塔河油田9區(qū)三疊系下油組沉積相研究

侯施睿，崔子豪，馬宏宇，劉泊遠(yuǎn)

(河北地質(zhì)大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，河北 石家莊 050031)

0 引言

塔河油田的地理位置處于新疆地區(qū)輪臺縣與庫車縣之間，屬于規(guī)模巨大的復(fù)式類型的油氣聚集帶。在此油田三疊系中，幅度比較低，而且屬于背斜型的油氣。在最近的幾年中，國內(nèi)的油氣勘探已經(jīng)獲得了一定的成效。塔河油田9區(qū)中位于塔里木盆地，并且位置偏北，具體位置在沙雅隆起中段南翼的阿克庫勒凸起東南斜坡上。因?yàn)樗佑吞?區(qū)三疊系下油組底水油藏面臨著不斷加強(qiáng)的開采力度，剩余油挖潛面臨的問題也變得愈加復(fù)雜。目前油藏開發(fā)矛盾表現(xiàn)為底水錐進(jìn)快、綜合含水快速上升等[1]。前人對于其他井區(qū)的三疊系層序地層特征、沉積相類型等進(jìn)行了詳細(xì)探討[2-4],但是關(guān)于塔河油田9區(qū)沉積相的分析和分布規(guī)律較少被提及。實(shí)際鉆探結(jié)果表明，塔河油田9區(qū)三疊系儲層較為發(fā)育，平面上連片展布，垂向上間斷疊置。本文立足于研究微觀沉積特征，并對巖心、油藏動態(tài)數(shù)據(jù)材料以及測錄井進(jìn)行研究分析?？偨Y(jié)了沉積相的類型和分布規(guī)律，為該區(qū)下步勘探開發(fā)提供了依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

塔河油田9區(qū)屬于塔里木盆地沙雅隆起阿克庫勒凸起東南部斜坡桑東3號構(gòu)造[2]。三疊系阿克庫勒組和哈拉哈唐組是目前主力勘探層位，整體可劃分為上、中、下三個(gè)油組，其中下油組主要位于阿一段。從構(gòu)造上看，阿一段為低幅牽引背斜，長軸方向?yàn)镹E向，閉合面積約11.03 km2，其幅度達(dá)到了27.81 m，其南翼的區(qū)域，是按照北東方向，被正斷層切斷，因此南北之間并不對稱。在斷層的斷距以及延伸的距離上都是比較大的，斷穿層位較深，其它斷層延伸距離較小，基本上與主控?cái)鄬悠叫小Ｏ掠徒M埋深約4 600 m，儲層類型為底水、低幅度斷層背斜，中-高孔、中-高滲砂巖儲層。孔隙度為22.3%，滲透率745.2×103μm2，地質(zhì)儲量達(dá)844×104t，油藏開采初期具有統(tǒng)一的油水界面。目前，油藏邊部由于受到底水和邊水雙重作用，形成舌進(jìn)。構(gòu)造中、高部位油井主要是底水錐進(jìn)，在井周圍水淹嚴(yán)重，井間剩余油比較富集，油藏內(nèi)開井油水界面均有不同程度的抬升。

2 沉積相標(biāo)志

2.1 巖石學(xué)特征

根據(jù)73個(gè)巖石薄片樣品分析，指出塔河油田9區(qū)三疊系下油組阿一段中，主要包含砂礫巖、含礫砂巖等類型的巖層。若是按照成分的情況進(jìn)行劃分，一般包含淺灰色、灰色細(xì)粒長石巖屑砂巖，整體來看石英平均占40.39%，長石平均占20.07%，巖屑平均占39.63%。膠結(jié)物平均一般小于11.82%；在膠結(jié)類型方面，其屬于孔隙式膠結(jié)，很少的情況下，也會出現(xiàn)基底式膠結(jié)，從整體上看為中等到致密的膠結(jié)程度；膠結(jié)物成分以蠕蟲狀高嶺石(如圖1-f)、葉片狀綠泥石為主(如圖1-g)，其次為方解石、方沸石，在局部層段方解石含量較高(15%以上)。從總的角度上看，主要表現(xiàn)為較低的成分成熟度以及中等的結(jié)構(gòu)成熟度。巖石最大粒徑能夠達(dá)到3.7 mm，顆粒的磨圓度屬于次棱-次圓狀。并且屬于點(diǎn)接觸，可以參考圖1-e的情況。同時(shí)也會出現(xiàn)線-點(diǎn)接觸，但是線接觸比較少。在孔隙類型方面，主要為粒間孔(如圖1-e)、粒內(nèi)溶孔(如圖1-h)。

圖1 塔河9區(qū)三疊系下油組沉積構(gòu)造與巖石學(xué)特征

2.2 沉積構(gòu)造特征

通過研究沉積構(gòu)造特征，能夠快速知曉沉積介質(zhì)以及能量條件的具體情況[5-6]。在此區(qū)域之中，其構(gòu)造類型主要是層理，通過研究分析各個(gè)層理的特征，能夠得出此區(qū)域的水動力強(qiáng)以及變化大的環(huán)境特征。

2.2.1 平行層理

平行層理一般包含平行紋層狀砂、粉砂，其是在強(qiáng)水動力的影響下，進(jìn)而受流水的影響形成的。因其在細(xì)砂、中砂的發(fā)育狀態(tài)比較穩(wěn)定，故表現(xiàn)出不同粒徑的紋層疊覆的特征。平行層理的形成，一般外界環(huán)境大多表現(xiàn)為高能、急流的情況，例如在河流、海岸等環(huán)境中，都能夠出現(xiàn)平行層理。而且與此同時(shí)，還會發(fā)現(xiàn)同時(shí)存在的沖洗層理、交錯(cuò)層理。塔河油田9區(qū)的三疊系下油組儲層平行層理主要表現(xiàn)在含有礫砂巖和細(xì)砂巖上。在沖刷充填構(gòu)造砂礫巖上，在強(qiáng)水動力條件下，若是長期處于高流狀態(tài)，床砂就會出現(xiàn)遷移的情況，進(jìn)而在床面上，就會出現(xiàn)連續(xù)滾動狀態(tài)的砂粒，通過粗細(xì)分離之后，就會出現(xiàn)水平細(xì)層。正是由于在高流狀態(tài)下所滿足的較強(qiáng)水動力，則形成了辮狀河平原，具體情況參考圖1a。

2.2.2 交錯(cuò)層理

交錯(cuò)層理也叫斜層理，一般是因?yàn)槌练e介質(zhì)的流動，進(jìn)而造成層系界面中出現(xiàn)一系列斜交紋層，從而形成的層理。若是介質(zhì)的速度處于恒定的狀態(tài)，那么就會出現(xiàn)沙波，并且由于該沙波的順流移動，在陡坡的加積作用側(cè)形成一系列由紋層構(gòu)成的斜層系。斜層系相互平行或切割，進(jìn)而會出現(xiàn)交錯(cuò)層理。按照紋層的傾斜銳角的情況分析，能夠知曉介質(zhì)流動的方向，是河流沉積主要的層理類型。塔河油田9區(qū)三疊系下油組儲層交錯(cuò)層理豐富，且類型多樣。其中楔形交錯(cuò)層理發(fā)育的較為充分，并且會出現(xiàn)在細(xì)砂巖、粉砂巖內(nèi)，具體的情況參考圖1b所示。

2.2.3 波狀層理

波狀層理是由波浪狀起伏的細(xì)層重疊構(gòu)成的一種層理，其中在河流、湖岸等高能環(huán)境中都會出現(xiàn)。其中的各層紋連續(xù)，并且相互之間處于平行或者呈現(xiàn)波狀互層的狀態(tài)。另外在細(xì)層上，會出現(xiàn)連續(xù)或斷續(xù)的情況，并且在方向上，和平行層理沒差別。形成的原因一般是因?yàn)槌练e介質(zhì)的波動，并且會受單向水流的前進(jìn)運(yùn)動的影響。在形成此種層理的過程中，會出現(xiàn)大量懸浮物質(zhì)，并且因?yàn)槌练e速率始終高于流水侵蝕的速率，因此會保存連續(xù)狀態(tài)的細(xì)層。同時(shí)在中低水位的區(qū)域之中，也就是在淺水地帶等區(qū)域中，這種現(xiàn)象經(jīng)常能看到。塔河油田9區(qū)三疊系下油組儲層波狀層理多出現(xiàn)于分流河道中，巖性以粉砂巖為主(圖1c)。

2.2.4 粒序?qū)永?/p>

粒序?qū)永硎窃诔练e物的沉積作用中對顆粒進(jìn)行分選，并在垂直于巖層的方向上有規(guī)律地改變顆粒大小的分布。通常是自下而上，粒度由粗到細(xì)逐漸遞變。塔河油田9區(qū)三疊系下油組儲層中的粒序?qū)永砗艽蟪潭瘸尸F(xiàn)于辮狀河道底部，其特征是組分顆粒粒度的遞變，是沉積物在重力和水動力共同影響下沉積而成，從整體上看為沖刷面沉積，具有指相意義(圖1d)。

2.3 粒度分布特征

塔河油田9區(qū)三疊系下油組儲層粒度CM圖主要呈二段式，如圖2所示，主要發(fā)育QP段和RS段，皆為牽引流的懸浮加滾動搬運(yùn)。由此可以看出沉積環(huán)境水動力中等，具有明顯的河流搬運(yùn)和沉積特點(diǎn)。

圖2 塔河9區(qū)三疊系下油組儲層CM圖

塔河油田9區(qū)三疊系下油組儲層粒度累積概率曲線(圖3)表明，儲層沉積相以辮狀河三角洲為主。三角洲平原辮狀河道水動力較強(qiáng)，粒度累積概率曲線見明顯三段式，φ值分布于-4-6之間，能發(fā)現(xiàn)清晰的滾動組分，其顆粒大小大體上為粗砂、細(xì)礫。在粒度累積概率方面，通過分析粒度概率曲線可以得出，在三角洲前緣中，水下分流河道、河口壩的情況較為相似，φ值在0～12之間散布，從整體上看呈現(xiàn)出懸浮和兩段跳躍組分，兩者之中稍高的為跳躍組分的斜率，可見在水下分流河道中，其沉積速率較高，同時(shí)得出主要是由于河流攜帶與湖浪沖刷等多組水流影響所造成的。

圖3 塔河9區(qū)三疊系下油組儲層粒度概率曲線

3 沉積相劃分

結(jié)合塔河油田9區(qū)三疊系下油組儲層巖石學(xué)特征、沉積構(gòu)造特征及粒度分布特征，認(rèn)為其具有典型辮狀河三角洲平原、前緣沉積特征。自下而上，阿一段整體呈斷續(xù)正旋回，整體垂向上體現(xiàn)了水進(jìn)的過程。阿一段底部砂體厚，具有正韻律特征，粒度較粗。站在整體的角度上分析，沉積構(gòu)造主要包含平行層理、大型板狀層理以及槽狀交錯(cuò)層理。沉積特征為辮狀河三角洲平原，有可細(xì)化出辮狀河道和天然堤兩種微相。中部砂體厚度相對較薄，部分砂體具有反韻律特征。在沉積構(gòu)造方面，基本上都是中小型的槽狀交錯(cuò)層理。上部較為發(fā)育泥巖，同時(shí)也會出現(xiàn)明顯的波狀層理及水平層理。在沉積特征方面，其屬于辮狀河三角洲前緣，并且通過進(jìn)一步的細(xì)化劃分，可以分成水下分流河道和天然堤。

3.1 辮狀河道微相

辮狀河道即水上分流河道，表現(xiàn)為正韻率沉積[7]。通常把心灘之間的區(qū)域稱作分流河道，在沉積構(gòu)造上，其主要包括塊狀層理以及槽狀交錯(cuò)層理。在礫巖和砂巖等碎屑沉積巖中，較常能夠看到平行層理。在測井曲線上，它展現(xiàn)出一個(gè)復(fù)合體的特點(diǎn)，體現(xiàn)為中高幅度、駝形、鐘形或鐘形-箱形，頂面為漸變接觸，底面從整體上看是突變接觸，但也有部分為突變接觸，如圖4所示。在河道底部的位置上，沖刷面是很常見的，而且還能夠看到泥礫的明顯的滯留沉積現(xiàn)象。從縱向上，可以看到相較而言比較粗的垂向加積砂體，頂部可見懸移質(zhì)沉積的泥質(zhì)夾層，橫向分布范圍較小，不超過河道寬度，在局部可以看到廢棄河道。辮狀河道沉積中，主要為粗砂巖、含礫砂巖，并且整體上看顏色比較冗雜，分選性也比較差，而且其中包含較多的殘余礦物。

3.2 心灘微相

心灘微相是辮狀河中較為重要的砂體類型，變化迅速并且容易發(fā)生遷移，上端容易受到侵蝕，下端容易接受沉積。從整體上看壩體內(nèi)部構(gòu)造多發(fā)育板狀交錯(cuò)層理，壩體頂部構(gòu)造多見平行層理，從縱向上看，韻律性較為少見。儲層是以頻繁的洪泛現(xiàn)象所運(yùn)載的碎屑物沉積而形成的垂積體為核心；中間夾層為憇水期細(xì)粒沉積，多為泥質(zhì)或粉砂質(zhì)。由于成因機(jī)制的不同，主要分為縱向砂壩、橫向砂壩、斜列砂壩三種類型，其中縱向砂壩是心灘的主要組成部分。由于心灘縱向上沉積粗細(xì)不同，沉積韻律表現(xiàn)不一致，測井曲線上表現(xiàn)為箱型或齒狀箱型(圖4)。

3.3 水下分流河道微相

水下分流河道即分流河道在匯入湖泊后在水下的延伸段。水下分流河道的粒度相較辮狀河道來說更細(xì)，在分選性方面，表現(xiàn)比較差，而且粒度韻律類型以正韻律的方式呈現(xiàn)。另外在底部的位置，經(jīng)常會出現(xiàn)沖刷面的痕跡。在整體的沉積構(gòu)造上，一般表現(xiàn)為交錯(cuò)層理，或者是平行層理。在C-M圖中，這部分主要落在PQR段上，自然電位負(fù)異常幅度從整體上看與其他相比來說高，測井曲線呈現(xiàn)為鐘形(圖4)。另外，水下分流河道作為較其他微相而言更為有利的油氣儲集相帶，其特征主要表現(xiàn)為沉積厚度大以及物性較好。

3.4 河口壩微相

河口壩微相一般是在河口的位置常出現(xiàn)，很多情況下，會發(fā)現(xiàn)灰色細(xì)砂巖，并且具有明顯的波狀層理。另外，在此巖層中，往往會出現(xiàn)夾灰黑色或灰色的泥巖，測井曲線上一般見反旋回，如圖4所示。

4 沉積相的平面展布

依照塔河油田9區(qū)三疊系下油組沉積微相劃分原則與沉積微相接觸關(guān)系，遵循高分辨率層序地層學(xué)原理，根據(jù)相序變化以及巖電對應(yīng)關(guān)系的研究，全面運(yùn)用巖心描述、沉積特征及演化過程分析結(jié)果，對工區(qū)內(nèi)直井和導(dǎo)眼井進(jìn)行小層劃分和對比，在基準(zhǔn)面旋回原理與沉積等時(shí)對比原則的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了小層級的沉積微相研究，建立了沉積微相平面展布圖。下油組下部為北東-南西方向展布的近似帶狀的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，而且自北東向南西有變寬的趨勢；下油組上部的南部區(qū)域出現(xiàn)了弧形分界線，可能表示三角洲前緣與三角洲平原的界面。前緣部分地層由北東-南西逐漸增厚，平原部分地層厚度則呈現(xiàn)相反趨勢，符合該區(qū)沉積認(rèn)識。

圖4 塔河9區(qū)三疊系沉積微相特征

依據(jù)其巖性變化和可能的沉積微相類型，巖心描述分析中期旋回內(nèi)部(T2a1-1砂組)可以細(xì)分為四個(gè)短期旋回。由沉積微相圖可知：三疊系下油組為辮狀河三角洲前緣，主要砂體為分流河道砂體和河口壩；分流河道的方向呈北東—南西向展布，天然堤也為北東—南西向，僅南塊TK918區(qū)塊局部展布；由北西向南東砂體逐漸發(fā)生變化，按照河道流向，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿侵耷熬壷械乃路至骱拥兰昂涌趬?。從TK9-J1井的巖心照片中能夠快速的辨別出，辮狀河三角洲一個(gè)具有完整架構(gòu)的沉積序列，而且此處沉積物的顆粒變化情況，主要是從粗變細(xì)，具體的情況變化可參考圖5-b。

5 結(jié)語

(1)塔河油田9區(qū)三疊系下油組儲層的沉積亞相是辮狀河三角洲平原-前緣，巖性整體上看是巖屑長石砂巖，儲層為典型的中孔、中高滲型。

(2)砂體展布、油層分布中，其主要受辮狀河三角洲中的微相影響，其中水下分流河道、河口壩沉積的影響最大。另外引起廣泛關(guān)注的是，累積產(chǎn)油量比較豐富的井大體上匯集在水下分流河道沉積及河口壩沉積中。