吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組致密油儲層沉積特征

斯春松，陳能貴，余朝豐，李玉文，孟祥超

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 資源學(xué)院，武漢 430074； 2.中國石油 杭州地質(zhì)研究院，杭州 310023)

吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組致密油儲層沉積特征

斯春松1,2，陳能貴2，余朝豐2，李玉文2，孟祥超2

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 資源學(xué)院，武漢 430074； 2.中國石油 杭州地質(zhì)研究院，杭州 310023)

吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組主要為湖泊和三角洲相沉積，巖石類型主要有泥巖、碳酸鹽巖和細粒級碎屑巖。發(fā)育上、下2個致密油甜點體，下甜點體以細粒級碎屑巖沉積為主，三角洲前緣遠砂壩和席狀砂是儲層甜點發(fā)育的主要微相類型；而上甜點體以碳酸鹽巖類沉積為主，微相類型為濱淺湖灘壩。上、下甜點體厚度大，分布穩(wěn)定，致密油勘探潛力巨大。

巖石類型；儲層“甜點”體；沉積相；蘆草溝組；吉木薩爾凹陷；準(zhǔn)噶爾盆地

吉木薩爾凹陷位于準(zhǔn)噶爾盆地東部的東南緣，北界為吉木薩爾斷裂，南界為三臺斷裂，西界為老莊灣斷裂和西地斷裂，向東逐漸過渡為奇臺凸起，是個西深東淺、西斷東超的箕狀凹陷[1-2]。自2011年下半年開展吉木薩爾凹陷二疊系致密油勘探以來，共7口井獲得工業(yè)油流，展現(xiàn)了巨大的勘探潛力和資源規(guī)模。前人對蘆草溝組的巖性和沉積環(huán)境研究較多[3-9]，基本都認為蘆草溝組主要發(fā)育湖泊背景下的細碎屑巖夾碳酸鹽巖沉積，見少量油頁巖層，含有魚、葉肢介、雙殼類等化石。

本次研究通過巖心描述及測井資料解釋，認為蘆草溝組總體上主要由泥巖、碳酸鹽巖和細碎屑巖(粉細砂巖)三大類巖性構(gòu)成。發(fā)育上、下2個甜點體，下甜點為三角洲前緣亞相和濱淺湖—半深湖亞相泥巖沉積；上甜點體以碳酸鹽巖類沉積為主。系統(tǒng)研究二疊系蘆草溝組上、下2個甜點體的沉積特征及其分布對致密油潛力評價及勘探具有重要的意義。

1 巖石類型及沉積相

1.1巖石類型

蘆草溝組巖性復(fù)雜，尤其是對于細粒巖石的定名爭議也較大。前人研究認為，蘆草溝組主要由黑色泥巖、粉細砂巖、白云巖和油頁巖組成，屬于陸緣近海湖泊相沉積，發(fā)育石膏假晶和魚鱗化石等咸化沉積標(biāo)志[5-6]。通過鉆井及測井資料顯示，總體上蘆草溝組主要由泥巖、碳酸鹽巖和細碎屑巖(粉細砂巖)三大類巖性構(gòu)成，可分上、下二段。

蘆草溝組下段(P2l1)：泥巖以粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、灰質(zhì)泥巖、云質(zhì)泥巖為主，另見含灰泥巖，含灰粉砂質(zhì)泥巖、碳質(zhì)泥巖等。碳酸鹽巖以灰質(zhì)云巖、泥質(zhì)云巖、泥晶云巖、泥灰?guī)r為主，另見砂屑云巖、含灰云巖等。細碎屑巖以泥質(zhì)粉砂巖、云質(zhì)粉砂巖、灰質(zhì)粉砂巖、含云粉砂巖、粉砂巖為主，另見含灰泥質(zhì)粉砂巖、含灰粉砂巖等。

表1 吉木薩爾凹陷吉174井蘆草溝組巖性分類統(tǒng)計

蘆草溝組上段(P2l2)：泥巖以粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、云質(zhì)泥巖為主，另見灰質(zhì)泥巖、碳質(zhì)泥巖等。碳酸鹽巖以灰質(zhì)云巖、砂屑云巖、泥晶云巖為主，另見砂質(zhì)云巖、泥質(zhì)云巖、泥灰?guī)r、生屑灰?guī)r等。細碎屑巖以泥質(zhì)粉砂巖、云質(zhì)粉砂巖為主，另見細砂巖、灰質(zhì)細砂巖、灰質(zhì)粉砂巖等。

表1是吉174 井鉆井取心蘆草溝組巖性、層數(shù)及厚度統(tǒng)計結(jié)果，可以看出以下3個特征：一是巖石類型復(fù)雜，主要是一套細碎屑巖和碳酸鹽巖混合沉積，與美國巴肯組類似。在埃爾姆古力油田，致密油主產(chǎn)層也是一套白云石化的碳酸鹽沙壩復(fù)合體[10-11]；二是巖性普遍比較細，主要以泥巖為主，單層??；三是上、下段巖性差異在于三大類巖性組成的差異，下段碎屑巖比例較高，而上段碳酸鹽巖比例較高。

1.2沉積相

對準(zhǔn)東地區(qū)二疊系地層層序、沉積相前人研究不多[12-13]。吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組主要發(fā)育兩大沉積相類型：湖泊相和三角洲相，以湖泊相為主(表2)。

2 上、下“甜點”體巖性和沉積微相存在差異

所謂儲層“甜點”，其含義是在相對低孔低滲的背景下，儲層物性相對較好、含油性較佳的儲層段，若干相鄰的儲層“甜點”，縱向上組成“甜點體”?？碧浇Y(jié)果表明，蘆草溝組發(fā)育上、下2個甜點體，縱向上、平面上穩(wěn)定分布，但其巖性組合、沉積相具有明顯差異。

表2 吉木薩爾凹陷蘆草溝組沉積相類型

2.1下甜點體

2.1.1 巖性組合

下甜點體發(fā)育在蘆草溝組下段(圖1)。以吉174井為例，下甜點體井深大致3 263～3 328 m，取心筒次22～30筒，自上而下，總體特征如下：

3 263～3278 m：灰色、深灰色泥質(zhì)粉砂巖、白云質(zhì)粉砂巖夾深灰色粉砂質(zhì)泥巖、白云質(zhì)泥巖、灰質(zhì)泥巖及含泥泥晶白云巖等。

3 278～3 283 m：灰色灰質(zhì)白云巖、砂屑白云巖、泥晶白云巖夾深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、白云質(zhì)粉細砂巖。

3 283～3 300 m：上部灰色極細砂巖、粉砂巖夾白云質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖；中部深灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、灰質(zhì)泥巖夾泥灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖及泥質(zhì)粉砂巖，水平層理為主；下部深灰色泥質(zhì)粉砂巖、白云質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖。

3 300～3 321 m：上部灰色粉砂巖、綠灰色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、云質(zhì)粉砂巖、褐灰色泥質(zhì)粉砂巖夾少量砂屑白云巖、粉砂質(zhì)泥巖及泥巖、白云質(zhì)泥巖、灰質(zhì)泥巖等；下部深灰色泥質(zhì)粉砂巖、白云質(zhì)粉砂巖及灰質(zhì)粉砂巖夾綠灰色云質(zhì)粉砂巖、泥巖、灰質(zhì)泥巖等。

3 321～3 328 m：深灰色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖夾綠灰色泥質(zhì)粉砂巖、白云質(zhì)粉砂巖。

由此可見，下甜點體巖性為灰色云質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖夾灰質(zhì)泥巖、云質(zhì)泥巖、泥巖、碳質(zhì)泥巖等，總體上碳酸鹽巖含量較少，砂巖的分布相對較多。沉積構(gòu)造類型多樣，發(fā)育小型交錯層理、波狀層理及水平層理。

2.1.2 沉積相

主要為三角洲前緣亞相和濱淺湖—半深湖亞相泥巖沉積，陸源碎屑增多。三角洲水下分流河道、遠砂壩和席狀砂是主要沉積砂體，含油性較好。遠砂壩以細砂巖為主，單層相對較厚，塊狀層理；席狀砂層薄，以粉砂巖和泥巖頻繁互層為主，較其他層位，碎屑巖的分布相對較多(圖1)。

圖1 吉木薩爾凹陷吉174井蘆草溝組下甜點體沉積相綜合柱狀

2.2上甜點體

2.2.1 巖性組合

上甜點體發(fā)育在蘆草溝組上段的中上部(圖2)。以吉174井為例，上甜點體井深大致3 113～3 154 m，取心筒次4～9筒。 自上而下，總體特征如下：

3 110～3 121 m：上、下部為深灰色、灰色白云質(zhì)泥巖、泥巖夾粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r、砂屑白云巖，水平層理為主；中部灰色泥晶白云巖、含陸屑砂屑白云巖、灰質(zhì)白云巖夾白云質(zhì)泥巖，白云巖中常見溶蝕孔洞和裂隙。

3 121～3 128 m：深灰色、灰色泥晶白云巖、砂屑白云巖、灰質(zhì)白云巖、泥質(zhì)粉砂巖夾深灰色粉砂質(zhì)泥巖、白云質(zhì)泥巖。

圖2 吉木薩爾凹陷吉174井蘆草溝組上甜點體沉積相綜合柱狀

3 128～3 136 m：深灰色粉砂質(zhì)泥巖、灰質(zhì)泥巖夾泥晶白云巖、砂屑白云巖及泥質(zhì)粉砂巖。

3 136～3 154 m：灰色砂屑白云巖、泥晶白云巖夾粉砂質(zhì)泥巖、白云質(zhì)泥巖及少量灰質(zhì)粉砂巖、細砂巖，波狀及水平層理，白云巖中裂縫及溶蝕孔洞發(fā)育。

由此可見，上甜點體的巖石類型為深灰色泥晶云巖、泥質(zhì)云巖夾灰色砂屑云巖及深灰色、灰黑色粉砂質(zhì)泥巖、云質(zhì)泥巖、碳質(zhì)泥巖等，碳酸鹽巖所占比例較高。沉積構(gòu)造以水平層理為主。白云巖常見溶蝕孔洞及裂隙。

2.2.2 沉積相

主要發(fā)育濱淺湖—半深湖亞相沉積，其中又以發(fā)育各類灘壩為主要特征。湖泊中的灘壩，根據(jù)組成物質(zhì)，可分出陸源碎屑物質(zhì)組成的砂質(zhì)灘壩和由碳酸鹽物質(zhì)組成的灘壩，前者比較常見[14]。蘆草溝組除了發(fā)育砂質(zhì)灘壩外，尤以碳酸鹽物質(zhì)組成的內(nèi)碎屑灘和陸屑灘發(fā)育為主要特征，內(nèi)碎屑灘和陸屑灘往往含油性普遍較好。較下甜點體灘壩厚度較大、分布相對集中(圖2)。

由此可見，上、下2個甜點體的差異表現(xiàn)在：上甜點體以碳酸鹽巖類沉積為主，主要為深灰色、灰黑色泥晶云巖、泥質(zhì)云巖夾灰色砂屑云巖及泥巖類，沉積相以濱淺湖灘壩為主；而下甜點體以碎屑巖沉積為主，主要為灰色云質(zhì)粉砂巖、粉砂巖類夾泥巖類，總體上碳酸鹽巖含量較少，沉積相以三角洲前緣相為主。通過分析，上、下2個甜點體沉積特征的差異是因陸源物質(zhì)的供應(yīng)狀況造成的。上甜點體物源供應(yīng)不充分，以碳酸鹽巖灘壩內(nèi)碎屑沉積為主，而下甜點體物源供應(yīng)較充分，以三角洲前緣遠砂壩和席狀砂云質(zhì)粉細砂巖為主，由下而上，陸源物質(zhì)的輸入是逐漸減少的，而水體逐漸變深。

3 儲層“甜點”體厚度穩(wěn)定、分布廣

3.1下甜點體

下甜點體沉積時期發(fā)育南、北物源，以南部物源為主，物源供應(yīng)較充分，主要發(fā)育三角洲前緣和濱淺湖沉積。甜點體主要微相類型是三角洲前緣的遠砂壩、席狀砂及濱淺湖灘壩，累計厚度10～20 m，最厚可達30 m，整個凹陷均有分布，但主要分布在凹陷中南部，明顯受三角洲前緣相控制(圖3)。目前鉆遇下甜點體探井8口，解釋均有油層，厚度大多在20～40 m，井控含油面積370 km2，有效厚度24.5 m。

3.2上甜點體

上甜點體沉積時期物源供應(yīng)不充分，主要是濱淺湖相沉積，三角洲僅在凹陷南部小范圍分布，反映陸源物質(zhì)的輸入缺乏，為內(nèi)碎屑灘和陸屑灘的發(fā)育創(chuàng)造了有利條件。甜點體主要微相類型是碳酸鹽巖組成的灘壩，儲層累計厚度5～25 m，主要分布在凹陷中東部(圖4)。目前，鉆穿上甜點體探井有13口，解釋都有油層，厚度大多在15～30 m， 5井5層獲工業(yè)油流，井控含油面積300 km2，有效厚度19.8 m。

圖3 吉木薩爾凹陷蘆草溝組下甜點體沉積相

圖4 吉木薩爾凹陷蘆草溝組上甜點體沉積相

由此可見，上、下甜點體井控含油面積達300 km2以上，揭示吉木薩爾二疊系蘆草溝組致密油具有巨大的勘探潛力。

4 結(jié)論和認識

1)蘆草溝組主要為湖泊相和三角洲沉積，巖石類型主要由泥巖、碳酸鹽巖和細粒級的碎屑巖組成，總體上，粒度細，單層薄。

2)蘆草溝組發(fā)育上、下2個甜點體，其巖石組成和沉積微相存在差異。下甜點體以細粒級碎屑巖沉積為主，三角洲前緣遠砂壩和席狀砂是儲層甜點發(fā)育的主要微相類型，而上甜點體以碳酸鹽巖類沉積為主，濱淺湖灘壩，特別是碳酸鹽巖物質(zhì)組成的灘壩是儲層甜點發(fā)育的主要微相類型。這種差異是由于陸源物質(zhì)的輸入程度造成的。

3)上、下2個甜點體厚度大，分布穩(wěn)定，井控含油面積300 km2以上，致密油勘探潛力巨大。

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(編輯徐文明)

SedimentarycharacteristicsoftightoilreservoirinPermianLucaogouFormation,JimsarSag

Si Chunsong1,2, Chen Nenggui2, Yu Chaofeng2, Li Yuwen2, Meng Xiangchao2

(1.FacultyofEarthResource,ChinaUniversityofGeosiences,Wuhan,Hubei430074,China; 2.HangzhouGeologicalInstitute,ResearchInstituteofPetroleumExplorationandDevelopment,PetroChina,Hangzhou,Zhejiang310023,China)

In the Permian Lucaogou Formation in the Jimsar Sag, lake and delta facies strata deposited, and rocks mainly include mudstone, carbonate and fine-grained clastic rock. Two tight oil cookies developed. The lower cookies are mainly in fine-grained clastic rocks, and generate in the microfacies of delta front distal bar and sheet sand. The upper cookies are mainly in crabonate rocks, and generate in the microfacies of beach bar of shore shallow lake. The upper and lower cookies are thick and widespread, indicating giant potential for tight oil reservoir.

rock type; cookie in reservoir; sedimentary facies; Lucaogou Formation; Jimsar Sag; Junggar Basin

1001-6112(2013)05-0528-06

10.11781/sysydz201305528

TE122.2+3

A

2013-03-26；

2013-08-06。

斯春松(1968—)，男，碩士，高級工程師，從事石油地質(zhì)研究與勘探工作。E-mail: sics_hz@ petrochina. com. cn。