樊 奇，樊太亮，田繼軍，孫銘赫，李 澍

(1.中國地質(zhì)大學(xué) 能源學(xué)院，北京 100083； 2.新疆大學(xué) 地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，烏魯木齊 830047；3.石油工業(yè)出版社，北京 100011； 4.青海華岳石油技術(shù)有限公司，青海 茫崖 816400)

松遼盆地四方坨子地區(qū)泉頭組四段—嫩江組三段層序地層及沉積演化

樊 奇1，樊太亮1，田繼軍2，孫銘赫3，李 澍4

(1.中國地質(zhì)大學(xué) 能源學(xué)院，北京 100083； 2.新疆大學(xué) 地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，烏魯木齊 830047；3.石油工業(yè)出版社，北京 100011； 4.青海華岳石油技術(shù)有限公司，青海 茫崖 816400)

以147口探井、300口開發(fā)井資料為基礎(chǔ)，并重點(diǎn)結(jié)合25口取心井的巖石學(xué)特征及地震反演分析，對(duì)松遼盆地四方坨子地區(qū)泉頭組四段—嫩江組三段開展層序地層劃分及沉積演化規(guī)律研究。結(jié)果表明，泉四段—嫩江組地層可劃分為3個(gè)Ⅱ級(jí)層序、7個(gè)Ⅲ級(jí)層序和21個(gè)Ⅳ級(jí)層序。在層序演化背景下，泉四段沉積期發(fā)育曲流河三角洲—濱淺湖沉積環(huán)境，青山口—嫩江組沉積期發(fā)育辮狀河三角洲—濱淺湖—半深湖—深湖沉積環(huán)境。這一過程中，受沉積基準(zhǔn)面升降、燕山期全盆左旋走滑和海侵作用的共同影響，沉積物源發(fā)生白城水系—英臺(tái)水系—訥河水系的變化，沉積中心由齊家古龍凹陷向三肇凹陷遷移，突出表現(xiàn)為三角洲朵體軸向發(fā)生SW-NW-NE的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，以及青一段和嫩二段兩期最大湖泛面的發(fā)育?；谏鲜龀练e認(rèn)識(shí)，提出了低幅構(gòu)造脊聚集油氣與湖泛期沉積尋找頁巖油氣資源的新思路。

泉頭組；青山口組；姚家組；嫩江組；沉積演化；四方坨子；松遼盆地

自20世紀(jì)50年代勘探至今，松遼盆地已成為我國石油工業(yè)的重要支撐和陸相油氣地質(zhì)研究的典范。根據(jù)基底和蓋層條件，盆地劃分為6個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元；西部斜坡與中央坳陷紅崗斷階共同組成西部沉積體系[1]，其東臨大慶長垣，勘探程度低，是油氣有利指向區(qū)。四方坨子地區(qū)地處吉林省鎮(zhèn)賚縣境內(nèi)，于2002—2007年間在F2、F3等區(qū)塊的高臺(tái)子油層、薩爾圖油層獲得高產(chǎn)，已落實(shí)百萬噸年產(chǎn)能。但粗糙的沉積和砂體認(rèn)識(shí)與精細(xì)油藏描述之間的差距，已無法滿足低油價(jià)時(shí)期多層系勘探的生產(chǎn)需求。該區(qū)僅開展過三維地震儲(chǔ)層反演，井資料利用率低，對(duì)沉積物源和砂體走向有爭議，各層系沉積體系和有利儲(chǔ)集相帶未完全揭示，中淺層沉積演化規(guī)律有待深入探究。

泉頭組四段(扶余油層)、青山口組二+三段(高臺(tái)子油層)、姚家組一段(葡萄花油層)、姚家組二+三段及嫩江組一+二段(薩爾圖油層)和嫩江組三段(黑帝廟油層)是松遼盆地中淺層成藏組合的關(guān)鍵，各套地層相互繼承并被改造。明確其沉積相類型和演化過程對(duì)深化油氣富集規(guī)律具有重要作用。朱筱敏、鮑志東、董清水等[1-4]從不同角度對(duì)松遼盆地南部的地層發(fā)育特征開展過分析，對(duì)本次工作的初步認(rèn)識(shí)起到了重要作用。本文利用25口取心井和大量開發(fā)資料，開展了多層系的地層劃分和對(duì)比，結(jié)合巖石學(xué)特征、沉積構(gòu)造、地震反演手段分析沉積物源和沉積相類型，恢復(fù)泉四段—嫩三段沉積演化并探究其影響因素，有助于發(fā)揮沉積地質(zhì)基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)，完善松遼盆地西部沉積體系勘探思路。

1 地質(zhì)概況

松遼盆地是具有“斷—拗”雙層結(jié)構(gòu)、“多物源、多沉積體系、相帶環(huán)狀分布”特點(diǎn)的大型含油氣盆地，面積達(dá)26×104km2[1-2]。沉積蓋層由中、新生代碎屑巖系組成，其中白堊系厚度達(dá)5 500余m[2]。自下而上依次發(fā)育下白堊統(tǒng)沙河子組(K1s)、營城組(K1y)、登婁庫組(K1d)和泉頭組(K1q)，上白堊統(tǒng)青山口組(K2qn)、姚家組(K2y)、嫩江組(K2n)、四方臺(tái)組(K2s)和明水組(K2m)。湖盆在拗陷期(K1q3-K2n)漲縮頻繁，具有“兩興兩衰、興急衰緩”的沉積演化特點(diǎn)，即在青一段和嫩二段形成最大湖泛面，是區(qū)域性源、蓋層；同時(shí)在泉頭組末期和姚家組末期快速沉降，而在青山口組中后期和嫩江組中后期緩慢抬升。泉頭組沉積時(shí)期，盆地處于準(zhǔn)平原化階段，河流及三角洲沉積體系發(fā)育。青山口組—嫩江組沉積期，盆地古地形變化迅速，沉積一套河流—三角洲—湖泊砂泥交互式碎屑巖系。鉆揭顯示，本區(qū)泉四段—嫩江組為連續(xù)沉積，從扶余油層到黑帝廟油層含油井段長達(dá)600余m，地層厚度變化有“東厚西薄”的趨勢(shì)，主力烴源巖層青一段頂面埋深1 540～2 050 m。

四方坨子地區(qū)(圖1)構(gòu)造位于中央坳陷區(qū)的紅崗斷階，西靠西部斜坡，東臨齊家—古龍凹陷，整體為一東傾階地構(gòu)造，三維覆蓋面積1 200 km2。該區(qū)構(gòu)造演化經(jīng)歷了熱隆起(T-J2)、斷陷(J3-K1d)、拗陷(K1q3-K2n)和萎縮(K2-Q)4個(gè)階段[1-2]，其深層構(gòu)造定型于燕山Ⅲ幕運(yùn)動(dòng)，在青山口組沉積末期發(fā)育大量斷鼻構(gòu)造，這些斷裂在嫩江組末期的燕山Ⅳ幕運(yùn)動(dòng)中活化，最終定型于明水組末期燕山Ⅴ幕運(yùn)動(dòng)，形成被2條NNE向斷裂帶切割的東傾斷階帶。西側(cè)斷裂帶呈人字形，東側(cè)斷裂帶呈一字形，斷裂走向與砂體走向大角度斜交，可共同配置為構(gòu)造圈閉、斷層—巖性圈閉和巖性圈閉。

圖1 松遼盆地四方坨子地區(qū)位置及中淺層組合地層特征

2 沉積物源

運(yùn)用重礦物分析、密井網(wǎng)解剖和地震屬性提取分析物源變化，證實(shí)了研究區(qū)沉積物源具有多期混合的特征[2-4]。泉四段重礦物組合為“鋯石+白鐵礦+電氣石+石榴石”，并以鋯石(52%～72%)和白鐵礦(21%～43%)居多為特點(diǎn)(F44井等4口取心)，ZTR指數(shù)指向鎮(zhèn)賚，是白城水系(主要)和英臺(tái)水系(次要)的混源沉積區(qū)。青山口組尤其是青一段的物源一直存在分歧，研究發(fā)現(xiàn)青山口組重礦物組合為“鋯石+電氣石+石榴石+綠簾石+金紅石”，并以鋯石絕對(duì)高(61%～95%)為特征(F52井等12口取心)，ZTR指數(shù)指向泰來，表明青山口組沉積物源來自英臺(tái)水系。姚家組重礦物組合類型與青山口組一致，數(shù)量略有變化(鋯石含量變?yōu)?7%～98%，F(xiàn)52井等8口取心)，ZTR指數(shù)結(jié)果一致。嫩江組一+二段發(fā)育巨厚泥巖，嫩三段無取心，利用探井資料分析認(rèn)為，嫩三段沉積物源來自訥河水系?；谏鲜稣J(rèn)識(shí)，對(duì)泉四段、青一段、姚一段、嫩一段提取均方根最大振幅屬性，結(jié)合密井網(wǎng)解剖砂體，根據(jù)河道形態(tài)自然，寬度一致，砂厚遞減的趨勢(shì)，驗(yàn)證了沉積物源變化。

3 地層格架建立

對(duì)泉四段—嫩三段地層，以“低頻約束高頻、單—多井閉合、巖—電響應(yīng)結(jié)合地震約束”的原則，進(jìn)行了層序劃分和對(duì)比。

3.1地震特征

3.2巖—電響應(yīng)

研究區(qū)發(fā)育2套區(qū)域性巖電特征明顯的標(biāo)志層[3-4]。一是嫩二段底部一套厚約6 m的油頁巖，其測(cè)井表現(xiàn)為SP、AC和GR的“三高”特點(diǎn)，與嫩一段形成臺(tái)階跳躍。二是青一段底部發(fā)育10～15 m厚黑色、灰黑色泥巖夾2套油頁巖，與泉四段頂部2套4 m厚砂層夾灰綠色泥巖易區(qū)分。青一段底部測(cè)井響應(yīng)同樣為SP、AC和GR的“三高”特點(diǎn)，R2.5約為10 Ω·m，與泉四段形成臺(tái)階狀跳躍。同時(shí)，姚家組頂界、青二段底界、青三段底界特征明顯，可作為輔助標(biāo)志層。各層序內(nèi)部的沉積暴露面、河道沖刷面、沉積作用轉(zhuǎn)換面、層序疊置樣式變化面可作為局部標(biāo)志層[5-6]。

圖2 松遼盆地四方坨子地區(qū)F44井合成地震記錄及地震剖面

泉四段為一套正韻律沉積序列，主要發(fā)育三角洲平原及前緣(水下)分流河道沉積，泥巖顏色由紫紅色向灰綠色、灰色變化，SP和GR表現(xiàn)為圣誕樹形。

青山口組整體為一套反韻律沉積序列，在沉積末期局部出現(xiàn)正韻律。其中青一段發(fā)育厚層泥巖，平均厚度約46 m；青二段以低砂地比砂泥薄互層為特征；至青三段砂地比明顯增加，在青三段Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ砂組發(fā)育多期4～8 m厚河道砂，構(gòu)成三角洲前緣進(jìn)積沉積序列，青三段底部一套厚約9～13 m的河道砂即為青三段底界。

姚家組由下部反韻律和上部正韻律構(gòu)成，與青三段界限不易區(qū)分，但在內(nèi)部準(zhǔn)層序具有差異。姚一段表現(xiàn)為粒度“上粗中細(xì)下粗”，厚度“上厚中薄下厚”的對(duì)稱式準(zhǔn)層序組合，構(gòu)成一套反旋回。不同于青三段多期進(jìn)積式準(zhǔn)層序疊加特征，與姚二+三段多期退積式準(zhǔn)層序疊加特征也有區(qū)別。

嫩江組底部普遍發(fā)育4～6 m暗色泥巖，與姚家組頂部的灰色、灰白色河道砂容易區(qū)分。研究區(qū)內(nèi)嫩一+二段主要發(fā)育厚層黑色泥巖；嫩三段發(fā)育中厚泥巖夾1～3 m薄砂層，是北部沉積體系向南延伸形成；嫩一至三段構(gòu)成反韻律沉積序列。

3.3層序地層格架

分析認(rèn)為，以青一段和嫩二段兩期最大湖泛面(MFS)為界，可將泉四段—嫩三段劃分為3個(gè)Ⅱ級(jí)層序(SSQ)，其中SSQ1 和SSQ3分別代表2期不完整的高位水進(jìn)和高位水退過程，SSQ2代表1期完整的湖平面升降過程。各Ⅱ級(jí)層序內(nèi)部以輔助和局部標(biāo)準(zhǔn)層為界，可識(shí)別出7個(gè)Ⅲ級(jí)層序(SQ，時(shí)間尺度為0.5～1.5 Ma)和21個(gè)Ⅳ級(jí)層序(RST，時(shí)間尺度為0.04～0.5 Ma)。

SQq(泉四段)可解釋為1個(gè)基準(zhǔn)面上升的中期旋回和4個(gè)基準(zhǔn)面上升的短期旋回。SQqn1(青一段)和SQqn2(青二段)分別對(duì)應(yīng)2個(gè)基準(zhǔn)面下降的中期旋回，并各由1個(gè)基準(zhǔn)面上升半旋回和1個(gè)基準(zhǔn)面下降半旋回組成一個(gè)完整層序。SQqn3(青三段)為1個(gè)基準(zhǔn)面下降的中期旋回，由4個(gè)基準(zhǔn)面上升的短期旋回和4個(gè)基準(zhǔn)面下降的短期旋回組成。SQy1(姚一段)可被劃分為1個(gè)基準(zhǔn)面下降的中期旋回；SQy2+3(姚二+三段)由1個(gè)基準(zhǔn)面上升的中期旋回和3個(gè)基準(zhǔn)面上升的短期旋回組成。SQn1-3(嫩江組一至三段)整體可劃分為1個(gè)基準(zhǔn)面下降的中期旋回。劃分結(jié)果為，泉四段厚度為92～110 m，平均105.5 m；青一段厚度為53～74 m，平均62.2 m；青二段厚度為45～66 m，平均51.7 m；青三段厚度為271～302 m，平均287.5 m；姚一段厚度為32～45 m，平均37.4 m；姚二+三段厚度為71～87 m，平均84.2 m；嫩三段厚度為76～93 m，平均84.8 m(圖3)。

層序格架的建立對(duì)砂體具有約束和預(yù)測(cè)作用[7-8]。以某砂體對(duì)比剖面為例，平行物源方向可見東西向地形落差小，垂向具有明顯的三角洲進(jìn)、退積韻律及多期河道疊置，橫向近物源砂體厚且連通性好，遠(yuǎn)物源砂體薄且連通性差，并伴隨壩體發(fā)育及河道側(cè)向尖滅。垂直物源方向可見南北地形落差大，西部辮狀帶寬闊，東部透鏡狀砂體和席狀砂較為發(fā)育。SQqn各Ⅳ級(jí)層序砂體中，在RSTqnⅦ+Ⅷ(青三段Ⅶ、Ⅷ砂組)延伸較短，RSTqnⅤ+Ⅵ(青三段Ⅴ、Ⅵ砂組)向盆中心延伸最遠(yuǎn)。砂體延伸距離在SQy1(姚一段)與RSTqnⅦ+Ⅷ(青三段Ⅰ、Ⅱ砂組)一致，至SQy2+3(姚二+三段)不斷減小，并在SQn1+2(嫩一+二段)出現(xiàn)大量湖泛沉積。前緣帶濱岸線的遷移反映沉積基準(zhǔn)面的控制作用。

圖3 松遼盆地四方坨子地區(qū)泉四段—姚家組層序格架

4 沉積相分析

通過巖石學(xué)特征、沉積相和古地理?xiàng)l件分析認(rèn)為，四方坨子地區(qū)在泉四段—嫩三段沉積期發(fā)育辮狀河/曲流河三角洲—濱淺湖—半深湖—深湖沉積體系，與前人認(rèn)為的沿湖盆長軸發(fā)育扇三角洲的觀點(diǎn)不同[1-2,4]。

4.1巖石學(xué)特征

薄片觀察和粒度分析認(rèn)為，粒度累計(jì)曲線為高斜率(60°～75°)兩段式或三段式，截點(diǎn)在3.1Φ～4.2Φ，為牽引流。儲(chǔ)層巖性以粉砂巖為主，細(xì)砂巖次之，顆粒分選中等，為次棱角狀磨圓，缺少扇三角洲的礫石質(zhì)堆積。砂巖結(jié)構(gòu)為粗粉砂狀結(jié)構(gòu)、極細(xì)砂狀結(jié)構(gòu)和細(xì)砂狀結(jié)構(gòu)。巖石礦物成分主要由石英(20%～26%)、長石(30%～38%)和巖屑(39%～43%)組成，為長石質(zhì)巖屑砂巖。其中長石以鉀長石為主，其表面普遍泥化；巖屑以酸性噴出巖為主，含少量變質(zhì)巖和生物碎屑。與鄰區(qū)英臺(tái)和紅崗油田相比，該區(qū)石英含量偏低、巖屑含量偏高，表明碎屑物的搬運(yùn)距離較近，具有“短程辮狀河”的沉積特點(diǎn)。

4.2沉積相標(biāo)志

研究區(qū)發(fā)育并保存了不同規(guī)模的交錯(cuò)層理、平行層理、波狀層理等沉積構(gòu)造，為三角洲前緣和平原、濱淺湖等亞相的識(shí)別提供了有力證據(jù)(圖4，表1)。

4.3沉積相類型

通過大量巖心觀察和井資料分析認(rèn)為(圖4，5)，研究區(qū)發(fā)育辮狀河/曲流河三角洲相，濱淺湖泉四段沉積期發(fā)育曲流河三角洲沉積環(huán)境的依據(jù)有：①多期河道“二元結(jié)構(gòu)”的垂向疊加，每套旋回內(nèi)部由下至上發(fā)育河道沖刷面，具高角度楔狀交錯(cuò)層理的塊狀河道砂，紫紅色泥巖夾薄層砂，為曲流河道特征。②泥巖顏色發(fā)生紫紅色—灰綠色—灰色—灰黑色變化，大量的暴露沉積及顏色的快速變化表明，分流河道間泥質(zhì)沉積受湖平面影響強(qiáng)烈。③截點(diǎn)2.8Φ～4.2Φ的兩段、三段式高斜率(65°～75°)粒度累計(jì)曲線，缺乏跳躍組分，證實(shí)為中低度牽引流。④泉四段沉積期古地形坡度僅有0.8°～3°，有利于形成曲流河三角洲。⑤砂地比值低，具有“泥包砂”的沉積特征。⑥研究區(qū)與西部斜坡相接處見低傾角S型前積反射，研究區(qū)內(nèi)部表現(xiàn)為疊瓦狀前積，是三角洲典型地震反射。

圖4 松遼盆地四方坨子地區(qū)中淺層典型沉積構(gòu)造

表1 松遼盆地四方坨子地區(qū)中淺層巖相類型簡表

圖5 松遼盆地四方坨子地區(qū)F7井巖心素描及微相

青山口組和姚家組沉積期發(fā)育辮狀河三角洲沉積環(huán)境的依據(jù)有(圖5)：①發(fā)育典型的辮狀河道沉積序列：下段為含沖刷面塊狀砂礫巖，見砂礫和泥礫定向排列，中段為具槽狀、楔狀、板狀交錯(cuò)層理和平行層理粉—細(xì)砂巖，上段為具攀升波紋層理和波狀復(fù)合層理粉—細(xì)砂巖。②多期中—厚層河道砂疊置，砂地比值高，具有“砂包泥”的特點(diǎn)，缺乏扇三角洲礫石堆積。③截點(diǎn)3.1Φ～4.5Φ的兩段、三段式高斜率(60°～75°)粒度累計(jì)曲線，缺乏滾動(dòng)組分，為中高度牽引流。④青二+三段沉積時(shí)期，受全盆地左旋走滑影響，盆緣古地形坡度急劇增加至3°～4°，為辮狀河道的發(fā)育提供了有利條件。⑤分流河道間泥巖出現(xiàn)灰綠色、灰色、灰白色、黑色交替，反映分流河道頻繁遷移的過程[4]。⑥研究區(qū)與西部斜坡相接處見低傾角S型前積反射，尤其在青山口組和姚二+三段較明顯。

青山口早期、姚家末期及嫩江早期發(fā)育深湖—半深湖沉積環(huán)境的依據(jù)有：①青一段、青二段和姚二+三段發(fā)育厚3～10m的塊狀黑色或灰黑色泥巖，沿水平層理撥開見粉末狀黃鐵礦、頁肢介及介形蟲化石，表明沉積水體較深。②古湖泊硼元素含量為45.5 ×10-6，古鹽度3.22‰，屬于半咸水的少鹽水范圍，推測(cè)受外海海侵影響[9]。③青一段和嫩二段油頁巖層的發(fā)育證實(shí)有機(jī)質(zhì)豐富且保存較好。④青一段取心見發(fā)育鮑馬序列的濁流混雜堆積。⑤泥粒級(jí)波狀層理、小型槽狀交錯(cuò)層理及擾動(dòng)構(gòu)造發(fā)育。

濱淺湖亞相在泉四段至嫩三段沉積期均有發(fā)育，平面和垂向多與前三角洲平緩相接，不易區(qū)分。垂向沉積序列為中—厚層灰色、灰黑色泥巖夾少量薄層砂質(zhì)沉積，多發(fā)育低能態(tài)流體沉積構(gòu)造，如波狀層理、脈狀復(fù)合層理和小型楔狀、槽狀交錯(cuò)層理等沉積構(gòu)造。

5 沉積相帶展布及演化

5.1相帶展布

泉四段沉積期，研究區(qū)發(fā)育3條主河道并分別在F37井、F26井、F12井發(fā)育6～9支分流河道，呈SW-NE向蛇曲及枝狀展布，寬度達(dá)0.3～1.5 km，富砂帶累計(jì)砂厚22～35 m。泉四段Ⅰ、Ⅱ砂組沉積期主河道平均砂厚達(dá)8 m，泉四段Ⅲ、Ⅳ砂組沉積期主河道平均砂厚達(dá)6 m，表現(xiàn)為南厚北薄的沉積格局，濱岸線分布沿F37井—F25井—F12井—F14井—LS205井—Y220井一線(圖6a)。

青一段沉積期，研究區(qū)發(fā)育4條主河道，并分別在F37井、F22井、F18井、F307井發(fā)育9支分流河道(圖6b)，河道呈NW-SE向低彎度延伸，河道寬度0.1～0.8 km，辮狀帶主體累計(jì)砂厚11 m。三角洲呈扇葉狀，濱岸線分布沿LS304井—Y6井—F172井一線。青二+三段沉積期，發(fā)育3條主河道并分別在F307井、F3井、F35井發(fā)育8～12支分流河道，河床主體向北遷移，河道寬度0.1～0.8 km。單層砂厚6～12 m，其中青三段8、9、10小層辮狀帶主體砂厚達(dá)10 m，砂體十分發(fā)育，濱岸線分布沿F46井—F601井—F29井—F307井—F61井—Y220井一線，青山口組沉積期的濱岸線遷移表現(xiàn)為進(jìn)積過程。

姚家組沉積期，研究區(qū)的3條主河道分別在F50井、F601井、F7井發(fā)育8～12支分流河道(圖6c)，呈NNE向低彎度延伸及枝狀分叉，河床位置繼續(xù)北移，河道寬度0.1～0.8 km，各砂組的辮狀帶砂厚達(dá)12 m。濱岸線分布沿F129井—LS11井—LS309井—LS201井一線，姚家期的濱岸線遷移表現(xiàn)為退積過程。

嫩一至嫩三段沉積期，僅在嫩三段中部發(fā)育薄砂層。嫩三段的2～3支主河道在F78井、F83井、F62井、F96井發(fā)育(圖6d)，其朵體軸向?yàn)镹NE走向，推測(cè)是北部三角洲帶來的砂體，河道寬度0.1～0.5 km。各砂組厚度2～5 m，多呈朵葉狀展布，濱岸線分布沿F128井—F72井—F52井—F105井一線。

5.2沉積演化規(guī)律

泉四段至嫩三段沉積時(shí)期，研究區(qū)依次接受了來自白城水系、英臺(tái)水系、訥河水系的外源碎屑，并在青一段和嫩二段沉積時(shí)期，受到東亞細(xì)亞海海侵[8-9]，伴隨湖平面的頻繁漲落、構(gòu)造和沉積中心的遷移，形成“兩興兩衰，興急衰緩”的演化特點(diǎn)。

泉四段沉積期，全區(qū)古地形平緩、古氣候干熱，白城水系攜帶大量外源碎屑注入湖盆，研究區(qū)內(nèi)發(fā)育三角洲平原分流河道及濱淺湖。至泉四段末期，伴隨著湖盆水體加深和盆地緩慢隆起，發(fā)育曲流河三角洲前緣及濱淺湖亞相。青山口組沉積期古氣候濕潤炎熱，湖盆快速沉降形成陡坡，使海水沿伊舒地塹倒灌松遼湖盆[8-10]，湖平面急劇抬升形成了青一段最大湖泛面。同時(shí)受燕山運(yùn)動(dòng)左旋走滑影響，盆緣構(gòu)造發(fā)生差異升降，造成物源變化至英臺(tái)水系，以及曲流河三角洲向辮狀河三角洲轉(zhuǎn)換。青二段至青三段沉積期，發(fā)育大規(guī)模辮狀河三角洲前緣分流河道，其中青三段中部砂體延伸范圍最廣，至姚一段末期完成了第一次湖盆興衰。姚二+三段沉積期研究區(qū)依舊發(fā)育辮狀河三角洲前緣，朵體位置北移，并受湖盆抬升影響砂地比降低。嫩江組沉積期，湖盆的快速沉降再次引起海侵，在嫩二段形成最大湖泛面，此時(shí)期物源來自訥河水系，此后湖盆持續(xù)萎縮，完成了第二期湖盆興衰。

圖6 松遼盆地四方坨子地區(qū)中淺層沉積相演化

分析認(rèn)為，湖平面升降和構(gòu)造遷移是形成相帶環(huán)狀遷移的根本原因。受外海海侵和盆內(nèi)高位域的共同影響，兩期最大湖泛面構(gòu)成基準(zhǔn)面的轉(zhuǎn)換點(diǎn)。沉積基準(zhǔn)面上升時(shí)期(如泉四段和姚二+三段沉積期)，退積的三角洲前緣砂體為湖盆沉降及沉積卸載提供空間，同時(shí)進(jìn)行沉積補(bǔ)給。沉積基準(zhǔn)面下降時(shí)期(如青二段至姚一段及嫩三段沉積期)，三角洲前緣砂體進(jìn)積，在湖盆內(nèi)卸載沉積碎屑。同時(shí)，燕山Ⅲ-Ⅴ幕運(yùn)動(dòng)形成的左旋走滑壓扭應(yīng)力[11]，對(duì)盆地先存海西期褶皺起到了加強(qiáng)作用，共同造成物源和沉積體系發(fā)生了SW-NW-NE的變化，沉積中心也由齊家古龍凹陷向三肇凹陷及肇源以南地區(qū)遷移(圖7)。

6 立體勘探思路

“岸線找砂、坡折帶找非構(gòu)造圈閉”的觀點(diǎn)在預(yù)探期就被提出[11-12]，對(duì)松遼盆地西部體系勘探具有重要引領(lǐng)作用，但已無法滿足千萬噸儲(chǔ)量目標(biāo)。研究區(qū)是典型的撓曲坡折帶，它既是有利的油氣運(yùn)移指向，又是隱蔽圈閉發(fā)育帶。同時(shí)本地東部(泥地比大于0.6)的青一段也具備低熟油條件。因此，在有效遮擋條件下，中淺層組合所發(fā)育的三角洲平原河道、前緣分流河道、河口壩、遠(yuǎn)沙壩、席狀砂均可成為有利儲(chǔ)集相帶。近年該區(qū)在F44井、F75井、F305井的高臺(tái)子油層獲得突破，面對(duì)“零星出油、高產(chǎn)水”的現(xiàn)實(shí)，新認(rèn)識(shí)被不斷總結(jié)。一是兩條斷裂帶和波狀低幅構(gòu)造脊對(duì)油氣運(yùn)聚的再分配作用；二是青一段和嫩二段可成為有利的頁巖油氣資源開發(fā)目標(biāo)。

燕山期發(fā)育2條近NNE向斷裂密集帶，與中淺層組合SW向及NWW向砂體斜交，前緣砂體不斷前伸，溝通了古龍凹陷油源，整體構(gòu)成了立體輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。高砂地比背景下的儲(chǔ)層連通性強(qiáng)、非均質(zhì)性差，油氣極易側(cè)向逸散，并向鄰近的構(gòu)造高部位再次成藏。通過拼接WSK、YT、DT等地震工區(qū)發(fā)現(xiàn)，該區(qū)整體發(fā)育一套低幅構(gòu)造脊，多條構(gòu)造脊在構(gòu)造面上波狀起伏，逃逸的油氣便會(huì)沿最近的構(gòu)造脊向構(gòu)造高部位運(yùn)移，因此波狀低幅構(gòu)造脊處的圈閉是下階段主要研究對(duì)象。初步分析認(rèn)為，泉四段和青一段多發(fā)育巖性圈閉，在研究區(qū)東部的近構(gòu)造脊部位成藏。青二+三段多發(fā)育斷層—巖性圈閉，在研究區(qū)中西部的近構(gòu)造脊部位成藏。姚家組多發(fā)育斷塊圈閉，在研究區(qū)西部的近構(gòu)造脊部位成藏。它們共同構(gòu)建了“含油層位隨構(gòu)造而抬升以及近構(gòu)造脊部位富集油氣”的新認(rèn)識(shí)。

圖7 松遼盆地四方坨子地區(qū)拗陷期構(gòu)造演化剖面位置見圖1CC′。

同時(shí)，大慶油田在H14井、Y12井青一段分段壓裂，獲得單月穩(wěn)產(chǎn)2.4 t/d的記錄[13-14]，為松遼盆地西部的青一段和嫩二段頁巖油氣資源開發(fā)提供了啟示。數(shù)據(jù)表明，青一段沉積期發(fā)育的半咸水深湖相暗色泥巖富含Ⅰ-Ⅱ1型干酪根，ω(TOC)>2 % ，且熱演化成熟(Ro=0.89 %)，在淺埋藏條件(<1 000 m)下可形成生物成因氣和頁巖油，并在弱壓實(shí)條件下(Φ=4%～14%)形成自生自儲(chǔ)式頁巖油氣藏，具有巨大的資源潛力。

結(jié)合上述成藏新認(rèn)識(shí)與老井復(fù)查，多層系多角度的“立體勘探思路”被不斷完善。青一段(F84井和F120井區(qū))、青二段(F52井和F79井區(qū))、青三段Ⅴ-Ⅷ砂組(F40井和F81井區(qū))、姚二+三段(F94井和F152井區(qū))、嫩三段(F83井區(qū))可成為下步重點(diǎn)目標(biāo)。研究區(qū)東部(砂地比0.1～0.2)青一段發(fā)育的濁積巖區(qū)[15]，嫩三段形成的砂體上傾尖滅巖性圈閉亦具有廣闊前景。

7 結(jié)論

(1)以青一段和嫩二段2期最大湖泛面(MFS)為界，泉頭組四段至嫩江組三段地層可被劃分為3個(gè)Ⅱ級(jí)層序(SSQ)、7個(gè)Ⅲ級(jí)層序(SQ，時(shí)間尺度約0.5～1.5 Ma)和21個(gè)Ⅳ級(jí)層序(RST，時(shí)間尺度約0.04～0.5 Ma)。

(2)泉四段沉積物源來自白城水系，發(fā)育曲流河三角洲—濱淺湖環(huán)境。受構(gòu)造遷移和古地形變化影響，青山口組—姚家組沉積物源來自英臺(tái)水系；嫩江組沉積物源來自訥河水系，不同程度發(fā)育辮狀河三角洲—濱淺湖—半深湖—深湖環(huán)境。

(3)中淺層組合的沉積演化具有“兩興兩衰，興急衰緩”的沉積特點(diǎn)。泉四段至姚一段沉積期、姚二+三段至嫩三段沉積期表現(xiàn)為湖盆2期興衰過程，其中青三段中部和姚二+三段下部砂體最為發(fā)育。

(4)沉積基準(zhǔn)面升降和構(gòu)造遷移，是造成沉積體系發(fā)生SW-NW-NE環(huán)狀演化、沉積中心由古龍凹陷向肇源遷移、曲流河三角洲向辮狀河三角洲轉(zhuǎn)變的主要原因。外海海侵對(duì)青一段和嫩二段沉積期湖泛形成具有重要促進(jìn)作用。

(5)波狀低幅構(gòu)造脊對(duì)油氣運(yùn)聚具有重要的再分配作用，青一段及嫩二段具有頁巖油氣資源開發(fā)潛力，深入相關(guān)研究益于完善松遼盆地西部體系多層系多角度“立體勘探思路”。

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(編輯徐文明)

Sequencestratigraphyandsedimentaryevolutionfromthe4thmemberofQuantouFormationtothe3rdmemberofNenjiangFormationinSifangtuoziarea,SongliaoBasin

Fan Qi1, Fan Tailiang1, Tian Jijun2, Sun Minghe3, Li Shu4

(1.SchoolofEnergy,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China; 2.SchoolofGeologyandMines,XinjiangUniversity,Urumqi,Xinjiang830047,China; 3.PetroleumIndustryPress,Beijing100011,China; 4.QinghaiHuayuePetroleumTechnologyCompany,Mangya,Qinghai816400,China)

The sequence stratigraphy and sedimentary evolution from the 4th member of Quantou Formation to the 3rd member of Nenjiang Formation in Sifangtuozi area of the Songliao Basin were studied based on data collected from 147 exploration wells, 300 development wells and 25 cored wells. Research shows that by analyzing petrology, sedimentary structures and seismic inversions, the targeted strata can be classified into three second order sequences, seven third order sequences and twenty-one fourth order sequences. Under the sequence framework, meandering river deltas and shallow lakes were developed when the 4th member of Quantou Formation was deposited, and braided river deltas, shallow, semi-deep and deep lakes were developed when the Qingshankou and Nenjiang formations were deposited. In this process, the changing of base level, the left-lateral slip of Yanshan Movement and the transgression jointly contributed to the results, including the provenance changing from Baicheng to Yingtai, and then to Nehe drainages. In addition, the depocenter migrated from the Qijia Sag to the Sanzhao Sag, which highlighted the deltaic cycle in a direction of SW-NW-NE and the occurrences of maximum flooding surfaces in the 1st member of Qingshankou Formation and the 2nd member of Nenjiang Formation. We recommend looking for oil and gas on low-scoped ridges and shale resources on MFSs.

Quantou Formation; Qingshankou Formation; Yaojia Formation; Nenjiang Formation; sedimentary evolution; Sifangtuozi area; Songliao Basin

1001-6112(2017)05-0593-10

10.11781/sysydz201705593

TE121.3

：A

2017-04-09；

：2017-07-24。

樊奇(1989—)，男，博士生，從事沉積學(xué)相關(guān)研究。E-mail：fanq@cugb.edu.cn。

樊太亮(1961—)，男，教授，博士生導(dǎo)師，從事層序地層學(xué)的相關(guān)教學(xué)和研究。E-mail：fantl@cugb.edu.cn。

國家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05001-002)和中國石油科技專項(xiàng) (2013E-050203) 聯(lián)合資助。