礫質(zhì)辮狀河型沖積扇構(gòu)型對優(yōu)質(zhì)儲層的影響

摘 要 【目的】沖積扇構(gòu)型影響其內(nèi)部優(yōu)質(zhì)儲層的發(fā)育，因此厘清沖積扇構(gòu)型及其發(fā)育樣式對于預(yù)測其內(nèi)部優(yōu)質(zhì)儲層的分布有重要意義?！痉椒ā恳詼?zhǔn)噶爾盆地西北緣和什托洛蓋盆地內(nèi)的白楊河沖積扇為例，根據(jù)大量的野外露頭資料，在明確主要巖性、巖相類型及特征的基礎(chǔ)上，依據(jù)儲層構(gòu)型理論，對扇體內(nèi)部不同級次儲層構(gòu)型進(jìn)行研究。【結(jié)果】將白楊河沖積扇內(nèi)部劃分為6級到9級構(gòu)型單元：6級構(gòu)型單元為沖積扇復(fù)合體，由7級構(gòu)型單元（單一沖積扇體）疊置形成；7級構(gòu)型單元由沖積扇內(nèi)單期沉積形成的各沉積微相（8級構(gòu)型單元）組成，洪水期的8級構(gòu)型單元自扇根至扇緣依次為片流微相—辮流微相—徑流微相；間洪期的8級構(gòu)型單元由槽流帶和逐漸分岔的辮流帶組成。8級構(gòu)型單元內(nèi)部由單一片流增生體、溝間灘和下切河道增生體等（9級構(gòu)型單元）所組成。洪水期沉積被間洪期的辮狀河道改造和疊置，兩時期沉積物在時空上頻繁疊置形成了礫質(zhì)辮狀河型沖積扇的構(gòu)型模式。在此基礎(chǔ)上，研究了白楊河沖積扇優(yōu)質(zhì)儲層的類型和分布規(guī)律，將白楊河礫質(zhì)辮狀河型沖積扇優(yōu)質(zhì)儲層主要分為兩類：顆粒支撐礫巖和凈砂巖，其分布受構(gòu)型控制。其中顆粒支撐礫巖又可細(xì)分為7種，凈砂巖細(xì)分為4種。【結(jié)論】通過上述研究，建立了8級構(gòu)型單元與優(yōu)質(zhì)儲層的空間展布模型，其中顆粒支撐礫巖儲層主要發(fā)育在扇根外帶和扇中；優(yōu)質(zhì)砂巖儲層主要發(fā)育在扇中外帶。

關(guān)鍵詞 礫質(zhì)辮狀河型沖積扇；儲層構(gòu)型；優(yōu)質(zhì)儲層；顆粒支撐礫巖

第一作者簡介 高晨曦，女，1999年出生，碩士研究生，沉積學(xué)與儲層地質(zhì)學(xué)，E-mail： koushingi@foxmail.com

通信作者 紀(jì)友亮，男，教授，博士生導(dǎo)師，石油地質(zhì)學(xué)、沉積學(xué)及層序地層學(xué)，E-mail： jiyouliang@cup.edu.cn

中圖分類號 P618.13 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

0 引言

沖積扇相作為我國七大碎屑巖儲集層沉積類型之一，其原始總儲量約占我國總開發(fā)儲量的6.4%[1]，是一類重要的油氣儲集體。目前，我國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多勘探潛力巨大的沖積扇砂礫巖油藏，如遼河盆地曙光油田南部沖積扇油藏[2]、吐哈盆地鄯勒沖積扇油藏[3]等，其中準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷特大型砂礫巖油藏[4]的發(fā)現(xiàn)指示出礫質(zhì)沖積扇的良好勘探前景。但是，礫質(zhì)沖積扇演化過程復(fù)雜、儲層非均質(zhì)性強(qiáng)、儲集層質(zhì)量普遍較差的特點[5]，使傳統(tǒng)的儲層研究方法已經(jīng)不能滿足對礫質(zhì)沖積扇勘探開發(fā)的需求。

儲層構(gòu)型是控制儲層非均質(zhì)性的主要因素[6]，該方法的提出為儲層的精細(xì)研究和定量預(yù)測提供了系統(tǒng)的研究思路。目前不同的學(xué)者對沖積扇構(gòu)型進(jìn)行了各類各樣的研究，包括構(gòu)型要素特征、構(gòu)型模式、演化過程、構(gòu)型的控制因素（構(gòu)造活動、物源區(qū)母巖性質(zhì)等），使基于沖積扇沉積構(gòu)型對儲集層質(zhì)量等方面的研究得以逐步深化，極大地推動了沖積扇儲層勘探開發(fā)的進(jìn)展[7?11]?？傮w上， 沖積扇儲集層內(nèi)部高孔滲的部位對應(yīng)扇中辮流水道、辮流砂礫壩、片流礫石體、槽流礫石體和扇根流溝等構(gòu)型單元，扇根砂礫壩及扇緣徑流水道次之，扇緣漫流質(zhì)量最差，扇中內(nèi)帶的開發(fā)潛力最大[11?14]。但是由于不同類型的沖積扇沉積構(gòu)型差異較大，沉積機(jī)制的差異使各類沖積扇具有不同的儲層質(zhì)量特征，礫質(zhì)辮狀河型沖積扇是按照沖積扇主體沉積機(jī)制劃分出的一種沖積扇類型[15]，基于目前已有的部分實例的研究，發(fā)現(xiàn)針對礫質(zhì)辮狀河型優(yōu)質(zhì)儲層的類型、分布特征與形成機(jī)理尚無系統(tǒng)討論。

前人在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣白楊河沖積扇的研究工作涉及了沖積扇的地貌、巖相分類及成因機(jī)制、沉積相帶劃分及特征、沖積扇的演化特征、沉積模式、扇體發(fā)育的控制因素等方面，并且指出極可能成為發(fā)育較好儲層的相帶[16?20]?？傮w來看，礫質(zhì)辮狀河型沖積扇儲層巖相種類多、粒度粗、分選差，儲層內(nèi)非均質(zhì)性嚴(yán)重，其中存在一些物性較好的巖相改善了總體較差的儲層，但是關(guān)于優(yōu)質(zhì)儲層的類型尚未形成統(tǒng)一的定論，并且尚未建立礫質(zhì)辮狀河型沖積扇構(gòu)型與優(yōu)質(zhì)儲層的關(guān)系。

針對以上問題，本文在構(gòu)型的基礎(chǔ)上進(jìn)行儲層研究，以前人的研究為指導(dǎo)、以對白楊河扇體各部位的83個采樣點進(jìn)行的實地踏勘作為研究基礎(chǔ)，對研究區(qū)沖積扇開展了精細(xì)構(gòu)型解剖并分析，細(xì)化優(yōu)質(zhì)儲層類型，建立了礫質(zhì)辮狀河型沖積扇構(gòu)型與優(yōu)質(zhì)儲層的關(guān)系，從而實現(xiàn)對礫質(zhì)辮狀河型沖積扇最優(yōu)儲層的預(yù)測，為后期開展沖積扇體優(yōu)質(zhì)儲層的識別及油氣勘探提供地質(zhì)理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

白楊河沖積扇位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣的和什托洛蓋盆地內(nèi)，其北部毗鄰烏克拉嘎爾山和謝米斯臺山，南部與扎伊爾山扇體相連，主要于第四紀(jì)形成[21]。白楊河沖積扇扇面坡角十分平緩，介于0.9°～0.3°；沉積物較厚，介于200～400 m；扇體橫向展布寬度介于36～38 km，縱向展布長度介于19～27 km，規(guī)模巨大[16]。白楊河沖積扇為一種辮狀河型沖積扇，在其所處的寒溫帶大陸性干旱—極干旱氣候條件下，周期性冰雪融水形成的陣發(fā)性洪水[20]攜帶了大量扇體建造所需的沉積物。這些沉積物主要來自西北緣志留系—石炭系、泥盆系的巖漿巖系及變質(zhì)巖系，部分來自中新生界的沉積巖系[22]，現(xiàn)今的白楊河沖積扇為多期沉積物疊加的結(jié)果。白楊河沖積扇整體圖像和探勘的83個采樣點位分布如圖1。

2 各級次構(gòu)型單元

儲層構(gòu)型（architecture）指不同級次儲層構(gòu)成單元的形態(tài)、規(guī)模、方向及疊置關(guān)系[33]。儲層構(gòu)型級次劃分是研究構(gòu)型特征的基礎(chǔ)，本文采用Mail etal.[6，30]、吳勝和[33]的數(shù)序與級次相同的劃分方案（即12級界面最小，為紋層的界面）。根據(jù)表1的劃分方案，將白楊河沖積扇劃分為6～12級構(gòu)型。受工作量的限制，本文主要介紹白楊河沖積扇6級到9級構(gòu)型單元。

2.1 6級（沖積扇復(fù)合體）構(gòu)型單元

6級構(gòu)型單元為沖積扇扇群，是由多期單一沖積扇體（7級構(gòu)型單元）相互疊置而成的。相互切割的三期單一扇體組成了白楊河沖積扇現(xiàn)在的形態(tài)。

2.2 7級（單一沖積扇）構(gòu)型單元

7級構(gòu)型單元為單一沖積扇體，由8級構(gòu)型單元（各沉積微相）疊加形成，構(gòu)型界面為單一沖積扇粒度、巖性、層理方向等特征的突變面。洪水期沉積時，物緣區(qū)的陣發(fā)性洪水?dāng)y帶大量沉積物堆積形成近扇狀的沉積體；洪水期進(jìn)入退化階段，流水對先期沉積物侵蝕改造呈間洪期沉積，兩個時期形成的各沉積微相單元共同組成了單一沖積扇體（圖2、表2）。

2.3 8級（各沉積微相）構(gòu)型單元

8級構(gòu)型單元為各沉積微相單元（圖3），是由單一片流增生體、下切河道增生體等（9級構(gòu)型單元）組成。下文提及的不同構(gòu)型單元中的各個巖相具體特征見表3。

2.3.1 扇根下切河道帶

下切河道帶位于扇根內(nèi)帶，在山口處呈扇形向下傾方向展寬，面積約占沖積扇面積的1.79%。每期河道沉積厚度較大，在1.20 m左右。其由單期下切河道塊狀礫巖增生體組成，以礫砂混雜的塊狀礫巖（C1）巖相（圖2A）為主，礫石為次圓狀—圓狀，定向排列，底部可見沖刷面。

2.3.2 片流帶（扇根片流帶和扇中片流帶）

片流帶包括扇根片流帶和扇中片流帶。在扇根處，限制性流體經(jīng)補(bǔ)給水道向下延伸轉(zhuǎn)變?yōu)榉窍拗菩粤黧w，水流攜帶沉積物發(fā)散展開，形成扇根片流帶，由多期平均厚度為0.50 m的單一片流礫巖增生體呈楔形疊加。片流礫巖（C2）是發(fā)育在單一片流礫巖增生體中的巖相類型（圖2B）。內(nèi)部可見平行紋層，紋層范圍從5.00 cm～20.00 cm均有分布，每一紋層從下至上表現(xiàn)為正韻律，對應(yīng)底部定向排列的礫石層向上過渡為細(xì)礫巖或砂巖。片流礫巖延伸不長，一般介于10.00～20.00 m；扇中片流帶為扇根片流帶在扇中內(nèi)帶的延伸。由于洪泛水流受局部地形高差影響衰減匯聚成辮狀水道，扇中片流帶可與辮狀水道在垂向或側(cè)向上相互轉(zhuǎn)化，兩者交叉過渡沉積。此外，相對扇根片流，扇中片流帶礫石直徑較小；每期片流厚度相對較薄，介于10.00～20.00 cm，橫向延伸較遠(yuǎn)；沉積物與扇根片流帶沉積物相似。片流帶整體占扇體總面積的7.75%。

2.3.3 無限制辮流微相

在片流帶向前延伸處，水流受到局部地貌的影響在地勢較低的區(qū)域匯聚，形成無限制辮流微相，該微相占扇體總面積的20.40%。厚度超過3.00 m，單期厚度較薄，介于10.00～20.00 cm。無限制辮流帶由單期無限制性辮流礫石增生體和急流水道平行層理砂巖增生體組成：單期無限制性辮流礫石增生體以低角度槽狀交錯層理礫巖（C3）為主要巖相類型（圖2C）。內(nèi)部主要發(fā)育塊狀層理、低角度槽狀交錯層理（5°～10°）和沖刷面等構(gòu)造；急流水道平行層理砂巖（S1）（圖2F）是急流水道平行層理砂巖增生體的主要巖石相，為急流攜帶砂泥沉積物快速沉積形成[27]。

2.3.4 徑流帶

徑流水道是無限制辮流繼續(xù)向前運(yùn)動，能量持續(xù)減弱與地下徑流結(jié)合形成的水道。由于向下延伸過程中水動力逐漸減小并伴隨著流體下滲致使一部分辮狀水道無法延伸到扇緣，造成扇緣徑流水道發(fā)育較少。徑流帶占扇體總面積15.63%，厚度不超過50.00 m。扇緣徑流水道一般較窄，單層厚度較?。?5.00～20.00 cm），沉積物粒度較細(xì)，主要由簇狀礫巖增生體和徑流水道波紋層理砂巖增生體組成。簇狀礫巖增生體巖相主要為簇狀礫巖（C5）（圖2E），具正粒序特征，分選好，礫石為次圓狀—圓狀，具有開放支撐結(jié)構(gòu)，底部具有沖刷面，向上過渡為波紋交錯層理砂巖（S4）（圖2I）。

2.3.5 槽流帶（主槽和槽間帶）

槽流帶由主槽河道和槽間帶構(gòu)成，位于沖積扇扇根，主要由遞變塊狀礫巖相（C1）的礫石壩增生體和交錯層理礫巖相（C4）的槽流交錯層理礫巖增生體組成。其中主槽為間洪期清流改造洪水期沉積物形成的，厚度一般小于1.00 m，具小型下切谷形態(tài)。主槽內(nèi)沉積構(gòu)造較為發(fā)育，主要發(fā)育侵蝕面、底部滯留礫石層和疊瓦狀構(gòu)造；槽間帶為間洪期未受主槽水道波及的地帶，內(nèi)部沉積物包括洪水期下切河道沉積和扇根片流帶沉積。

2.3.6 辮流帶（辮狀溝槽沉積、槽間帶和心灘）

辮流帶位于沖積扇扇中至扇緣區(qū)，是槽流運(yùn)動到扇中區(qū)域分岔形成輻射狀分布的辮狀河道及心灘的相帶。辮狀河道及心灘交錯層理礫巖增生體和辮狀河道及心灘交錯層理砂巖增生體共同組成辮狀溝槽和心灘，巖相分別為槽狀、板狀、楔狀交錯層理礫巖（C4）（圖2D）和槽狀、板狀、楔狀交錯層理砂巖（S2）（圖2G），雜基含量較少。槽間帶主要為間洪期未被主槽改造的區(qū)域，沉積物包括片流沉積和辮狀水道沉積。

2.3.7 扇面沖溝

在廢棄朵體或非活動的扇面上，短暫的降水在扇面上沖刷改造沉積物而形成沖溝。沖溝由簇狀礫巖增生體組成，巖相以頂平底凸的透鏡狀簇狀礫石（C5）為主，向上過渡為波狀紋層砂巖（S4），整體厚度約為0.50 m，寬度約1.00 m。在部分剖面上觀察到風(fēng)成交錯層理砂巖（S3）（圖2H）。

2.3.8 扇緣濕地

扇緣濕地為扇緣中相對平坦部位，規(guī)模很大，部分地區(qū)有短暫水體存在。扇緣濕地增生體沉積物較細(xì)，巖相主要為塊狀砂巖（S-M1）（圖2J）或塊狀粉—泥巖等細(xì)粒沉積物。沉積構(gòu)造不太發(fā)育，但局部發(fā)育水平層理；風(fēng)成交錯層理砂巖（S3）（圖2H）發(fā)育在非活動期扇面上，出露較少。風(fēng)成沙丘或風(fēng)成席狀砂表現(xiàn)為扁平狀或上凸形，粒度特征表明為典型風(fēng)選沉積。

3 優(yōu)質(zhì)儲層類型與構(gòu)型的關(guān)系

沖積扇內(nèi)不同類型的構(gòu)型單元具有不同的沉積機(jī)制，形成不同的巖石相，因而具有不同的儲集層質(zhì)量特征[34]。本文選取了9級構(gòu)型單元作為研究對象，發(fā)現(xiàn)在不同的9級構(gòu)型單元內(nèi)部發(fā)育的顆粒支撐礫巖和凈砂巖可作為白楊河沖積扇的優(yōu)質(zhì)儲層。

3.1 顆粒支撐礫巖

在白楊河沖積扇9級構(gòu)型單元單一片流礫巖增生體、單期無限制性辮流礫石增生體等內(nèi)部可識別出顆粒支撐礫巖。研究區(qū)的顆粒支撐礫巖雜基含量較低（細(xì)粒物質(zhì)含量（Φgt;-1）小于15%）；相對于整個扇體混雜堆積、分選很差的沉積物而言，顆粒支撐礫巖分選中等。具有的顆粒支撐結(jié)構(gòu)、較少的雜基含量、較大的孔隙、分選較好的特征，使其可作為沖積扇內(nèi)的優(yōu)質(zhì)儲層之一。在前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合白楊河沖積扇野外剖面觀測及粒度分析資料分析顆粒支撐礫巖的形成機(jī)理和沉積環(huán)境，總結(jié)出7種不同類型的顆粒支撐礫巖。

3.1.1 片流底部顆粒支撐礫巖

片流型顆粒支撐礫巖（OFG 1）出現(xiàn)在扇根至扇中片流帶中，作為片流礫巖（C2）的粗粒部分沉積在單一片流礫巖增生體的底部（圖4a，a’），橫向延伸距離與片流礫巖一致，可達(dá)幾十米到幾百米。這種類型的顆粒支撐礫巖以平行層理礫石層的形式出現(xiàn)，平均厚度為0.30 m。礫石碎屑直徑2.00～8.00 cm不等，多為次圓狀—圓狀，呈疊瓦狀排列，向上部過渡為細(xì)礫或砂巖。其形成條件與特大洪水事件下的高Froude數(shù)（Fr=1.4～2.8）超臨界片狀流有關(guān)[26]。劇烈的沖刷使得沉積物分層，向上變細(xì)的趨勢表明局部湍流迅速減弱，部分懸浮載荷迅速地從流體中脫落，并作為牽引載荷輸送，積累為一個由細(xì)粒組成的平行層覆蓋在顆粒支撐礫巖之上。

3.1.2 無限制辮流型顆粒支撐礫巖

無限制辮流型顆粒支撐礫巖（OFG 2）代表了扇中單期無限制性辮流礫石增生體的基底，被解釋為在高濃度的亞臨界流[27，29]中床層或牽引毯搬運(yùn)時的底部礫石堆積。該類顆粒支撐礫巖礫石多為次圓狀—圓狀，直徑5.00～10.00 cm不等，分布在平均厚度為10.00 cm的地層中，橫向延伸幾十米。典型的特征為弱槽狀交錯層理，以5°～10°低角度傾斜于不規(guī)則的侵蝕基底上，這是由于在高速流動的流體環(huán)境下，流體能量的輕微波動導(dǎo)致了微弱的交叉層理的形成[26]。典型的槽狀填充和透鏡狀特征被解釋為低流態(tài)條件下的沉積產(chǎn)物（圖4b，b’）。

3.1.3 徑流型顆粒支撐礫巖

徑流型顆粒支撐礫巖（OFG 3）出現(xiàn)在扇緣區(qū)域的徑流水道簇狀礫巖增生體的底界面，作為簇狀礫巖（C5）相的一部分，以不規(guī)則的薄層和非侵蝕基底為特征。其具有不規(guī)則的幾何形狀或成簇狀，表明可能來自徑流沖刷過程中產(chǎn)生的粗碎屑，或來自水流攪動過程中局部粗粒的崩塌[35]。礫石多為圓狀，直徑0.20～1.00 cm不等，形成厚度約10.00 cm的薄透鏡狀礫石層。粒度向上呈現(xiàn)變細(xì)趨勢，過渡為波紋層理砂巖（圖4c，c’）被包裹在扇緣塊狀砂泥巖中，粒徑的減小被解釋為水體能量的減小。徑流型顆粒支撐礫巖代表了遠(yuǎn)端扇中的高能環(huán)境，展布寬度小于徑流水道的寬度，介于1.00～5.00 m，不同寬度的變化表明了不同水體能量的徑流水道共存。

3.1.4 辮狀河道底部型顆粒支撐礫巖

辮狀河道底部型顆粒支撐礫巖（OFG 4）主要存在于間洪期辮狀河道大型槽狀交錯層理礫巖（C4）的底部。間洪期扇根內(nèi)主槽水體能量大、流速快還未發(fā)生分岔，持續(xù)的沖刷形成橫向展布的辮狀河道底部型顆粒支撐礫巖（OFG 4）。自扇根至扇緣，由于河道的分岔，辮狀河道底部型顆粒支撐礫巖的展布寬度、單層厚度和最大粒徑逐漸減?。涸诮松戎?，辮狀河道底部型顆粒支撐礫巖表現(xiàn)為與塊狀礫巖（C1）相關(guān)聯(lián)的粗礫石透鏡體，其中礫石直徑介于10.00～30.00 cm，呈良好的圓形（圖4d，d’）。橫向展布范圍約為10.00 m，與間洪期主槽的橫向?qū)挾确秶喈?dāng)，平均厚度介于0.50～0.80 m；在扇中區(qū)域，辮狀河道底部型顆粒支撐礫巖以粗粒和細(xì)粒沉積物韻律性側(cè)積層存在于槽狀交錯層理中，厚度介于0.30～0.50 m，傾斜角度介于10°～20°，粒徑介于5.00～10.00 cm。槽狀交錯層理是河道填充沉積體下部最常見的構(gòu)造[29]，側(cè)積體則表明辮狀河道經(jīng)歷了頻繁的改道（圖4e，e’）。與片流底部顆粒支撐礫巖、無限制辮流型顆粒支撐礫巖和徑流型顆粒支撐礫巖這些洪水期的顆粒支撐礫巖相比，辮狀河道底部型顆粒支撐礫巖含有更少的細(xì)顆?；|(zhì)。

3.1.5 心灘型顆粒支撐礫巖

心灘型顆粒支撐礫巖（OFG 5）作為與辮狀河道底部型顆粒支撐礫巖（OFG 4）共生的類型，存在于間洪期扇中至扇緣區(qū)心灘的頂部和兩側(cè)。在辮狀河中環(huán)向水流減弱時，心灘在辮狀河道中堆積[36]，礫石被水流帶到心灘暴露面的頂端和側(cè)面，能量卸載，堆積形成心灘型顆粒支撐礫巖[37?38]。該類型顆粒支撐礫巖礫石直徑介于2.00～10.00 cm，橫向延伸介于1.00～5.00 m，反映了辮狀河道砂壩的規(guī)模。在剖面上，心灘型顆粒支撐礫巖（OFG 5）呈0.20～1.00 m厚透鏡狀體狀，且具有侵蝕基底。其內(nèi)部層理由于心灘壩的增生呈s形或楔形[37?38]（圖4f，f’），每組s形交錯層理厚4.00～10.00 cm，層理傾角為7°～15°，邊界清晰。

3.1.6 沖溝型顆粒支撐礫巖

沖溝型顆粒支撐礫巖（OFG 6）發(fā)育在扇面朵體的沖溝中。這種類型的顆粒支撐礫巖通常出現(xiàn)在扇緣沉積物的薄夾層中，位于簇狀礫巖（C5）的底部，以孤立的透鏡狀層與波紋層理砂巖共生，橫向展布寬度約為1.00 m，平均厚度為0.50 m（圖4g，g’），礫石顆粒的直徑介于1.00～10.00 cm。沖溝型顆粒支撐礫巖（OFG 6）被解釋為雨水在沖積扇的扇緣區(qū)域匯聚而產(chǎn)生的短暫地表二次水流改造后的產(chǎn)物[31]：地表二次流可以篩出更細(xì)的沉積物，留下干凈的鏤空礫石。

3.1.7 風(fēng)成型顆粒支撐礫巖

風(fēng)成型顆粒支撐礫巖為被風(fēng)帶走的原始沉積物表面細(xì)粒物質(zhì)后留下的礫石，出現(xiàn)在風(fēng)成層理砂巖（S3）堆積體的后部[39]。風(fēng)成搬運(yùn)環(huán)境篩選出的沉積礫石碎屑隨機(jī)發(fā)育在扇面上，在不同位置的直徑5.00～30.00 cm不等，可以在沙漠灌木周圍觀察到明顯混亂堆積結(jié)構(gòu)的顆粒支撐礫巖。

在整個扇體中，顆粒支撐礫巖約占7%，在扇根區(qū)含量較低（lt;1%），在扇中區(qū)增加到最大（15%），在扇緣區(qū)再次減少。相對而言，洪水期的顆粒支撐礫巖比間洪期更為發(fā)育。片流型、無限制辮流型和辮狀河道型顆粒支撐礫巖是最常見的類型（圖5）。

3.2 凈砂巖

物性較好的凈砂巖可作為沖積扇中良好的儲層[40]。研究區(qū)未被膠結(jié)、完全固結(jié)的凈砂巖物性較好（圖6），可作為沖積扇內(nèi)的優(yōu)質(zhì)儲層之一。在前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合白楊河沖積扇野外剖面觀測及粒度分析資料，按照不同的沉積環(huán)境和分布樣式將凈砂巖儲層分為河道凈砂巖和風(fēng)成凈砂巖。

3.2.1 優(yōu)質(zhì)凈砂巖儲層主要類型

1） 河道凈砂巖

河道凈砂巖一般形成于沖積扇洪水期或者間洪期的后期，是在水動力變?nèi)踔蟪练e于河道中的砂體。水動力的差異形成了三種不同的巖相，分別分布在急流水道平行層理砂巖增生體、辮狀河道及心灘處的交錯層理砂巖增生體和徑流水道中的波紋層理砂巖體增生體的內(nèi)部。

急流水道平行層理砂巖（S1）（圖7a，a’）常發(fā)育在扇中無限制辮流微相內(nèi)。形態(tài)呈頂平底凸的透鏡狀，整體規(guī)模較小，垂向厚度介于0.30～0.50 m，橫向長度介于2.00～3.00 m，內(nèi)部紋層厚度介于1.00～2.00 cm，可見生物鉆孔及植物根莖。高流態(tài)的水動力或者向高流態(tài)轉(zhuǎn)化的水動力環(huán)境下是平行層理砂巖形成的最佳條件，河道內(nèi)陣發(fā)性洪水沉積或由此產(chǎn)生的溢岸沉積也可能形成平行層理砂巖。

辮狀河道及心灘交錯層理砂巖（S2）在扇中辮流帶內(nèi)可被發(fā)現(xiàn)，是在較高流態(tài)水流條件下（V≈0.7 m/s），平坦河床底部大型波紋和沙壩沉積遷移形成的。根據(jù)內(nèi)部沉積構(gòu)造的差異可分為大型板狀交錯層理砂巖和大型槽狀交錯層理砂巖。大型板狀交錯層理砂巖（圖7b，b’）呈板狀形態(tài)，厚度向兩側(cè)逐漸減薄，內(nèi)部紋層厚度介于10.00～15.00 cm，層系厚度介于0.20～ 0.30 m，橫向延伸介于4.00～6.00 m。層系組厚度介于0.40～0.60 m，橫向延伸介于5.00～8.00 m；大型槽狀交錯層理砂巖（圖7c，c’）整體呈頂平底凸的透鏡狀，內(nèi)部紋層厚度介于1.00～3.00 cm，層系厚度介于0.20～0.30 m，長度介于0.50～1.00 m。層系組厚度介于0.40～0.60 m，橫向長度介于4.00～6.00 m。

徑流水道波紋層理砂巖（S4）（圖7d，d’）是沖積扇上流體流動到扇緣部位時，流水中攜帶的細(xì)粒沉積物以懸浮狀態(tài)沉積下來形成的。呈頂平底凸的透鏡狀，內(nèi)部可見不明顯的波紋層理，層厚度介于2.00～5.00 mm，紋層組垂向厚度介于10.00～20.00 cm，垂向厚度介于15.00～20.00 cm，橫向長度介于30.00～50.00 cm，規(guī)模較小。

2） 風(fēng)成凈砂巖

風(fēng)成交錯層理砂巖（S3）（圖7e，e’）在非活動期扇面上少量出露，規(guī)模很小，內(nèi)部紋層厚度介于0.50～1.00 cm，整體厚度介于10.00～15.00 cm，橫向長度介于30.00～50.00 cm。對白楊河沖積扇觀測時發(fā)現(xiàn)，在地表植被周圍或者在扇面凹坑內(nèi)沉積有分選較好的風(fēng)成砂巖，呈現(xiàn)底平頂凸的形態(tài)，一般被分選極差的砂礫巖包圍。

3.2.2 凈砂巖的分布規(guī)律

通過對距扇根不同距離、規(guī)模較大的剖面上發(fā)育的砂體的長、寬、高進(jìn)行統(tǒng)計，在此基礎(chǔ)上按距離和相帶對白楊河沖積扇砂體分布規(guī)律進(jìn)行研究，自扇根至扇緣選取了代表性的點位，具體如下。

1） 扇根

扇根內(nèi)帶（點位9）僅可見被孤立的、分選較差的砂礫巖包圍的透鏡狀塊狀砂體和條帶狀砂體，塊狀砂巖中含有礫石，在整個剖面上零星分布。由于此點位處于出山口，是沖積扇沉積水動力最強(qiáng)的地帶，所以砂體規(guī)模較小，平均長度為20.30 cm，厚度為3.70 cm，砂體面積占剖面總面積的0.12%（圖8a，b）。

扇根外帶（點位14）主要發(fā)育主槽沉積中的砂巖。砂體的平均長度為20.60 cm，平均厚度為6.30 cm，砂體面積約占剖面總面積的1.11%（圖8c）。

2） 扇中

扇中內(nèi)帶（點位16）主要發(fā)育辮流帶大型交錯層理砂巖和急流水道平行層理砂巖，砂體一般分布在辮狀溝槽的頂部，是在沉積后期水動力變?nèi)鹾蟀l(fā)生沉積的。砂體平均長度為37.50 cm，平均寬度為10.44 cm，砂體面積占剖面總面積的1.44%（圖8d）。

扇中內(nèi)帶（點位42）剖面上主要發(fā)育扇中片流和辮狀溝槽，內(nèi)部發(fā)育槽狀交錯層理和塊狀砂巖，砂體平均長度為96.21 cm，平均寬度為11.64 cm，砂體面積占剖面總面積的1.66%（圖8e）。

扇中偏下區(qū)域（點位52）的剖面上可見洪水期和間洪期沉積相互改造、相互切割。剖面上發(fā)育辮狀水道和辮狀溝槽兩種沉積微相，其中發(fā)育大型交錯層理砂巖、小型交錯層理砂巖和塊狀砂巖，砂體平均長度為101.01 cm，平均厚度為16.40 cm，砂體面積占剖面總面積的3.85%（圖8f）。

扇中外帶（點位60）處為辮流帶沉積，為扇中和扇緣的過渡帶。剖面上主要發(fā)育大型交錯層理砂巖、小型交錯層理砂巖和粉砂巖。砂體平均長度為155.61 cm，平均厚度為36.90 cm，砂體面積占剖面總面積的10.20%。單個砂體規(guī)模較大，其中規(guī)模最大的砂體長度可達(dá)242.41 cm，寬155.06 cm。除此之外，砂體延伸遠(yuǎn)且厚度也較大，物性也較扇根好（圖8g，h）。

3） 扇緣

扇緣發(fā)育徑流水道微相和扇緣濕地微相，主要沉積厚層泥巖、粉砂巖等細(xì)粒沉積。

綜上，對比不同相帶砂巖類型、規(guī)模及所占的比例可知，扇根和扇中內(nèi)帶均不是優(yōu)質(zhì)砂巖儲層分布區(qū)，砂體發(fā)育較少，并且在剖面上砂體之間連通性較差，多零星分布；砂體物性也較差，內(nèi)部含有礫石。規(guī)模大且物性較好的優(yōu)質(zhì)砂巖儲層分布于扇中外帶，且大多分布于主河道內(nèi)。

3.3 礫質(zhì)辮狀河型沖積扇不同質(zhì)量的儲層分布

預(yù)測有利儲層單元、發(fā)掘潛在油氣勘探目標(biāo)是油氣勘探開發(fā)中至關(guān)重要的一環(huán)。同時，厘清優(yōu)勢相帶在三維空間上的分布，對后期油氣勘探開發(fā)具有重要意義。研究區(qū)河道內(nèi)凈砂巖以及顆粒支撐礫巖發(fā)育帶即為研究區(qū)優(yōu)質(zhì)儲層的發(fā)育帶。此外，由于間洪期牽引流的持續(xù)沖刷改造，顆粒支撐礫巖的層理更清晰，分選更好，碎屑圓度更大。因此，間洪期的顆粒支撐礫巖可能比洪水期的顆粒支撐礫巖具有更高的孔隙度和滲透率。

本次建立了白楊河沖積扇8級構(gòu)型空間展布模型，以展示研究區(qū)不同位置的沉積體形態(tài)、展布以及疊置關(guān)系。將上述研究中優(yōu)質(zhì)儲層類型與白楊河沖積扇8級構(gòu)型空間展布模型相聯(lián)系，可體現(xiàn)優(yōu)質(zhì)儲層在空間上的分布。在扇根區(qū)域和扇中區(qū)域，白楊河沖積扇內(nèi)砂礫巖體連片展布，砂、泥等細(xì)粒沉積物僅在局部發(fā)育，而扇緣位置，砂礫巖體呈條帶狀孤立分布在厚層細(xì)粒沉積物中。

補(bǔ)給水道沉積體橫向規(guī)模400～800 m，在扇根內(nèi)帶可見多期補(bǔ)給水道垂向疊置、橫向切割（圖9a）。主槽沉積體橫向展布40～120 m，并且一般發(fā)育在補(bǔ)給水道中，并二次改造補(bǔ)給水道內(nèi)的沉積物，同一時期多個主槽沉積體可孤立分布，也可相互切疊，不同時期的主槽沉積體可垂向疊加，也可側(cè)向切疊。扇根內(nèi)帶沉積物為雜亂無序的泥砂混雜沉積，不發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲層。

片流帶在扇根外帶展布范圍廣，難以精確測量其規(guī)模，粗略估計橫向?qū)挾瓤蛇_(dá)數(shù)千米，縱向延伸也可達(dá)數(shù)千米，在片流帶中可見孤立或連片分布主槽沉積體（圖9b）。到扇中內(nèi)帶，片流帶規(guī)模減小且與辮狀水道相伴生。由于水流的快速淘洗再沉積作用，片流礫巖底部為顆粒支撐礫巖主要發(fā)育相帶，顆粒支撐礫巖在此處長度最長。

在扇中內(nèi)帶處，辮狀水道砂礫巖沉積體寬度介于80～150 m，辮狀溝槽砂礫巖沉積體寬度介于40～80 m。辮狀水道常鑲嵌分布在扇中片流帶中，從扇根發(fā)散呈樹枝狀，向外逐漸演化為多條分叉河道，展布范圍廣（圖10a）。辮狀水道內(nèi)部沉積物以砂礫巖、砂巖為主，粒度分選中等，部分無限制辮流礫巖底部發(fā)育顆粒支撐礫巖。辮狀水道間物性較差；辮狀溝槽常侵蝕改造先期的辮狀水道和扇中片流帶中的沉積物，在這種常流水篩濾淘洗環(huán)境中，發(fā)育顆粒支撐礫巖，呈帶狀展布。心灘型顆粒支撐礫巖在辮復(fù)合沙壩中沉積。顆粒支撐礫巖巖相厚度大，內(nèi)部雜基含量極少、礫石直徑大，可極大提升儲層物性，從而形成具高孔滲特征的優(yōu)質(zhì)儲層。有別于發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲層的辮狀溝槽和心灘，槽間帶物性相對較差。辮狀溝槽與辮狀水道砂礫巖沉積體匹配樣式可孤立或切疊分布：不同時期的辮狀水道和辮狀溝槽沉積物發(fā)育在片流帶沉積物中，二者呈孤立分布；或辮狀溝槽侵蝕下伏的辮狀水道或辮狀水道沉積物，并充填沉積，在剖面上表現(xiàn)為二者相互切疊。扇中外帶區(qū)域辮狀水道和辮狀溝槽規(guī)模有所減小，內(nèi)部細(xì)粒沉積物增多，在剖面上同樣表現(xiàn)為相互切疊現(xiàn)象（圖10b）。

扇緣亞相內(nèi)徑流水道呈條帶狀孤立發(fā)育在厚層的扇緣濕地沉積物中，橫向上呈孤立的透鏡體狀。徑流水道砂礫石體規(guī)模一般較小，寬度介于30～60 m，徑流河道的底界面發(fā)育少量薄透鏡狀顆粒支撐礫巖。徑流帶水道間物性相對較差。扇緣濕地砂泥等細(xì)粒沉積體為厚層層狀，經(jīng)野外實測數(shù)據(jù)以及鉆井資料顯示，扇緣濕地沉積體垂向厚度可達(dá)數(shù)百米，橫向展布可達(dá)數(shù)千米，此處不發(fā)育有利儲層。在扇面的廢棄朵體區(qū)，沖溝型顆粒支撐礫巖發(fā)育在沖溝底部。風(fēng)成型較罕見，僅在局部發(fā)育（圖11）。

綜上，白楊河沖積扇優(yōu)質(zhì)儲層的發(fā)育區(qū)主要位于片流帶微相、扇中辮狀水道微相，尤其以間洪期辮狀溝槽微相物性更好。而對于礫質(zhì)辮狀河型沖積扇而言，此類沖積扇整體上由于沉積水動力強(qiáng)、橫向水流變化快造成扇體非均質(zhì)性強(qiáng)、優(yōu)質(zhì)儲層空間的分布較為復(fù)雜。根據(jù)對白楊河沖積扇的研究，可預(yù)測出優(yōu)質(zhì)儲層相對集中于扇中位置，因此礫質(zhì)辮狀河型沖積扇油氣勘探應(yīng)以扇中片流帶和主河道為主要勘探區(qū)域。

4 結(jié)論

（1） 白楊河沖積扇內(nèi)部可劃分為6～12級構(gòu)型，各時期沉積物在時空上頻繁疊置形成了礫質(zhì)辮狀河沖積扇的片狀和帶狀儲層相互疊置的構(gòu)型特征。8級及9級構(gòu)型單元控制著優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的具體位置和形態(tài)。白楊河沖積扇中的優(yōu)質(zhì)儲層主要分為兩類：顆粒支撐礫巖和凈砂巖。

（2） 顆粒支撐礫巖內(nèi)雜基較少，均為顆粒支撐，孔隙較大，物性較好。研究區(qū)可識別出7種顆粒支撐礫巖：片流底部顆粒支撐礫巖位于扇根至扇中的片流帶中，其橫向延伸距離可達(dá)數(shù)十米至數(shù)百米，以平行層理分布在片流礫巖（C2）底部；無限制辮流型顆粒支撐礫巖分布在扇中部位的無限制辮流礫巖（C3）底部，其以低角度交錯層理的侵蝕面為特征；扇緣徑流河道底界面發(fā)育薄透鏡狀的徑流型顆粒支撐礫巖；辮狀河道底部型顆粒支撐礫巖發(fā)育在辮狀河道大型槽狀交錯層理礫巖（C4）的底部，其存在代表了間洪期辮狀溝槽的底床沉積；心灘型顆粒支撐礫巖在辮復(fù)合沙壩中沉積，發(fā)育在心灘的頂部和兩側(cè)；在廢棄或不活動的扇面朵體的沖溝中可發(fā)現(xiàn)沖溝型顆粒支撐礫巖，位于簇狀礫巖（C5）的底部；風(fēng)成型顆粒支撐礫巖是由風(fēng)簸揚(yáng)形成的，出現(xiàn)在風(fēng)成層理砂巖（S3）堆積體的后部。以片流型、無限制辮流型和辮狀河道底部型3類為主要的顆粒支撐礫巖發(fā)育類型。

（3） 白楊河沖積扇凈砂巖儲層類型按成因主要分為兩大類：河道凈砂巖和風(fēng)成凈砂巖。河道凈砂巖可細(xì)分為急流水道平行層理砂巖、辮狀河道及心灘處的交錯層理砂巖和徑流水道波紋層理砂巖。急流水道平行層理砂巖（S1）一般發(fā)育洪水期扇中主河道內(nèi)，是河道內(nèi)較高流態(tài)下的沉積產(chǎn)物；辮狀河道及心灘交錯層理砂巖（S2）是在較高流態(tài)水流條件下由平坦河床底部大型波紋和沙壩沉積遷移而形成的，一般發(fā)育間洪期扇中辮狀溝槽主河道內(nèi)；徑流水道波紋層理砂巖（S4）常發(fā)育于扇緣區(qū)徑流水道，代表著河道演化后期的沉積產(chǎn)物。風(fēng)成交錯層理砂巖（S3）發(fā)育扇中非活動期扇面上，出露較少。

（4） 建立的8級構(gòu)型單元空間展布模型展示了礫質(zhì)辮狀河型沖積扇內(nèi)部優(yōu)質(zhì)儲層類型分布位置：其中顆粒支撐礫巖主要分布于扇根外帶和扇中的片流、辮狀水道和辮狀溝槽；優(yōu)質(zhì)砂巖儲層主要分布于扇中外帶辮狀水道和辮狀溝槽。后期礫質(zhì)辮狀河型沖積扇油氣勘探應(yīng)以扇中片流帶和主河道為主要勘探區(qū)域。

致謝 感謝審稿專家在文章的審閱及修改過程中提出的建設(shè)性修改意見！參考文獻(xiàn)（References）

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基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（42072115，41672098）