西藏伦坡拉盆地牛堡组层序地层与沉积充填模式

西藏伦坡拉盆地牛堡组层序地层与沉积充填模式
魏巍;陆永潮;刘中戎;潘磊;林卫兵;蹇慧
【摘要】通过对伦坡拉盆地的地震、测井、岩心、露头等资料的综合分析，建立了伦坡拉盆地牛堡组的层序地层格架，将牛堡组划分为1个一级层序，3个二级层序（对应于牛一段、牛二段、牛三段地层），7个三级层序（自下而上依次为
SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6和SQ7）；依据牛堡组的层序地层特征，归纳出弯折带型和断坡带型2种层序构成样式。

弯折带型层序构成样式中，高位体系域在缓坡区发育的扇三角洲、低位体系域在坡折内发育的大型低位扇，以及断坡带型层序构成样式中，坡折内发育的高位辫状河三角洲与大型低位扇，为勘探储层的有利目标。

通过对各层序的沉积体系时空展布的研究，建立了研究区牛堡组沉积期的沉积模式，并认为该时期主要发育3大连片砂体，即北部、西南部和东部砂体，砂体的展布受坡折带控制明显。

%Based on an integrated investigation of well logging, seismic data, cores and outcrops, the Niubao Formation in the Lunpola Basin was subdivided into one first order sequence, three second order sequences, cor⁃responding to the first, second and third members of Niubao Formation, and seven third order sequences from base to top, namely SQ1, SQ2, SQ3, SQ4, SQ5, SQ6, and SQ7. Two sequence stratigraphic patterns including faulted slope zone and flexure slope break zone were identified within the sequence stratigraphic framework. There are several exploration targets, including fan deltas on the gentle slope of HST and large⁃scale low stand fans in the slope break zone of LST in the flexure slope break zone, and high stand braided river deltas and large⁃scale low stand fans in the slope break zone in the faulted
slope zone. A sedimentary model was established through the analyses of spatial and temporal distribution of the sequences. Three main sand bodies developed in the Niubao Formation, namely the northern, southwestern and eastern sand bodies, and their distribution was controlled by the slope break zone.
【期刊名称】《石油实验地质》
【年(卷),期】2017(039)001
【总页数】9页(P32-40)
【关键词】沉积充填模式;层序地层;牛堡组;古近系;伦坡拉盆地
【作者】魏巍;陆永潮;刘中戎;潘磊;林卫兵;蹇慧
【作者单位】中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室，武汉430074; 中国地质大学(武汉)资源学院，武汉 430074;中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室，武汉 430074; 中国地质大学(武汉)资源学院，武汉430074;中国石化勘探南方分公司，成都 610041;中国石化勘探南方分公司，成都610041;中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室，武汉 430074; 中国地质大学(武汉)资源学院，武汉 430074;中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室，武汉 430074; 中国地质大学(武汉)资源学院，武汉 430074【正文语种】中文
【中图分类】TE121.3
伦坡拉盆地位于青藏高原中部，是世界上海拔最高的油气勘探区。

青藏高原地区发育众多古近纪陆相盆地，其中伦坡拉盆地是油气地质条件最好，勘探程度最高的唯
一获得工业油气流的盆地。

前人基于相对有限的地质资料，对伦坡拉盆地的油气地质特征、沉积有机质特征等进行了研究［1－12］。

然而有关该盆地牛堡组层序地层和沉积充填模式的研究尚薄弱，阻碍了伦坡拉盆地油气勘探工作的进一步开展。

在掌握数量和品质更高的地震资料和测井资料的基础上，本文以层序地层学和沉积学理论为指导，充分利用地震、测井、岩心和露头等资料，对伦坡拉盆地牛堡组的层序地层和沉积充填模式进行研究，建立了牛堡组高精度层序地层格架下的沉积充填模式，为研究区内储集砂体和有利含油气区带的勘探和预测提供理论指导。

在大地构造上，伦坡拉盆地位于冈底斯—念青唐古拉褶皱带北部班公湖—怒江大断裂带（BNS）的中段，北以班公湖—怒江大断裂为界，南以玛拉炯—蓬错断裂为界，呈狭长状沿班公湖—怒江大断裂近东西展布；盆地轮廓呈不规则的菱形，东西长约220 km，南北宽15～20 km，面积约为0.36×106km2（图1）。

伦坡拉盆地是具有走滑拉分型盆地特征的新生代断拗盆地，以古生界地层和中生界海相碳酸盐岩、碎屑岩、基性火山岩和火山碎屑岩为基底而发展起来的，盆地先后经历了断陷期、拗陷期和晚喜马拉雅改造期3个构造演化阶段，从现今盆地的构造格局分析，可以由北向南划分为北部逆冲带，中部凹陷带，南部冲断隆起带3个构造带（图1）。

盆地充填牛堡组碎屑岩层和丁青湖组的暗色砂岩、泥岩2套地层沉积，且钻探显示牛堡组的含油气性明显好于丁青湖组。

牛堡组碎屑岩是在盆地断陷时期沉积而成，厚3 000 m左右，地层厚度向东、向南逐渐变薄，总体上呈楔形展布。

牛堡组沉积期可以进一步划分为初始断陷期、断陷扩张期、断陷萎缩期共3期构造活动。

对不同级别与性质的不整合面及与之对应的界面进行识别与横向对比追踪，是进行层序地层划分、层序结构及层序构成分析和建立等时地层格架的关键［13］。

2.1 层序界面识别
运用地震、测井、岩心以及野外露头等资料，主要通过井震标定、常规测井层序分
析、小波分析等方法，对层序界面进行识别、划分，认为牛堡组顶界面T5、底界
面T9为一级层序界面，牛堡组内部牛二段的顶界面T7和牛一段的顶界面T8为二级层序界面，为三级层序界面。

小波是一个衰减的波形，是不规则且有着尖锐突变的波形，因此信号的局部特征能够用小波进行刻画。

小波变换起源于傅里叶变换，用小波变换对测井信号进行高质量的时频分析，可以将测井曲线中不同频率的旋回显示出来［14－15］。

笔者根
据对研究区内多种测井曲线小波变换后的图像进行对比分析，选取效果显著的GR 曲线和AC曲线的morlet小波进行层序界面的识别。

2.1.1 一级层序界面
一般区域性的构造不整合面为一级层序界面。

T5界面是盆地的断拗转换面，在整
个盆地范围具有明显的上超下削的地震反射特征。

地震剖面显示盆地断陷期和拗陷期的地震反射波组特征具有较大的差异，断陷期具有连续强反射波组和弱杂乱地震反射波组频繁交替的特征，而拗陷期地层地震反射主要表现为强振幅连续反射特征，在盆地东部地震测线上可以清晰地看到早期原型盆地的断拗双层结构（图2）。

在钻井岩心上，T5界面处发生了岩性的突变，界面以下发育白云岩沉积，界面以上
发育泥岩沉积。

T9界面以下是盆地的中生代基底，以上是新生代地层，该界面在
整个研究区范围都发育截平不整合。

T5界面在小波变换图谱上表现为明显的能量
突变（图3）。

综合以上分析将T5和T9定义为一级层序界面。

2.1.2 二级层序界面
牛二段顶界面T7和牛一段顶界面T8是盆地断陷期的2个阶段的构造转换界面，
规模小于T5和T9界面。

T8界面是盆地初始断陷期与断陷扩张期的转换界面，发育削蚀和截平不整合结构，界面以上发育牛二段下亚段的河道下切与辫状河三角洲前积现象（图2），自然伽马与声波时差曲线呈中幅齿化箱型，岩性以细砂岩夹灰色泥岩薄层为主；界面以下可见牛一段缓坡控制的辫状河三角洲细粒沉积，岩性主
要为灰色泥岩夹薄层粉砂岩或砂岩，自然伽马曲线与声波时差曲线呈低幅齿化箱型（图3）。

在声波时差曲线的小波变换图谱上，T8界面处表现为较明显的能量突变，GR曲线的小波变换图谱在T8界面处能量突变较弱，可能是界面上下泥质含
量差异较小所致。

T7界面是盆地断陷扩张期与断陷萎缩期的转换界面，地震剖面
中常见上超不整合与牛三段下段的水下分流河道下切结构，在小波分析图谱上显示出比较明显的能量突变；界面以上岩性主要为牛三段下亚段的辫状河三角洲粗砂岩，自然伽马与声波时差曲线呈低幅指型；界面以下岩性以牛二段上亚段的泥质白云岩为主。

综合以上分析，将T7与T8界面定义为二级层序界面。

2.1.3 三级层序界面
三级层序界面为与构造活动有关的不整合面或与之对应的整合面。

为SQ7的底界面，界面处发生了岩性突变，以上为滨浅湖环境下形成的泥质白云岩，界面以下为SQ5湖扩体系域的泥岩，小波系数曲线也表现出明显的沉积旋回分界（图3）。

SQ5的顶界面T6界面在测井上表现为岩性的突变，在小波变换图谱上该界面也显示出明显的能量突变。

XL7井1 465.0 m（T6界面）处发育的黏土层（团块状土
壤层），黏土层以上发育泥质白云岩，代表了因不整合面的存在而发育的古风化暴露面，是T6界面存在的证据之一。

界面以上发育SQ4时期的辫状河河道下切谷，界面以上伽马与声波时差曲线呈高幅箱型；界面以下呈中低幅齿化箱型，在小波分析上也表现出比较明显的能量突变。

为岩性不整合面，界面以上发育SQ2的泥质
白云岩；界面以下发育SQ1高位体系域发育的泥岩夹薄层粉砂岩，在小波系数曲
线上也表现出明显的沉积旋回分界。

综合以上分析，将定义为三级层序界面。

2.2 体系域界面
体系域界面一般是一个物理界面，且以沉积相发生转换为特征。

在陆相断陷湖盆中，以岩相组合特征、准层序叠加样式等为依据，可以识别初始湖泛面（ts）和最大湖泛面（mfs）［16］（图3）。

研究区内低位体系域（LST）、湖扩体系域（EST）
和高位体系域（HST）在沉积相特征与层序叠加样式上都具有比较明显的差异。

低位体系域以发育缓坡辫状河三角洲前缘、陡坡扇三角洲前缘与远端坝和湖底扇砂体夹薄层泥岩为特征，准层序组呈弱进积式叠加样式；湖扩体系域发育浅湖—半深
湖灰色泥岩与辫状河三角洲前缘粉砂岩，准层序组呈明显退积式叠加样式；高位体系域以发育灰色泥岩夹薄层辫状河三角洲前缘、河口坝细—粉砂岩为特征，准层
序组呈进积式叠加样式。

2.3 层序地层序列与地层格架特征
基于以上层序界面的划分将牛堡组划分为1个一级层序即牛堡组一级层序（Ⅰ），对应始新世初期，断陷发育阶段；3个二级层序牛一段（Ⅰ－1）即初始断陷期、
牛二段（Ⅰ－2）即断陷扩张期、牛三段（Ⅰ－3）即断陷萎缩期，分别对应盆地
断陷发育过程中湖盆形成、扩张和萎缩3个阶段；7个三级层序从下往上依次为SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6和SQ7，其中SQ1对应牛一段、SQ2－SQ4对应牛二段、SQ5－SQ7对应牛三段。

每个三级层序中都发育低位、湖扩和
高位体系域。

伦坡拉盆地具有半地堑—地堑式构造格架，在这种构造格架的控制下，形成了断
拗复合型的层序地层格架。

牛堡组地层整体上具有犁式断坡带型层序地层格架的特征，控盆断裂北陡南缓，形成北厚南薄的充填特征，盆地西部为主要深洼带，地层由东向西逐渐增厚。

2.4 层序构成样式
前人通过对中国东部古、新近系陆相典型陆相断陷盆地主要目的层序的构成模式总结认为，陆相断陷盆地断陷期主要发育构造坡折型层序，主要发育3种层序构成
样式：断坡带型、弯折带型和斜坡型［17］。

通过对伦坡拉盆地牛堡组的地层格
架特征进行总结，认为牛堡组层序地层格架主要由弯折带型层序构成样式（图4）和断坡带型层序构成样式（图5）组成。

弯折带即受控于褶皱枢纽轴的沉积坡折，
断坡带即受控于断裂的沉积坡折，这2种构造坡折带对研究区的低位和高位滨岸坡折有着直接的控制作用［18］。

2.4.1 弯折带型层序构成样式
弯折带型层序样式主要发育在盆地东南斜坡带，是在牛堡组沉积期湖盆北缘正断层滑动使南部地层发生挠曲形成。

在弯折带附近会形成构成地貌上的古低地，可以作为碎屑体系进入次级深凹陷内的主要通道，并且直接影响弯折带内的层序构成。

低位体系域的发育范围和规模较大地受到弯折带的影响，主要发育在弯折带下的深凹斜坡区，沉积大型低位浊积扇和盆地扇。

弯折带以上一般暴露地表并接受剥蚀，局部发育下切水道；由弯折带向北，地层旋回明显增多，低位体系域、湖扩体系域和高位体系域发育齐全，砂体的厚度、规模与数量均明显增加。

该弯折带同时也控制着轴向辫状河三角洲的沉积区域与范围。

在这种层序构成样式中，高位体系域在缓坡区发育的扇三角洲与低位体系域在坡折内发育的大型低位扇及浊积扇为有利储集砂体。

各个层序的弯折与活动轴面相关，牛一段至牛二段沉积期，盆地扩大，弯折带的位置逐渐向东部后退。

到牛三段沉积期，盆地萎缩，弯折带向西迁移，有利储集砂体的展布也随之向西迁移（图4a）。

2.4.2 断坡带型层序构成样式
断坡带层序样式主要发育在蒋日阿错凹陷和江加错凹陷的南部，该层序构成样式受控于牛堡组断陷期盆地南部缓坡带发育的反向调节正断层（图5）。

该层序样式一般由二阶南倾的断裂组成双断式构造坡折，断坡带断面较陡、落差大、断阶带宽，对湖平面升降变化敏感。

不同体系域在断坡带上下形成明显不同的沉积环境，因此层序样式、体系域构成和沉积体系的分布都受到断坡带较大影响。

低位体系域主要发育斜坡扇以及盆地扇砂体，且以近物源、粒度粗为特征；湖阔体系域在湖平面快速上升时期形成从坡折以下到滨岸平原区均有分布的退积型准层序组，发育一套稳定且连续的深湖相泥岩，可作为烃源岩；高位体系域时期，在坡折以上发育缓坡辫
状河三角洲，以下发育轴向辫状河三角洲。

该层序构成样式中高位内坡折的辫状河三角洲与低位内坡折的大型低位扇为主要储集砂体。

等时格架下沉积体系的时空展布是盆地沉积充填演化特征的最直观反映。

本文以地震沉积学与层序地层学的基本方法和原理，对覆盖伦坡拉盆地全区的27条二维地震剖面上各个层位进行了逐条逐段的地震相识别，把地震剖面上识别的地震相类型投影到地震测线平面分布上，勾画各层位的地震相平面分布图。

在地震相的识别过程中，共识别出透镜状杂乱反射、楔状杂乱反射、前积反射、平行反射、亚平行反射5种地震相。

在前人的研究的基础上［19－20］，结合录井、岩心、露头等综
合分析，将透镜状杂乱反射和前积反射对应辫状河三角洲沉积、楔状杂乱反射对应扇三角洲沉积，平行反射对应滨岸平原，亚平行反射对应浅湖—半深湖沉积，从
而绘制出各层序的沉积相平面分布图（图6）。

SQ1沉积期，湖盆处于初始断陷期，可容纳空间小，湖盆南北隆起为湖盆提供了
大量陆源碎屑。

沿盆地北缘陡坡带发育带状陡坡扇三角洲砂体、南部发育断控辫状河三角洲砂体，沉积时间较短，砂体规模较小。

SQ2沉积期，湖盆处于扩张初期，可容纳空间增大。

北部继承发育的陡坡扇三角
洲沉积规模增大，扇三角洲延伸至湖盆中心发育扇三角洲远端坝沉积；东南部与西南部继承发育辫状河三角洲沉积。

从湖盆南北两侧向湖盆中心，砂体数量逐渐减少，厚度逐渐变薄。

SQ3沉积期，湖盆迅速扩张，沉积物堆积速度快，沉积时间长，湖盆趋于补偿状态。

北部物源、西南部物源和东南部物源分别在盆地中部、西部和东部形成大规模的连片砂体。

辫状河三角洲与扇三角洲发育至鼎盛阶段（图6b）。

SQ4沉积期，湖盆扩张速率减小，相对湖平面升高，物源减弱，可容纳空间处于
最大的时期，盆地处于极度欠补偿状态。

该阶段研究区只在东南部发育小规模辫状河三角洲连片沉积砂体，砂体整体规模较小，厚度较薄。

SQ5沉积期，湖盆进入断陷萎缩初期，东西轴向物源发育。

北部陡坡带继承发育
小规模的陡坡扇三角洲沉积，轴向辫状河三角洲及湖底扇砂体极为发育。

SQ6沉积期，湖盆开始遭受挤压抬升，可容纳空间迅速减小，研究区西部开始遭
受剥蚀，北部物源持续减弱，东部的轴向物源相比SQ5加强。

南部、东南部表现
为透镜状地震反射特征，东部可见轴向前积反射，显示轴向物源的发育。

该时期发育轴向辫状河三角洲和远端坝，盆地北缘局部继承发育小规模的带状扇三角洲，砂体规模总体减小。

SQ7沉积期，湖盆萎缩至末期，只在盆地东缘有少许点状物源发育，陆源碎屑输
入减少，水体盐度升高。

该时期以碳酸盐岩沉积作用为主，仅于盆地东部发育一些小型三角洲砂体和滩坝砂。

根据牛堡组各时期的沉积体系时空展布特征认为：研究区存在3大物源，分别来
自北部隆起带，伦坡日—长山褶皱隆起带和东南斜坡。

湖盆北部以陡坡扇三角洲
为主，沿湖盆北缘断裂带展布，南部发育辫状河三角洲，湖盆中央凹陷带主要发育湖底扇与远端坝，各沉积体系展布受坡折带控制明显。

整个盆地主要发育3大连
片砂体：北部、西南部和东部砂体。

北部砂体由盆地北部物源汇聚而成，西南部砂体由西南部物源在西部深洼区汇聚而成，东部砂体由东南部物源和东部轴向物源汇聚而成（图7）。

（1）伦坡拉盆地牛堡组作为1个一级层序其内部可以划分成3个二级层序：牛一段、牛二段、牛三段；7个三级层序，由下至上分别为SQ1－SQ7，均发育低位、湖扩和高位体系域。

（2）牛堡组地层在湖盆断陷期形成，整体上具有犁式断坡带型层序地层格架的特征，主要发育弯折带型和断坡带型2种层序构成样式。

弯折带型层序构成样式中，高位体系域在缓坡区发育的扇三角洲、低位体系域在坡折内发育的大型低位扇和浊积扇，以及断坡带型层序构成样式中内坡折中的高位辫状河三角洲与大型低位扇，
是勘探储层的有利目标。

（3）牛堡组沉积期主要发育3大连片砂体：北部、西部和东部砂体。

北部砂体由盆地北部物源汇聚而成，西部砂体由西南部物源在西部深洼区汇聚而成，东部砂体由东南部物源和东部轴向物源汇聚而成，砂体的展布受坡折带控制明显。

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