滨里海盆地东缘石炭系碳酸盐岩台缘带识别及展布特征_郭凯.pdf

收稿日期：；修订日期：。作者简介：郭凯（），男，博士，高级工程师，现从事油气勘探方面工作。：。基金项目：国家科技重大专项“全球油气资源评价与选区选带研究”（）。文章编号：（）滨里海盆地东缘石炭系碳酸盐岩台缘带识别及展布特征郭 凯，范乐元，金树堂，程晓东，盛善波，吴嘉鹏（中国石油测井有限公司，北京；中油国际阿克纠宾油气股份公司，哈萨克斯坦）摘要：滨里海盆地东缘 区块以二维地震资料为主且钻井资料有限，分析沉积相带及展布特征对于评价该区勘探潜力及优化勘探部署具有重要意义。在明确区域构造沉积背景的基础上，通过地层厚度变化、剖面地震相分析及平面波形分类等方法开展石炭系 段台地边缘相带识别，明确了相带展布及有利区分布范围。研究表明，该区 段 层东部发育具多个建隆区的台地边缘，是下部 层缓坡台地上发育起来的沉积型镶边台地。自西向东地震反射主要由平行 亚平行反射、亚平行 丘形反射向丘形 斜交型前积反射变化，反映了由台内到台缘斜坡的相带变化特征。东部台缘带以中弱振幅、中低连续与中高频反射为主，而西部台内则相反，台缘带北东向展布大于 ，宽约 。有利相带分布及储层发育受台地边缘演化控制明显，主力层 层下部有利相带主要为西部台内滩，而上部有利相带主要为东部台缘藻丘滩与颗粒滩，其次为西部台内滩。关键词：滨里海盆地；石炭系；台地边缘；地震反射构型；波形分类中图分类号：文献标识码：，（，；，）：，年 月石 油 地 质 与 工 程 第 卷 第 期 ，：；海相碳酸盐岩储层是目前世界上重要的油气储层类型，全球 以上的碳酸盐岩油气藏分布于台地内及台地边缘颗粒滩与礁丘相储层，其中，台地边缘礁滩或丘滩相储层占有十分重要的地位。近年来，我国境内获得了众多油气发现，如塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组、奥陶系良里塔格组以及四川盆地下寒武统龙王庙组、上二叠统长兴组等，展现了台地边缘相带的巨大勘探潜力。碳酸盐岩台地包括镶边台地和缓坡台地两种基本类型，并且二者之间可连续演化和转换。受地貌差异、沉积作用及水体的封闭程度等因素影响，不同地区的台地边缘类型及特征多样，且对有利储层展布的控制差异明显，。如沈安江总结了四川盆地灯影组台内裂陷控制的镶边台地到龙王庙组缓坡台地的演变，建立了两类台缘及双滩模式，张友等系统阐述了塔里木盆地东部寒武系 奥陶系台地由缓坡到（弱）镶边台地的多类型台地演化过程及其有利相带。可见，分析台地发育特征对明确有利储集相带及勘探方向具有重要意义。作为哈萨克斯坦境内油气储量和资源量巨大的含油气盆地，滨里海盆地盐上与盐下层系已发现了众多油气田。盆地东缘自 年以来相继发现了北特鲁瓦、塔克尔等多个石炭系台地相碳酸盐岩油气田。前人对盆地东缘台地发育特征及沉积相带展布做了研究，认为主力层段石炭系 段目前已发现油气区为浅海开阔台地沉积，并推测东部发育台缘，受资料限制认为东部台缘已卷入到乌拉尔褶皱造山带中。因此，文中基于最新地震资料分析识别出在盆地东南缘发育台地边缘沉积，并明确台地边缘发育位置及展布特征，进而结合钻井资料落实有利勘探区带。地质背景滨里海盆地可划分为北部及西北部断阶带、中央坳陷带、阿斯特拉罕 阿克纠宾基底隆起带、东南坳陷带 个一级构造单元，其中，阿斯特拉罕 阿克纠宾基底隆起带发育扎尔卡梅斯 延别克隆起等多个隆起单元，东南坳陷带受德莱斯肯走滑断层分隔可分为普里姆戈得扎尔和南恩巴两个古坳陷。盆地东缘主要指扎尔卡梅斯 延别克古隆起和普里姆戈得扎尔古坳陷，向东以沙克玛勒 柯克别克金断裂为界，并进入乌拉尔潜伏褶皱带。本次研究区位于盆地东缘北特鲁瓦油田南部，构造上位于扎尔卡梅斯 延别克隆起东部的普里姆戈得扎尔古坳陷（图）。盆地东缘主要发育石炭系 段与 段两套碳酸盐岩层系，中间为 泥质陆棚沉积。其中，段包括谢尔普霍夫阶与巴什基尔阶沉积（层），以及莫斯科下亚阶沉积（层），两者之间呈平行不整合接触（图）。近年来的钻探结果表明，段为研究区主力含油碳酸盐岩层系，尤其 段 层为主要含油层段。文中在明确了台地发育古地理背景的基础上，综合利用二维地震资料、钻测井资料重点对研究区 段台地边缘的识别、类型及展布开展研究（图），以期进一步明确该区有利相带分布，指导下一步勘探部署。台地边缘综合识别 古地理背景滨里海盆地东缘的构造 沉积演化与乌拉尔洋的形成、发展和消亡密不可分，自早泥盆世末至晚石炭世，盆地东缘先后经历了马格尼托格尔岛弧形成期及弧陆碰撞期，整体属于活动陆缘坳陷阶段，处于乌拉尔洋关闭早期。总体上，这一时期盆地东缘保持了西台东盆的区域古地理格局，即盆地东缘东部接受了广泛的复理石碳酸盐 碎屑岩沉积，西部受扎尔卡梅斯 延别克古隆起控制，发育了多期浅海碳酸盐岩建造，形成了研究区石炭系 段与 段两套陆棚碳酸盐岩层系（图）。晚石炭世末早二叠世，乌拉尔褶皱造山带隆升，盆地东缘与古特提斯洋逐渐隔绝，整体进入周缘前陆盆地阶段，古地理结构发生反转，至孔谷期形成封闭环境，沉积了巨厚的膏盐岩。可见，研究区石炭纪西台东盆的古地理特征构成了东部台缘带发育的石 油 地 质 与 工 程 年 第 期图 滨里海盆地东缘地质概况及研究区位置基本条件。图 早石炭世滨里海盆地东缘古地理格局示意图（据文献修改）地层厚度变化由于造礁（丘）生物较高的碳酸盐岩产率使台地边缘沉积速率能追赶上海平面上升速度，因而镶边型台地往往具有较厚的台地边缘。而缓坡型台地由于水体逐渐变深，且缺乏高碳酸盐岩产率的造礁（丘）作用，其边缘的沉积厚度在深缓坡或中缓坡处减薄。因此，可利用不同类型碳酸盐岩台地向盆地方向的地层厚度变化这一特征来分析沉积相带的变化。在井震精细标定的基础上，对 段顶底及内部 层顶进行精细解释及地层厚度分析。结果表明，段 层地层厚度在研究区东部明显减薄至 之下，其次在东南部有所减薄，厚度为 ，其余地区厚度主要在 （图）。结合区域构造及古地貌特征认为，研究区 层这种由西向东变薄的特征可能为碳酸盐岩缓坡沉积，反映了下部维宪阶泥质陆棚填平补齐沉积后整体较为平缓的区域古地貌特征。层在研究区东部存在两个沉积建隆区，厚度在 ，西部地层厚度主要在 ，其内存在厚度大于 的局部厚值区，向东部减薄至 之下（图）。层东部发育以碳酸盐岩建隆为特征的台地边缘，其西侧台地内部发育局部小范围台内建隆，从地层厚度推测发育镶边台地。剖面地震相分析地震相分析目前已成为沉积相识别的重要手段，通过分析反映同相轴空间排列组合特征的地震反射构型、反射结构（振幅、频率及连续性）及反射外形等可以解释出碳酸盐岩台地、台地边缘及斜坡等沉积环境。地震反射构型是地震相分析的重要方面，其包括平行或亚平行、杂乱、丘形、前积等多种郭 凯等 滨里海盆地东缘石炭系碳酸盐岩台缘带识别及展布特征图 研究区 段 层与 层地层厚度结构。其中，前积反射构型又包括 型、叠瓦型、斜交型及复合型等多种类型。本次通过对过 层地层厚值区的东西向剖面进行地震相分析来识别不同的台地相带。研究区 层计算坡度整体小于，结合西厚东薄的地层厚度特征认为其属于缓坡型台地沉积。从地震反射特征看，层东部由北至南均发育较明显的斜交型或 型前积反射（图），前积角度在 ，此种较低角度沉积坡折带代表了由浅水缓坡向较深水缓坡的过渡，。结合区域古地貌背景将该区缓坡进一步划分为浅缓坡和深缓坡，推测部分深缓坡及盆地相已卷入乌拉尔造山带中。该区浅缓坡总体以中强振幅、中连续亚平行反射为主，内部发育滩相叠瓦型前积（图、）、反映丘滩间 丘滩体的乱岗状 丘形反射（图）及较大规模丘滩体的丘形反射（图）等多种反射结构。深缓坡向东部存在楔状减薄特征（图）及反映风暴浪基面之下静水环境的高连续、低频反射特征（图）。层地震相东西差异特征较明显，自西向东解释为台地 台地边缘 斜坡相。西部主要以中强振幅、中高连续、平行 亚平行反射为主，局部发育小规模丘形反射，为典型的台地内部沉积响应特征。向东发育亚平行 丘形反射或丘形 亚平行反射，反映了沉积相带由台地到台地边缘发展，再向东主要以斜交型或丘形斜交型前积反射为主（图），代表了台地边缘向斜坡的发展。台缘带丘形反射内部总体以杂乱、中弱振幅、中低连续和中高频反射为主。南北向台缘带存在一定的差异，两个沉积建隆区均发育丘形 斜交型前积反射与斜交型反射，分别反映了台缘带内部以生物建隆为主的丘滩沉积及以颗粒为主的台缘颗粒滩沉积。台缘带展布与有利相带 台缘带展布地震波形的总体变化是地震振幅、频率、相位的综合反映，地震波形分类是地震相分析中常用的沉积相带划分方法。因此，通过钻井标定的地震波形分类结果可以有效解释沉积相并明确沉积相带展布特征。研究区 层的波形分类结果显示较明显的东西差异特征，指示东西向存在相带变化（图）。该区钻井仅揭示 层上部，总体上为低自然伽马的高能灰岩，反映了颗粒滩发育规模较大，这是由于缓坡坡度缓，颗粒滩宽度大，形成泛滩沉积。结合地层厚度变化和剖面地震相对 层沉积相展布进行了解释，即西侧为颗粒滩普遍发育的浅缓坡台地相夹台洼沉积，东侧为深缓坡相，上部可能发育风暴粒屑滩（图）。层地震波形分类东西分带特征十分明显（图），西部以中强振幅、中高连续及中低频反射为主，东部则以中弱振幅、中低连续及中石 油 地 质 与 工 程 年 第 期图 研究区典型剖面地震相分析（剖面位置见图）高频反射为主（图）。结合地层厚度特征可以明确东部发育北东向展布的台缘带，宽约 ，延伸长度超过 。台缘斜坡坡度由北向南呈加大趋势，北部坡度在 ，南部坡度 ，属于较典型的沉积型镶边台缘（图、图）。西部主要发育开阔台地相，测井响应上 层尤其是上部显示为相对高自然伽马特征（图、），表明随着东部镶边台缘的发育，层上部台内总体上向中低能环境变化。有利相带分布总体上，段经历了由 层缓坡型台地到 层镶边型台地的演化过程，层发育了台缘与台内郭 凯等 滨里海盆地东缘石炭系碳酸盐岩台缘带识别及展布特征两大储集相带（图）。薄片分析表明 层岩性主要为亮晶生屑藻粒灰岩、亮晶藻粒生屑灰岩、泥晶球粒藻粒或生屑藻粒灰岩等，台内有利相带主要为由藻粒、藻团块及附藻生物形成的生屑滩、藻屑滩等颗粒滩，其次为局部藻丘，储集空间类型主要以残余粒间孔、粒内孔和铸模孔为主，局部发育微裂缝。该区岩心揭示的主要造礁（丘）生物为红藻类与绿藻类，缺乏典型的格架造礁生物，结合剖面地震相特征认为台缘带内主要发育与藻类建隆相关的丘滩复合体及台缘颗粒滩两类有利储集体（图、图）。图 研究区 段 层与 层地震波形分类与沉积相解释 层储层反演进一步揭示了有利储层分布范围，与沉积相展布及钻井具有较好的对应关系（图）。上层有利储层主要分布在台缘带，尤其在台缘带北部大范围分布，其次为台缘带南部近斜坡一侧。已钻井均显示台内滩储层发育相对较差，井 上层钻遇储层 ，平均孔隙度 左右；井仅钻遇 储层，孔隙度仅 。而 下层有利储层主要发育在西部开阔台地，井 下层钻遇储层 ，孔隙度 ，井 下层钻遇储层 ，孔隙度 ，在台缘带也有一定分布。近期在台缘带完钻的 井揭示 上层储层 ，孔隙度 ，而在 下层仅钻遇储层 ；井揭示 上层储层 ，孔隙度 ，相反在 下层石 油 地 质 与 工 程 年 第 期图 滨里海盆地东缘 段台缘沉积模式仅钻遇储层，平均孔隙度仅。可见，台地相带发育演化对该区储层分布影响较大，层沉积早期东部镶边台缘尚处于发育初期，因而一定程度上继承了 层缓坡地貌，有利储层主要分布在西部开阔台地台内滩，有利面积为 ，其次为东部台缘带，有利面积为。随着东部台缘建隆带的发育，有利相带在 层沉积晚期转移到台缘带，使得 上层有利储层主要分布于台缘藻丘滩与台缘颗粒滩，有利面积为，其次为台内滩，有利面积为。图 研究区 段 层反演阻抗分布与钻井储层验证 结论（）滨里海盆地东缘 段台地总体经历了由 层缓坡台地到 层镶边台地的发育演化过程。层东部台缘呈北东向展布，延伸大于，宽约，台缘斜坡坡度由北向南呈加大趋势。层东西相带分异明显，西部台内以中强振幅、中高连续、中低频反射结构与平行 亚平行反射夹局部丘形反射构型为主；而东部台缘则主要以中弱振幅、中低连续、中高频反射与亚平行 丘形反射及丘形 斜交型前积反射构型为主。（）台地边缘演化对储层发育的控制作用明显。层缓坡台地西部浅缓坡发育大面积颗粒滩沉积；而主力勘探层 层下部有利相带主要为西部台内生屑与藻屑滩，有利面积为 ，其次为东部台缘带，有利面积为 。层上部有利相带主要为东部台缘藻丘滩与颗粒滩，有利面积为 ，其次为台内滩，有利面积为 。参考文献 赵文智，沈安江，周进高，等 礁滩储集层类型、特征、成因及勘探意义 石油勘探与开发，（）：贾晓静，柯光明，徐守成，等 超深层复杂碳酸盐岩滩相储层发育特征 石油地质与工程，（）：顾家裕，马锋，季丽丹 碳酸盐岩台地类型、特征及主控因素 古地理学报，（）：金振奎，石良，高白水，等 碳酸盐岩沉积相及相模式 沉积学报，（）：张友，李强，郑兴平，等 塔里木盆地东部古城 肖塘地区寒武纪奥陶纪台地类型、演化过程及有利储集相带，（）：邓西里，汪红，鲍志东，等 滨里海盆地油气分布规律及勘探潜力分析 中国石油勘探，（）：苗钱友，王燕琨，朱筱敏，等 滨里海盆地东缘石炭系层序地层研究 新疆石油地质，（）：郭 凯等 滨里海盆地东缘石炭系碳酸盐岩台缘带识别及展布特征 梁爽，王燕琨，金树堂，等 滨里海盆地构造演化对油气的控制作用 石油实验地质，（）：谢华锋 滨里海盆地东缘石炭纪构造演化的沉积作用响应 北京：中国地质大学（北京），（），：，：，（）：，：，：，：，：，：，：，：赵约翰 沾化凹陷东部长堤凸起周缘生物灰岩地震相及储层预测技术研究 石油地质与工程，（）：熊冉，张天付，乔占峰，等 塔里木盆地奥陶系蓬莱坝组碳酸盐岩缓坡沉积特征及油气勘探意义 沉积与特提斯地质，（）：赵文智，沈安江，胡安平，等 塔里木、四川和鄂尔多斯盆地海相碳酸盐岩规模储层发育地质背景初探 岩石学报，（）：洪忠，张猛刚，苏明军 应用地震波形分类技术识别岩相的适用性和局限性 物探与化探，（）：贾秀容，谢春安，李恒权，等 地震波形分类在春光探区沉积微相研究中的应用 石油地质与工程，（）：（编辑 蒲洪果）（上接第 页）罗静兰，罗晓容，白玉彬，等 差异性成岩演化过程对储层致密化时序与孔隙演化的影响 地球科学与环境学报，（）：张茜，孙卫，杨晓菁，等 致密砂岩储层差异性成岩演化对孔隙度演化定量表征的影响 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