準噶爾盆地西緣春光探區沉積演化及含油砂體分布特征

王 勇，李風勛，丁潔熒，金蕓蕓，陳麗麗，陳敘安

(1.中國石化河南油田分公司勘探開發研究院，河南鄭州450046；2.中山大學地球與地質工程學院；3.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院)

準噶爾盆地西緣春光探區沉積演化及含油砂體分布特征

王 勇1，李風勛1，丁潔熒2，金蕓蕓1，陳麗麗1，陳敘安3

(1.中國石化河南油田分公司勘探開發研究院，河南鄭州450046；2.中山大學地球與地質工程學院；3.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院)

綜合利用巖心、鉆井、測井、地震資料，開展春光探區沉積相研究，確定研究區發育扇三角洲-湖泊、辮狀河三角洲-湖泊、沖積扇-辮狀河和曲流河-曲流河三角洲等4種沉積體系。在層序地層格架下，結合春光探區各層系古地貌特征研究，認為古地貌控制了各層系沉積體系展布特征，在此基礎上明確了春光探區沉積演化特征，確定了各層系有利沉積相帶。結合春光探區油氣成藏特征，最終確定了新近系沙灣組一段的沖積扇溝谷砂體、沙灣組河道砂體側緣尖滅帶、古近系灘壩砂體和白堊系扇三角洲地層超覆/剝蝕帶是有利勘探區帶。

準噶爾盆地；春光油田；沉積體系；古地貌；沉積演化；沉積相帶；巖性地層油藏

1 概況

春光探區構造上隸屬于準噶爾盆地西部隆起車排子凸起，其西面和北面鄰近扎伊爾山，南面為四棵樹凹陷，向東以紅-車斷裂帶與昌吉凹陷以及中拐凸起相接，總體表現為東南傾的單斜，面積1 023 km2[1-2]。春光區塊地層由老至新分別為石炭系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系和第四系，其中新近系沙灣組、白堊系和古近系是最重要的勘探層位。春光探區構造簡單，三級以上斷裂不發育，構造類圈閉不發育，主要以巖性地層圈閉為主，所以明確砂體沉積特征是非常有必要的。

在綜合分析各種資料的基礎上，并結合該地區地層發育年代和構造運動特征，將春光探區白堊系-新近系沙灣組沉積劃分為3個二級層系和4個三級層系(圖1)。白堊系勝金口-呼圖壁組和連木沁組分別為2個三級層序(層序Ⅰ和Ⅱ)，古近系為一個三級層序(層序Ⅲ)，白堊系和古近系3個三級層序都沒有低位體系域。沙灣組為一個三級層序(層序Ⅳ)，其中沙一段為低位體系域(LST)，沙二段為湖侵體系域(EST)，沙三段為高位體系域(HST)。

2 沉積相類型

通過32口井的巖心觀察、粒度分析以及大量地震、測井和古生物資料詳細分析，認為春光探區發育7種沉積相：沖積扇、辮狀河、辮狀河三角洲、曲流河、曲流河三角洲、扇三角洲和湖泊。

圖1 春光探區層序地層格架

2.1 沖積扇

沖積扇體系主要發育在沙一段沉積時期研究區西北部，中扇辮狀水道和泥石流沉積為主要含油微相。辮狀水道巖性主要為雜色砂礫巖，表現為底沖刷、層理不發育，大小混雜，雜基支撐的沉積構造。垂向上表現為粒度向上變細的正旋回，累積粒度概率曲線以三段式為主，滾動組分含量最高，其次為跳躍組分；C-M圖發育OPQR段，其中以反應滾動搬運的OP段為主(圖2a)。泥石流巖性以砂礫巖為主，多呈塊狀分布，粗細混雜，分選差，局部見遞變層理，粒度概率曲線為一段式，C-M圖發育PQ和QR段，以懸浮、遞變懸浮搬運為主，體現了重力流沉積特征(圖2b)。

圖2 春光探區沙一段沖積扇辮狀水道與泥石流沉積C-M圖

2.2 辨狀河和辮狀河三角洲

辮狀河主要發育在沙灣組一段研究區的大部分地區，具有“遷移性強、砂體相互疊置”的特點[3-4]，是春光探區最重要的沉積相。辮狀河河道是主要微相，巖性主要為灰色含礫細砂巖和砂礫巖，見多期沖刷面，板狀層理發育，向上正旋回特征明顯。累積粒度概率曲線有三段式和兩段式兩種，跳躍組分含量最高，其次為滾動組分，懸浮含量小于10%。

春光探區辮狀河三角洲主要發育在古近系沉積時期，白堊系東部地區也有發育。巖性以含礫細砂巖為主，多見底部沖刷和各種交錯層理。辮狀河三角洲前緣水下分流河道是主要含油砂體。

2.3 曲流河和曲流河三角洲

曲流河主要發育在沙灣組二段湖侵體系域內，巖性以薄層細砂巖或含礫細砂巖為主，厚度一般為2～10 m，測井曲線表現為指形或舌狀特征，二元結構明顯[5]。地震上河道砂表現為強振幅、強連續地震反射特征，且表現出成排成帶的河道發育特征。

曲流河三角洲主要發育在沙三段，研究區內主要發育曲流河三角洲平原沉積，包括分流河道和泛濫平原微相。相對于曲流河河道，三角洲平原河道的單層砂體厚度明顯減薄，砂巖百分含量明顯減少，砂泥互層現象明顯增多[6]。

2.4 扇三角洲

扇三角洲主要發育在白堊系沉積時期西部沿岸地帶。白堊系沉積時期，車排子凸起處于緩慢沉降階段，沉降差異導致地層傾角較大，西高東低格局形成，沿岸發育一系列小型扇三角洲，延伸范圍不大，巖性以含礫砂巖為主，巖心少見交錯層理，以塊狀層理為主。研究區主要發育扇三角洲前緣水下分流河道沉積，巖心剖面中多見沖刷面，礫巖多呈棱角狀，排列方向性較差；累積粒度概率曲線以三段式為主，跳躍組分含量高，反應水動力較強。

2.5 湖泊

春光探區湖泊沉積主要發育在古近系和白堊系沉積時期，古近系和白堊系古生物分析多見反應湖泊沉積環境的輪藻化石，巖性以綠灰色粉砂質泥巖、泥巖等細粒沉積為主，巖心剖面能見明顯的波狀層理。湖泊中多發育灘壩沉積，巖性以細粉砂巖為主，測井曲線呈漏斗狀，地震剖面中透鏡狀特征明顯。區內灘壩成因有2種，第一種是三角洲前緣水下分流河道末端受湖浪改造形成，第二種是在古隆起頂部形成。古近系灘壩沉積都是第一種成因，白堊系灘壩沉積兩種成因都有。

3 沉積演化特征

3.1 區域沉積背景分析

各層系古地貌形態研究表明，從早白堊紀-古近紀-新近紀沙灣組，春光探區地勢由西高東低→ 西北高東南低→ 北高南低，構造上代表北端隆升逐漸加強這樣一個過程[7]；并且地層坡度由陡變緩，地層展布范圍逐漸變大。同沉積古地貌對盆地物源方向具有重要的控制作用，在白堊紀，研究區主要物源體系由西至東，到新近紀沙灣組沉積時期，地貌上整體處于北高南低的前隆斜坡帶背景，決定了研究區該時期整體由北向南的物源體系。

3.2 沉積體系平面及縱向演化特征

3.2.1 層序Ⅰ-層序Ⅲ(白堊系-古近系)沉積體系展布

層序Ⅰ沉積時期每個砂組地層超覆于底部地層之上；EST(湖侵體系域)時期湖盆剛開始沉降，范圍較小，物源供給也較少，扇三角洲朵體范圍不大，其中西北部和西南部的3個朵體較大。受石炭系基底的影響，在湖盆中南部出現較大范圍的古隆起，在古隆起周圍形成小型灘壩沉積。到了層序ⅠHST(高位體系域)，湖盆范圍最大，物源供給也最強，3個扇三角洲朵體范圍較大。另外，位于車排子凸起北部的紅山嘴地區發育的辮狀河三角洲沉積擴展到了研究區東北部，主要發育辮狀河三角洲前緣席狀砂沉積(圖3a)。層序Ⅱ每個砂組地層之間呈剝蝕關系，湖盆范圍不斷變小，3個扇三角洲朵體范圍不斷變小，東北部的辮狀河三角洲前緣席狀砂逐漸向東北退出研究區。

層序Ⅲ(古近系)沉積時期，春光探區地勢變為西北高東南低，湖盆繼續沉降，湖盆范圍比白堊系大，整體處于濱淺湖沉積。東北和西南發育2個大的辮狀河三角洲前緣朵體，其中東北部的朵體更大；EST時期2個朵體范圍達到最大(圖3b)。受湖浪改造作用影響，在2個朵體末端交匯處，發育多個灘壩沉積，并且灘壩砂體范圍都較白堊系大。

3.2.2 層序Ⅳ(新近系沙灣組)沉積體系展布

進入新近系沙灣組，地層坡度較緩，湖盆快速沉降，但同時碎屑物供給強度大大增加。在LST(低位體系域)時期，碎屑物供給量大于可容空間，碎屑物大量沉積，造成河道砂體相互切割和疊置，形成了厚而寬的辮狀河河道砂巖體(圖4a)。在研究區西北部地區發育小范圍的沖積扇沉積。進入湖侵時期，碎屑物供給量小于可容納空間，碎屑巖中懸移質含量高，河道的沖刷、切割和疊置能力弱，常形成孤立的、窄的、條帶狀的曲流河河道砂體(圖4b)。湖侵時期湖盆范圍不斷擴大，曲流河河道砂體不斷向南遷移，在工區內的范圍不斷變小，這與車排子凸起構造運動相符合。進入HST時期，砂體又一次進積，碎屑物供給量大于可容納空間，碎屑物大量沉積。由于車排子凸起北部不斷抬升，南部的河道砂體不斷南移，已經移出研究區，南部全為泛濫平原沉積；研究區北部曲流河三角洲平原沉積體系砂體范圍變大，走向已經變為南北向。

圖3 層序Ⅰ(白堊系下部)和層序Ⅲ(古近系)沉積相平面分布

4 有利沉積砂體

4.1 油藏發育情況

春光探區為典型的源外成藏，烴源巖為車排子凸起東部的昌吉凹陷和西南部的四棵樹凹陷。油氣通過厚砂體、不整合和斷層輸導至車排子凸起斜坡帶聚集成藏[8]。油藏類型以巖性、地層-巖性和斷層-巖性等隱蔽油藏為主。

4.2 有利沉積相帶

通過分析認為，層序ⅣLST辮狀河和沖積扇河道砂體和EST曲流河河道砂體儲層性能好，孔隙度30%～32%，滲透率平均達到1 000×10-3μm2，為特高孔-高孔高滲儲層，并且有上部塔西河組厚層泥巖做蓋層，是最有利的沉積相帶。層序Ⅲ砂體較為發育，且儲層性能好。北部三角洲砂體頂部為層序ⅣLST厚層砂體，缺少蓋層；南部三角洲河道砂體和灘壩砂體儲蓋組合良好，為有利沉積相帶。層序Ⅰ和Ⅱ砂體不發育，近岸扇三角洲前緣水下分流河道砂體發育，物性較好，是層序Ⅰ和Ⅱ的有利沉積相帶。

(1)層序ⅣLST沖積扇溝谷砂體。沖積扇辮狀河道砂體展布受沖溝限制，易形成溝谷地層圈閉。通過構造精細解釋結合三維可視化技術，確定了沙一段溝谷的范圍。溝谷呈南北走向，南低北高，南寬北窄，西深東淺；溝谷深度在10～20 m，寬度在3.5～4.5 km，延伸長度在6 km以上。勘探取得了良好效果，從而發現了沖積扇溝谷地層油藏。

圖4 層序ⅣLST和EST沉積相平面分布

(2)層序Ⅳ河道砂體側緣尖滅帶。 層序ⅣLST辮狀河河道砂體通過厚砂體與烴源巖相通，EST曲流河河道砂體通過斷層運移油氣，所以它們油源條件良好。每個砂組河道砂體都易形成河道側緣尖滅帶，目前已在多個砂組尖滅帶發現巖性油藏[2]。

(3)層序Ⅲ灘壩砂體。對于層序Ⅲ，蓋層條件最為重要；灘壩砂體儲蓋組合條件最好，是該層序最有利的沉積相帶。地震地質結合，進行砂體精細刻畫，確定各期灘壩砂體分布范圍。目前，多口井在該地層灘壩砂體獲高產工業油流，發現了古近系灘壩油藏。

(4)層序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ扇三角洲地層超覆/剝蝕帶。層序Ⅰ和Ⅱ砂體不發育，只在沿岸發育幾個小型扇三角洲朵體。這些扇三角洲前緣河道砂體很難形成巖性圈閉，但與各個砂組地層超覆型/剝蝕線相匹配，能形成地層-巖性圈閉。

5 結論

(1)春光探區發育扇三角洲-湖泊、辮狀河三角洲-湖泊、沖積扇-辮狀河和曲流河-曲流河三角洲等4種沉積體系。隨著春光探區地勢由西高東低→ 西北高東南低→ 北高南低，地層坡度由陡變緩，春光探區沉積體系由扇三角洲→辮狀河三角洲→河流相。

(2)層序Ⅳ辮狀河和曲流河河道、層序Ⅲ灘壩砂體、層序Ⅰ和Ⅱ扇三角洲前緣水下分流河道是春光探區有利沉積相帶。

(3)該區沉積體系發育及演化過程，控制著沙灣組巖性地層圈閉的分布。沙灣組巖性圈閉主要分布在各砂組河道側緣尖滅帶，地層圈閉僅分布在沖積扇河道沖刷形成的溝谷地層中。白堊系地層圈閉主要分布在扇三角洲前緣河道的地層超覆/剝蝕帶。

[1] 李風勛，王勇，陳麗麗，等.準噶爾盆地西緣春光油田勘探啟示[J].石油地質與工程，2014，28(6)：1-3.

[2] 王勇，陳麗麗，李風勛，等.春光探區沙灣組沉積體系與油氣分布特征[J].石油地質與工程，2015，29(1)：8-10，13.

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[4] 何順利，蘭朝利，門成全．蘇里格氣田儲層的新型辮狀河沉積模式[J].石油學報，2005，26(6)：25-29.

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)04-0001-04

2015-02-15

王勇，博士，高級工程師，1980年生，2002年大學畢業，從事油氣地質勘探研究工作。

中國石化重大科技攻關項目(P12020)。

TE111.3

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