春光探區(qū)古近系沉積特征研究

摘要：通過對野外露頭、巖心、鉆測井、分析化驗等資料對車排子凸起春光探區(qū)古近系沉積特征進行研究，研究結(jié)果表明古近紀(jì)時準(zhǔn)噶爾盆地處于半干旱-半濕潤氣候，研究區(qū)水體不深，受喜山運動影響西北部扎伊爾山提供了充足的物源，主要發(fā)育辮狀河三角洲-湖相沉積體系。因古近系地層“底超頂削”，研究區(qū)只發(fā)育三角洲前緣沉積，有利的沉積微相為水下分流河道砂體，水下分流河道同湖相泥巖配置形成巖性圈閉是研究區(qū)的主要勘探方向，結(jié)合車排子地區(qū)油氣成藏條件，指出研究區(qū)中南部為古近系有利區(qū)帶。

關(guān)鍵詞：春光探區(qū);古近系;沉積特征;沉積模式

前言

自準(zhǔn)噶爾盆地車排子地區(qū)春光探區(qū)排2井在沙灣組獲得高產(chǎn)油流，開啟了車排子地區(qū)勘探熱點。近年來專家學(xué)者都把眼光集中在新近系沙灣組，對古近系缺乏關(guān)注。春光探區(qū)C110E井鉆遇古近系油層并試獲高產(chǎn)工業(yè)油流，展示了其廣闊的勘探前景。車排子凸起烴源巖不發(fā)育，油氣主要來自臨近的昌吉及四棵樹兩個生油凹陷^[1-3]，油氣通過有利的輸導(dǎo)條件經(jīng)長距離運移至有利的圈閉形成油氣藏^[4-6]。前人對新近系沙灣組取得了大量研究成果，但對古近系研究不多，本文運用大量鉆井資料，利用露頭、巖心、分析化驗、測井、地震等資料對研究區(qū)古近系沉積特征進行研究，并結(jié)合車排子地區(qū)油氣成藏條件，指出有利勘探區(qū)帶。

1 地質(zhì)背景

車排子凸起為準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起的次一級正向構(gòu)造單元，位于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起南端，其西北以扎伊爾山為界，東以紅車斷裂帶與昌吉凹陷相接，南面為四棵樹凹陷及伊林黑比爾根山，平面上呈不規(guī)則三角形。車排子凸起是一個海西晚期形成且長期繼承性隆升發(fā)育的古隆起，凸起上大部分缺失二疊系、三疊系、侏羅系。古近紀(jì)時車排子凸起以垂直升降作用為主，在車排子區(qū)東南部較小的范圍內(nèi)接受沉積，整體上以“底超頂削”為主，大部分地層超覆沉積于白堊系地層之上，部分直接超覆于石炭系之上，上被新近系沙灣組地層削蝕，整體地層呈東南厚、西北薄的楔狀展布。根據(jù)鉆井資料、取心、錄井巖性組合、電性資料，并結(jié)合地震反射特征分析，通過巖性、巖相的突變面等標(biāo)志，發(fā)現(xiàn)古近系明顯發(fā)育兩套由粗變細(xì)的旋回，通過層序界面的識別，將古近系劃分為2個三級層序，分別為ESQ1和ESQ2。ESQ1層序底界為古近系和白堊系之間的區(qū)域性不整合面，地震剖面同測井曲線均有明顯特征;ESQ1同ESQ2之間界限測井曲線表現(xiàn)為明顯的突變特征，巖性上表現(xiàn)為砂巖直接同泥巖接觸的巖性突變面;ESQ2層序頂界為古近系同新近系沙灣組之間的區(qū)域性不整合面。

①科研項目：中國石油化工股份有限公司科技攻關(guān)項目“春光探區(qū)巖性油氣藏地震預(yù)測技術(shù)研究”（P2015-069）

2 沉積特征

2.1 巖石學(xué)特征

通過巖心觀察與描述，古近系巖石類型主要有礫巖、含礫細(xì)砂巖、砂巖、泥巖等。礫巖顏色為灰色，礫石呈次圓狀-次棱角狀，分選較差;砂巖以粉砂巖、細(xì)砂巖為主，部分含礫石，顏色為灰色、灰綠色和淺灰色;泥巖呈灰色、灰綠色、紅色。巖心多呈灰色、灰綠色、淺灰色，表明整體呈弱還原環(huán)境，發(fā)育反映氧化環(huán)境的紅色泥巖，說明古近系沉積時盆地處于半干旱-半濕潤氣候下，車排子凸起上水體不深，在氣候、構(gòu)造等影響下常出現(xiàn)水體變化較大，在還原和氧化環(huán)境中不斷變化。

2.2 結(jié)構(gòu)特征

研究區(qū)粒度概率累計曲線主要為兩段式，三段式及一段式相對較少。其中兩段式缺少滾動組分，以跳躍次總體為主，分選較好，而懸浮次總體分選較差，反映出牽引流和波浪共同作用的結(jié)果，一般出現(xiàn)在三角洲前緣水下分流河道、灘壩等環(huán)境中;一段式表現(xiàn)為一條低斜率的直線段，粒度區(qū)間跨越較大，可達(dá)-3～6φ，主要反映為三角洲前緣中因滑塌作用形成的重力流特征。

2.3 沉積構(gòu)造

原生沉積構(gòu)造是識別沉積體系非常有用的標(biāo)志，研究區(qū)主要發(fā)育的層理構(gòu)造有平行層理、交錯層理、韻律層理等，發(fā)育的層面構(gòu)造主要有沖刷面。平行層理一般出現(xiàn)于細(xì)砂巖中，由于強水動力條件下的高流態(tài)中由平坦的床砂遷移而形成，床面上連續(xù)滾動的砂粒產(chǎn)生粗細(xì)分離而顯出的水平細(xì)層，研究區(qū)水下分流河道道砂體中常見;交錯層理主要有楔狀交錯層理和小型沙紋層理，楔狀交錯層理是在垂直水流或者平行水流方向?qū)酉甸g常彼此切割形成，研究區(qū)常見于三角洲前緣的粉砂巖或泥質(zhì)粉砂巖及灘壩砂巖中。

2.4 測井相特征

研究區(qū)自然電位測井曲線能較好的反映沉積物的粒度、泥質(zhì)含量、物性等特征，發(fā)育的形態(tài)主要有鐘形、箱形、齒化漏斗形、指狀、直線型、低幅箱型、齒化箱型等。

3.沉積相類型及時空演化

3.1 沉積相類型

研究區(qū)在古近紀(jì)為半干旱-半濕潤氣候，西北部扎伊爾山為研究區(qū)提供了充足的物源。根據(jù)已鉆井的巖性、沉積構(gòu)造、測井曲線等特征，結(jié)合古地貌、古氣候背景分析，古近系主要發(fā)育辮狀河三角洲一湖泊沉積體系。辮狀河三角洲主要發(fā)育向上呈正韻律的前緣亞相，前三角洲不發(fā)育。辮狀河角洲前緣亞相中微相有水下分流河道、河口壩、分流間灣和水下天然堤。水下分流河道砂體厚度在5-20m左右，由厚層含礫砂巖、粗砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖構(gòu)成正韻律特征，分選較差-中等，碎屑顆粒以次圓-次棱角為主;底界可見沖刷面，沖刷面之上為底礫巖滯留沉積;自然電位一般以齒化的中-高幅的箱形、箱形-鐘形為主。分流間灣主要由灰色、棕紅色、灰綠色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖組成，自然伽馬曲線呈直線形。水下天然堤主要以灰綠色泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖為主，自然電位略有輕微幅度變化。河口壩以細(xì)砂巖、含礫細(xì)砂巖組成，呈負(fù)韻律特征。

3.2 沉積時空演化

準(zhǔn)噶爾盆地古近紀(jì)時整體沉降接受沉積，地層明顯由盆地中心向盆地周緣超覆沉積8]。古近紀(jì)時期車排子凸起沉降中心明顯向南轉(zhuǎn)移，顯然受喜山運動準(zhǔn)噶爾盆地西北緣逐漸抬升影響。此時車排子凸起西北高東南低，西北方向的扎伊爾山提供物源，受“底超頂削”影響目前古近系地層不完全，在研究區(qū)只存在辮狀河三角洲前緣沉積（圖1），水下分流河道自北西向南東展布，河道分布范圍較廣，河道之間發(fā)育濱淺湖泥巖。研究區(qū)發(fā)育多支三角洲沉積，每支三角洲中發(fā)育數(shù)條主河道，在主河道兩側(cè)發(fā)育多條次級河道。ESQ1時期研究區(qū)發(fā)育三支三角洲，其中東北部、西南部分布范圍最廣，中南部分布范圍最小;ESQ2時期研究區(qū)三角洲分布范圍與ESQ1時期相比具有明顯變化，東南部范圍明顯變小，三角洲之間的濱淺湖泥巖變廣變厚，中南部范圍變大，單支水下分流河道砂體變厚、變寬，西南部也略有變大。

3.3 沉積模式

車排子凸起古近系沉積模式（圖2）：古近系沉積時物源主要來自西北部高部位，ESQ1時垂向上主要發(fā)育辮狀河三角洲沉積，巖性表現(xiàn)為退積-加積的疊置樣式，構(gòu)成第一個基準(zhǔn)面上升和下降旋回;ESQ2時主要發(fā)育辮狀河三角洲和湖泊沉積，垂向上表現(xiàn)為退積-進積（地層發(fā)育不全）的疊置樣式，構(gòu)成第二個基準(zhǔn)面上升和下降旋回。從巖心及發(fā)育規(guī)模分析，古近系發(fā)育的辮狀河三角洲沉積明顯分三個區(qū)帶，西南部以褐紅色-褐灰色雜礫巖、泥質(zhì)礫巖為主，結(jié)構(gòu)成熟度很低，分布面積較小;東北部以灰色含礫砂巖、細(xì)礫巖為主，結(jié)構(gòu)成熟度較低，分布面積較大;中部整體為灰色含細(xì)礫細(xì)砂巖-中細(xì)砂巖，結(jié)構(gòu)成熟度相對較好，分布面積最大。

4.有利區(qū)帶預(yù)測

車排子凸起西南緊鄰四棵樹凹陷，東部緊鄰昌吉凹陷，獨特的地理位置使其“左右逢源”，兩凹陷為其提供豐富的油氣資源。古近系粗碎屑巖儲集層發(fā)育，儲集層孔滲性好，為油氣成藏提供良好儲集空間，古近系圈閉類型豐富，有巖性類圈閉、地層超覆-尖滅型及復(fù)合型圈閉，為油氣成藏提供豐富的聚集場所，由斷裂、不整合面、厚層砂巖層組合成的“網(wǎng)毯式”輸導(dǎo)體系可為車排子凸起區(qū)油氣運聚提供優(yōu)質(zhì)高效運移通道。

綜合分析古近系有利區(qū)帶的控制因素有：①有利的沉積相帶：辮狀河三角洲前緣亞相中的水下分流河道砂體同濱淺湖泥巖相互配套形成良好的儲蓋組合;②優(yōu)勢的輸導(dǎo)體系：已有的研究成果表明石炭系頂面的不整合面為油氣運移的有效通道，同時從石炭系溝通到古近系砂體的微小斷層是有效的油氣輸導(dǎo)通道。

研究區(qū)中南部一帶為有利區(qū)帶，該區(qū)帶水下分流河道砂體發(fā)育，湖相泥巖保存完整，具備良好的儲蓋組合;該區(qū)帶與石炭系直接接觸，由于車排子凸起長期受構(gòu)造應(yīng)力抬升，發(fā)育大量微小斷層，這些小斷層有效的溝通了圈閉與石炭系不整合面輸導(dǎo)層，形成不整合面與斷層、砂體的“立體”輸導(dǎo)體系，在有利部位形成油藏。

5 結(jié)論

車排子凸起古近系主要發(fā)育辮狀河三角洲和濱淺湖沉積。古近系油藏屬于鄰近的四棵樹凹陷和昌吉凹陷雙向供源的遠(yuǎn)源油藏，斷裂系統(tǒng)、不整合面為古近系油藏的主要運移通道，油氣通過不整合面和厚砂體橫向輸導(dǎo)，斷裂系統(tǒng)縱向調(diào)整，運移到古近系，在有利部位形成油氣藏。綜合各方面因素分析，研究區(qū)中南部一帶為古近系成藏有利區(qū)帶。

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作者簡介：

劉煥（ 1983-），男，工程師，2012年畢業(yè)于西南石油大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，碩士研究生，主要從事石油地質(zhì)研究工作

單位名稱：中國石油化工股份有限公司河南油田分公司勘探開發(fā)研究院