高志勇,吳永平,劉兆龍,魏 聰,張永忠,王翠麗,劉群明
(1. 中國石油 勘探開發研究院,北京 100083;2. 中國石油 塔里木油田分公司 勘探開發研究院,新疆 庫爾勒 734000)
深層油氣成為重要的能源勘探與開發的接替領域[1],近年在塔里木盆地庫車坳陷秋里塔格構造帶天然氣勘探取得重大突破。中秋1 井在白堊系巴什基奇克組深度6 073~6 182 m 井段的測試獲得高產工業氣流,發現了該構造帶最大的整裝凝析氣藏[2-4]。隨著勘探開發的逐步深入,在后續氣藏評價過程中出現了明顯的產能差異。弄清該區有利儲層儲集性差異的成因及其對產能差異的控制作用,是需要解決的關鍵問題之一。再者,雖然前人對庫車坳陷白堊系巴什基奇克組沉積相及大面積砂體展布開展了大量研究,認為其是在干旱氣候條件下的扇三角洲-辮狀河三角洲、季節性辮狀河等粗粒沉積[5-15],但前人的研究尺度較宏觀,多以整個庫車坳陷作為研究單元,而具體到中秋1井區的精細研究則認識較少,從而制約了該區有效儲集體的評價與分布預測,以及支撐天然氣增儲上產的研究工作。因此,針對庫車坳陷深層-超深層由于鉆井數量少、埋藏深度大、儲層非均質性強,造成有利儲層評價及對不同井產能差異控制作用分析存在較大困難的問題,本研究形成了一套可行的儲層精細評價研究的思路與方法。首先,由于等時地層格架是儲層精細評價研究的基礎,雖然在陸相地層中等時地層格架的建立較為困難[16],但基于洪泛面的等時性特征,通過對研究區中秋1 井區的中秋101 井、中秋1 井、中秋104 井、中秋102 井和中秋2 井最大洪泛面識別與對比,建立了該區等時地層格架。其次,通過巖心精細描述及物性、裂縫特征等分析,明確有利巖相組合特征及類型,及其對不同井產能差異的控制因素。最后,建立了有利巖相組合發育模式,預測深層有效儲層發育區,為該區天然氣的增儲上產提供依據,為深層-超深層碎屑巖天然氣地質評價研究提供有益參考。
塔里木盆地庫車坳陷秋里塔格構造帶位于新疆阿克蘇地區,區域構造位置位于庫車坳陷南部,呈NEE 向展布,北鄰拜城凹陷、克拉蘇構造帶,南部與南部斜坡帶和陽霞凹陷相接(圖1),東西長300 km,南北寬10~30 km[4]。根據構造變形特征,將秋里塔格構造帶自東向西劃分為東秋段、中秋段、西秋段和佳木段[17]。受喜馬拉雅期中、晚期南天山強烈隆升與快速擠壓推覆作用,盆地內鹽下白堊系形成了一系列強烈變形逆沖沖斷帶,發育大量鹽下背斜及斷鼻構造[4],秋里塔格構造帶油氣主要分布在下白堊統巴什基奇克組砂巖中[4,18-19]。根據地層巖性-電性組合特征,巴什基奇克組自下而上劃分為巴什基奇克組三段(巴三段)、巴什基奇克組二段(巴二段)和巴什基奇克組一段(巴一段)[20],秋里塔格構造帶主力儲層段為巴一段和巴二段,巴一段遭受不同程度剝蝕,地層厚度相差較大[4]。

圖1 塔里木盆地庫車坳陷區域構造及研究區分布平面圖[3]Fig.1 Map showing the tectonic units and the study area in the Kuqa Depression, Tarim Basin[3]
通過對中秋1 井區的中秋101、中秋102 和中秋2等3口井60余米的白堊系巴什基奇克組巖心沉積特征分析、描述以及相標志識別,得出以下結論。
位于研究區東部的中秋101 井巖心分別屬于巴二段上部和巴一段,認為其整體上以砂質辮狀河道沉積為主,屬于暴露于湖水面之上、非湖水面之下沉積體。依據如下:①深度為6 330.0~6 338.0 m 的巴二段上部巖心,主要發育水上沉積環境的辮狀河道沉積。如位于巴二段上部深度為6 337.2 m 的巖心,主要為褐色粉砂質泥巖與細砂巖互層,在褐色泥巖中見貫入構造,充填物為灰色砂巖與細礫,礫石成分較多,有遠源搬運而來的火山巖小礫石,并見泥礫,判斷其成因可能是辮狀河道兩側漫灘上泥質干裂后,細礫與砂巖侵入所致,顯示暴露于地表之上(圖2a,b)。② 深度為6 283.0~6 299.0 m 的巴一段巖心,同樣為水上環境的辮狀河道沉積,如深度在6 292.3 m 左右的巖心為褐色粉細砂巖,呈正韻律河道沉積特征,上部發育膏質結核(圖2c)。在深度為6 288.8 m 的河道砂體頂部的褐色泥巖中,同樣發育膏質團塊,屬暴露環境(圖3)。

圖2 塔里木盆地庫車坳陷中秋1井區各井巖心的沉積特征照片Fig.2 The sedimentary characteristics shown in the cores from all the wells in Zhongqiu 1 well block, Kuqa Depression, Tarim Basin

圖3 塔里木盆地庫車坳陷中秋101井—中秋102井—中秋2井巴什基奇克組巖心沉積特征柱狀圖Fig.3 Columnar sections showing the sedimentary characteristics of the cored interval of the Bashijiqike Formation in wells Zhongqiu 101,Zhongqiu 102 and Zhongqiu 2 in the Kuqa Depression, Tarim Basin
位于研究區中部的中秋102 井巖心分別屬于巴二段下部和巴一段(圖3),巴二段下部主要為湖水面之下沉積環境,巴一段顯示湖水面之上的正韻律辮狀河道-廢棄河道沉積特征。依據如下:① 深度為6 388.0~6 393.0 m 的巴二段下部巖心主要為中細砂巖與粉砂質泥巖互層沉積,有沖刷侵蝕特征。在深度為6 389.4 m處的褐色粉砂質泥巖內見蟲跡發育(圖2e),在深度為6 204.2 m 處的褐色細砂巖內發育沙紋層理(圖2g),整體上表現為辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積(圖3)。② 深度為6 203.0~6 219.5 m 的巴一段,整體以辮狀河道砂體、廢棄河道與漫灘沉積為主。下部主要為河道沉積的中粗砂巖沖刷切割褐色泥粉砂巖,沖刷面發育,上部則為褐色粉砂質泥巖、泥粉砂巖互層的廢棄河道與漫灘沉積(圖3)。
位于研究區西部的中秋2 井巖心屬于巴二段下部和巴二段上部,巴二段下部主要為湖水面之下沉積環境,巴二段上部則顯示水下、水上間歇暴露沉積環境(圖3)。依據如下:① 深度為6 422.0~6 426.0 m 的巴二段下部巖心整體為辮狀河三角洲前緣分流河道沉積,發育褐色中細砂巖,灰色中細砂巖的河道砂體底部發育褐色泥礫,個體大小2 cm 左右,呈棱角狀、不規則狀。② 深度為6 327.0~6 343.8 m的巴二段上部整體上以辮狀河道沉積為主,向上逐步有水下、水上的間歇暴露特征。如深度在6 343.3 m 的褐色塊狀泥粉砂巖與粉砂質泥巖內有生物擾動,生物遺跡呈灰綠色,蟲孔有水平狀、豎直狀,屬廢棄河道、越岸沉積環境(圖2i)。深度在6 330.7 m的褐色泥巖中發育膏質結核,屬暴露沉積環境(圖2k)。
前人運用巖心和巖石薄片等資料對砂礫巖巖相開展了研究,并綜合巖石類型、巖石結構及裂縫發育情況等對巖相進行分類[21-22]。通過對中秋1 井區各井巖心描述與分析,綜合沉積微相、微觀鏡下碎屑顆粒粗細結構、孔隙類型與特征等,將巴什基奇克組砂泥巖沉積巖劃分為如下6種巖相類型。
2.2.1 粗中粒含泥礫河道砂巖相
此類巖相在中秋101 井巴一段和巴二段上部、中秋102井巴一段和巴二段下部、中秋2井的巴二段上部普遍發育(圖3)。砂體類型主要為沖積平原辮狀河河道砂體,少量為辮狀河三角洲前緣分流河道砂體,單層砂體厚0.8~4.0 m。巖石類型為粗粒、粗中粒巖屑長石砂巖,含泥礫粗中粒巖屑長石砂巖。儲層中以殘余原生孔為主,發育少量的長石、巖屑內溶孔及粒間溶孔。
2.2.2 中細粒含泥礫河道砂巖相
此類巖相主要在中秋101 井和中秋102 井的巴一段、中秋2井的巴二段上部發育(圖3)。砂體類型主要為沖積平原辮狀河河道砂體,單層砂體厚1.6~2.6 m。巖石類型為中粒、中細粒巖屑長石砂巖,儲層中以殘余原生孔為主,發育少量的長石、巖屑內溶孔及粒間溶孔。
2.2.3 中細粒河道砂巖相
此類巖相主要在中秋102 井和中秋2 井的巴二段下部、中秋102井的巴一段發育(圖3)。砂體類型為辮狀河三角洲前緣河道砂體、沖積平原辮狀河河道砂體,單層砂體厚1.0~2.5 m。巖石類型為中粒、細中粒巖屑長石砂巖,儲層中以殘余原生孔為主,發育少量的長石及粒間溶孔。
2.2.4 細粒河道砂巖相
此類巖相在中秋101井巴一段、中秋2井巴二段上部及巴二段下部均有發育(圖3)。砂體類型主要為沖積平原辮狀河河道砂體,少量辮狀河三角洲前緣分流河道砂體,單層砂體厚0.8~2.1 m。巖石類型為細粒巖屑長石砂巖,儲層中以殘余原生孔為主,發育少量的長石、巖屑內溶孔及粒間溶孔。
2.2.5 細粒廢棄河道砂巖相
此類巖相在中秋101 井巴一段和巴二段上部、中秋102井巴一段和巴二段下部、中秋2井巴二段上部均有發育(圖3)。砂體類型主要為沖積平原辮狀河廢棄河道砂體,少量辮狀河三角洲前緣分流河道砂體,單層砂體厚0.3~1.1 m。巖石類型為細粒巖屑長石砂巖,儲層中以殘余原生孔為主,發育少量的長石、巖屑內溶孔及粒間溶孔。
2.2.6 隔夾層泥粉砂巖相
此類巖相在中秋1井區均有發育(圖3),主要為沖積平原辮狀河漫灘、落淤層,以及辮狀河三角洲前緣分流間灣沉積等,巖層厚0.2~1.8 m。
裘亦楠等[23]指出,地層對比的標準層是一些化石層、穩定泥質巖層和特殊巖性層,它們不僅在剖面上巖性特殊、平面上分布穩定,而且在測井曲線上易于識別,這樣在對比中才能起到等時控制的標準層作用。由此,基于洪泛面的等時性特征,對中秋101 井區5 口井的巴什基奇克組最大洪泛面進行了識別與對比。洪泛面指基準面升至最高位、湖域面積和水位達最大值時,洪水泛濫作用形成的弱補償或欠補償沉積界面[24]。最大洪泛面為長期旋回(三級層序)基準面上升達最高點位置時由洪泛作用形成的弱補償或欠補償沉積界面,也代表相對水位最高和沉積速率最低的一個界面,該界面同時也代表進積-退積序列折向加積-進積序列的相轉換面。在陸相地層中,一般由具有不同環境意義的暗色泥巖組成,剖面上位于大套泥巖的中、上部或頂部[24]。洪泛面在測井曲線中識別標志非常清晰,洪泛面特別是最大洪泛面大多數表現為單向移動或脈動性移動達低幅極限位置后折向幅度增高的轉換面。與其對應的電性特征為低電阻、低電位和高伽馬及高聲波時差,在垂向序列上表現為“細脖子”段[24]。
通過圖4 對各井自然伽馬曲線及巖性特征綜合分析,鉆遇的巴什基奇克組最大洪泛面位于巴二段中部的高伽馬值段(表1),最大洪泛面的巖性以厚層褐色泥巖、粉砂質泥巖為主。同時,將此最大洪泛面拉平,并由最大洪泛面開始,分別向下和向上進行小層砂巖、泥巖對比,進而形成了以位于巴二段中部的最大洪泛面、巴一段與巴二段分界線為等時地層格架的兩條分界線,將巴什基奇克組劃分為3 個等時地層單元(圖4)。由上述的巖心沉積相分析可知,中秋1 井區巴什基奇克組由巴二段下部至巴一段,整體發育辮狀河三角洲前緣—平原—沖積平原辮狀河的湖平面下降、進積演化過程。

表1 塔里木盆地庫車坳陷中秋1井區各井等時地層格架下不同巖性厚度及占比Table 1 Thickness and percentage of different lithology under the isochronous stratigraphic framework of Zhongqiu 1 well block, Kuqa Depression, Tarim Basin

圖4 塔里木盆地庫車坳陷中秋1井區等時地層格架下沉積相特征對比剖面Fig.4 Correlation of the sedimentary facies characteristics under the isochronous stratigraphic framework in Zhongqiu 1 well block,Kuqa Depression, Tarim Basin
關于巴什基奇克組沉積相特征,前人認為屬于干旱氣候條件下的扇三角洲-辮狀河三角洲、季節性辮狀河的粗粒沉積體系,沉積物源為來自北部的古天山,在整個庫車坳陷內大面積展布[5-15]。前已述及,通過各井巖心相標志識別與沉積相分析,巴什基奇克組由巴二段下部至巴一段,整體經歷了辮狀河三角洲前緣—平原—沖積平原辮狀河的湖平面下降演化過程。由表1、圖4 和圖5 可知,在沉積單元1(巴二段下部)發育時期,中秋1 井區主要發育辮狀河三角洲前緣沉積,各井區泥巖及粉砂質泥巖累積厚度較大,達11~37 m。細砂巖-礫巖厚度大,達85~96 m,細砂巖-礫巖厚度占地層厚度的72.2 %~83.0 %,主要發育在中秋101井-中秋1井。中秋102井-中秋2井區細砂巖-礫巖巖性厚度相對薄,為55~79 m,因此判斷辮狀河三角洲前緣水下分流河道主要位于中秋1 井-中秋101 井及其北側,中秋102 井-中秋2 井區為一般的水下分流河道發育區(圖5)。

圖5 塔里木盆地庫車坳陷中秋1井區巴什基奇克組沉積演化Fig.5 Sedimentary evolution of the Bashijiqike Formation in Zhongqiu 1 well block, Kuqa Depression, Tarim Basin
在沉積單元2(巴二段上部)發育時期,中秋1井區主要發育辮狀河三角洲平原-沖積平原辮狀河的過渡沉積,細砂巖-礫巖厚度具有由西向東增大特點,由中秋2 井的65.5 m 增大至中秋101 井的78.0 m,該時期辮狀河三角洲平原的主要辮狀河道位于中秋1 井-中秋101 井及其北側,中秋2 井為一般辮狀河道發育區(圖5)。
在沉積單元3(巴一段)發育時期,中秋1井區發育沖積平原上的辮狀河沉積,各井的細砂巖-礫巖厚度較均衡,占地層百分比皆大于80.0 %,只有中秋104井細砂巖-礫巖厚度減薄,只有76.5 %,分析其可能是辮狀河道側翼沉積,其他井為辮狀河道沉積,中秋1 井-中秋101 井-中秋2 井及其北側辮狀河道發育程度相近。整體上,在3 個沉積單元的等時格架下,由下至上經歷了辮狀河三角洲前緣—平原—沖積平原辮狀河的進積(湖平面下降)演化過程,平面上不同時期主河道位置不同(圖5)。
由圖4 各井產能測試分析數據及巖心主要取心部位可知,鉆井射孔與取心部位主要位于沖積平原辮狀河亞相帶中,針對圖4 中砂質辮狀河砂體進行有利巖相組合分析,可進一步明確各井產能差異的控制因素。于興河等[25]也指出,在油氣田開發時更應側重巖相及其組合在空間上的分布,而不只是微相的劃分,這是因為微相的劃分對產能分析而言過粗,不能滿足生產需求。在前述的6 種巖相類型認識的基礎上,綜合沉積微相、微觀鏡下碎屑顆粒粗細結構、孔隙類型與特征、孔隙度與滲透率大小、裂縫發育與否等,進一步將巴什基奇克組劃分為9種巖相組合類型(表2)。

表2 塔里木盆地庫車坳陷中秋1井區巴什基奇克組9種巖相組合特征數據Table 2 Characteristic statistics of the 9 types of lithofacies combinations in Zhongqiu 1 well block in the Kuqa Depression,Tarim Basin
3.1.1 Ⅰ類巖相組合
高孔滲裂縫發育粗中粒含泥礫河道砂巖相(圖6)。此類巖相組合主要在中秋101井巴一段發育,砂體類型為沖積平原辮狀河河道砂體,單層砂體厚1.6 m 左右,裂縫發育。巖石類型為粗中粒巖屑長石砂巖、含泥礫粗中粒巖屑長石砂巖,儲層中以殘余原生孔為主,發育少量的長石內溶孔等,孔隙度普遍大于10 %,最高可達16 %,滲透率主要在1.0×10-3~20.0×10-3μm2,最高可達182.0×10-3μm2。

圖6 塔里木盆地庫車坳陷中秋1井區中秋101井巖心的巖相組合特征Fig.6 Lithofacies combination characteristics of the cored interval in well Zhongqiu 101 in Zhongqiu 1 well block,Kuqa Depression, Tarim Basin
3.1.2 Ⅱ類巖相組合
高孔滲裂縫發育中細粒河道砂巖相。此類巖相組合主要在中秋102 井和中秋2 井的巴二段下部,中秋102 井的巴一段發育(圖7,圖8)。砂體類型為辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體、沖積平原辮狀河河道砂體,單層砂體厚1.0~2.5 m,裂縫發育。巖石類型為中粒、細中粒巖屑長石砂巖,儲層中以殘余原生孔為主,發育少量的長石及粒間溶孔(圖9),孔隙度普遍大于10 %,最高可達14%,滲透率主要在0.2×10-3~9.0×10-3μm2。

圖7 塔里木盆地庫車坳陷中秋1井區中秋102井巖心的巖相組合特征Fig.7 Lithofacies combination characteristics of the cored interval in well Zhongqiu 102 in Zhongqiu 1 well block,Kuqa Depression, Tarim Basin

圖8 塔里木盆地庫車坳陷中秋1井區中秋2井巖心的巖相組合特征Fig.8 Lithofacies combination characteristics of the cored interval in well Zhongqiu 2 in Zhongqiu 1 well block,Kuqa Depression, Tarim Basin

圖9 塔里木盆地庫車坳陷中秋1井區白堊系巴什基奇克組9種巖相組合儲層巖石鑄體薄片照片Fig.9 Microscopic reservoir characteristics of the 9 types of lithofacies combinations of the Cretaceous Bashijiqike Formation in Zhongqiu 1 well block, Kuqa Depression, Tarim Basin
3.1.3 Ⅲ類巖相組合
高孔含裂縫中細粒含泥礫河道砂巖相。此類巖相組合主要在中秋101 井和中秋102 井的巴一段,中秋2井的巴二段上部發育(圖6—圖8)。砂體類型主要為沖積平原辮狀河河道砂體,單層砂體厚1.6~2.6 m,裂縫較發育。巖石類型為中粒、中細粒巖屑長石砂巖,儲層中以殘余原生孔為主,發育少量的長石、巖屑內溶孔及粒間溶孔(圖9),孔隙度普遍大于10 %,最高可達15 %,滲透率主要在0.3×10-3~3.0×10-3μm2。
3.1.4 Ⅳ類巖相組合
高孔含裂縫細粒河道砂巖相。此類巖相組合主要發育在中秋101井巴一段(圖6),砂體類型為沖積平原辮狀河河道砂體,單層砂體厚2.1 m 左右,裂縫較發育。巖石類型為細粒、中細粒巖屑長石砂巖,儲層中以殘余原生孔為主,發育少量的長石內溶孔及粒間溶孔(圖9),孔隙度普遍大于8 %,最高可達14 %,滲透率主要在0.1×10-3~2.0×10-3μm2。
3.1.5 Ⅴ類巖相組合
高孔滲無裂縫粗中粒含泥礫河道砂巖相。此類巖相組合在中秋101 井巴一段和巴二段上部、中秋102 井巴一段和巴二段下部、中秋2 井的巴二段上部普遍發育(圖6—圖8)。砂體類型主要為沖積平原辮狀河河道砂體,少量為辮狀河三角洲前緣分流河道砂體,單層砂體厚0.8~4.0 m,裂縫不發育。巖石類型為粗粒、粗中粒巖屑長石砂巖,儲層中以殘余原生孔為主,發育少量的長石、巖屑內溶孔及粒間溶孔(圖9),孔隙度主要為10 %~16 %,滲透率主要在0.3×10-3~20.0×10-3μm2,整體上物性好。
3.1.6 Ⅵ類巖相組合
高孔低滲粗中粒含泥礫河道砂巖相。此類巖相組合在中秋101 井巴一段和中秋102 井巴一段發育(圖6,圖7)。砂體類型主要為沖積平原辮狀河河道砂體,單層砂體厚0.8~2.9 m,裂縫不發育。巖石類型為粗粒、粗中粒巖屑長石砂巖,儲層中以殘余原生孔為主,發育少量的長石內溶孔及粒間溶孔(圖9),孔隙度主要為5 %~13 %,滲透率主要在0.2×10-3~2.5×10-3μm2。
3.1.7 Ⅶ類巖相組合
高孔低滲細粒河道砂巖相。此類巖相組合在中秋101 井巴一段、中秋2 井巴二段上部和下部均有發育(圖6,圖8)。砂體類型主要為沖積平原辮狀河河道砂體,少量辮狀河三角洲前緣分流河道砂體,單層砂體厚0.8~1.8 m,裂縫不發育。巖石類型為細粒巖屑長石砂巖,儲層中以殘余原生孔為主,發育少量的長石、巖屑內溶孔及粒間溶孔(圖9),孔隙度主要為5 %~13 %,個別達15 %,滲透率主要在0.2×10-3~2.5×10-3μm2。
3.1.8 Ⅷ類巖相組合
低孔滲細粒廢棄河道砂巖相。此類巖相組合在中秋101井巴一段和巴二段上部、中秋102井巴一段和巴二段下部、中秋2井巴二段上部均有發育(圖6—圖8)。砂體類型主要為沖積平原辮狀河廢棄河道砂體,少量辮狀河三角洲前緣分流河道砂體,單層砂體厚0.3~1.1 m,裂縫不發育。巖石類型為細粒巖屑長石砂巖,儲層中以殘余原生孔為主,發育少量的長石、巖屑內溶孔及粒間溶孔(圖9),孔隙度主要為3 %~11 %,滲透率主要在0.1×10-3~2.0×10-3μm2。
3.1.9 Ⅸ類巖相組合
隔夾層泥粉砂巖相。此類巖相組合在中秋1 井區均有發育(圖6—圖8),主要為沖積平原辮狀河漫灘、落淤層,以及辮狀河三角洲前緣分流間灣沉積等。巖層厚0.2~1.8 m,裂縫不發育。孔隙度主要為2 %~6 %,一般小于5 %,滲透率主要在0.1×10-3~2.0×10-3μm2,一般小于1.0×10-3μm2。
由上述9 種巖相組合特征分析可知,Ⅰ—Ⅴ類為有利巖相組合,其主要特征為單層砂體厚度1.6~4.0 m 的粗中粒(含泥礫)河道砂巖,或者有裂縫改造過的此類砂巖。分析中秋101 等3 口井的Ⅰ—Ⅴ類巖相組合厚度占所在層位整體巖心總厚度比例可知,中秋101 井巴一段有利巖相組合厚度的占比為60.00 %,巴二段上部為85.00 %;中秋102 井巴一段有利巖相組合厚度的占比為47.85 %,巴二段下部為80.00 %;中秋2井巴二段上部有利巖相組合厚度的占比為42.26%,巴二段下部為50.00 %。由此表明,就有利巖相組合厚度占比而言:① 中秋1 井區巴什基奇克組由下至上巴二段下部辮狀河三角洲前緣沉積相帶內,東部的中秋102 井高于西部的中秋2 井;② 巴二段上部辮狀河三角洲平原-沖積平原辮狀河過渡相帶內,東部的中秋101 井遠高于西部的中秋2 井;③ 巴一段沖積平原辮狀河相帶內,東部的中秋101 井高于中秋102 井,更高于西部的中秋2 井。可見中秋1 井區巴什基奇克組有效儲層規模及儲集性自東部的中秋101井和中秋1 井,向西部的中秋104 井、中秋102 井及中秋2井逐漸減少和變差。
中秋1 井區巴二段上部—巴一段主要為沖積平原辮狀河沉積,屬砂質辮狀河。辮狀河通常河谷較平直,彎曲度低,坡降較大,洪泛間歇性大,流量變化很大,碎屑物粗,在整個河谷內形成很多心灘,河道圍繞心灘分叉又合并[26]。平面上,辮狀河沉積砂體展布范圍廣,形成大面積分布的復合儲集體。垂向上常常呈無規則粒度變化,粒度的變化反映了各次洪泛事件能量波動的大小及所攜帶沉積物的粗細。河道與河道沙壩的頻繁遷移是辮狀河最主要的特點[27]。
前人關于辮狀河砂體構型特征開展了較多研究[28-32],通過現代與古代野外露頭解剖,建立了辮狀河砂體構型模式。砂質辮狀河中發育5 種典型的構型單元,即河道、心灘、邊灘、廢棄河道和漫溢沉積[28]。河道構型單元剖面呈頂平底凹透鏡狀,寬/厚比為25~30;心灘構型單元呈底平頂凸透鏡狀,寬/厚比為30~35。心灘構型單元的寬度、寬/厚比明顯大于河道構型單元[28]。砂質辮狀河內部夾層按成因分為心灘壩內落淤層、壩間夾層、道壩轉換夾層和串溝等多種類型[29,33]。
由圖4 中各井產能測試分析數據可知,鉆井射孔主要位于最大洪泛面之上的巴二段上部—巴一段的沖積平原辮狀河亞相帶中。分析上述9 種巖相組合特征,位于中秋1 井區東部的中秋101 井巴一段巖心主要為粗中粒的辮狀河河道砂體沉積,發育Ⅰ-Ⅶ-Ⅳ-Ⅸ-Ⅲ-Ⅸ-Ⅷ-Ⅵ-Ⅴ類巖相組合,有利巖相組合厚度的占比為60.00 %;巴二段巖心同樣發育辮狀河河道砂體沉積,巖相組合類型為Ⅴ-Ⅸ-Ⅷ類,有利巖相組合厚度占比為85.00 %;中秋102 井的巴一段巖心主要為粗、中粒的辮狀河河道砂體沉積,其上部發育廢棄河道與漫灘(落淤層)等粒級偏細沉積物。巖相組合類型為Ⅸ-Ⅷ-Ⅸ-Ⅴ-Ⅱ-Ⅵ-Ⅸ-Ⅲ-Ⅴ類,有利巖相組合厚度占比為47.85 %;中秋2 井巴二段上部巖心主要為中、細粒的辮狀河河道砂體沉積,其下部發育廢棄河道與漫灘(落淤層)等粒級偏細沉積物。巖相組合類型為Ⅶ-Ⅲ-Ⅸ-Ⅴ-Ⅸ-Ⅴ-Ⅸ-Ⅶ-Ⅷ-Ⅸ-Ⅷ-Ⅸ類,有利巖相組合厚度占比為42.26 %。
再者,依據蘭朝利[34]等通過運用巖心交錯層組的平均厚度預測辮狀河河道帶寬度的方法,對中秋1 井區砂質辮狀河帶寬度等進行了預測(表3)。

表3 塔里木盆地庫車坳陷中秋1井區依據巖心交錯層組平均厚度預測辮狀河道帶寬度數據Table 3 Data of braided channel belt width predicted based on average thickness of the cross bed set in the cores from Zhongqiu 1 well block, Kuqa Depression, Tarim Basin
由此,建立了中秋1 井區巴什基奇克組砂質辮狀河有利巖相組合發育模式(圖10),中秋1 井區砂質辮狀河構型單元包括:①河道。Ⅰ-Ⅶ類巖相組合均屬河道沉積,河道砂體在剖面上通常呈透鏡狀(頂平底凹) 或因壓實作用而呈近似板狀[28]。②心灘。在剖面上多呈底平頂凸透鏡狀,構型單元內部泥質夾層少,在心灘頂部通常因后期短暫強水流沖越而存在小型沖溝現象。但此構型單元在巖心分析中較難識別。③邊灘。在剖面上多呈楔形,構型單元內部常發育泥質夾層,此構型單元在巖心分析中較難識別。④廢棄河道。Ⅷ類巖相組合屬廢棄河道沉積,具有頂平底凹透鏡狀的剖面形態,其上部發育細粒沉積物。廢棄河道沉積成因有兩種[35],一是在河道中受地形影響,水流發生改道,局部形成靜水環境,河道中-細粒懸浮物質自然沉積下來,主要為粉砂巖及黏土巖,粉砂巖中具交錯層理,黏土巖中發育水平層理;二是洪水作用后期,河道廢棄,沉積細粒物質。⑤漫溢沉積。Ⅸ類巖相組合屬漫溢(漫灘)沉積,分布于河道構型單元兩側,以薄層砂巖與泥巖互層為特征,剖面上一般呈平板狀,厚度小、橫向延伸距離遠[28]。

圖10 塔里木盆地庫車坳陷中秋1井區巴二段上部—巴一段砂質辮狀河有利巖相組合發育模式[32]Fig.10 Favorable lithofacies combination development pattern of the sandy braided river facies in the upper Ba 2 Member and Ba 1 Member in Zhongqiu 1 well block, Kuqa Depression, Tarim Basin[32]
如圖10 所示,中秋1 井區自東部中秋101 井、中秋1 井、中秋104 井巴二段上部—巴一段主要發育沖積平原辮狀河道砂體,屬典型的辮狀河道長期發育區,辮狀河道帶寬730~1 065 m(表3),多期辮狀河道砂體疊置,Ⅰ—Ⅴ類有利巖相組合比例高,規模有效儲層厚度大、儲集性好;中秋102 井主要發育在辮狀河道側翼、心灘砂體等分布區域,辮狀河道帶寬度約為923 m(表3),Ⅵ—Ⅸ類巖相組合廢棄河道、漫灘、落淤層等細粒沉積比例增加,Ⅰ—Ⅴ類有利巖相組合比例減小,規模有效儲層厚度減薄、儲集性較好;向西至中秋2 井區,長期為辮狀河道、廢棄河道、漫灘等交替發育區域。辮狀河道帶寬度減為670 m 左右,Ⅵ—Ⅸ類巖相組合廢棄河道、漫灘、落淤層等比例增大明顯,辮狀河道砂體比例降低,規模有效儲層厚度減薄、儲集性變差。
由圖4 可知, 中秋1 井射孔井段深度為6 073.0~6 182.0 m,5 mm 油嘴,油壓81.182 MPa,日產氣334 356 m3,日產油21.4 m3,屬凝析氣層;中秋101 井射孔井段深度為6 270.5~6 290.5 m,5 mm 油嘴,油壓35.502 MPa,日產氣90 781 m3,日產水74.8 m3,為氣-水同層;中秋102井射孔井段深度為6 191.0~6 260.0 m,5 mm 油嘴,油壓12.949 MPa,日產氣46 977 m3,日產油0.84 m3,屬凝析氣層;中秋104 井射孔井段深度為6 007.5~6 100.0 m,5 mm油嘴,日產氣123 857 m3。
上述各井射孔井段位于巴二段上部—巴一段,即最大洪泛面之上的辮狀河三角洲平原-沖積平原辮狀河相帶中。分析造成上述含氣性差異的原因,主要是受沉積微相差異形成的有利巖相組合發育種類,以及所占整個巖心厚度比例高低不同控制,造成了巴什基奇克組有效儲層規模及儲集性自東部的中秋101 井—中秋1 井,向西部的中秋104 井—中秋102 井—中秋2 井逐漸變差。同時,隨著隔夾層泥粉砂巖由東向西逐漸增多,也導致了含氣性的差異。預測沿中秋101井—中秋102 井一線南北區域為有效規模儲層發育區,尤以北側、東北側更好,原因是北側、東北側為辮狀河河道上游區,沉積物顆粒粗,受構造應力作用更強,裂縫發育,Ⅰ—Ⅴ類為有利巖相組合發育的比例高。井區南側則是向辮狀河河道下游,顆粒逐漸變細。
1) 通過對中秋1井區的中秋101井、中秋102井和中秋2 井巴什基奇克組巖心沉積特征分析及相標志識別,并基于洪泛面的等時性特征,建立了巴什基奇克組等時地層格架。在由下至上3 個沉積單元等時地層格架內,經歷了辮狀河三角洲前緣—平原—沖積平原辮狀河的進積(湖平面下降)演化過程,平面上不同時期主河道發育位置不同。
2) 中秋1 井區巴什基奇克組劃分為9 種巖相組合類型,沉積微相差異是形成不同巖相組合的基礎,其中Ⅰ—Ⅴ類為有利巖相組合,其主要特征為單層砂體厚度1.6~4.0 m 的粗中粒(含泥礫)河道砂巖,或者有裂縫改造過的此類砂巖。
3) 建立了中秋1井區巴什基奇克組砂質辮狀河有利巖相組合發育模式,有利巖相組合厚度的占比在研究區具有東高西低特征,控制了含氣性的差異。預測沿中秋101井—中秋102井一線南、北區域為有效規模儲層發育區,尤以北側、東北側更好。由此形成的一套研究思路與方法,可為深層碎屑巖天然氣地質評價研究提供有益參考。