準噶爾盆地沙灣凹陷西斜坡陸相湖盆重力流沉積特征與油氣關系

高宇慧 ,佟瑩 ,黃會會 ,劉荷沖 ,黃黨委

（1.中國石油新疆油田分公司勘探開發研究院，新疆 克拉瑪依 834000；2.新疆皓登科技有限公司，新疆 烏魯木齊 830000；3.中國石油新疆油田分公司陸梁油田作業區,新疆 克拉瑪依 834000；4.中國石油新疆油田分公司風城油田作業區，新疆 克拉瑪依 834000）

沙灣凹陷屬準噶爾盆地中央坳陷二級構造單元，西面緊鄰紅車斷裂帶，東面為北盆1 井西凹陷，北面與中拐凸起相鄰（圖1）。沙灣凹陷早二疊世具“前陸沉積”特征，楔形體明顯，大型逆推斷層體系控制了坳隆格局，形成多支伸向生烴凹陷的大型鼻凸，為“三新”勘探領域。研究結果表明,二疊系上烏爾禾組沉積相為山前沖積扇及辮狀河三角洲平原相與辮狀河三角洲前緣相的交互相。但三角洲前緣完鉆的試油井產能差異較大，分析原因可能為多因素控制下發育的砂體在垂向和橫向上存在明顯的差異，對油藏分布具較強的控制作用。近年來，陸相湖盆重力流沉積一直是油氣藏勘探和研究最為活躍的領域[1-4]。前人對沙灣凹陷重力流沉積也做了一些研究，但主要在重力流沉積類型、沉積特征方面，而重力流成因及沉積模式方面研究不充分。本次研究通過對野外露頭、巖心、測井等資料分析，結合重力流沉積背景下各成因砂體測井曲線形態、垂向發育厚度、連續性及組合特征，在對湖相重力流沉積類型、沉積特征研究的基礎上，精細刻畫了砂體結構特征，分析沉積相和砂體結構對油藏分布的影響，沙門子前緣相帶有利目標發育，新識別巖性目標9個/122 km2，資源量達7 000×104t，對油氣勘探具有重要意義[5-8]。

圖1 沙灣凹陷西斜坡研究區構造位置圖Fig.1 Structural location of the study area for the west slope of Shawan sag

1 重力流成因及沉積模式

重力流是由含大量懸浮物質的高密度流體在重力驅動下，沿斜坡向下呈整體塊狀移動的陣發性、短暫性的快速沉積。通常情況下，沉積物再搬運、洪水持續供給、漂浮羽流卸載是陸相湖盆重力流沉積主要的成因機制。重力流沉積相域類型、塊狀砂巖內部沉積特征和逆正粒序沉積特征精細解析可揭示重力流沉積成因。在流動過程中，隨沉積物與水的混合作用及沉積物的卸載，沉積物濃度減小并發生流態轉變，不同重力流之間發生相互轉化。據沙灣凹陷巖心觀察和薄片、粒度等測試資料分析，研究區陸相盆地重力流形成機制多樣，外部形態極為復雜。受重力流形成機制、坡折帶形態、坡折帶古地貌和同沉積斷裂的影響，重力流并非呈經典扇形，按形態可分為水道-湖底扇、扇形和二大類[8-13]（圖2）。

表明漂浮流體的卸載沉降同樣是形成深水重力流的重要成因機制。在流動過程中其不斷發生滑塌、破碎成多個塊體，隨沉積物卸載和水注入，巖層塊體破碎攪混、軟沉積物發生變形，發生流態轉化[13-14]。

2 沉積特征分析

通過完鉆井的巖心、單井沉積序列、沉積相、地震相、測井相，結合古地貌分析，沙灣凹陷西斜坡二疊系上烏爾禾組主要發育扇三角洲沉積體系，可細分為扇三角洲平原及扇三角洲前緣。

2.1 扇三角洲平原亞相

扇三角洲平原以褐色、灰綠色礫巖、砂礫巖為主，磨圓多呈棱角-次圓狀，分選較差，碎屑成分中泥質含量相對較高，物性相對較差。CP5 井區小河道下切充填特征明顯，表明為短物源沉積，儲層欠發育，相對規模儲層分布在河道上傾方向。剖面線上厚層：振幅相對較弱，頻率較低；互層：振幅相對較強，頻率較高[15-18]。結合地震剖面可看出，陸相湖盆重力流水下分流河道在剖面及單井相特征上呈北部寬而緩（圖3），具河流相沉積構造背景。

圖3 陸相湖盆重力流水下分流河道剖面圖Fig.3 Profile of gravity flow distributary channel in continental lake basin

2.2 扇三角洲前緣亞相

沙灣凹陷二疊系上烏爾禾組扇三角洲前緣巖性為灰綠色砂礫巖、細砂巖、泥質粉砂巖互層，礫石分選較好，磨圓較好，泥質含量低，物性整體較好。目前已完鉆的CP5井上烏爾禾組烏二段巖心為含礫砂巖。見細砂巖與粗砂巖互層，發育交錯層理，整體呈現下粗上細的正旋回特征，粒度粗細變化明顯，C-M圖集中發育在牽引流區域內，河道沉積特征明顯。SP1 井上烏爾禾組烏二段巖心磨圓較差，但有一定分選，表明搬運距離相對短，經過淘洗，顏色為灰色，粒度概率累計曲線多呈三段、多段式,C-M圖粒度分散在重力流、牽引流兩部分，具良好扇三角洲前緣水下分流河道沉積指相性（圖4）。前緣相帶低雜基，較粗粒的砂質細礫巖顆粒支撐力強，抗壓實能力強(圖4-d)；經兩期溶蝕，5 000 m 埋深以下仍發育有效儲層。南部陡而深，具快速堆積，扇三角洲沉積的構造背景。

圖4 沙灣凹陷CP5井（4 367.8 m）(a，b)及ST2井（5 194.64 m）(c，d)二疊系上烏爾禾組巖心及物性對比圖Fig.4 Core physical properties of Permian upper Wuerhe formation of well cp5(4 367.8 m)(a，b)and well ST2(5 194.64 m)(c，d)in Shawan sag

3 沙灣凹陷西斜坡有利油氣聚集條件分析

通過地震相，刻畫南北不同物源的沉積界線，優選地震屬性精細刻畫亞相邊界，明確了烏爾禾組各相帶展布規律。由于受不同沉積環境、湖盆底形、物源供給、水動力強弱等沉積-地質因素的差異性控制，沙灣凹陷西斜坡向盆地中心砂體有減薄趨勢，主要發育河口砂壩、遠砂壩。砂巖分選性較近物源方向更好，泥質含量更低，物性有變好趨勢。而厚砂-薄砂-泥互層型和薄砂-厚泥互層型結構中發育的單砂體厚度相對較小，多以孤立型存在，砂巖粒度細、物性差，砂體間的泥質隔層阻礙了油氣垂向運移，導致孤立的單砂體含油性差，多為差油層或干層。本次研究三角洲前緣完鉆的試油井產能差異較大，主要是利用實際生產及現場試油等數據與沉積相平面圖對比，可發現高產井不僅位于構造高點，還位于沉積相主河道或附近。處于兩大主河道之間的CH67井，表現出產量低（日產6 m3）、壓力明顯偏低、生產效果差的現象。而ST1井上烏爾禾組鉆遇前緣有利相帶，但砂體規模有所不同。上烏爾禾組主要發育前緣相帶薄砂體，烏一段，烏二段退積形成的薄砂層與湖侵形成的泥巖組合，易形成巖性油氣藏[19](圖5)。

圖5 沙灣凹陷西斜坡二疊系上烏爾禾組振幅屬性平面圖（a）及有利區風險勘探成果圖（b）Fig.5 Amplitude attribute plan of upper Wuerhe formation of Permian in west slope of Shawan Sag(a)and risk exploration results of favorable areas(b)

綜合以上分析，沙灣凹陷西斜坡二疊系儲層物性主要受沉積相帶控制，儲層主要為扇三角洲前緣亞相的水下分流河道。由于水動力條件較強，砂礫間泥質雜基含量受淘洗后普遍較低且分選較好，致使儲層物性明顯好于其它沉積相帶，沙灣凹陷上烏爾禾組北部物源供給欠補償，相對規模儲層分布在上傾方向,部署上鉆ST001井；南部物源供給充足，規模儲層發育，有利儲層分布在下傾前緣方向,部署上鉆風險探井ST2井、ST002井。

4 幾點認識

（1）通過對沙灣凹陷西斜坡精細解釋、沉積相分析，認為二疊系多期砂疊置厚層型、厚砂-薄泥互層型砂體結構，具疊合砂體厚度大、垂向連續性較好、橫向延伸遠等特征。

（2）上烏爾禾組發育扇三角洲前緣亞相水下分流河道為沉積優勢相帶。砂質碎屑流沉積區雖是油氣藏有利聚集分布帶，但分布面積較廣。

（3）通過構造演化背景下的“地形分源，單井控點、屬性畫界”的沉積相精細雕刻技術，細化了沙灣凹陷上烏爾禾組沉積體系，明確了“北河南扇”的沉積特征，落實了規模儲層發育帶。在重力流沉積特征研究基礎上，結合砂體結構特征，進一步細化有利目標，為風險勘探有利區優選提供新的研究思路。