塔里木盆地轮台地区白垩系层序及地震相特征

闫亮，闫艳琴，王梦楠，赵渊

(中石化西北油田分公司勘探开发研究院，新疆 乌鲁木齐 830011)

轮台地区位于塔里木盆地沙雅隆起北部雅克拉断凸东段，东邻草湖凹陷，南接阿克库勒凸起，北为库车坳陷(图1)。白垩系是工区主要勘探层之一。20世纪80年代发现了轮台(沙3井)白垩系油气藏，沙54井在前中生界侵蚀面上的底砂岩中见良好的油气显示，预示良好的潜力(图1)[1]。工区内钻井少、且分布不均，前人对白垩系层序地层的划分成果，受勘探程度、资料品质差异等因素的制约，其精度不能满足勘探需求[2-3]。2006年中石化西北油田分公司在该区部署了三维地震，本文在这一背景下，开展白垩系地震相研究，为勘探开发提供技术支持。

1 地质背景及层序划分

轮台三维工区的核心是雅克拉断凸，是夹持在南侧的轮台断裂与北侧的雅南断裂之间的断垒块体，为古生代残余古隆起，经历过复杂的构造演化，今为库车前陆盆地北部斜坡带的一部分[3-5]。断凸核心部位出露前震旦系变质岩，南、北侧及西段依次保存震旦—寒武系碳酸盐岩地层。三叠系和下侏罗统仅发育于雅克拉断凸的南、北两侧，向断凸顶部超覆尖灭。白垩系总体呈角度不整合覆盖于下伏地层之上，自下而上可分为亚格列木组、舒善河组、巴西盖组和巴什基奇克组，其中，亚格列木组、舒善河组、巴西盖组统称为卡普沙良群。上白垩统缺失，与古近系呈低角度不整合-平行不整合接触。

本次研究借鉴陆相层序地层学概念体系[7-8]，井震结合，将区内白垩系划分为3个二级层序、6个三级层序(Sq1～Sq6)，对三级层序进一步划分体系域(图1)。

亚格列木组与上覆舒善河组中下段组合形成超层序I，发育低位体系域和湖侵体系域，亚格列木组砂砾岩对应低位体系域；舒善河组中下段对应湖侵体系域，总体上为向上变细的水进序列，由一套杂色砾岩和灰绿色泥岩组成，代表了白垩系早期构造活动的沉积充填；层序底界面为前中生界侵蚀不整合面，下削上超不整合界限清楚。从地震剖面上可见，超层序I明显受古地貌控制。沙54井测井曲线上识别出2个湖泛面[9]，湖泛面岩性上表现为泥岩厚度加大，砂岩含量降低，一次湖泛面对应一个古突起被淹没至水下，至最大湖泛面，古突起均淹没水下，结束了“隆凹”相隔的局面，完成了填平补齐。

舒善河组上段(Sq2)与巴西盖组(Sq3)构成超层序II。Sq2以湖进体系域为主的层序，由湖泊细粒沉积和河流三角洲沉积组成，层序底界面为最大湖泛面，是由湖泊沉积迅速过渡为河流三角洲沉积的突变面。Sq3相当于巴西盖组，为三角洲平原的辫状河道沉积。

图1 轮台地区沙54-沙3-提1井东西向白垩系层序格架剖面图Fig.1 The Cretaceous Sequence stratigraphy profile across wells of S54,S3 and t1 from the east to the West in the luntai area,tarim basin

巴什基奇克组构成超层序Ⅲ，由3个三级层序底砂砾段(Sq4)、巴什基奇克组砂岩夹泥岩段(Sq5、Sq6)组成，以一套冲积扇-辫状河沉积为特征，代表盆地沉积沉降减慢、被充填淤浅的沉积充填。层序底界面是冲积扇的砂砾岩沉积，层序顶面与上覆古近系呈微角度-平行不整合接触。

2 地震相分析

2.1 地震相剖面解释

在层序划分的基础上，对地震剖面反射结构、振幅、频率等属性进行解剖，在有井的情况下建立地震相与沉积相的对应关系，分析其地质意义。白垩系因沉积背景的差异，地震剖面上呈不同地震相特征(表 1)。

Sq1地震剖面呈受古地形控制的空白弱反射充填地震相(图2)，侵蚀面附近具“沟谷充填”特征[10]。据沙54、沙3井揭示的底砂岩厚度分别为13.5 m、18 m，与沟谷空间规模关系密切，岩性为杂色块状粗砾岩、中-细砾岩夹砂岩、杂色泥岩组成(图3-d)，砂岩结构成熟度和成份成熟度低，物源直接来自断凸暴露基底，具明显的“穿时性”。空白弱反射则标定为舒善河中下段滨浅湖相沉积。钻井揭示舒善河组中下段为棕褐、绿灰色泥岩夹薄层粉砂岩，砂体发育波状砂纹层理，反映水动力条件弱(图3-c)。

表1 轮台地区白垩系地震相类型及特征Table 1 The types of Seismic facies characteristic for the luntai area of Tarim basin

图2 轮台地区过沙54井-沙3井东西向地震层序解释剖面Fig.2 Sequence interpretation of seismic profile from well S54 to S3 in the luntai area,tarim basin

Sq2内部可见斜交的前积反射地震相，反映携带沉积物的水流推进过程中前积作用产生的反射结构，振幅能量变强，钻井标定为三角洲前缘沉积，测井上呈多个反旋回，地层含砂率提高。

Sq3为一种振幅中等、中连续亚平行地震相，反映了水动力相对较强的沉积环境。测井曲线上，自然伽马、深感应曲线表现为齿化箱状特征，钻井取心岩性以浅棕褐色砂岩夹棕褐色泥岩为主，底部见冲刷面及定向排列的砾石(图3-b)，发育块状层理，向上见平行层理及板状交错层理，为三角洲平原的辫状河道沉积。

Sq4内巴什基奇克组底砂砾岩段，地震剖面为强振幅、强连续平行地震相，测井曲线呈高伽马、高电阻率特征，为扇三角洲沉积。强振幅由东向西变弱，反映了砂砾岩从东向西展布、逐渐尖灭。

Sq5及Sq6相当于巴什基奇克组砂岩夹泥岩段，以沙3井区的湖相泥岩为界，整体为空白弱反射地震相，为辫状河沉积，岩性较均一，相比上段自然伽马曲线的泥岩薄层明显增多。沙54井取心以棕红色中砂岩为主，发育河道冲刷面及底部滞留沉积，见沿层定向排列的泥砾，底部及中部见大型的槽状交错层理(图3-a)，测井曲线上见多个正旋回，河道沉积特征明显。

垂向对比发现，研究区白垩系沉积体系自下而上依次为冲积扇—滨浅湖—三角洲前缘—三角洲平原—扇三角洲沉积—辫状河三角洲沉积，具完整的叠置模式，不同位置因古地貌、物源供给条件差异，叠置关系略有差别。

图3 轮台地区钻井典型岩心照片Fig.3 Typical core photographs of drilling in Luntai area

2.2 地震相平面解释

本次应用landmark的波形分类模块，在精细标定基础上，对横向存在变化的主要层序界面进行波形分类预测[11-16]。

图4-a是舒善河组上段(Sq2)时窗内沿层波形属性平面图。舒善河组上段全区填平补齐，标定的振幅与砂体百分含量呈正相关趋势，图中东北地区振幅能量强，朵状分布(绿色)区可能为三角洲平原沉积，向东南逐渐变为中-弱振幅特征，弱振幅背景(灰白色)代表滨浅湖沉积，中等振幅(浅蓝色)代表了三角洲前缘沉积的分流河道或沙坝沉积。表明此时已开始接受北部物源供给，物源主要来自NE方向(图5)；图4-b是巴西盖组(Sq3)时窗内沿层波形属性平面图。巴西盖组沉积继承舒善河组特征，继续接受东北部物源，同时西北部也开始提供物源，沉积相带以三角洲平原(绿色)、滨浅湖(蓝色)为主，沙54井、沙3井均处于三角洲平原相内；图4-c是巴什基奇克组砾岩段(Sq4)时窗内波形分类属性平面图。红色标定为砾岩沉积区，砾岩分布由东向西南逐渐尖灭，其物源方向与舒善河组上段有一定的继承性，主要来自东北及西北部。沙3井处于砾岩沉积区，沙54井位于砾岩区边部，沙54井西南部砾岩相变为三角洲平原或前缘砂体；图4-d是沿沙3井区巴什基奇克组油气层顶面(Sq5)向上时窗内波形分类属性平面图。研究区东部的半圆形异常，代表巴什基奇克组湖相泥岩沉积范围，振幅越强可能说明泥岩沉积厚度越大，向西及西南部泥岩异常变薄、尖灭，蓝色弱振幅区为辫状河富砂沉积区，盖层不发育，沙54井位置盖层相对不利(图6)。

图4 轮台地区白垩系地震相分类属性平面图Fig.4 Seismic facies classicfication attribution map of the cretaceous in the luntai area

图5 轮台地区白垩系舒善河组上段沉积相平面图（Sq2）Fig.5 Sedimentary facies of Cretaceous in Luntai area(Sq2)

3 有利区预测

工区白垩系共存在3套储盖组合，分别为巴什基奇克组上部泥岩与巴什基奇克组下部砂岩、舒善河组内部泥岩和舒善河组砂岩的组合及舒善河泥岩和下部砂岩的组合。通过地震相、沉积相分析来看，白垩系舒善河组物源供应较少，主要发育大面积湖泊沉积体系，是寻找岩性圈闭的有利层段，扇三角洲前缘向滨浅湖的过渡部位有利于岩性圈闭发育；巴西盖和巴什基奇克组沉积时期，天山隆起加强，物源供应充分，发育大规模辫状河三角洲沉积体系，辫状河三角洲体系又可划分为辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘、前辫状河三角洲3个亚相，砂岩发育，应以寻找构造圈闭为主。实际上，目前在巴什基奇克发现的油气藏均为构造控制的油气藏。从地震相图和沉积相图可见(图4-c，d，图6)，沙3井区储盖组合匹配良好，到沙54井区由于相变导致盖层条件差。因此，该区白垩系巴什基奇克组在下步勘探过程中要加强盖层的评价。

图6 轮台地区白垩系巴什基奇克组沉积相平面图(Sq5)Fig.6 Sedimentary facies of Cretaceous in Luntai area(Sq5)

4 结论

(1)通过研究认为轮台地区白垩系垂向上依次发育冲积扇—滨浅湖—三角洲前缘—三角洲平原—扇三角洲沉积—辫状河三角洲沉积，将轮台地区白垩系划分为3个二级层序、6个三级层序(KSq1～K-Sq6)，在三级层序内不同层段识别出了沟谷充填、充填、席状亚平行、前积反射等地震相类型，通过井震标定，对不同地震相所代表的沉积相进行解释，识别出滨浅湖-扇三角洲沉积体的边界。

(2)轮台地区三维地震反射结构、振幅、波形等属性变化特征能较好的反映岩相变化，地震相分析能较好了解工区有利储盖条件。舒善河组中下段呈弱振幅、连续性差特征，岩性较均一，是良好的盖层；舒善河组中上段前积反射为有利储盖组合之一，工区东部砂体最发育，中部相对较发育；巴什基奇克组中部强振幅为泥岩盖层响应，工区中东部(沙3井区)是巴什基奇克组储盖组合发育区，工区内白垩系舒善河组以寻找岩性圈闭为主，巴什基奇克组和巴西盖组以构造型圈闭为主要勘探对象，同时要加强盖层的评价。

(3)本次研究表明，三维尺度下利用传统地震相分析与地震波形聚类相结合的办法能快速、客观的了解新工区的层序地层和沉积特征，为塔北地区碎屑岩沉积相提供一定借鉴。