準(zhǔn)噶爾盆地西緣春光探區(qū)沉積演化及含油砂體分布特征

王 勇，李風(fēng)勛，丁潔熒，金蕓蕓，陳麗麗，陳敘安

(1.中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州450046；2.中山大學(xué)地球與地質(zhì)工程學(xué)院；3.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院)

準(zhǔn)噶爾盆地西緣春光探區(qū)沉積演化及含油砂體分布特征

王 勇1，李風(fēng)勛1，丁潔熒2，金蕓蕓1，陳麗麗1，陳敘安3

(1.中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州450046；2.中山大學(xué)地球與地質(zhì)工程學(xué)院；3.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院)

綜合利用巖心、鉆井、測井、地震資料，開展春光探區(qū)沉積相研究，確定研究區(qū)發(fā)育扇三角洲-湖泊、辮狀河三角洲-湖泊、沖積扇-辮狀河和曲流河-曲流河三角洲等4種沉積體系。在層序地層格架下，結(jié)合春光探區(qū)各層系古地貌特征研究，認(rèn)為古地貌控制了各層系沉積體系展布特征，在此基礎(chǔ)上明確了春光探區(qū)沉積演化特征，確定了各層系有利沉積相帶。結(jié)合春光探區(qū)油氣成藏特征，最終確定了新近系沙灣組一段的沖積扇溝谷砂體、沙灣組河道砂體側(cè)緣尖滅帶、古近系灘壩砂體和白堊系扇三角洲地層超覆/剝蝕帶是有利勘探區(qū)帶。

準(zhǔn)噶爾盆地；春光油田；沉積體系；古地貌；沉積演化；沉積相帶；巖性地層油藏

1 概況

春光探區(qū)構(gòu)造上隸屬于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起車排子凸起，其西面和北面鄰近扎伊爾山，南面為四棵樹凹陷，向東以紅-車斷裂帶與昌吉凹陷以及中拐凸起相接，總體表現(xiàn)為東南傾的單斜，面積1 023 km2[1-2]。春光區(qū)塊地層由老至新分別為石炭系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系和第四系，其中新近系沙灣組、白堊系和古近系是最重要的勘探層位。春光探區(qū)構(gòu)造簡單，三級以上斷裂不發(fā)育，構(gòu)造類圈閉不發(fā)育，主要以巖性地層圈閉為主，所以明確砂體沉積特征是非常有必要的。

在綜合分析各種資料的基礎(chǔ)上，并結(jié)合該地區(qū)地層發(fā)育年代和構(gòu)造運動特征，將春光探區(qū)白堊系-新近系沙灣組沉積劃分為3個二級層系和4個三級層系(圖1)。白堊系勝金口-呼圖壁組和連木沁組分別為2個三級層序(層序Ⅰ和Ⅱ)，古近系為一個三級層序(層序Ⅲ)，白堊系和古近系3個三級層序都沒有低位體系域。沙灣組為一個三級層序(層序Ⅳ)，其中沙一段為低位體系域(LST)，沙二段為湖侵體系域(EST)，沙三段為高位體系域(HST)。

2 沉積相類型

通過32口井的巖心觀察、粒度分析以及大量地震、測井和古生物資料詳細(xì)分析，認(rèn)為春光探區(qū)發(fā)育7種沉積相：沖積扇、辮狀河、辮狀河三角洲、曲流河、曲流河三角洲、扇三角洲和湖泊。

圖1 春光探區(qū)層序地層格架

2.1 沖積扇

沖積扇體系主要發(fā)育在沙一段沉積時期研究區(qū)西北部，中扇辮狀水道和泥石流沉積為主要含油微相。辮狀水道巖性主要為雜色砂礫巖，表現(xiàn)為底沖刷、層理不發(fā)育，大小混雜，雜基支撐的沉積構(gòu)造。垂向上表現(xiàn)為粒度向上變細(xì)的正旋回，累積粒度概率曲線以三段式為主，滾動組分含量最高，其次為跳躍組分；C-M圖發(fā)育OPQR段，其中以反應(yīng)滾動搬運的OP段為主(圖2a)。泥石流巖性以砂礫巖為主，多呈塊狀分布，粗細(xì)混雜，分選差，局部見遞變層理，粒度概率曲線為一段式，C-M圖發(fā)育PQ和QR段，以懸浮、遞變懸浮搬運為主，體現(xiàn)了重力流沉積特征(圖2b)。

圖2 春光探區(qū)沙一段沖積扇辮狀水道與泥石流沉積C-M圖

2.2 辨狀河和辮狀河三角洲

辮狀河主要發(fā)育在沙灣組一段研究區(qū)的大部分地區(qū)，具有“遷移性強(qiáng)、砂體相互疊置”的特點[3-4]，是春光探區(qū)最重要的沉積相。辮狀河河道是主要微相，巖性主要為灰色含礫細(xì)砂巖和砂礫巖，見多期沖刷面，板狀層理發(fā)育，向上正旋回特征明顯。累積粒度概率曲線有三段式和兩段式兩種，跳躍組分含量最高，其次為滾動組分，懸浮含量小于10%。

春光探區(qū)辮狀河三角洲主要發(fā)育在古近系沉積時期，白堊系東部地區(qū)也有發(fā)育。巖性以含礫細(xì)砂巖為主，多見底部沖刷和各種交錯層理。辮狀河三角洲前緣水下分流河道是主要含油砂體。

2.3 曲流河和曲流河三角洲

曲流河主要發(fā)育在沙灣組二段湖侵體系域內(nèi)，巖性以薄層細(xì)砂巖或含礫細(xì)砂巖為主，厚度一般為2～10 m，測井曲線表現(xiàn)為指形或舌狀特征，二元結(jié)構(gòu)明顯[5]。地震上河道砂表現(xiàn)為強(qiáng)振幅、強(qiáng)連續(xù)地震反射特征，且表現(xiàn)出成排成帶的河道發(fā)育特征。

曲流河三角洲主要發(fā)育在沙三段，研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育曲流河三角洲平原沉積，包括分流河道和泛濫平原微相。相對于曲流河河道，三角洲平原河道的單層砂體厚度明顯減薄，砂巖百分含量明顯減少，砂泥互層現(xiàn)象明顯增多[6]。

2.4 扇三角洲

扇三角洲主要發(fā)育在白堊系沉積時期西部沿岸地帶。白堊系沉積時期，車排子凸起處于緩慢沉降階段，沉降差異導(dǎo)致地層傾角較大，西高東低格局形成，沿岸發(fā)育一系列小型扇三角洲，延伸范圍不大，巖性以含礫砂巖為主，巖心少見交錯層理，以塊狀層理為主。研究區(qū)主要發(fā)育扇三角洲前緣水下分流河道沉積，巖心剖面中多見沖刷面，礫巖多呈棱角狀，排列方向性較差；累積粒度概率曲線以三段式為主，跳躍組分含量高，反應(yīng)水動力較強(qiáng)。

2.5 湖泊

春光探區(qū)湖泊沉積主要發(fā)育在古近系和白堊系沉積時期，古近系和白堊系古生物分析多見反應(yīng)湖泊沉積環(huán)境的輪藻化石，巖性以綠灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖等細(xì)粒沉積為主，巖心剖面能見明顯的波狀層理。湖泊中多發(fā)育灘壩沉積，巖性以細(xì)粉砂巖為主，測井曲線呈漏斗狀，地震剖面中透鏡狀特征明顯。區(qū)內(nèi)灘壩成因有2種，第一種是三角洲前緣水下分流河道末端受湖浪改造形成，第二種是在古隆起頂部形成。古近系灘壩沉積都是第一種成因，白堊系灘壩沉積兩種成因都有。

3 沉積演化特征

3.1 區(qū)域沉積背景分析

各層系古地貌形態(tài)研究表明，從早白堊紀(jì)-古近紀(jì)-新近紀(jì)沙灣組，春光探區(qū)地勢由西高東低→ 西北高東南低→ 北高南低，構(gòu)造上代表北端隆升逐漸加強(qiáng)這樣一個過程[7]；并且地層坡度由陡變緩，地層展布范圍逐漸變大。同沉積古地貌對盆地物源方向具有重要的控制作用，在白堊紀(jì)，研究區(qū)主要物源體系由西至東，到新近紀(jì)沙灣組沉積時期，地貌上整體處于北高南低的前隆斜坡帶背景，決定了研究區(qū)該時期整體由北向南的物源體系。

3.2 沉積體系平面及縱向演化特征

3.2.1 層序Ⅰ-層序Ⅲ(白堊系-古近系)沉積體系展布

層序Ⅰ沉積時期每個砂組地層超覆于底部地層之上；EST(湖侵體系域)時期湖盆剛開始沉降，范圍較小，物源供給也較少，扇三角洲朵體范圍不大，其中西北部和西南部的3個朵體較大。受石炭系基底的影響，在湖盆中南部出現(xiàn)較大范圍的古隆起，在古隆起周圍形成小型灘壩沉積。到了層序ⅠHST(高位體系域)，湖盆范圍最大，物源供給也最強(qiáng)，3個扇三角洲朵體范圍較大。另外，位于車排子凸起北部的紅山嘴地區(qū)發(fā)育的辮狀河三角洲沉積擴(kuò)展到了研究區(qū)東北部，主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣席狀砂沉積(圖3a)。層序Ⅱ每個砂組地層之間呈剝蝕關(guān)系，湖盆范圍不斷變小，3個扇三角洲朵體范圍不斷變小，東北部的辮狀河三角洲前緣席狀砂逐漸向東北退出研究區(qū)。

層序Ⅲ(古近系)沉積時期，春光探區(qū)地勢變?yōu)槲鞅备邧|南低，湖盆繼續(xù)沉降，湖盆范圍比白堊系大，整體處于濱淺湖沉積。東北和西南發(fā)育2個大的辮狀河三角洲前緣朵體，其中東北部的朵體更大；EST時期2個朵體范圍達(dá)到最大(圖3b)。受湖浪改造作用影響，在2個朵體末端交匯處，發(fā)育多個灘壩沉積，并且灘壩砂體范圍都較白堊系大。

3.2.2 層序Ⅳ(新近系沙灣組)沉積體系展布

進(jìn)入新近系沙灣組，地層坡度較緩，湖盆快速沉降，但同時碎屑物供給強(qiáng)度大大增加。在LST(低位體系域)時期，碎屑物供給量大于可容空間，碎屑物大量沉積，造成河道砂體相互切割和疊置，形成了厚而寬的辮狀河河道砂巖體(圖4a)。在研究區(qū)西北部地區(qū)發(fā)育小范圍的沖積扇沉積。進(jìn)入湖侵時期，碎屑物供給量小于可容納空間，碎屑巖中懸移質(zhì)含量高，河道的沖刷、切割和疊置能力弱，常形成孤立的、窄的、條帶狀的曲流河河道砂體(圖4b)。湖侵時期湖盆范圍不斷擴(kuò)大，曲流河河道砂體不斷向南遷移，在工區(qū)內(nèi)的范圍不斷變小，這與車排子凸起構(gòu)造運動相符合。進(jìn)入HST時期，砂體又一次進(jìn)積，碎屑物供給量大于可容納空間，碎屑物大量沉積。由于車排子凸起北部不斷抬升，南部的河道砂體不斷南移，已經(jīng)移出研究區(qū)，南部全為泛濫平原沉積；研究區(qū)北部曲流河三角洲平原沉積體系砂體范圍變大，走向已經(jīng)變?yōu)槟媳毕颉?/p>

圖3 層序Ⅰ(白堊系下部)和層序Ⅲ(古近系)沉積相平面分布

4 有利沉積砂體

4.1 油藏發(fā)育情況

春光探區(qū)為典型的源外成藏，烴源巖為車排子凸起東部的昌吉凹陷和西南部的四棵樹凹陷。油氣通過厚砂體、不整合和斷層輸導(dǎo)至車排子凸起斜坡帶聚集成藏[8]。油藏類型以巖性、地層-巖性和斷層-巖性等隱蔽油藏為主。

4.2 有利沉積相帶

通過分析認(rèn)為，層序ⅣLST辮狀河和沖積扇河道砂體和EST曲流河河道砂體儲層性能好，孔隙度30%～32%，滲透率平均達(dá)到1 000×10-3μm2，為特高孔-高孔高滲儲層，并且有上部塔西河組厚層泥巖做蓋層，是最有利的沉積相帶。層序Ⅲ砂體較為發(fā)育，且儲層性能好。北部三角洲砂體頂部為層序ⅣLST厚層砂體，缺少蓋層；南部三角洲河道砂體和灘壩砂體儲蓋組合良好，為有利沉積相帶。層序Ⅰ和Ⅱ砂體不發(fā)育，近岸扇三角洲前緣水下分流河道砂體發(fā)育，物性較好，是層序Ⅰ和Ⅱ的有利沉積相帶。

(1)層序ⅣLST沖積扇溝谷砂體。沖積扇辮狀河道砂體展布受沖溝限制，易形成溝谷地層圈閉。通過構(gòu)造精細(xì)解釋結(jié)合三維可視化技術(shù)，確定了沙一段溝谷的范圍。溝谷呈南北走向，南低北高，南寬北窄，西深東淺；溝谷深度在10～20 m，寬度在3.5～4.5 km，延伸長度在6 km以上?？碧饺〉昧肆己眯Ч瑥亩l(fā)現(xiàn)了沖積扇溝谷地層油藏。

圖4 層序ⅣLST和EST沉積相平面分布

(2)層序Ⅳ河道砂體側(cè)緣尖滅帶。 層序ⅣLST辮狀河河道砂體通過厚砂體與烴源巖相通，EST曲流河河道砂體通過斷層運移油氣，所以它們油源條件良好。每個砂組河道砂體都易形成河道側(cè)緣尖滅帶，目前已在多個砂組尖滅帶發(fā)現(xiàn)巖性油藏[2]。

(3)層序Ⅲ灘壩砂體。對于層序Ⅲ，蓋層條件最為重要；灘壩砂體儲蓋組合條件最好，是該層序最有利的沉積相帶。地震地質(zhì)結(jié)合，進(jìn)行砂體精細(xì)刻畫，確定各期灘壩砂體分布范圍。目前，多口井在該地層灘壩砂體獲高產(chǎn)工業(yè)油流，發(fā)現(xiàn)了古近系灘壩油藏。

(4)層序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ扇三角洲地層超覆/剝蝕帶。層序Ⅰ和Ⅱ砂體不發(fā)育，只在沿岸發(fā)育幾個小型扇三角洲朵體。這些扇三角洲前緣河道砂體很難形成巖性圈閉，但與各個砂組地層超覆型/剝蝕線相匹配，能形成地層-巖性圈閉。

5 結(jié)論

(1)春光探區(qū)發(fā)育扇三角洲-湖泊、辮狀河三角洲-湖泊、沖積扇-辮狀河和曲流河-曲流河三角洲等4種沉積體系。隨著春光探區(qū)地勢由西高東低→ 西北高東南低→ 北高南低，地層坡度由陡變緩，春光探區(qū)沉積體系由扇三角洲→辮狀河三角洲→河流相。

(2)層序Ⅳ辮狀河和曲流河河道、層序Ⅲ灘壩砂體、層序Ⅰ和Ⅱ扇三角洲前緣水下分流河道是春光探區(qū)有利沉積相帶。

(3)該區(qū)沉積體系發(fā)育及演化過程，控制著沙灣組巖性地層圈閉的分布。沙灣組巖性圈閉主要分布在各砂組河道側(cè)緣尖滅帶，地層圈閉僅分布在沖積扇河道沖刷形成的溝谷地層中。白堊系地層圈閉主要分布在扇三角洲前緣河道的地層超覆/剝蝕帶。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)04-0001-04

2015-02-15

王勇，博士，高級工程師，1980年生，2002年大學(xué)畢業(yè)，從事油氣地質(zhì)勘探研究工作。

中國石化重大科技攻關(guān)項目(P12020)。

TE111.3

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