春光油田排2-400井區(qū)沉積微相研究

李偉才 (中石化河南油田分公司博士后科研工作站,河南南陽473132)

樊中海 (中石化河南油田分公司,河南南陽473132)

楊曉培,王克杰 (中石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院,河南鄭州450018)

春光油田排2-400井區(qū)沉積微相研究

李偉才 (中石化河南油田分公司博士后科研工作站,河南南陽473132)

樊中海 (中石化河南油田分公司,河南南陽473132)

楊曉培,王克杰 (中石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院,河南鄭州450018)

針對春光油田排2-400井區(qū)特殊的古地貌特征,利用構(gòu)造精細解釋與三維可視化技術(shù),刻畫了研究區(qū)內(nèi)古沖溝的分布范圍及形態(tài)特征。對研究區(qū)目的層的巖性、粒度及沉積構(gòu)造等特征展開研究,確定了該區(qū)沉積體系類型,并對沉積微相進行了詳細劃分,最后提出了該區(qū)的沉積模式。研究認為:春光油田排2-400井區(qū)發(fā)育南低北高、南寬北窄、西深東淺的不規(guī)則U型溝谷,沉積類型為干旱-半干旱氣候條件下的沖積扇,其主體區(qū)域位于沖積扇的扇中與扇端交匯處,沉積微相可細分為辮狀水道、泥石流、漫流砂體、水道間及泥質(zhì)沉積,其沉積模式為受古沖溝限制的沖積扇沉積。

沉積微相;沉積模式;沖積扇;古沖溝;春光油田

春光油田構(gòu)造上位于新疆準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起車排子凸起地區(qū)東部,其西面和北面鄰近扎伊爾山,南面為四棵樹凹陷,向東以紅-車斷裂帶為界與昌吉凹陷相接[1,2],區(qū)域面積 1023km2(圖1)。春光油田總體上為一東南傾的單斜,多次的構(gòu)造升降造成該區(qū)地層主要以超覆和削截為主。地層自下而上分別為古生界石炭系,中生界侏羅系、白堊系,新生界古近系、新近系。新近系自下而上又可劃分為沙灣組(Ns)、塔西河組和獨山子組[3]。春光油田西北部排2-400井區(qū)儲層主要分布于Ns,其構(gòu)造形態(tài)總體為一傾向180°,傾角3°的單斜構(gòu)造。區(qū)內(nèi)發(fā)育多條NW-SE、N-S、W-E走向的正斷層,傾角60°,斷距為5～40m。

圖1 春光油田區(qū)域構(gòu)造位置圖

近年來,雖有部分學(xué)者對春光油田西北部古沖溝形態(tài)及其沉積特征開展過相關(guān)研究,但受勘探程度及相關(guān)資料的限制,一直未建立較為科學(xué)的沉積模式,開發(fā)實踐效果不理想。筆者在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上,利用地震、測井資料,首先對春光油田西北部排2-400井區(qū)古沖溝形態(tài)進行刻畫,結(jié)合巖石學(xué)、粒度、沉積構(gòu)造等特征,確定了該區(qū)沉積類型,建立了沉積模式,為下一步勘探開發(fā)提供地質(zhì)依據(jù)。

1 古沖溝形態(tài)

春光油田Ns自上而下可劃分為3段(Ns1、Ns2、Ns3),其中Ns1自下而上又可劃分4個砂組(Ns11、Ns21、Ns31、Ns41)。從排2-400井區(qū)地震剖面可以看出,春光油田西北部古沖溝主要位于Ns11,南北向由排2-400井延伸至排400-4井,東西向由春37井延伸至春5井。利用構(gòu)造精細解釋與三維可視化技術(shù),確定溝谷范圍和形態(tài),溝谷深度在10～20m,寬度在3.5～4.5km,延伸長度在6km以上,整個古沖溝呈南北走向,為一南低北高、南寬北窄、西深東淺的不規(guī)則U型溝谷(圖2)。

圖2 古沖溝構(gòu)造形態(tài)與地震屬性疊合三維圖

2 沉積特征

2.1 巖石學(xué)特征

春光油田西北部排2-400井區(qū)Ns1分布較廣,厚度變化不大(60～80m),巖性主要為砂礫巖、含礫砂巖、細砂巖、粉砂巖、含礫泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及泥巖。砂巖中碎屑顆粒分選差,磨圓度以棱角、次棱狀為主,支撐類型為顆粒支撐。膠結(jié)類型以壓嵌-孔隙型為主,膠結(jié)物主要為黏土、方解石。砂巖碎屑成分主要為巖屑、石英,巖屑以凝灰?guī)r為主。

2.2 粒度特征

對研究區(qū)Ns1沉積物的粒度概率曲線統(tǒng)計分析可知:曲線一般表現(xiàn)為多段式,粒度相對較粗,分選差,滾動段、跳躍段及懸浮段均有發(fā)育,主要反映重力流的沉積特征,同時又具有一定的牽引流和濁流的沉積特點(圖3)。

根據(jù)粒度分析資料,繪制了研究區(qū)的C-M圖(圖4),圖中缺少RS段,只有P-Q-R段,樣品點主要分布于P-Q段,反映出C與M成比例增大,具分選差、黏度大的泥流沉積特征[4～6]。

2.3 沉積構(gòu)造特征

從研究區(qū)Ns1巖心觀察結(jié)果來看,巖心多為褐紅色、棕紅色、棕色等,表明沉積物暴露于地表,曾遭受過不同程度的氧化作用,具水上陸相沉積特征。在巖心剖面上,偶見有砂巖底部的沖刷面,沖刷面之上可見泥礫。巖心中層理發(fā)育程度較低,沉積物多具塊狀層理,見少量不規(guī)則交錯層理,在細粒泥質(zhì)沉積物中,偶見薄層或薄互層水平層理。上述沉積構(gòu)造反映了在干旱-半干旱氣候條件下,大量碎屑物在季節(jié)性洪水作用下,進入干涸湖盆后快速沉積的過程。

3 沉積相分析

通過對研究區(qū)巖石學(xué)、粒度及沉積構(gòu)造特征的分析,認為春光油田西北部古沖溝內(nèi)為干旱-半干旱氣候條件下的沖積扇沉積,主要發(fā)育扇中和扇端2種亞相類型,且以扇中為主。

圖3 研究區(qū)Ns1沉積物粒度概率累計曲線

3.1 扇中亞相

研究區(qū)內(nèi)扇中亞相可進一步細分為辮狀水道、水道間、漫流砂體和泥石流等微相類型,其中辮狀水道與漫流砂體為主要微相類型。

1)在辮狀水道內(nèi)部,由于多期水道相互疊加,在剖面上易形成 “砂包泥”的厚砂層,測井曲線表現(xiàn)為箱形、鐘形或齒化不嚴(yán)重的箱形(圖5(a)～(c))。巖性以砂礫巖、含礫砂巖為主(圖6(a)),反映粗粒和分選差的沉積物在河流搬運過程中快速堆積的沉積特點。

2)水道間沉積砂體厚度較薄,多以“泥包砂”或薄層砂泥互層的形式出現(xiàn),巖性以泥質(zhì)含量較高的泥質(zhì)粉砂巖為主(圖6(b))。

3)泥石流常發(fā)育于扇根或扇中靠近扇根部位。區(qū)內(nèi)泥石流依據(jù)其黏度差異可進一步劃分為稀性泥石流和黏性泥石流。稀性泥石流巖性以含礫泥巖為主(圖6(c)),礫石體積分數(shù)在10%～30%,粗細混雜,懸浮于泥巖內(nèi)部。黏性泥石流巖性以砂礫巖為主 (圖6(d)),礫石含量較稀性泥石流高,多呈棱角-半棱角狀,粗細混雜,多呈塊狀分布。

4)漫流砂體常與水道沉積物伴生,粒度較辮狀水道細,分選性較好,測井曲線為指形或齒化指形(圖5(d))。巖性以細砂巖、粉砂巖沉積為主(圖6(e))。

3.2 扇端亞相

扇端亞相發(fā)育漫流砂體和泥質(zhì)沉積,其中主體部分為泥質(zhì)沉積。漫流砂體主要分布于扇端靠近扇中部位,是辮狀水道末端向兩側(cè)遷移,相互疊加、切割形成的席狀薄層砂體,水流能量較小,粒度較細,測井曲線為齒化較為嚴(yán)重的指形;泥質(zhì)沉積主要分布于沖積扇末端及側(cè)翼,水流能量較弱,測井曲線為大套低幅指形,曲線較平直(圖5(e)),巖性以紅色、棕紅色泥巖為主(圖6(f))。

圖4 研究區(qū)Ns1沉積物C-M圖

圖5 研究區(qū)典型測井曲線形態(tài)

圖6 研究區(qū)內(nèi)典型巖心照片

4 微相分布及沉積模式

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景,結(jié)合上述對古沖溝形態(tài)的刻畫認為,研究區(qū)內(nèi)沉積物主要受古沖溝構(gòu)造背景的控制,水道流向由北至南,水流能力西強東弱。由于區(qū)內(nèi)泥石流發(fā)育較少,且多數(shù)沉積于水道中,故將辮狀水道與泥石流沉積合為一種微相類型,便于分析及沉積模式的建立。

Ns11古沖溝內(nèi),辮狀水道不發(fā)育,主要發(fā)育漫流砂體。古沖溝在研究區(qū)中部發(fā)生一定彎曲,導(dǎo)致水流方向也隨之發(fā)生彎曲,能量減弱,水道變窄。另外,由于古沖溝形態(tài)西深東淺,導(dǎo)致研究區(qū)西部水道較寬,沉積砂體較厚(圖7(a))。

Ns21、Ns31、Ns41的碎屑物在沉積過程中擺脫了溝谷的限制,分布范圍變大,水道分支變多,辮狀水道相對較發(fā)育,東西水流能力差異減小,砂體厚度均一,同時漫流砂體及泥質(zhì)沉積也較發(fā)育(圖7(b))。

通過分析研究區(qū)內(nèi)沉積微相的分布規(guī)律,建立了春光油田排2-400井區(qū)的沖積扇沉積模式 (圖 8)[7～10],重點強調(diào)了以下幾個方面的特點:

圖7 研究區(qū)Ns1沉積微相平面分布圖

1)古沖溝主要發(fā)育于Ns11,在區(qū)中部發(fā)生彎曲,導(dǎo)致其水流能量、水道形態(tài)、砂體厚度等受到影響。

2)古沖溝內(nèi)部與上部地形差異較大,上部地形較為平緩,沉積物分布范圍廣,垂向上砂體厚度大,水道較寬且分支多,該模式體現(xiàn)了古沖溝上、下砂體發(fā)育的差異。

3)在古沖溝內(nèi)碎屑物沉積范圍有限,從扇中到扇端巖性及微相類型變化較快,導(dǎo)致兩者之間的界限很難區(qū)分,故模糊了扇中與扇端間的界限。

圖8 研究區(qū)Ns1沉積模式圖

5 結(jié)論

1)春光油田排2-400井區(qū)古沖溝主要發(fā)育于Ns11,呈南北走向,為一南低北高、南寬北窄、西深東淺的不規(guī)則條帶狀U型谷。

2)古沖溝內(nèi)發(fā)育干旱-半干旱氣候條件下的沖積扇,主要發(fā)育扇中和扇端亞相,以扇中為主。

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TE121.3

A

1000-9752(2014)12-0038-06

2014-09-10

李偉才(1983-),男,2004年中國地質(zhì)大學(xué) (武漢)畢業(yè),博士 (后),現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)地質(zhì)方面的研究。