準(zhǔn)噶爾盆地彩南油田彩8井-彩24井區(qū)三工河組辮狀河三角洲沉積研究

彩南油田地處準(zhǔn)噶爾盆地東部,工區(qū)地表為沙漠,覆蓋有少量植被,地面海拔650～690m。區(qū)內(nèi)年平均降水量小于50mm,年蒸發(fā)量大于2000mm,是一個(gè)典型內(nèi)陸盆地干旱沙漠油田[1](見(jiàn)圖1)。彩8-彩24井區(qū)所處的五彩灣凹陷于早二疊世時(shí)為克拉美麗前陸盆地山前凹陷的一部分,至侏羅紀(jì)時(shí)已填平補(bǔ)齊[2]。前人對(duì)于彩8-彩24井區(qū)三工河組沉積相研究較少。筆者通過(guò)對(duì)研究區(qū)的巖心、錄井、測(cè)井及分析化驗(yàn)資料進(jìn)行研究,確定其沉積特征,從而為該區(qū)的勘探開(kāi)發(fā)提供參考。

圖1 彩8-彩24井區(qū)地理位置圖

1 地質(zhì)概況

該區(qū)自上而下通過(guò)鉆井揭示的地層有第四系 (Q)、新近系 (N)、古近系 (E)、白堊系吐谷魯群(K 1tg)、侏羅系石樹(shù)溝群 (J2-3 sh)、西山窯組 (J2x)、三工河組 (J1 s)、八道灣組 (J1 b)、三疊系小泉溝群 (T 2-3 xq)、燒房溝組 (T 1 s)、韭菜園子組 (T 1j)、二疊系梧桐溝組 (P3wt)、石炭系巴塔瑪依內(nèi)山組 (C2 b)、滴水泉組 (C1d)、塔木崗組 (C1 t)。根據(jù)區(qū)域?qū)Ρ?侏羅系三工河組自上而下分為3段,即J1s3、J1s2和J1 s1。J1 s3分布穩(wěn)定,主要為泥巖和粉細(xì)砂巖,為區(qū)域性蓋層。J1s2主要為粉細(xì)砂巖、中粗砂巖夾細(xì)砂巖及礫巖,頂部發(fā)育一套比較穩(wěn)定的泥巖,為一套三角洲前緣沉積,是主要產(chǎn)油層,與J1 s3組成良好儲(chǔ)蓋組合。J1 s1主要為泥巖、粉細(xì)砂巖和中粗砂巖。J1s2和J1s1向東靠近盆地邊緣地層有剝蝕。

圖2 彩24井單井沉積相柱狀圖

2 沉積相特征

通過(guò)對(duì)研究區(qū)巖心、巖屑和電性特征等進(jìn)行分析,認(rèn)為侏羅系三工河組為一套辮狀河三角洲沉積體,共識(shí)別出辮狀河三角洲前緣及前三角洲2個(gè)亞相及5個(gè)微相 (見(jiàn)圖2)。

2.1 辮狀河三角洲前緣

辮狀河三角洲前緣是辮狀河三角洲沉積的最活躍場(chǎng)所,其沉積物亦是辮狀河三角洲的主體,由水下分流河道砂壩、支流間灣沉積、河口砂壩及遠(yuǎn)砂壩組成,其中水下分流河道沉積為前緣的主體。

1)水下分流河道 該微相是三角洲平原亞相中辮狀河道入湖后在水下的延續(xù)部分,其砂體內(nèi)部由含礫砂巖及中、粗粒砂巖組成若干個(gè)下粗上細(xì)的砂巖透鏡體相互疊置而成,沉積物粒度較粗。由于河道的頻繁遷移,砂體中側(cè)積交錯(cuò)層極發(fā)育,為主要的沉積構(gòu)造類(lèi)型,可作為其相標(biāo)志。砂體底部常發(fā)育沖刷面構(gòu)造 (見(jiàn)圖3),含有豐富的泥礫,此外還常見(jiàn)有平行層理和槽狀交錯(cuò)層理等沉積構(gòu)造。其對(duì)應(yīng)的自然伽馬測(cè)井曲線主要呈鐘形、箱形和鐘形-箱形組合。

圖3 彩39井水下分流河道中的底沖刷面

圖4 彩24井河口砂壩中的浪成沙紋層理

2)河口砂壩 該微相位于水下分流河道的前緣及側(cè)緣。巖性為粉砂巖、細(xì)砂巖及中砂巖,從下向上一般顯示由細(xì)到粗的反韻律,有時(shí)也可見(jiàn)向上變細(xì)的正韻律。其沉積構(gòu)造比較發(fā)育,可見(jiàn)浪成沙紋層理 (見(jiàn)圖4)、中小型交錯(cuò)層理和平行層理等,其對(duì)應(yīng)的自然伽馬測(cè)井曲線主要呈漏斗形。

3)支流間灣 該微相由暗色的粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖組成。由于水下分流河道頻繁遷移破壞,部分支流間灣沉積物往往遭受侵蝕破壞,并以大小不等的透鏡體出現(xiàn),常見(jiàn)水平層理及小沙紋層理,含植物葉片化石,其所對(duì)應(yīng)的自然伽馬測(cè)井曲線為低幅齒狀。

4)遠(yuǎn)砂壩 該微相為三角洲前緣末端沉積,由粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖組成,與河口砂壩相比,其粒度更細(xì)。遠(yuǎn)砂壩橫向延伸遠(yuǎn),分布范圍廣,但縱向上相帶窄,厚度薄,內(nèi)部見(jiàn)小沙紋層理和水平層理,常同前三角洲泥呈互層狀產(chǎn)出,其對(duì)應(yīng)的自然伽馬測(cè)井曲線整體呈漏斗形,多見(jiàn)齒化。

2.2 前三角洲

前三角洲位于辮狀河三角洲前緣向湖水較深方向的斜坡帶,常與半深湖沉積呈漸變過(guò)渡,與遠(yuǎn)砂壩形成互層。在該亞相中只有1個(gè)沉積微相,即前三角洲泥。該微相由深灰色泥巖及粉砂質(zhì)泥巖組成,可見(jiàn)水平層理,植物葉片化石普遍可見(jiàn),其所對(duì)應(yīng)的自然電位幅度值極低。

3 沉積微相平面展布

圖 5 彩8井-彩24井區(qū)三工河組沉積微相平面展布

在單井相和聯(lián)井相分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合砂礫巖厚度等值線、砂巖厚度等值線和砂地比等值線圖,作出該區(qū)的沉積微相平面分布圖 (見(jiàn)圖5)。從圖5可以看出,該區(qū)侏羅系三工河組主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣,其主要分布在彩24井-彩204井-彩 28井以東、彩 551井-彩 27井-彩29井以北、沙18井-彩40井-沙西 1井以東及彩8井以西方向,水下分流河道分布面積較廣,東部靠近盆地邊緣發(fā)育有少部分的三角洲平原。

4 物源分析

4.1 砂礫巖厚度

砂礫巖一般指顆粒直徑大于2mm的碎屑含量大于30%的碎屑巖,其性質(zhì)取決于母巖性質(zhì),而且一般搬運(yùn)距離不遠(yuǎn),故研究砂礫巖厚度有助于推斷物源方向[3]。

彩8井-彩24井區(qū)侏羅系三工河組普遍發(fā)育砂礫巖,且主要分布在J1s2中,但該區(qū)東部靠近盆地邊緣的地層有缺失,其中彩28井、彩3井、彩30井、彩52井、彩6井、彩7井、彩參1井、彩深1井、沙1井、沙西1井所在地層在J1 s1完全缺失。根據(jù)巖屑描述資料,對(duì)各井的砂礫巖進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并編繪了砂礫巖厚度等值線 (見(jiàn)圖6)。

從圖6可以看出:①彩 551井-彩51井-彩58井-彩24井-彩57井-彩4井的物源方向主要來(lái)自北和東方。②彩22井-彩24井-彩 59井-彩8井砂礫巖厚度呈54～11～4～14m的變化趨勢(shì),表明彩8井區(qū)的物源與彩24井區(qū)物源不是來(lái)自同一物源。③彩2井-彩203井-彩51井-彩8井砂礫巖厚度呈32～26～2～14m的變化趨勢(shì),表明彩8井區(qū)的物源與彩2井區(qū)的物源并非來(lái)自同一物源。

4.2 泥巖顏色

沉積物顏色尤其是泥巖顏色能夠很好地反映沉積環(huán)境的氧化還原條件,這通常與沉積物所處環(huán)境有關(guān)。棕紅、紫褐等紅色色調(diào)的泥巖一般是水上或水體很淺的沉積環(huán)境的產(chǎn)物,而暗色泥巖是水體較深的沉積環(huán)境的產(chǎn)物[4]。通過(guò)分析該區(qū)侏羅系三工河組巖屑描述資料,發(fā)現(xiàn)彩4井巖屑中有淺褐色及紫褐色泥巖,而其余井的巖屑多呈灰色,均未發(fā)現(xiàn)紅色色調(diào)泥巖,表明彩4井東側(cè)為水上沉積環(huán)境,有物源供給。

4.3 重礦物

相對(duì)密度大于2.86的礦物稱(chēng)為重礦物,其在巖石中含量一般不超過(guò)1%,依據(jù)其風(fēng)化穩(wěn)定性可分為穩(wěn)定重礦物和不穩(wěn)定重礦物2類(lèi)[5]。重礦物組合可以反映物源區(qū)母巖的性質(zhì),是分析含油氣盆地物源方向的重要手段之一。遠(yuǎn)離物源的方向,穩(wěn)定重礦物組分含量相對(duì)增加,不穩(wěn)定重礦物組分相對(duì)減少。在重礦物分析中,常用ZTR指數(shù) (即鋯石、電氣石和金紅石3種礦物在透明重礦物中所占的百分含量)來(lái)表示成分成熟度,其值越大則成熟度越高,說(shuō)明距離物源越遠(yuǎn)。

根據(jù)該區(qū)侏羅系三工河組21口井的重礦物分析資料,編繪了ZTR指數(shù)等值線圖 (見(jiàn)圖7)。由圖7可以看出,該區(qū)在三工河組沉積時(shí)期,ZTR指數(shù)有3個(gè)高值區(qū),分別是彩24井、彩133井和沙21井附近,其外圍ZTR指數(shù)呈減小的趨勢(shì),表明彩24井-彩133井-沙21井為遠(yuǎn)離物源的區(qū)域。

圖6 彩8井-彩24井區(qū)三工河組砂礫巖厚度等值線圖

圖7 彩8井-彩24井區(qū)三工河組ZTR指數(shù)等值線圖

根據(jù)上述物源分析,可確定該區(qū)物源來(lái)自于北、東和西北方向,其中彩8井區(qū)物源來(lái)自西北方向,彩24井區(qū)物源來(lái)自東方。

5 結(jié) 論

1)該區(qū)為辮狀河三角洲沉積,主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相和前三角洲亞相,其中辮狀河三角洲前緣亞相在縱向上常見(jiàn)多期水下分流河道疊置而成的砂體,其厚度大,橫向延伸遠(yuǎn),分布范圍廣,沉積構(gòu)造發(fā)育。

2)彩8井-彩24井區(qū)侏羅系三工河組沉積時(shí)期物源方向主要有北、東和西北方向,其中彩8井區(qū)物源來(lái)自西北方向,彩24井區(qū)物源來(lái)自東方,二者物源方向并不一致。

[1]張建良,劉金華,楊少春.準(zhǔn)噶爾盆地彩南油田彩003井區(qū)侏羅系辮狀河三角洲相儲(chǔ)層特征研究[J].天然氣地球科學(xué),2009,20(3):335-341.

[2]張滿(mǎn)郎,朱筱敏,張琴.準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)侏羅系沉積特征 [J].沉積與特提斯地質(zhì),2000,20(4):60-70.

[3]何幼斌,王文廣.沉積巖與沉積相[M].北京:石油工業(yè)出版社,2007.

[4]鄺紅偉,高振中,穆鵬飛.準(zhǔn)噶爾盆地夏鹽凸起石南31井區(qū)下白堊統(tǒng)清水河組一段物源分析 [J].古地理學(xué)報(bào),2008,10(4):371-378.

[5]姜在興.沉積學(xué) [M].北京:石油工業(yè)出版社,2003.