瑪北斜坡百口泉組沉積相與有利儲(chǔ)層分布

袁曉光，李維鋒，張寶露，韓登林，許宏龍

(長(zhǎng)江大學(xué)，湖北 武漢 430100)

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瑪北斜坡百口泉組沉積相與有利儲(chǔ)層分布

袁曉光，李維鋒，張寶露，韓登林，許宏龍

(長(zhǎng)江大學(xué)，湖北 武漢 430100)

針對(duì)瑪北斜坡百口泉組目前存在的沉積相認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一、內(nèi)部微相劃分不精細(xì)及有利儲(chǔ)層分布認(rèn)識(shí)不清等問(wèn)題，通過(guò)巖心及薄片觀察，結(jié)合測(cè)錄井及試油資料，進(jìn)行沉積相及有利儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)研究。結(jié)果表明：百口泉組沉積相為扇三角洲相而非沖積扇相，可識(shí)別出10個(gè)微相類型。其中，重力流成因的泥石流、碎屑流微相的識(shí)別尤為重要；扇面河道和水下分流河道微相的砂礫巖、砂巖屬于牽引流成因，物性最佳，為有利儲(chǔ)層分布區(qū)域；而泥石流和碎屑流微相的砂礫巖屬于重力流成因，泥質(zhì)雜基含量高，物性很差。該研究將為百口泉組后續(xù)的評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)提供新的地質(zhì)依據(jù)，也可為鄰區(qū)甚至國(guó)內(nèi)其他扇三角洲發(fā)育區(qū)的油氣勘探評(píng)價(jià)提供借鑒。

瑪北斜坡；百口泉組；扇三角洲；沉積微相；重力流；有利儲(chǔ)層

1 區(qū)域地質(zhì)背景

瑪湖凹陷是準(zhǔn)噶爾盆地中央坳陷內(nèi)的次級(jí)構(gòu)造單元，瑪北斜坡位于瑪湖凹陷北部。瑪北斜坡構(gòu)造格局形成于白堊紀(jì)早期，總體表現(xiàn)為一東南傾的平緩單斜形態(tài)，局部發(fā)育低幅背斜和鼻狀構(gòu)造[1-5]。研究區(qū)地層發(fā)育較全，自下而上發(fā)育石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系和白堊系，各系之間均為區(qū)域性不整合接觸，其中，三疊系內(nèi)部自下而上可分為百口泉組、克拉瑪依組及白堿灘組。百口泉組內(nèi)部分為三段：T1b1、T1b2、T1b3，百二段再分為T1b22和T1b212個(gè)小層。

2 沉積相類型的鑒定依據(jù)及微相精細(xì)劃分

大部分學(xué)者認(rèn)為百口泉組屬于沖積扇相[6-8]，少部分認(rèn)為屬于扇三角洲相[3]。沖積扇相和扇三角洲相最主要的區(qū)別在于扇三角洲相除了發(fā)育水上沉積之外，還發(fā)育大量水下沉積。通過(guò)對(duì)覆蓋研究區(qū)的38口取心井的918.34 m巖心進(jìn)行詳細(xì)觀察，認(rèn)為百口泉組屬于扇三角洲相而非沖積扇相，其依據(jù)為：①巖心顏色除了有代表水上氧化環(huán)境的褐色、棕紅色(圖1a—e)之外，還有代表水下半還原—還原環(huán)境的灰綠色、灰黑色(圖1f—j)；②可見(jiàn)典型反粒序特征(圖1j)；③在靠近湖盆中心的近10口井(如M13井、M138井等)的百三段，均發(fā)育一套厚度巨大的灰黑色泥巖，代表前三角洲泥；④可見(jiàn)代表水下還原環(huán)境的自生黃鐵礦礦物。此外，前人對(duì)其內(nèi)部微相劃分過(guò)于粗略，如在扇三角洲平原中僅識(shí)別出分流河道和河道間，在前緣中僅識(shí)別出水下分流河道和支流間灣[3]。實(shí)際上，扇三角洲內(nèi)部微相類型非常豐富，本文在此將百口泉組扇三角洲相劃分出3個(gè)亞相及10個(gè)微相。

2.1 扇三角洲平原亞相

扇三角洲平原與沖積扇沉積特征類似，均為水上氧化環(huán)境下的粗粒沉積體。

2.1.1 泥石流微相

泥石流是扇三角洲平原的主體，為重力流成因。由褐色中礫巖構(gòu)成，礫石大小混雜、分選性差，最大粒徑可達(dá)10 cm，泥質(zhì)雜基含量高、顆粒多呈“漂浮狀”，磨圓度較低，雜亂排列，常侵蝕、沖刷下伏的扇面河道或漫流沉積物，構(gòu)造混雜(圖1a、b)。

2.1.2 扇面河道微相

扇面河道為間災(zāi)變期發(fā)育的辮狀河道，屬于牽引流成因，由褐色細(xì)礫巖、含礫砂巖及砂巖構(gòu)成。部分可見(jiàn)自下而上的由細(xì)礫巖—含礫砂巖—砂巖組成的完整正韻律，但由于泥石流的侵蝕、沖刷作用，頂部含礫砂巖和砂巖一般難以保留。礫石分選性好，磨圓度較高，泥質(zhì)雜基含量低。發(fā)育正韻律及側(cè)積交錯(cuò)層理等沉積構(gòu)造(圖1c、d、e)。

圖1 瑪北斜坡百口泉組各沉積微相巖心特征

2.1.3 漫流微相

主要由褐色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖構(gòu)成，厚度薄，塊狀層理，可含少量植物化石。

2.2 扇三角洲前緣亞相

扇三角洲前緣屬于水下半還原—還原環(huán)境沉積體，是扇三角洲相區(qū)別于沖積扇相的重要沉積部分。

2.2.1 碎屑流微相

碎屑流是泥石流在水下的延伸部分，也屬于重力流成因。由灰綠色、灰黑色中礫巖構(gòu)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。碎屑流在前緣中的比例較泥石流在平原中的比例有所降低，但仍占40%左右(圖1f、g)。

2.2.2 水下分流河道微相

水下分流河道是平原中扇面河道在水下的延伸，主要由灰綠色細(xì)礫巖、含礫砂巖及砂巖構(gòu)成；礫石大小均一、磨圓較好，泥質(zhì)雜基含量低；發(fā)育大型側(cè)積交錯(cuò)層理、平行層理等沉積構(gòu)造(圖1h、i)。

2.2.3 支流間灣微相

支流間灣位于水下分流河道間的低能環(huán)境，由灰綠色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖構(gòu)成，塊狀層理。

2.2.4 河口砂壩微相

由于碎屑流的侵蝕，使得水下分流河道的河口限定性差，河口砂壩發(fā)育程度很低。研究區(qū)可見(jiàn)少量河口砂壩沉積，自下而上由灰綠色粉砂巖—中細(xì)砂巖構(gòu)成典型的反粒序，見(jiàn)平行層理，厚度薄(圖1j)。

2.2.5 遠(yuǎn)砂壩微相

位于扇三角洲前緣最前端，由灰綠色粉砂巖及泥質(zhì)粉砂巖構(gòu)成，單層厚度薄，與前三角洲泥互層。

2.3 前扇三角洲亞相

由前扇三角洲泥及滑塌碎屑流構(gòu)成。前扇三角洲泥由灰黑色泥巖構(gòu)成，發(fā)育水平層理。滑塌碎屑流為前緣粗粒沉積物因失穩(wěn)、滑塌，在前扇三角洲泥中形成的，構(gòu)造混雜。

3 沉積微相平面展布與沉積演化

圖2 百口泉組各小層沉積微相平面展布

4 有利儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)

前人對(duì)于研究區(qū)百口泉組有利儲(chǔ)層分布認(rèn)識(shí)不清，但事實(shí)上，在扇三角洲平原中也有高產(chǎn)油氣井(如M001井)，在扇三角洲前緣中也有不少低產(chǎn)油氣井(如M4井)、含油水層井(如X95井)、僅產(chǎn)水井(如M002井)、甚至干層井(如M7井)。

通過(guò)對(duì)百口泉組1277個(gè)樣品的物性分析，發(fā)現(xiàn)其儲(chǔ)層物性好壞與沉積微相類型密切相關(guān)，據(jù)此，對(duì)百口泉組砂礫巖儲(chǔ)層進(jìn)行分類評(píng)價(jià)(表1)。

表1 瑪北斜坡百口泉組沉積微相與巖性、物性關(guān)系

其中，扇面河道和水下分流河道微相內(nèi)發(fā)育的砂礫巖、砂巖屬于牽引流成因，其泥質(zhì)雜基含量一般低于3%，薄片鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，其孔隙類型以剩余粒間孔為主，孔隙連通性好；壓汞實(shí)驗(yàn)表明，其孔喉分選性好，排驅(qū)壓力小，毛管半徑大，因而物性最佳、為研究區(qū)有利儲(chǔ)層(表1)；而泥石流和碎屑流微相內(nèi)發(fā)育的砂礫巖屬于重力流成因，薄片鏡下微觀觀察發(fā)現(xiàn)，其泥質(zhì)雜基含量高(一般高于8%)，孔隙類型以粒內(nèi)溶孔、界面孔等次生孔隙為主，幾乎不保留任何剩余粒間孔，孔隙連通性差；壓汞實(shí)驗(yàn)表明，其孔喉分選性很差，排驅(qū)壓力大，毛管半徑較小，因而物性很差、屬于差儲(chǔ)層(表1)；漫流和支流間灣泥屬于非儲(chǔ)層。

根據(jù)以上結(jié)論，以各小層沉積微相平面展布圖為基礎(chǔ)，開(kāi)展有利儲(chǔ)層平面分布預(yù)測(cè)(圖3)。可以看出，扇三角洲平原存在發(fā)育良好的儲(chǔ)層，可形成多個(gè)“透鏡狀”的巖性油氣藏，扇三角洲前緣中也發(fā)育大面積的差儲(chǔ)層；通過(guò)最新試油結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)油井全部分布在有利儲(chǔ)層預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)(如平原內(nèi)的X89井)，而低產(chǎn)油井或者出水井(如前緣內(nèi)的M4井)，甚至干井(如M7井)全部分布在差儲(chǔ)層預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)，預(yù)測(cè)效果十分理想(圖3)。

圖3 瑪北斜坡三疊系百口泉組有利儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)(以T1b21小層為例)

5 結(jié) 論

(1) 瑪北斜坡百口泉組沉積相為扇三角洲相而非沖積扇相，可識(shí)別出10種微相類型，其中，重力流成因的泥石流、碎屑流微相為研究區(qū)首次識(shí)別，非常關(guān)鍵。沉積演化研究表明：伴隨著湖平面逐漸上升，三大扇三角洲體逐漸向物源方向退卻。

(2) 扇面河道及水下分流河道內(nèi)發(fā)育的砂礫巖、砂巖儲(chǔ)層是研究區(qū)有利儲(chǔ)層，亦是未來(lái)油氣評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)的首選目標(biāo)；而泥石流和碎屑流內(nèi)發(fā)育的砂礫巖儲(chǔ)層屬于差儲(chǔ)層。

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編輯 朱雅楠

20150204；改回日期：20150325

國(guó)家自然科學(xué)基金“庫(kù)車坳陷露頭剖面斷層帶砂巖成巖改造分異特征研究”(41302094)與中國(guó)石油天然氣股份有限公司新疆油田分公司重大專項(xiàng)“瑪湖北斜坡區(qū)百口泉組巖石特征精細(xì)研究和儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)”(2014-MH-511)聯(lián)合資助

袁曉光(1991-)，男，2009年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)資源勘查工程專業(yè)，現(xiàn)為該校礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)在讀碩士研究生，主要從事沉積與儲(chǔ)層地質(zhì)方面的研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.03.017

TE122.2

A

1006-6535(2015)03-0070-04