南图尔盖盆地萨雷布拉克地区侏罗系沉积层序及地层不整合圈闭

冉怀江

（1.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京102249；2.中国石油长城钻探工程有限公司解释研究中心，北京100101）

油气地质

南图尔盖盆地萨雷布拉克地区侏罗系沉积层序及地层不整合圈闭

冉怀江1，2

（1.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京102249；2.中国石油长城钻探工程有限公司解释研究中心，北京100101）

南图尔盖盆地是重要的油气探区，受区域构造的影响，侏罗系沉积层序的发育演化与构造活动密切相关，研究区尚未勘探的有利构造圈闭逐渐减少，岩性-地层油气藏已经成为重要的勘探目标。为此，在对地震、测井及岩心等资料综合分析的基础上，通过构造演化分析、层序地层格架建立以及沉积相分析，对南图尔盖盆地A探区萨雷布拉克地区侏罗系沉积层序特征及有利地层不整合圈闭进行了研究。结果表明：①萨雷布拉克地区在侏罗纪和白垩纪时期经历了3次较为明显的构造运动，可将其构造演化划分为3个阶段，即断陷期、断-坳转换期及坳陷期，形成了3个二级层序，并在其层序格架内将侏罗系划分为7个三级层序，每个三级层序中可划分出2～3个体系域；②早侏罗世断陷期（SQ1，SQ2）主要发育湖泊及辫状河三角洲沉积体系，中侏罗世断-坳转换期（SQ3，SQ4）主要发育湖泊及三角洲沉积体系，晚侏罗世坳陷期（SQ5，SQ6，SQ7）主要发育湖泊、三角洲及河流沉积体系；③侏罗系有利的地层不整合圈闭主要为SQ1和SQ2与上覆地层形成的地层削蚀不整合圈闭，以及SQ5与下伏地层形成的地层超覆不整合圈闭。

沉积地层；地层不整合圈闭；侏罗系；萨雷布拉克；南图尔盖盆地

0　引言

南图尔盖盆地位于哈萨克斯坦中部，是元古界、古生界基底上发育起来的中、新生代断-坳叠合型盆地，面积约8万km2。根据构造和地质特征［1-2］，南图尔盖盆地可划分为3个一级构造单元，即北部的日兰齐克坳陷、南部的阿雷斯库姆坳陷和中部的门布拉克隆起。目前发现的油气田基本上都分布在南图尔盖盆地南部的阿雷斯库姆坳陷，面积约3万km2。

A探区位于盆地内的阿希赛凸起构造带上，北部位于鲍金根坳陷的南端，西面紧邻阿克萨布拉克坳陷，东部为乌雷套隆起，三维地震覆盖面积约为1 200 km2。萨雷布拉克油田位于A探区的三维地震区北部，是乌雷套隆起向鲍金根坳陷逐渐倾没部位，发育构造、岩性及地层油气藏（图1），其发育的主要地层包括：古生界盆地基底、侏罗系、白垩系、古近系、新近系及第四系。中、下侏罗统自下而上可划分为萨济姆拜组、埃巴林组、多尚组及卡拉甘塞组。上侏罗统下部为库姆科尔组，上部为阿克萨布拉克组［3-4］。

图1　南图尔盖盆地构造单元及研究区位置Fig.1 Structuralunitsof the South TurgaiBasin and location of Sarybulak area

目前已经有多口钻井在萨雷布拉克含油气构造主要目的层萨基姆拜组（J1sz）钻获油气流。长期以来，在萨雷布拉克地区主要针对构造圈闭进行勘探，但随着勘探程度的不断深入，岩性地层油气藏已经成为一个重要的勘探领域。因此，有必要对沉积层序特征及有利地层不整合圈闭进行研究，为该区岩性-地层油气藏的勘探提供依据。笔者综合地震、测井及岩心等资料，在构造演化分析的基础上，建立三级层序地层格架，并在层序格架内进行体系域划分及沉积充填演化特征分析，确定有利储盖组合及有利地层不整合圈闭，以期为该区的下一步勘探指明方向。

1　层序地层格架及其界面特征

1.1层序地层格架

层序地层格架包括由层序地层相关界面所限定的成因地层单元，这些地层单元是可容纳空间与沉积物补给相互作用的结果［5］。二级层序界面对应于区域性的不整合面，往往表现为区域性较为明显的削截或上超，是构造作用和盆地充填演化的阶段性产物［6］。萨雷布拉克地区的构造格局在侏罗系沉积的早、中、晚期以及白垩系沉积时期存在较大的差异。中生界内部的侏罗系和白垩系地层接触关系、内部地震反射结构以及地层厚度变化均表明，该区在侏罗纪和白垩纪时期均具有3次较为明显的构造运动，可划分为3个重要阶段：①早侏罗世萨基姆拜组—埃巴林组沉积时为断陷期，构造活动强烈，断层表现为生长性正断层，控制研究区的地层沉积；②中侏罗世卡拉甘塞组—多尚组沉积时，研究区处于断-坳转换期，该时期裂陷作用停止，坳陷开始形成，断层活动大大减弱，构造基本定型，南部区域局部被抬升，沉积中心北移；③晚侏罗世的库姆科尔组—阿克萨布拉克组在白垩系沉积时期为坳陷期，断层基本停止活动，全区无大的构造运动，地层沉积广泛，西部为沉积凹陷区，沉积中心向西北部偏移。

依据南图尔盖盆地构造演化以及前人研究成果［7-10］，结合萨雷布拉克地区构造演化与沉积充填、地震波组特征及接触关系、沉积旋回变化等，综合分析各级层序界面的发育特征，将侏罗系划分为3个二级层序，它们分别对应研究区的三大构造运动期。在建立二级层序格架的基础上，通过单井、连井、地震剖面上层序界面性质、井-震对比以及层序内部特征，对三级层序的关键界面进行了识别，系统厘定了三级层序的划分方案（图2），并将侏罗系划分为7个三级层序。各三级层序不整合界面特征明显，削蚀及上超特征清晰，在地震剖面上易于追踪。该区三级层序自下而上分别为：SQ1（J1sz），SQ2（J1ab），SQ3（J2ds），SQ4（J2kr），SQ5（J3km下段），SQ6（J3km上段）和SQ7（J3ak）。每个三级层序中又可划分出低位体系域（LST）、水进体系域（TST）和高位体系域（HST）。

图2　萨雷布拉克地区沉积充填演化序列Fig.2 The sedimentary filling evolutionary sequence in Sarybulak area

图3　萨雷布拉克地区层序界面典型测井响应特征Fig.3 Typical logging response characteristicsofsequenceboundary in Sarybulak area

图4　萨雷布拉克地区北西—南东向典型地震剖面特征Fig.4 The seism ic section of NW-SE direction in Sarybulak area

1.2三级层序特征

1.2.1SQ1（J1sz）层序

SQ1沉积时为断陷湖盆早期，地层直接与基岩接触，为典型的不整合接触关系。基底地层岩性致密，主要为绿泥石-绢云母页岩、片麻岩，与上覆地层特征明显不同，渗透性差，测井曲线表现为高电阻率、高自然伽马的特征（图3）。该层序顶部与上覆地层不整合面接触，易识别。地震波组以中—弱振幅、中—高频、杂乱反射为特征（图4）。萨雷布拉克地区SQ1下部地层以弱—变振幅、中—高频、杂乱地震反射为特征，划分为水进体系域；SQ1上部地层以中—强振幅、中—低频、较连续地震反射为特征，划分为高位体系域；SQ1顶界面主要以削蚀不整合为特征，顶部与SQ2呈削蚀不整合接触，局部直接与SQ3和SQ4呈削蚀不整合接触。

1.2.2SQ2（J1ab）层序

SQ2地震波组以较平行、中—强振幅、中—低频、较连续为特征。该层序顶部在地震剖面上主要表现为明显的削蚀不整合，底部在萨雷布拉克地区的东部并与下伏的SQ1呈削蚀不整合接触（参见图4）。SQ2形成之后，该区发生较大规模的构造运动，鲍东大断裂开始发育，使东北部地层整体抬升剥蚀，形成了明显的剥蚀不整合界面。测井曲线上可见下部的SQ1含煤地层与上部的SQ2辫状河道砾岩呈岩性突变接触，下部的SQ1含煤地层测井曲线表现为高电阻率和高自然伽马的特征，与上部SQ2的低电阻率、低自然伽马等的测井响应特征差异明显，呈明显的不整合接触（参见图3）。层序界面之上与SQ3，SQ4和SQ5呈削蚀不整合接触。SQ2上部的含煤地层与层序界面之上的SQ3，SQ4和SQ5湖相泥质沉积的岩性差异较明显，测井曲线都具有低电阻率和低自然伽马等的测井响应特征，但界面之下的SQ2含煤地层，由于煤层和泥岩频繁互层使测井曲线具有明显的毛刺状响应特征。SQ2可划分为低位体系域和水进体系域，低位体系域位于层序下部，在测井曲线上以箱形的辫状河道测井响应特征为主，而水进体系域主要为层序上部的含煤地层。

1.2.3SQ3（J2ds）层序

SQ3地震波组以中等连续、中—弱振幅、中—高频为特征。该层序顶部在地震剖面上与SQ4呈削蚀不整合接触，底部与下伏的SQ2呈上超不整合接触（参见图4）。SQ2遭受剥蚀之后，开始沉积SQ3，层序形成之后再次遭受剥蚀，形成明显的剥蚀不整合面。萨雷布拉克地区中部的高部位SQ3遭受剥蚀，无残存地层，只有西部和东部的凹陷区残存部分SQ3的水进体系域。测井曲线上，SQ3湖相泥质沉积与下部的SQ2及SQ1的含煤地层岩性组合特征差异明显，与上部SQ4的油页岩的岩性及测井响应特征也存在明显的差异（参见图3）。

1.2.4SQ4（J2kr）层序

SQ4地震波组以平行连续、较强振幅、中—低频为特征（参见图4）。该层序顶部在地震剖面上与SQ5呈削蚀不整合接触，底部与SQ2及SQ1呈上超不整合接触，与SQ3呈平行不整合接触。SQ3遭受剥蚀之后，开始沉积SQ4，层序形成之后再次遭受剥蚀，形成了明显的剥蚀不整合面。萨雷布拉克地区中部的高部位SQ4无残存地层，只有西部和东部的凹陷区残存部分SQ4的水进体系域。测井曲线上，SQ4顶部油页岩具有低自然伽马、低声波时差、低密度及高电阻率的特征，顶部层序界面具有明显的测井响应特征（参见图3）。

1.2.5SQ5（J3km下段）层序

SQ5地震波组以中等连续、中—强振幅、中—高频为特征。该层序顶部在地震剖面上与SQ6呈削蚀不整合接触，底部与SQ2，SQ3及SQ4呈上超不整合接触（参见图4）。SQ4遭受剥蚀之后，开始沉积SQ5，层序形成之后再次遭受剥蚀，形成明显的剥蚀不整合面。萨雷布拉克地区中部的SQ5遭受明显剥蚀，没有该层序，其他地区均存在SQ5。测井曲线上，SQ5与SQ4顶部油页岩的岩性特征差异明显，具有明显的突变界面。SQ5顶部与SQ6界面，在测井曲线上具有自然伽马和声波测井响应特征。SQ5在地震剖面上各体系域特征不明显，从测井曲线上可以划分出低位体系域、水进体系域及高位体系域（参见图3）。

1.2.6SQ6（J3km上段）层序

SQ6地震波组以中—弱连续、中—弱振幅、中—高频为特征，与上部层序SQ7及下部层序SQ5的地震反射特征差异均明显。该层序顶部在地震剖面上与SQ7呈削蚀不整合接触，底部与SQ5及SQ2呈上超不整合接触（参见图4）。SQ5遭受剥蚀之后，开始沉积SQ6，层序形成之后再次遭受剥蚀，形成剥蚀不整合面，但在萨雷布拉克地区均残存SQ6。测井曲线上，SQ6顶部的一套砂岩与SQ7的泥岩岩性差异明显，层序界面可见自然伽马、自然电位及声波时差具有的测井响应特征。SQ6地震剖面上各体系域特征不明显，从测井曲线上可以划分出低位体系域、水进体系域及高位体系域（参见图3）。

1.2.7SQ7（J3ak）层序

SQ7地震波组以中等连续、中—强振幅、中—低频为特征，与上部层序的白垩系及下部SQ6地震反射特征差异均明显。该层序顶部在地震剖面上与SQ7呈明显削蚀不整合接触，底部与SQ6呈平行不整合接触（参见图4）。SQ6遭受剥蚀之后，开始沉积SQ7，层序形成之后再次遭受剥蚀，形成剥蚀不整合面，层序厚度从东到西逐渐减薄。测井曲线上，SQ7顶部的岩性与SQ7底部砾岩岩性差异明显，层序界面可见自然伽马、自然电位及声波时差均具有的测井响应特征。SQ7在地震剖面上各体系域特征不明显，从测井曲线上可以划分出低位体系域、水进体系域及高位体系域（参见图3）。

2　沉积充填特征

在前人研究的基础上［3-4］，综合岩心相、测井相及地震相分析认为，萨雷布拉克地区的沉积环境从侏罗世早期—中期—晚期依次经历了湖泊—辫状河三角洲—湖泊—三角洲—曲流河沉积体系的总体演化。由于断-坳构造演化以及湖盆的多期次扩张与收缩，该区沉积体系在时空分布上具有继承性和差异性。

SQ1和SQ2发育在早侏罗世断陷期，此时该区构造活动强烈，地形坡度大，来自北部乌雷套隆起的物源供给充足，且表现为多物源汇聚。早期SQ1发育于断陷湖盆的初期，此时湖盆由多个断裂控制形成的洼陷组成，构造活动相对较弱，物源供给相对较少。SQ1主要发育水进体系域，以深湖—半深湖沉积为主。在SQ1发育后期，随着构造活动的逐步加强，物源供给逐渐增加，开始发育高位体系域。沉积环境从滨浅湖向上过渡为辫状河三角洲前缘和三角洲平原（图版Ⅰ-1），沉积厚度大。SQ2发育时期，构造活动逐步加强，物源供给较为充足，低位体系域、水进体系域及高位体系域均有发育，但由于SQ2沉积末期，构造活动极为强烈，高位体系域及部分水进体系域地层均被剥蚀，在萨雷布拉克地区仅保存低位体系域及水进体系域的下段。其中，低位体系域以辫状河三角洲辫状河道（图版Ⅰ-2）及泛滥平原沉积为主，水进体系域以泛滥平原及沼泽沉积为主，形成一套含煤地层。

SQ3和SQ4发育在中侏罗世断-坳转换期，此时裂陷作用停止，坳陷开始形成，构造活动相对减弱，坳隆相间的构造格局变得不明显，湖盆面积增大，沉积物供给不足。SQ3和SQ4在萨雷布拉克地区主要发育半深湖—深湖沉积，局部发育浊积砂体。

在经历了中侏罗世断-坳转换期之后，盆地从侏罗世晚期开始进入差异沉降为主的坳陷阶段。该阶段构造活动趋于稳定，整个盆地转为缓慢坳陷期，湖盆范围扩大，但水位整体较侏罗世中期要浅。SQ5以滨浅湖沉积为主（图版Ⅰ-3），SQ6以滨浅湖及三角洲前缘沉积为主。在侏罗世末期中亚地区气候干燥，湖盆急剧萎缩，SQ7早期萨雷布拉克地区经过填平补齐，准平原化，以三角洲平原沉积为主，晚期高位体系域开始发育陆上河流相沉积（图版Ⅰ-4），岩心可见明显的棕红色，显示其具有暴露的氧化特征。

3　有利地层不整合圈闭

3.1有利生储盖组合

综合构造、层序及沉积等特征分析，并结合前人研究成果，认为南图尔盖盆地萨雷布拉克地区烃源岩主要为中下侏罗统的暗色泥岩、油页岩以及含煤地层。沉积相研究认为，该区侏罗系SQ1主要为湖泊和辫状河三角洲前缘（平原）沉积；SQ2为辫状河三角洲平原沉积；SQ3及SQ4为半深湖—深湖沉积；SQ5及SQ6为滨浅湖及三角洲前缘沉积；SQ7为三角洲平原和河流沉积。通过钻井证实该区主要的有利储集砂体为：①SQ1高位体系域的辫状河三角洲平原辫状河道砂岩、三角洲前缘水下分流河道及河口坝砂岩、滨浅湖滩坝砂岩；②SQ2低位体系域的辫状河三角洲平原辫状河道砂岩；③SQ5低位体系域的浅湖滩坝砂岩；④SQ6低位体系域的滨浅湖滩坝及高位体系域的三角洲前缘水下分流河道砂岩。

在层序地层格架内，由于低位体系域、水进体系域和高位体系域的沉积特征及空间位置的差异，形成了不同的生储盖配置关系。萨雷布拉克地区有多套有利的储盖组合。通过纵向上的体系域沉积特征分析，该区可形成多套有利的储盖组合，分别是：①SQ1高位体系域的砂岩储层与上部含煤地层及SQ3，SQ4和SQ6的泥岩盖层；②SQ2低位体系域的砂岩储层与上部水进体系域及SQ3，SQ4和SQ6的泥岩盖层；③SQ5低位体系域的砂岩储层与上部水进体系域及SQ6的泥岩盖层；④SQ7高位体系域的砂岩与上部的泥岩盖层。

3.2有利地层不整合圈闭

地层油气藏的勘探前景非常广阔［11-13］。地层不整合圈闭是指储集层的上倾方向直接与不整合面相切封闭而形成的圈闭［14-16］，储层可位于不整合面之上或之下。萨雷布拉克地区经历了断陷、断-坳过渡、坳陷3个阶段，可形成地层削蚀不整合和地层上超不整合。其中有利的地层不整合有2个：①SQ1和SQ2地层与上覆地层呈削蚀不整合接触，可以形成地层削蚀不整合圈闭；②SQ5地层与下伏地层呈上超不整合接触，可以形成地层超覆不整合圈闭（图5）。

图5　萨雷布拉克地区地层不整合圈闭地质剖面Fig.5 Thegeologic section of stratigraphic unconform ity trap in Sarybulak area

3.2.1地层削蚀不整合圈闭

萨雷布拉克地区的地层削蚀不整合圈闭主要发育在鲍东断裂上升盘，表现为剥蚀不整合的下伏地层呈现单斜形态，以较大角度终止于剥蚀不整合，顶部被不整合及上部沉积的湖相泥岩地层所封闭。SQ1及SQ2地层沉积之后，在构造活动的影响下，鲍东断裂的上升盘地层抬升遭受剥蚀，顶界面形成区域削蚀不整合，该不整合与下伏SQ1及SQ2地层形成削蚀不整合三角带（参见图5）。上部被SQ3和SQ4湖相泥岩所覆盖，与下部SQ2低位体系域的辫状河道和SQ1高位体系域的平原辫状河道、前缘水下分流河道及河口坝、滨浅湖砂坝形成有利的储盖组合，而深部的油气通过鲍东断裂运移到削蚀不整合三角带圈闭内，在地层上倾方向形成有利的地层不整合油藏发育区。

3.2.2地层超覆不整合圈闭

萨雷布拉克地区地层超覆不整合圈闭主要发育在鲍东断裂带上升盘的SQ5地层。在早侏罗世断陷时期，鲍东断裂上升盘的SQ1和SQ2地层抬升明显，之后在中侏罗世断-坳过渡期及晚侏罗世坳陷时期沉积了由西向东上超的SQ3，SQ4及SQ5地层。SQ5地层上超于下部的SQ4及SQ2地层之上，形成了上超不整合三角带（参见图5）。SQ5早期沉积的滩坝砂体与上部的湖相泥岩及SQ6的湖相泥岩形成了有利的储盖组合。同样，深部的油气通过鲍东断裂运移到上超不整合三角带圈闭内，在地层上倾方向形成了有利的地层上超不整合油藏发育区。

4　结论

（1）萨雷布拉克地区在侏罗纪和白垩纪时期经历了3次较为明显的构造运动，形成了3个二级层序，并在二级层序格架内将该区侏罗系划分为7个三级层序，各三级层序自下而上分为：SQ1（J1sz），SQ2（J1ab），SQ3（J2ds），SQ4（J2kr），SQ5（J3km下段），SQ6（J3km上段）和SQ7（J3ak）。每个三级层序中又可划分出2～3个体系域。

（2）通过对萨雷布拉克地区侏罗系层序内沉积充填特征的研究认为：早侏罗世断陷期（SQ1，SQ2）主要发育湖泊及辫状河三角洲沉积体系；中侏罗世断坳转换期（SQ3，SQ4）主要发育湖泊及三角洲沉积体系；晚侏罗世坳陷期（SQ5，SQ6，SQ7）主要发育湖泊、三角洲及河流沉积体系。

（3）萨雷布拉克地区侏罗系有利的地层不整合圈闭主要有SQ1和SQ2与上覆地层形成的地层削蚀不整合圈闭，以及SQ5与下伏地层形成的地层超覆不整合圈闭。

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图版Ⅰ

（本文编辑：杨琦）

Sedimentary sequenceand stratigraphic unconform ity trap of Jurassic in Sarybulak area，South TurgaiBasin

RAN Huaijiang1，2
（1.CollegeofGeosciences，China University ofPetroleum，Beijing 102249，China；2.Geoscience Center，GreatWallDrilling Company，CNPC，Beijing100101，China）

The South Turgai Basin in kazakhstan is an importanthydrocarbon prospect area，and influenced by the regional structure，the development evolution of Jurassic sedimentary sequence is closely related with tectonic evolution.Because theunexplored favorable structural trapsgradually reduced in the study area，the lithostratigraphic reservoirsbecomean importantexploration target.Based on comprehensivelyanalysisofseismic，well loggingand core data，through tectonic evolution analysis，establishing sequence stratigraphic framework and sedimentary facies analysis，thispaperstudied the characteristicsofsedimentary sequenceand stratigraphic unconformity trap of Jurassic in Sarybulak of A prospectarea，South TurgaiBasin.The results show that：①The Jurassic and Cretaceous in the A prospectareaexperienced three timesof large tectonicmovements，and formed three second-ordersequences.In those second-ordersequencestratigraphic frameworks，the target formationsof Jurassic can bedivided intoseven third-ordersequences，and each third-ordersequencecan besubdivided into two to threesystems tracts.②Lacustrineand braided delta sedimentary systemsmainly developed in early Jurassic fault depression stage（SQ1 and SQ2），lacustrine and delta sedimentary systemsmainly developed in Middle Jurassic fault-depression transform stage（SQ3 and SQ4），and lacustrine，delta and fluvial sedimentary systemsmainly developed in Late Jurassic depression stage（SQ5，SQ6 and SQ7）.③The favorable stratigraphic unconformity trapsmainly include two types：stratigraphic erosion unconformity traps formed by SQ1，SQ2 and the overlying strata，and stratigraphic onlap unconformity trap formed by SQ5 and the underlyingstrata.

sedimentary sequence；stratigraphic unconformity trap；Jurassic；Sarybulak；South TurgaiBasin

P592

A

1673-8926（2015）02-0006-07

2014-10-23；

2014-12-22

国家自然科学基金项目“塔里木盆地古生代关键变革期的古构造古地理演变及油气聚集”（编号：41130422）资助

冉怀江（1982-），男，博士后，主要从事层序地层及沉积储层方面的研究工作。地址：（100101）北京市朝阳区安立路101号名人大厦1712室。E-m ail：ransi0007@163.com。