Question

沉积体系与砂体展布

Answer 1

5.3.2.1 沉积体系

沉积体系是岩相的三维空间组合，成因上与正在接受沉积的（现代的）或推测的（古代的）（沉积）过程和环境（三角洲、障壁、河流等）有联系（Brown和Fisher，1977）。区内主要发育有以下多种沉积体系。

（1）冲积扇体系

冲积扇体系在盆地断陷期和断坳期的山前部位（HST）、近湖部位（LST）均可出现。其沉积岩类主要有杂色砾岩、角砾岩、砂砾岩。它们属于陆上泥石流及辫状河流成因，另外还有泛滥平原及漫流形成的红色泥岩。测井曲线呈块状、桶状形态或前积式结构。地震剖面上呈杂乱变振幅不连续反射结构（图5-20、5-26A）。

图5-19 查干凹陷 K₁ s ¹ 火山岩分布图

（2）水下扇体系

水下扇是断陷湖盆中（尤其是在陡岸）发育的一套近源陆源碎屑物直接进入湖盆形成的扇体沉积。它具有重力流与牵引力双重水动力特征。其岩性为杂色砾岩、浅灰色砂砾岩、砂岩与深灰色泥岩的不等厚互层；在地震剖面上呈杂乱或空白楔状反射结构，最常见于巴二段TST（图5-21、5-26E）。

（3）扇三角洲体系

扇三角洲体系在各个体系域中均可发育。它是沉积物经过近距离搬运在湖盆缓坡河流入口处形成的。扇三角洲是查干凹陷最为常见的沉积体系，也是重要的含油层系（图5-22、5-26B）。

图5-20 冲积扇相沉积层序（交加沟剖面）

扇三角洲体系为浅灰色杂色砂砾岩、砾岩与紫红色泥岩的不等厚互层。

扇三角洲前缘为浅灰色砾岩、含砾砂岩与灰色泥岩组成的不等厚互层，是水下分流河道为主的砂岩层。

图5-21 水下扇相沉积层序

图5-22 扇三角洲相沉积层序（查参1井）

水下分流河道是水上分流河道的水下延伸部分。其岩性为绿灰色泥质粉砂岩，灰色细砂岩，具有斜层理、爬升波纹层理和浪成交错层理；其下为泥岩、滑塌、碎屑流成因的砾岩及含各种交错层理的砂坝类岩层；上覆岩层为具大型斜层理、平行层理、低角度交错层理的灰绿色细砂岩及褐灰色砾岩，属于水上、水下分流河道相的混合沉积。

前扇三角洲与深湖、半深湖相的暗色富含有机质的泥质沉积类似，具水平纹层和透镜状层理。其位于扇三角洲前缘外侧，大部分形成于波基面之下，部分为浅湖成因。

（4）河流体系

河流是沉积物搬运的主要通道。本区最常见的是辫状河沉积体系。它可以出现在冲积扇部位（LST），也可以出现在扇三角洲水上平原部位（HST或 TST），其沉积特征是具有斜层理、平行层理的杂色块状砂砾岩、浅灰色含砾砂岩、棕色泥岩等组成的正韵律；自然电位曲线呈不规则箱状或钟形低幅负异常；地震剖面上为断续、弱振幅、低频河道充填结构。湖盆消亡之后广为发育的河流体系，呈变振幅、低连续斜交充填反射结构（图5-23、5-26D）。

在高位晚期，曲流河发育，一般具有天然堤。例如在查参1井层序6的HST上部即为曲流河边滩沉积。它由六个砂泥质互层的韵律组成，单旋回向上变细（中砂岩、细砂岩、泥岩），但总体是向上变粗；二元结构明显，具大型板状斜层理。其电测曲线形态呈前积型（图3-12（2））。

在水进期，深切谷被充填，坡度低缓的盆地边部地带会出现网状河流或决口扇沉积。

在地震剖面上，河流体系的横切面虽透镜状或丘状结构（图3-1、3-11）。在湖泊盆地消亡之后广为发育的河流体系，呈变振幅不连续平行-亚平行反射结构（图3-1、3-11）。

下切谷（深切河道）是在低位期由于河流侵蚀下切作用而形成的深沟谷。它在低位后期及水进期发生充填。查干凹陷就可见到这下切谷，特别是在断陷期及断坳期。在地震剖面上，下切谷呈“凹谷”形态，具有透镜状、丘状充填式结构。

图5-23 曲流河相沉积层序

（5）滨湖沙滩、砂坝体系及浅湖砂坝体系

滨岸滩沙或滩坝是 Sq3、4 层序（相当于苏红图组）中水进体系域的主要组成部分。沙滩坝在横向上呈不规则条带状，在剖面上呈透镜状。其岩性为浅灰色粉细砂岩、含砾砂岩，与棕褐、浅灰色泥岩呈薄互层；自然电位曲线为退积型，小幅负异常；地震剖面上呈中振幅、平行-亚平行、连续或较连续反射。砂坝与沙滩体系常共生产出，甚至不易分开。其特征是粒度变细（主要为粉砂岩）、泥岩增多；多见波状、透镜状层理；生物屑含量增加，主要为介形虫和叶股介；见弱还原环境的自生矿物，如绿泥石。查干凹陷苏红图组因发育大量的火山岩，使这种应有的反射结构遭到破坏、表现为弱振幅—空白的反射特征，赋存于水进体系域者毫无例外地具有上超结构（图5-24、5-26F）。

（6）深湖、半深湖及浊流沉积

浅—半深湖环境位于湖盆最深部位，发育块状深灰色泥岩、页岩及白云质泥岩，地震反射厚层块状白云质泥岩呈弱反射结构，而泥页岩为较连续、平行-亚平行地震相（图 5-26C），自然电位曲线平直，电阻率曲线为小型齿状。浅—半深湖沉积体系仅见于巴二段所相当的层序中（图5-25）。

浊流沉积钻井未见到，但在Sq2层序的水进和高位体系域扇三角洲的坡脚部位形成盆底扇，推断属于滑塌成因而形成的浊积岩，主要赋存于凹陷中心部位额很次凹；在地震剖面上，呈杂乱状弱前积反射或帚状分叉前积结构，横断面呈丘状、穹隆状形态。

5.3.2.2 沉积体系的展布规律与储集体分布预测

下白垩统9个层序在湖盆的不同演化阶段形成了不同的沉积体系，发育了碎屑岩和火成岩两类储层。

（1）纵向分布

查干凹陷储集层主要有砂砾岩和火山岩两种。从白垩系巴音戈壁组至第三系都发育了厚薄不等的粉砂岩、砂岩和砂（砾）岩等碎屑岩储集层。以查参1井为例，储集层累计厚度达723 m，占地层总厚度的 17.9%。下白垩统苏红图组一、二段发育有厚薄不等的玄武岩、玄武质熔结角砾岩等火山喷发岩储集层，其累计厚度达503.5 m。主要储集层发育段为巴音戈壁组、苏红图组和银根组。

图5-24 滨—浅深湖相沉积层序（查参1井）

图5-25 浅—半深湖相沉积层序（查参1井）

层序1、2（K₁b）沉积厚度956.5 m，纵向上从下至上由水下扇沉积体系、滨浅湖沉积体系、扇三角洲沉积体系和浅湖—半深湖沉积体系、滨浅湖沉积体系组成。砂质岩储集层主要集中分布于层序1（K₁b¹）中的水下扇、滨浅湖和扇三角洲沉积体系，累计厚度为149.5 m（单层厚度一般在12～22 m，岩性主要为深灰色砂砾岩），占巴一段地层厚度257 m的58%。层序2（K₁b²）储集层主要为滨浅湖相的浅灰色细砂岩、粉砂岩、集中分布于顶部，累计厚度36 m（单层厚度1～4m），占层序2地层厚度699.5 m的5%。两段储集砂岩总厚度185.5 m，占巴音戈壁组地层厚度的19.4%。

层序3、4、5、6（K₁s）储集层有砂质岩和火山岩两类。

砂质岩储集层：层序3、4砂质岩主要由滨浅湖相沉积的浅灰色含砾砂岩、细砂岩和粉砂岩及河流沉积体系的浅灰色含砾砂岩、细砂岩、中砂岩组成。

滨浅湖沉积体系储集层主要分布于层序3、4（K₁ s¹）的高位体系域。其主要岩性为含砾砂岩、细砂岩，其次为粉砂岩。砂质岩单层厚为 1～3.5 m，累计厚度 87.0 m。占苏一段地层厚度的19.4%，储层较发育，是目前惟一见到低产油气流的储集层。河流相储集层分布于层序5、6（K₁ s²）。其岩性以含砾砂岩占绝对优势，砂质岩单层厚度 1～3.5 m，累计厚度137.5 m，占苏二段地层厚度的12.2%，集中分布于高位体系域中，储集层较发育。

图5-26 典型地震相特征

火山岩储集层：层序3、4、5、6的低位体系域都有火山岩储集层分布。层序3、4的火山岩为基性喷发岩，分布于低位体系域中，有4层，累计厚度为209 m，占苏一段地层厚度的46.5%，火山岩储集层发育。层序5、6基性火山岩位于该段地层的中部，共3层，累计厚度294.5 m，占该段地层厚度的22.8%，火山岩储层较发育。火山岩储集层累计厚度503.5 m，占苏红图组地层厚度的32%。因此，火山岩储集层较发育。

层序7、8、9（K₁y）砂质储集层主要以河流沉积体系的含砾砂岩、细砂岩为主；其次为滨—浅湖沉积体系的浅灰色含砾砂岩、中砂岩、粉砂岩。岩性以（含砾）砂岩占绝对优势，砂质岩单层厚度为1～5.5 m，累计厚度为179 m，占地层厚度的23.9%，其储层较发育。

综上所述，碎屑岩储层在盆地分布广，主要发育于层序1的低、高位体系域（K₁巴1上部和下部），层序2的高位体系域（上部），层序3、4的低、高位体系域（K₁s¹底部和顶部）三套地层中。其岩性为冲积扇、扇三角洲、滨浅湖、水下扇沉积体系的粗、中、细砂岩、粉砂岩及砂砾岩。其中层序3、4一段是最现实的储集层。火成岩主要发育于层序3、4、5的低位体系域（K₁s¹、K₁s²下部）。

（2）平面展布

层序1（K₁ b¹）在早期古地形高差悬殊的箕状背景下，围绕额很次凹沉积中心沿邻近物源区的陡侧或缓侧形成厚度很大的扇三角洲和水下扇等粗碎屑砂岩（图 5-27A、B、C）。

层序2（K₁ b²）在湖泊迅速扩展过程中形成水进体系域，在额很次凹东南构造坡折带之上和北部形成滨浅湖滩和冲积-河流体系。从海力素背斜带到额很次凹，冲积-河流、扇三角洲沉积体系发育。从凹陷西北至东南依次发育水下扇体系、浅—半深湖体系、滨浅湖体系、扇三角洲体系和冲积-河流沉积体系（图5-27D）。在断陷发展的鼎盛期，在额很次凹四周形成高位体系域的滨浅湖滩和冲积-河流体系，从海力素背斜带到额很次凹，冲积-河流、扇三角洲沉积体系发育，在同生断层一侧发育水下扇体系（图5-27E）。在上述沉积体系中，滨浅湖和三角洲体系的扇三角洲前缘、水下扇扇中是寻找碎屑岩储层的有利部位。

层序3、4（K₁ s¹）在广而浅的湖泊环境下，振荡运动形成两个相似旋回的层序，都是从低位体系域的火山岩开始，到滨—浅湖相的水进体系域，再到河流—扇三角洲体系的高位体系域。沉积中心较巴音戈壁时期向南有一定偏移（图5-27F）。火山岩岩相与滨浅湖泥岩相相间是本期沉积特色；沉积相序的横向展布仍表现为箕状不对称的沉积序列；与巴音戈壁期相比，滨浅湖相虽广布于凹陷中，但高位体系域中河流—扇三角洲体系更加发育（图5-27G）。层序3、4的低位体系域是寻找缝洞型火山岩储层的重要层段，高位体系域的河流—扇三角洲体系的三角洲平原和前缘相碎屑岩储层比较发育。

层序5、6（K₁ s²）在凹陷处于收缩、裂陷作用减弱、气候趋于干燥炎热的古地理背景下，沉积体系集中围绕虎勒次凹分布，盆地边部发育了红色粗碎屑沉积。层序 5、6 的低位域广泛分布火山喷发岩（图 5-27H）。层序 5 随着湖盆水体的日益变浅，滨浅湖相大规模从毛敦侵入带向西部收缩（图5-27I），至层序6逐渐变为湖泊萎缩期的河漫平原沉积（图5-27J）。总体来看，层序5、6以欠补偿的细粒沉积为主，储层并不发育，仅层序5 低位体系域的火山岩可能发育缝洞型储集层。

层序7、8、9（K₁y）在凹陷西南部有湖泊残留，为淤积型沉积，由下向上，河流相逐渐替代湖泊相。虽然河流沉积体系很发育，但缺乏河道沉积，因此，有利的碎屑岩储层并不发育。

总体来看，在每个层序中，可作为储层的沉积砂岩体主要是每个层序的冲积-河流体系、（扇）三角洲体系、水下扇体系，其次为滨浅湖滩砂体系。

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