伊碩，黃文輝，金振奎，高白水

1.中國地質(zhì)大學(北京)能源學院，北京 100083 2.中國地質(zhì)大學(北京)海相儲層演化與油氣富集機理教育部重點實驗室，北京 100083 3.中國石油大學(北京)地球科學學院，北京 102249

濱里海盆地東緣石炭系KT-II層碳酸鹽巖微相特征與沉積環(huán)境研究
——以扎納若爾地區(qū)為例

伊碩1,2，黃文輝1,2，金振奎3，高白水3

1.中國地質(zhì)大學(北京)能源學院，北京 100083 2.中國地質(zhì)大學(北京)海相儲層演化與油氣富集機理教育部重點實驗室，北京 100083 3.中國石油大學(北京)地球科學學院，北京 102249

為解決濱里海盆地東緣扎納若爾地區(qū)石炭系KT-II層碳酸鹽巖儲層非均質(zhì)性問題，對其沉積微相內(nèi)部沉積模式進行更詳細的剖析和精細刻畫。研究結(jié)果表明：①研究區(qū)石炭系KT-II層碳酸鹽巖的巖性以亮晶顆粒石灰?guī)r為主，灰泥顆粒石灰?guī)r及灰泥石灰?guī)r次之。②根據(jù)沉積特征及沉積環(huán)境差異，碳酸鹽巖沉積可劃分為潮坪、淺灘和灘間洼地。以水深、水動力條件及鹽度特征為基礎(chǔ)，將碳酸鹽巖淺灘劃分為破浪灘和升浪灘兩種微相，并根據(jù)其組成不同進一步細分為類灘、有孔蟲灘、藻粒灘和鮞粒灘亞微相。③按照Wilson理想化碳酸鹽巖綜合相模式，研究區(qū)歸屬于開闊臺地相內(nèi)部沉積，并與Irwin陸表海能量模型進行對應分析：潮坪相對應于靠近海岸的Z帶；灘相沉積對應于稍近海岸的Y帶，洼地對應于遠離海岸的X帶。

濱里海盆地；扎納若爾；石炭系；KT-II層；沉積微相

0 引言

Brown[1]首次使用了“沉積微相”這個名詞來描述薄片下的巖石組合，隨后Cuvillier[2]重新引用這個名詞來表征薄片研究中的巖石學和古生物學標準，并被Fairbridge[3]提出的微巖相和微生物相的區(qū)別所證實。Flügel[4]將沉積微相定義為可在薄片、揭片和磨光片中區(qū)分出所有古生物學和沉積學特征的綜合。而如今，沉積微相已經(jīng)成為一個用來描述巖石沉積學特征和古生物學特征的綜合性術(shù)語[5]。

在碳酸鹽巖沉積微相研究中，薄片和野外露頭相結(jié)合的方法論來自于Dunham[6]基于結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的石灰?guī)r分類方法的使用。Armstrong[7]總結(jié)了阿拉斯加石炭系碳酸鹽巖沉積模式，將碳酸鹽巖沉積盆地劃分成可與歐文能量相帶類比的9個相帶組合。Wilson[8]提出了理想化的碳酸鹽巖綜合相模式，歸納為 24個標準微相。Read[9]對于不同外形、沉積相和演化特征的碳酸鹽巖臺地相類型進行了詳細的劃分，分別以斜坡相、鑲邊碳酸鹽巖大陸架、孤立臺地、沉沒臺地、斷裂邊緣臺地進行了分類闡述。Schlager[10]根據(jù)沉積環(huán)境、生物群落和沉積物以及常見巖相的不同總結(jié)出鑲邊碳酸鹽巖臺地的相模式。此外，我國學者們在結(jié)合沉積體層次性的前提下，將沉積相分為亞相、微相，甚至劃分出微微相(或者亞微相)[11-14]，隨著近年來研究方法的不斷推陳出新，沉積微相的研究取得了一定程度的進步。

關(guān)于濱里海盆地東緣沉積相的研究，前人提出了許多觀點：各位學者[15-16]就扎納若爾沉積以石炭系碳酸鹽巖為主已達成一致看法。雍天壽[17]在對扎納若爾地區(qū)石炭系地層合理劃分的基礎(chǔ)上，首次對含油氣層進行了詳細的沉積相研究，認為沉積相帶以淺海開闊臺地相和局限臺地相為主。方甲中[18]利用測井相與取芯井的對比分析，識別具有潮上帶、潮間帶和潮下帶的沉積序列特征的灘、潮汐通道、灘間洼地和潟湖4種沉積微相。苗錢友等[12]應用層序地層學理論對其進行了沉積古地理研究，認為淺海高能環(huán)境沉積整體上為開闊臺地相粒屑灘沉積。

然而前人多以整個濱里海盆地東緣為研究對象[16-17]，同時研究幾個油田，研究尺度較大，雖然對該區(qū)海相碳酸鹽巖沉積相類型及分布進行了概括[18-20]，但尚未對各沉積微相進行詳細劃分，對其巖性、電性、地震屬性等特征也未進行精細刻畫，且各沉積微相的平面展布和縱向演化規(guī)律也尚不清楚。除此，前人對本區(qū)的研究基本停留在沉積相及沉積微相的層次[21-22]，由于研究區(qū)研究層位的儲層非均質(zhì)性十分顯著，沉積微相層次的研究已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需要了，因此需要對沉積微相內(nèi)部再次進行詳細研究。因此本文作者將重點剖析沉積微相內(nèi)部的沉積，應用取芯井、鉆測井、地震等方面的綜合研究，在巖芯深度歸位的基礎(chǔ)上，應用測井曲線半定量巖性劃分，綜合碳酸鹽巖分類方法，結(jié)合水動力環(huán)境及成巖史分析，明確扎納若爾地區(qū)石炭系KT-II層的沉積微相及亞微相類型及沉積模式，并探討其沉積環(huán)境，為其他碳酸鹽巖臺地相沉積模式的建立提供參考，為指導油田進一步開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

扎納若爾地區(qū)位于濱里海盆地東部次盆扎爾卡梅斯隆起帶上(圖1a)，其內(nèi)部構(gòu)造形態(tài)為一個具有南北兩個高點的背斜，中間鞍部相連(圖1b)，背斜長軸方向約為北偏東25°，具有一定的繼承性。扎納若爾背斜是扎爾卡梅斯隆起帶背斜群中的一部分，同受烏拉爾地槽區(qū)發(fā)展與沿海的控制[21-23]。本次主要研究層位是石炭系第二碳酸鹽巖層(即KT-II層)，包括莫斯科下亞階、巴什基爾階和謝爾普霍夫階的碳酸鹽巖層[17]，研究層位進一步劃分為Г、Д兩個小層(圖2)。

2 方法

扎納若爾油田石炭系KT-II層的沉積微相分析是基于巖石學分析和地震測井資料的綜合研究的。應用碳酸鹽巖顆粒類型和結(jié)構(gòu)變化特征及沉積構(gòu)造特征來刻畫每個沉積微相。本研究收集了300余個包含沉積構(gòu)造、化石含量、結(jié)構(gòu)和巖相變化的巖石薄片和50余個巖芯樣品，并對20余個薄片進行掃描電鏡和陰極發(fā)光顯微鏡下的觀察。

沉積微相的命名是根據(jù)威爾遜對沉積環(huán)境解釋的24個標準微相模式，同時應用偏光顯微鏡定性化研究該區(qū)的沉積微相及亞微相，通過巖石組分之間的關(guān)系、變化、演進及沉積環(huán)境、沉積作用的不同，來描述刻畫每個亞微相沉積單元的特征。同時應用掃描電鏡、陰極發(fā)光及電子探針等手段，加以測井資料進行輔證。

圖1 扎納若爾油田位置及其構(gòu)造背景[24]Fig.1 The location and tectonic setting of Zanazor oilfield [24]

圖2 扎納若爾油田石炭系KT-II層綜合柱狀圖Fig.2 The comprehensive column of KT-II layer of Carboniferous in Zanazor oilfield

3 巖石特征

通過對研究區(qū)300余個巖芯數(shù)據(jù)及測井相關(guān)資料進行綜合分析，以及巖石薄片系統(tǒng)鑒定和所有鑄體薄片資料的具體研究，總結(jié)得出本研究區(qū)KT-II層的巖石類型主要是石灰?guī)r，還有少量白云巖和泥巖。在金振奎提出的石灰?guī)r分類方案[25]的基礎(chǔ)上，本區(qū)KT-II層發(fā)育的石灰?guī)r類型可劃分為灰泥石灰?guī)r、灰泥顆粒石灰?guī)r和亮晶顆粒石灰?guī)r，其中亮晶顆粒石灰?guī)r占主導地位。常見的顆粒類型包括、有孔蟲、鮞粒、內(nèi)碎屑和藻粒等(表1)。

表1 巖石類型分類表

亮晶顆?；?guī)r是巖石中顆粒含量大于50%的亮晶方解石膠結(jié)的石灰?guī)r。亮晶灰?guī)r屬于亮晶顆?；?guī)r的一種，顆粒的主要種類為類，亦含有少量有孔蟲、腹足動物碎片、藻團塊等，總體上類含量占50%以上(圖3a)。殼體呈顆粒支撐，殼體直徑在200～1 000 μm之間，分選較好，顆粒之間呈點接觸或者線接觸，方解石亮晶膠結(jié)。粒間孔、體腔孔發(fā)育(圖3b)，粒間孔分布不均，局部密集呈蛛網(wǎng)狀，孔徑0.3～0.5 mm，體腔孔直徑0.1～0.2 mm，面孔率一般大于10%，物性好，是研究區(qū)優(yōu)質(zhì)儲層的最主要巖石類型。在測井曲線上，亮晶灰?guī)r主要表現(xiàn)為低電阻、高DT、高CNC、低GR，一般聲波測井曲線(DT)值大于195 μs/m，中子測井曲線(CNC)值一般大于10%，自然伽馬曲線(GR)值一般低于13 API。此類灰?guī)r主要形成于水體較淺(在正常浪基面之上)、持續(xù)動蕩的淺海較高能的淺灘環(huán)境。

3.2 亮晶有孔蟲石灰?guī)r

亮晶有孔蟲灰?guī)r亦屬于亮晶顆?；?guī)r的一種，有孔蟲占顆粒成分的大多數(shù)(50%以上)，有孔蟲大小不一(圖3c)，直徑在60 ～150 μm之間，以100 μm左右的居多，種類較多，膠結(jié)較好，局部有溶蝕(圖3d)，孔滲性中等，面孔率介于5%～10%之間，是研究區(qū)中等儲層的主要巖石類型。在測井曲線上，亮晶有孔蟲灰?guī)r一般表現(xiàn)為低電阻、中等DT、中等CNC、低GR，一般聲波時差曲線(DT)值在170～190 μs/m之間，中子測井曲線(CNC)值一般介于5%～10%，自然伽馬曲線(GR)一般低于10 API。亮晶有孔蟲灰?guī)r形成于水體較淺、持續(xù)動蕩的淺海環(huán)境。

3.3 亮晶鮞?；?guī)r

鮞?；?guī)r是一種以鮞粒為主要顆粒組分的顆粒石灰?guī)r。鮞粒類型主要有放射鮞、表鮞和正常鮞(圖3e)，鮞粒多以生物碎屑為核心，粒徑0.3～0.8 mm，分選中等—好。亮晶鮞粒灰?guī)r的鮞粒間以粒狀亮晶方解石世代膠結(jié)為主(圖3f)，可識別出三世代膠結(jié)，第一世代為纖維狀環(huán)邊膠結(jié)，第二世代為粒狀方解石膠結(jié)，第三世代為可見解理的嵌晶方解石。局部見少量晶內(nèi)孔隙，少量鮞間見線狀、折線狀孔隙，未充填孔極少。顆粒接觸稍疏處有少量分布不均的微孔。面孔率很小，是研究區(qū)差儲層的主要巖石類型之一。在測井曲線上，亮晶鮞?；?guī)r表現(xiàn)為高電阻、低DT、低CNC、低GR，一般聲波時差曲線(DT)值小于182 μs/m，中子測井曲線(CNC)值一般低于8%，自然伽馬曲線(GR)一般為7～15 API。鮞粒形成于持續(xù)高能、水流動蕩的環(huán)境中，當鮞粒質(zhì)量超過波浪、水流攪動的能量時，便不再被攪動，并被亮晶方解石所膠結(jié)，從而形成亮晶鮞粒灰?guī)r。

圖3 扎納若爾油田KT-II層巖石類型(1)a.亮晶灰?guī)r，2399A井，3 658.10 m，Г層，單偏光，顆粒類型以類為主(55%)，亦有藻類、有孔蟲、腹足動物和棘皮動物。孔隙空間被方解石填充，孔隙類型以粒間孔為主(25%)，孔隙被粒柱狀亮晶方解石填充。在薄片的砂屑顆粒上觀察到有尺寸為0.01 mm的細裂縫，橫切碎屑(約1%)；b.亮晶灰?guī)r，2399A井，3 635.69 m，Г層，單偏光，顆粒類型以類為主(70%)，粒間孔和內(nèi)部溶孔發(fā)育，可見粒內(nèi)溶蝕是由顆粒邊緣向內(nèi)進行的；c.亮晶有孔蟲灰?guī)r，2092井，3 628.66 m，Д層，單偏光，顆粒以小有孔蟲為主，分選中等—差，粒間溶孔發(fā)育，面孔率較高(約15%)；d.亮晶有孔蟲灰?guī)r，2399A井，3 753.30 m，Д層，單偏光，局部膠結(jié)作用強烈，可見兩期亮晶方解石的世代膠結(jié)，面孔率較低(約5%)；e.亮晶鮞?；?guī)r，3357井，3 792.52 m，Д層，單偏光，顆粒以鮞粒為主，主要包括正常鮞、橢形鮞、放射鮞和表皮鮞，膠結(jié)作用強烈；f.亮晶鮞?；?guī)r，2399A井，3 753.78 m，Д層，單偏光，鮞核心由內(nèi)碎屑、生物碎屑等組成，局部可見泥晶套，總體膠結(jié)作用強烈，可明顯識別出膠結(jié)世代。Fig.3 The rock types of KT-II layer of Carboniferous in Zanazor oilfield(1)

圖4 扎納若爾油田KT-II層巖石類型(2)a.亮晶砂屑灰?guī)r，2092井，3 637.05 m ，Д層，單偏光，顆粒主要以砂級內(nèi)碎屑為主，膠結(jié)作用較強，孔隙以白云石溶解鑄模孔的形式存在，面孔率低；b.亮晶藻粒灰?guī)r，2399A井，3 634.82 m，Д層，單偏光，顆粒類型主要是圓形和葉片狀藻粒，長軸可達0.3～0.5 mm，膠結(jié)作用十分強烈；c.亮晶砂屑—藻鮞石灰?guī)r，2092井，3 607.14 m，Д層，單偏光，以藻團塊為核心包裹成的藻鮞為主要顆粒類型，個別可形成復鮞，后期裂縫切穿藻鮞顆粒，同時被后期膠結(jié)物充填；d.灰泥生屑灰?guī)r，2399A井，3 659.45 m ，Д層，單偏光，暗色泥晶膠結(jié)泥質(zhì)含量較多的生物碎屑，粒內(nèi)粒間孔較為發(fā)育，可能是后期孔隙水溶蝕的結(jié)果；e.團粒狀—凝結(jié)塊狀藻灰?guī)r，2399A井，3 631.91 m，Д層，單偏光，有機成因，微晶團粒具有不規(guī)則的圓形和橢圓形形狀，由微晶組成，具有斑狀構(gòu)造，尺寸為0.4～0.6 mm。凝結(jié)塊具有不規(guī)則的形狀，微晶組分，尺寸為0.5～0.6 mm，遍布整個薄片。粒間空間被方解石填充。不同保存程度的骨架顆粒主要是藻類碎片，紅藻綱，膠結(jié)物為細粒方解石；f.疊層石，2399A井，3 654.69 m，亮色方解石和暗色藻紋層交替出現(xiàn)，是潮坪環(huán)境的典型相標志。Fig.4 The rock types of KT-II layer of Carboniferous in Zanazor oilfield(2)

3.4 亮晶內(nèi)碎屑灰?guī)r

亮晶內(nèi)碎屑灰?guī)r是一種以內(nèi)碎屑為主要組分的亮晶顆?；?guī)r。按內(nèi)碎屑大小可分為礫屑灰?guī)r(d>2 mm)，砂屑灰?guī)r(0.05 mm

3.5 亮晶藻?；?guī)r

藻粒灰?guī)r是指藻鮞、核形石或藻團塊灰?guī)r(圖4b，c)，是由藍綠藻黏結(jié)灰泥而形成的，孔隙度很差。在測井曲線上，藻粒灰?guī)r一般表現(xiàn)為中等GR、中等電阻、中等DT和中等CNC，一般聲波時差曲線(DT)值一般170～182 μs/m之間，中子測井曲線(CNC)值一般位于5%～10%之間，自然伽馬曲線(GR)一般位于10～18 API之間，電阻率曲線值在1 000 ～1 500 Ω·m之間。一般形成于水體較淺、持續(xù)動蕩的環(huán)境中。

3.6 灰泥生屑灰?guī)r

灰泥生屑灰?guī)r是指填隙物中灰泥含量大于亮晶膠結(jié)物，但顆粒含量大于50%，且顆粒主要為生物碎屑的灰?guī)r。生物碎屑主要成分為有孔蟲、腕足動物、海百合、苔蘚動物、介形蟲等碎片，孔隙多為體腔孔或粒內(nèi)孔(圖4d)，分布不均，物性不好。在測井曲線上，雜屑灰?guī)r表現(xiàn)為低電阻、高GR、低DT、低CNC，一般聲波時差曲線(DT)值小于182 μs/m，中子測井曲線(CNC)值一般小于5%，自然伽馬曲線(GR)一般大于13 API。是淺海低能環(huán)境沉積物的成巖產(chǎn)物。

3.7 藍綠藻灰?guī)r

藍綠藻灰?guī)r是一種由藍綠藻黏結(jié)灰泥而形成的石灰?guī)r(圖4e)，發(fā)育疊層石構(gòu)造(圖4f)，其內(nèi)常見窗格構(gòu)造。在測井曲線上，藍綠藻灰?guī)r一般表現(xiàn)為高GR、高電阻、低DT、低CNC，一般聲波時差曲線(DT)值小于170 μs/m，中子測井曲線(CNC)值一般低于3%，自然伽馬曲線(GR)一般大于15 API。屬于潮坪環(huán)境沉積。

4 沉積微相分類及沉積相模式

濱里海盆地內(nèi)KT-II層屬于碳酸鹽臺地相沉積，尤其以灘相沉積為主。而本次研究的地區(qū)位于碳酸鹽巖開闊臺地內(nèi)部，開闊臺地上地貌的高低控制著波浪和潮汐能量以及鹽度和沉積物的分布。本文參考前人研究經(jīng)驗[26-28]，綜合沉積背景、巖石學特征和電性特征以及地震資料等方面的研究成果，結(jié)合水深、水動力和鹽度特征的差異，對本區(qū)KT-II層碳酸鹽巖進行沉積微相相帶的劃分，在開闊臺地內(nèi)部識別出了潮坪、淺灘和灘間洼地三種亞相，并進一步按碳酸鹽巖的成分特征和沉積時水動力條件進行碳酸鹽巖微相劃分：將淺灘分為破浪灘(類灘和有孔蟲灘)和升浪灘(砂屑—鮞粒灘和藻粒灘)。

4.1 潮坪相

金振奎將潮坪定義為“位于平均低潮面和最大高潮面之間，且地形平緩寬闊，以潮汐作用為主的沉積環(huán)境”[13]。潮坪是具有周期性潮汐作用的傾斜非常平緩的海岸帶。本區(qū)主要由藻灰?guī)r(圖4e)和疊層石灰泥石灰?guī)r(圖4f)組成，部分層位有白云巖出現(xiàn)，發(fā)育細紋層構(gòu)造，主要以疊層石構(gòu)造和雙紋理球粒石灰?guī)r及部分地區(qū)白云化作用為識別標志，暗色富藻層和淺色富屑層交替反映了潮水升降交替的潮汐作用，水動力條件弱，灰泥含量高，孔隙不發(fā)育，儲集物性差。疊層石在海相沉積中出現(xiàn)的位置有兩種可能：一種是靠岸沉積，向岸發(fā)育蒸發(fā)臺地，向海發(fā)育泄湖沉積；一種是靠海沉積，與礁灘相共生。結(jié)合沉積背景及構(gòu)造抬升、地層暴露剝蝕現(xiàn)象，同時д層頂部出現(xiàn)的白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖及測井曲線上高電阻高密度特征及自然伽馬的高尖高泥質(zhì)含量現(xiàn)象，可推斷出此處疊層石沉積缺少廣海特征，為靠岸的潮坪潮上帶沉積，潮下帶及泄湖等沉積不發(fā)育。

4.2 碳酸鹽巖淺灘

4.2.1 升浪灘

海底處于正常浪基面以上，波浪因觸及海底而使波能增加，波高增大，此帶稱為升浪帶。升浪帶的能量較高，沉積物經(jīng)反復篩選、淘洗，分選良好；由于鹽度正常，膠結(jié)程度較低，孔隙十分發(fā)育。根據(jù)顆粒類型，升浪灘又可以細分為類灘和有孔蟲灘。

(2) 有孔蟲灘

4.2.2 破浪灘

隨著波浪向岸傳播，水深不斷加深，波高隨之逐漸增大，達到破浪浪基面時，波浪發(fā)生倒卷和破碎，此地帶稱為破浪帶。在該環(huán)境下，由于水動力強且十分動蕩，沉積物分選磨圓較好，有利于鮞粒的形成；同時此處由于蒸發(fā)作用強，海水鹽度高，膠結(jié)作用十分發(fā)育。根據(jù)顆粒類型，破浪灘又可以細分為砂屑—鮞粒灘和藻粒灘。

(1) 砂屑—鮞粒灘

以亮晶鮞粒灰?guī)r和亮晶砂屑灰?guī)r為主。由于水體淺，蒸發(fā)強烈，鹽度高，故膠結(jié)早、膠結(jié)強烈，早期將空隙全部填充滿，對于壓實作用有一定的抑制，且后期酸性地層水難以進入進行溶蝕，因此孔隙度較差。

(2) 藻粒灘

主要為亮晶藻包?；?guī)r沉積，亮晶充填，膠結(jié)強，孔隙度比較差，儲集性不好。

4.3 灘間洼地

灘間洼地是指位于破浪浪基面之下，位于灘體之間的較深水環(huán)境，屬于低能環(huán)境。在該環(huán)境下，由于水動力較弱，泥質(zhì)含量增加，生物多為較深水的底棲有孔蟲和海百合等，孔隙不發(fā)育，是控制研究區(qū)差儲層的主要相帶。主要巖性為有孔蟲灰泥石灰?guī)r、灰泥棘皮石灰?guī)r和灰泥雜屑灰?guī)r等。

4.4 沉積相模式

4.4.1 理想沉積模式

綜合以2092井(圖5a)為代表的四口取芯井的統(tǒng)計規(guī)律，總結(jié)出扎納若爾地區(qū)石炭系KT-II層的理想沉積模式(圖5c)。在每個沉積旋回中，自下而上、由水深到水淺依次發(fā)育洼地、類灘、有孔蟲灘、砂屑—鮞粒灘、藻粒灘和潮坪。

2092井位于研究區(qū)的中南部(圖5b)，由于頂部Г1小層遭受風化剝蝕而缺失，該井鉆遇的石炭系KT-II層地層自上而下主要是從Г2小層至Д4小層，可分為2個三級旋回， 5個次一級旋回。Д4小層總體向上水動力先增強，沉積亮晶灰?guī)r和亮晶有孔蟲灰?guī)r以及亮晶鮞?；?guī)r，后又逐漸減弱，沉積潮坪上的藻灰?guī)r。Д3小層為一個次一級的海侵和海退旋回，主要發(fā)育升浪灘、破浪灘和少量潮坪及灘間洼地。Д2小層明顯為一個水退旋回。Д1至Г6是一個快速海侵和海退的過程，巖性以亮晶鮞?；?guī)r和亮晶有孔蟲灰?guī)r為主，少量藻灰?guī)r。Г5早期至Г2為一個海侵和海退的完整旋回，從Г5至Г4早期為一個短暫的海侵旋回，從Г4晚期至Г2為一個緩慢的海退過程。從Г5至Г3為3個完整的水進和水退過程，該層主要發(fā)育升浪灘、破浪灘以及潮坪微相。

4.4.2 扎納若爾地區(qū)沉積相模式

在巖石學特征及沉積微相劃分的基礎(chǔ)上，根據(jù)連井剖面相(圖6)和平面相(圖7)分析，結(jié)合地震資料，建立了本區(qū)的沉積相模式(圖8)。扎納若爾地區(qū)石炭系主要發(fā)育潮坪、破浪灘、升浪灘和灘間洼地四個微相，以破浪灘和升浪灘為主。潮坪主要分布于地勢較高的部分，大多在扎納若爾地區(qū)南部隆起部分出現(xiàn)(除Г1小層因后期抬升形成沉積間斷，地層尖滅)。升浪灘又可分為類灘和有孔蟲灘兩個亞微相，破浪灘又以砂屑鮞粒灘為主，類灘和砂屑鮞粒灘廣泛分布于整個地區(qū)，且砂屑鮞粒灘以南北兩個隆起為中心展開，灘間洼地主要發(fā)育于各類灘之間的低洼部分及研究區(qū)邊緣，厚度較薄，分布范圍較小。

5 討論

5.1 根據(jù)威爾遜模式的標準微相分類類型

按照威爾遜[8]理想化碳酸鹽巖綜合相模式來看，根據(jù)沉積巖性、沉積構(gòu)造和生物群落特征，將研究區(qū)定為開闊臺地相內(nèi)部沉積。巖性涵蓋了各種碳酸鹽巖(從顆?；?guī)r到泥晶灰?guī)r，從藍綠藻黏結(jié)巖到白云石化石灰?guī)r)，顏色由深至淺，結(jié)構(gòu)變化大(從亮晶膠結(jié)到泥晶膠結(jié)，從顆粒支撐到泥晶支撐)，缺乏開闊海動物群，主要以有孔蟲和藻類為主。由此可將研究區(qū)標定至威爾遜標準模式中的開闊臺地相。

5.2 沉積環(huán)境分析

海平面與破浪浪基面之間波浪能量十分強，且有風浪影響，形成強動蕩環(huán)境，相鄰潮坪藻類沉積容易被海浪打碎卷入此區(qū)，伴隨著動蕩環(huán)境形成藻鮞沉積或者藻?；?guī)r沉積。同時此帶水深較淺，常常暴露，蒸發(fā)作用強烈，導致海水鹽度高，因此沉積物膠結(jié)早，且膠結(jié)強烈。

破浪浪基面與正常浪基面之間隨著水深增大，波高加大，波浪能量有所減弱，相對穩(wěn)定的水動力條件適合生物生存，有孔蟲、類發(fā)育。同時水深加大之后，蒸發(fā)作用相對減弱，海水鹽度正常，膠結(jié)作用并不十分發(fā)育，為后期溶蝕打下基礎(chǔ)。

5.3 Irwin能量模型里對應的可能的環(huán)境

在Irwin的陸表海能量分布模式[29]中，潮坪相對應于靠近海岸的Z帶(低能帶)[3]，波浪能量耗盡處沉積水動力弱，形成以藍綠藻灰?guī)r為主的泥晶碳酸鹽沉積及白云化灰?guī)r，更多的作為油氣藏蓋層出現(xiàn)。破浪灘、升浪灘對應于稍近海岸的Y帶(高能帶)，波浪作用強烈的地帶，沉積水動力強，沉積物經(jīng)淘洗之后，分選比較好，沉積了大范圍的較粗粒碳酸鹽巖顆粒沉積，大多作為儲集體出現(xiàn)。洼地對應于遠離海岸的X帶(低能帶)，位于浪底之下，沉積水動力弱，以泥晶碳酸鹽沉積物為主。

圖5 扎納若爾油田石炭系KT-II層理想沉積模式Fig.5 The ideal sedimentary model of KT-II layer of Carboniferous in Zanazor oilfield

圖6 扎納若爾油田沉積微相剖面圖Fig.6 Sedimentary microfacies profile of Zanazor oilfield

圖7 Г3小層沉積微相圖 Fig.7 Sedimentary microfacies of Г3 layer

圖8 扎納若爾油田石炭系KT-II層沉積微相特征及分布Fig.8 The characteristics and distribution of microfacies of KT-II layer of Carboniferous in Zanazor oilfield

6 結(jié)論

(1) 扎納若爾油田石炭系KT-II層巖性主要為灰泥石灰?guī)r、灰泥顆粒石灰?guī)r和亮晶顆粒石灰?guī)r，其中亮晶顆粒石灰?guī)r占主導地位。常見的顆粒類型包括、有孔蟲、鮞粒、內(nèi)碎屑和藻粒等，因此亮晶顆粒灰?guī)r又細分為亮晶灰?guī)r、亮晶有孔蟲灰?guī)r、亮晶鮞粒灰?guī)r、亮晶砂屑灰?guī)r、亮晶藻?；?guī)r等。

(2) 扎納若爾油田石炭系KT-II層整體上為一碳酸鹽巖開闊臺地的內(nèi)部沉積，根據(jù)水深、水動力和鹽度特征的差異進一步識別出了潮坪、淺灘和灘間洼地三種亞相。潮坪相對應于靠近海岸的Z帶(低能帶)，破浪灘、升浪灘對應于稍近海岸的Y帶(高能帶)，洼地對應于遠離海岸的X帶(低能帶)。依據(jù)沉積時水動力條件不同將最發(fā)育的淺灘進一步劃分為升浪灘和破浪灘。海平面與破浪浪基面之間水動力強，形成鮞粒、藻粒沉積較多；破浪浪基面與正常浪基面之間水動力相對弱，更適宜及其他有孔蟲類生物大量繁殖。最后按照碳酸鹽巖的成分特征細分為類灘、有孔蟲灘、砂屑—鮞粒灘、藻粒灘。

References)

[1] Brown J.S. Suggested use of the word microfacies[J]. Economic Geology, 1943, 38:325.

[2] Cuvillier J. La notion de" microfaciès" et ses applications[C]//VIII Congreso Nazionale di Metano e Petroleo, sect. I. 1952: 1-7.

[3] Fairbridge R. W. Stratigraphic correlation by microfacies[J]. American Journal of Science.1954,252(11):683-694.

[4] Flügel E. Microfacies Analysis of Limestones[M]. Berlin Heidelberg: Springer, 1982.

[5] Flügel E. Microfacies of Carbonate Rocks—Analysis, Interpretation and Application[M]. Berlin Heidelberg: Springer, 2004.

[6] Dunham R J. Classification of carbonate rocks according to depositional textures[J]. 1962:108-121.

[7] Armstrong A K. Carboniferous carbonate depositional models, preliminary lithofacies and paleotectonic maps, Arctic Alaska[J]. AAPG Bulletin, 1974, 58(4): 621-645.

[8] Wilson J L. Carbonate facies in Geologic history Springer-Verlag, New York,1975:471

[9] Read J F. Carbonate platform facies models[J]. AAPG bulletin, 1985, 69(1): 1-21.

[10] Schlager W. Sedimentology and Sequence Stratigraphy of Carbonate Rocks[M]. Schlager, 2002.

[11] 朱筱敏. 沉積巖石學[M]. 4版. 北京：石油工業(yè)出版社，2008：1-407. [Zhu Xiaomin. Sedimentary Petrology[M]. 4th ed. Beijing: Petroleum Industry Press, 2008: 1-407.]

[12] 楊熙，趙永剛. 沉積微相及微相組合研究內(nèi)容和方法[J]. 科技創(chuàng)新導報，2011(15)：6-7. [Yang Xi, Zhao Yonggang. Research contents and methods of sedimentary microfacies and microfacies combination[J]. Science and Technology Innovation Herald, 2011(15): 6-7.]

[13] 金振奎，石良，高白水，等. 碳酸鹽巖沉積相及相模式[J]. 沉積學報，2013，31(6)：965-979. [Jin Zhenkui, Shi Liang, Gao Baishui, et al. Carbonate facies and facies models[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2013, 31(6): 965-979.]

[14] 由雪蓮. 沉積學發(fā)展的回顧[C]//中國地質(zhì)學會地質(zhì)學史專業(yè)委員會第20屆學術(shù)年會論文集. 北京：中國地質(zhì)學會，2009：110-114. [You Xuelian. A review of the development of sedimentology[C]//China Geological Society of Professional Committee of Geological History of the 20th Annual Seminar. Beijing: Geological Society of China, 2009: 110-114.]

[15] Иванов Ю А，Бланк С М，何培壽. 沿里海盆地東部碳酸鹽沉積的巖石學特征及其與油氣含量的關(guān)系[J]. 地質(zhì)地球化學，1988，16(3)：32-38. [Иванов Ю А,Бланк С М, He Peishou. Petrology characteristics and its relationship with oil and gas content of the carbonate sedimentary along the east Caspian basin[J]. Geology-Geochemistry, 1988, 16(3): 32-38.]

[16] 劉洛夫，朱毅秀，熊正祥，等. 濱里海盆地的巖相古地理特征及其演化[J]. 古地理學報，2003，5(3)：279-290. [Liu Luofu, Zhu Yixiu, Xiong Zhengxiang, et al. Characteristics and evolution of lithofacies palaeogeography in Pre-Caspian basin[J]. Journal of Palaeogeography, 2003, 5(3): 279-290.]

[17] 雍天壽，楊瑞麒，關(guān)維東，等. 扎納若爾油田石炭系劃分及沉積特征[J]. 新疆石油地質(zhì)，2003，24(1)：92-95. [Yong Tianshou, Yang Ruiqi, Guan Weidong, et al. Formation division and sedimentary characteristics of Carboniferous in Zanazor oilfield[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2003, 24(1): 92-95.]

[18] 方甲中，吳林剛，高崗，等. 濱里海盆地碳酸鹽巖儲集層沉積相與類型——以讓納若爾油田石炭系KT-Ⅱ含油層系為例[J]. 石油勘探與開發(fā)，2008，35(4)：498-508. [Fang Jiazhong, Wu Lingang, Gao Gang, et al. Sedimentary facies and types of carbonate rock reservoir in Caspian Seashore Basin: A case from Carboniferous KT-Ⅱ Member in Zahnanor oilfield[J]. Petroleum Exploration and Development, 2008, 35(4): 498-508.]

[19] 苗錢友，王燕琨，朱筱敏，等. 濱里海盆地東緣石炭系層序地層研究[J]. 新疆石油地質(zhì)，2013，34(4)：483-487. [Miao Qianyou, Wang Yankun, Zhu Xiaomin, et al. Sequence stratigraphy of Carboniferous in eastern margin of Pre-Caspian basin[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2013, 34(4): 483-487.]

[20] 錢桂華. 哈薩克斯坦濱里海盆地油氣地質(zhì)特征及勘探方向[J]. 中國石油勘探，2005，10(5)：60-66. [Qian Guihua. Oil-gas geological features and its exploration direction in Marginal Caspian Basin, Kazakhstan[J]. China Petroleum Exploration, 2005, 10(5): 60-66.]

[21] 劉小琦. 濱里海盆地東緣讓納諾爾地區(qū)石炭系碳酸鹽巖儲集性及控制因素[D]. 北京：中國地質(zhì)大學(北京)，2007：180. [Liu Xiaoqi. Study on the Carboniferous carbonate property and its controlling factors in eastern Rangnauo of the Pre-caspian Basin[D]. Beijing: China University of Geosciences (Beijing), 2007: 180.]

[22] 劉東周. 濱里海疊合含油氣盆地地質(zhì)特征及東部鹽下成藏規(guī)律研究[D]. 北京：中國地質(zhì)大學(北京)，2006：129. [Liu Dongzhou. Petroleum geology of superimposed petroliferous Pre-Caspian basin and hydrocarbon accumulation mechanism in pre-salt petroleum system of the east Pre-Caspian basin[D]. Beijing: China University of Geosciences (Beijing), 2006: 129.]

[23] 金之鈞，王駿，張生根，等. 濱里海盆地鹽下油氣成藏主控因素及勘探方向[J]. 石油實驗地質(zhì)，2007，29(2)：111-115. [Jin Zhijun, Wang Jun, Zhang Shenggen, et al. Main factors controlling hydrocarbon reservoirs and exploration directions in the pre-salt sequence in Pre-caspian basin[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2007, 29(2): 111-115.]

[24] 梁爽，王燕琨，金樹堂，等. 濱里海盆地構(gòu)造演化對油氣的控制作用[J].石油實驗地質(zhì)，2013,35(2)：174-195.[Liang Shuang, Wang Yankun, Jin Shutang, et al. Controlling of tectonic evolution on hydrocarbon occurrence in Pre-Caspian Basin[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2013, 35(2): 174-195.]

[25] 金振奎，邵冠銘. 石灰?guī)r分類新方案[J]. 新疆石油地質(zhì)，2014，35(2)：235-242. [Jin Zhenkui, Shao Guanming. New classification scheme of limestones[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2014, 35(2): 235-242.]

[26] 張敏，尹成明，壽建峰，等. 柴達木盆地西部地區(qū)古近系及新近系碳酸鹽巖沉積相[J]. 古地理學報，2004，6(4)：391-400. [Zhang Min, Yin Chengming, Shou Jianfeng, et al. Sedimentary facies of carbonate rocks of the Paleogene and Neogene in western Qaidam Basin[J]. Journal of Palaeogeography, 2004, 6(4): 391-400.]

[27] 董運青. 碳酸鹽巖微相研究現(xiàn)狀與發(fā)展展望[J]. 科技視界，2012(22)：70-72. [Dong Yunqing. Research status and development prospects of carbonate microfacies[J]. Science & Technology Vision, 2012(22): 70-72.]

[28] 王鋒，姜在興，周麗清，等. 阿曼Daleel油田下白堊統(tǒng)Shuaiba組上段碳酸鹽巖沉積相模式[J]. 沉積學報，2007，25(2)：192-200. [Wang Feng, Jiang Zaixing, Zhou Liqing, et al. Sedimentary facies model on carbonate rock in the Upper Shuaiba Member of Lower Cretaceous in Daleel Field, Oman[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2007, 25(2): 192-200.]

[29] Irwin, M.L. General theory of epeiric clear water sedimentation. AAPG Bulletin, 1965,49: 445-459.

Characteristics of Carbonate Microfacies and Sedimentary Environment of the East Margin of Caspian Basin in the Carboniferous KT-II Layer: A case from Zanazor area

YI Shuo1,2，HUANG WenHui1,2，JIN ZhenKui3，GAO BaiShui3

1. School of Energy Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China 2. Key Laborary of Marine Reservoir Evolution and Hydrocarbon Accumulation Mechanism, Ministry of Education, China University of Geosciences, Beijing 100083, China 3. College of Earth Sciences, China University of Petroleum, Beijing 102249, China

In order to solve the problem of reservoir heterogeneity in Carboniferous KT-II carbonates in Zanazor on the eastern margin of the Pre-Caspian basin, the internal sedimentary models of sedimentary microfacies are characterized more detailedly and meticulously. The results show that: ①The carbonate rocks of the Carboniferous KT-II in the study area are dominated by sparry grainstones, followed by packstones and mudstones. ②According to the different sedimentary characteristics and depositional environment, carbonate sediments can be divided into tidal flat, shoal and depression. Based on the characteristics of water depth, hydrodynamic condition and salinity, the carbonate shoal is divided into two kinds of microfacies: the break-wave shoal and up-wave shoal. According to their composition, the carbonate shoal is subdivided into four types: fusulinids shoal, foraminifera shoal, algal shoal and oolitic shoal. ③According to Wilson's idealized carbonate model, the study area belongs to the interior sedimentary area of the open platform, and corresponds to the Irwin's epicontinental sea energy model. The tidal flat corresponds to the Z-zone close to the coast; the shoal corresponds to the the Y-zone near the coast ; and depression corresponds to the X-zone far from the coast.

Caspian basin; Zanazor; Carboniferous; KT- II layer; microfacies

1000-0550(2017)01-0139-12

10.14027/j.cnki.cjxb.2017.01.014

2016-02-14；收修改稿日期： 2016-03-25

國家科技重大專項(2011ZX05042-001，2011ZX05042-002)[Foundation: National Science and Technology Major Project, No.2011ZX05042-001, 2011ZX05042-002]

伊碩，女，1989年出生，博士，沉積學理論與應用，E-mail: yishuo2010@163.com

黃文輝，男，教授，E-mail: huangwh@cugb.edu.cn

P618.13 P512.2

A