陸梁南斜坡西山窯組砂體特征研究

張文衡，張春生

（長江大學，湖北 武漢 430100）

1 地質背景

研究區陸梁南斜坡位于陸西地區（構造區劃屬于陸梁隆起西段），陸梁油田與石南油田之間，行政隸屬新疆維吾爾自治區和布克賽爾縣。陸梁隆起是準噶爾盆地的大型隆起單元，而根據古生界的凹凸格局，陸梁隆起西段被劃分為三個泉凸起、夏鹽凸起、石南鼻凸、三南凹陷等二級構造單元（圖1）。研究區自下而上發育：石炭系（C），二疊系（P2w），三疊系克拉瑪依組（T2k）、白堿灘組（T3b），侏羅系八道灣組（J1b）、三工河組（J1s）、西山窯組（J2x）、頭屯河組（J2t），白堊系清水河組（K1q）、呼圖壁河組（K1h）、勝金口組（K1s）、連木沁組（K1l）和艾里克湖組（K2a）。其中，本次研究的目的層即中淺層的J2x，為一套三角洲砂巖及煤系沉積，以發育多套煤系為特征，整體表現為大套中、細砂巖與泥巖、碳質泥巖和煤層互層，已發現油藏［1-2］。

2 研究方法

本次地層對比以區內穩定沉積廣泛發育的白堊系下部高伽瑪泥巖及侏羅系西山窯組組煤層為主要標志層，結合侏羅系頭屯河上部棕紅色泥巖，經過精細對比，搭建一個地層層序格架，利用這個格架控制局部的油、砂層的精細對比。在這基礎上進行單井合成記錄的制作及地震地質層位標定，結合地震反射特征，以標志層和不整合面的標定為依據對個別井地質分層或地震層位標定進行校正，做到全區層位解釋的合理與一致。

圖1 陸梁南斜坡地震分布圖

采用LANDMARK制作各井的合成地震記錄，確定標準反射層與合成記錄的對應關系，通過對井旁道主頻進行頻譜分析，保證合成記錄與井旁地震道的最佳匹配。

研究區透鏡狀反射地震相橫向延伸僅幾公里、地震反射同相軸在側向上發生尖滅、地震反射振幅中間強、兩端較弱的地震反射（圖2），代表了三角洲平原分流河道的沉積響應。這種地震相主要分布在侏羅系西山窯組。

圖2 陸梁-石南地區透鏡狀反射地震相

為保證對比精度和全區對比的統一性，采用全方位精細對比的方法，選取了控制全區的7條WE向和7條N-S向主干聯井剖面。從骨架剖面（圖3、圖4）分析發現，研究區短期旋回可對比性良好，對比標志特征明顯。

圖3 陸梁油田清水河組、頭屯河組、西山窯組過夏鹽13-石南31井地層劃分對比剖面

圖4 陸梁油田清水河組、頭屯河組、西山窯組過石南31-陸131井地層劃分對比剖面

3 沉積分布特征

研究區內三個泉斷裂、基南斷裂和基東斷裂與油氣成藏密切相關，其中又以基東斷裂在石南及陸梁油氣成藏中的作用最為重要。

從古地貌角度進行分析，準噶爾盆地在中生界是一個向東南傾的箕狀大坳陷，早中侏羅至早白堊世，研究區所處腹部地區總體為北高南低的箕狀單斜體，向盆1井西凹陷傾斜，因此，該區大體物源方向應為北東向；從區域地質結構角度分析，石南地區總體受三個泉凸起和石南凸起控制，走向北東，且石南凸起是一個持續抬升的鼻狀構造，可以起到西北物源與北東物源的分水嶺的作用；從斷裂轉換帶角度分析，控制三個泉凸起的主斷裂為北西向，控制石南凸起的主斷裂為北東向；從沉積、構造地質學角度分析，大型斷裂轉換帶往往發育大型物源。

根據重礦物組合特點，可對西山窯組劃分出四個物源體系。北部烏倫古物源體系，穩定重礦物主要是白鈦礦、鋯石、石榴石，不穩定重礦物主要是鈦鐵礦及綠簾石；東部物源體系，包括白家海、阜東、北三臺等，重礦物組合以白鈦礦-鋯石-石榴-鈦鐵礦為主，或者鈦鐵礦、鋯石-石榴石，綠簾石常常出現；西北-西北部物源體系，包括西北緣、車拐、莫索灣-莫北、陸西、石西地區，重礦物組合主要是鈦鐵礦-鋯石-石榴石組合，或白鈦礦-鋯石-石榴石組合，綠簾石偶爾可見，但含量低。如表1。

表1 陸梁南斜坡地層層序劃分方案

本次研究對石南62井區內一口取心井進行了巖心觀察和描述，并且做出相應的單井相分析柱狀圖，如圖5所示。

圖5 石南62井單井相分析研究成果圖

石南62井取心段要分布于西山窯組J2x4小層和J2x2+3小層。J2x上部為一套灰色、灰綠色泥巖與黃綠、淺灰色砂巖互層，夾黑色炭質泥巖、煤層。中部為灰白色厚層-塊狀砂巖，局部地區為雜色礫巖。侏羅系西山窯組（J2x）為一套三角洲砂巖及煤系沉積。J2x4以砂巖沉積為特征，是侏羅系的目的層，為湖退曲流河三角洲沉積。J2x2+3以厚煤層及炭質泥巖沉積為特征，為三角洲平原沼澤及分流間泛濫平原沉積。J2x1以砂巖沉積為主，主要為三角洲前緣沉積。

4 沉積相平面展布特征

1）西山窯組一段（J2x1）

J2x1沉積時期，湖平面下降，整體為進積式沉積，以三角洲-湖泊沉積體系為主，分流河道、河口壩相對較發育，沉積中心位于三南凹陷。J2x1地層厚度一般30-50m，砂體分布不均勻，砂地比和砂體厚度均顯示出砂體主要分布在研究區的西部和北部。

2）西山窯組二三段（J2x2+3）

J2x2+3沉積時期，主要發育濱淺湖和進積型三角洲前緣亞相沉積，此期湖水開始變淺，發育濱湖沼澤成煤環境。前三角洲泥-湖湘泥相對較發育，僅在工區的中部的石207-石南10井區發育近東西向展布的分流河道砂體。

3）西山窯組四段（J2x4）

J2x4沉積時期，三角洲體系向腹部推進，石南地區形成典型“爪狀”三角洲垛體，為進積型的三角洲，前緣末端伸至石南3井，研究區全部被三角洲覆蓋。前緣水下分流河道由2-3期河道砂體疊置而成，巖性下部為細砂巖，上部為不等粒砂巖，局部含礫。

侏羅系砂巖儲層具體表現在以下幾個方面：

a）總體上砂巖成分成熟度低。

巖屑含量一般在25%～65%，巖屑組分主要為火山巖巖屑，且以凝灰巖巖屑為主，其次為淺變質巖巖屑，如千枚巖、少量板巖與石英片巖。

砂巖巖礦組分中白堊系與頭屯河組石英和長石含量較高，西山窯組石英含量較低，砂巖平均石英含量為29.5%，長石含量為21.5%，以巖屑砂巖為主。

b）砂巖泥質含量總體較低。

該區砂巖儲層的分選性較好、泥質雜基含量較低，平均含量一般低于2.0%，在1.0%左右。

c）含煤地層砂巖和非含煤地層細粒級砂巖塑性巖屑含量高。

準噶爾盆地是發育低煤級煤儲層的典型陸相聚煤盆地，含煤地層為中侏羅統西山窯組；煤儲層煤級主要為長焰煤，其次為氣煤、褐煤。

西山窯組砂巖以長石巖屑砂巖為主，巖屑長石砂巖很少，還有不少巖屑砂巖。碎屑含量中，石英含量一般在7%～20%；長石主要分布在21%～42%，以鉀長石為主，斜長石很少，含量在2%左右；巖屑含量在48%～68%，以噴出巖巖屑為主。可以看到石英的次生加大和長石的溶蝕以及巖屑、長石的泥化。其砂巖塑性巖屑平均含量為13.9%；各層系細粒級砂巖塑性巖屑含量高于粗粒級砂巖，壓實相對較強。

d）石英質碎屑富集于粗粒級砂巖。

粗砂與粗中砂巖石英含量最高，其次為中砂巖和細中砂巖，而含礫砂巖或含礫不等粒砂巖、細砂巖的石英質顆粒含量較低，這進一步說明粗粒級砂巖抗壓強度高于細粒砂巖，但砂礫巖與不等粒砂巖抗壓強度要差些。隨著石英質顆粒的增高，硅質膠結物也相應增加。

研究區含煤與非含煤地層砂巖壓實與壓溶作用的表現不同，含煤地層砂巖的壓實與壓溶強度明顯較非含煤地層砂巖強，西山窯組砂巖顆粒基本為線狀和凹凸狀接觸，基本不發育粒間空間。

根據對沉積體系構成的研究，本區三角洲前緣亞相中的水下分流河道是主要的儲集體。

水下分流河道砂體是西山窯組主要的成因類型，其次為河口壩砂體、灘壩砂體和三角洲平原上的分流河道砂體。水下分流河道：廣泛分布，前緣水下分流河道砂體累計厚度達40～50m，由2-3期河道砂體疊置而成，巖性下部為細砂巖，上部為不等粒砂巖，局部含礫，亦為迷宮式結構。

5 結語

工區侏羅系儲層以細中粒、中細粒巖屑砂巖為主，壓實作用、膠結作用和溶解作用對儲層具改造作用。孔隙類型以粒間溶孔為主。西山窯組砂巖屬于中孔、中細喉道、中低滲透性，儲集性能中等偏好的碎屑巖儲層，儲層具有較強的酸敏性及速敏性和弱水敏性。儲層在空間上除受構造影響外，也受沉積相控制，為沖積扇水下分流河道及河口壩砂體；在垂向上侏羅系油層主要為西山窯組砂體，儲層含油性除受構造控制外，還受儲層物性控制。