柴达木三湖地区第四系地震相类型及沉积体系
【类型】期刊
【作者】贾怀存，田继先，刘震，夏鲁（中海油研究总院；中石油廊坊分院；中国石油大学(北京)）
【作者单位】中海油研究总院；中石油廊坊分院；中国石油大学(北京)
【刊名】四川地质学报
【关键词】 地震相；沉积体系；第四系；三湖地区
【资助项】国家油气重大专项:中国大型气田形成条件、富集规律及目标评价项目(2008ZX05007)下属子课题
【ISSN号】1006-0995
【页码】P359-362，371
【年份】2019
【期号】第3期
【摘要】三湖地区第四系气藏是我国独特的生物气藏,同时也是国家“西区东输”的重要战略气源区,地层年代非常新。根据典型地震相单元外形和内部反射结构特征,通过利用大面积覆盖的二维地震资料识别出了前积相,丘形地震相,透镜体地震相,席状披盖相,杂乱相等骨架地震相,并研究了第四系七个泉组地震相平面分布特征。在对地震相进行岩心和测井沉积相标定后,确立了地震相与沉积相对应关系,并以此利用地震相特征预测了区域沉积体系分布模式,进而明确研究区主要物源方向与展布范围以及特殊沉积相带的发育模式。
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柴达木三湖地区第四系地震相类型及沉积体系
摘要：三湖地区第四系气藏是我国独特的生物气藏，同时也是国家“西区东输”的重要战略气源区，地层年代非常新。根据典型地震相单元外形和内部反射结构特征，通过利用大面积覆盖的二维地震资料识别出了前积相，丘形地震相，透镜体地震相，席状披盖相，杂乱相等骨架地震相，并研究了第四系七个泉组地震相平面分布特征。在对地震相进行岩心和测井沉积相标定后，确立了地震相与沉积相对应关系，并以此利用地震相特征预测了区域沉积体系分布模式，进而明确研究区主要物源方向与展布范围以及特殊沉积相带的发育模式。
关键词：地震相；沉积体系；第四系；三湖地区
柴达木盆地三湖地区沉积地层相对较新，地表相对平缓，盐碱和平滩为其主要地貌现象。该地区已发现三大主力气田（涩北1号、涩北2号和台南构造）、多个含气构造[1-2]，且主要分布在三湖地区北斜坡的挠曲带。目前三湖地区的钻井也主要围绕着三大气田和北斜坡开展，因此，作为三湖地区更新世沉积中心的涩南构造带及其以南，钻井工作很少，只是在南部昆仑山脚下有早年的零星几口钻井，但钻遇沉积地层较薄，基底埋深较浅。
刘伟，闫林等[3]对柴西地区古近系和新近系地震相做过研究，通过对反射结构和几何形态等参数识别出7种地震相，并认为地震相分布受构造演化控制，层位上具有继承性[3]。目前，虽然很多学者和专家对柴达木盆地三湖地区第四系地层进行过研究[4-5]，但研究内容主要是地层对比，生物气成藏机制等方面的研究，对盆地区域沉积体系及储层地震相等方面的研究较少，尤其是三湖地区的地震相类型和分布特征还不是很清楚，为宏观认识区域沉积体系和储层发育特征带来了不确定性。为此，从大范围覆盖的二维地震资料入手并结合钻井资料，研究三湖地区区域沉积体系和储层发育背景特征非常重要，可以有效指导研究区沉积相展布规律和有利储层发育相带的预测，为进一步深入三湖地区生物气藏勘探提供有效指导。
1 区域地质概况
柴达木盆地在地史时期处于古亚洲构造域南缘，南紧邻特提斯—喜马拉雅构造域（图1）[6]。第四系的构造演化可以分为三个阶段：沉降初期、稳定沉降时期和抬升回返阶段[7]。在上新世末晚期的喜山运动之后，柴达木盆地第四系沉积中心已迁移到东部三湖地区。三湖地区第四系是在第三纪末期新构造运动作用下，柴达木盆地沉积中心由西向东整体迁移的产物。
图1 柴达木盆地区域构造略图
（据中国石油地质志，有改动，1990）
第四系更新统七个泉组地层沉积厚度最大为3 500m左右，最大厚度区分布于现代盐湖一线，即东台吉乃尔湖、涩聂湖和达布逊湖连线上。三湖地区可划分为北斜坡、中央凹陷、南斜坡和西斜坡四个次级单元。北斜坡以低幅度构造与柴北缘接触，南斜坡以平缓的单斜与昆仑山接触，西斜坡为几个向东南下倾的鼻状构造伸入中央凹陷。
2 典型地震相类型及沉积意义
三湖地区地震成像条件相对较差，地表低速带（如表层气，软泥层等）对更新统浅层影响较为严重[8]。地表高程在2 650m~2 780m之间，高差在130m左右。工区地震资料具有多批次年份采集，多批次多单位处理特点，导致处理参数多选性，同时也对后期的地震相识别带来了一定的多解性。
表1 三湖地区第四系七个泉组典型地震相类型及分类表
地震相类型反射特征发育层序 前积地震相斜交前积无顶积层，只保留底积层，低角度切线下超SQ1、SQ2、SQ4、SQ5 叠瓦前积上下平行反射间的一系列叠瓦状倾斜反射SQ1 透镜体中间厚两侧薄的双凸型SQ1 丘状体底平顶凸，两侧向上超覆SQ1、SQ2、SQ3、SQ5 空白相缺乏反射界面SQ1 杂乱相不规则不连续反射SQ2、SQ5 席状披盖上下界面平行，整体呈弯曲状披盖在下伏不整合面之上，内部结构常由平行反射组成SQ1、SQ3 楔形相在倾向上其厚度向一个方向增厚，相反方向减薄；走向上呈席状SQ1、SQ4 充填相前积充填低洼处充填，内部结构为前积SQ1、SQ4 上超充填低洼处充填，内部向两侧上超SQ2
地震相是由特定地震反射参数所限定三维空间的地震反射单元，是特定的沉积相或地质体的地震响应。其参数包括外部反射形态、内部反射结构、连续性、振幅和频率等[9-10]。所以，地震相是通过地震波形横向变化表现出来的。三湖地区地震相类型丰富，中连续中振幅的平行和亚平行地震相普遍发育，代表了大部分沉积区域内的相对稳定，水体能量偏低的浅湖和滨浅湖沉积相组合[3][11]。典型地震相往往是进行地震相分析的骨架相。研究地区典型地震相类型多样，有前积地震相，透镜体相，丘状体相，杂乱相，席状披盖相，楔形地震相充填相和空白相等（表1）。
三湖地区前积地震相可以识别出斜交前积和叠瓦状前积两种类型。斜交前积相反射特征由一组相对陡倾的反射同相轴组成，在上倾方向表现为顶超，下倾方向为下超[12]。三湖地区斜交前积相主要在南斜坡发育，以底部层序和上部层序为主。叠瓦状前积识别标志一般是以上下平行反射间的一系列相互低缓平行的叠瓦状倾斜反射为特征，相互之间有部分重叠，代表了斜坡区浅水环境中的强水流进积作用，是河流，缓坡三角洲和浪控三角洲特征[12-13]。
透镜体相外形以双向外凸为基本特征，与河道下切和三角洲前积作用相关，同时也是非常好的岩性圈闭体。三湖地区透镜体相规模大小不一，与相对湖平面下降时期的河道下切过程相伴生。图2为T0-T0-1层位间透镜体地震相特征，代表了早期的河道下切充填的发生，经过后期机械差异压实而形成透镜体。内部反射结构以向两翼充填为特征。
图2 三湖地区七个泉组T0-T0-1透镜体相地震反射特征
图3 三湖地区七个泉组丘形地震相反射特征
丘形地震相在常规剖面上典型识别标志就是“底平和顶凸”的单元外形，是一种高能沉积环境作用产物，指示了沉积物的快速卸载过程[12]。因此，所有可能发生突发式卸载的环境，均可发育丘形地震相，如深水浊积扇，三角洲前缘朵叶体，礁体及火山锥等环境。三湖地区丘形相形成环境多是在相对湖平面快速下降时期，大型三角洲前缘朵体快速堆积，并在一定触动机制作用下发生滑塌以及湖底扇环境（图3）。
杂乱-空白地震相是地层内部组成和产状由紊乱到高度紊乱过程中形成。杂乱相代表能量变化不定且能量相对较高环境下的地层，经常在冲积扇和近岸水下扇的环境。空白相为杂乱相的反射能量变低后的产物，代表了能量稳定环境（刘震，1997）。三湖地区第四系七个泉组杂乱反射主要表现为不规则不连续的反射结构，在台南构造西南有分布。
3 地震相平面分布特征
三湖地区七个泉组地震相平面分布以平行和亚平行的一般地震相为主，分布在盆地中央大部分地区。受物源类型和规模及盆地构造特征控制，典型地震相主要分布在盆地南斜坡的昆仑山前、东南斜坡以及达布逊湖一带，主要有透镜状相、丘形相、杂乱相、前积相及楔形地震相。北斜坡主要是中-弱振幅地震相。充填相和强振幅相主要在台吉乃尔、涩北和台南地区。
图4 三湖地区不同体系域地震相分布模式（左图：水进体系域；右图：水退体系域）
不同体系域类型，地震相发育类型与规模不同。图4显示三湖地区水进体系域地震相特征以变振幅中低连续亚平行相为主，水退体系域以前积相、中强振幅、中高连续平行相为主。另外，由于受地震分辨率影响和岩性体与地震响应并非一一对应的关系，因此，地震相与沉积相之间的对应关系存在一定的多解性。
表2 三湖地区第四系地震相与沉积相对应关系表
井名地震相特征岩心相/测井相采集年份 驼西a中振高连续高频率平行相；强振中连中频滨湖相1988 驼峰a弱振幅高连续低频率；中振滨湖相1998 幅低连续中频率浅湖相 涩南b强振高连续中频平行相；浅湖相1998 中振幅高连续中频率平行相半深湖相 台东a弱振幅中连续高频率；强振幅高连续中频率亚平行相浅湖相1989 台吉c弱振低连高频；中振低连续高频滨湖1998 中振低连续高频；中振中连续中频浅湖相 涩深x中振幅中连续高频率亚平行相半深湖相1989
4 沉积体系预测
在对典型地震相和一般地震相进行识别后，结合测井相，岩心观察等综合资料研究，确立地震相与钻井沉积相对应关系，进而根据陆相山间坳陷盆地沉积模式预测沉积体系分布。三湖地区进行了6口单井沉积相的识别，并标定了与地震相对应的关系，见表2和图5所示。不同构造带地震相与沉积相对应关系有差异，不同年份处理/采集测线，地震相特征不相同。因此，在进行地震相与沉积相对应关系时，应分构造带，分年份分批次加以区别对待。
根据确定的地震相与沉积相关系，综合研究联井沉积相剖面分布特征，砂岩百分比含量分布及地层厚度分布等资料，进而得到三湖地区沉积体系分布模式，如图6。三湖地区七个泉组层序一（SQ1）水进体系域时期，沉积相类型非常丰富。浅湖相和滨湖相占据了大部分地区，达布逊湖以东地区均是以滨湖相为主。半深湖相在涩聂湖以西和台南以东一带发育。
南斜坡昆仑山前大型三角洲沉积体系非常发育，以辫状三角洲为主，可见斜交前积和叠瓦状前积地震相。冲积扇和冲积扇平原相横向分布规模广，相带朝盆地纵向延伸不远。
北斜坡东段哑叭尔一带的三角洲类型以扇三角洲为主，岩心观察可见砾石混杂，以粗碎屑沉积为主，分选差。驼峰山一带此时三角洲属于远源类型，砂岩粒度细，以粉砂和细砂岩为主，分选好。ZTR指数高（锆石+电气石+金红石的含量与所有透明重矿物含量的比值），锆石含量将近25%左右[14]。
盆地西部和西北部鸭湖和东台吉乃尔湖以北一带主要是以无物源的滨岸沉积为主，沉积物为泥质粉砂岩和粉砂质泥岩为主，可见植物碳屑。地震相类型以平行和亚平行席状相为主。
图5 三湖地区第四系沉积相（浅湖相）井-震标定
涩北挠曲带发育了滩坝砂体沉积，砂体展布与岸线平行，沿涩北构造带分布。以粉砂岩和细砂岩为主，并夹杂泥质粉砂岩。
5 结论
在三湖地区通过地震相的分析，结合岩心观察和测井相等综合研究标定地震相，可以快速建立区域性沉积体系分布模式。
图6 三湖地区七个泉组沉积体系分布模式
三湖地区地震相类型丰富，典型地震相有：前积相，丘形地震相，透镜体相，杂乱相，充填相和楔形发散相等。前积相以盆地南斜坡东段发育为主，充填相主要是河道充填。丘形地震相一般在水退体系域时期的三角洲前缘和湖底扇发育，以达布逊湖一带最为发育。
地震相发育类型与分布模式，受物源类型和规模，体系域类型以及盆地构造特征控制。
三湖地区七个泉组时期沉积相类型以三角洲，滨湖，浅湖和半深湖相为主，滩坝沉积相主要在涩北构造带发育，岩性由边缘粗砂砾岩向盆地中央细粉砂岩及泥岩快速过渡，在盆地短轴方向沉积相带纵向延伸范围窄，相变快。
参考文献：
[1] 党玉琪，侯泽生，徐子远，等. 柴达木盆地生物气成藏条件[J].新疆石油地质,2003,24（5）：374-378.
[2] 管志强, 党玉琪, 王金鹏, 等. 柴达木盆地第四系生物气勘探现状及前景分析[J].中国石油勘探，2002，7（1）：67-73.
[3] 刘伟, 闫林, 顾家裕, 等. 柴达木盆地西部古近系与新近系的地震相[J].天然气工业，2008，28（5）：35-37.
[4] 惠荣耀, 李本亮, 丁安娜, 等. 柴达木盆地三湖凹陷岩性气藏勘探前景[J].天然气地球科学，2005,16（4）：443-448.
[5] 贾星亮, 周世新, 宋振响，等. 柴达木盆地三湖地区生物气地球化学特征及重烃组分成因分析[J].天然气地球科学，2008,19（4）：524-529.
[6] 青藏油气区编辑组.中国石油地质志（卷14）[M].北京：石油工业出版社，1990：78-79.
[7] 朱晓敏, 康安, 胡宗全, 等. 柴达木盆地第四系层序地层特征与油气评价[J].石油勘探与开发，2002，29（1）：56-60.
[8] 王桂宏, 马力宁, 夏响华，等. 柴达木盆地第四系气田遥感综合勘探研究[J].石油勘探与开发，2005，32（5）：59-61.
[9] 孙家振, 李兰斌. 地震地质综合解释教程[M].武汉：中国地质大学出版社，2002：121-123.
[10] 金惠, 魏国齐, 杨威, 等. 安岳—潼南地区须家河组地震相模式及其地质意义[J].天然气地球科学，2009：20（4）：544-548.
[11] 印兴耀, 韩文功, 李振春, 等. 地震技术新进展[M].北京：石油大学出版社，2006：90-95.
[12] 刘震编著. 储层地震地层学[M].北京：地质出版社，1997：68-69.
[13] 陆基孟. 地震勘探原理（下册）[M].山东东营：中国石油大学出版社，2006：206-207.
[14] 田继先,张林,孙平，等. 柴达木盆地第四系驼峰山构造带七个泉组物源分析[J].内蒙古石油化工，2009，21：33-37.
Quaternary Seismic Facies and Sedimentary System in the Sanhu Area, Qaidam Basin
Abstract: The Quaternary gas field in the Sanhu area, Qiadam is distinctive biogas in China. This paper divided seismic facies in the Sanhu area into sigmoid-progradation seismic facies,chi-shaped seismic facies, lenticular seismic facies, sphinx cover facies and chaotic earthquake facies,and has a discussion on their distribution and relation between seismic facies and sedimentary facies and predicts the distribution pattern of regional sedimentary system.
Key words: seismic facies; sedimentary system; Quaternary; Sanhu area, Qaidam Basin
收稿日期：2017-09-26
基金项目：国家油气重大专项：中国大型气田形成条件、富集规律及目标评价项目（2008ZX05007）下属子课题
中图分类号：P618.13
文献标识码：A
文章编号：1006-0995（2018）03-0359-04
DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.002