賀婷婷,段太忠,趙 磊,劉彥鋒

(中國(guó)石化 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院,北京 100083)

塔里木盆地是中國(guó)重要的油氣勘探區(qū)之一,三疊紀(jì)時(shí)期塔里木盆地進(jìn)入前陸盆地演化階段,其北部地區(qū)三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)時(shí)期發(fā)育了一個(gè)包含天山南麓、庫(kù)車(chē)坳陷、沙雅隆起、滿加爾坳陷等4個(gè)相對(duì)獨(dú)立沉積帶的周緣前陸盆地系統(tǒng)[1]。塔河油田主體位于新疆維吾爾自治區(qū)輪臺(tái)縣與庫(kù)車(chē)縣之間,是塔里木盆地的超大型油氣田,塔河油田T區(qū)位于塔河油田的東北部,構(gòu)造位置處于塔里木盆地東北坳陷區(qū)沙雅隆起中段南翼阿克庫(kù)勒凸起南部。對(duì)于塔河油田T區(qū),相關(guān)學(xué)者對(duì)其構(gòu)造演化、層序結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)集砂體成因類(lèi)型等方面進(jìn)行了大量的研究[2-6],認(rèn)為研究區(qū)三疊紀(jì)時(shí)期為一套辮狀河三角洲與湖泊相的交互沉積,并且由于鉆井資料和取心資料不足,缺乏地震屬性分析,認(rèn)為物源和整個(gè)全區(qū)物源方向一致,大致從北向南沉積,忽視了前陸盆地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積特征的影響,因此對(duì)研究區(qū)整個(gè)沉積體系演化特征有待進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。鑒于此,本文利用巖心、測(cè)井及大量的三維地震資料,井震結(jié)合分析沉積體系的空間展布特征及其演化規(guī)律,最后根據(jù)前陸盆地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征,建立了塔河油田T區(qū)三疊紀(jì)兩種沉積模式。本研究不僅對(duì)前陸盆地的構(gòu)造演化研究具有重要的理論意義,而且對(duì)塔里木地區(qū)三疊系碎屑巖儲(chǔ)層的勘探及開(kāi)發(fā)具有一定的借鑒作用。

1 區(qū)域構(gòu)造背景

塔里木盆地是一個(gè)由古生界克拉通盆地和中、新生界前陸盆地組成的大型復(fù)合盆地,先后經(jīng)歷了震旦紀(jì)—泥盆紀(jì)的海相沉積期、石炭紀(jì)—二疊紀(jì)的海陸交互沉積期、三疊紀(jì)及其以后的陸相沉積期,受周緣活動(dòng)造山帶的影響,具有復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史[7-13]。海西晚期運(yùn)動(dòng)是塔里木盆地最為強(qiáng)烈的一次運(yùn)動(dòng),它結(jié)束了南天山和塔里木板塊北部地區(qū)海侵歷史[14],三疊紀(jì)開(kāi)始塔里木盆地進(jìn)入前陸盆地發(fā)展階段。Delles和Giles[15]提出了前陸盆地系統(tǒng)的概念,認(rèn)為前陸盆地是造山帶與鄰近克拉通之間形成的潛在沉積可容空間,其發(fā)育主要與俯沖作用導(dǎo)致的周緣或弧后逆沖褶皺帶的地球動(dòng)力學(xué)條件相關(guān),由楔頂、前淵、前隆以及隆后4個(gè)獨(dú)立的構(gòu)造單元組成(圖1),并且認(rèn)為在一些前陸盆地系統(tǒng)中,前隆和隆后沉積帶可能不發(fā)育或缺失。

三疊紀(jì)早期,南天山碰撞造山,造山帶發(fā)生強(qiáng)烈的逆沖運(yùn)動(dòng),由于南天山的快速崛起,位于其南部的庫(kù)車(chē)坳陷受到構(gòu)造負(fù)荷的影響而快速沉降,成為前陸坳陷區(qū),而沙雅隆起則演化為與前陸坳陷盆地密切伴生的前緣隆起帶[2],順托果勒低隆起及滿加爾生烴坳陷等地區(qū)則形成隆后沉積坳陷,它們共同構(gòu)成了塔里木盆地三疊紀(jì)庫(kù)車(chē)前陸盆地系統(tǒng)。庫(kù)車(chē)前陸坳陷為一楔形沉降區(qū),總體呈北厚南薄的特征,是山前重要的烴源巖層系[16],發(fā)育一套陸源碎屑巖沉積,庫(kù)車(chē)坳陷的北側(cè)為南天山褶皺帶,南側(cè)為沙雅隆起及隆后盆地[2]。三疊紀(jì)末塔里木板塊與羌塘地塊碰撞,整個(gè)三疊紀(jì)塔里木盆地處于強(qiáng)烈的擠壓構(gòu)造背景下[7]。

圖1 前陸盆地系統(tǒng)示意圖[2]Fig.1 Schematic diagram of the foreland basin system[2]

塔河油田T區(qū)構(gòu)造位置處于塔里木前陸盆地沙雅隆起南部阿克庫(kù)勒凸起桑東3號(hào)構(gòu)造,是一受構(gòu)造控制的背斜油氣藏,阿克庫(kù)勒凸起東鄰草湖凹陷,西接哈拉哈塘凹陷,北與雅克拉斷凸相接,向南過(guò)渡為順托果勒低隆起及滿加爾生烴坳陷(圖2)。塔河油田三疊系劃分為上、中、下3個(gè)統(tǒng),對(duì)應(yīng)3個(gè)地層組,自下而上依次是柯吐?tīng)柦M(T1k)、阿克庫(kù)勒組(T2a)和哈拉哈塘組(T3h),厚約440 m左右,包括3個(gè)油組[17],下油組和中油組位于阿克庫(kù)勒組,上油組位于哈拉哈塘組,含油層段為各油組上部砂巖段,三疊系頂?shù)拙鶠椴徽厦嫠薅?頂部與上覆下侏羅統(tǒng)平行不整合接觸,底部與下覆二疊或石炭系角度不整合接觸。塔河油田T區(qū)面積大概10 km2,為了便于研究沉積特征,將本次研究的范圍設(shè)置為三維地震工區(qū)100 km2左右,測(cè)網(wǎng)密度為15 m×15 m。

2 研究區(qū)三疊系層序地層劃分

研究區(qū)單井層序地層劃分主要依據(jù)典型鉆井的巖性變化、測(cè)井曲線的旋回性特征以及地震資料,結(jié)合前人研究認(rèn)識(shí)[2-6],進(jìn)行層序的劃分。以鉆穿三疊系下油組的T1井為例,開(kāi)展該區(qū)三疊系層序地層的分析。三疊系頂?shù)拙鶠榇笮筒徽厦?整體為1個(gè)構(gòu)造層序(相當(dāng)于二級(jí)層序),自下而上又劃分為6個(gè)長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回(LSC)(相當(dāng)于三級(jí)層序),其中,下三疊統(tǒng)發(fā)育1個(gè)長(zhǎng)期旋回,中三疊統(tǒng)發(fā)育3個(gè)長(zhǎng)期旋回,上三疊統(tǒng)發(fā)育2個(gè)長(zhǎng)期旋回,在每一個(gè)長(zhǎng)期旋回內(nèi)部又進(jìn)行了體系域的劃分(圖3),沉積相以辮狀河三角洲和湖泊相為主,層序的邊界以不整合面、巖性電性轉(zhuǎn)換面、沖刷面和湖泛面等為特征。

圖2 塔里木盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐?a)及塔河油田T區(qū)地理位置示意圖(b)Fig.2 Structure unites of Tarim Basin(a) and schematic diagram showing the location of Block T of Tahe oilfield(b)

LSC1時(shí)期發(fā)育湖泊相沉積,底界面為三疊系與下伏二疊系的角度不整合面,頂、底界面處SP和GR曲線均出現(xiàn)較大的變化,巖性也發(fā)生突變,該時(shí)期低位體系域不發(fā)育,湖侵體系域和高位體系域發(fā)育。LSC2時(shí)期發(fā)育辮狀河三角洲沉積,底界面處SP和GR曲線均出現(xiàn)較大的變化,界面上下巖性發(fā)生突變,下伏下三疊統(tǒng)大套湖相泥巖與上覆的中三疊統(tǒng)辮狀河三角洲砂體呈突變接觸,該時(shí)期低位體系域發(fā)育,湖侵體系域不發(fā)育,高位體系域被剝蝕。LSC3時(shí)期發(fā)育辮狀河三角洲-湖泊相沉積體系,底界面處SP和GR曲線均出現(xiàn)明顯的回返,表現(xiàn)為一沖刷界面,LSC3晚期存在一個(gè)最大湖泛面,在全區(qū)廣泛分布,可作為區(qū)域?qū)Ρ鹊囊粋€(gè)標(biāo)準(zhǔn)面,該時(shí)期低位體系域、湖侵體系域和高位體系域保存完整,低位體系域沉積厚度大。LSC4時(shí)期發(fā)育辮狀河三角洲-湖泊相沉積體系,底界面為厚層砂泥巖的分界面,界面上下巖性發(fā)生突變,下伏的湖相泥巖與上覆辮狀河三角洲砂體呈突變接觸,SP和GR曲線均出現(xiàn)較大的變化,該時(shí)期低位體系域、湖侵體系域、高位體系域發(fā)育,湖侵體系域沉積厚度較大,高位體系域辮狀河三角洲前緣砂體在靠近北東部物源區(qū)發(fā)育,在遠(yuǎn)離北東部物源的其他井區(qū)不發(fā)育,這是由于LSC4湖侵體系域沉積時(shí)期,湖平面由上升轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛陆?近物源區(qū)水流攜帶能力強(qiáng),物源供應(yīng)充足,河道砂體發(fā)育；而遠(yuǎn)離物源區(qū)水流攜帶沉積物能力弱,河道砂體相對(duì)不發(fā)育。LSC5發(fā)育辮狀河三角洲沉積,底界面處SP和GR曲線均出現(xiàn)較大的變化,界面上下巖性發(fā)生突變,該時(shí)期低位體系域發(fā)育,湖侵體系域較發(fā)育,高位體系域被剝蝕。LSC6發(fā)育辮狀河三角洲-湖泊相沉積體系,湖侵體系域和高位體系域發(fā)育,其頂界面為三疊系與侏羅系的分界面,其頂部由于下侏羅統(tǒng)底部河道沖刷,與下侏羅統(tǒng)底部形成區(qū)域性不整合面,指示整個(gè)三疊系沉積結(jié)束。

3 研究區(qū)沉積相類(lèi)型

根據(jù)研究區(qū)6口取心井資料及一口密閉取心井粒度分析資料,結(jié)合測(cè)井及地震相特征,在塔河油田T區(qū)三疊紀(jì)識(shí)別出三大類(lèi)沉積相,分別為辮狀河三角洲相、河流相及湖泊相。

3.1 巖心相特征

研究區(qū)辮狀河三角洲沉積相包括辮狀河三角洲平原和辮狀河三角洲前緣亞相,其中辮狀河三角洲平原水上分流河道厚度較大,局部見(jiàn)薄層細(xì)礫巖和泥礫,自下而上顯示為砂礫巖、含礫粗砂巖、中砂巖到細(xì)砂巖的沉積序列,正旋回,發(fā)育塊狀層理(圖4a),分流河道底部發(fā)育滯留沉積,以粗砂巖或礫巖為主(圖4b)；辮狀河三角洲前緣水下分流河道以細(xì)砂巖為主,砂體內(nèi)部含灰白色鈣質(zhì)夾層,具下粗上細(xì)的正韻律,發(fā)育平行層理(圖4c)；辮狀河三角洲前緣河口壩以細(xì)砂巖為主,發(fā)育爬升波紋層理(圖4d),總體上呈現(xiàn)出下細(xì)上粗的反韻律；天然堤位于水上分流河道和水下分流河道的兩側(cè),屬于洪水期的溢岸沉積,其粒度較細(xì),巖性主要為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖,發(fā)育波狀交錯(cuò)層理(圖4e)。

圖3 塔河油田T區(qū)三疊系層序地層解釋(T1井)Fig.3 The Triassic sequence stratigraphic interpretation of Block T of Tahe oilfield(Well T1)

圖4 塔河油田T區(qū)三疊系巖心相特征Fig.4 Features of the Triassic core facies in Block T of Tahe oilfielda.辮狀河三角洲平原水上分流河道沉積,T2a1段,T2井；b.辮狀河三角洲平原水上分流河道底部滯留沉積,T2a1段,T2井；c.辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積,T2a1段,T1井；d.辮狀河三角洲前緣河口壩沉積,T2a1段,T2井；e.天然堤沉積,T2a1段,T1井；f.湖泊相沉積,T2a2段,T2井

湖泊相為濱淺湖-半深湖亞相,沉積巖性以灰黑色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與薄層砂巖互層沉積,可見(jiàn)水平層理(圖4f)。

3.2 測(cè)井相特征

利用自然伽馬曲線結(jié)合巖心相特征進(jìn)行測(cè)井相識(shí)別,共識(shí)別出箱形、鐘形、漏斗形、指形、交互指形等測(cè)井相(表1)。

辮狀河三角洲平原水上分流河道測(cè)井曲線特征顯示為中-高幅箱形、鐘形或鐘形-箱形疊加,箱形曲線頂、底部呈突變接觸,鐘形曲線頂部呈漸變接觸,底部呈突變接觸,說(shuō)明沉積時(shí)水動(dòng)力較強(qiáng)；辮狀河三角洲前緣水下分流河道測(cè)井曲線呈中幅箱形、鐘形,水動(dòng)力較強(qiáng)；河口壩為漏斗形,頂部呈突變接觸,底部呈漸變接觸,說(shuō)明水動(dòng)力向上逐漸增強(qiáng)；天然堤測(cè)井曲線呈中-低幅指形,曲線頂、底呈突變接觸,為分流河道邊部溢岸沉積；濱淺湖-半深湖相測(cè)井曲線表現(xiàn)為低幅交互指形,表示砂泥巖互層沉積,厚泥巖夾薄層砂巖沉積。

3.3 地震相特征

根據(jù)地震剖面上地震反射外部形態(tài)和內(nèi)部反射特征差異劃分地震相[18-19],塔河油田T區(qū)三疊紀(jì)地震相類(lèi)型主要是席狀地震相和充填地震相(表2)。

席狀地震相代表辮狀河三角洲平原沉積環(huán)境以及湖泊相沉積環(huán)境,內(nèi)部主要表現(xiàn)為平行、亞平行及雜亂反射結(jié)構(gòu)。辮狀河三角洲平原相以中/低頻中振幅中連續(xù)性平行/雜亂反射地震相為特征,反映沉積時(shí)水動(dòng)力條件較強(qiáng),湖平面相對(duì)下降以及物源供應(yīng)充足,以三角洲平原大套河道砂巖夾薄層泥巖為主,該地震相主要在中三疊統(tǒng)LSC2和LSC3長(zhǎng)期旋回中發(fā)育；湖泊相以中等頻率中振幅中等連續(xù)性平行/亞平行反射地震相為特征,反映沉積時(shí)水動(dòng)力相對(duì)較弱,以厚層泥巖夾薄層粉砂巖為主,該地震相在下三疊統(tǒng)LSC1長(zhǎng)期旋回、中三疊統(tǒng)LSC3及LSC4長(zhǎng)期旋回和上三疊統(tǒng)LSC6長(zhǎng)期旋回中都有發(fā)育。

充填地震相代表辮狀河三角洲前緣沉積環(huán)境和河流相沉積環(huán)境,內(nèi)部主要表現(xiàn)為前積及下切充填反射結(jié)構(gòu)。辮狀河三角洲前緣相以中/低頻率中/強(qiáng)振幅中等連續(xù)性前積反射地震相為特征,反映沉積時(shí)水動(dòng)力相對(duì)較強(qiáng),以三角洲前緣厚層砂巖夾薄層泥巖為主,該地震相在中三疊統(tǒng)LSC3及LSC4長(zhǎng)期旋回和上三疊統(tǒng)LSC5及LSC6長(zhǎng)期旋回中可見(jiàn)；河流相以低頻率中/強(qiáng)振幅中等連續(xù)性下切充填反射地震相為特征,具谷狀外形,下切充填特征較明顯,下切谷呈“頂平底凸”的特征,該地震相主要在中三疊統(tǒng)LSC4長(zhǎng)期旋回底部(中油組)發(fā)育。

表1 塔河油田T區(qū)三疊紀(jì)典型測(cè)井相分析Table 1 Analysis of the typical Triassic logging facies in Block T of Tahe oilfield

4 研究區(qū)沉積序列演化特征

地震資料為研究沉積體系演化提供了一種途徑。通過(guò)地震相分析可以觀察典型的沉積現(xiàn)象,而基于每個(gè)層的地震屬性分析可以推斷砂體展布的變化規(guī)律,某些巖性界面清晰的層位,利用地震屬性能夠直接看到沉積微相的空間展布。地震屬性分析中最重要的一步是屬性優(yōu)選,本次選用了能夠反映地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息的標(biāo)準(zhǔn)化波形屬性,因?yàn)檫@種屬性更能反映地質(zhì)結(jié)構(gòu)。自下而上提取不同層位的地震屬性分析各層地質(zhì)結(jié)構(gòu)類(lèi)型和變化規(guī)律,地震屬性分析的目的是從地震切片上找到這些地質(zhì)結(jié)構(gòu),總結(jié)其形態(tài)特征、分布特征、演化規(guī)律,在此基礎(chǔ)上賦予其沉積學(xué)意義,進(jìn)而得到沉積體系演化規(guī)律。現(xiàn)以各層的典型地層切片為例,說(shuō)明地震屬性的地質(zhì)意義,分析研究區(qū)沉積體系演化特征。

表2 塔河油田T區(qū)三疊紀(jì)主要地震相類(lèi)型Table2 Major types of Triassic seismic facies in Block T of Tahe oilfield

從LSC2沉積時(shí)期的地震屬性切片可以看出北東方向展布的近似條帶狀的地質(zhì)結(jié)構(gòu)(圖5),而且這些自北東向南西有變寬的趨勢(shì),近北東方向地震剖面中(剖面位置見(jiàn)圖2)地震相表現(xiàn)為中頻中振幅中連續(xù)性平行反射,并且T1井鉆井資料顯示主要為辮狀河三角洲平原厚層中-粗粒河道砂巖夾薄層泥巖沉積,自然伽馬測(cè)井曲線顯示為高幅微齒化箱形,綜合分析認(rèn)為L(zhǎng)SC2沉積時(shí)期為北東向分布的辮狀河三角洲平原沉積。

LSC3沉積時(shí)期也可見(jiàn)北東向展布的近似帶狀的地質(zhì)結(jié)構(gòu)(圖6),并且在工區(qū)靠近南部區(qū)域出現(xiàn)了弧形分界線,可能表示水上與水下的界面,LSC3-LST時(shí)期延續(xù)了LSC2時(shí)期辮狀河三角洲平原相沉積特征,近北東方向地震剖面中(剖面位置見(jiàn)圖2)地震相表現(xiàn)為低頻中振幅中連續(xù)性平行/雜亂反射,而LSC3-TST和LSC3-HST時(shí)期辮狀河三角洲前緣和湖泊相沉積厚度均較小,地震剖面上反射特征不明顯,主要通過(guò)鉆井資料和測(cè)井資料來(lái)進(jìn)行識(shí)別,T1井鉆井資料顯示LSC3中晚期,巖性由中-細(xì)砂巖、粉砂巖向厚層泥巖夾薄層砂巖過(guò)渡,自然伽馬測(cè)井曲線呈現(xiàn)鐘形、漏斗形向低幅交互指形轉(zhuǎn)換。因此LSC3沉積時(shí)期整體為北東向辮狀河三角洲平原向辮狀河三角洲前緣以及湖泊相過(guò)渡的沉積體系。

LSC4-LST時(shí)期地震屬性切片顯示的條帶狀展布的河道非常明顯(圖7),河道展布方向比較復(fù)雜,以近東西方向?yàn)橹?近南北方向地震剖面中(剖面位置見(jiàn)圖2)地震相表現(xiàn)為低頻率強(qiáng)振幅中等連續(xù)性充填反射特征,下切充填特征較明顯,T1井自然伽馬測(cè)井曲線顯示齒化箱形逐漸過(guò)渡為鐘形,并且厚箱形曲線中可見(jiàn)多個(gè)小鐘形的疊置,反映河道沉積的韻律性,綜合分析可知為近東西方向展布的河流相沉積。LSC4-TST時(shí)期,地震相表現(xiàn)為中等頻率中振幅中等連續(xù)性平行反射特征,測(cè)井資料顯示為一套湖相厚層泥巖夾薄層粉砂巖沉積,晚期高位體系域HST發(fā)育,湖平面緩慢下降,演變?yōu)檗p狀河三角洲前緣沉積,受地形坡度和沉積厚度影響地震相剖面上反射特征不明顯,主要通過(guò)測(cè)井資料來(lái)進(jìn)行識(shí)別,T1井自然伽馬測(cè)井曲線顯示為中幅鐘形。

圖5 塔河油田T區(qū)三疊系LSC2沉積時(shí)期地震屬性切片(a)及北東方向地震相解釋剖面(b)(剖面位置見(jiàn)圖2)Fig.5 Seismic attribute slice(a) and NE seismic facies interpretation profile(b) during the depositional period of the Triassic LSC2 in Block T of Tahe oilfield(see Fig.2 for the profile location)

LSC5-LST時(shí)期可見(jiàn)南北向帶狀分布的地質(zhì)結(jié)構(gòu),并且在工區(qū)靠近東部出現(xiàn)一條南北向的河流相沉積。近南北方向地震剖面中(剖面位置見(jiàn)圖2)地震相顯示為中等頻率強(qiáng)振幅中等連續(xù)性(圖8),沉積物粒度相對(duì)較粗,T1井自然伽馬測(cè)井曲線呈箱形-鐘形-漏斗形疊加的特征,分析可知為南北向分布的辮狀河三角洲前緣沉積。LSC6-LST時(shí)期繼承了LSC5時(shí)期辮狀河三角洲前緣沉積特征,LSC6沉積時(shí)期,地震相表現(xiàn)為中等頻率中振幅中等連續(xù)性平行反射特征,測(cè)井資料顯示為一套湖相厚層泥巖夾薄層粉砂巖沉積,綜合分析認(rèn)為L(zhǎng)SC5和LSC6沉積時(shí)期主體上發(fā)育一套南北向的辮狀河三角洲前緣-湖泊相沉積體系。

綜合巖心相、測(cè)井相、地震相及地震屬性分析,認(rèn)為塔河油田T區(qū)三疊紀(jì)沉積時(shí)期發(fā)育辮狀河三角洲平原、辮狀河三角洲前緣,河流相及湖泊相沉積體系。具體演化過(guò)程為:下三疊統(tǒng)柯吐?tīng)柦M發(fā)育湖相沉積,隨著湖平面下降,中統(tǒng)阿克庫(kù)勒組下段中下部發(fā)育近北東方向的辮狀河三角洲平原沉積,然后進(jìn)入一個(gè)湖平面逐漸上升的過(guò)程,阿克庫(kù)勒組下段的上部演變?yōu)榻睎|方向的辮狀河三角洲前緣沉積,湖平面繼續(xù)上升發(fā)育湖相沉積,然后進(jìn)入阿克庫(kù)勒組上段,上段與下段之間存在時(shí)間較長(zhǎng)的沉積間斷,這期間構(gòu)造抬升,填平補(bǔ)齊作用明顯,地勢(shì)平緩,發(fā)育近東西方向的河流相沉積,進(jìn)入哈拉哈塘組后出現(xiàn)規(guī)模較大的湖侵,發(fā)育近南北方向的辮狀河三角洲前緣-湖泊相沉積體系。

圖6 塔河油田T區(qū)三疊系LSC3沉積時(shí)期地震屬性切片(a)及北東方向地震相解釋剖面(b)(剖面位置見(jiàn)圖2)Fig.6 Seismic attribute slice(a) and NE seismic facies interpretation profile(b) during the depositional period of the Triassic LSC3 in Block T of Tahe oilfield(see Fig.2 for the profile location)

5 研究區(qū)沉積模式

晚二疊世塔里木板塊與伊犁地體的碰撞仍在持續(xù),造成塔里木板塊向伊犁地體發(fā)生A型俯沖作用,導(dǎo)致三疊紀(jì)時(shí)期在南天山的南緣產(chǎn)生了庫(kù)車(chē)周緣前陸盆地[20]。前陸盆地沉降和抬升受多種因素影響,例如沖斷推覆、沉積載荷、俯沖等等,但是相關(guān)學(xué)者[21-29]的研究表明前陸盆地演化的主要原因是造山帶負(fù)載導(dǎo)致的巖石圈撓曲,造山帶的逆沖作用是前陸盆地沉降的最重要控制因素,也直接影響了前陸盆地的沉積特征。因此三疊紀(jì)時(shí)期塔里木庫(kù)車(chē)前陸盆地的沉降主要是天山褶皺沖斷帶巨大的載荷作用于塔里木板塊邊緣而使其彎曲沉降[20]。

井震結(jié)合分析得出研究區(qū)主體發(fā)育辮狀河三角洲-湖泊相沉積體系,三疊紀(jì)時(shí)期物源方向自下而上由北東方向逐漸演化為正北方向,并且首次從地震屬性分析中發(fā)現(xiàn)了短暫的近東西方向的河流相沉積。研究區(qū)三疊紀(jì)時(shí)期位于塔里木庫(kù)車(chē)前陸盆地內(nèi),因此沉積體系受造山帶逆沖構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響,導(dǎo)致塔河油田T區(qū)三疊紀(jì)沉積時(shí)期存在垂直于造山帶和平行于造山帶沉積搬運(yùn)的兩種沉積模式(圖9)。

圖7 塔河油田T區(qū)三疊系LSC4沉積早期地震屬性切片(a)及近南北方向地震相解釋剖面(b)(剖面位置見(jiàn)圖2)Fig.7 Seismic attribute slice(a) and nearly NS seismic facies interpretation profile(b) during the depositional period of the Triassic LSC4 in Block T of Tahe oilfield(see Fig.2 for the profile location)

逆沖運(yùn)動(dòng)活動(dòng)期(圖9a),伴隨造山帶的逆沖活動(dòng),由于巖石圈的撓曲響應(yīng),山前盆地近源區(qū)發(fā)生快速沉降,強(qiáng)烈的構(gòu)造沉降導(dǎo)致盆地近源區(qū)的可容納空間增大,湖水上升,地勢(shì)變陡,河流搬運(yùn)動(dòng)力增大,侵蝕作用隨之增強(qiáng)[30],大量粗粒沉積物在盆地近源區(qū)快速堆積,從而在盆地近源區(qū)形成了厚度較大的粗粒辮狀河三角洲沉積,持續(xù)的構(gòu)造沉降導(dǎo)致大規(guī)模的湖侵,盆地遠(yuǎn)源區(qū)發(fā)育湖泊相,因此逆沖活動(dòng)期研究區(qū)形成垂直于造山帶沉積搬運(yùn)的辮狀河三角洲-湖泊相沉積體系。另外不同時(shí)期的地震標(biāo)準(zhǔn)化波形屬性分布圖顯示,在造山帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,造山帶整體也不斷地向南部發(fā)生小規(guī)模的遷移,辮狀河三角洲物源方向由北東方向逆時(shí)針遷移到正北方向。這可能是由于沖斷帶山體受逆沖構(gòu)造運(yùn)動(dòng)擠壓作用的影響,水平前展作用產(chǎn)生水平滑動(dòng)位移量,從而使山體向其南部發(fā)生前移,導(dǎo)致物源前進(jìn)[31],沉積物源搬運(yùn)距離減小,入湖后形成水下沉積體。

逆沖運(yùn)動(dòng)平靜期(圖9b),造山帶山前巖石圈開(kāi)始回彈,盆地近源區(qū)構(gòu)造抬升,導(dǎo)致可容納空間減小,湖平面下降,地勢(shì)平緩,源區(qū)相對(duì)低的地勢(shì)導(dǎo)致物理風(fēng)化較弱,碎屑產(chǎn)率較低,河流搬運(yùn)作用弱[30],盆地近源區(qū)沉積物供應(yīng)不足以及沉積物在盆地內(nèi)的分散能力有限,主要發(fā)生細(xì)粒沉積物的填平補(bǔ)齊作用。并且由于先前逆沖活動(dòng)時(shí)期構(gòu)造擠壓,在盆地內(nèi)產(chǎn)生了許多近似平行于造山帶的斷裂,因此逆沖運(yùn)動(dòng)平靜期,細(xì)粒沉積物主要在這些斷裂帶內(nèi)沉積下來(lái),從而在研究區(qū)形成近似平行于造山帶沉積搬運(yùn)的河流相沉積。當(dāng)下一次逆沖活動(dòng)期到來(lái)時(shí),盆地近源區(qū)又快速地發(fā)生構(gòu)造沉降,大量粗粒沉積物在近源區(qū)堆積,盆地進(jìn)入下一個(gè)沉積旋回。

圖8 塔河油田T區(qū)三疊系LSC5沉積時(shí)期地震屬性(a)及南北方向地震相解釋剖面(b)(剖面位置見(jiàn)圖2)Fig.8 Seismic attribute slice(a) and NS seismic facies interpretation profile(b) during the depositional period of the Triassic LSC5 in Block T of Tahe oilfield(see Fig.2 for the profile location)

6 結(jié)論

1) 根據(jù)區(qū)域巖心、測(cè)井及地震資料,結(jié)合前人研究成果,建立了塔河油田T區(qū)三疊系層序地層劃分方案,塔河油田T區(qū)三疊系頂?shù)拙鶠椴徽厦嫠薅?整體上劃分為一個(gè)構(gòu)造層序(二級(jí)層序),在其內(nèi)部又劃分了6個(gè)長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回(三級(jí)層序),在長(zhǎng)期旋回內(nèi)部進(jìn)一步劃分了高位體系域、湖侵體系域和高位體系域。

2) 根據(jù)巖心及粒度分析資料,總結(jié)了辮狀河三角洲平原水上分流河道、河道底部滯留沉積、辮狀河三角洲前緣水下分流河道、河口壩、天然堤及淺湖-半深湖沉積的巖心相特征；結(jié)合測(cè)井曲線及巖心相特征識(shí)別出箱形、鐘形、漏斗形、指形、交互指形等測(cè)井相；根據(jù)地震反射的外形特征及內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分了席狀地震相和充填地震相。綜合分析巖心相、測(cè)井相和地震相特征,確定區(qū)域沉積相類(lèi)型為辮狀河三角洲、河流及湖泊相。

3) 典型地層切片地震標(biāo)準(zhǔn)化波形屬性分析顯示,塔河油田T區(qū)三疊紀(jì)沉積時(shí)期,下油組辮狀河三角洲-湖泊相沉積體系呈近北東方向分布,上油組辮狀河三角洲-湖泊相沉積體系呈正北方向展布,而中油組河流相沉積呈近東西方向分布。

4) 塔里木盆地三疊紀(jì)進(jìn)入前陸盆地發(fā)展階段,受區(qū)域逆沖構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響,研究區(qū)三疊紀(jì)沉積盆地存在兩種沉積模式。逆沖作用活動(dòng)期,盆地近源區(qū)強(qiáng)烈的構(gòu)造沉降導(dǎo)致大量粗粒沉積物在近源區(qū)堆積,并且在造山帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,造山帶整體也不斷地向南部發(fā)生小規(guī)模的遷移,導(dǎo)致辮狀河三角洲物源方向由北東方向逆時(shí)針遷移到正北方向,從而形成近似垂直于造山帶沉積搬運(yùn)的辮狀河三角洲-湖泊相沉積體系；逆沖平靜期,盆地近源區(qū)構(gòu)造抬升,沉積物供應(yīng)不足,發(fā)生細(xì)粒沉積物的填平補(bǔ)齊作用,從而形成近似平行于造山帶沉積搬運(yùn)的河流相沉積。塔河油田T區(qū)沉積模式為塔里木地區(qū)三疊系儲(chǔ)層勘探開(kāi)發(fā)提供了地質(zhì)依據(jù)。

圖9 塔河油田T區(qū)三疊紀(jì)沉積模式Fig.9 Triassic sedimentary models for Block T of Tahe oilfield