塔北南坡志留系柯坪塔格組下段底部砂巖亞段沉積體系分析

孫佳珺，辛仁臣

（1.北京市地震局，北京 100080；2.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）海洋學(xué)院，北京100083）

塔北南坡志留系柯坪塔格組下段底部砂巖亞段沉積體系分析

孫佳珺1，辛仁臣2

（1.北京市地震局，北京 100080；2.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）海洋學(xué)院，北京100083）

據(jù)巖心、錄井、測井等資料，分析塔北南坡志留系柯坪塔格組下段底部砂巖亞段沉積體系類型及空間分布特征。塔北南坡志留系柯坪塔格組下段底部砂巖亞段發(fā)育一套海侵背景下形成的碎屑濱岸-淺海沉積體系，其中，碎屑濱岸體系可進(jìn)一步劃分為后濱、前濱、臨濱沉積。后濱亞相以砂泥巖互層為特征，見泥礫；前濱亞相以中粗砂巖為主，泥巖較少；臨濱亞相為砂泥巖不等的厚互層，上臨濱砂巖所占比例較高，下臨濱泥巖增多。淺海相以泥巖為主。平面上，沉積體系自NW向ES呈后濱-前濱-臨濱-淺海不規(guī)則帶狀展布，垂向上，自下而上呈后濱-前濱-臨濱-淺海演化序列。該沉積相格局的確定，為分析有利儲層及確定下一步有利勘探目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。

塔北南坡；志留系；柯坪塔格組下段底部砂巖亞段；沉積體系

塔北隆起為塔里木盆地富集油氣的構(gòu)造單元之一[1-2]，塔北南坡為塔里木盆地塔北隆起區(qū)的南部斜坡，縱向上分為中新生界和古生界兩大構(gòu)造層[3-5]，古生界受斷層及伴生斷裂控制，劃分為哈拉哈塘凹陷、輪南低凸起、草湖凹陷、滿加爾凹陷4個二級單元，面積約2.2×104km2。20世紀(jì)90年代開始了以志留系為主要目的層段的勘探研究工作[6-9]，塔北、塔中地區(qū)柯坪塔格組下段底部砂巖亞段均見良好油氣顯示，并在順9井獲低產(chǎn)油流，日產(chǎn)油約5 t[9-11]，是柯坪塔格組下部泥巖段封蓋保存較好的原生油藏。研究認(rèn)為，油氣藏多為巖性-地層圈閉油氣藏。隆起的形成早于第一期油氣成藏，為烴類向塔北南坡運(yùn)移提供了有利條件[12]?？缕核窠M沉積時期，塔北隆起遭大規(guī)模海侵[13-17]，形成塔北隆起南斜坡柯坪塔格組下段富砂的底部砂巖亞段，物性較好，為優(yōu)質(zhì)儲集體。隨著海侵范圍的不斷增大，柯坪塔格組下段底部砂巖亞段之上發(fā)育下泥巖亞段，形成覆蓋柯坪塔格組底部砂巖的區(qū)域性穩(wěn)定蓋層。

因此，進(jìn)行塔北南坡志留系柯坪塔格組下段底部砂巖亞段砂體分布及沉積體系研究，可為地層-巖性圈閉預(yù)測奠定基礎(chǔ)，對塔北南坡志留系進(jìn)一步油氣勘探具重要意義。

1 柯坪塔格組下段底部砂巖亞段儲層特征

巖心觀察顯示，柯坪塔格組下段底部砂巖亞段以灰色粉砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖，灰色及灰褐色中砂巖為主（圖1）。對柯坪塔格組下段底部砂巖亞段20個薄片樣品（羊屋2、哈得13）的石英、長石、巖屑含量統(tǒng)計結(jié)果表明，碎屑顆粒由石英（35%~82%，平均57.85%），長石（2%~5%，平均3.9%），巖屑（15%~ 62%，平均38.25%）組成。以（Q/（F+L））為指標(biāo)衡量砂巖的成分成熟度較低。據(jù)Fork分類原則，柯坪塔格組底部砂巖亞段發(fā)育巖屑砂巖（占95%），巖屑石英砂巖（占5%）（圖2）。

2 柯坪塔格組下段底部砂巖亞段沉積體系類型及分布特征

柯坪塔格組下段底部砂巖亞段主要發(fā)育以海侵為背景的碎屑濱岸-淺海沉積體系。其中碎屑濱岸沉積體系進(jìn)一步識別出后濱、前濱、臨濱3個亞相。

后濱亞相位于特大高潮線與平均高潮線間，暴露地表地帶，特大高潮時被水淹沒，沉積物以砂泥巖互層為主。平均高潮線附近能量相對較強(qiáng)，在陸源碎屑供應(yīng)較充分條件下，形成具低角度交錯層理、波紋交錯層理、緩波紋層理砂巖。蒸發(fā)作用較強(qiáng)地帶，砂巖中可見鈣質(zhì)結(jié)核，特大潮時期形成風(fēng)暴擾動層，可見泥礫（圖1-a）。測井曲線（GR——自然伽馬，RD——深側(cè)向電阻率）組合形態(tài)多呈齒化低平曲線。

圖1 塔北南坡柯坪塔格組下段底部砂巖亞段沉積相巖心特征Fig.1 The core features of sedimentary facies of bottom sandstone sub-member in lower member of kalpintag formation in southern slope of Tabei Uplift

圖2 柯坪塔格組下段底部砂巖亞段砂巖組分三角圖Fig.2 The triangle sandstone components map of bottom sandstone sub-memberin lower member of kalpintag formation▲——羊屋2柯底砂；●——哈得13柯底砂Ⅰ——石英砂巖；Ⅱ——長石石英砂巖；Ⅲ——巖屑石英砂巖；Ⅳ——長石砂巖；Ⅴ——巖屑長石砂巖；Ⅵ——長石巖屑砂巖；Ⅶ——巖屑砂巖

前濱亞相位于平均高潮線與平均低潮線間，為濱岸環(huán)境波浪作用強(qiáng)烈地帶，沉積物粒度較粗。前濱亞相以沉積大段砂巖為特征，巖石類型以中砂巖及中粗砂巖為主，礫石磨圓較好，可見定向排列。礫巖和砂巖多具結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度高特點。砂巖中多發(fā)育交錯層理（圖1-b），常見板狀交錯層理、楔狀交錯層理和低角度交錯層理，多見低角度交錯層理。測井曲線（GR——自然伽馬，M2RX-最大探測深度電阻率）組合形態(tài)多呈鐘形。

臨濱亞相位于平均低潮線與平均浪基面間，為波浪作用由強(qiáng)變?nèi)醯貛??？拷骄统本€區(qū)域受波浪影響較強(qiáng)，沉積物粒度稍粗，向浪基面方向受波浪影響逐漸減弱，沉積物粒度逐漸變細(xì)，泥質(zhì)含量增加。臨濱亞相巖石類型有中砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖及泥質(zhì)巖類，主要為砂泥巖不等厚互層。上臨濱位于平均低潮線附近，以中、細(xì)砂巖為主，砂巖砂質(zhì)純、泥質(zhì)少，不等厚互層以砂巖居多，常見波紋交錯層理。靠近平均浪基面附近，為下臨濱沉積。泥質(zhì)含量增加，不等厚互層以泥巖居多，緩波紋層理為主。測井曲線（GR——自然伽馬，RILD——深感應(yīng)電阻率）組合形態(tài)呈微齒化低平曲線。

碎屑淺海環(huán)境位于平均浪基面之下，主要受風(fēng)暴浪和潮流影響，為相對低能的沉積環(huán)境。巖石類型主要為泥巖，夾粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖和少量細(xì)砂巖（圖1-c）。以塊狀層理為主，偶見緩波紋層理，可見生物擾動構(gòu)造。測井曲線（GR——自然伽馬，RD——深側(cè)向電阻率）組合形態(tài)為低平曲線。

3 柯坪塔格組下段底部砂巖亞段沉積體系分布特征

3.1 砂體平面分布特征

塔北南坡柯坪塔格組下段底部砂巖亞段砂巖厚度圖（圖3），展示了研究區(qū)內(nèi)砂巖分布特征。砂巖分布總體呈西南厚，西北、東南薄，厚度值向北、西兩側(cè)尖滅，向東南減薄狀態(tài)，主要發(fā)育于滿加爾凹陷及草湖凹陷，砂巖尖滅線位于滿加爾凹陷北緣附近。草1井及南部砂巖累積厚度不足6 m，向西增厚。厚12~ 18 m的砂層呈條帶狀由SW向NE發(fā)育。羊屋2井及南部地區(qū)為18~24 m的厚層砂巖。哈得13及以南砂巖厚度大于24 m，最大達(dá)29.5 m。

3.2 沉積體系剖面特征

綜合利用巖心、錄井、測井等資料，編繪出躍南2-草1井及哈6-哈得10井兩條聯(lián)井沉積斷面圖（圖4，5）。位于研究區(qū)東部，遭海侵時間較長，砂巖層段較薄。草1井研究層段厚約50 m，砂巖層段厚20 m，其余均為泥質(zhì)巖類。底部為前濱相，下部發(fā)育臨濱相，上部為淺海相。

圖3 塔北南坡柯坪塔格組下段底部砂巖亞段砂巖厚度圖Fig.3 The sandstone thickness of bottom sandstone sub-memberin lower member of kalpintag formation

哈6-哈得10為一條NEW向剖面。哈6井研究層段主要發(fā)育砂泥巖互層，巖性以中砂巖、細(xì)砂巖及泥質(zhì)巖類為主，發(fā)育后濱沉積。熱普2井沉積厚約30 m，中部及下部主要發(fā)育砂泥巖互層，上部主要為砂巖。中下

躍南2-草1井聯(lián)井沉積斷面為一近EW向剖面。躍南2井研究層段沉積厚約30 m，巖性中下部為砂泥互層，上部為大套砂巖。下部發(fā)育后濱，上部發(fā)育前濱。熱普8井研究層段中下部為砂泥互層，上部發(fā)育大套砂巖，巖性以中砂巖為主。中下部發(fā)育后濱，隨后海平面上升，上部發(fā)育前濱。哈得18井研究層段下部為砂泥互層，上部主要發(fā)育中、粗砂巖。下部發(fā)育后濱，中部及上部發(fā)育前濱沉積。吉南3井研究層段巖性以砂巖與泥巖互層為主，沉積厚30 m，發(fā)育后濱相。肖塘1井柯坪塔格組底部砂巖亞段多為中、粗砂巖與泥質(zhì)巖類互層，發(fā)育后濱相。頂部5 m發(fā)育中、粗砂巖，為前濱沉積。草1井部發(fā)育后濱相，上部發(fā)育前濱相。哈得17下部為砂泥巖互層，中部及上部為以中砂巖為主的砂巖。下部為后濱，中部及上部為前濱。哈得10沉積厚約30 m，下部5 m為砂泥巖互層，中部為較厚砂巖層，厚約20 m。上部為砂泥巖互層，泥質(zhì)巖類含量較高。下部為后濱，中部為前濱，上部為臨濱。

3.3 沉積體系平面分布特征

在聯(lián)井沉積相分析基礎(chǔ)上，結(jié)合砂巖平面分布特征，編繪塔北南坡柯坪塔格組下段底部砂巖亞段沉積相平面展布圖（圖6）?？缕核窠M下段底部砂巖亞段位于柯坪塔格組下泥巖段以下，為海侵背景下的碎屑濱岸-淺海沉積體系。哈6-熱普4-吉南3-輪南60井一線發(fā)育后濱沉積相，以砂泥巖互層為特征，砂巖累積厚度不足12 m，見紫紅色泥巖，砂巖中見紫紅色泥礫，表明當(dāng)時處于間歇性暴露的沉積環(huán)境。后濱沉積相以南，發(fā)育前濱，巖性以中砂巖及中粗砂巖為主，波浪能量較強(qiáng)，見大型沖洗交錯層理（圖1-b）。砂巖累積厚度較大，最大厚度超過24 m。向東南方向前濱亞相演變?yōu)榕R濱亞相，以砂巖、泥巖的不等厚互層為特征，上臨濱砂巖較發(fā)育，下臨濱泥巖增多。研究區(qū)東南端泥巖明顯增多，草1井及南部地區(qū)發(fā)育淺海沉積相。巖性普遍以灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，多見水平層理，可見小型層理，反映當(dāng)時沉積環(huán)境處于相對水深較大的穩(wěn)定低能環(huán)境。

圖5 哈6井-哈得10井聯(lián)井沉積斷面圖Fig.5 The well sedimentary profile of Ha6-Hade101.泥巖；2.粉砂質(zhì)泥巖；3.泥質(zhì)粉砂巖；4.泥質(zhì)細(xì)砂巖；5.粉砂巖；6.細(xì)砂巖；7.中砂巖；8.粗砂巖；9.細(xì)礫巖；10.熒光；11.油跡；12.油斑；13.臨濱；14.前濱；15.后濱

圖6 塔北南坡柯坪塔格組下段底部砂巖亞段沉積相平面展布圖Fig.6 Spatial distribution of sedimentary facies of bottom sandstone sub-member in lower member of kalpintag formation in southern slope of Tabei Uplift

4 結(jié)論

志留系柯坪塔格組下段底部砂巖亞段沉積時期，研究區(qū)塔北南坡為一套海侵背景下發(fā)育的碎屑濱岸-淺海沉積體系。碎屑濱岸體系內(nèi)識別出后濱、前濱、臨濱3個沉積亞相。后濱亞相沉積為砂泥巖互層，可見泥礫，以波紋層理為主，可見交錯層理，見紫紅色泥巖，反映當(dāng)時處于間歇性暴露的沉積環(huán)境。前濱亞相以中粗砂巖為主，泥巖發(fā)育較少，以交錯層理為主，局部可見大型交錯層理。臨濱亞相以砂泥巖不等厚互層為主，上臨濱砂巖較多，下臨濱泥巖增多。上臨濱以波紋層理及交錯層理為主，下臨濱以緩波紋層理為主。淺海以泥巖為主，多見水平層理，可見小型層理，反映當(dāng)時沉積環(huán)境處于水深較大的穩(wěn)定低能環(huán)境。

通過編繪研究區(qū)柯坪塔格組底部砂巖亞段砂巖厚度圖、聯(lián)井沉積斷面圖、沉積相平面展布圖，查明柯坪塔格組下段底部砂巖亞段沉積演化規(guī)律及沉積體系展布格局。沉積體系平面上自西北向東南呈后濱-前濱-臨濱-淺海分布格局。后濱與前濱沉積，呈EW向展布。臨濱緊臨淺海，呈縱向條帶狀展布。淺海主要發(fā)育于研究區(qū)東部，以草1井發(fā)育厚層泥巖為主。沉積體系自下而上，構(gòu)成后濱-前濱-臨濱-淺海垂向演化序列。

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Analysis of Depositional System of Bottom Sandstone Sub-member in Lower Member of Kalpintag Formation,Silurian in Southern Slope of Tabei Uplift

Sun Jiajun1,Xin Renchen2
（1.Earthquake Administration of Beijing Municipality,Beijing,100080,China; 2.School of Ocean Sciences,China University of Geosciences,Beijing,100083,China）

Based on logging and core data,the depositional system of bottom sandstone sub-member in lower kalpingtag formation,Silurian in southern slope of Tabei uplift,was analysised and the spatial distribution of depositional system was found out.The depositional system of bottom sandstone sub-member in lower kalpingtag formation,Silurian in southern slope of Tabei uplift was clastic shore-shallow sea under the background of transgressive.The clastic shore can be futher divided into backshore,foreshore and shoreface.Backshore in sandstone and mudstone interbed feature,visible boulder clay.Foreshore facies in the moderate coarse sandstone,mudstone less.Shoreface of sandstone and mudstone interbeded in different thickness.Upper shoreface had a higher proportion of sandstone.Mudstone increased in lower shoreface. Shallow sea development more mudstone.The plane,the sedimentary system is from northwest to southeast“backshoreforeshore-shoreface-shallow sea”irregular zonal distribution.Vertical,buttom-up exhibit sequence evolution“backshoreforeshore-shoreface-shallow sea”.Determination of sedimentary facies pattern lay the foundation of analyzing favorable reservoir.

Southern slope of Tabei Uplift;The Silurian;Bottom sandstone sub-member in Lower kalpingtag formation; Depositional system

1000-8845(2016)02-240-05

P539.2

A

項目資助：國家科技重大專項“巖性地層油氣藏成藏規(guī)律、關(guān)健技術(shù)及目標(biāo)評價”（2011ZX05001002）資助

2014-11-21;

2015-12-08;作者E-mail：sunjiajun0706@yeah.net

孫佳珺（1990-），女，北京人，碩士，2015年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（北京）海洋地質(zhì)專業(yè)，從事油氣地質(zhì)研究工作

簡介：辛仁臣（1964-），男，博士，副教授，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）海洋學(xué)院，從事沉積學(xué)、層序地層學(xué)、油氣地質(zhì)研究工作；E-mail:xinrenchen@163.com