积体系研究

冉怀江，范乐元，胡圣利，孙传宗，戴婉薇，鲍闵慧子

（中国石油长城钻探工程有限公司解释研究中心，北京100101）

Melut盆地是在中非剪切带右旋走滑构造应力场背景下发育起来的中—新生代陆内裂谷含油气盆地。文中在高分辨率层序地层学原理指导下，利用测井INPEFA旋回分析技术，建立了Melut盆地G-H地区古近系主要目的层的层序地层格架。结合岩心、测井、录井等资料对其进行沉积体系展布特征研究，指出了研究区的有利储集相带，为该区下一步的油气勘探指明了方向。研究表明：1）Melut盆地G-H地区古近系A组、B组和C组可划分出1个长期旋回（二级层序）和3个中期旋回（三级层序），目的层B组从上到下又可划分为SQ1，SQ2，SQ3及SQ44个短期旋回。2）短期旋回SQ1主要发育干旱气候条件下的曲流河沉积，SQ2以三角洲沉积为主，SQ3和SQ4主要发育辫状河沉积。3）研究区A组的湖相泥岩与下部的B组砂岩可以形成有利的储盖组合，B组的有利储集砂体主要为水下分流河道、河口坝及曲流河道砂岩，研究区北部G井区和中部的H井区为有利的储集相带发育区。

古近系；层序地层；沉积体系；有利储集相带；Melut盆地

1　地质概况

Melut盆地是在中非剪切带右旋走滑构造应力场背景下发育起来的中—新生代陆内裂谷盆地，盆地总体由5个凹陷和1个凸起组成，即北部、南部、中部、西部、东部5个凹陷及西部凸起［1-3］。研究区处于Melut盆地的北部凹陷，共包括G和H 2个油田，工区全三维覆盖，面积约为600 km2。地层主要由前中生界变质岩基底、白垩系、古近系、新近系和第四系组成，研究区目的层为古近系的B组地层（见图1）。

目前，已有多口钻井在研究区含油气构造钻获油气流，但已有成果表明，G油田和H油田勘探开发效果并不理想，主要表现在对研究区地质规律的认识尚不清楚，尤其是储层横向和纵向展布规律不明确。因而，急需对油田B组地层中的主力油层段进行层系精细划分，寻找有利目标区带。

图1　Melut盆地构造纲要及研究区位置

2　层序地层格架

层序地层格架，主要包括由层序地层界面所限定的成因地层单元［4］。高分辨率层序地层学可以建立起地层形成和演化的系统概念，为详细解释沉积体系空间的分布及演化提供较好的依据［5-7］。

2.1长、中期基准面旋回

依据盆地构造演化规律以及前人研究成果［8-10］，以高分辨率层序地层学作为指导，综合利用测井、地震等资料进行层序地层研究，建立研究区等时层序地层格架。格架内，研究层段A组、B组和C组可以划分出1个长期旋回（二级层序）和3个中期旋回（三级层序）。A组的顶界面为长期基准面旋回的顶界面，是一个区域性上超不整合面（见图2）。该界面之上的L组为中—弱振幅、连续性好的地震反射特征，界面之下的A组则是中等振幅、中等连续的特征。A组主要是高伽马、低电阻和低密度的测井响应特征，录井显示为红褐色泥岩。A组沉积之后，盆地抬升剥蚀，在L组的底部发育一套砾岩，形成特征明显的突变界面。长期基准面旋回的底界是M组和C组的分界面。界面之上的C组为一套弱振幅、中—差连续的地震反射特征，界面之下的M组则表现为中—强振幅、中等连续特征（见图2）。M组和C组均以厚层砂岩为主，箱形测井响应特征。与C组相比，M组具有低伽马和高声波时差的测井特征。

图2　研究区典型地震剖面

B组为研究区的主要目的层，地震反射特征为中—强振幅、中等连续。该层段与上部的A组和下部的C组都呈渐变接触，界面特征不明显。B组的测井相主要为指形和钟形，表现为反韵律特征，进一步划分为3段。其上段为泥岩夹薄层砂岩，是典型的“泥包砂”特征；中段为砂泥互层；下段明显有别于以上2段，具有“砂包泥”特征，主要为块状泥岩夹薄层砂岩。

2.2短期基准面旋回

短期基准面旋回的划分，主要依靠高精度的测井资料。地层旋回信息赋存于测井曲线中，但是由于短期旋回的测井响应特征往往不明显，难以直观地识别。本次研究，主要应用测井INPEFA旋回分析技术，进行短期旋回的划分。该技术以频谱分析为基础，利用最大熵方法把测井曲线从深度域转换到频率域，通过数学运算把含有多种频率成分的测井曲线分解成不同频率成分的INPEFA曲线［11］。该曲线能够显示通常在原始测井曲线中显示不出来或者不明显的趋势和拐点。基于层序地层学原理，应用曲线的趋势及拐点可以识别层序旋回界面及水进界面［12］。由于各种测井曲线所包含的地质信息不同，能用来识别和划分地质旋回的地质信息的敏感程度也不同，因此，本次研究选择对该地区主要目的层B组地层旋回反应敏感的自然伽马、声波时差及密度曲线进行INPEFA处理（见图3），综合对比分析，以确保旋回划分的正确性。

图3　H1井应用INPEFA技术识别划分B组小层

分析INPEFA曲线趋势及拐点特征认为，在B组中期基准面旋回内可以划分出4个短期基准面旋回，从上向下分别为SQ1，SQ2，SQ3及SQ4。岩性特征上，从SQ1到SQ4的砂岩含量增加，单砂层的厚度也增大。SQ1为泥岩夹薄层砂岩，SQ2为砂泥岩互层，SQ3为齿化箱形砂岩含薄层泥岩，而SQ4则为块状砂岩。

同时，在短期基准面旋回的控制下，结合INPEFA曲线趋势及拐点特征，B组可以划分出8个砂层组。其中：SQ1进一步细分为3个砂层组，分别对应BⅠ，BⅡ和BⅢ砂组；SQ2对应BⅣ砂组；SQ3细分为2个砂层组，对应BⅤ和BⅥ砂组；SQ4细分为2个砂层组，分别对应BⅦ和BⅧ砂组。

3　沉积相

3.1沉积相类型

前人研究认为，研究区主要目的层B组上段为曲流河沉积，下段为辫状河沉积，没有三角洲沉积。本次研究综合录井、测井、地震及前人研究资料［10］，经分析认为，B组中部SQ2（BⅣ）为三角洲沉积，上部SQ1为曲流河沉积，下部SQ3，SQ4为辫状河沉积。

3.1.1SQ1（BⅠ—BⅢ）

根据G1井岩心资料，SQ1的岩性为泥质含量较高的泥质砂岩，斜层理和泥质条带发育，砂质分布极不均匀。粒度概率曲线为两段式，同时斜层理发育，反映出曲流河侧向加积的沉积特特征（见图4）。录井显示SQ1是以红棕色泥岩夹薄层的浅灰色中粗粒砂岩或者细粉砂岩为特征，反映出陆上暴露氧化的沉积环境。测井曲线表现为“泥包砂”的沉积序列，符合曲流河的沉积特征。成像测井SQ1的蓝模式、红模式方位倾角较大，最大倾角可达到40°，反映了曲流河河道侧向加积的沉积特征（见图4）。综合分析认为，研究区SQ1为曲流河沉积。

3.1.2SQ2（BⅣ）

G1井在SQ2取心井段的岩心，自上而下由3个不同微相类型的岩石构成，物性条件相差甚远。

1）下段为块状砂岩，粒度较粗，下部含砾，为近物源的粗粒三角洲。自下而上颗粒由粗变细，夹层为深色泥岩（见图4）。粒度概率曲线为三段式，跳跃总体复杂，反映湖水升降动荡的水下沉积环境。测井曲线形态具有明显下粗上细的反韵律特征，下部漏斗型为河口坝沉积，上部钟型的水下分流河道砂岩叠置在河口坝砂岩之上，具有典型的三角洲前缘测井响应特征。

2）中段岩性为灰色—中灰色粉砂岩、泥质粉砂岩与泥岩的薄互层。岩心可观察到滑塌变形层理及同沉积断裂，反映了水下沉积环境。测井曲线为高伽马、高密度、低时差的高泥质含量响应特征。粒度概率曲线为三段式，跳跃总体复杂，分析该段地层为水下分流河道间湾沉积。

3）上段为块状中砂岩，岩性均匀，岩心可见交错层理发育，表明相对较强的水动力条件。粒度概率曲线为三段式，测井曲线形态以钟型为特征，认为该段地层为水下分流河道沉积。

3.1.3SQ3，SQ4（BⅤ—BⅧ）

研究区SQ3，SQ4没有取心资料，从测井曲线上可以看出，二元结构的底层沉积发育良好、厚度大，顶层沉积不发育、厚度小。岩性剖面组合以“砂包泥”的沉积为特征，厚层砂岩夹薄层的泥岩，测井响应以箱型为主，表现出下粗上细的间断性正韵律或正旋回。结合前人研究成果，并由测井响应分析认为，SQ3与SQ4的沉积特征基本一致，都为块状砂岩的辫状河沉积。

3.2沉积体系展布特征

在沉积相研究的基础上，结合地震反演属性、砂体厚度、地层厚度及砂地比等资料，分析SQ1—SQ4层序的沉积相平面分布特征。

图4　G1井沉积层序综合柱状图

SQ1为曲流河沉积，主要由泛滥平原和低弯度的暂时性浅水河道组成。曲流河河道主要发育在研究区的中部，由北向南逐渐推进，河道和点坝的砂体相对较厚。由于气候干旱和物源供给的逐渐减少，研究区SQ1由下向上的曲流河河道规模逐渐变小，而泛滥平原的范围却逐渐增加，以大规模的泛滥平原泥质沉积为主（见图5a）。

SQ2为三角洲沉积，在研究区北部SQ2发育三角洲平原亚相，主要由分流河道和泛滥平原组成，有利的厚层砂体主要为分流河道砂岩。三角洲前缘亚相发育在研究区中南部，主要由水下分流河道、分流间湾及河口坝等组成，有利的厚层砂体主要分布在水下分流河道和河口坝中（见图5b）。

辫状河主要发育在SQ3和SQ4中，主要由辫状河河道和泛滥平原组成，厚层的有利砂体主要发育在辫状河河道中。由于SQ3和SQ4沉积时期物源供给充足，辫状河河道由北向南在研究区广泛发育，而泛滥平原较少发育。

4　有利储集相带

研究区的主力油层主要分布在BⅢ曲流河河道砂岩、BⅣ的三角洲前缘水下分流河道及河口坝砂岩储层中，其与上部的A组湖相泥岩可以形成有效的储盖组合。BⅠ，BⅡ的曲流河河道砂岩，与上部的泥质沉积也可形成有效的储盖组合，但储层物性整体较差，为研究区次要油层。

图5　研究区SQ1和SQ2沉积相平面展布

地震属性结合钻井信息表明，BⅣ三角洲砂体在研究区北部G，M井区及中部H井区较发育，储层物性较好且分布较广，为有利的储集相带分布区，其有利的储集砂体主要为三角洲前缘水下分流河道及河口坝（见图5）。BⅢ在研究区北部的G，M井区的曲流河河道砂体相对比较发育，储层物性比较好，为有利的储集相带分布区，储集砂体主要为曲流河河道砂岩，但与BⅣ相比，储层的物性相对较差，分布范围相对较小。

BⅡ和BⅠ的砂体整体分布范围较小，泥岩分布范围相对BⅢ和BⅣ分布非常广，为泛滥平原泥质沉积。BⅠ和BⅡ在研究区北部的G井区以及H井区南部区域，曲流河河道砂体相对比较发育，储层物性相对较好，为有利的储集相带分布区，储集砂体主要为曲流河河道砂岩，但与BⅢ和BⅣ相比，储层的物性相对较差，分布范围也相对较小，为相对有利的储集相带。

5　结论

1）在层序地层学的指导下，结合测井INPEFA旋回分析技术，将研究区从C组到A组划分为1个长期旋回和3个中期旋回，目的层段B组进一步划分为4个短期旋回及8个砂层组。

2）综合岩心、测井、录井等资料，沉积特征研究认为，研究区主要目的层从下到上（SQ4—SQ1）依次发育辫状河沉积体系、三角洲沉积体系，以及干旱气候条件下的曲流河沉积体系。

3）研究区A组的湖相泥岩，与下部B组的水下分流河道和河口坝砂岩形成最有利的储盖组合。北部G井区和中部的H井区为有利的储集相带发育区。

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（编辑王淑玉）

Paleogene sequence stratigraphy and sedimentary system in G-H Area，Melut Basin

Ran Huaijiang，Fan Leyuan，Hu Shengli，Sun Chuanzong，Tai Un Mei，Baomin Huizi
（Geosciences Center，Great Wall Drilling Company，CNPC，Beijing 100101，China）

Melut Basin is an important hydrocarbon accumulation zone，which formed in Cenozoic-Mesozoic that has been related to the central African rift system.Taking the theory and method of high resolution sequence stratigraphy as the guideline，applying the technology of INPEFA logging cycle analysis，the sequence stratigraphic framework of G-H Area in Melut Basin is established.On the basis of the study of cores data，well logging，seismic profile，the characteristics of sedimentary sequence and favorable zones of the Paleogene in G-H Area of Melut Basin are studied，indicating the direction for further exploration in the area.The main results and achievement are as follows：There is a long-term base level cycle（second-order sequence）and three middle-term base level cycles from C to A Formation.The long-term base level cycle can be divided into 3 middle-term base level cycles（third-order sequence），and B Formation can be divided into 4 short-term base level cycles（fourth-order sequence）.From top to bottom are SQ1，SQ2，SQ3and SQ4；meandering river sedimentary systems under acrid climate mainly developed in SQ1，delta sedimentary systems mainly developed in SQ2，and braided river sedimentary systems mainly developed in SQ3and SQ4；there is a favorable reservoir-cap combination of reservoir，A Formation is the seal，and B Formation is the favorable reservoir；the main reservoir sand bodies are underwater distributary channel and mouth bar sandstone of BⅣ，and meandering river channel sandstone of BⅢ.The favorable reservoir facies zones are mainly distributed in G well-block in the north of study area，and H well-block in the center of the study area.

Paleogene；sequence stratigraphy；sedimentary system；favorable zones；Melut Basin

TE121.3

A

10.6056/dkyqt201504012

2014-11-08；改回日期：2015-03-15。

冉怀江，男，1982年出生，工程师，博士，主要从事层序地层及沉积储层方面的研究工作。E-mail：ransi0007@163. com。

引用格式：冉怀江，范乐元，胡圣利，等.Melut盆地G-H地区古近系层序地层及沉积体系研究［J］.断块油气田，2015，22（4）：464-468.

Ran Huaijiang，Fan Leyuan，Hu Shengli，et al.Paleogene sequence stratigraphy and sedimentary system in G-H Area，Melut Basin［J］. Fault-Block Oil&Gas Field，2015，22（4）：464-468.