遠(yuǎn)源、細(xì)粒型淺水三角洲沉積特征與演化——以準(zhǔn)噶爾盆地腹部莫索灣地區(qū)八道灣組為例

孫　靖　薛晶晶　吳海生　吳愛(ài)成　宋明星　賈開(kāi)富

(中國(guó)石油新疆油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院　新疆克拉瑪依　834000)

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遠(yuǎn)源、細(xì)粒型淺水三角洲沉積特征與演化
——以準(zhǔn)噶爾盆地腹部莫索灣地區(qū)八道灣組為例

孫靖薛晶晶吳海生吳愛(ài)成宋明星賈開(kāi)富

(中國(guó)石油新疆油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院新疆克拉瑪依834000)

摘要準(zhǔn)噶爾盆地腹部中央坳陷莫索灣地區(qū)八道灣組沉積時(shí)期氣候相對(duì)濕潤(rùn)，地形相對(duì)平緩，物源供給充足，湖岸線變化相對(duì)頻繁，具備形成淺水三角洲有利條件；由于距離物源區(qū)較遠(yuǎn)，沉積砂體以細(xì)砂巖、中—細(xì)砂巖為主，粒度相對(duì)較細(xì)，垂向上形成多期正旋回沉積序列。三角洲前緣分布廣、延伸長(zhǎng)、面積大，平面主要呈朵狀，由多期水下分流河道切割、疊置形成的復(fù)合砂體構(gòu)成；水下分流河道砂體發(fā)育，厚度較大，數(shù)量眾多，垂向相互疊置，橫向互相切割，連通性較好，單砂體具有不同疊置方式，構(gòu)成了主要油氣儲(chǔ)集砂體，泥巖隔層較薄，河口壩砂體不發(fā)育；總體上，形成了該區(qū)遠(yuǎn)源型、分布廣、粒度較細(xì)的淺水曲流河三角洲沉積體系。不同的沉積時(shí)期，來(lái)源于兩個(gè)物源方向的三角洲前緣和水下分流河道沉積形態(tài)和范圍發(fā)生變化，最終形成由寬闊的復(fù)合河道砂體為主構(gòu)成的淺水三角洲。

關(guān)鍵詞準(zhǔn)噶爾盆地莫索灣地區(qū)八道灣組淺水三角洲高亮體技術(shù)沉積特征及演化

淺水三角洲作為一種重要的三角洲類型進(jìn)行描述、分析和研究在國(guó)外和國(guó)內(nèi)分別開(kāi)始于20世紀(jì)的50年代[1]和80年代[2]。在國(guó)內(nèi)，不同的專家學(xué)者對(duì)松遼、鄂爾多斯、塔里木、渤海灣、四川等沉積盆地發(fā)育的淺水三角洲的沉積特征、沉積背景、形成條件、演化過(guò)程以及沉積模式等進(jìn)行了深入分析[3-11]，總結(jié)了其形成的主要條件和主控因素[12-15]，并將其劃分為淺水扇三角洲、淺水辮狀河三角洲和淺水曲流河三角洲三大類，進(jìn)一步分為9小類[12]或6小類[15]。淺水三角洲的形成條件[3-15]可概括為平緩穩(wěn)定的古地形、溫暖適宜的古氣候、供應(yīng)充足的古物源、水深較淺的古水體、不斷變化的古岸線等。目前，針對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地淺水三角洲的研究尚未系統(tǒng)開(kāi)展，處于起步階段，尤其是腹部八道灣組發(fā)育的遠(yuǎn)源、細(xì)粒型淺水三角洲。

1地質(zhì)概況及沉積背景

準(zhǔn)噶爾盆地腹部已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)陸梁、石西、石南、莫北及莫索灣等多個(gè)整裝、高效油氣田，但侏羅系八道灣組尚未發(fā)現(xiàn)，其最有利勘探區(qū)塊為中央坳陷莫索灣—莫北凸起，尤其是位于莫索灣凸起西北部的莫索灣地區(qū)(圖1)。該凸起緊鄰沙灣、阜康、東道海子和盆1井西等主要生排烴凹陷，構(gòu)造位置有利。構(gòu)造演化分析表明[16-17]，從早侏羅世八道灣期到中侏羅世西山窯期，盆1井西凹陷東環(huán)帶處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)，氣候溫?zé)岢睗?，莫索灣地區(qū)地形平緩，濱淺湖沉積水體分布范圍大[18-20]。

該區(qū)八道灣組勘探面積大、探井較少、勘探程度低，沉積相類型、特征以及沉積模式和砂體發(fā)育特征不明確，需要以地質(zhì)沉積模式為指導(dǎo)的地質(zhì)、地震一體化綜合研究，以地震沉積相分析的各種方法為手段，明確沉積相、沉積特征及砂體特征基礎(chǔ)上，優(yōu)選出適用性地震儲(chǔ)層砂體描述與預(yù)測(cè)技術(shù)[21-28]，對(duì)沉積砂體和河道砂體進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別和精細(xì)刻畫(huà)，尤其是高亮體技術(shù)。所謂“高亮體”是指峰值與有效頻帶內(nèi)平均振幅之差，去除了背景能量造成的影響，可以反映儲(chǔ)層砂體細(xì)節(jié)的變化[27]，通過(guò)高亮體時(shí)間切片可以反映不同沉積時(shí)期沉積砂體的分布和演化規(guī)律[28]。由于八道灣組一段沉積特征在三個(gè)層段中最具典型性且含油氣性最好，因此該段是本文研究的主要目的層。

圖1　莫索灣地區(qū)(工區(qū))位置圖Fig.1　Location map of the Mosuowan area

2沉積特征

2.1細(xì)粒、低成熟度砂體發(fā)育，具備淺水牽引流沉積特征及相關(guān)構(gòu)造

該區(qū)距離西北部哈拉阿拉特山和東北部克拉美麗山物源區(qū)近百公里，距離物源區(qū)較遠(yuǎn)[18-20]，砂巖以細(xì)砂巖和中—細(xì)砂巖為主，粒度相對(duì)較細(xì)(表1、圖2)，與松遼盆地相似[4，8]，與鄂爾多斯盆地粗粒沉積不同[10]；巖石顏色以淺灰色、灰色為主，同時(shí)依據(jù)前人研究成果[18-20]，當(dāng)時(shí)沉積環(huán)境氣候?yàn)闇嘏瘽駶?rùn)型氣候；巖性主要為巖屑砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖，巖屑平均含量41.5%左右，最高可達(dá)50%以上，長(zhǎng)石平均含量24.0%左右，成分成熟度較低。巖屑中，凝灰?guī)r等火山巖巖屑的絕對(duì)平均含量達(dá)到了26.2%，占到了巖屑相對(duì)含量的63%，說(shuō)明該區(qū)母巖以火山巖為主[29-30]。砂巖中發(fā)育牽引流作用形成的沖刷面、各種層理等構(gòu)造，泥礫和炭屑紋層常見(jiàn)(圖2)；同時(shí)，粒度概率累積曲線表現(xiàn)為典型的兩段式，跳躍總體占主體，懸浮總體也較發(fā)育，跳躍總體斜率相對(duì)較低，細(xì)粒截點(diǎn)值較低(圖2)，具有淺水牽引流特征。因此，母源區(qū)為富含凝灰?guī)r等的火山巖為主，同時(shí)，沉積時(shí)期湖盆面積大[18-20]，未經(jīng)過(guò)充分淘洗，造成了八道灣組遠(yuǎn)源型、低成分成熟度的巖石類型。

2.2水下分流河道砂體發(fā)育，拼合板狀疊置，河口壩不發(fā)育，垂向上形成多期正旋回沉積序列

水下分流河道巖性主要為灰色細(xì)砂巖，其次為中—細(xì)砂巖；粒度概率累積曲線圖主要為兩段式，平均粒徑0.1 mm左右，跳躍總體和懸浮總體發(fā)育，滾動(dòng)總體不發(fā)育；波狀層理、脈狀層理、平行層理及沖刷面構(gòu)造等發(fā)育；垂向上，水下分流河道沉積常呈頂、底突變的塊狀；測(cè)井上，水下分流河道砂體常為鐘形或箱形。水下分流河道間巖性較細(xì)，厚度相對(duì)較薄，一般厚只有幾米，巖性常為灰色泥質(zhì)粉砂巖、泥巖等；測(cè)井上，自然電位及電阻率曲線上幅度較低，具弱齒化現(xiàn)象，河口壩不發(fā)育(圖2)。地震上，通過(guò)振幅提取、相干分析和譜分解技術(shù)等地震沉積相分析的方法和手段可對(duì)單河道砂體進(jìn)行有效識(shí)別。以該區(qū)八道灣組一段一砂組底部河道砂體為例(圖3，4)，該砂體在莫21井厚度達(dá)30 m，而在莫2、莫深1、盆參2和盆8井厚度僅為10 m左右，因此在振幅、相干和譜分解平面圖上所刻畫(huà)出的一條自西北向東南流向的水下分流河道，莫21井刻畫(huà)最為清晰。同時(shí)，由于三角洲前緣沉積過(guò)程中，沉積物供給、水動(dòng)力條件的等不斷變化，河道不斷發(fā)生遷移改道和充填夷平作用，因此，在圖中也發(fā)育其他眾多河道和廢棄河道，但莫21井區(qū)附近河道最為清晰。

表1　莫索灣地區(qū)八道灣組一段代表井巖石粒度區(qū)間統(tǒng)計(jì)表

圖2　莫索灣地區(qū)八道灣組一段沉積相綜合柱狀圖(莫21井)Fig.2　Comprehensive sedimentary facies column of the First Member of the Badaowan Formation (MO 21)

圖3　研究區(qū)八道灣組一段一砂組底部水下分流河道砂體地震綜合識(shí)別平面圖a.瞬時(shí)振幅平面圖；b.相干平面圖；c.頻譜分解平面圖；d.水下分流河道局部放大圖Fig.3　Bottom subaqueous distributary channel sandbody seismic comprehensive identification planar graph of the First Sand Group of the First Member of Badaowan Formation

圖4　莫索灣地區(qū)八道灣組一段儲(chǔ)層砂體剖面圖(莫2—莫21—莫深1—盆參2—盆8井)Fig.4　Reservoir sandbody section of the First Member of Badaowan Formation

水下分流河道砂體主要呈拼合板狀疊置，多期水下分流河道相互切割、疊置。依據(jù)單砂體厚度及其側(cè)向厚度變化，結(jié)合該區(qū)地震資料分辨率，以砂體厚度15 m為界限，將砂體劃分為薄砂體和厚砂體兩種(圖4)。剖面上，八道灣組一段三個(gè)砂組基本由2～3套單砂體構(gòu)成，垂向上表現(xiàn)為多期河道砂體相互疊置，單河道為向上粒度變細(xì)的正或近正粒序沉積，總體上形成向上砂體厚度逐漸增大，泥巖含量逐漸減少的水退型沉積序列。砂體疊置方式各不相同，每個(gè)砂組有兩種不同的疊置方式，且砂體厚度變化也比較大，但總體上，水下分流河道砂體發(fā)育，砂體數(shù)量眾多，砂體沉積期次總體分為六期，垂向疊置，湖相泥巖隔層較薄，橫向連通性較好，只有少數(shù)為孤立砂體。不同的砂體厚度和疊置方式反映了河道在沉積過(guò)程中不斷遷移和改道，但沉積中心始終位于該區(qū)，基本未發(fā)生偏移。砂體厚度的變化和不同的疊置方式受控于沉積體系中物源供給、水動(dòng)力強(qiáng)度和可容空間等因素的變化及其相互之間的耦合關(guān)系，也反映出了水下分流河道的不斷擺動(dòng)和側(cè)向遷移。

2.3三角洲前緣發(fā)育，分布范圍隨沉積演化不斷變化，其骨架砂體構(gòu)成了主要油氣儲(chǔ)集砂體

在沉積體系中，單河道砂體相對(duì)不發(fā)育，而由單河道砂體相互疊置切割形成的復(fù)合河道砂體是最常見(jiàn)的砂體類型，即使可以識(shí)別出單河道砂體，后期沉積砂體也會(huì)將其覆蓋，形成復(fù)合砂體。在高亮體時(shí)間切片平面圖中(圖5)，可以清晰看到前文識(shí)別出的一條西北—東南流向的古河道，但是在0 ms圖中可以看出，隨著沉積過(guò)程的進(jìn)行，三角洲沉積砂體不斷向前推進(jìn)，水下分流河道砂體相互疊置，后沉積砂體與先沉積砂體形成復(fù)合砂體，先期形成的古河道被夷平，整個(gè)沉積體系呈現(xiàn)出由寬闊的復(fù)合河道砂體作為沉積骨架的三角洲前緣沉積體系。

該區(qū)主要物源方向有2個(gè)，一是東北方向，即北偏東40°～50°，二是西北方向，即北偏東40°～45°，物源分別來(lái)自于準(zhǔn)噶爾盆地東部的克拉美麗山和西北緣的哈拉阿拉特山。形成的三角洲為河控建設(shè)性三角洲，由水下分流河道復(fù)合砂體構(gòu)成，平面主要呈朵狀，垂直或斜交湖岸分布。底部砂體東北和西北物源形成三角洲前緣朵葉體已經(jīng)連成一體，朵葉體寬約10～15 km，延伸長(zhǎng)10～30 km。整體上，從底部砂體到頂部砂體，沉積物供給不斷增加，水動(dòng)力增強(qiáng)，沉積砂體不斷向?yàn)I—淺湖中心推進(jìn)，三角洲前緣朵葉體增寬，延伸長(zhǎng)度變長(zhǎng)，湖岸線向中心遷移。

3砂體演化特征

為了更進(jìn)一步細(xì)致反映該區(qū)三角洲前緣的沉積演化過(guò)程，選取八道灣組一段一砂組作為主要目的層，通過(guò)每隔6 ms(對(duì)應(yīng)的地層厚度約為10 m)的高亮體密集切片可以對(duì)沉積體系演化過(guò)程進(jìn)行精細(xì)顯示(圖5)。通過(guò)由深至淺的高亮體切片，可以清晰反映出不同沉積時(shí)期三角洲前緣的變化。a、b、c三張平面圖反映的是一砂組底部砂體沉積演化過(guò)程，該時(shí)期三角洲砂體在東北部發(fā)育，三角洲前緣砂體隨著沉積過(guò)程不斷向湖中心推進(jìn)，西南部砂體相對(duì)不發(fā)育，局部發(fā)育水下分流河道，但總體上前緣逐漸增厚，沉積范圍逐漸擴(kuò)大；d、e、f、g等四張圖總體反映的是一砂組頂部砂體沉積演化過(guò)程，在d、e沉積時(shí)期，東北部砂體不發(fā)育，以泥質(zhì)沉積物為主，西南部三角洲前緣砂體沉積范圍和厚度進(jìn)一步加大，水下分流河道進(jìn)一步清晰；f沉積時(shí)期，東北部物源重新注入，三角洲前緣砂體重新沉積，但沉積范圍較西南部的小，西南部三角洲前緣砂體不斷向湖中心推進(jìn)，沉積范圍不斷擴(kuò)大，水下分流河道可清晰識(shí)別；該時(shí)期，東北和西南兩個(gè)三角洲前緣朵葉體沉積相對(duì)獨(dú)立，平面分布界限清晰；g沉積時(shí)期，兩個(gè)前緣朵葉體進(jìn)一步向湖中心擴(kuò)展，西南部先期沉積的水下分流河道發(fā)生夷平效應(yīng)，范圍和厚度進(jìn)一步增大，融為一體，形成統(tǒng)一的、全區(qū)廣泛分布的、由多期復(fù)合河道砂體為骨架砂體的淺水三角洲沉積體系。

4沉積模式

腹部中央坳陷莫索灣地區(qū)八道灣組沉積時(shí)期，準(zhǔn)噶爾盆地整體正處于陸內(nèi)坳陷階段，構(gòu)造環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，地形相對(duì)平緩；同時(shí)，氣候相對(duì)濕潤(rùn)，湖泊分布范圍較大，西北方向和東北方向物源供給充足；受氣候變化影響，湖岸線變化相對(duì)頻繁；三角洲前緣廣泛發(fā)育，延伸長(zhǎng)，可延伸數(shù)十公里，分布廣，面積大，可達(dá)數(shù)百平方公里；水下分流河道發(fā)育，但河道遷移較快，側(cè)向相互切割和疊置，形成了廣泛分布的復(fù)合砂體，構(gòu)成了三角洲前緣骨架砂體，河口壩不發(fā)育。

由于距離物源區(qū)較遠(yuǎn)，水下分流河道砂體以細(xì)砂巖、中—細(xì)砂巖為主，底部發(fā)育沖刷面，層理構(gòu)造、泥礫層和炭屑紋層發(fā)育，形成了遠(yuǎn)源型、分布廣、粒度較細(xì)的曲流河河控建設(shè)性淺水三角洲沉積，垂向上形成多期正旋回沉積序列。

5結(jié)論

(1) 準(zhǔn)噶爾盆地莫索灣地區(qū)八道灣組沉積時(shí)期為盆地大型內(nèi)陸坳陷形成、演化時(shí)期，沉積相類型為遠(yuǎn)源、細(xì)粒淺水三角洲相，主要砂體類型為水下分流河道砂體。儲(chǔ)層砂體構(gòu)型主要為拼合板狀，砂體側(cè)向具有不同疊置方式。

(2) 三角洲前緣水下分流河道砂體發(fā)育，砂巖粒度較細(xì)，砂體數(shù)量眾多，湖相泥巖隔層較薄，垂向上表現(xiàn)為多期河道砂體相互疊置，橫向連通性較好，單河道為向上粒度變細(xì)的正或近正粒序沉積，總體上形成向上砂體厚度逐漸增大，泥巖含量逐漸減少的水退型沉積序列。不同的砂體厚度和疊置方式反映了河道在沉積過(guò)程中不斷的遷移和改道。

圖5　八道灣組一段一砂組沉積砂體演化特征(高亮體切片)Fig.5　Top sandbody evolutive planar graph of the First Sand Group (high light volume slice)

(3) 八道灣組三角洲物源方向?yàn)闁|北和西北兩個(gè)方向，三角洲前緣平面呈朵狀，向湖內(nèi)延伸，延伸長(zhǎng)，面積大，由多期水下分流河道切割、疊置形成的復(fù)合砂體構(gòu)成。

(4) 三角洲類型為曲流河河控建設(shè)性三角洲，整體沉積序列為向上砂體變厚、變粗的水退性進(jìn)積層序，其沉積過(guò)程受控于古地形、古氣候、古物源、古水體、古岸線等五大因素；同時(shí)，由于距離物源區(qū)較遠(yuǎn)，形成了該區(qū)遠(yuǎn)源型、分布廣、粒度較細(xì)的淺水三角洲沉積體系。

致謝衷心感謝在論文審閱和修改過(guò)程中，各位評(píng)審專家和編輯部老師認(rèn)真、細(xì)致的審查和提出的寶貴思路和修改意見(jiàn)。

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Distal Fine-grain Shallow-water Delta Sedimentary Characteristics and Evolution: A Case from Badaowan Formation in the Central Junggar Basin

SUN JingXUE JingJingWU HaiShengWU AiChengSONG MingXingJIA KaiFu

(Research Institute of Exploration and Development, Xinjiang Oil field Company, PetroChina, Karamay, Xinjiang 834000, China)

Abstract:The climate was relatively wet, terrain was relatively flat, water power was relatively strong, the source of supply was adequate, lakeshore line relatively frequent changes of the Badaowan Formation sedimentary period of the Mosuowan area in the Central depression of Junggar Basin, which can form shallow-water delta. Sedimentary sandbody that is formed many positive cycle sedimentary sequences vertically mainly fine and medium-fine sandstone, which is the relatively fine grain size. The delta front has a wide distribution, long extension, large area and its planar configurations are major foliaceous, which are consist of compound sandbodies by multi-subaqueous distributary channel sandbody cut and superimposition. Thick, substantial and good connectivity subaqueous distributary channel sandbodies which are vertical superimposition and transverse cut each other are well developed, shale interbeds are relative thin and mouth bar sand body is not developed. The sandbody superimposition modes can be divided into different types, which is the major petroleum reservoir. On the whole, it formed the far-source, widespread, fine-grain shallow-water delta sedimentary system. The deposition and range of delta front and subaqueous distributary channel sandbody that are from two different source direction are different in different period, which is formed shallow-water delta that is mainly composed of wide composite channel sandbody finally.

Key words:Junggar Basin; Mosuowan area; Badaowan Formation; shallow-water delta; high light volume technology; sedimentary characteristics and evolution

中圖分類號(hào)P618.13

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

作者簡(jiǎn)介第一孫靖男1982年出生碩士工程師儲(chǔ)層沉積學(xué)E-mail: sun19820804@sina.com

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目(2011CB201106)；國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05001-006)[Foundation: National Key Basic Research Program of China (973 Program), No.2011CB201106; National Science and Technology Major Project, No.2011ZX05001-006]

收稿日期：2014-11-18； 收修改稿日期： 2015-04-09

doi:10.14027/j.cnki.cjxb.2016.01.012

文章編號(hào)：1000-0550(2016)01-0129-08