李佳桐，單玄龍，趙容生，徐川，白曉晗，沈夢(mèng)蓉

吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061

0 引言

松遼盆地西部斜坡區(qū)是松遼盆地的一級(jí)構(gòu)造單元，松遼盆地橫跨中國(guó)東北三省，總面積超過(guò)2.67×105km2，累計(jì)原油產(chǎn)量超過(guò)2.0×109t，為中國(guó)主要含油氣盆地[1]，上白堊統(tǒng)青山口組二段(青二段，SQqn2)、青山口組三段(青三段，SQqn3)是松遼盆地的重要含油氣層段，稱(chēng)為中部含油組合，其沉積特點(diǎn)為物源較多，具體表現(xiàn)為周邊碎屑物源供給豐富，但數(shù)量少，且存在顯著的差異性，巖相類(lèi)型較為復(fù)雜。從20世紀(jì)50年代以來(lái)，在松遼盆地內(nèi)開(kāi)展了一系列地質(zhì)勘探與開(kāi)發(fā)工作，相繼發(fā)現(xiàn)了大慶油田、吉林油田等東北地區(qū)重要的大型油氣田。隨著勘探工作的不斷深入，對(duì)松遼盆地西部斜坡區(qū)油氣勘探工作已成為近年來(lái)該地區(qū)的勘探重點(diǎn)，而對(duì)盆地的沉積特征研究為松遼盆地油氣下一步勘探工作的重點(diǎn)[2]。隨著勘探程度的不斷深入，亟需對(duì)該區(qū)的地質(zhì)認(rèn)識(shí)進(jìn)一步深化。前人曾在層序[3--5]、熱演化史[6--8]、構(gòu)造特征[9--11]及油藏[3,7,12--13]等方面進(jìn)行過(guò)研究，總結(jié)出了許多規(guī)律性認(rèn)識(shí)，但對(duì)西部斜坡區(qū)青山口組二、三段的沉積特征及演化研究很少[3]，并未對(duì)西部斜坡區(qū)青山口組二、三段劃分沉積體系進(jìn)行足夠細(xì)致的沉積特征分析，沉積體系復(fù)雜多變，缺少系統(tǒng)性研究，且在沉積學(xué)上的研究不滿足油礦規(guī)模性的勘探需求，研究進(jìn)展緩慢[14]。因此，本文針對(duì)以上問(wèn)題，以青山口組二、三段為目的層，對(duì)研究區(qū)內(nèi)的沉積特征展開(kāi)研究。對(duì)西部斜坡區(qū)青山口組二、三段的沉積相、砂體分布及地層特征進(jìn)行研究，為西部斜坡區(qū)油礦資源的進(jìn)一步勘探提供沉積學(xué)支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

松遼盆地是發(fā)育在中國(guó)東北部的中新生代大型裂谷盆地，在早白堊世早中期發(fā)育陸內(nèi)裂谷，早白堊世晚期和晚白堊世發(fā)育裂谷后大型坳陷[15]，新生代發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)并最終定型，西部斜坡是松遼盆地西部的大型區(qū)域性單斜構(gòu)造,向東傾, 傾角< 2°(圖1)，東鄰中央坳陷區(qū)，西與邊緣山區(qū)相接，向南與西南隆起區(qū)呈過(guò)渡關(guān)系，北連北部?jī)A沒(méi)區(qū)，自盆地西部邊緣向中央坳陷區(qū)傾斜，并呈NNE向展布，是盆地內(nèi)的一個(gè)重要含油區(qū)[8]。該區(qū)由下往上依次發(fā)育侏羅系火石嶺組，白堊系沙河子組、營(yíng)城組、泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺(tái)組、明水組，以及古近系和新近系，包括高臺(tái)子油層和葡萄花油層[12]。受儲(chǔ)層分布特征認(rèn)識(shí)的限制，制約了下步油氣資源的勘探開(kāi)發(fā)。

Ⅰ.西部斜坡區(qū)；Ⅱ.中央坳陷區(qū)；Ⅲ.北部?jī)A沒(méi)區(qū)；Ⅳ.東北隆起區(qū)；Ⅴ.東南隆起區(qū)；Ⅵ.西南隆起區(qū)。

2 層序地層劃分

層序劃分的基礎(chǔ)是層序界面的識(shí)別，而層序界面是盆地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、沉積物供給、湖平面變化和氣候特征綜合作用及其響應(yīng)過(guò)程的最終產(chǎn)物[16]。鉆井資料揭示松遼盆地西部斜坡區(qū)總體顯示中間粗上下細(xì)的垂向充填序列，依據(jù)測(cè)井曲線的綜合地質(zhì)特征，將松遼盆地西部斜坡區(qū)青三段劃分為 2個(gè)三級(jí)層序(SQ1和SQ2)，對(duì)應(yīng)的層序界面自下而上依次為 SB1(最大湖泛面)，SB2(不整合面)和SB3(最大湖泛面)。SB1為青二段與青三段的分界面，該界面之下巖性特征為大套厚層泥巖巖段，平直型的測(cè)井曲線為主要電性特征。SB2 界面之下巖性特征為砂泥巖互層，該界面之上為油頁(yè)巖、泥質(zhì)灰?guī)r和黑色泥巖，電性特征為界面之上呈箱型與指型交錯(cuò)分布，界面之下為鐘型與箱型分布。SB3主要為油頁(yè)巖、泥質(zhì)灰?guī)r和黑色泥巖互層，該界面之下電性特征呈低幅齒型分布，界面之上大多為指型特征。

3 沉積相縱向發(fā)育與演化

3.1 單井沉積相分析

單井沉積相分析是進(jìn)行平面相分析和沉積演化研究的必要前提工作[16]。本次研究主要通過(guò)巖芯及測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)目的層段進(jìn)行相、亞相、微相的識(shí)別和劃分，基本確定上白堊統(tǒng)各地層的分布情況、相帶的展布規(guī)律以及沉積演化規(guī)律。沉積相的電性標(biāo)志主要是各種測(cè)井曲線所表現(xiàn)出的相態(tài)，本文選擇自然電位和微電極曲線的形態(tài)結(jié)合巖芯和薄片的觀察，劃分出12 種形態(tài)，建立了測(cè)井微相模式(圖2)。

選取位于西部斜坡區(qū)的沉積中心的海36井作為骨架井，根據(jù)上述測(cè)井相模式，結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查剖面圖(圖3)，進(jìn)行了單井相分析研究，基本確定了青山口二、三段的分布情況、相帶的展布規(guī)律以及沉積演化規(guī)律。

圖2 測(cè)井曲線形狀及微電極模式

圖3 青三段野外典型沉積現(xiàn)象

根據(jù)青山口組沉積現(xiàn)象可以看出：由于處于淺湖水體動(dòng)蕩，易形成鈣質(zhì)結(jié)核(圖3a)。可見(jiàn)灰褐色的砂質(zhì)條帶(圖3b)，泥質(zhì)淺湖中巖性組合主要為灰色及灰綠色泥巖或粉砂質(zhì)泥巖，整體粒度比砂質(zhì)淺湖細(xì)[17]。從海36井的研究目的層段自下而上看來(lái)(圖4)，青三段主要呈現(xiàn)水退特征，主體發(fā)育三角洲前緣沉積，呈現(xiàn)典型的砂泥巖互層沉積特征。其中水下分流河道以灰色細(xì)砂巖為主，自然電位曲線呈現(xiàn)箱型特征；分流間灣以灰黑色粉砂質(zhì)泥巖和泥巖為主，自然電位曲線呈現(xiàn)低幅齒形特征[18]；水下天然堤以灰綠色粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖為主，自然電位曲線以齒化箱型為主要特征；河口壩微相在該時(shí)期較為發(fā)育，以灰白色細(xì)砂巖為主，發(fā)育逆粒序，測(cè)井響應(yīng)為鐘型；還可見(jiàn)席狀砂微相，巖性以灰白色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖為主，以砂泥互層為主要特征，自然電位曲線呈現(xiàn)鐘型特征。

圖4 海36井沉積相綜合柱狀圖

3.2 沉積微相展布

在測(cè)井相模式和單井相分析的基礎(chǔ)上，對(duì)西部斜坡區(qū)46口井進(jìn)行了地層劃分和沉積微相特征研究，統(tǒng)計(jì)砂巖和地層的厚度，并計(jì)算厚度的比值[19]，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用double-fox軟件繪制青山口三段沉積體系圖(圖5)，對(duì)研究區(qū)青三段的物源方向和平面上沉積相的展布特征進(jìn)行系統(tǒng)的分析和研究。研究區(qū)南部整體呈薄層的丘狀分布，為砂巖厚度最大區(qū)域，因此研究區(qū)兩大砂體沉積帶在西斜坡的東部和南部。西部砂巖厚度及砂地比大，且分布范圍廣，而北部整體為次高值區(qū)，但分布范圍小。根據(jù)青三段沉積體系圖可以看出，研究區(qū)的西部和中部為三角洲沉積，東部、東南部和西南部主體為湖相沉積，由南向北為半深湖--三角洲--半深湖沉積體系，研究區(qū)內(nèi)共有4條水系發(fā)育，由南到北分別為分別為通榆水系、白城水系、英臺(tái)水系和齊齊哈爾水系。該時(shí)期西部和北部共兩條水系從盆地邊緣匯入湖泊，西部的英臺(tái)水系規(guī)模最大[20]，在白城—英臺(tái)之間形成三角洲沉積相，從野外及鉆井資料可以觀察到三角洲相在研究區(qū)中部分布，寬約 80 km，大約延長(zhǎng) 90 km，向南及向北延伸發(fā)育為半深湖湖泊相沉積，其中研究區(qū)中部含砂率>50%。西北部的齊齊哈爾水系規(guī)模較小，寬約40 km，其中有少許三角洲沉積相發(fā)育。受水系和物源的影響，該時(shí)期西斜坡構(gòu)成了以湖泊和三角洲相帶為主體的古地理格局，其中三角洲平原和三角洲前緣均有大規(guī)模發(fā)育。由圖5可以看出在青三段時(shí)期，物源主要來(lái)自于西部白城—英臺(tái)物源和北部的齊齊哈爾物源。

圖5 西部斜坡區(qū)青三段沉積體系圖

4 結(jié)論

(1)研究區(qū)青山口三段主要發(fā)育三角洲平原、三角洲前緣、砂質(zhì)淺湖和濱淺湖4種沉積亞相，以及在西南邊緣處存在河流相，主要發(fā)育河床及滯留沉積微相，砂質(zhì)淺湖主要發(fā)育在青二段，濱淺湖主要發(fā)育于青山口、姚家以及嫩江組沉積期，半深湖主要發(fā)育于青山口和嫩江組沉積期，青山口組三段由南向北過(guò)渡為湖泊--三角洲--湖泊沉積體系。因此，西部斜坡區(qū)主要發(fā)育三角洲及湖泊沉積體系。

(2)研究區(qū)沉積體系發(fā)育受物源控制明顯，西斜坡套?！桨叉?zhèn)地區(qū)的青山口組沉積時(shí)期主要物源來(lái)自于研究區(qū)的西部白城—英臺(tái)物源，次要物源來(lái)自于研究區(qū)的東北部的訥河物源。