砂礫巖扇三角洲水下前積體測井-地震層序解釋新方法

王 建，曲永強，潘建國，尹 路，許多年，滕團余

（1.中國石油 新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834000；2.中國石油 勘探開發(fā)研究院 西北分院，蘭州 730020）

準噶爾盆地瑪湖凹陷的油氣勘探思路已由過去尋找構造油氣藏轉變?yōu)閷ふ規(guī)r性油氣藏[1-5]，并在三疊系百口泉組砂礫巖儲集層中發(fā)現(xiàn)億噸級規(guī)模巖性油藏[2-3，5-6]，瑪湖凹陷已成為新疆油田新的百里大油區(qū)[5，7-8]。砂礫巖作為全球油氣勘探的重要領域之一，以非均質性顯著為重要特征[9-10]，其儲集層研究一直是熱點與難點。巖性油氣藏勘探最為關鍵的也是儲集層，因而就目前來講，儲集層在整個瑪湖凹陷三疊系的油氣勘探中是重中之重。

合理的地層對比是開展儲集層研究的前提。由于陸相地層沉積環(huán)境復雜，巖性變化大，地層的旋回性在一定范圍內表現(xiàn)得并不明顯，旋回性對比可能導致地層對比的多解性[11]，同時形成了2種傳統(tǒng)的地層對比方法，即：平對和斜對[12]。傳統(tǒng)的地層對比方法都是以標志層或典型的測井曲線形態(tài)及其組合規(guī)律作為對比的主要標志[12]，在扇三角洲前緣地層對比中，其局限性尤為突出。按照傳統(tǒng)的地層對比方法進行地震層序解釋將不可避免地導致穿軸、穿時現(xiàn)象發(fā)生，導致有利儲集層預測難、儲集層分布不清等諸多問題。因為每個反射層代表某個地質時期的等時界面[13]，如果按照前積模式對研究區(qū)的目的層進行重新解釋，將會避免以上問題。前積體往往代表了三角洲沉積，是三角洲沉積沿斜坡向盆地深處充填的典型特征[13-16]。研究區(qū)廣泛發(fā)育前積體，地震資料條件好，剖面上清晰可見，便于開展全新層序解釋模式的研究工作。

本文以準噶爾盆地瑪湖凹陷西斜坡三疊系百口泉組一段和二段為例，提出測井-地震層序解釋新方法，基于沉積期古坡度的古地貌恢復新方法，精細刻畫百口泉組一段和二段古溝槽的展布；充分挖掘測井資料信息，應用地層傾角測井判別古水流，精細刻畫古水流方向；利用全新地震層位解釋模式，井震結合，在古溝槽內順古水流方向尋找前積地震反射體，同時應用湖岸線確定方法，識別研究區(qū)扇三角洲水下有利儲集體。

1 區(qū)域背景

準噶爾盆地瑪湖凹陷三疊系百口泉組主要發(fā)育扇三角洲沉積[17-20]（圖1）。儲集層主要為扇三角洲前緣水下分流河道微相和少量砂壩微相，巖性以長石巖屑砂礫巖為主[21]。根據(jù)巖性和電性特征，研究區(qū)百口泉組自下而上分為3段：一段厚度30～50 m，以中—高阻灰色、褐色礫巖為主，夾低阻塊狀棕灰色含礫泥巖；二段厚度60～100 m，上部以灰綠色礫巖為主，夾棕灰色泥巖，電性特征為高阻指狀，為主要儲集層段，下部主要為褐色礫巖，較致密，物性差，電性特征為中阻塊狀，為非儲集層；三段厚度40～90 m，為灰綠色礫巖與泥巖互層，表現(xiàn)為鋸齒狀高阻礫巖與低阻泥巖的互層[5，17，22]。

根據(jù)研究區(qū)90余口鉆井的物性資料統(tǒng)計分析，實測孔隙度普遍小于15.00%，滲透率普遍小于10.00 mD，屬低孔特低滲儲集層。儲集層孔隙度為3.17%～23.40%，平均為 9.04%，滲透率為0.01～934.00 mD，平均為0.73 mD.

根據(jù)前人研究成果，準噶爾盆地瑪湖凹陷百口泉組沉積期處于斷拗轉換階段[23]，物源供應非常充足，穩(wěn)定水系持續(xù)搬運，坡折下有大面積砂礫巖分布，隨著湖侵擴大逐級退卻，形成多級扇體縱向疊置、搭接連片。研究區(qū)扇三角洲前緣亞相砂礫巖泥質含量低，抗壓能力強[5]，粒徑適中，分選好，為有效儲集層，表現(xiàn)為大面積含油的特點[23]。因此，湖平面升降、古地形高低共同控制巖性組合及儲集層物性，古溝槽中水下相帶為有利勘探區(qū)帶。

研究區(qū)位于準噶爾盆地瑪湖凹陷西斜坡（圖1），西側和北側分別為克百斷裂帶和烏夏斷裂帶，其沉積物源主要來自黃羊泉扇體，該扇體南翼已發(fā)現(xiàn)瑪18油藏和艾湖2油藏，扇體北翼至今未獲得突破。

圖1 準噶爾盆地瑪湖凹陷三疊系百口泉組二段沉積相分布

2 前積體識別

2.1 找古溝槽

研究發(fā)現(xiàn)，前積體主要發(fā)育在古溝槽內[24]。研究區(qū)扇三角洲沉積古溝槽普遍泥質含量較低，儲集層厚度大、物性好，目前研究區(qū)百口泉組鉆遇古溝槽的井均鉆遇厚層砂礫巖。因此，尋找富含砂礫巖的前積體首先要找的是古溝槽。

沉積期古地貌的恢復是古溝槽最直接的展現(xiàn)形式。目前古地貌恢復方法基本上是通過地震資料獲取地層厚度，無論是殘余厚度法[25]、印模法[26]以及地震層拉平法[27]，它們所基于的前提是，假定要恢復的沉積地層將湖盆填平補齊，而真實情況是湖盆并未被填滿，存在古坡度。在前人方法的基礎上，創(chuàng)新了基于沉積期古坡度的古地貌恢復方法。古地貌恢復新方法如圖2所示，以h代表地層沉積厚度，沉積期古坡度為θ，將地層沉積厚度h加上沉積期古地形高度H，即可代表當時地形總高度，恢復出相對真實的古地貌。應用此方法，在研究區(qū)發(fā)現(xiàn)了新的古溝槽（艾湖7井—瑪18井古溝槽）（圖3），預測古溝槽面積113 km2，其中59 km2為勘探空白區(qū)。

圖2 基于沉積期古坡度的古地貌恢復新方法示意圖

圖3 準噶爾盆地瑪湖凹陷連片三維百口泉組沉積期古地貌

2.2 確定古水流方向

前積體順著水流方向向盆地內部充填，因此，在找到古溝槽的前提下，確定古水流方向是第二項重點工作。

地層傾角測井資料中包含著豐富的地質信息，對于單井點處古水流判斷能力精度較高[28]。本文結合23口已鉆井的地層傾角測井數(shù)據(jù)，精細刻畫了研究區(qū)古水流方向（圖4）。同時，重礦物類型及組合特征是物源分析的重要依據(jù)之一[29-31]，本文結合33口已鉆井的重礦物數(shù)據(jù)，確定了研究區(qū)4支沉積體系的物源方向（圖4）。

2.3 前積體刻畫

找到了古溝槽，并確定了研究區(qū)古水流方向，只需在古溝槽內順古水流方向（圖3）拉地震剖面即可發(fā)現(xiàn)前積體。研究區(qū)地震資料條件好，前積體在地震剖面上清晰可見。因此，借助三維地震資料，配上疊前反演佐證，可獲得前積體展布范圍。

圖4 準噶爾盆地瑪湖凹陷西斜坡古水流方向、重礦物組合分布及物源方向

3 有利儲集體識別

3.1 湖岸線的確定

研究區(qū)砂礫巖沉積分為水上和水下2個部分。水上沉積為氧化環(huán)境，顏色以紅褐色為主，分選差，結構成熟度低，泥質含量高，典型代表是扇三角洲平原亞相；水下沉積為還原環(huán)境，顏色以灰綠色為主，分選好，結構成熟度高，泥質含量低，典型代表是扇三角洲前緣亞相。水下沉積經過水流淘洗，分選相對較好，泥質雜基含量低，儲集性能較優(yōu)[32]，且目的層油氣主要賦存于扇三角洲前緣砂礫巖儲集體中[23]。因此，為了進一步確定研究區(qū)有利前積體展布范圍，需要尋找沉積期位于水下部分的前積體，即確定每一期前積體沉積時的湖岸線分布。

由水上沉積轉變?yōu)樗鲁练e的面，代表湖平面。研究區(qū)鉆井目的層的巖心柱狀圖中，巖石顏色由紅褐色或褐色轉變?yōu)榛疑?，即由水上沉積轉變?yōu)樗鲁练e的界面代表一個湖平面，將該湖平面對應的深度標定到地震剖面上，則該深度點對應了一定的地震響應特征，即該響應特征代表一個湖平面，沿著該點按照地震響應向上追蹤，其會與目的層的頂界相交，該交點即為此時沉積的湖岸點。按照此方法將2個方向的地震剖面分別追蹤以獲得全部湖岸點，湖岸點的連線即為該期湖岸線。通過該湖岸線確定方法，恢復了研究區(qū)百口泉組一段和二段共三期湖岸線的分布，位于湖岸線以下的前積體為有利目標，是較好的儲集體。

3.2 尋找甜點區(qū)

水下前積體是油氣勘探的有利目標，但其存在非均質性，即水下前積體哪一部分更好，也就是甜點區(qū)的預測問題。尋找甜點的方法是在大量數(shù)據(jù)的支持下，進行模式預測，即指出水下前積體最優(yōu)的部分。本次研究通過巖心實測、測井解釋、核磁數(shù)據(jù)以及試油成果等分析表明（表1），水下前積體物性及含油性向中間變好（圖5）。因此，按照本文所介紹的解釋模式進行鉆井部署的過程中，應該鉆探水下前積體，并盡量避免打到其邊部。

表1 準噶爾盆地瑪湖凹陷西斜坡鉆遇前積體基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計

圖5 準噶爾盆地瑪湖凹陷西斜坡百口泉組一段和二段前積體分布預測

圖6 準噶爾盆地瑪湖凹陷西斜坡瑪26井鉆后連井剖面（剖面位置見圖3）

4 勘探啟示

通過本次研究，部署了預探井瑪26井，旨在鉆探3號前積體水下部分，以期獲得瑪18井百口泉組油層的延伸。

鉆后評價表明，瑪26井打到3號前積體（圖6），與設計吻合，但前積體范圍稍有誤差。沉積期的3號前積體在瑪26井處有一半位于水下，一半位于水上，即水下沉積邊界位于瑪26井，說明該井鉆到了湖邊上，其向瑪18井方向均為有利儲集層。本次研究拓展了瑪18油藏以北很大范圍的勘探區(qū)，同時瑪26井可確定瑪18油藏邊界，圈定控制儲量，初步估算向北拓展18.2 km2，地質儲量超千萬噸。

5 結論

（1）以準噶爾盆地瑪湖凹陷西斜坡三疊系百口泉組一段和二段為例，精細刻畫了百口泉組一段和二段古溝槽的展布以及古水流方向，并利用全新地震層位解釋模式，井震結合，識別了研究區(qū)扇三角洲水下有利儲集體。

（2）形成扇三角洲有利儲集體綜合預測技術體系，其核心技術包括“基于沉積期古坡度的古地貌恢復新方法”、“地層傾角判別古水流技術”和“水下前積砂體識別技術”，三項重點工作包括“古溝槽刻畫”、“古水流刻畫”和“前積體識別”。

（3）應用該預測技術指導部署了預探井瑪26井，鉆后評價表明，瑪26井鉆到水下沉積邊界，拓展了瑪18油藏以北很大范圍的勘探有利區(qū)，證實了該模式的合理性。該預測技術的適用范圍是具有向盆地深處充填的典型前積特征的扇三角洲或三角洲沉積，對于該類型的油氣勘探研究是一個重要的補充。