哈山地区三叠系层序地层特征研究

张 银

（中国石化胜利油田分公司西部新区研究中心，山东东营 257000）

层序地层学自20世纪80年代兴起以来得到了迅猛发展，通过全球范围内的层系地层对比，层序沉积模式、矿产资源评价以及油气勘探等方面前期进展显著。其重要突破在于建立了盆地、区域乃至全球的等时地层格架，并将沉积相和沉积体系的研究放在统一的等时地层格架中进行，因而能有效地揭示沉积体系的三维配置关系［1］。陆相层序地层学理论的发展，使得层序地层原理指导下的地质－地震资料综合解释技术成为隐蔽油气藏勘探的有力工具，并在我国东西部陆相盆地油气勘探中取得重大进展［2－4］。陆相层序地层学原理是综合利用钻井、测井曲线、地震剖面及地表露头、古生物等资料对盆地的沉积体系及各岩相做立体解释，并有力指导油气勘探。本文重点通过对准噶尔盆地哈山地区三叠系的层序界面识别，研究层序内部特征，分析各层序间的沉积演化规律，以期在层序格架范围内明确有利勘探层系及分布范围，进而为该层系油气勘探提供证据。

1 地质概况

哈拉阿拉特山（以下简称哈山）南麓的油气勘探最早始于20世纪50年代初期，经过60多年的勘探，中石油在研究区南邻发现了百口泉、乌尔禾、风城、夏子街四个油田。哈山地区位于准噶尔盆地西北缘哈德构造带的西段，北以哈拉阿拉特山为界与和什托洛盖盆地相接，南邻玛湖凹陷北部斜坡带（图1）。北部地表出露石炭系、二叠系及白垩系，南部均被第四系覆盖。区内断裂发育，以东西向为主，其中达尔布特走滑断裂贯穿研究区，为区内最大断裂。近年来乌尔禾油田、夏子街油田均在三叠系上报新增石油地质探明储量。研究区三叠系整体勘探程度还较低，可提供钻探的构造圈闭十分有限，地层岩性圈闭已成为主要勘探目标，是研究区新的勘探领域和储量接替阵地。

图1 研究区地理位置

2 层序地层及沉积特征

层序是以不整合面或与之对应的整合面为界的内部相对整合的地层系列，因此识别层序地层单元的关键是识别不整合面和分析海（湖）平面升降变化［5－7］。层序地层分析是根据地震、钻井、测井、露头、地化、及有关沉积环境和岩相，对地层形式作解释。

2.1 层序界面的识别

在研究层段内部识别各级次层序界面是进行层序划分，建立层序地层格架的首要任务。层序界面包括不整合、沉积作用转换面和较大规模洪泛面［8］。研究区的层序界面主要为不整合面，由于不整合面的形成是遭受剥蚀或地层沉积缺失所导致，因而层序边界附近的地层在沉积相、岩相、测井相以及地震相等方面会有所反映。

在哈山地区的三叠系内，根据层序界面识别方法识别出3个层序界面，自下而上以次为TSB1～TSB3。

TSB1为三叠系底界的一个Ⅰ级层序界面。该层序界面是全盆地范围内的层序界面，在哈山地区的地震剖面上可以看出该界面上覆地层和下覆地层之间的角度不整合。TSB1之上的三叠系地层主要以超覆的形式披盖在下覆背斜之上，是厚层泥岩与厚层砾岩的分界面，其中自然伽马、声波时差曲线变小，电阻率、密度曲线变大，是扇三角洲前缘－冲积扇环境的转换面。

TSB2为三叠系克拉玛依组内部的一个Ⅲ级层序界面。Ⅲ级层序界面主要由湖平面变化及与之半生的沉积物供应速率变化所致，地震剖面上不整合特征不明显，主要依据钻井、露头、岩相突变和测井响应突变来识别。TSB2是克拉玛依内部的一个界面，是厚层褐色泥岩与厚层灰色砾岩的分界面，自然伽马、电阻率变大，声波时差变小，是冲积扇扇缘向扇三角洲平原环境的一个转换面。

TSB3为三叠系克拉玛依组与白碱滩组的界面，在地震剖面上表现为强连续的同向轴，被侏罗系界面削截，是细砾岩与灰色泥岩的分界面，自然伽马变大，电阻率、声波时差变小，是扇三角洲前缘－滨浅湖沉积环境的一个转换面，也是三叠系内部的一个Ⅲ级层序界面。

2.2 层序特征分析

自20世纪90年代以来，前人对准噶尔盆地西北缘三叠系层序地层提供了多种划分方案［9］。本文在前人研究的基础上，以上述层序界面识别为基础，开展层序内部特征研究，将哈山地区三叠系划分为三个Ⅲ级层序TSQ1、TSQ2、TSQ3。结合前人在陆相坳陷及断陷盆地层序地层模式中采用的低位体系域、湖侵体系域、高位体系域三分法［10－11］，将 TSQ1划分为低位体系域、水进体系域和高位体系域；TSQ2划分为水进体系域和高位体系域；TSQ3为水进体系域和高位体系域（图2）。

TSQ1的低位体系域（LST）特征：块状厚层杂色砂砾岩，中间夹褐色含砾泥岩，自然电位、自然伽马齿幅箱型，电阻率箱型；从下至上总体为粗－系－粗－细的复合旋回特征，基准面局部有上升再下降的趋势，整体呈基准面上升趋势，主要为冲积扇扇中沉积；LST在地震上表现为超覆尖灭特征，斜坡下部同向轴自南向北为3套强相位的低位楔反射特征。

TSQ1的水进体系域（TST）和高位域（HST）特征：TST为一套厚层泥岩见薄层砂砾岩，自然伽马、声波时差整体高值，为冲积扇扇缘－滨浅湖沉积，在地震剖面上表现为退积反射特征，向北部TST逐渐减薄被侏罗系地层剥蚀；HST沉积时湖水短暂后撤，基准面略有下降，沉积了一套灰色砾岩夹褐色含砾泥岩－深灰色细砂岩夹褐色粉砂质泥岩的加积、进积体，为一套扇三角洲平原－扇三角洲前缘沉积，地震剖面上表现为弱相位平行连续特征，向北有顶部被侏罗系地层削截现象。

TSQ2的水进域（TST）和高位域（HST）特征：TST基准面再度上升，可容空间增大，泥质增多，为一套灰色砾岩－褐色含砾泥质细砂岩夹薄层褐色泥岩、灰绿色泥质粉砂岩、深灰色泥岩沉积，从下至上呈由粗变细的正旋回特征；HST沉积时基准面的上升速率小于物源区的沉降速率，表现为进积特征，为一套灰色砾岩、棕色砾状砂岩夹薄层灰色泥岩。发育扇三角洲前缘沉积。TSQ2地震剖面上表现为强振幅连续近平行反射－中强振幅连续平行反射－中弱振幅的近空白反射特征。

TSQ3的水进域（TST）和高位域（HST）特征：TST在哈山地区全区范围内发育，主要为一套深灰色、灰色泥岩，自然伽马高值，电阻率低值，为一套滨浅湖相沉积；在地震剖面上表现为中振幅连续平行反射特征。HST沉积灰绿色细砾岩、灰绿色细砂岩、灰色泥岩沉积，仅在乌2－哈深斜1井区局部发育。

2.3 层序演化特征

三叠纪继承了二叠纪的构造演化特征，二叠纪形成的逆冲断裂在三叠纪又重新复活，不同的是复活后的断裂在活动规模上较二叠纪减弱。在活动方式上，二叠纪时断裂的垂向运动和水平运动距离较大，而三叠纪时复活或新生的断裂主要是以垂向运动为主，水平位移距离较小。因此有人把三叠纪称为推覆抬升阶段，这种推覆抬升不是匀速的，而是既有同沉积相对缓慢抬升，又有脉动的剧烈挤压抬升。分析认为，早、中三叠的推覆抬升规模较小，挤压影响的范围较为局限，晚三叠世晚期哈山地区发生了三叠纪以来最强烈的一次构造运动。

图2 哈浅1井沉积及层序划分

在三叠纪时期发育三次大规模的水进。受三叠纪早期古地貌的影响，在地形的低部位接受了沉积，构成了TSQ1的低位体系域，以冲积扇扇中的砾岩和砂砾岩沉积为主，在地震剖面上表现为超覆尖灭特征。其中扇中部分的连片河床砂砾岩层，粒度适中，物性相对较好，虽然结构成熟度较低，但是该类扇体多位于盆地边缘，断层或不整合相结合，仍可成为较好的储层，形成油气藏。在TSQ1中晚期开始第一次大规模的湖侵，湖盆基准面不断上升，可容空间不断加大，水体也开始变深，发育一个水进域的滨浅湖－冲积扇扇缘相沉积。湖平面的短暂后撤，在TSQ1晚期研究区形成一个高位体系域的进积序列，发育一套扇三角洲平原相沉积。该时期的砂砾岩百分含量相对较高，具有近物源和短距离搬运的特点，成分成熟度和结构成熟度较好于冲积扇相。TSQ2早期湖盆沉积主要受湖侵作用影响，发育一期水进体系域沉积，晚期湖侵作用小于物源区抬升速度，大量粗碎屑沉积物源供给，因此在晚期发育一套水退的进积序列，主要发育扇三角洲前缘－平原砂体的进积式叠置堆积，该时期的砂体粒度适中，物性较好，是较好的储集层。随着湖侵的进一步加剧，上三叠统白碱滩组沉积早期湖泊范围大面积扩张，在TSQ3时期三叠纪湖泛面达到最大，整体为一个湖侵的特征，哈山周源地区主要发育滨浅湖相沉积，储集砂体不发育，为区域盖层的主要发育时期（图3）。

图3 风26－哈浅101井连井三叠系剖面相

3 结论

（1）利用层序地层学原理在哈山地区三叠系识别出3个层序界面（TSB1、TSB2、TSB3），并划分出3个层序单元（TSQ1、TSQ2、TSQ3），7个体系域，其中TSQ1划分为低位域、水进域和高位域；TSQ2划分为水进域和高位域；TSQ3划分为水进域和高位域。

（2）TSQ1层序的冲积扇扇中砂砾岩层，粒度适中，物性相对较好，主要发育在盆地边缘，断裂或不整合相结合，仍可成为较好的储集层，形成复合油气藏。TSQ2层序的扇三角洲平原亚相砂砾岩百分含量相对较高，成分成熟度和结构成熟度都好于TSQ1层序的冲积扇相，扇三角洲前缘分流河道是最有利的储集相带。

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