伍 勁，朱 超，楊 果，趙繼龍，宮清順，宋光永

（1.中國石油杭州地質研究院，浙江杭州 310023；2.中國石油塔里木油田分公司，新疆庫爾勒 841000）

塔北隆起西部溫宿凸起周緣-英買力隆起地區(qū)被庫車坳陷和北部坳陷兩個生烴凹陷相夾，是油氣運移的有利指向區(qū)，喜馬拉雅期構造運動導致古近系地層北部整體下沉、向南抬升，為巖性圈閉的形成創(chuàng)造了條件［1-2］。溫宿凸起周緣古近系庫姆格列木群底砂巖段含油氣豐富，2011年，玉東1巖性圈閉的發(fā)現拉開了在溫宿凸起周緣底砂巖段尋找?guī)r性油氣藏的序幕。而底砂巖段以厚度為20～40 m 的三角洲前緣亞相細粒沉積為主，砂體厚度薄，橫向等時對比困難［3］。而中外勘探已經證明，高精度層序地層學的研究為巖性油氣藏的勘探提供了有效的研究思路和方法［4-6］。

高精度層序地層學依賴精細測井、露頭或巖心等垂向分析，識別出由高頻湖平面變化形成的間斷面、沉積相突變界面及水進面，從而實現高精度地層格架的橫向等時對比［7-9］。四級層序或四級旋回是高精度層序地層格架的基本單元［10］，但由于三級層序內部不應存在明顯不整合面，故實現高精度地層格架等時對比的關鍵是識別等時對比界面［11-13］。有學者認為，四級、五級層序等時界面應劃在水進面上［9，14-15］。也有學者認為，四級、五級層序界面應劃在水退界面上［16-18］。對中國陸相湖盆和濱淺海盆的沉積層序研究表明，四級沉積旋回的水進面在盆地范圍或盆地大部分地區(qū)都可追蹤對比。林暢松等在研究江漢油田江陵凹陷新溝咀組高精度層序地層對比剖面時發(fā)現，以湖相或前三角洲泥巖代表的水進面在凹陷內等時可對比性很好［9］。隨著含油氣盆地勘探精度的提高，尤其是對巖性圈閉勘探，高精度層序地層學理論和分析方法越來越多的用于油氣勘探工作中，中外已有很多成功的實例［19-20］。

為此，筆者以塔北隆起西部溫宿凸起周緣-英買力隆起地區(qū)古近系庫姆格列木群底砂巖段為例，以高精度層序地層學為理論指導，綜合運用巖心、錄井、測井和地震資料，通過精細識別各級層序界面特征，識別可以等時對比的四級旋回，建立高精度的等時地層格架，明確了庫姆格列木群底砂巖段的高精度層序地層特征和沉積微相演化特征，并總結底砂巖段沉積模式，以期對研究區(qū)巖性油氣藏的勘探奠定基礎。

1 區(qū)域地質概況

塔里木盆地塔北隆起西部地區(qū)位于盆地西北部，區(qū)域構造隸屬塔北古隆起。塔北隆起位于塔里木盆地北部的庫車坳陷和北部坳陷之間，為古生界克拉通殘余古隆起，自東向西傾沒，是油氣運移的有利指向區(qū)，次級單元主要包括溫宿凸起、英買力隆起低凸起、輪南低凸起和庫爾勒鼻狀凸起（圖1）［21］。塔北隆起最西段的溫宿凸起在古生代多次發(fā)生隆起。三疊紀，隨著南天山洋盆閉合后的陸—陸碰撞，塔北地區(qū)隆起并與溫宿凸起連成一體［22］。研究區(qū)主要位于靠近溫宿凸起的塔北隆起西部地區(qū)，主體包括溫宿凸起周緣、英買力隆起低凸起和輪南低凸起西部。

古近紀—新近紀，庫車前陸盆地經歷了多次構造逆沖活動，每次構造逆沖控制一次從水進到水退的沉積充填［23］，水進時，早期古隆起被淹沒，形成河道充填、三角洲、濱淺湖砂壩等底砂巖沉積，隨后以沉積干旱氣候下的蒸發(fā)鹽類為主［23-25］。依據層序地層劃分方案與區(qū)域地層對比，古近系可分為蘇維依組和庫姆格列木群，其中蘇維依組為一個三級旋回，庫姆格列木群可分為上膏泥巖段、膏鹽巖段、下膏泥巖段和底砂巖段，其中上膏泥巖段與膏鹽巖段為一個三級旋回，下膏泥巖段與底砂巖段為一個三級旋回。庫姆格列木群底砂巖段與之上發(fā)育的膏泥巖段和膏鹽巖段形成良好的儲蓋組合。

圖1 塔北隆起構造單元劃分及研究區(qū)位置Fig.1 Tectonic framework of North Tarim Uplift and regional location of study area

2 高精度地層格架

高精度層序地層學是同時代地層與地層、界面與界面或地層與界面的對比，故識別等時的標志層和各級層序界面是保證地層等時對比的核心。以塔北隆起西部庫姆格列木群三級層序格架為基礎，綜合利用地震、測井、錄井和巖心資料識別追蹤了三級層序界面、標志層、三級旋回最大湖泛面和四級旋回湖泛面，最后以最大湖泛面和三級層序底界面為頂底等時面，以識別的四級湖泛面和標志層為等時對比面和等時對比層，從點—線—面三維角度建立塔北隆起西部庫姆格列木群底砂巖段高精度層序地層格架（圖2）。

2.1 高頻層序界面識別與層序單元劃分

2.1.1 標志層

標志層具有顯著特征且在區(qū)域內穩(wěn)定分布。溫宿凸起周緣古近系內部發(fā)育3 套標志層，可確定古近系內部地層分布特征。第1套標志層位于庫姆格列木群頂部，為高伽馬、低電阻特征的全區(qū)分布的泥巖、膏泥巖段；第2套標志層位于庫姆格列木群中部，為低伽馬、高電阻特征的受流動性影響較大的膏鹽巖、鹽巖段（圖2b）；第3套標志層位于庫姆格列木群下部，為低伽馬、低電阻的區(qū)域分布的泥灰?guī)r、白云巖薄互層段（圖3）。

圖2 塔北隆起西部古近系層序地層格架特征Fig.2 Paleogene sequence stratigraphy characteristics of western North Tarim Uplift

圖3 羊塔5井庫姆格列木群標志層、層序界面、準層序組界面及底砂巖段高精度層序地層單元劃分Fig.3 Markers，sequence interfaces，and parasequence sets and unit division of high-resolution sequence stratigraphy of lower sand member of Paleogene Kumugeliemu Group drilled by Well YT5

2.1.2 三級層序界面

三級層序界面為不整合面及其所對應的整合面，靠近盆地邊緣表現為不整合面，向盆地中心過渡為整合面。三級層序界面之上常發(fā)育代表地層超覆的上超尖滅、下切谷充填或長期暴露形成風化殼和底礫巖，界面之下發(fā)育削截、頂超等地震反射終止類型。研究區(qū)古近系底部和頂部各存在一個不整合面TE 和TN1j，2 個界面在地震上均可區(qū)域對比追蹤（圖2a）。由于采集的地震剖面離盆地邊緣較遠，2 個界面表現為整合接觸面，在局部地區(qū)表現為凹凸不平的沖刷面。TE 與第2 套標志層底部限定三級層序ESQ1，其中最大湖泛面（mfs）位于第2套標志層和第3套標志層之間的下膏泥巖段中厚層泥巖中高伽馬處，第2 套標志層底與第1 套標志層底限定三級層序ESQ2，第1套標志層底與TN1j限定三級層序ESQ3。

2.1.3 準層序組界面（四級層序界面）

準層序組是由一套成因相關、堆砌特征相似的準層序組成，其界面為海（湖）泛面或與之可對比的等時界面，表現為準層序疊加樣式變化面。準層序組界面可與體系域界面或層序界面一致。研究區(qū)庫姆格列木群底砂巖段識別出3 個準層序組界面，自下而上分別為fs1，fs2 和fs3。其識別標志表現為高伽馬低電阻的湖泛面，位于泥巖段內部或砂巖與泥巖的突變處。相鄰2個準層序組界面限定了一期砂泥巖沉積組合（圖3）。

在塔北隆起西部庫姆格列木群底砂巖段共識別出3 套標志層和6 個不同級別的等時界面（TE，TN1j，fs1，fs2，fs3，mfs）：3 套區(qū)域分布的標志層分別位于庫姆格列木群的頂部、中部和下部，橫向分布穩(wěn)定且易于追蹤，有效的控制了地層劃分的精度；三級層序界面2個，即古近系的頂和底；最大湖泛面1 個，位于第2 套標志層和第3 套標志層之間的膏泥巖內部；底砂巖段內部識別3個準層序組界面，為四級湖泛面。古近系下部三級層序可分為3 個體系域，即低位體系域（LST，TE—fs2），湖侵體系域（TST，fs2—mfs）和高位體系域（mfs—第2 套標志層底部）。低位體系域和湖侵體系域均可進一步劃分為2個準層序組，從下到上依次為4砂組（TE—fs1）、3 砂組（fs1—fs2）、2 砂層組（fs2—fs3）和1 砂層組（fs3—mfs）。

2.2 高精度層序地層結構特征

通過井-震聯合標定，古近系底界面（TE）、頂界面（TN1j）、ESQ1 最大湖泛面（mfs）和3 套標志層均可在地震剖面上識別。由于底砂巖段厚度較薄且地震分辨率有限，其內部3 個準層序組界面在地震剖面上不可識別。故只能在三級層序界面及標志層控制下所建立的區(qū)域等時地層格架下，通過識別單井的準層序組界面，進行連井剖面準層序組精細對比，建立了塔北隆起西部庫姆格列木群底砂巖段尺度更小、精度更高的等時層序地層對比格架，為研究底砂巖段高精度層序格架特征和砂體展布特征提供了基礎的地質依據。

庫姆格列木群底砂巖段全區(qū)發(fā)育，其內部4 期準層序組在單井上可較好區(qū)分，在連井剖面上可進行追蹤對比（圖4）。低位體系域4 砂組和3 砂組主要為中厚層細砂巖、少量含礫細砂巖和薄層泥巖不等厚互層沉積，GR曲線呈箱形與鐘形組合特征，地震剖面上底砂巖段底部表現為凹凸不平接觸，為沖刷面特征。湖侵體系域2 砂組和1 砂組主要為厚層泥巖夾薄層細砂巖、粉砂巖和泥質粉砂巖沉積。底砂巖段由下到上（4 砂組—1 砂組）砂巖厚度逐漸由中厚層變?yōu)楸?，砂巖巖性由細砂巖和含礫細砂巖變?yōu)榉凵皫r和泥質粉砂巖，巖性組合由中厚層砂巖夾薄層泥巖變?yōu)楹駥幽鄮r夾薄層砂巖。據此推測，庫姆格列木群底砂巖段從4 砂組到1 砂組整體表現為相對湖平面逐漸上升的演化過程，湖岸線位置向物源方向不斷遷移、物源持續(xù)后退或萎縮，砂質碎屑物主要沉積在底砂巖段下部4 砂組和3 砂組，2 砂組和1 砂組以泥質沉積為主，夾薄層的細砂巖和粉砂巖。4 期準層序組包含了4 期砂巖沉積體的發(fā)育過程。

圖4 溫宿凸起周緣-英買力隆起地區(qū)庫姆格列木群底砂巖段連井高精度層序地層結構特征Fig.4 Structural characteristics of high-resolution sequence stratigraphy in well-tie profile of lower sand member of Kumugeliemu Group

3 沉積相及演化規(guī)律

通過對薄砂巖段進行高精度層序格架的建立，將儲集砂體歸入全區(qū)統一的等時地層框架下，綜合利用巖心相、垂向組合序列和測井相，在研究區(qū)識別出了扇三角洲、辮狀河三角洲和湖泊3種沉積相，5種沉積亞相和4種主要微相砂體。

3.1 沉積相類型

研究區(qū)溫宿凸起物源供應區(qū)在庫姆格列木群底砂巖段發(fā)育扇三角洲和小型濱淺湖沉積體系，扇三角洲相以扇三角洲前緣亞相為主，包括水下分流河道、楔狀砂和分流間灣微相，以水下分流河道為主。英買力隆起物源區(qū)發(fā)育辮狀河三角洲和大型濱淺湖沉積體系，其中辮狀河三角洲與巴西改組辮狀河三角洲具有繼承性，主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相，砂體微相主要為辮狀河三角洲前緣水下分流河道。濱淺湖相包括濱淺湖泥和濱淺湖砂壩微相。

3.1.1 扇三角洲相

3.1.1.1 水下分流河道微相

扇三角洲前緣的水下分流河道沉積為平原環(huán)境的分流河道在水下的延伸，為扇三角洲前緣沉積的主體，其沉積特征與砂質辮狀河道相似，只是水動力稍弱，粒度略細。

該微相巖石類型組合為中-厚層砂巖夾薄層的間灣泥巖。巖性以棕褐色中-細-粉砂巖主，其次為粉砂質泥巖和泥質粉砂巖。砂巖主要為長石巖屑質砂巖，其次為巖屑長石砂巖和長石砂巖。碎屑石英含量平均為68.3%，長石含量平均為19.7%，巖屑含量平均為12%，顆粒磨圓度和分選性中等。

沉積構造豐富，常見流水成因和波浪成因的粒序層理和塊狀層理、小型槽狀交錯層理、斜層理、平行層理等（圖5a—5c）。砂巖底部具有侵蝕沖刷面，長扁形泥礫多具定向排列。

單個河道表現為向上變細的沉積序列，GR曲線形態(tài)為鐘形。多個河道切割疊置表現為垂向加積的沉積序列，GR曲線形態(tài)多呈箱形（圖6）。

3.1.1.2 楔狀砂微相

楔狀砂微相位于扇三角洲前緣亞相的最前部和側緣，是由于水體深度的增加或地形坡降突然變緩，分流河道帶來的碎屑物質在河道前緣沉積或受湖浪作用改造而在三角洲側緣沉積形成的，大多數可見反粒序特征，沉積顆粒細，巖性主要為棕褐色粉砂巖、泥質粉砂巖夾粉砂質泥巖。粒度概率曲線多呈兩段式或三段式，尤其是具有明顯雙跳躍總體，反映波浪、水流對沉積物的改造作用，分選相對較好。成分成熟度也較好，石英含量可達50%～60%。

沉積構造豐富、多樣，常見波浪和流水成因的各種交錯層理、波狀層理、變形層理、平行層理、水平層理等。垂向結構剖面多顯示出向上變粗和垂向加積式的沉積序列，GR曲線呈漏斗形（圖6）。

3.1.1.3 分流間灣微相

分流間灣微相的巖石類型主要由塊狀泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖和粉砂巖組成。泥巖及粉砂巖的顏色主要為灰綠色和暗褐色。發(fā)育透鏡狀層理、脈狀層理、滑塌構造等三角洲前緣的典型標志（圖5e，5f），還可見少量蟲孔。單層厚度為1.5～5 m，橫向分布不穩(wěn)定，是洪水期間沉積物從水下分流河道中溢到河道間沉積而形成。測井曲線呈鋸齒狀（圖6）。

圖5 塔北隆起西部庫姆格列木群底砂巖段沉積構造Fig.5 Sedimentary structures in the lower sand member of Kumugeliemu Group

圖6 塔北隆起西部玉東5井庫姆格列木群底砂巖段沉積微相砂體響應特征Fig.6 Drilling/Logging responses of sedimentary microfacies of the lower sand member of Kumugeliemu Group

3.1.2 辮狀河三角洲相

辮狀河三角洲水下分流河道是平原亞相辮狀河入湖后在水下的延伸部分，粒度較平原亞相的辮狀河道沉積稍細，形成于辮狀河三角洲前緣靠陸一側。巖石類型以中砂巖、細砂巖和含礫砂巖為主，其次為粉砂巖和含泥礫砂巖，夾褐色泥巖。巖石呈顆粒支撐，雜基含量極少，組成若干個向上變細層序，旋回底部為沖刷面，沖刷面分布滯留礫石沉積。沉積構造見板狀交錯層理、槽狀交錯層理和平行層理（圖5g）。

3.1.3 濱淺湖相

3.1.3.1 濱淺湖砂壩微相

濱淺湖砂壩巖性為褐紫色、紫紅色、粉紅色細砂巖、中砂巖及粉砂巖，有時可能有砂質礫巖出現。砂巖分選和磨圓較好，泥質雜基極少，既可出現由粗變細的正韻律，又可見到由細變粗的逆韻律，底部具沖刷面和泥礫，發(fā)育平行層理及各種交錯層理（圖5h），見浪成波痕和流水波浪（圖5d），局部泥裂及重荷模發(fā)育，還可見到直立生物潛穴，局部含豐富的順層分布的鈣質結核。對應的GR曲線呈漏斗形和鐘形（圖6）。

3.1.3.2 濱淺湖泥微相

濱淺湖泥微相由褐紫色、紫紅色、粉紅色的泥巖、粉砂質泥巖組成，局部為粉砂與泥巖互層（圖5i），局部見垂直生物潛穴和水平生物潛穴，還可見到鈣質結核。對應的GR曲線較平直（圖6）。

3.2 沉積相演化

以沉積相和高精度層序為基礎所編制的層序-巖相古地理圖是現階段油氣勘探預測砂體最直接的技術手段。參考地層厚度、砂體厚度、砂地比等數據，精細研究了ESQ1 上升半旋回高精度層序格架內4期砂體的沉積微相。

4 砂組沉積時期為湖水快速下降的低位體系域早期，湖盆面積較小且水體較淺，可容納空間較小。溫宿凸起物源和英買力隆起物源供給量豐富，物源供給速率大于可容納空間增加速率，總體表現為砂體向湖盆進積的特征。溫宿凸起物源區(qū)以扇三角洲和小型濱淺湖砂壩為主，向湖盆延伸較遠。英買力隆起物源區(qū)發(fā)育辮狀河三角洲前緣和濱淺湖砂壩，砂壩規(guī)模較大，沿湖岸線分布于辮狀河三角洲的前緣和側緣（圖7a）。

3 砂組沉積時期為湖水緩慢下降到緩慢上升的低位體系域中期-晚期，湖盆面積緩慢擴大，水體逐漸加深，可容納空間逐漸變大。2 個物源區(qū)的沉積物供給充足。其中溫宿凸起物源區(qū)沉積物供給速率小于等于可容納空間增加速率，發(fā)育扇三角洲，沉積微相以扇三角洲前緣水下分流河道、楔狀砂和濱湖砂壩為主，比4 砂組延伸較近。英買力隆起物源區(qū)沉積物供給速率小于等于可容納空間增加速率，發(fā)育辮狀河三角洲和濱淺湖砂壩，兩者的規(guī)模均小于4砂組（圖7b）。

2 砂組沉積時期為湖水迅速上升的湖侵體系域早期，湖盆面積迅速擴大，水體迅速加深，可容納空間迅速變大，2 個物源區(qū)的沉積物供給量均減小，砂體向物源區(qū)退積。溫宿凸起物源區(qū)沉積物供給速率遠小于可容納空間增加速率，砂體迅速向溫宿凸起退積，發(fā)育遠小于3 砂組和4 砂組沉積時期的扇三角洲。由于2 砂組沉積時期湖水能量較強，將前期沉積的砂體淘洗卷起，再沉積形成沿湖岸線分布的砂壩。英買力隆起物源區(qū)沉積物供給速率小于可容納空間增加速率，辮狀河三角洲和濱淺湖砂壩規(guī)模均減小（圖7c）。

圖7 塔北隆起西部庫姆格列木群底砂巖段不同時期沉積微相平面分布Fig.7 Planar distribution and evolution of sedimentary microfacies in parasequence sets from sand member 4 to sand member 1 of Kumugeliemu Group

1 砂組沉積時期為湖水迅速上升的湖侵體系域晚期，湖盆面積大，水體深，可容納空間大，沉積物供給少。溫宿凸起物源區(qū)沉積物供給量不足，扇三角洲朵體萎縮變小，被湖浪淘洗卷起的沉積物在扇三角洲前緣地勢相對較高地區(qū)再沉積形成砂壩。英買力隆起物源區(qū)沉積物供給緩慢減少，辮狀河三角洲和濱淺湖砂壩規(guī)模持續(xù)變小（圖7d）。

庫姆格列木群底砂巖段沉積時期，湖平面上升，湖盆逐漸變大，沉積特征總體表現為“水進砂退”，發(fā)育的砂體類型主要包括扇三角洲前緣水下分流河道砂、辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂、濱淺湖砂壩砂及三角洲前緣楔狀砂。低可容納空間的低位域期（4 砂組和3 砂組），物源供給充足，且湖水上升緩慢，兩大物源區(qū)均發(fā)育較大規(guī)模的三角洲，英買力隆起物源區(qū)發(fā)育規(guī)模較大的濱淺湖砂壩。高可容納空間的湖侵體系域期間（2砂組和1砂組），湖水迅速變深，溫宿凸起物源區(qū)沉積物供給迅速減少，扇三角洲迅速向盆地邊緣退積遷移，湖水將早期砂體淘洗再沉積形成小型砂壩。英買力隆起物源區(qū)沉積物供給也逐漸減少，三角洲逐漸向盆地邊緣退積，且英買力隆起物源區(qū)發(fā)育的濱淺湖砂壩規(guī)模顯著變小。

4 結論

根據鉆井、測井、地震等相關資料，塔北隆起西部溫宿凸起周緣-英買力隆起地區(qū)庫姆格列木群底砂巖段為ESQ1 的上升半旋回，在該上升半旋回中識別出3 個四級湖泛面，從下到上依次是fs1，fs2 和fs3，3 個湖泛面將底砂巖段分為4 個砂層組（四級層序），從下到上為4 砂組、3 砂組、2 砂組和1 砂組，其中4 砂組和3 砂組為低位體系域，2 砂組和1 砂組為湖侵體系域。

底砂巖段為發(fā)育扇三角洲、辮狀河三角洲和濱淺湖砂壩的復合沉積，識別出扇三角洲前緣水下分流河道、辮狀河三角洲前緣水下分流河道、楔狀砂和濱淺湖砂壩4 種主要微相砂體，并確定了不同相的鉆井、測井和地震綜合特征。

研究區(qū)庫姆格列木群底砂巖段為湖水不斷加深，湖盆不斷變大的“水進砂退”的沉積背景。早期為低可容納空間的低位體系域（4砂組和3砂組），物源供給充足，且湖平面上升緩慢，兩大物源區(qū)均發(fā)育較大規(guī)模的三角洲，英買力隆起物源區(qū)發(fā)育規(guī)模較大的濱淺湖砂壩；晚期為高可容納空間的湖侵體系域（2 砂組和1 砂組），湖水迅速變深，溫宿凸起物源區(qū)沉積物供給迅速減少，扇三角洲迅速向盆地邊緣退積遷移，湖水將早期砂體淘洗再沉積形成小型砂壩，英買力隆起物源區(qū)扇三角洲逐漸萎縮，濱淺湖砂壩規(guī)模顯著變小。