蘇向光

海拉爾盆地蘇仁諾爾油田濁積巖沉積特征

蘇向光*

中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712

通過對(duì)海拉爾盆地蘇仁諾爾油田南二段油層巖性組合、粒度分析、重礦物組合特征及斷裂活動(dòng)等方面的研究，對(duì)南二段的濁積巖沉積特征及其形成機(jī)理進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：研究區(qū)南二段油層濁積巖主要來源于凹陷東西兩側(cè)的扇三角洲前緣砂體，以西側(cè)物源為主；巖性組合以含礫細(xì)砂巖、細(xì)砂巖和粉砂巖為主，多呈正韻律，夾于深灰色湖相泥巖中，與泥巖呈突變接觸，常見鮑瑪序列的B段，底部常見沖刷面；粒度概率曲線和C-M圖均具有典型濁流沉積特征；南二期，控陷斷層活動(dòng)強(qiáng)烈，地震活動(dòng)為主要誘發(fā)產(chǎn)生滑塌的外界機(jī)制，處于同沉積斷層活動(dòng)區(qū)域的扇三角洲前緣砂體容易向下降盤一側(cè)深水區(qū)域發(fā)生二次搬運(yùn)，形成一系列與斷層走向相垂直的滑塌濁積巖砂體。研究結(jié)果為海拉爾盆地進(jìn)一步的勘探評(píng)價(jià)提供了一定的理論指導(dǎo)作用。

蘇仁諾爾油田；南二段油層；濁積巖；沉積特征；形成機(jī)理

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蘇向光.海拉爾盆地蘇仁諾爾油田濁積巖沉積特征［J］.西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015，37（2）：82-86.

Su Xiangguang.Turbidite Sedimentary Characteristics of Surennuoer Oilfield in Hailaer Basin［J］.Journal of Southwest Petroleum University：Science &Technology Edition，2015，37（2）：82-86.

引言

濁積巖砂體具有毗鄰烴源巖，易形成巖性圈閉，油氣運(yùn)移條件好等優(yōu)越條件，作為一個(gè)重要的含油氣類型，已逐漸成為中國(guó)陸相油田下一步隱蔽性油氣藏勘探的重點(diǎn)對(duì)象［1］。盡管許多學(xué)者對(duì)東部陸相盆地濁積巖進(jìn)行了一系列的研究［2-4］，但是在海拉爾盆地對(duì)于濁積巖的研究相對(duì)較少。目前海拉爾盆地已進(jìn)入勘探中后期，剩余油氣以巖性油藏為主，隱蔽性較大。深化開展該地區(qū)巖性油氣藏的勘探，研究該地區(qū)濁積巖砂體的平面上展布及縱向演化，通過對(duì)濁積巖的沉積特征進(jìn)行深化研究，可以為下一步勘探部署與評(píng)價(jià)工作提供必要的理論依據(jù)和指導(dǎo)。

1　地質(zhì)概況

海拉爾盆地是古生代褶皺基底上發(fā)育起來的較大斷陷盆地，屬于中亞—蒙古地槽的一部分。中晚侏羅世—早白堊世，地幔熱隆張裂作用使海拉爾盆地伸展拉張，形成斷陷盆地。烏爾遜凹陷為海拉爾盆地的一個(gè)負(fù)向二級(jí)構(gòu)造單元。蘇仁諾爾油田位于烏爾遜凹陷的北部地區(qū)（圖1）。其基底由上古生界布達(dá)特群淺變質(zhì)巖組成，風(fēng)化殼厚約200 m?；字系某练e蓋層，由下向上為上侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組、下白堊統(tǒng)銅缽廟組、南屯組、大磨拐河組、伊敏組、上白堊統(tǒng)的青元崗組和古近系、新近系、第四系砂泥巖組成。已發(fā)現(xiàn)的濁積巖主要分布在南二段油層（圖2），是該地區(qū)的主要含油層段。

圖1　蘇仁諾爾油田構(gòu)造位置示意圖Fig.1　The structural location map of Surennuoer Oilfield

圖2　蘇20井南二段沉積體系柱狀圖Fig.2　The sedimentary system column diagram for Well Su20，NantunII Formation

2　濁積巖沉積特征

2.1巖性及沉積構(gòu)造特征

濁積巖的巖性變化較大，常與淺水砂體的巖性密切相關(guān)［5］。蘇仁諾爾油田南二段濁積巖巖性一般由含礫細(xì)砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖組成，多呈正韻律，常夾在深湖—半深湖暗色泥巖中，與泥巖呈突變接觸。常見鮑瑪序列的B段平行層理段和變形波紋層理段，底部常見沖刷面（圖3a）。其沉積物類型多樣，主要特征是砂質(zhì)和泥質(zhì)沉積為獨(dú)立的塊體，具滑動(dòng)錯(cuò)斷、滑塌攪混、包卷層理的滑動(dòng)變形構(gòu)造及變形層理、波狀層理、枕狀構(gòu)造等（圖3b～3d）。由于為扇三角洲前緣的滑塌再搬運(yùn)，砂體為分選很好的塊狀砂巖，部分保留有原生的沉積構(gòu)造［6］。

2.2重礦物分布表明物源來自凹陷兩側(cè)

南二段儲(chǔ)層平面上重礦物組合特征上表現(xiàn)為4個(gè)分區(qū)，東北部的蘇23-銅2-烏8-蘇19井區(qū)以鋯石-白鈦石-黑云母組合為主；而西部井區(qū)則以鋯石-白鈦石-磁黃鐵礦組合為主，其中西北部的烏101-蘇102-蘇13-蘇31井區(qū)含磷灰石較多而其他井區(qū)的磷灰石含量較少。東南部銅7井則為柘榴子石-鋯石-白鈦石組合（圖4）。表明了中部深水區(qū)濁積砂體物源方向?yàn)榘枷輺|西兩側(cè)區(qū)域，南二期，隨著東西兩側(cè)斷層活動(dòng)的增強(qiáng)，斷陷速度加快，盆地的水體普遍加深擴(kuò)寬，使得該地區(qū)處于東西兩側(cè)為物源供給，中部深湖—半深湖區(qū)發(fā)育濁積巖的沉積環(huán)境。

圖3　蘇仁諾爾油田南二段濁積巖主要沉積構(gòu)造類型Fig.3　The structural and sedimentary types for the turbidite within NantunII Formation，Surennuoer Oilfield

圖4　蘇仁諾爾油田南二段儲(chǔ)層重礦物組合分布圖Fig.4　The distribution map of the reservoir heavy minerals combination，NantunII Formation，Surennuoer Oilfield

2.3粒度概率曲線和C-M圖具典型濁流沉積特征

沉積巖的粒度主要受搬運(yùn)介質(zhì)、搬運(yùn)方式、沉積環(huán)境等因素控制，因此，粒度資料的統(tǒng)計(jì)分析是研究沉積相的一項(xiàng)重要手段。蘇15井南二段具有典型的濁積巖沉積特征，粒度概率曲線具有“單段”式特征（圖5a）。粒度值跨度大，為1～5，跳躍和滾動(dòng)總體不發(fā)育，懸浮總體占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，具有典型重力流的特征。從蘇20井南二段C-M圖中可以看出，主要發(fā)育QR段（100＜M＜200，遞變懸?。S段（50＜M＜100，均勻懸浮），缺失PQ段、OP段和NO段，表明本地區(qū)粒度較細(xì)，以遞變懸浮和均勻懸浮搬運(yùn)為主（圖5b）?？梢姖崃鞒练e是本區(qū)南二段油層砂體主要搬運(yùn)方式。

圖5　蘇仁諾爾油田南二段沉積粒度概率曲線和C-M圖Fig.5　The grain size probability curve and C-M chart of NantunII Formation，Surennuoer Oilfield

2.4砂體分布受控于扇三角洲前緣的分布演化

從蘇仁諾爾油田南二段沉積相圖可以看出（圖6），南二期，西北方向物源供給充足，扇三角洲向前推進(jìn)快、前緣砂體向前延伸較遠(yuǎn)，扇三角洲外前緣水道前方深水區(qū)域易形成數(shù)量較多、規(guī)模較大的濁積巖。相反地，東部物源供給不充足，扇三角洲向前推進(jìn)慢，前緣砂體延伸距離短，形成的濁積巖數(shù)量較少。研究區(qū)中部湖相沉積發(fā)育一定數(shù)量的濁積巖砂體，展布方向以NW—SE向?yàn)橹鳎琋E—SW向?yàn)檩o，展布形態(tài)基本為橢圓形，分布位置受控于扇三角洲前緣主水道的位置，砂體的發(fā)育隨著扇三角洲前緣主水道的擺動(dòng)而發(fā)生遷移。

圖6　蘇仁諾爾油田南二段沉積相平面分布圖Fig.6　The sedimentary facies distribution map，NantunII Formation，Surennuoer Oilfield

2.5濁積巖的形成與扇三角洲前緣同沉積斷層的活動(dòng)存在密切聯(lián)系

前人的室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，地震是一種最直接的，也是最頻繁的誘發(fā)產(chǎn)生滑塌的外界機(jī)制，尤其在斷陷盆地構(gòu)造的頻繁活動(dòng)是造成地震發(fā)生的直接原因［7-8］。韓忠義等人研究認(rèn)為，同沉積斷層對(duì)發(fā)生滑塌的濁積體的沉積有一定的控制作用，控制了沉積相帶的平面展布［9-10］。研究區(qū)南屯組沉積時(shí)期，地震活動(dòng)強(qiáng)烈，區(qū)內(nèi)發(fā)育NE、NEE向的一系列同沉積正斷層（圖1），對(duì)于扇三角洲前緣尚處于不穩(wěn)定狀態(tài)的較厚砂體，容易產(chǎn)生滑塌，部分沉積物發(fā)生再搬運(yùn)，形成顆粒流和液化流，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成沉積物重力流［11］，在下降盤一側(cè)的深水區(qū)堆積下來，形成一系列與同沉積斷層走向相垂直的長(zhǎng)條形滑塌濁積砂體。

3　濁積巖沉積模式

根據(jù)上述沉積特征結(jié)合該區(qū)域所處地質(zhì)背景，建立了蘇仁諾爾油田南二段扇三角洲平原—滑塌濁積巖的沉積模式剖面圖（圖7）?？偨Y(jié)出該地區(qū)濁積巖的形成機(jī)理：當(dāng)南二段扇三角洲沉積作用明顯時(shí)，扇三角洲前緣沉積界面變陡，在凹陷大斷裂及同沉積斷層活動(dòng)、重力作用、波浪作用等綜合構(gòu)造地質(zhì)誘導(dǎo)因素作用下，兩側(cè)具有較陡沉積界面的扇三角洲前緣沉積物可向中部較深湖盆區(qū)域滑塌，在扇三角洲前方的湖湘沉積中形成沉積物結(jié)構(gòu)成熟度中等、分選較好、規(guī)模較小的、發(fā)育重力流沉積構(gòu)造的系列滑塌濁積巖，構(gòu)成具有成因聯(lián)系的扇三角洲與滑塌濁積巖沉積體系［12-13］。

圖7　蘇仁諾爾油田南二段沉積模式剖面圖Fig.7　The cross section of sedimentary model for NantunII Formation，Surennuoer Oilfield

4　結(jié)　論

（1）濁積巖多夾于深灰色湖相泥巖中，與泥巖呈突變接觸，常見鮑瑪序列的B段，底部常見沖刷面。

（2）粒度概率曲線和C-M圖均具有典型濁流沉積特征，粒度概率曲線具有“單段”式特征，圖中散點(diǎn)的中線與基線（C=M）平行。

（3）濁積巖物源主要來自凹陷東西兩側(cè)扇三角洲前緣砂體，砂體分布受控于扇三角洲前緣的分布演化。

（4）斷陷盆地的快速沉降時(shí)期，控陷斷層及兩側(cè)同沉積斷層的活動(dòng)，在斷裂陡坡部位扇三角洲前緣砂體易于發(fā)生側(cè)向滑塌形成滑塌濁積巖。

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蘇向光，1977年生，男，漢族，河南許昌人，工程師，碩士，主要從事海拉爾盆地的開發(fā)地質(zhì)儲(chǔ)層研究工作。E-mail：sudisunny@126.com

編輯：杜增利

編輯部網(wǎng)址：http：//zk.swpuxb.com

Turbidite Sedimentary Characteristics of Surennuoer Oilfield in Hailaer Basin

Su Xiangguang*
Exploration and Development Research Institute，Daqing Oilfield Company Ltd.，PetroChina，Daqing，Heilongjiang 163712，China

Through the study of the lithology combination，grain size analysis，heavy minerals assemblage characteristics and the faults activities of Nantun II formation in Surennuoer Oilfield，the sedimentary characteristics and generation mechanism of the turbidite are analyzed.The results indicate that the Nantun II formation turbidite from Surennuoer Oilfield is mainly sourced by the pro-delta sand bodies on both the west and east side of the depression，with the western provenance as the primary one.The lithology is composed of dark grey middle to fine grain size sandstone and siltstone，with positive rhythm，usually embedded within the dark grey lacustrine shale.The contact between the shale and the sand bodies is quite sharp，and the B section of the Bauma sequence is commonly seen，and the scour surface is seen at the bottom.The C-M chart and the statistics curve of grain sizes are characterized by typical turbidite.When the Nantun II formation was deposited，the faults，which control the depression，were quite active and the resulting seismic activities could be the external mechanism for the slump.For syn-depositional pro-delta sand bodies located within the faults active areas are prone to the secondary migration，resulting a series of slump turbidite sand bodies which are perpendicular to the strike of the faults.The results provides some guidance for the further exploration and evaluation in Hailaer Basin.

Surenuoer Oilfield；Nantun II Formation；turbidite；sedimentary characteristics；generation mechanism

10.11885/j.issn.1674-5086.2013.09.18.02

1674-5086（2015）02-0082-05

TE132

A

2013-09-18網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2015-03-31

蘇向光，E-mail：sudisunny@126.com

中國(guó)石油天然氣股份有限公司重大科技專項(xiàng)“大慶油田原油4 000萬噸持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究”（2008E-12）。