箕状断陷湖盆初始裂陷期层序地层与沉积充填特征 以松辽盆地梨南洼槽下白垩统火石岭组二段为例.docx

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1、箕状断陷湖盆初始裂陷期层序地层与沉积充填特征以松辽盆地梨南洼槽下白垩统火石岭组二段为例折陷湖盆是中国深层油气勘探的重要接替领域，特别是初始裂陷期发育大面积储集砂砾岩和厚层烧源岩湖盆l-2o其中，箕状断陷湖盆是断陷期形成的典型湖盆类型，其不对称的同沉积断裂活动对不同沉积时期砂体的分布样式具有重要的控制作用，从而致使断阶带和斜坡带油气富集规律具有较大的差异。因此，研究箕状断陷湖盆断阶带和斜坡带对沉积充填演化的影响3-4,对箕状断陷湖盆层序格架下地层值和潜力。中国东部盆地在中、新生代以来太平洋板块向欧亚板块的俯冲作用下，产生了一系列叠置在古生界和元古界之上的裂谷型盆地7-8,地质结构复杂，储集扇体分

2、布不均，再加上埋藏深，钻井少等因素的约束，致使箕状断陷湖盆断阶带和斜坡带沉积充填规律认识较为薄弱。梨树断陷南部梨南洼槽新钻井以及新三维地震资料的采集处理为箕状断陷湖盆初始裂陷期的沉积充填特征研究提供了可能，因此,本文以梨树断陷南部梨南洼槽火二段为研究对象，综合运用岩心、录井、常规测井以及三维地震资料对研究区火二段进行高分辨率层序地层以及沉积体系研究，总结箕状断陷盆地沉积特征及模式，以期为该地区和类似断陷盆地的油气勘探为西部断阶带、中部洼陷带和东部斜坡带。断裂走向整体以北北西向和北北东向展布为主，在控凹断层的制约下，营城组沉积时期上升盘地层遭受剥蚀，造成地层缺失，东部地区逐渐减薄超覆尖灭。整体特

3、征与梨树断陷相一致，具有西陡东缓，西断东超箕状断陷的沉积格局。图1图1梨南洼槽区域构造位置a.梨树断陷构造格局；b.松辽盆地构造格局Fig. ITectoniclocationoftheLinanSag梨南洼槽经过多期构造运动，最终形成下断上坳的叠置型复合盆地的构造格局10。梨南洼槽从火石岭期（Klhs）到营城期（Klyc）,经历初始断陷期、强烈断陷期两大演化阶段。其中初始裂陷期（火石岭期）地层整体分布于基底之上，Fig. 2ComprehensivestratigraphiccolumnoftheLinanSag2层序界面识别及层序特征层序界面是指在沉积过程中形成的具有一定规模与范围的不整合

4、或与之对应的整合面。在层序界面上下岩性、测井曲线、古生物及地震剖面反射特征均具有明显的变化，可以作为层序界面识别的良好标志10-11。本论文主要选取岩性、测井曲线及三维地震资料对梨南洼槽火二段层序界面进行识别分析，自下而上共识别出4个层序界面SB1SB4,将火二段划分1个长期基准面旋回LSC1,对应1个三级层序，3个中期基准面旋回MSC1, MSC2和MSC3,对应3个四级层序SQL SQ2 和 SQ3。2. 1层序界面特征1）长期基准面旋回界面特征长期基准面旋回是由盆缘不整合面及与其对应的盆内整合射轴终止样式（图4AA和BB）。图3梨南洼槽火二段中期基准面旋回界面测井曲线识别标志a. SB4

5、测井曲线特征，梨南1井；b.SB3测井曲线特征，梨南4井；c.SB2测井曲线特征，梨南2井；dSBl测井曲线特征，梨南6井Fig. 3Loggingmarkersforidentifyingthemedium- termbaselevelcycleboundariesinthesecondmemberofHuoshilingFormation, LinanSag图4图4梨南洼槽火二段中期基准面旋回界面地震反射特征（剖面位置见图1）a.过梨南4梨南6井地震剖面；b.过梨南1梨南2井地震剖面Fig. 4Seismicreflectioncharacteristicsofmedium- termba

6、seleveleyeleboundariesinthesecondmemberofHuoshiliLinanSagngFormation(seeFig. lforthelocationofthesection)2）中期基准面旋回界面特征中期基准面旋回是由盆内局部整合面所限定的地层单元,在盆地范围内局部可追踪对比12-13o MSC2界面之下以灰色厚层砂砾岩为主，界面之上为暗色泥岩，在地震剖面上由界面之下的连续弱振幅转变为连续中振幅，在自然伽马测井曲线响应上由界面之下的低值突变至界面之上的高值，如梨南2井（图3）。MSC3界面之下为砂泥互层为主，自然伽马测井曲线为高值，界面之上为一套可对比性良好

7、的煤层，如梨南4井（图3）,在地震剖面上由界面之下的连续中振幅转变为连续强振幅。MSC2和MSC3界面在研究区的东部表现出明显的上超反射特征（图4AA）。2. 2高频层序地层格架火二段时期属于松辽盆地初始裂陷期，受梨南断裂控制，总体形成断阶凹处厚，缓坡薄的沉积地层。在火石岭组末期,受桑树台大断裂影响，地层抬升，火二段西部地层遭受剥蚀,地层缺失。因此火二段总体上表现出在梨南断层下盘缺失,段因遭受剥蚀而缺失。图5图5梨南洼槽梨南2井火二段基准面旋回-沉积相划分Fig. 5Divisionofbaselevelcycles-sedimentaryfaciesinthesecondmemberofHu

8、oshi1ingFormation ( WellLinan2 ),LinanSag3沉积相类型及特征通过对研究区火二段取心井的岩心精细解释观察，并综合测井、录井资料及三维地震资料，认为梨树断陷梨南地区火二段主要发育的沉积相类型为扇三角洲相和湖泊相。3. 1扇三角洲相扇三角洲是断陷湖盆典型的沉积类型14,紧邻物源，搬运距离短，堆积速度快。成熟度低，磨圆分选较差，沉积物粒度粗。岩性主要为杂色、灰色砂砾岩（图6ac）、灰色泥岩，砂砾岩中泥质含量较高，具有近物源、快速沉积的特征。图6梨南洼槽火二段典型岩心照片a.杂色细砾岩，砾石以次棱角-次圆状为主，梨南6井，埋深2240. 3m； b.灰色含砾粗砂岩

9、，具正粒序，梨南2井，埋深3100m； c.灰色细砾岩，砾石以次棱角-次圆状为主，梨南2井，埋深2953. 2m； d.灰色细砂岩，具正粒序，冲刷面，梨南2井，埋深2870. 4m； e.含砾粗砂岩，砾石以次圆状为主，梨南6井，埋深2601. Im； f.灰色细砂岩，平行层理，梨南6井，埋深2597. 7m； g灰色中砾岩，含炭屑，梨南6井，埋深2597. Im； h.黑色泥岩，梨南4井，埋深2314. 2m；i.灰色泥质粉砂岩，梨南4井，埋深2314. 9mFig. 6PhotosshowingtypicalcoresfromthesecondemberofHuoshilingFormati

10、oninLinanSag, SongliaoBasin折阶带扇三角洲粗粒岩性以灰色砂砾岩、含砾细砂岩以及细道主要由灰色含砾粗砂岩、含砾细砂岩以及细砂岩等组成,砾石大小230cm,分选较差，砾石主要为岩浆岩类，杂基含量较多（图6b）,冲刷面明显（图6d）,水下分流河道砂体连续厚度可达60mo断阶带扇三角洲前缘岩性以灰色粗砂岩和细砂岩为主，砾石含量较少，沉积物较细，可见平行层理（图6d）、板状交错层理、楔状交错层理以及块状层理，如梨南6井（图7b, e）。泥岩以深灰色、灰色为主，局部见薄层煤线，泥岩连续累计厚度明显较断阶带厚，地震反射主要为中-弱振幅前积反射结构（图7b）。图7图7梨南洼槽火二段不

11、同沉积相类型典型测井响应、沉积序列及地震反射特征a.梨南6井缓坡带扇三角洲平原沉积序列；b.梨南6井扇三前积而形成的沉积地层为主，岩性以含砾粗砂岩和细砂岩为主，搬运距离相对断阶带远，颗粒磨圆和分选较好（图6e）,充填物从下向上粒度明显变细。砾石磨圆以次棱角一次圆状为主，局部见植物炭屑（图6g）,常规测井曲线上也具有明显的低伽马、低密度特征，但垂向规模小于断阶带扇三角洲（图7c, d）o研究区斜坡带扇三角洲平原带分流河道砂体岩性以杂色细砾岩为主（图6a）,砾石直径210mb砾石成分以凝灰岩和安山岩成分为主，分选差-中等，磨圆次棱角-次圆状，分流河道砂体厚度较大，可达70m,测井曲线为箱型或钟型，

12、从地震剖面上看，主要为弱振幅杂乱地震反射（图7b）o斜坡带扇三角洲前缘带岩性以灰色粗砂岩和细砂岩为线形的出现表明水体能量波动频繁。受湖浪改造作用影响,局部发育质地纯净的灰色细砂岩和粉砂岩（图6i）,单层厚度13%主要发育波状层理和块状层理。自然伽马测井曲线呈低幅指型和顶或底突变。在地震剖面上以中-强振幅低频连续席状平行反射结构为主（图7e, f）,代表沉积环境较为稳定。4沉积充填演化规律研究区钻井较少,但已有的钻井分布均匀，新的地震资料为沉积相展布研究提供了条件。依据单井、剖面沉积相分析,结合优选地震属性图（图8）、砂砾岩厚度与砂地比图，综合研究区火二段高分辨率层序格架内沉积相的空间配置关系。

13、时湖平面低，可容纳空间较小，属于饥饿型沉积。结合单井和地震属性特征，东部斜坡带发育叠置连片的扇三角洲沉积,积达25. 2km2o西部断裂控制，受古地貌和物源控制，发育3个独立的不同规模扇体，总体上形成小平原、大前缘的沉积格局。西南部和西北部扇体面积较小，分别为6. 6km2和57km2,特别是梨南2井处物源充足，过断裂后，延伸范围可达4km,面积可达9. lkm2 （图9a）,湖盆中部以浅湖为主。图9图9梨南洼槽火二段中期基准面旋回沉积相展布a. MSC1； b.MSC2； c. MSC3Fig.9Distributionofsedimentaryfaciesinmedium- termbas

14、elevelcyclesofthesecondmemberofHuoshilingFormationinLinanSag, SongliaoBasinMSC2时期，湖盆扩张，地层沉积范围扩大，可容纳空间不断可容纳空间持续扩大，物源供给也不断增强，较MSC2沉积范围更大。特别是斜坡带物源供给进一步加强，东部扇三角洲前缘沉积规模不断扩大，扇体延伸距离增大，相互叠置,面积可达69. 2km2（图9c）,西部梨南4井扇体面积达4. 2km2,南部扇体面积11.5k2断裂周围为该时期沉积中心，大面积浅湖发育，形成厚层的黑色泥岩，也为研究区煌源岩的发育提供了条件。5箕状断陷湖盆沉积充填影响因素及充填模式5

15、.1 箕状断陷湖盆沉积充填影响因素在箕状断陷湖盆层序沉积充填过程中构造是主控因素,与气候、物源供给及湖平面升降之间存在复杂的关系，特别是断陷盆地构造演化的阶段沉积，古凸起与沟谷共生，往往形成小型的物源供给体系，从而形成梨南2井和梨南4井小规模扇体（图10）o东部区域性古隆起往往形成大规模的物源供给区。沉积体系的形态受古地貌的控制。断阶坡折沉积物往往顺着物源区沟谷运移至湖区，断裂转换带形成物源的关键通道，发育独立的扇体，斜坡坡折带小型侵蚀沟谷容易发育，但分布不稳定，容易改道，扇体易于连片分布（图10）o沉积亚相带分布受古地貌控制。断阶坡折是平原与前缘的分界线，但断裂断距不断变小时，其分界逐渐不明显，从地震剖面看，工区西南部砂体平原带延伸至凹陷带。东部斜坡带扇三角洲平原和前缘分界线不稳定，易于受湖平面的波动影响。图10泥岩（煤线）中发育丰富的古老针叶林和灌木草，其中具气囊的松柏类花粉很丰富