松辽盆地北部西斜坡青二段至姚一段四级层序格架内沉积微相分布

肖竣文， 辛仁臣

( 1. 中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院，北京 100083； 2. 中国地质大学(北京) 海洋学院，北京 100083 )

摘 要：以松辽盆地北部西斜坡青山口组二段至姚家组一段高频层序地层为研究对象，研究各体系域内沉积体系充填类型和展布规律，利用地震、测井、岩心和古生物资料，建立松辽盆地西斜坡中青二段至姚一段四级层序格架；分析四级层序格架内沉积微相类型、沉积体形态及规模，确定沉积微相时空分布和演化特征。结果表明：青山口组二段划分为2个四级层序(Cg4、Cg3)，青山口组三段划分为3个四级层序(Cg2、Cg1、Cg0)，姚家组一段划分为1个四级层序(Cp1)，各四级层序内均能识别出相应级次的湖泊扩张体系域和湖泊收缩体系域。研究区主要发育三角洲前缘河口坝、远砂坝、滨浅湖混合滩、砂滩和钙质浅滩沉积微相，富砂的三角洲前缘、滨浅湖砂质滩坝微相与富泥的滨浅湖混合滩微相在剖面上形成储盖组合；平面上，来源于四个物源方向的三角洲沉积体在青山口组二段的各体系域沉积时期逐渐向湖推进，与滨浅湖混合滩、泥滩微相共存，并新发育西北物源三角洲；青山口组三段沉积阶段三角洲沉积体规模明显缩小，以发育滨浅湖钙质浅滩微相为特征，Cp1时期三角洲再次向湖迁移，滨浅湖不断萎缩。该研究结果为研究区地层—岩性油气藏预测、评价提供依据。



松辽盆地北部西斜坡青二段至姚一段四级层序格架内沉积微相分布

肖竣文1， 辛仁臣2

( 1. 中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院，北京 100083； 2. 中国地质大学(北京) 海洋学院，北京 100083 )

摘 要：以松辽盆地北部西斜坡青山口组二段至姚家组一段高频层序地层为研究对象，研究各体系域内沉积体系充填类型和展布规律，利用地震、测井、岩心和古生物资料，建立松辽盆地西斜坡中青二段至姚一段四级层序格架；分析四级层序格架内沉积微相类型、沉积体形态及规模，确定沉积微相时空分布和演化特征。结果表明：青山口组二段划分为2个四级层序(Cg4、Cg3)，青山口组三段划分为3个四级层序(Cg2、Cg1、Cg0)，姚家组一段划分为1个四级层序(Cp1)，各四级层序内均能识别出相应级次的湖泊扩张体系域和湖泊收缩体系域。研究区主要发育三角洲前缘河口坝、远砂坝、滨浅湖混合滩、砂滩和钙质浅滩沉积微相，富砂的三角洲前缘、滨浅湖砂质滩坝微相与富泥的滨浅湖混合滩微相在剖面上形成储盖组合；平面上，来源于四个物源方向的三角洲沉积体在青山口组二段的各体系域沉积时期逐渐向湖推进，与滨浅湖混合滩、泥滩微相共存，并新发育西北物源三角洲；青山口组三段沉积阶段三角洲沉积体规模明显缩小，以发育滨浅湖钙质浅滩微相为特征，Cp1时期三角洲再次向湖迁移，滨浅湖不断萎缩。该研究结果为研究区地层—岩性油气藏预测、评价提供依据。

松辽盆地； 西部斜坡； 青山口组二段； 姚家组一段； 高频层序； 沉积微相

0 引言

松辽盆地横跨中国东北三省，总面积超过2.67×105km2，累计原油产量超过2.0×109t，为我国主要含油气盆地[1]，上白垩统青山口组二段(青二段，SQqn2)、青山口组三段(青二段，SQqn3)、姚家组一段(SQy-1)、姚家组二段(SQy-2)和姚家组三段(SQy-3)是松辽盆地的重要含油气层段，称为中部含油组合[2]。松辽盆地北部西斜坡属一级构造单元，东邻齐家—古龙凹陷，油源充足，为重要潜力区带[3]。该区为平缓大型单斜构造，难以形成大规模构造油气藏[4]，但区域性不整合的发育及沉积相带对湖平面升降的响应造成地层的超覆和剥蚀[5]，有利于地层—岩性油气藏形成[6-8]。

地层—岩性油气藏属于非构造油气藏类型，随着勘探程度的逐渐提高，通过常规勘探手段识别的未知构造圈闭不断减少，中国各陆相盆地勘探重点逐渐转向“隐蔽型”非构造地层岩性圈闭，对该类油气藏的开发成为近年来的热点和难点[9-10]。徐怀大等指出层序地层学是地层—岩性油气藏勘探的有效手段，为非构造油气藏研究提供新的思路[11]；沈守文等利用层序地层学研究地层—岩性油气藏[12]，提出在利用地震测井资料建立的层序地层格架基础上，通过岩心资料进行完善和连井资料的地层精细对比开展高频层序研究。采用层序地层学理论对地层—岩性圈闭发育的重要区段进行高频层序地层分析和沉积体系展布规律研究[13-15]，大幅提高地层—岩性油气藏的预测和评价精度。建立高精度层序、体系域等时格架，预测储集体与盖层的时空配置，成为识别地层—岩性圈闭和进行勘探工作的重要前提。

人们对松辽盆地中部含油组合的层序地层研究多针对中央坳陷的齐家、古龙地区[16-17]，或西部斜坡局部地区的葡萄花油层[18]和高台子油层[19]，对中部含油组合层序及沉积相研究报道较少。梁江平等采用层序地层学和古生物分析方法将松辽盆地中部含油组合划分为4个三级层序，识别相应的体系域，论证介形类化石组合的变化与各层序的对应关系[20]，但三级层序不属于高频层序范畴，难以满足实际勘探需要；辛仁臣等建立中部含油组合层序地层系统，并通过古生物、地震和测井资料分析各层序及层序界面特征[2]，划分的层序级别达到四级，精度性高。陆相盆地具有相变快及地层充填不稳定的沉积和层序特征[21-22]，而非构造油气藏的分布本身又极其复杂，故在划分高频层序基础上，进一步识别体系域，并在此格架下进行沉积体系分析，更有利于搞清沉积相的纵向变化及平面展布特征，准确识别陆相盆地中的地层—岩性圈闭。笔者利用近3 000 km的地震资料、198口井的测井资料、125口井的古生物资料和2 600 m的岩心资料，建立松辽盆地西斜坡中部含油组合的青山口组二段至姚家组一段高频层序等时格架，探讨高频层序、体系域内沉积微相的空间展布，以及垂向演化特征，分析储盖层的配置组合关系，为下一步油气藏勘探提供依据。

1 地质背景

松辽盆地在火石岭组、沙河子组、营城组地层沉积时期为断陷期，在登娄库组地层沉积时期为断坳转换期，在泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组及明水组地层沉积时期为坳陷期[23]。坳陷期，松辽盆地划分为中央坳陷区、西南隆起区、西部斜坡区、北部倾没区、东北隆起区和东南隆起区6个一级构造单元[24]。西部斜坡发育西部超覆带、富裕构造带、泰康隆起带3个二级构造单元[25]。研究区处于松辽盆地西部斜坡区的泰来以北(见图1)，青山口组和姚家组之间不整合特征明显，青山口组顶部遭受不同程度剥蚀，姚家组逐渐超覆，具有形成地层—岩性油气藏的有利条件。

图1 松辽盆地北部西斜坡位置及构造分区Fig.1 Location and tectonic division of the west slope of the northern Songliao basin

松辽盆地在青山口组和嫩江组沉积时期遭受两次大规模湖侵，盆地湖平面变化曲线表现为“两进一退”特征[23]。青山口组末期的构造抬升及全球海平面下降事件，使松辽盆地湖泊大幅度萎缩，并在姚家组与青山口组之间形成区域性不整合面。不整合面下的青三段地层遭受广泛剥蚀，有利于地层—岩性油气藏形成；青二段地层基本未被剥蚀，使原始地层超覆，岩性上倾尖灭等得以保存[26]。不整合面上的姚家组地层沿不整合面向西超覆，为姚家组时期的岩性—地层油气藏形成创造条件。松辽盆地的构造演化史和区域地质特征为生成和寻找中部含油组合地层—岩性油气藏奠定基础。

2 高频层序地层划分及地层格架

2.1 地层划分

松辽盆地北部西斜坡青二段至姚一段四级层序的时限为0.08～0.50 Ma[27]，属于高频层序地层范畴。人们对高频地层层序的划分存在分歧，Vail P R等经典层序地层学理论以不整合面作为层序界面[28]，在区域性地层划分和对比中起重要作用，但采用不整合作为高频层序划分依据存在局限性。邓宏文[29]、林畅松等[27]认为高频层序划分是对三级层序内部地层单元进行划分，三级层序作为基本层序“是由不整合面及与之对应的整合面所限定的”，其内部不存在明显不整合，高频层序的划分应以地层从退积叠加样式变换到进积叠加样式之间的次级湖泛面为界。王红亮等[30]根据高分辨层序地层学理论提出“转换面”的概念，认为基准面下降、上升和基准面从上升到下降的转换面均可作为高频层序划分依据，不整合面作为一种特殊的转换面也可用于高频层序的划分。由于高频层序的划分取决于四级及四级以上基准面升降过程，基准面升降过程的物质表现是地层中记录的沉积旋回，即高频层序单元[31]。

对于高频地层层序界面，不论是位于沉积界面之下的相关整合面，或是沉积界面之上的不整合面，都应对应于Cross T A提出的基准面下降所达到的最低点位置[32]，满足层序的基本属性。文中以湖平面最低点位置产生的沉积响应为层序界面，并根据湖平面上升到最高点产生的沉积响应划分四级体系域。

综合地震、录井、测井、岩心及古生物资料，对松辽盆地西斜坡青二段至姚一段进行高频层序划分(见图(2-3))。姚家组底界面是全区分布的不整合面，为超层序(二级)界面，青山口组和姚家组分别属于超层序SSQqn和SSQy1-n。SSQqn划分3个三级层序，其中SQqn2划分为Cg4、Cg3两个四级层序，SQqn3划分为Cg2、Cg1和Cg0三个四级层序；姚家组相当于1个三级层序(SQy)，其中姚一段识别出1个四级层序Cp1。四级层序可进一步划分为湖泊扩张体系域和湖泊萎缩体系域。三、四级层序的名称分别与传统地层组段和生产时沿用的油层、砂组名称对应(见图2)。

图2 松辽盆地西斜坡青二段至姚一段高频层序划分方案Fig.2 The division scheme of high frequency sequence stratigraphic framework of the member 2 of Qingshankou formation to member 1 of Yaojia formation in the west slope of Songliao basin

2.2 地层格架

研究区三级层序青二段的2个四级层序Eg4、Sg4、Eg3、Sg3的各体系域从下至上分布范围逐层扩大，横向上厚度变化较小，东部略大于西部；三级层序青三段的3个四级层序的各体系域Eg2、Sg2、Eg1、Sg1、Eg0、Sg0分布范围逐层缩小，具明显的倾斜地层样式，顶部为区域性不整合面所截切。姚一段在西部斜坡区大面积缺失，四级层序Cp1的两个体系域Ep1和Sp1仅发育于东部的杜416井区附近(见图4)。松辽盆地西斜坡中部含油组合各四级层序的构成以砂岩为主，测井曲线上表现为SP低值；其次为泥岩，自然电位曲线表现为高值，电阻率曲线为低值；灰岩较少见，测井曲线特征为电阻率极高，可能出现峰值。

图3 松辽盆地西斜坡地震层序划分方案Fig.3 The division scheme of seismic stratigraphic sequence in the west slope of Songliao basin

图4 松辽盆地北部西斜坡青二段至姚一段四级层序格架及沉积相分布Fig.4 Sedimentary facies distribution and the 4th-order sequence stratigraphic framework of the member 2 of Qingshankou formation to member 1 of Yaojia formation in the west slope of northern Songliao basin

3 沉积体系分布

以岩心资料为基础，综合测井、录井资料，分析研究区青二段至姚一段的沉积体系，将它划分为滨浅湖和三角洲前缘两类沉积亚相。其中，滨浅湖亚相包括砂质滩坝、混合滩、泥滩和钙质浅滩4类沉积微相，将三角洲前缘亚相划分为河口坝和远砂坝2类沉积微相。

3.1 沉积类型及特征

滨浅湖亚相中砂质滩坝微相在陆源砂屑供应充足、湖浪作用为主条件下发育，岩性主要为中、细砂岩，分选性好，主要发育浪成大型交错层理、波纹层理和低角度交错层理，测井曲线形状以箱型、齿状漏斗型为主。混合滩微相在研究区最为发育，岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩为主，具透镜状和波状层理，测井曲线主要为锯齿状。泥滩微相的岩性主要为紫红色和灰黑色厚层泥岩，基本不含砂质，测井曲线表现为低自然电位和低电阻率。钙质浅滩微相仅见于青三段，岩性以灰岩为主，测井曲线表现为较低自然电位和极高电阻率(见图5)。

图5 松辽盆地西斜坡杜71井岩心四级层序及沉积相

三角洲前缘亚相总体富砂，三角洲入湖时因能量减弱、流速减小，使富砂碎屑在河口处堆积，形成河口坝微相。河口坝微相沉积物粒度较粗，以厚层中、细砂岩为主，发育波纹交错层理和大型交错层理，测井曲线表现为齿状钟型。远砂坝微相沉积物与河口坝的相比较细，岩性主要为粉砂岩、泥岩及泥质粉砂岩薄互层，可见碳屑似纹层状分布，发育生物扰动构造，层理构造以波纹层理、水平层理和块状层理为主(见图(4-5))。

3.2 沉积微相剖面分布

以研究区NW-SE向剖面(见图4)为例，分析松辽盆地西斜坡中部含油组合四级层序格架内沉积体系在垂向剖面的发育特征，剖面位置见图1。

青二段Cg4的湖扩域(Eg4)以发育滨浅湖混合滩沉积微相为主；湖泊萎缩域体系域(Sg4)在江22井—杜13井—杜610井一带发育三角洲前缘河口坝和远砂坝微相，碎屑物供应受西部物源的影响。Cg3的湖扩域(Eg3)在江22井以东发育三角洲前缘沉积，在杜13井—杜610井一带及杜416井附近发育滨浅湖混合滩和砂质滩坝微相；湖泊萎缩体系域(Sg3)在杜13井—杜610井—杜71井一带以三角洲前缘沉积占优势，其他地区广泛发育砂质滩坝和混合滩沉积微相。

青三段的Cg2四级层序由滨浅湖沉积构成。湖泊扩张体系域(Eg2)的沉积微相以砂质滩坝为主，杜416井区发育薄层钙质浅滩沉积微相，在江24井—江22井—杜13井一带发育混合滩；湖泊萎缩体系域(Sg2)以杜13井为界，东部的杜610井区发育砂质滩坝沉积微相，在杜71井—杜416井区为混合滩、钙质浅滩和砂质滩坝互层，西侧仅发育混合滩微相。Cg1四级层序以滨浅湖混合滩沉积微相为主，仅湖泊扩张体系域(Eg1)底部靠近层序界面附近发育较大规模三角洲前缘沉积亚相。Cg0四级层序的两个体系域Eg0、Sg0分别发育滨浅湖混合滩和三角洲前缘沉积微相。

姚一段的Cp1四级层序地层在研究区遭受广泛剥蚀，剖面上仅分布于杜416井附近，主要发育滨浅湖混合滩微相，在湖扩域(Ep1)底部靠近与青山口组之间的不整合面附近，以及萎缩域(Ss3)的顶部为三角洲前缘的河口坝和远砂坝沉积微相。

3.3 沉积微相平面分布

在划分四级层序基础上，分析测井、岩心及地震资料，绘制松辽西斜坡中部含油组合四级层序各体系域沉积微相平面分布图(见图(6-8))，确定沉积体系域在四级层序格架内展布规律，反映它在类型、规模和展布格局上存在差异，但也具有一定继承性。

图6 松辽盆地北部西斜坡青二段各四级层序沉积微相平面分布Fig.6 Plane distribution of sedimentary microfacies of the 4th-order sequence stratigraphic in the member 2 of Qingshankou formation in the west slope of northern Songliao basin

3.3.1 青二段

青二段下部Cg4的湖扩域(Eg4)和萎缩域(Sg4)地层剥蚀尖灭线位置相当，Eg4地层分布范围略大于Sg4的；顶部Cg3的湖扩域(Eg3)和萎缩域(Sg3)沉积时期地层尖灭线略为西移。沉积微相发育三角洲前缘河口坝、远砂坝沉积和滨浅湖砂质滩坝、混合滩、泥滩。

Cg4的湖扩域(Eg4)受多方向物源的影响，在盆地西斜坡的西部、北部、南部和西南部发育三角洲沉积体(见图6(a))，在江57井—江66井一带可见大规模沿岸砂坝沉积微相；Sg4时期，各方向物源供应明显增强，三角洲朵体不断向湖区推进(见图6(b))，发育新的西北部物源三角洲，其间发育滨浅湖混合滩和小规模滨浅湖砂质滩坝沉积微相。

图7 松辽盆地北部西斜坡青三段各四级层序沉积微相平面分布Fig.7 Plane distribution of sedimentary microfacies of the 4th-order sequence stratigraphic in the member 3 of Qingshankou formation in the west slope of northern Songliao basin

Cg3的湖扩域Eg3沉积时期，除北部三角洲外，其他方向陆源碎屑供应强度增加，三角洲前缘沉积体规模扩大，研究区东南部以滨浅湖混合滩和砂质滩坝沉积微相为主(见图6(c))。Sg3沉积时期，研究区北部和西南部的三角洲前缘沉积体规模扩大，湖泊逐渐萎缩，西北部和西南部主要发育滨浅湖泥滩沉积微相(见图6(d))。

3.3.2 青三段

青三段底部Cg2的湖泊扩张域(Eg2)和湖泊萎缩域(Sg2)尖灭线位于富61井—富17井—来D7井一带，在Cg1和Cg0的4个体系域沉积时期，尖灭线不断东移至杜22井—来21井一带以东。主要发育三角洲前缘河口坝和远砂坝沉积微相，以及滨浅湖砂质滩坝和混合滩沉积微相，仅在Cg2的2个体系域发育钙质浅滩沉积微相。

Cg2的湖扩域(Eg2)发育的三角洲沉积体受三个方向物源的控制，其中西南部物源的朵叶体规模较大，滨浅湖砂质滩坝呈孤立坨状发育于三角洲沉积体之间，且在西北部沿地层尖灭线大规模发育，滨浅湖钙质浅滩微相可见于研究区中部及西南部(见图7(a))；萎缩域Sg2沉积时期，来36井附近发育新的三角洲前缘沉积体，其朵叶体与先期西南部物源三角洲相叠覆，钙质浅滩沉积规模相对扩大，不发育大型砂质滩坝沉积。(见图7(b))。

Cg1的湖扩域Eg1沉积时期，西部物源三角洲由两个独立朵叶体组成，西南部滨浅湖砂质滩坝规模较大(见图7(c))；湖泊萎缩体系域(Sg1)，西部三角洲的两个朵叶体分别移至南北两侧，且不断往湖区推进；东北物源控制的三角洲沉积体不再发育，滨浅湖砂质滩坝明显减少(见图7(d))。

青三段顶部Cg0的湖扩域(Eg0)地层分布范围明显缩小，两个三角洲分别受西部与西北部物源的控制，其他地区发育滨浅湖混合滩沉积微相(见图7(e))；Sg0沉积时期，湖扩域时期发育的三角洲沉积体在规模上明显减小，可见极小规模的砂质滩坝沉积微相(见图7(f))。

图8 松辽盆地北部西斜坡姚一段Cp1四级层序各体系域沉积微相平面分布Fig.8 Plane distribution of sedimentary microfacies of the 4th-order sequence stratigraphic in the member 1 of Yaojia formation(Cp1)in the west slope of northern Songliao basin

3.3.3 姚一段

姚一段Cp1的湖扩域(Ep1)在研究区分布较为局限，地层尖灭于杜73井—英21井附近(见图8(a))，萎缩域(Sp1)时期地层分布区域有所扩大，地层剥蚀尖灭线向西迁移至杜84井—杜45井—来28井一带以西(见图8(b))。主要发育河口坝、远砂坝和滨浅湖混合滩沉积微相。

Cp1的湖扩域(Ep1)发育的三角洲分别受北部和西部物源的控制，其南部为滨浅湖混合滩沉积微相(见图8(a))。Cp1四级层序的萎缩域(Sp1)发育受西南部物源控制的三角洲，且西部物源三角洲向湖盆的方向迁移，三角洲规模总体扩大(见图8(b))。

4 结束语

松辽盆地北部西斜坡青二段至姚一段地层共划分6个四级层序，自下而上命名为Cg4、Cg3、Cg2、Cg1、Cg0和Cp1；根据最大湖泛面识别出相应的湖扩域和萎缩域，自下而上依次为Eg4和Sg4、Eg3和Sg3、Eg2和Sg2、Eg1和Sg1、Eg0和Sg0，以及Ep1和Sp1。

三级层序青二段的2个四级层序(Cg4、Cg3)的4个体系域(Eg4、Sg4、Eg3、Sg3)，由下至上地层分布范围逐层扩大，地层的剥蚀尖灭线位置不断向西迁移。三级层序青三段的3个四级层序(Cg2、Cg1、Cg0)及其6个层序体系域(Eg2、Sg2、Eg1、Sg1、Eg0、Sg0)，由下自上地层分布范围逐层缩小，地层的剥蚀尖灭线逐渐东移。四级层序姚一段的Cp1的湖扩域(Ep1)分布较为局限，地层剥蚀尖灭线位于研究区东部，到萎缩域(Sp1)沉积时期，尖灭线位置向西推移，地层分布有所扩大。

各四级层序体系域的沉积体系展布规律具有相似性，但也有一定区别。分析沉积微相垂向发育特征，不同级别层序界面附近总体发育河口坝和砂质滩坝，两种富砂的沉积微相可作为良好的储层；最大湖泛面以泥滩和混合滩的泥质为主，可形成封堵，盖层特征明显。平面上，SQqn2的Eg4发育的西南部、西部、北部、南部四个物源方向的三角洲前缘沉积体，在Sg4、Eg3和Sg3沉积时期不断扩大，向湖推进，滨浅湖泥滩、混合滩萎缩，三角洲前缘和滨浅湖砂质滩坝、泥滩、混合滩在该时期共存。SQqn3的Cg2发育滨浅湖体系的钙质浅滩微相，Eg2时期的先期物源三角洲，在Sg2沉积时期相对缩小，新发育的三角洲与西南部三角洲朵叶体相叠置，钙质浅滩规模扩大。Eg1时期研究区西部三角洲沉积体的两个朵叶体在Sg1时期分别向南北迁移，西南部的滨浅湖砂质滩坝不再发育；Eg0发育的三角洲复合体分别来源于西北部和北部，在Sg0时期规模缩小，并出现小规模的砂质滩坝。Ep1时期，三角洲复合体物源来源于西部及北部，Sp1新发育西南部物源三角洲前缘沉积体，西部物源三角洲不断向湖区推进，滨浅湖混合滩部逐渐萎缩。

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2016-05-30；编辑：张兆虹

国家科技重大专项(2011ZX05001-002)

肖竣文(1989-)，男，博士研究生，主要从事沉积学和地层学方面的研究。

辛仁臣，E-mail: xinrenchen@163.com

TE121.3

A

2095-4107(2016)05-0075-11

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2016.05.009