塔里木盆地庫東—輪臺地區(qū)蘇維依組Ⅱ砂組沉積儲層特征

石媛媛，洪才均，房曉璐，周芳芳

(中國石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院，烏魯木齊830011)

灘壩砂體發(fā)育在陸相湖盆濱淺湖地區(qū)，總體呈現(xiàn)砂泥巖薄互層的特征，該類儲層單層厚度薄，橫向變化大，勘探難度大。隨著含油氣盆地勘探程度的逐步提高，灘壩砂體已逐漸成為我國陸相盆地油氣勘探的重要領(lǐng)域[1－3］。近幾年，庫東—輪臺地區(qū)古近系蘇維依組泥巖段內(nèi)幕砂體成為一個熱點勘探層系，目前已在本區(qū)發(fā)現(xiàn)了巖性圈閉并獲得了油氣發(fā)現(xiàn)。前人對研究區(qū)蘇維依組沉積體系及儲層特征方面開展過較深入的研究，多數(shù)學者認為蘇維依組為沖積扇—扇三角洲沉積[4－5］，儲層發(fā)育程度主要受控于沉積相、巖相及構(gòu)造因素[6－7］。但以往的研究層位主要集中在蘇維依組底部塊狀砂巖，并沒有針對蘇維依組泥巖段內(nèi)幕砂巖開展工作，其沉積特征、砂體展布形態(tài)、儲層發(fā)育特征等還未進行過系統(tǒng)的分析。筆者以庫東—輪臺地區(qū)蘇維依組泥巖段內(nèi)幕砂巖中的Ⅱ砂組為研究對象，開展了沉積相及儲層特征分析，以期為該區(qū)巖性油氣藏勘探提供科學依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1 塔里木盆地庫東—輪臺地區(qū)構(gòu)造劃分及位置Fig.1 Tectonic division and location of Kudong － Luntai area，Tarim Basin

庫東—輪臺地區(qū)橫跨塔里木盆地北緣庫車坳陷與沙雅隆起，核心為庫車坳陷南緣及雅克拉斷凸東段(圖1)。研究區(qū)及鄰區(qū)油氣資源十分豐富，輪臺氣田、提爾根氣田均位于研究區(qū)內(nèi)，北部有迪那氣田、依南氣田，庫車坳陷及鄰區(qū)具有良好的天然氣成藏條件[8－9］。研究區(qū)主要是在前震旦紀結(jié)晶基底上局部發(fā)育了震旦系—寒武系海相碳酸鹽巖和中新生界陸相碎屑巖，海西運動以來，發(fā)生了多次隆升剝蝕和沉積間斷，致使下古生界及其以下地層殘缺不全[10］;印支—燕山期，隨著南天山造山帶不斷向南擠壓推覆，北部庫車坳陷和南部滿加爾坳陷內(nèi)的三疊系、侏羅系和白堊系亞格列木組依次由南北兩側(cè)向雅克拉斷凸高部位超覆尖滅減薄[11－12］;燕山晚期—喜馬拉雅期，沙雅隆起沉沒水下，白堊系—新近系碎屑巖覆蓋古凸起，地層發(fā)育齊全。研究區(qū)蘇維依組地層厚度89～293 m，上下兩段特征明顯，下段為沖積扇—扇三角洲沉積的大套紫紅色砂巖—砂礫巖，北部礫巖較發(fā)育;上段粒度變細，為濱淺湖沉積的砂泥巖[13］。

2 蘇維依組Ⅱ砂組沉積相展布

2.1 砂體對比

通過輪臺—庫東地區(qū)蘇維依組地層巖性—電性劃分與對比，將蘇維依組砂體劃分為4個砂層組，橫向上對比性強(圖2)。Ⅰ砂組地層為傳統(tǒng)意義上的蘇維依組底砂巖段，全區(qū)穩(wěn)定分布;Ⅱ砂組普遍見褐紅色斑點狀鐵質(zhì)環(huán)邊，都護1、雅輪2－1井、沙25井取心上均具有此特征，容易對比，該套砂體油氣顯示豐富，雅輪2井區(qū)已獲得油氣突破，在庫東地區(qū)蘇維依組Ⅱ砂組存在由北向南砂體尖滅現(xiàn)象;Ⅲ砂組與Ⅳ砂組單砂體較薄，在庫東地區(qū)逐漸相變?yōu)楹聪嗄鄮r，平面分布較局限。

2.2 蘇維依組Ⅱ砂組沉積特征

2.2.1 碎屑顆粒結(jié)構(gòu)特征

研究區(qū)及鄰區(qū)針對蘇維依組Ⅱ砂組取心的井有都護1井、庫東3井、雅輪2－1井等，通過對該砂組鉆井取心樣品的粒度分析表明，組成該套砂體的碎屑顆粒粒度中值一般為2.5Φ～3Φ，標準偏差一般為0.5左右，表明碎屑顆粒分選好。粒度概率圖主要為三段式，其中跳躍次總體和懸浮次總體的交切點為3.0Φ～4Φ，跳躍次總體含量一般為85%～90%，滾動次總體和懸浮次總體含量均在5%左右?？傮w上，滾動次總體和懸浮次總體均不太發(fā)育，主要為跳躍次總體。這些碎屑顆粒結(jié)構(gòu)特征表明，本區(qū)蘇維依組Ⅱ砂組砂體在發(fā)育形成時經(jīng)受了較強的水動力條件。

2.2.2 巖心相特征

研究區(qū)蘇維依組Ⅱ砂組巖心砂巖中沉積構(gòu)造以反映淺水的波浪沖刷、生物擾動等為主要特征，巖性主要為褐灰色泥質(zhì)粉砂巖、細砂巖與泥巖互層，部分井段含有較多的斑塊狀石膏，層理結(jié)構(gòu)豐富:①典型的波浪作用形成的波狀交錯層理、小型波狀層理等(圖3a，b)，常見淺水微波痕，巖性以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，常見少量泥礫沿層分布，形狀不規(guī)則;②豐富的生物擾動構(gòu)造，可見典型的垂直、傾斜生物潛穴(圖3c)，生物擾動強烈時，多見斑塊狀沉積物，巖性以粉砂質(zhì)泥巖—粉砂巖為主，常見于濱淺湖灘砂;③強水動力條件下形成的板狀交錯層理、平行層理(圖3a，d)，常見于濱淺湖壩砂。蘇維依組Ⅱ砂組砂體類型主要為受湖浪作用改造的濱淺湖灘壩砂。

圖2 塔里木盆地庫東—輪臺地區(qū)蘇維依組砂體對比Fig.2 Sand comparison of Suweiyi Formation in Kudong － Luntai area，Tarim Basin

圖3 塔里木盆地庫東—輪臺地區(qū)蘇維依組濱淺湖灘壩砂體的沉積構(gòu)造特征Fig.3 Sedimentary structure features of beach － bar sandbodies in Suweiyi Formation in Kudong－Luntai area，Tarim Basin

2.2.3 測井相特征

在巖心觀察的基礎(chǔ)上，根據(jù)取心段巖心沉積構(gòu)造特征與測井曲線特征的對應(yīng)關(guān)系，建立起研究區(qū)蘇維依組Ⅱ砂組濱淺湖灘壩砂沉積微相測井響應(yīng)特征，以此對非取心段進行沉積相劃分與識別。研究主要采用對砂泥巖巖性變化敏感的GR曲線來建立本區(qū)測井相。研究區(qū)濱淺湖灘壩砂主要分為灘砂和壩砂，灘砂測井曲線呈現(xiàn)較高幅度鋸齒狀組合，單砂體呈現(xiàn)中—高幅“刺刀狀”，如庫東3井、庫1井等;壩砂呈現(xiàn)齒化漏斗形或者低幅度齒化箱形特征，如雅輪2－1井、都護1井、都護4井等(圖2)。

2.2.4 沉積相平面展布特征

圖4 塔里木盆地庫東—輪臺地區(qū)蘇維依組Ⅱ砂組沉積相展布Fig.4 Sedimentary facies of sandstone team Ⅱ of Suweiyi Formation in Kudong－Luntai area，Tarim Basin

圖5 塔里木盆地庫東—輪臺地區(qū)蘇維依組Ⅱ砂組巖石三角圖Fig.5 Triangle of rocks from sandstone team Ⅱ of Suweiyi Formation in Kudong－Luntai area，Tarim Basin

通過對蘇維依組Ⅱ砂組砂體沉積相類型研究，認為研究區(qū)發(fā)育濱淺湖灘壩砂沉積。根據(jù)砂體對比結(jié)果，通過制作合成記錄并進行了層位標定，結(jié)合地震反射波組及反射結(jié)構(gòu)特征，確定該套砂體在地震剖面上表現(xiàn)為負相位地震反射特征;地震反射同向軸向南具有尖滅現(xiàn)象，并利用三維地震數(shù)據(jù)體進行識別與解釋追蹤，充分參考蘇維依組底砂巖頂面向上0～30 ms波谷數(shù)屬性、均方根振幅屬性，結(jié)合巖心－測井沉積相特征，確定了庫東—輪臺地區(qū)蘇維依組Ⅱ砂組沉積相平面展布范圍。研究區(qū)大部分為濱淺湖沉積，灘壩砂基本平行于雅克拉構(gòu)造帶展布(圖4)。從灘和壩的發(fā)育程度看，主要以灘砂為主，壩砂相對較少，多發(fā)育在灘砂中，四周廣泛發(fā)育湖相泥巖，巖性圈閉發(fā)育的背景良好，目前已落實4個上傾尖滅型巖性圈閉。

3 儲層特征

3.1 儲層巖石類型

蘇維依組Ⅱ砂組儲層巖石類型主要為棕褐色—褐灰色中—細粒巖屑長石砂巖、粗—粉砂質(zhì)極細砂巖，石英含量一般為60% ～70%，長石含量一般為15% ～20%，巖屑含量一般為10% ～15%(圖5)。巖屑主要為酸性噴出巖、黑云母、白云母，填隙物以灰質(zhì)、鐵泥質(zhì)為主，含量較高。砂巖分選型好—中等，顆粒磨圓主要為次棱—次圓狀，顆粒之間多為點接觸，孔隙型膠結(jié)為主，顆粒支撐，整體上反映砂巖結(jié)構(gòu)成熟度中等偏好，成分成熟度中等，形成于距離物源較近，但水動力較強的沉積環(huán)境。

3.2 儲集空間類型

鑄體薄片觀察分析認為，蘇維依組Ⅱ砂組儲層的儲集空間類型以原生孔隙為主，局部發(fā)育次生孔隙和裂縫;大部分樣品面孔率低，部分樣品面孔率介于12% ～15%;儲集空間包括粒間孔、粒內(nèi)溶孔、顆粒破裂縫(圖6)，裂縫對儲層的儲集性能具有一定的貢獻。

(1)原生孔隙:蘇維依組Ⅱ砂組砂巖的原生孔隙多為粒間孔(圖6a，b)，是主要的孔隙類型，局部點存在后期的溶蝕擴大。

(2)次生孔隙:主要包括粒內(nèi)溶孔、巖屑內(nèi)微孔、膠結(jié)物內(nèi)溶孔等，其中粒內(nèi)溶孔在本區(qū)最為常見，主要發(fā)育在石英、長石顆粒內(nèi)部(圖6c)。

(3)裂縫:根據(jù)鑄體薄片觀察，本區(qū)裂縫主要發(fā)育顆粒解理縫、顆粒破裂縫，多數(shù)未被礦物或者泥質(zhì)充填，在原生粒間孔和次生溶孔不發(fā)育的情況下，微裂縫在一定程度上改善了儲層物性(圖6d)。

3.3 孔隙結(jié)構(gòu)特征

圖6 塔里木盆地庫東—輪臺地區(qū)蘇維依組Ⅱ砂組砂巖儲集空間類型微觀特征照片F(xiàn)ig.6 Micrographs of reservoir space types of sandstone team Ⅱ of Suweiyi Formation in Kudong－Luntai area，Tarim Basin

圖7 塔里木盆地庫東—輪臺地區(qū)蘇維依組Ⅱ砂組砂巖典型毛管壓力曲線及孔喉分布直方圖Fig.7 Typical mercury injection curves and frequency distribution of pore throat of sandstones from sandstone team Ⅱ of Suweiyi Formation in Kudong－Luntai area，Tarim Basin

蘇維依組Ⅱ砂組砂巖儲層毛管壓力曲線形態(tài)以細歪度為主，有少量略粗歪度，大部分樣品略具平臺特征，具有一定的分選型(圖7)。圖7a－b中曲線略靠近左下方，具有一定的平臺，凹向右上方反映出細—略細歪度、分選較好的特點;圖7c中的曲線靠近左下方，但基本不具備平臺特征，反映細歪度、分選較差的特點;圖7d中的曲線靠近右上方，凹向左下方，向下傾斜，表現(xiàn)出細歪度，分選差的特點。另外，從圖7孔喉分布直方圖可以看出，孔喉基本以單峰形態(tài)為主，主峰值主要位于微—細喉道區(qū)，其與毛管壓力對比來看，孔喉越大，毛管壓力越小，說明蘇維依組Ⅱ砂組砂巖儲層的孔喉以微—細喉道為主，起滲透作用的主要是半徑相對較大的喉道。

圖8 塔里木盆地庫東—輪臺地區(qū)蘇維依組Ⅱ砂組孔滲特征及孔滲相關(guān)性Fig.8 Features and correlation of porosity and permeability of sandstone team Ⅱof Suweiyi Formation in Kudong－Luntai area，Tarim Basin

根據(jù)壓汞資料統(tǒng)計，本區(qū)Ⅱ砂組砂巖儲層排驅(qū)壓力較高，分布范圍為 0.22 ～3.34 MPa，平均值 0.99 MPa，主要分布區(qū)間為0.2 ～1.2 MPa;中值壓力也普遍較高，分布范圍為2 ～35 MPa，平均值10.9 MPa，呈現(xiàn)非均質(zhì)性的特點，大部分樣品為2～6 MPa，其余約20～35 MPa，反映儲層非均質(zhì)性強，對油氣的滲流能力較差;平均喉道半徑0.11 ～0.99 um，平均為0.42 um，歪度為1.41～2，平均為1.74，為略細歪度，表明儲層的儲集性能一般。

3.4 儲層物性特征

根據(jù)18個樣品的物性資料統(tǒng)計得出(圖8)，蘇維依組Ⅱ砂組砂巖儲層孔隙度為7.1% ～16.4%，平均為11.5%，67%的樣品大于10%，27%的樣品大于 15%;滲透率為(0.188～17)×10－3μm2，平均 4.8 × 10－3μm2，分布相對集中，僅有23%的樣品大于10×10－3μm2?？傮w來看，儲層物性相對較差，大部分樣品為低—特低孔—低滲型儲層，少部分樣品為中孔—中滲型儲層?？紫抖扰c滲透率呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，但呈現(xiàn)出非均質(zhì)性的特征。儲層物性的差異與灘壩砂體發(fā)育機制具有一定關(guān)系，且后期微裂縫也改善了部分砂體的儲層物性，但儲層發(fā)育的主要控制因素仍需進一步研究。

4 結(jié)論

(1)庫東—輪臺地區(qū)蘇維依組砂體對比性好，可劃分為4套砂組，其中Ⅱ砂組存在向南尖滅巖性圈閉。通過沉積相研究表明，該套砂體為濱淺湖背景下發(fā)育的受湖浪改造形成的灘壩砂，儲集巖以中—細粒巖屑長石砂巖、粗—粉砂質(zhì)極細砂巖為主，局部含礫，發(fā)育灘壩砂典型的浪成交錯層理、浪成波痕、生物擾動等沉積構(gòu)造。

(2)儲層孔隙類型以原生孔隙為主，局部發(fā)育次生孔隙和裂縫，儲層物性及孔隙結(jié)構(gòu)總體較差，大部分屬于低—特低孔—低滲型儲層，存在少量較好儲層;儲層的儲集和滲透性主要依靠中—細喉道，微裂縫改善了儲層的物性。

(3)庫東—輪臺地區(qū)已發(fā)現(xiàn)眾多天然氣田，蘇維依組Ⅱ砂組濱淺湖灘壩砂發(fā)育上傾尖滅型巖性圈閉，圈閉有效性較高。雖儲層物性相對較差，但足以作為天然氣的有效儲層。本區(qū)蘇維依組Ⅱ砂組具備良好的勘探潛力。

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