許 濤， 張曰靜， 陳 林， 程長領， 張新見， 蘇真真

( 中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院 西部分院，山東 東營 257000 )

準西地區(qū)侏羅系沉積特征與有利儲層分布

許 濤， 張曰靜， 陳 林， 程長領， 張新見， 蘇真真

( 中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院 西部分院，山東 東營 257000 )

準噶爾盆地西緣地區(qū)侏羅系勘探程度較低，對砂體成因類型及有利儲層分布認識不清。在地層精細劃分的基礎上，根據精細剝蝕量計算結果，恢復侏羅系沉積期古地貌；結合殘留地層的沉積特征，研究侏羅系沉積模式，還原重要沉積期的巖相古地理；根據研究區(qū)物性統(tǒng)計與物性下限分析結果，明確有利儲層砂體成因類型，預測有利儲層的展布。結果表明，車排子地區(qū)侏羅系發(fā)育扇三角洲和辮狀河三角洲兩種沉積相類型，其中車排子凸起東翼陡坡帶發(fā)育受限型扇三角洲，四棵樹凹陷南部陡坡帶發(fā)育扇三角洲，四棵樹凹陷北部緩坡帶發(fā)育辮狀河三角洲。其中辮狀河三角洲前緣砂體儲集物性最好，為有效儲層，是未來重點勘探目標。

沉積特征； 有利儲層； 侏羅系； 巖相古地理； 準噶爾盆地西緣

0 引言

侏羅系是準噶爾盆地重要的含油氣層系，侏羅系油氣藏遍布于盆地的各個地區(qū)[1]。準西地區(qū)侏羅系的鉆井油氣顯示異常豐富，但未發(fā)現(xiàn)規(guī)?？蓜佑脙α?。近年來，勝利油田在該地區(qū)新生界新近系沙灣組及古生界石炭系累計發(fā)現(xiàn)2億噸級儲量規(guī)模，作為中間層系的侏羅系也應具有良好的油氣成藏背景，且侏羅系毯砂作為一套重要的油氣橫向輸導毯，對于凸起區(qū)石炭系的油氣成藏起到重要作用。目前，在車排子凸起東、西兩翼與侏羅系毯砂呈側向對接的石炭系獲得工業(yè)油流[2]。鉆探成果表明，侏羅系砂體作為一套橫向輸導毯，曾發(fā)生大規(guī)模油氣運移，一旦具備圈閉條件即可成藏。侏羅系在車排子凸起區(qū)主要為一套發(fā)育在石炭系之上的、呈溝谷充填的殘留地層，其充填物以物性較差的、雜基支撐的角礫巖為主，在局部地區(qū)鉆遇物性較好的砂巖。

目前，對溝谷充填物的沉積環(huán)境存在爭議：一種觀點是扇三角洲沉積[3]；另一種觀點是沖積扇—沖積平原(河流相)沉積[4-6]，該種沉積環(huán)境下能否發(fā)育規(guī)模有利儲層還不清楚。在四棵樹地區(qū)，主力烴源巖為四棵樹凹陷侏羅系烴源巖[7]，侏羅系具有優(yōu)先的成藏優(yōu)勢，但勘探程度低，鉆井密度小，且處于盆緣超剝帶，地層超剝關系復雜，受到車排子凸起分割影響，四棵樹凹陷無法與沙灣凹陷開展直接的區(qū)域地層對比，增加該地區(qū)地層劃分對比的難度，從而影響對侏羅系砂體成因類型及平面展布等認識。對沉積特征只有概要性研究[8-9]，制約該區(qū)侏羅系的勘探進程。

在地層綜合劃分對比的基礎上，結合精細的剝蝕量計算，筆者恢復侏羅系沉積期古地貌；結合殘留地層沉積相標志的精細解剖，建立沉積模式，并還原各沉積期的巖相古地理。通過對不同沉積相帶的儲層物性分布與有效儲層物性下限關系分析，明確有利儲層的沉積相發(fā)育類型，落實有利儲層的平面分布，為下一步的勘探部署提供指導。

1 地質概況

研究區(qū)位于準噶爾盆地的西緣，其西北部鄰近扎伊爾山，東部紅車斷裂帶與昌吉凹陷相接，南部以伊林黑比爾根山為界，主要分為車排子凸起區(qū)和四棵樹凹陷區(qū)(見圖1)。自晚海西期隆升定型以來，車排子凸起長期保持正向構造形態(tài)，地層發(fā)育不全，缺失前石炭系、二疊系和三疊系，自下而上依次發(fā)育石炭系、中生界的侏羅系和白堊系、新生界的古近系和新近系[10]。四棵樹凹陷是在石炭系火成巖基底上發(fā)展起來的中新生代繼承性凹陷，于海西期末形成，印支至喜山期先后經歷壓扭—坳陷—前陸盆地三個演化階段，凹陷處于持續(xù)隆升，直至三疊紀；主要沉積地層為三疊系—第四系，地層保存相對較全，地層厚度相對較大，各時代地層整體上自南向北減薄，呈楔形展布[11-12]。研究區(qū)斷裂極其發(fā)育，存在3個大的區(qū)域性不整合，即新生界與白堊系、白堊系與侏羅系、侏羅系與下伏地層的不整合。

圖1 準噶爾盆地西緣構造位置Fig.1 Tectonic location of the west Junggar basin

2 古地貌恢復

2.1 等時地層格架

由于準西地區(qū)位于盆緣復雜超剝帶，地層劃分對比難度大。根據研究區(qū)周邊四棵樹溝、大西溝、烏蘇煤礦、托斯特溝、待哺僧林場等7個中生界露頭剖面，以及研究區(qū)60余口鉆井資料，在大量微體古生物分析(480余塊次)、伊利石同位素測年(16塊次)、測井曲線及其頻譜屬性趨勢分析(60余口井)等基礎上，開展系統(tǒng)的地層劃分與對比，建立一套“巖石組合定沉積旋回，年代、生物地層定地層歸屬，測井曲線定地層界限，井震結合定地層展布”的綜合地層劃分對比方法(見圖2)。首先利用巖石組合特征劃分大的沉積旋回；然后利用古生物及同位素測年分析等確定不同沉積旋回的年齡歸屬；接著利用測井頻譜屬性趨勢分析確定不同組段的界限特征；最終通過井震標定，利用地震資料刻畫不同層系殘留地層的平面展布，實現(xiàn)地層的精細劃分對比，明確準西地區(qū)中生界地層歸屬。準西地區(qū)侏羅系自下而上主要發(fā)育下侏羅統(tǒng)八道灣組和三工河組，中、上侏羅統(tǒng)發(fā)育較為局限。等時地層格架的建立為沉積期古地貌的恢復和沉積模式的研究奠定基礎。

圖2 準西地區(qū)中生界地層綜合劃分Fig.2 The Mesozoic comprehensive stratigraphic division histogram of the west Junggar basin

2.2 沉積期古地貌

古地貌背景對沉積作用具有重要影響，直接或間接控制沉積體的類型、規(guī)模及其展布特征[13-16]，首先對侏羅系沉積期的古地貌進行恢復。由于準西地區(qū)處于盆緣超剝帶，侏羅系剝蝕較為嚴重，常呈頂削特征，在地層精細劃分對比的基礎上，以地層趨勢分析法[17]為指導，對60余條二維地震測線及部分三維地震測線開展地層剝蝕量恢復，并以12口井的單井聲波時差法計算的剝蝕量結果進行校正，最終恢復研究區(qū)侏羅系不同地區(qū)的剝蝕量，綜合還原下侏羅統(tǒng)的原始沉積厚度，再現(xiàn)侏羅系沉積早期的古地貌特征(見圖3)。由圖3可以看出，四棵樹凹陷在侏羅紀時期為一個獨立的沉積凹陷,與沙灣凹陷之間被車排子凸起分割，可以進一步劃分為4個次一級的古地理單元：車排子凸起東翼陡坡帶、四棵樹凹陷北部緩坡帶、四棵樹凹陷南部陡坡帶及中央凹陷帶。其中中央凹陷帶自東向西發(fā)育3個規(guī)模依次變小的次洼，分別為高泉1井東南、四參井1南和蘇6井南次洼。

圖3 準西地區(qū)侏羅系沉積早期古地貌Fig.3 The ancient landform at Jurassic sedimentary period of the west Junggar basin

3 沉積模式及沉積期巖相古地理

3.1 沉積模式

綜合鉆井、測井、露頭剖面及地震等資料，通過巖性相標志、測井相標志和地震相標志分析，在文獻[3-6，16，18]基礎上，識別準西地區(qū)侏羅系發(fā)育兩種沉積相類型：扇三角洲和辮狀河三角洲。

3.1.1 扇三角洲

扇三角洲在平面上主要分布于車排子凸起東翼和四棵樹凹陷南部，在層系上主要發(fā)育于八道灣組一段、三段和三工河組。在車排子凸起東翼，侏羅系主要表現(xiàn)為殘留的溝谷充填特征，溝谷充填物在地震反射軸上呈空白反射、雜亂反射及不連續(xù)反射等特征，充填的巖性以雜亂堆積、分選磨圓極差的灰色角礫巖為主，可見部分磨圓較好的砂礫巖。礫石整體上成分較為單一，主要為灰色火山巖礫石。礫巖呈雜基支撐，礫石常呈直立狀排列，反映典型的短距離搬運甚至就地坡積的重力流特征(見圖4)。該類扇三角洲主要受古沖溝的控制，與Nemec W等提出的受限型扇三角洲[19]相似，即在陡坡帶溝谷地形的控制下，扇三角洲平原亞相由溝谷約束的受限扇和溝谷兩翼的支流扇組成，其中受限扇主要為砂礫巖沉積，支流扇主要發(fā)育角礫巖沉積，垂向上兩者相互疊置，形成目前車排子凸起東翼侏羅系角礫巖與砂礫巖互層的巖石組合特征。再向前端，由于地形開闊，過渡為正常的扇三角洲前緣沉積，巖性也逐漸過渡為粗砂巖、含礫砂巖，粒度曲線表現(xiàn)為“兩段式”和“一段式”，如排1井區(qū)鉆遇。

圖4 車排子凸起東翼陡坡帶排6井單井相

另外，根據露頭剖面及固1井等探井揭示，在四棵樹凹陷南部也發(fā)育扇三角洲沉積。該類扇三角洲與車排子凸起東翼的受限型扇三角洲在巖性上具有明顯差異性，扇三角洲在巖性上主要為一套磨圓較好的砂礫巖、(含礫)粗砂巖夾于厚層的半深湖相深灰色泥巖，砂礫巖及含礫砂巖中的礫石常呈雜亂堆積，砂巖粒度概率累積曲線以寬緩上拱型為主(見圖5)，具有重力流特征，為陡坡帶發(fā)育的沖積扇快速入湖形成的正常扇三角洲沉積特征。

3.1.2 辮狀河三角洲

辮狀河三角洲在平面上主要分布于四棵樹凹陷的北部，在層系上主要發(fā)育于三工河組(J1s)。研究區(qū)排4井、蘇6井、艾2井、卡6井、卡8井、四參1井等鉆遇。根據鉆井資料顯示，其巖性主要發(fā)育一套厚層的含礫砂巖、中—粗砂巖、細砂巖與灰色泥巖的互層沉積，常具有厚層砂夾薄層泥的沉積特征，單砂層厚度一般為5～50 m。根據蘇6井取心資料，其巖性主要為一套灰色的含礫中—粗砂巖、細砂巖，礫石呈次圓狀，砂巖整體分選、磨圓較好，反映沉積物經歷長距離的搬運，其粒度概率累積曲線以“兩段式”和“三段式”為主(見圖6)，為牽引流沉積特征。

圖5 四棵樹凹陷南部陡坡帶固1井單井沉積相

在沉積相發(fā)育類型及分布特征等研究基礎上，結合古地貌背景，建立車排子地區(qū)侏羅系的沉積模式(見圖7)。下侏羅統(tǒng)沉積時期，準西地區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲和扇三角洲兩種沉積相類型，其中北部斜坡帶在古地貌上坡度緩(見圖3)，距離物源區(qū)相對較遠，沉積物搬運距離相對較長，研究區(qū)廣泛發(fā)育來自北物源的辮狀河三角洲沉積，形成厚層的、磨圓相對較好的含礫砂巖及砂巖沉積(見圖6-7)；四棵樹凹陷南部陡坡帶發(fā)育近山前的扇三角洲沉積，沖積扇快速入湖，形成扇三角洲前緣砂礫巖、含礫砂巖與半深湖相泥巖互層沉積的特征(見圖5和圖7)；車排子凸起區(qū)東翼物源區(qū)主要來自西部的車排子凸起，由于地形坡度陡(見圖3)，主要發(fā)育受古地貌溝谷控制的受限型扇三角洲沉積，風化剝蝕的沉積物經過短距離搬運快速堆積或原地坡積，巖性以灰色的雜基支撐角礫巖、砂礫巖為主，在局部開闊區(qū)可見正常砂巖沉積(見圖4和圖7)。

3.2 沉積期巖相古地理

根據沉積模式，考慮沉積期古地貌背景，在鉆井及露頭控制下，進行點—線—面綜合分析(見圖4-6、圖8)，最終還原侏羅系三工河組和八道灣組沉積時期的巖相古地理(見圖9)。整體上，八道灣組扇三角洲和辮狀河三角洲發(fā)育規(guī)模較小，其中八道灣組二段在四棵樹凹陷區(qū)發(fā)育一套大范圍的湖侵背景下的半深湖相泥巖，為一套較有利的烴源巖發(fā)育層段；侏羅系三工河組沉積時期，四棵樹凹陷北部斜坡帶主要發(fā)育緩坡背景下的辮狀河三角洲，沉積一套厚層的砂巖、含礫砂巖與湖相泥巖，具有良好的儲—蓋組合配置關系；四棵樹凹陷南部陡坡帶發(fā)育多個小型的扇三角洲，車排子凸起東翼以發(fā)育受限型扇三角洲為主。

圖6 四棵樹凹陷北部斜坡帶蘇6井單井相

4 有利儲層分布

在沉積相平面分布研究基礎上，分析不同沉積相帶的儲層物性特征。其中辮狀河三角洲前緣砂體孔隙度介于11.2%～37.2%，平均為17.5%；滲透率介于(0.91～1 002.00)×10-3μm2，平均為21.70×10-3μm2。扇三角洲砂體孔隙度介于1.1%～9.1%，平均為5.3%；滲透率介于(0.03～6.00)×10-3μm2，平均為0.52×10-3μm2。受限型扇三角洲儲層孔隙度介于3.9%～24.5%，平均為17.5%；滲透率介于(0.03～7.20)×10-3μm2，平均為0.85×10-3μm2。辮狀河三角洲儲層物性明顯好于受限型扇三角洲的、好于扇三角洲的(見圖10)。

根據研究區(qū)多口井試油及測井解釋成果，以試油產液量5 m3/d為有效儲層下限標準，通過試油法厘定準西地區(qū)有效儲層物性下限與埋深關系。將有效儲層物性下限與埋深關系曲線，以及不同沉積相帶儲層物性與埋深散點圖疊合(見圖11)，辮狀河三角洲砂體物性多大于對應埋深下的有效儲層物性下限，多為有效儲層，且儲集物性較好，為有利的儲層發(fā)育類型。扇三角洲和受限型扇三角洲儲層物性多小于對應埋深下的有效儲層物性下限，為無效儲層，其中僅有少量受限型扇三角洲前緣地形開闊區(qū)發(fā)育的正常砂巖為有效儲層(如排1井區(qū))，但在勝利油田探區(qū)內范圍極小，難以形成規(guī)模。

圖7 準西地區(qū)侏羅系沉積模式Fig.7 Depositional model of Jurassic in the west of Junggar basin

圖8 研究區(qū)固1井—排6井侏羅系連井沉積相剖面Fig.8 The Jurassic across-well facies analyses of Gu1 well to Pai6 well

圖9 研究區(qū)下侏羅統(tǒng)重要沉積時期巖相古地理分布

圖10 研究區(qū)不同沉積相帶儲層物性分布

圖11 研究區(qū)侏羅系不同成因砂體孔隙度、滲透率與埋深關系曲線疊合Fig.11 The superposition relationship between physical property-buried depth and physical property cut-off-buried depth in different genetic sand bodies of Jurassic reservoir

綜上所述，研究區(qū)侏羅系的有利儲層在成因上為辮狀河三角洲前緣砂體，在縱向上主要發(fā)育于三工河組(J1s)，在平面上主要分布于四棵樹凹陷北部斜坡帶(見圖7和圖9)，有利儲層具有厚度大、分布廣的特征，與斷裂體系組合可以形成規(guī)模構造圈閉，為下一步的油氣勘探提供指導。

5 結論

(1)準西地區(qū)侏羅系現(xiàn)今主要殘留下侏羅系統(tǒng)八道灣組和三工河組。侏羅紀早期，四棵樹凹陷為一個獨立于昌吉凹陷之外的沉積單元，自東向西發(fā)育高泉1井東南、四參井1南、蘇6井南3個次一級洼陷，其規(guī)模依次變小。

(2)準西地區(qū)下侏羅統(tǒng)主要發(fā)育辮狀河三角洲和扇三角洲沉積，其中辮狀河三角洲主要發(fā)育于四棵樹凹陷的北部緩坡帶，扇三角洲沉積主要發(fā)育于四棵樹凹陷南部的陡坡帶和車排子凸起東翼的陡坡帶。整體上，三工河組(J1s)的三角洲發(fā)育規(guī)模遠大于八道灣組(J1b)的；八道灣組二段沉積期,四棵樹凹陷發(fā)育的湖侵背景下半深湖相泥巖為一套較為有利的烴源巖。

(3)辮狀河三角洲儲層物性好于受限型扇三角洲和正常扇三角洲的，其中兩類扇三角洲砂體為無效儲層。三工河組時期，四棵樹凹陷北部斜坡帶發(fā)育的辮狀河三角洲前緣砂體多為有效儲層，且儲集物性較好，儲蓋配置關系好，是重要的勘探目標。

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我校學報獲“中國科技論文在線優(yōu)秀期刊”一等獎

繼2013、2014年度，我校主辦的《東北石油大學學報》再次獲得2015年度“中國科技論文在線優(yōu)秀期刊”一等獎。

“中國科技論文在線”是經教育部批準，由教育部科技發(fā)展中心主辦，是優(yōu)化科研環(huán)境，保護創(chuàng)新思想，方便快捷進行學術交流，治理不正學風的重要平臺。為了促進大學科技期刊健康發(fā)展，擴大學報等科技期刊的影響力，增加期刊刊載論文的引用率，促進論文免費共享，使科技期刊更好地為科研工作者服務，建設良好的科研環(huán)境，教育部科技發(fā)展中心連續(xù)8年組織"中國科技論文在線優(yōu)秀期刊"評選活動，累計評選一等獎476項、二等獎836項。

《東北石油大學學報》編輯部

2016-10-16；編輯：任志平

國家科技重大專項 (2011ZX05002-002)；中國石油化工股份有限公司項目(P13021)

許 濤(1978-)，男，博士，副研究員，主要從事沉積與儲層地質方面的研究。

TE121.3

A

2095-4107(2017)02-0013-10

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2017.02.002