準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷八道灣組一段沉積微相特征
——以 TX1 井區(qū)為例

劉曉麗

(中國(guó)石油遼河油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院, 遼寧 盤錦 124010)

0 前言

瑪湖凹陷是準(zhǔn)噶爾盆地重要的油氣產(chǎn)區(qū)[1]。近年來(lái),瑪湖凹陷TX1 井區(qū)油氣勘探不斷獲得突破,侏羅系三工河組、八道灣組多口井相繼獲得高產(chǎn)油氣流,開(kāi)辟了準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷中淺層勘探新領(lǐng)域,有望成為該區(qū)塊增儲(chǔ)上產(chǎn)的有效補(bǔ)充[2-6]。以前的勘探集中于中淺層薄層砂巖,認(rèn)為厚層砂礫巖儲(chǔ)層物性差,為非優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。 隨著T5 井、X611 井在侏羅系八道灣組一段試油獲得工業(yè)油流,中淺層厚層砂礫巖體展現(xiàn)了巨大的勘探潛力。

前人對(duì)瑪湖凹陷八道灣組的研究較少,且多集中在區(qū)域性的層序、沉積相及儲(chǔ)層的研究方面[7-14],對(duì)瑪湖凹陷八道灣組的沉積微相、砂體展布特征及沉積模式的研究不足。 本文在巖心觀察分析的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)巖性、沉積構(gòu)造、測(cè)井等資料的綜合分析,深入分析八道灣組一段沉積特征及砂體展布,以期為下一步勘探提供借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

瑪湖凹陷位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣,西北接烏夏斷裂帶和克百斷裂帶,東南接夏鹽凸起和達(dá)巴松凸起,整體上為向東南傾斜的單斜構(gòu)造,地層傾角平緩[15-16]。 TX1 井區(qū)位于瑪湖凹陷西斜坡區(qū)(圖1a),中淺層發(fā)育三疊系克拉瑪依組及白堿灘組、侏羅系八道灣組及三工河組地層,其中八道灣組及下伏白堿灘組為平行不整合接觸。 研究區(qū)八道灣組一段厚度變化不大,整體在250 ～300m 之間,共分5 個(gè)砂組,自下而上為5 砂組到1 砂組(J1b15、J1b14、J1(圖1)。

侏羅系八道灣組一段為辮狀河三角洲沉積,存在兩大物源區(qū),分別來(lái)自扎伊爾山及哈拉阿拉特山[18]。 兩大物源控制的沉積在此交匯,此消彼長(zhǎng)。沉積亞相為辮狀河三角洲平原及前緣亞相,受古地貌坡折的影響,該區(qū)辮狀河三角洲沉積平原分布面積較大。

圖1 瑪湖凹陷TX1 井區(qū)工區(qū)位置及綜合柱狀圖(據(jù)張順存[17],有修改)Fig. 1 Location of of Mahu SAG TX1 well and comprehensive stratum histogram (according to reference[17], with amendments)

2 沉積相標(biāo)志

2.1 巖石組分

研究區(qū)巖性比較單一,為巖屑砂巖及長(zhǎng)石巖屑砂巖。 順物源方向,砂礫巖厚度、粒度、分選性、磨圓度、結(jié)構(gòu)成熟度等參數(shù)漸優(yōu)。 八道灣組厚層儲(chǔ)層巖性較粗,研究區(qū)北部近物源儲(chǔ)層巖性主要為粗碎屑的砂礫巖,礫石成分復(fù)雜,煤層及炭屑發(fā)育(圖2C),使得泥巖顏色偏深,南部遠(yuǎn)物源儲(chǔ)層巖性為較細(xì)粒的含礫砂巖及砂巖,巖屑含量較低,灰色、深灰色泥巖發(fā)育。 表明該區(qū)為水陸過(guò)渡相沉積。

2.2 沉積構(gòu)造

研究區(qū)八道灣組沉積構(gòu)造豐富,兼具陸上及水下沉積特征,植物枝干印模反映陸上河漫沼澤沉積(圖2B),細(xì)粒沉積物中雙向交錯(cuò)紋理反映雙向水流活動(dòng)的水下沉積環(huán)境(圖2D),另外粒序?qū)永怼⒅写笮徒诲e(cuò)層理較發(fā)育(圖2G),可見(jiàn)礫石疊瓦狀排列(圖2A)及沖刷充填構(gòu)造(圖2I)。

研究區(qū)八道灣組發(fā)育兩種形態(tài)的泥礫,一種為黃褐色泥礫,磨圓度好,為長(zhǎng)距離搬運(yùn)產(chǎn)物(圖2F),另一種為棱角狀泥礫及炭屑,多為原地沖刷破碎沉積(圖2E)。 說(shuō)明該區(qū)沉積環(huán)境為有一定的搬運(yùn)距離,同時(shí)具有較強(qiáng)的水動(dòng)力條件。

2.3 微觀特征

根據(jù)鑄體薄片分析資料,八一段辮狀河三角洲儲(chǔ)層碎屑顆粒磨圓為次棱角、次圓狀,分選中等—好。 少見(jiàn)泥質(zhì)雜基充填孔隙,膠結(jié)類型以孔隙-壓嵌式膠結(jié)為主,膠結(jié)物主要為石英加大邊及粒間高嶺石,局部見(jiàn)方解石膠結(jié)。 孔隙類型主要以粒間孔為主,其次為粒內(nèi)溶孔,并含有少量高嶺石晶間孔和方解石溶孔,孔喉連通性較好(圖2J ～L)。 儲(chǔ)層孔隙度為2.9% ～18.81%,平均為12.76%;滲透率為0.03 ×10-3～330 × 10-3μm2,平均為 11.51 ×10-3μm2。 整體屬于中低孔低滲型儲(chǔ)層。

2.4 測(cè)井相標(biāo)志

測(cè)井曲線的形態(tài)和幅值是反映沉積環(huán)境特征的良好指標(biāo),研究區(qū)辮狀河三角洲儲(chǔ)層常見(jiàn)的測(cè)井曲線有中、高幅箱型,齒狀箱形,齒狀鐘形,漏斗形,指狀,齒化線形及其組合(圖3)。

3 沉積微相類型及特征

3.1 辮狀河三角洲平原亞相

研究表明,辮狀河三角洲在三角洲平原亞相上以辮狀分流河道及河道間的河漫沼澤沉積為主[15-20]。

圖2 瑪湖凹陷八道灣組砂礫巖沉積特征Fig. 2 Sedimentary characteristics of glutenite rocks of the Badaowan Formation in Mahu SAG

圖3 辮狀河三角洲單井沉積相Fig. 3 Sedimentary facies of braided river delta in single well

3.1.1 分流河道微相

由于辮狀河三角洲平原分流河道側(cè)向遷移迅速,河道砂壩側(cè)向加積,可形成廣泛的粗碎屑沉積。辮狀河三角洲平原分流河道水動(dòng)力強(qiáng),多期河道沖刷充填,單期砂礫巖體相互疊置呈厚層狀沉積。 礫石成分復(fù)雜,粒度變化大,粒度在0.25 ～4cm 之間,多見(jiàn)疊瓦狀構(gòu)造,礫間多為細(xì)粒砂質(zhì)充填,泥質(zhì)雜基少。 由于砂體側(cè)向疊置可見(jiàn)中—大型的槽狀交錯(cuò)層理。 測(cè)井曲線表現(xiàn)為齒化或弱齒化的箱形垂向疊加。

3.1.2 河漫沼澤微相

河漫沼澤微相水動(dòng)力弱,沉積物為細(xì)粒的泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖組成,厚度薄,約2 ～6m。 研究區(qū)發(fā)育穩(wěn)定分布的煤層,厚度1 ～8m 不等,可作為對(duì)比標(biāo)志層。 細(xì)粒沉積物測(cè)井曲線表現(xiàn)為指狀低值組合,而煤層測(cè)井曲線表現(xiàn)為指狀高伽馬、高電阻、低密度、低中子組合特征。

3.2 辮狀河三角洲前緣亞相

由于水動(dòng)力強(qiáng),研究區(qū)內(nèi)辮狀河三角洲前緣亞相只發(fā)育水下分流河道微相及支流間灣微相,河口壩及席狀砂不發(fā)育。

3.2.1 水下分流河道微相

辮狀河三角洲前緣水下分流河道微相是平原分流河道在水下的延續(xù),沉積粒度較分流河道沉積物細(xì),為含礫砂巖及砂巖沉積,顆粒雜基含量少。單期砂體厚度薄。 水下分流河道水動(dòng)力較強(qiáng),多見(jiàn)沖刷成因的棱角狀泥礫及炭屑。 由于砂體側(cè)向疊置可見(jiàn)中大型的槽狀交錯(cuò)層理。 測(cè)井曲線表現(xiàn)為齒化箱型、鐘形。

3.2.2 支流間灣微相

沉積物為細(xì)粒的泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖組成,十米到幾十米。 厚煤層發(fā)育穩(wěn)定,可同平原煤層作對(duì)比,薄煤層斷續(xù)發(fā)育。 測(cè)井曲線同平原細(xì)粒沉積相似。

3.3 前辮狀河三角洲

以灰色、深灰色泥巖為主,夾薄層泥質(zhì)粉砂巖。測(cè)井曲線為線型或齒化線形。

4 沉積微相分布

八道灣組一段整體上為湖侵退積的沉積環(huán)境[19-20],第J1b12～J1b15砂組沉積時(shí)期,物源供應(yīng)十分充足,辮狀河三角洲向凹陷中心延伸很遠(yuǎn),研究區(qū)發(fā)育辮狀河三角洲平原—前緣沉積;隨著湖平面持續(xù)上升,J1b11沉積時(shí)期,沉積物供應(yīng)速率小于可容納空間增長(zhǎng)速率,主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣沉積(圖4a)。

據(jù)研究區(qū)60 口井巖性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),繪制砂巖百分比圖,可以反映沉積微相的平面展布(圖4b)。 研究區(qū)受來(lái)自北部及西北方向的物源供給,發(fā)育了多條辮狀河三角洲分流河道砂體,TX1 井區(qū)為兩大物源的交匯區(qū)。 受西北方向物源控制,西北部發(fā)育了2條河道沉積,一條自 Z6-T203 方向,一條自 T210-T205 方向;受北方向物源控制,北部及東部發(fā)育了2條河道沉積,一條自 Z75-T14 方向,一條自 X26-X603 方向。沉積時(shí)期,研究區(qū)主要為辮狀河三角洲平原沉積,僅在T3-X603-T6 一線發(fā)育辮狀河三角洲前緣沉積,平原砂體連片分布。 J1b14沉積時(shí)期,主要為辮狀河三角洲平原沉積,前緣沉積較前期有所擴(kuò)大,向北部推進(jìn),兩個(gè)方向的物源在T2-T9一線交匯。沉積時(shí)期,基準(zhǔn)面繼續(xù)上升,平原沉積向后退積,兩個(gè)物源方向的沉積以Z64-T17-T6一線交匯。沉積在沉積上繼承性發(fā)育。沉積時(shí)期,基準(zhǔn)面迅速上升,物源供應(yīng)減弱,研究區(qū)只發(fā)育辮狀河前緣沉積。

5 油氣地質(zhì)意義

研究表明,前緣水下分流河道微相是最有利儲(chǔ)集相帶、其次為平原分流河道微相,前緣支流間灣微相儲(chǔ)集能力最差。 通過(guò)TX1 井區(qū)目前的生產(chǎn)實(shí)際情況來(lái)看,高產(chǎn)油流井段位于辮狀河三角洲前緣水下分流河道微相帶內(nèi),砂體厚度較薄,孔滲結(jié)構(gòu)較優(yōu),圍巖為厚層的泥巖及煤層沉積,儲(chǔ)蓋條件良好,原油為常規(guī)油,含水率較低。 較低產(chǎn)油流井段位于辮狀河三角洲平原分流河道微相帶內(nèi),砂體厚,非均質(zhì)性強(qiáng),原油為常規(guī)油,含水率較高。

6 結(jié)論

(1)研究區(qū)八道灣組一段為辮狀河三角洲沉積,巖性單一,順物源方向,沉積體厚度、粒度、結(jié)構(gòu)成熟度等參數(shù)漸優(yōu)。 沉積構(gòu)造豐富,兼具陸上及水下沉積特征,發(fā)育植物枝干印模、粒序?qū)永怼⒅写笮徒诲e(cuò)層理及沖刷充填構(gòu)造。 平原亞相以分流河道及河漫沼澤沉積為主,可形成廣泛的厚層粗碎屑沉積。 前緣亞相發(fā)育水下分流河道及支流間灣沉積,沉積粒度較細(xì),單期砂體厚度薄。

圖4 辮狀河三角洲沉積微相分布圖Fig. 4 Distribution of sedimentary microfacies of braided river delta

(2)八道灣組一段整體上為湖侵退積的沉積環(huán)境,第J1b15砂組沉積時(shí)期,物源供應(yīng)十分充足,研究區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲平原沉積;J1b14—J1b12砂組沉積時(shí)期,湖平面逐漸上升,辮狀河三角洲平原沉積逐漸向北部盆地邊緣退積,辮狀河三角洲前緣沉積不斷擴(kuò)大;J1b11沉積時(shí)期,湖平面迅速上升,研究區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣沉積。

(3)辮狀河三角洲前緣水下分流河道微相是最有利儲(chǔ)集相帶,其次為平原分流河道微相。 辮狀河三角洲前緣水下分流河道微相砂體厚度較薄,儲(chǔ)層孔滲結(jié)構(gòu)較優(yōu),原油含水率較低。 辮狀河三角洲平原分流河道微相砂體厚,儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng),原油含水率較高。