吉木薩爾凹陷蘆草溝組致密油儲(chǔ)層沉積相分析

張亞奇，馬世忠，高陽(yáng)，李映艷，張景，王黎，孫雨，許方哲，李杭

1.東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江大慶 163318 2.新疆油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，新疆克拉瑪依 834000

吉木薩爾凹陷蘆草溝組致密油儲(chǔ)層沉積相分析

張亞奇1,2，馬世忠1，高陽(yáng)2，李映艷2，張景2，王黎2，孫雨1，許方哲1，李杭1

1.東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江大慶 163318 2.新疆油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，新疆克拉瑪依 834000

利用巖芯、薄片、錄井和測(cè)井等資料，在識(shí)別各級(jí)次基面旋回界面類(lèi)型及特征的基礎(chǔ)上，將準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組劃分為1個(gè)長(zhǎng)期旋回，6個(gè)中期旋回，44個(gè)短期旋回，建立高分辨率層序地層對(duì)比格架。在總結(jié)地球化學(xué)、巖性、沉積構(gòu)造、電性特征的基礎(chǔ)上，綜合分析古生物化石、測(cè)井等資料，以識(shí)別沉積相標(biāo)志為主，進(jìn)行單井、連井及平面沉積相分析。研究結(jié)果認(rèn)為，吉木薩爾凹陷蘆草溝組為咸化湖泊—三角洲沉積體系，巖性復(fù)雜多變，在機(jī)械、化學(xué)、生物等沉積作用共同影響下，形成由細(xì)粒碎屑巖、泥巖、碳酸鹽巖構(gòu)成的混積巖層。蘆草溝組發(fā)育上、下兩個(gè)致密油甜點(diǎn)體，上甜點(diǎn)體(SSC37—SSC42)為咸化湖相沉積，微相類(lèi)型以灘壩為主；下甜點(diǎn)體(SSC6—SSC17)以三角洲前緣沉積為主，微相類(lèi)型為席狀砂、遠(yuǎn)砂壩等。利用開(kāi)發(fā)試驗(yàn)區(qū)及水平井部署區(qū)的井多、井密的有利條件，對(duì)沉積相邊界進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)平面微相的精細(xì)刻畫(huà)，研究表明蘆草溝組優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)以灘壩主體微相為主，主要集中發(fā)育在凹陷中心低隆起處。

準(zhǔn)噶爾盆地；吉木薩爾凹陷；蘆草溝組；咸化湖；沉積相；致密油

0 引言

致密油已成為北美頁(yè)巖氣之后又一戰(zhàn)略性突破領(lǐng)域，美國(guó)巴肯致密油的發(fā)現(xiàn)更是引起了全世界的關(guān)注。我國(guó)致密油資源豐富，資源量超過(guò)106億噸，廣泛分布于四川盆地中—下侏羅系、準(zhǔn)噶爾盆地二疊系蘆草溝組、鄂爾多斯三疊系延長(zhǎng)組、松遼盆地白堊系青山口組—泉頭組等地層中，渤海灣、塔里木、柴達(dá)木等盆地也有不同程度的致密油資源[1]。準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組是該盆地致密油勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域，自2010年開(kāi)展吉木薩爾凹陷二疊系致密油勘探以來(lái)，多口井獲得工業(yè)油流[2]，開(kāi)采潛力巨大。吉木薩爾凹陷蘆草溝組致密油儲(chǔ)層空間展布及非均質(zhì)性復(fù)雜，對(duì)于這一含油新層系，如何精細(xì)刻畫(huà)其展布特征及分析其演化規(guī)律對(duì)該區(qū)致密油勘探開(kāi)發(fā)具有建設(shè)性的意義。前人對(duì)吉木薩爾凹陷蘆草溝組沉積環(huán)境和沉積相的研究存在爭(zhēng)議，有學(xué)者認(rèn)為吉木薩爾凹陷蘆草溝組屬于深湖——淺湖相沉積[3-4]；一些學(xué)者認(rèn)為屬于深湖——半深湖相及濱淺湖相沉積[5-6]；還有學(xué)者認(rèn)為是一殘留海封閉后的咸化湖盆，普遍具有石膏晶體和古鱈魚(yú)魚(yú)鱗化石等咸化沉積標(biāo)志[7-9]。雖然存在爭(zhēng)議，但基本認(rèn)為吉木薩爾凹陷及其鄰區(qū)二疊系蘆草溝組為鹽度較高、還原環(huán)境下的湖相沉積。隨著對(duì)吉木薩爾凹陷蘆草溝組研究的不斷深入，有學(xué)者認(rèn)為蘆草溝組主要為湖相及三角洲相沉積[10]，但其對(duì)吉木薩爾凹陷蘆草溝組沉積相展布特征及演化規(guī)律研究不全面，特別是沉積相展布特征僅停留在亞相階段，對(duì)開(kāi)展各小層沉積微相平面分布的研究較匱乏。吉木薩爾凹陷蘆草溝組屬于咸化湖泊—三角洲相沉積，筆者通過(guò)對(duì)A區(qū)重點(diǎn)鉆井巖芯沉積構(gòu)造特征的觀察描述，結(jié)合A區(qū)水平井多、密的特點(diǎn)，充分利用水平井揭示的儲(chǔ)層橫向連續(xù)變化的優(yōu)勢(shì)，對(duì)致密油儲(chǔ)層平面微相展布特征進(jìn)行精細(xì)描述，以期對(duì)致密油儲(chǔ)層的研究和勘探提供一定的幫助。

1 地質(zhì)概況

圖1 吉木薩爾凹陷構(gòu)造位置(左圖)及地層柱狀略圖(右圖)Fig.1 Jimsar sag，tectonic location(left) and stratigraphic column(right)

2 蘆草溝組高分辨率層序地層特征

2.1 各級(jí)次基面旋回界面類(lèi)型及特征

通過(guò)對(duì)吉木薩爾凹陷A區(qū)蘆草溝組的巖芯、薄片、錄井等資料分析，確定該區(qū)基準(zhǔn)面旋回界面可分為2種類(lèi)型。

2.1.1 基準(zhǔn)面下降至上升轉(zhuǎn)換面

(1) 區(qū)域不整合面：梧桐溝組與下伏地層蘆草溝組巖性差異明顯、界線(xiàn)清楚，為不整合接觸關(guān)系[15]，界面之下以灰黑色深湖—半深湖相泥巖為主，因地殼抬升，遭到風(fēng)化剝蝕，形成區(qū)域不整合面，之后在不整合面之上沉積了粒度較粗的湖底扇相砂礫巖。測(cè)井上，聲波時(shí)差(AC)曲線(xiàn)表現(xiàn)為整低到整高的突變面，密度(DEN)曲線(xiàn)則與之相反；電阻率曲線(xiàn)RT、RXO在整體低值背景下RT-RXO幅差由大變?yōu)榻咏?的突變面，區(qū)域不整合面可作為長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回的界面(表1e)。

(2) 巖性突變面：不同巖石類(lèi)型突變面反映了可容納空間和沉積物供給關(guān)系的突變，是一種沉積過(guò)程的突然中斷，可作為中、短期基準(zhǔn)面旋回的下降至上升轉(zhuǎn)換面，吉木薩爾凹陷A區(qū)蘆草溝組常見(jiàn)的幾類(lèi)巖性突變面有以下幾種。

①灰質(zhì)泥巖、泥巖構(gòu)成的巖性突變面：此類(lèi)旋回界面之下為灰質(zhì)泥巖，該界面之上為泥巖沉積；基準(zhǔn)面下降期，代表著有機(jī)質(zhì)在相對(duì)深水環(huán)境下的沉積結(jié)束，隨著水深逐漸變淺，陸源碎屑物質(zhì)供給量減少，以沉積灰質(zhì)泥巖為主[16]，之后基準(zhǔn)面上升，可容納空間增大，物源供給減小，以泥巖沉積為主。此類(lèi)基準(zhǔn)面旋回主要分布在深湖——半深湖環(huán)境(表1a)。

③泥巖與白云質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)云巖等這類(lèi)過(guò)渡巖構(gòu)成的巖性突變面：此類(lèi)旋回界面之下為過(guò)渡巖，該界面之上為泥巖沉積；基準(zhǔn)面下降期，酸鹽巖生產(chǎn)和堆積的速率升高，外加陸源碎屑物質(zhì)的供給，形成了此類(lèi)過(guò)渡巖沉積；之后基準(zhǔn)面上升，湖水突然加深導(dǎo)致碳酸鹽巖停止生長(zhǎng)，沉積物以泥巖為主。此類(lèi)基準(zhǔn)面旋回界面主要發(fā)育在淺湖灘壩環(huán)境(表1c,d)。

2.1.2 基準(zhǔn)面上升至下降轉(zhuǎn)換面

(1) 各級(jí)次湖泛面：基準(zhǔn)面上升至最大位置時(shí)，可容納空間最大，陸源碎屑物質(zhì)供給少，沉積了一套穩(wěn)定的黑灰色泥巖，測(cè)井上表現(xiàn)為一段整體高時(shí)差、低密度、低電阻、高伽馬的特征。

(2) 退積—進(jìn)積作用轉(zhuǎn)換面：界面之下由多個(gè)向上變深的不對(duì)稱(chēng)型短期旋回組成，界面之上由多個(gè)下降半旋回為主的不完全對(duì)稱(chēng)型或以向上變淺的不對(duì)稱(chēng)型短期旋回組成；其代表基準(zhǔn)面上升向基準(zhǔn)面下降的轉(zhuǎn)換，為可容納空間最大時(shí)期；該界面可作為中或短期基準(zhǔn)面的界面。

2.2 各級(jí)次基準(zhǔn)面旋回劃分

通過(guò)對(duì)吉木薩爾凹陷A區(qū)蘆草溝組的巖芯、薄片、錄井等資料分析，總結(jié)出該區(qū)各級(jí)次基面旋回界面類(lèi)型及特征，在此基礎(chǔ)之上將研究區(qū)蘆草溝油層劃分為1個(gè)長(zhǎng)期旋回(LSC1)，6個(gè)中期旋回(自下為上為MSC1—MSC6)，44個(gè)短期旋回(自下而上為SSC1—SSC44)(圖2)。

表1 蘆草溝組各級(jí)次基面旋回界面類(lèi)型及特征

Table 1 Feature and types of sequence boundary surface of Lucaogou Formation

圖2 蘆草溝組高分辨率層序地層劃分圖Fig.2 Lucaogou Formation of high-resolution sequence stratigraphic division

2.3 各級(jí)次基準(zhǔn)面旋回層序?qū)Ρ?/p>

在各級(jí)次基準(zhǔn)面旋回劃分的基礎(chǔ)上，依據(jù)Cross[18]提出的高分辨率層序地層對(duì)比原則，應(yīng)用“逐級(jí)標(biāo)準(zhǔn)等時(shí)面控制下的逼近層序界面閉合對(duì)比”方法[19]，建立了吉木薩爾凹陷蘆草溝組高分辨率層序地層對(duì)比格架，在其控制之下，結(jié)合各級(jí)次旋回層序控制和地震、測(cè)井、巖芯、錄井資料綜合對(duì)比等手段，完成了全區(qū)各井間44個(gè)短期基準(zhǔn)面層序精細(xì)對(duì)比(圖3)。

3 蘆草溝組沉積特征分析

3.1 地球化學(xué)特征

利用地球化學(xué)標(biāo)志可作為識(shí)別該區(qū)沉積相和沉積環(huán)境的重要依據(jù)，如Sr/Ba可用來(lái)確定古鹽度，一般淡水沉積物的Sr/Ba比值通常小于1，而海相沉積物則大于1[20-22]；Th/U比值能夠反映沉積時(shí)期的氧化—還原條件[23]。通過(guò)對(duì)吉木薩爾凹陷A區(qū)蘆草溝組井13微量元素分析(表2)，Sr/Ba比值變化范圍為0.24～6.26，平均值為1.43，Th/U比值變化范圍為0.21～4.76，平均值為1.61，據(jù)此推測(cè)該區(qū)是還原環(huán)境下的咸化湖相沉積。

3.2 巖性特征

吉木薩爾凹陷蘆草溝組巖性復(fù)雜，礦物成分多樣，依據(jù)292塊全巖樣品分析發(fā)現(xiàn)，礦物成分以斜長(zhǎng)石和石英為主，白云石、方解石含量次之(圖4)。有

圖3 蘆草溝組高分辨率層序地層格架Fig.3 High resolution sequence stratigraphy of Lucaogou group

指標(biāo)數(shù)值Sr/BaB/GaV/NiV/(V+Ni)V/CrTh/U變化范圍0．24～6．261．53～18．791．02～22．810．5～0．961．08～4．330．21～4．76平均值1．437．753．660．752．361．61

圖4 各類(lèi)礦物所占百分含量圖Fig.4 The percentage of different minerals

學(xué)者認(rèn)為蘆草溝組以灰黑色泥巖、碳酸鹽巖和細(xì)碎屑巖三大類(lèi)巖性為主[24]。通過(guò)巖芯觀察、薄片鑒定、全巖分析等資料相互印證，將A區(qū)蘆草溝組巖性細(xì)分為3個(gè)大類(lèi)、5個(gè)亞類(lèi)、32個(gè)小類(lèi)(表3)。蘆草溝組SSC1—SSC28(P2l1)和SSC29—SSC44(P2l2)巖性存在差異，P2l1井段為3 204～3 358 m，厚154 m。其內(nèi)上部以深灰色泥巖、灰色灰質(zhì)泥巖、白云質(zhì)泥巖為主夾薄層灰色灰質(zhì)粉砂巖、白云質(zhì)灰?guī)r，中部以深灰色泥巖、灰色灰質(zhì)泥巖、灰色灰質(zhì)粉砂巖不等厚互層；下部為深灰色泥巖、灰色灰質(zhì)泥巖夾薄層灰色灰質(zhì)粉砂巖。P2l2井段為3 104～3 204 m，厚100 m。巖性以灰色、深灰色泥巖、灰質(zhì)泥巖、白云質(zhì)泥巖為主，夾灰色灰質(zhì)粉砂巖、白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r。

3.3 沉積構(gòu)造特征

通過(guò)對(duì)吉木薩爾凹陷蘆草溝組多口鉆井巖芯觀察，發(fā)現(xiàn)了豐富的原生沉積構(gòu)造，包括水平層理、透鏡狀層理、小型交錯(cuò)層理、波狀層理，同時(shí)還發(fā)育具有咸化湖環(huán)境特征的魚(yú)類(lèi)、雙殼類(lèi)、介形類(lèi)等生物化石。這些沉積構(gòu)造標(biāo)志在判斷蘆草溝組沉積相時(shí)起到了非常重要的作用。

表3 吉木薩爾凹陷蘆草溝組巖性分類(lèi)表

Table 3 Lithology classification table of Lucaogou Formation in Jimsar sag

(1) 水平層理。準(zhǔn)噶爾A區(qū)蘆草溝組發(fā)育黑灰、深灰色水平層理泥巖，顏色較深的黑灰、深灰色代表著較強(qiáng)的還原環(huán)境，厚層或大套的水平層理泥巖是在比較穩(wěn)定的水動(dòng)力條件下，細(xì)粒泥質(zhì)沉積物在靜水環(huán)境中由垂向加積作用所致，是深湖—半深湖沉積的重要標(biāo)志(圖5A)。

(2) 微細(xì)水平層理。該區(qū)常見(jiàn)微細(xì)水平層理泥質(zhì)細(xì)粉砂巖，微細(xì)水平泥質(zhì)紋與細(xì)粉砂紋交互，亦是半深湖—淺湖過(guò)渡相沉積的重要標(biāo)志(圖5F)。

(3) 微細(xì)水平波狀、透鏡狀、小型交錯(cuò)層理。常見(jiàn)于P2l1無(wú)定向無(wú)定形細(xì)粉砂巖中，亦是淺湖沉積的重要標(biāo)志(圖5I)。

圖5 蘆草溝組沉積構(gòu)造特征圖A.井18，3 033.11 m，水平層理黑灰色泥巖；B.井13，3 126.8 m，水平層理，微波狀層理粉砂巖；C.井13，3 321.72 m，綠灰色泥質(zhì)粉砂巖夾深灰色含粉砂泥巖，下部局部含灰質(zhì)，生物擾動(dòng)強(qiáng)烈致層理欠清晰。下部見(jiàn)長(zhǎng)條狀(1 cm×8 cm)黃鐵礦，見(jiàn)微細(xì)裂縫；D.井13，3 322.35 m，深灰色含灰粉砂質(zhì)泥巖夾白色斑點(diǎn)狀灰質(zhì)砂巖，向上夾層增多增厚，水平層理、波狀層理，見(jiàn)順層裂縫，下部見(jiàn)黃鐵礦團(tuán)塊，頂面呈鏡面狀；E.井13，3 150.24 m，淺灰色生物灰?guī)r夾深灰色泥質(zhì)灰?guī)r，夾比6∶1，波痕層理，紋層狀層理，斷面見(jiàn)大量不完整化石碎片，主要為小型貝殼；F.井18，3 148.51 m，微細(xì)水平層理泥質(zhì)細(xì)粉砂巖；G.井13，3 149.64 m，上部深灰色灰質(zhì)泥巖與含泥生物灰?guī)r不等厚互層，向上灰?guī)r增多；下部見(jiàn)灰質(zhì)泥巖夾灰色灰?guī)r條帶，內(nèi)含大量小型貝殼化石；H.井18，3 027.92 m，微細(xì)水平波狀層理，泥質(zhì)極細(xì)粉砂巖；I.井18，3 037.4 m，微細(xì)水平波狀、透鏡狀、小型交錯(cuò)層理細(xì)粉砂巖。Fig.5 The sedimentary and tectonic characteristics of Lucaogou Formation

(4) 生物擾動(dòng)構(gòu)造。本區(qū)生物擾動(dòng)構(gòu)造有潛穴、逃逸構(gòu)造、爬行跡等類(lèi)型，在本區(qū)淺湖粉細(xì)砂巖沉積中較為常見(jiàn)(圖5C)。

(5) 波狀交錯(cuò)層理及平行層理。亦是A區(qū)蘆草溝組席狀砂或遠(yuǎn)砂壩沉積的重要標(biāo)志。

4 蘆草溝組沉積相劃分及特征

在總結(jié)A區(qū)蘆草溝組地球化學(xué)、巖性、沉積構(gòu)造、電性特征的基礎(chǔ)上，綜合分析古生物化石、測(cè)井等資料，以識(shí)別沉積相標(biāo)志為主，參考本區(qū)沉積背景，認(rèn)為吉木薩爾凹陷蘆草溝組為咸化湖泊—三角洲沉積體系，進(jìn)一步分為2類(lèi)相、5個(gè)亞相、10種微相(表4)。

4.1 咸化湖泊沉積

吉木薩爾凹陷A區(qū)蘆草溝組沉積時(shí)期，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍，湖盆由拉張作用下陷，此時(shí)對(duì)應(yīng)湖盆擴(kuò)張階段[25]，以半深湖—淺湖亞相和淺湖亞相沉積為主，分布廣泛。

表4 吉木薩爾凹陷蘆草溝組沉積相類(lèi)型

淺湖亞相位于枯水期湖平面之下，浪基面以上的淺水地帶。吉木薩爾凹陷A區(qū)蘆草溝組淺湖亞相較為發(fā)育，在“上、下甜點(diǎn)”內(nèi)部和“上甜點(diǎn)”下部均有發(fā)育，但厚度略有差異，在上甜點(diǎn)內(nèi)部發(fā)育較好。蘆草溝組淺湖亞相沉積以(含泥)灰質(zhì)粉砂巖、云質(zhì)粉砂巖、(含泥)粉砂質(zhì)云巖為主，少量白云質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖；常見(jiàn)微細(xì)水平波狀、透鏡狀、小型交錯(cuò)層理、波狀砂紋層理等典型沉積構(gòu)造，生物擾動(dòng)作用強(qiáng)烈，可見(jiàn)蟲(chóng)孔、爬行跡等。

半深湖—淺湖亞相位于浪基面之下相對(duì)淺水地帶。蘆草溝組半深湖—淺湖亞相沉積尤為發(fā)育，在“上、下甜點(diǎn)”內(nèi)部及“上、下甜點(diǎn)”之間均有發(fā)育，其厚度變化較大。巖性以灰色泥晶云巖、灰質(zhì)云巖、白云質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，少量砂屑云巖。該區(qū)半深湖—淺湖亞相有微細(xì)水平層理、微細(xì)水平泥質(zhì)紋與細(xì)粉砂紋交互等典型沉積構(gòu)造。

半深湖亞相位于浪基面之下相對(duì)深水地帶。蘆草溝組半深湖相沉積主要集中發(fā)育在“上、下甜點(diǎn)體”之間，巖性以深灰、灰黑色泥巖、白云質(zhì)泥巖為主，巖性橫向上穩(wěn)定，垂向上較單一，但沉積厚度較大。半深湖與深湖亞相通常難以區(qū)分，A區(qū)蘆草溝組半深湖泥巖顏色的暗度及巖性的純度(可見(jiàn)少量粉砂巖)要次于后者。該區(qū)半深湖亞相常發(fā)育水平層理及細(xì)波狀層理，可見(jiàn)浮游生物化石及自生礦物黃鐵礦。

4.2 三角洲相沉積

在二疊系晚期，吉木薩爾凹陷蘆草溝組局部發(fā)育三角洲相沉積，以三角洲外前緣—前三角洲過(guò)渡亞相沉積為主，分布在吉木薩爾凹陷的東北、東南端，以凹陷東南端為主。

三角洲外前緣為三角洲前緣亞相中鄰近前三角洲泥質(zhì)沉積的部分。A區(qū)由于遠(yuǎn)離物源區(qū)，分流河道不發(fā)育，湖浪改造力逐漸增強(qiáng)，三角洲外前緣以厚層泥巖與薄層粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖互層的沉積體為主。

三角洲外前緣—前三角洲過(guò)渡亞相為三角洲前緣亞相末端水下沉積環(huán)境，以發(fā)育席狀砂和遠(yuǎn)砂壩微相為主，水下分流河道不發(fā)育。巖性以粉砂巖及細(xì)砂為主，少量云質(zhì)粉砂巖、砂屑云巖及粉砂質(zhì)泥巖；常見(jiàn)波狀交錯(cuò)層理及平行層理。該區(qū)可見(jiàn)上部為塊狀構(gòu)造灰綠色細(xì)砂巖，下部為水平層理及波狀交錯(cuò)層理的灰色泥質(zhì)粉砂巖層段，為席狀砂或遠(yuǎn)砂壩沉積。

5 蘆草溝組沉積相展布及演化

通過(guò)對(duì)吉木薩爾凹陷A區(qū)蘆草溝組多口井進(jìn)行巖芯觀察，在沉積相標(biāo)志研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合野外露頭剖面等資料，對(duì)A區(qū)18口井的巖電關(guān)系及單井相進(jìn)行研究，最終繪制了該區(qū)蘆草溝組沉積相圖，以下便對(duì)上、下甜點(diǎn)內(nèi)部各小層沉積微相的展布及演化特征做詳細(xì)的闡述。

5.1 水平井控制下的沉積微相展布特征分析

通過(guò)分層差值與水平井軌跡校正控制下的單元級(jí)構(gòu)造三維地質(zhì)建模，模擬了水平井在各小層內(nèi)的鉆遇軌跡，通過(guò)模擬可基本確定水平井是否都鉆遇了目的層段，研究發(fā)現(xiàn)A區(qū)共有8口水平井鉆遇了SSC40小層，有多口井出現(xiàn)“局部鉆遇”的情況，通過(guò)水平井三維地質(zhì)模擬，確定水平井鉆遇部位的平面展布位置，再重點(diǎn)分析水平井綜合柱狀圖中泥巖及砂巖的不同測(cè)井響應(yīng)特征來(lái)確定該鉆遇段的沉積相類(lèi)型(圖6)，利用多口水平井連井相分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)沉積微相邊界的控制，從而起到局部校正的作用。研究初期，井11、井12及井17在該小層的沉積微相類(lèi)型一致，由于三口井井距較大，最長(zhǎng)距離可達(dá)3.8 km，致使該沉積微相邊界難以確定(圖7A)，通過(guò)對(duì)SPJ20、SPJ18兩口水平井研究，SPJ20末端及SPJ18大部分鉆遇部位均以巖屑長(zhǎng)石粉細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖灘壩主體沉積為主，表明其范圍可延伸至井11，由此在直井和水平井共同約束下，實(shí)現(xiàn)了小層內(nèi)部沉積微相平面展布的精細(xì)描述(圖7B)。

5.2 上“甜點(diǎn)”內(nèi)小層沉積相展布及演化

上“甜點(diǎn)”(SSC37—SSC42)沉積時(shí)期，主要發(fā)育淺湖相沉積，微相類(lèi)型以淺湖灘壩為主，淺湖灘壩的形成與波浪對(duì)其早期沉積物的改造和二次分配的影響有關(guān)，物源充足則利于碎屑巖灘壩的發(fā)育，物源匱乏則常形成碳酸鹽巖灘壩[26]。由于物源供給的匱乏，SSC37—SSC42以碳酸鹽巖及過(guò)渡巖類(lèi)灘壩沉積為主。其往往與湖岸線(xiàn)平行或斜交呈短窄的條帶狀、片狀零散分布，在凹陷中心水下低隆起及構(gòu)造坡折帶也有分布。從SSC37—SSC42內(nèi)各小層沉積相演化特征來(lái)看：自下而上，反映一次局部水退→水進(jìn)的過(guò)程。水退期，基準(zhǔn)面下降，SSC37、SSC38及SSC39沉積時(shí)由于物源相對(duì)匱乏，過(guò)渡巖及碳酸鹽巖灘壩較為發(fā)育，零散分布于凹陷中心低隆起部位；SSC40沉積時(shí)期，物源供給量達(dá)到最大，物源的富集對(duì)碎屑巖灘壩的形成起到重要的作用，主要呈片狀分布于凹陷構(gòu)造坡折帶及水下低隆起區(qū)域，厚度大，沉積范圍廣。之后水進(jìn)期，基準(zhǔn)面上升，水體不斷變深，湖盆面積逐漸變大，物源供給逐漸匱乏，灘壩樣式以過(guò)渡型及碳酸鹽巖型為主，沉積范圍變小，主要集中在凹陷的中心低隆起處。目前，上甜點(diǎn)體內(nèi)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層以灘壩主體為主(圖8)。

圖6 SPJ5井綜合柱狀圖Fig.6 SPJ5 well integrated histogram

圖7 利用水平井局部校正SSC40沉積相圖Fig.7 Local correction SSC40 sedimentary facies by horizontal wells

圖8 上甜點(diǎn)體各小層沉積微相圖Fig.8 The micro phase diagram of each layer in the upper part of the sweet spot

5.3 下“甜點(diǎn)”內(nèi)各小層沉積相展布及演化

下“甜點(diǎn)”(SSC6—SSC17)沉積時(shí)期的巖相古地理與上“甜點(diǎn)”(SSC37—SSC42)沉積時(shí)期的格局相似，但盆地內(nèi)湖水面積較小，受來(lái)自博格達(dá)山南部物源的影響，在凹陷南部發(fā)育三角洲外前緣—前三角洲過(guò)渡亞相沉積，在凹陷東北部緊鄰吉木薩爾斷裂也有小范圍的分布。物源供給相對(duì)充足，SSC6—SSC17沉積物中砂巖(粉砂級(jí)、細(xì)砂級(jí))含量增加，碳酸鹽巖含量相對(duì)減少，在三角洲外前緣—前三角洲過(guò)渡亞相沉積區(qū)域發(fā)育席狀砂和遠(yuǎn)砂壩微相，在淺湖地帶發(fā)育砂質(zhì)灘壩沉積。從SSC6—SSC17內(nèi)各小層沉積相演化特征來(lái)看，自下而上：整體反映一次水退→水進(jìn)→水退的過(guò)程。初次水退期，基準(zhǔn)面下降，水體逐漸變淺，湖水面積減小，發(fā)育三角洲外前緣—前三角洲過(guò)渡亞相沉積，沉積微相由碎屑巖灘壩向席狀砂沉積過(guò)渡，受后期湖水波浪的改造，席狀砂與湖岸線(xiàn)呈平行或斜交呈零散片狀分布；水進(jìn)期，水體突然變深，湖水面積增大，此時(shí)的物源供給相對(duì)充足，碎屑巖灘壩較為發(fā)育，主要分布于凹陷低隆起區(qū)域；最后又經(jīng)歷一次水退期，基準(zhǔn)面下降，湖水面積變小，三角洲外前緣相較為發(fā)育，隨著物源供給的相對(duì)減少，發(fā)育在凹陷水下低隆起及構(gòu)造坡折帶的遠(yuǎn)砂壩沉積規(guī)模逐漸變小。目前，下甜點(diǎn)體內(nèi)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層以灘壩主體、席狀砂微相為主(圖9)。

圖9 下甜點(diǎn)體各小層沉積微相圖Fig.9 The micro phase diagram of each layer in the lower part of the sweet spot

6 蘆草溝組沉積相模式分析

在上述各小層沉積微相平面展布特征研究的基礎(chǔ)上，參考本區(qū)構(gòu)造特征及構(gòu)造格局，建立了吉木薩爾凹陷A區(qū)蘆草溝組上甜點(diǎn)(SSC37—SSC42)和下甜點(diǎn)(SSC6—SSC17)沉積模式圖(圖10,11)。吉木薩爾凹陷蘆草溝組沉積時(shí)期受周?chē)纪垢窬趾蛷?qiáng)烈斷裂活動(dòng)的影響，盆地的沉積格局也發(fā)生著變化。蘆草溝組沉積期，物源主要來(lái)自北部和南部?jī)蓚€(gè)方向，受南部三臺(tái)凸起升降運(yùn)動(dòng)及北部斷褶帶的影響，物源供給受到阻礙，水系相對(duì)不發(fā)育，三角洲外前緣—前三角洲過(guò)渡亞相的席狀砂及凹陷湖盆中的灘壩沉積構(gòu)成了本區(qū)主要的沉積微相類(lèi)型，其巖性相對(duì)較粗、物性好，成為了有力的富油儲(chǔ)集體。下甜點(diǎn)沉積期(SSC6—SSC17)，三角洲沉積主要集中分布在凹陷南部及北部區(qū)域，淺湖相沉積在盆地也較為發(fā)育，在淺湖地帶可形成具席狀展布的砂質(zhì)淺灘或局部砂質(zhì)堆積加厚的灘壩沉積(圖10)。上甜點(diǎn)沉積期(SSC37—SSC42)，A區(qū)主要發(fā)育淺湖和半深湖—淺湖沉積，三角洲沉積僅鄰物源區(qū)。此時(shí)湖盆擴(kuò)張范圍較大，淺湖沉積較為發(fā)育，占據(jù)凹陷大部分區(qū)域，半深湖—淺湖沉積的一套具有生烴潛力的頁(yè)巖主要集中在凹陷的中東部，是重要的勘探相帶(圖11)。

圖10 吉木薩爾凹陷蘆草溝組下甜點(diǎn)沉積模式圖Fig.10 Depositional model of the lower part of the sweet spot in Lucaogou Formation of Jimsar sag

圖11 吉木薩爾凹陷蘆草溝組上甜點(diǎn)沉積模式圖Fig.11 Depositional model of the upper part of the sweet spot in Lucaogou Formation of Jimsar sag

7 結(jié)論

(1) 蘆草溝組分上、下兩段，依據(jù)不同級(jí)次基準(zhǔn)面升降運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的地層旋回性的變化和沉積學(xué)響應(yīng)特征，將蘆草溝組劃分為1個(gè)長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回、6個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回合44個(gè)短期基準(zhǔn)面旋回。

(2) 吉木薩爾凹陷A區(qū)蘆草溝組巖性包括火山碎屑巖、碎屑巖、碳酸鹽巖3大類(lèi)、5個(gè)亞類(lèi)、32個(gè)小類(lèi)；礦物成分多樣，以斜長(zhǎng)石和石英為主，白云石、方解石含量次之，整體粒度細(xì)、差異小。

(3) 蘆草溝組上、下甜點(diǎn)巖性存在差異，但巖性與電性吻合性較好。沉積微相類(lèi)型多樣，上甜點(diǎn)體(SSC37—SSC42)以碳酸鹽巖類(lèi)沉積為主，沉積微相有灘壩主體，依據(jù)巖性可分為以碳酸鹽巖為主的灘壩主體、以過(guò)渡巖性為主的過(guò)渡巖灘壩主體、以碎屑巖為主的碎屑巖灘壩主體，及其依次相對(duì)應(yīng)泥質(zhì)含量較高的灘壩側(cè)緣沉積、淺湖泥、半深湖—淺湖泥，灘壩主體是上甜點(diǎn)體最主要的沉積微相類(lèi)型。下甜點(diǎn)體(SSC6—SSC17)沉積物中砂巖含量增加，碳酸鹽巖含量相對(duì)減少，沉積微相有遠(yuǎn)砂壩、灘壩主體、灘壩側(cè)緣等，席狀砂為下甜點(diǎn)體最主要的沉積微相類(lèi)型。

致謝 在論文撰寫(xiě)過(guò)程中感謝馬世忠教授與孫雨教授的親切指導(dǎo)，他們?cè)诤笃谛薷闹刑岢隽私ㄔO(shè)性的意見(jiàn)，在此一并感謝，同時(shí)感謝新疆油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院非常規(guī)組在項(xiàng)目研究過(guò)程中給予的支持和幫助。

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Depositional Facies Analysis on Tight Reservoir of Lucaogou Formation in Jimsar Sag, Junggar Basin

ZHANG YaQi1,2，MA ShiZhong1，GAO Yang2，LI YingYan2，ZHANG Jing2，WANG Li2，SUN Yu1， XU FangZhe1，LI Hang1

1. College of Earth Sciences, Northeast Petroleum University, Daqing, Heilongjiang 163318, China 2. Xinjiang Oilfield Company Exploration and Development Institute, Karamay, Xinjiang 834000, China)

Using cores, thin section, log and well log data, based on the identification of every base types and characteristics of the cycle interface, the Permian Lucaogou Formation strata in Jimsar sag are divided into 1 long-term cycles, 6 medium-term cycles and 44 short-term cycles, the high resolution sequence stratigraphy correlation framework is established. On the basis of summarizing the geochemistry, lithology, sedimentary structure and electrical characteristics, comprehensive analysis of fossils and logging data to identify the sedimentary facies marks, single well, well connected and plane sedimentary facies analysis, the Permian Lucaogou Formation strata are mainly salified-lake facies, locally delta facies deposit, with the complex lithology formed by mechanical deposition, chemical deposition, and the deposition of fine clastic rocks, mud and carbonate rocks which are deposited under the influence of the deposition. Lucaogou Formation developed two tight oil body sweet spot, the upper body is a kind of salty lacustrine carbonate rocks, the types of micro facies in shallow lake dam; The inferior dessert is mainly based on the delta front to the former delta subfacies. Micro facies type is sheet sand and far sand dam. At the same time, the advantage of horizontal continuous change of reservoir in the area of the study area and the level of the well is to be revealed by the reservoir, control of planar micro facies boundary in tight oil reservoir, thus more accurately reflect the plane distribution characteristics of tight oil reservoir. Research shows that the quality of Lucaogou Formation near to the sweet spot is beach bar microfacies mainly developed in the center of the sag at low uplift.

Junggar Basin; Jimusaer sag; Lucaogou Formation ; salified-lake; sedimentary facies; tight oil

1000-0550(2017)02-0358-13

10.14027/j.cnki.cjxb.2017.02.013

2016-03-18； 收修改稿日期： 2016-05-27

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)目(2013AA064903)；國(guó)家自然科學(xué)基金(41272153)；國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2011ZX05006-005)、黑龍江省普通高等學(xué)校青年學(xué)術(shù)骨干支持計(jì)劃項(xiàng)目(1254G003)[Foundation: National High Technology Research and Development(863 Program), No.2013AA064903; National Natural Science Foundation of China, No.41272153; National Science and Technology Major Project, No.2011ZX05006-005; The High School Youth Academic Backbone Support program of Heilongjiang Province, No.1254G003]

張亞奇，男，1990年出生，碩士，石油地質(zhì)學(xué)與儲(chǔ)層沉積學(xué)，E-maiL:zhangyaqi_sy@163.com

P618.13

A