古沟谷-残丘地貌背景下沉积微相类型及沉积演化特征——以准噶尔盆地腹部石南地区白垩系清水河组一段为例

【作者】 高崇龙； 纪友亮； 任影； 刘大卫； 段小兵； 王天云； 桓芝俊；

【机构】 中国石油大学(北京)地球科学学院； 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室；

【摘要】 准噶尔盆地腹部石南地区自2004年发现石南31井区白垩系清水河组高效油气藏以来,众多学者普遍认为这是一陆相坳陷湖盆背景下发育的大型重力流岩性油气藏,并按这一思路进行后续的油气勘探,但勘探接连失利。该研究基于岩心、钻测井、测试化验、古生物、三维地震及前期相关成果等资料,对石南地区清一段层序地层划分进行重新厘定,并以此为基础对清一段沉积期古地貌进行恢复。受控于燕山Ⅱ幕构造运动发育的大型车莫古隆起演化的作用,侏罗纪末期石南地区表现为"两沟夹一丘"的古地貌形态特征,而石南31井区油藏经厘定后发现其底部砂岩油层属侏罗系古残丘型油藏而上部砂砾岩油层属清水河组地层超覆油藏。因此白垩系清水河组一段为在典型的沟谷-残丘地貌背景下发育的沉积层系,其内部可划分为低位体系域沟谷辫状河砂砾岩沉积及湖侵体系域浅水辫状河三角洲砂岩沉积。在侵蚀沟谷-残丘这一特殊的地貌单元下,砂体沉积微相类型及沉积演化具有一定的特殊性。低位体系域辫状河砂砾岩体表现为逐层向残丘高部位超覆,并向残丘一侧厚度减薄,但仅分布于古沟谷内部,在残丘主体部位缺失。砂砾岩体沉积厚度受控于古沟谷深度,随古沟谷深度增大而增厚。沟谷内连片辫状河砂砾岩体可划分出河床、河道边缘和河漫3种亚相,其中河床亚相最为发育,并可进一步区分出主辫流河道、心滩和流沟3种微相类型。主辫流河道粒度最粗,以砾石沉积为主,砾石间砂质及泥质含量少,碳酸盐胶结强烈;心滩微相粒度较主辫状河道细,岩性为砂砾岩,分选较差,砾石定向不明显或无定向;流沟微相粒度较细,以分选较好的中细砂岩为特征,见泥砾,为辫状河水动力减弱条件下的产物。河道边缘亚相为沟谷-残丘地貌背景下特有的亚相类型,主要围绕古残丘边缘发育,为残丘垮塌或滑塌而形成的呈重力流沉积状态的砂砾岩体,钻井见棱角状砾石、煤屑及砂砾泥混杂堆积,粒度概率曲线呈一段式或上拱弧形,但常由于后期河道迁移而受到改造,这一沉积岩体物性极差。河漫亚相因辫状河道的频繁迁移而少有发育,主要以灰绿色泥岩沉积为主,厚度很薄,且后期多被破碎而卷入河道砂体内部沉积。相比于低位体系域展布受控于古沟谷,湖侵体系域为在低位域对沟谷地貌填平补齐后的地质背景下开始发育。地震剖面上可见初始湖泛面近于平行残丘顶面,反映湖泛期沟谷地貌特征已基本消失,地形平坦。南部沟谷内钻井可见砂砾岩上部直接覆盖泥岩而缺少岩性的过渡,反映湖侵期在平坦古地貌背景下自南向北湖平面快速升高使得平面上岸线大规模后退,湖侵泥岩直接覆盖于低位砂砾岩之上。而受控于平坦的古地形,湖侵期研究区开始发育浅水辫状河三角洲前缘亚相砂岩沉积,砂体呈全区连片展布。砂体内部可进一步识别出水下分流河道、河口坝、分流间湾三种微相类型,并以水下分流河道砂体最为发育,同时结合区域砂地比、砂厚、分流河道主体粒度的差异及砂体对比关系划分内前缘及外前缘两部分。相较于分流河道砂体横向连片展布,河口坝砂体常常分布于早期残丘高部位,且垂向上常被分流河道改造。分流间湾相对不发育,主要以砂体间及内部薄层灰色-灰黑色泥岩沉积为主。综合沉积微相类型及沉积演化特征,并最终提出沟谷-残丘地貌背景下的沉积充填演化模式。更多还原