準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷西斜坡百口泉組沉積微相研究

付 晗，張?jiān)品澹跣∮?/p>

(1. 東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318； 2. 中國(guó)石油青海油田公司 采油三廠，甘肅 敦煌 736202)

0 前 言

準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷是準(zhǔn)噶爾盆地油氣最為富集、最有利的生烴凹陷，一直以來(lái)是勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)[1]。隨著勘探的不斷深入，瑪湖凹陷西部斷裂帶附近勘探已取得了豐富成果，勘探重點(diǎn)逐步擴(kuò)展到斷裂帶下盤的斜坡區(qū)，斜坡區(qū)是油氣從凹陷內(nèi)向西北緣凸起帶運(yùn)移的必經(jīng)區(qū)，易形成油氣藏，但總體勘探程度較低，僅在二疊系烏爾禾組和三疊系百口泉組發(fā)現(xiàn)了瑪北油田，且前期勘探主要集中在瑪北地區(qū)[2]。據(jù)前人研究，目的層百口泉組主要形成于扇三角洲沉積環(huán)境下，發(fā)育砂礫巖儲(chǔ)層，儲(chǔ)層巖石類型復(fù)雜，且儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能一般由不同類型的沉積微相下的巖性控制，因此對(duì)該研究區(qū)開(kāi)展系統(tǒng)的沉積微相研究，分析其平面上的分布規(guī)律和范圍對(duì)砂礫巖儲(chǔ)層的了解和有利相帶預(yù)測(cè)具有指導(dǎo)意義[3-4]。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

瑪湖凹陷位于準(zhǔn)噶爾盆地西北，毗鄰西北緣斷裂帶，是盆地內(nèi)最具規(guī)模的油氣聚集帶和勘探區(qū)[5]?，敽枷菸鞅辈靠梢苑譃閮蓚€(gè)斜坡帶，分別為瑪西斜坡和瑪北斜坡?，斘餍逼聟^(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣斷階帶下盤，東靠達(dá)巴松凸起與夏鹽凸起，北臨烏夏斷帶，南接中拐凸起，西抵克百斷裂帶，整體上是中央凹陷次一級(jí)東南傾斜的單一構(gòu)造[6](見(jiàn)圖1)。

圖1 瑪湖凹陷西斜坡構(gòu)造位置概況(據(jù)皺妞妞，2015改編)

斜坡區(qū)從下至上發(fā)育有石炭系，二疊系佳木河組、風(fēng)城組、夏子街組、下烏爾禾組，三疊系百口泉組、克拉瑪依組、白堿灘組，保羅系八道灣組、三工河組、西山窯組、頭屯河組及白堊系[7]。本文的目的層為百口泉組(T1b)，自下而上依次劃分為百一段(T1b1)、百二段(T1b2)、百三段(T1b3)。百口泉組(T1b)厚度約100～250 m，以灰色、褐灰色砂礫巖、含礫泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，夾灰褐色、褐色泥巖及砂質(zhì)泥巖[8-10]。

2 沉積相標(biāo)志

2.1 巖石學(xué)標(biāo)志

根據(jù)巖心觀察描述，研究區(qū)砂巖多以灰色、灰綠色、褐色為主，泥巖的顏色多為褐色，反映了當(dāng)時(shí)沉積環(huán)境既有水上的氧化環(huán)境也有水下的還原環(huán)境。主要沉積的巖石類型以砂礫巖為主，其次為泥巖，粒度總體較粗。沉積構(gòu)造既可見(jiàn)牽引流成因的平行層理、波狀層理，還可見(jiàn)重力流成因的混雜沉積構(gòu)造(見(jiàn)圖2)。巖石鏡下結(jié)構(gòu)主要為砂礫狀結(jié)構(gòu)、礫狀結(jié)構(gòu)、礫質(zhì)不等粒砂狀結(jié)構(gòu)等，碎屑成分主要由石英、長(zhǎng)石組成，還可見(jiàn)凝灰?guī)r等火山碎屑成分，礫石成分復(fù)雜。膠結(jié)類型為壓嵌型、孔隙—壓嵌型、孔隙型，磨圓度為次棱角—圓狀，分選差，顆粒支撐，顆粒間點(diǎn)—線接觸，發(fā)育粒間溶孔、收縮縫隙等，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均較低(見(jiàn)圖3)。粒度分布直方圖見(jiàn)多峰，粒度累積曲線斜率大，可見(jiàn)研究區(qū)砂巖粒度較大，且分選較差(見(jiàn)圖4)。

(a)艾湖2井，3 284.55～3 284.69 m，灰綠色砂礫巖；(b)百64井,2 739～2 739.13 m，褐色砂礫巖；(c)艾湖1井，3 799.87～3 800.04 m，沖刷面；(d)艾湖1井，3 799.58～3 799.88 m，波狀層理；(e)艾湖1井，3 805.34～3 805.39 m平行層理；(f)黃3井，2 485.71～2 485.79 m，重力流沉積

圖2 瑪湖凹陷西斜坡三疊系百口泉組巖石特征

(a) 艾湖1井，長(zhǎng)石巖屑砂巖，3 858.65 m， 不等粒砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，孔隙型，點(diǎn)接觸；(b)艾湖11井，礫巖，2 818.04 m，礫狀結(jié)構(gòu)，壓嵌型，線接觸；(c)艾湖1井，3 804.18 m，砂礫巖，砂礫狀結(jié)構(gòu)，發(fā)育粒間溶孔；(d) 艾湖11井，2 876.59 m，砂礫巖，砂礫狀結(jié)構(gòu)，發(fā)育收縮縫隙

圖3 瑪湖凹陷西斜坡三疊系百口泉組巖石微觀特征

2.2 測(cè)井相標(biāo)志

測(cè)井要素一般包括測(cè)井曲線的幅度、幅差、形狀、頂?shù)椎慕佑|關(guān)系和韻律性等[11]。本文主要利用自然伽馬曲線和電阻率曲線判斷分析沉積相，共識(shí)別出以下測(cè)井相模式(見(jiàn)圖5)。

3 沉積相劃分

綜合分析研究區(qū)的沉積相標(biāo)志，認(rèn)為研究區(qū)的沉積相類型為扇三角洲相，并識(shí)別出3種亞相和8種微相(見(jiàn)表1)。

3.1 扇三角洲平原

研究區(qū)泥石流微相主要為雜色、褐色砂礫巖。巖心觀察顯示，礫石大小不等，分選磨圓差，排列不定向，反映重力流沉積特點(diǎn)，層理不發(fā)育。自然伽馬和電阻率測(cè)井曲線為高幅度的齒化箱型。

辮狀河道微相是扇三角洲平原相中砂體最為發(fā)育的微相，攜帶大量的粗粒沉積物。主要發(fā)育褐色砂礫巖，分選磨圓較差，自然伽馬和電阻率測(cè)井曲線為齒化箱型。

辮狀河道間發(fā)育褐色泥巖，自然伽馬和電阻率曲線為低平齒狀。

A 顆粒粒徑分布的柱狀圖； B 顆粒粒徑分布的頻率曲線； C 不同粒徑的累積質(zhì)量百分比曲線

(a)齒化箱型；(b)前積指狀；(c)低平齒狀；(d)漏斗型

表1 瑪湖凹陷西斜坡三疊系百口泉組沉積相類型

3.2 扇三角洲前緣

碎屑流微相是扇三角洲平原泥石流在水下的延伸部分，由灰綠色砂礫巖組成，泥質(zhì)雜基含量高。礫石大小不一、磨圓度低，雜亂排列，呈塊狀構(gòu)造。自然伽馬曲線和電阻率曲線呈齒化箱型或漏斗型反韻律特征。

水下分流河道微相主要由灰色、灰綠色砂礫巖組成，分選中等，礫石定向排列，可見(jiàn)平行層理及沖刷面構(gòu)造。自然伽馬和電阻率曲線為頂?shù)淄蛔兊凝X化箱型。

席狀砂位于扇三角洲前緣向湖一側(cè)，受湖水作用改造，巖性較細(xì)，主要由灰色細(xì)砂和粉砂巖組成。成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較水下分流河道高。自然伽馬曲線、電阻率曲線呈前積指狀。

水下分流間灣位于水下分流河道的兩側(cè)，主要由灰色、褐色泥巖組成，自然伽馬和電阻率曲線為低平齒狀。

3.3 前扇三角洲

研究區(qū)前扇三角洲亞相主要發(fā)育前扇三角洲泥質(zhì)沉積，巖性為褐色泥巖，自然伽馬曲線和電阻率曲線為較為平直的齒型。

4 沉積相展布特征

4.1 沉積相連井剖面

如圖為瑪湖凹陷西斜坡三疊系百口泉組西北—東南向沉積相連井剖面(見(jiàn)圖6)。僅在研究區(qū)西北部的百76井發(fā)育扇三角洲平原沉積，巖性為大段雜色砂礫巖，往東南方向扇三角洲平原消失，其余井均主要發(fā)育扇三角洲前緣亞相，與前扇三角洲交互沉積，砂巖厚度變薄，巖性變細(xì)。整體上研究區(qū)百口泉組自西北到東南方向由扇三角洲平原逐漸過(guò)渡為前扇三角洲沉積。東北—西南向沉積相連井剖面顯示(見(jiàn)圖7)，百一、百二段僅研究區(qū)東部的瑪西1、艾湖10發(fā)育水上的扇三角洲平原沉積，西南方向其余井均為扇三角洲前緣沉積。百三段，該剖面上的井均主要發(fā)育前扇三角洲沉積。

圖6 瑪湖凹陷西斜坡百口泉組西北—東南向沉積相連井剖面

圖7 瑪湖凹陷西斜坡百口泉組東北—西南向沉積相連井剖面圖

4.2 沉積相平面展布

瑪湖凹陷西斜坡區(qū)在百口泉組沉積時(shí)期古地形為一西北—東南傾的斜坡，西北高、東南低。物源方向主要來(lái)源于研究區(qū)西北部的百76、黃3井附近。百一段、百二段、百三段總體上是一個(gè)持續(xù)水進(jìn)的過(guò)程，平面上由百一段到百三段表現(xiàn)為扇體朝物源方向后退，扇三角洲平原及前緣范圍縮小，前扇三角洲范圍增大，巖性逐漸變細(xì)；縱向上，百口泉組下部發(fā)育粗碎屑礫巖和砂礫巖，上部發(fā)育細(xì)碎屑砂巖和粉砂巖，形成了自下而上扇三角洲平原—扇三角洲前緣—前扇三角洲的沉積體系[12-13]。

百一段沉積時(shí)期扇三角洲平原呈北西向往東北方向延伸，研究區(qū)西北部百76、黃3井為主要物源區(qū)，南部至百76、百75、瑪西1井附近發(fā)生相變，扇三角洲前緣主要覆蓋在研究區(qū)中部至南部大面積范圍內(nèi)，至百65井附近變?yōu)榍吧热侵迊喯唷０俣纬练e時(shí)期沉積相繼承了百一段沉積相的平面分布規(guī)律，受整體水進(jìn)退積作用，扇體向物源方向后退，扇三角洲平原仍分布于研究區(qū)西北—東北部，扇三角洲前緣分布于研究區(qū)中部，至百55、艾湖207、艾湖1、瑪西1井附近，研究區(qū)南部百65、艾參1一線為前扇三角洲沉積。百三段沉積時(shí)期水侵進(jìn)一步加劇，各沉積亞相向物源方向大規(guī)模退卻，扇三角洲平原范圍僅存在于研究區(qū)西北部百76、黃3、百75井一帶，扇三角洲前緣沉積往南至百泉1、艾湖11井一帶，研究區(qū)南部為大面積前扇三角洲沉積(見(jiàn)圖8)。

圖8 瑪湖凹陷西斜坡百口泉組沉積相平面展布

5 結(jié) 論

1)研究區(qū)主要發(fā)育扇三角洲相，扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲亞相，并可分為泥石流、辮狀河道、辮狀河道間、碎屑流、水下分流河道、水下分流河道間、席狀砂和前扇三角洲泥8種微相。

2)扇三角洲平原亞相主要分布于研究區(qū)西北部，為大段雜色砂礫巖沉積，往西南方向繼承性過(guò)渡為巖性較細(xì)的扇三角洲前緣和前扇三角洲泥質(zhì)沉積。

3)研究區(qū)的沉積模式總體為一持續(xù)水進(jìn)過(guò)程，在縱向上形成了自下而上分別為扇三角洲平原—扇三角洲前緣—前扇三角洲的沉積體系。百三段頂部往往發(fā)育大范圍的泥巖類沉積，與其下部的儲(chǔ)層形成了良好的儲(chǔ)—蓋組合，為該區(qū)大范圍的油氣聚集提供了條件。