孫　靖　薛晶晶　吳海生　吳愛成　宋明星　賈開富

(中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院　新疆克拉瑪依　834000)

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遠源、細粒型淺水三角洲沉積特征與演化
——以準噶爾盆地腹部莫索灣地區(qū)八道灣組為例

孫靖薛晶晶吳海生吳愛成宋明星賈開富

(中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院新疆克拉瑪依834000)

摘要準噶爾盆地腹部中央坳陷莫索灣地區(qū)八道灣組沉積時期氣候相對濕潤，地形相對平緩，物源供給充足，湖岸線變化相對頻繁，具備形成淺水三角洲有利條件；由于距離物源區(qū)較遠，沉積砂體以細砂巖、中—細砂巖為主，粒度相對較細，垂向上形成多期正旋回沉積序列。三角洲前緣分布廣、延伸長、面積大，平面主要呈朵狀，由多期水下分流河道切割、疊置形成的復合砂體構成；水下分流河道砂體發(fā)育，厚度較大，數(shù)量眾多，垂向相互疊置，橫向互相切割，連通性較好，單砂體具有不同疊置方式，構成了主要油氣儲集砂體，泥巖隔層較薄，河口壩砂體不發(fā)育；總體上，形成了該區(qū)遠源型、分布廣、粒度較細的淺水曲流河三角洲沉積體系。不同的沉積時期，來源于兩個物源方向的三角洲前緣和水下分流河道沉積形態(tài)和范圍發(fā)生變化，最終形成由寬闊的復合河道砂體為主構成的淺水三角洲。

關鍵詞準噶爾盆地莫索灣地區(qū)八道灣組淺水三角洲高亮體技術沉積特征及演化

淺水三角洲作為一種重要的三角洲類型進行描述、分析和研究在國外和國內(nèi)分別開始于20世紀的50年代[1]和80年代[2]。在國內(nèi)，不同的專家學者對松遼、鄂爾多斯、塔里木、渤海灣、四川等沉積盆地發(fā)育的淺水三角洲的沉積特征、沉積背景、形成條件、演化過程以及沉積模式等進行了深入分析[3-11]，總結了其形成的主要條件和主控因素[12-15]，并將其劃分為淺水扇三角洲、淺水辮狀河三角洲和淺水曲流河三角洲三大類，進一步分為9小類[12]或6小類[15]。淺水三角洲的形成條件[3-15]可概括為平緩穩(wěn)定的古地形、溫暖適宜的古氣候、供應充足的古物源、水深較淺的古水體、不斷變化的古岸線等。目前，針對準噶爾盆地淺水三角洲的研究尚未系統(tǒng)開展，處于起步階段，尤其是腹部八道灣組發(fā)育的遠源、細粒型淺水三角洲。

1地質(zhì)概況及沉積背景

準噶爾盆地腹部已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)陸梁、石西、石南、莫北及莫索灣等多個整裝、高效油氣田，但侏羅系八道灣組尚未發(fā)現(xiàn)，其最有利勘探區(qū)塊為中央坳陷莫索灣—莫北凸起，尤其是位于莫索灣凸起西北部的莫索灣地區(qū)(圖1)。該凸起緊鄰沙灣、阜康、東道海子和盆1井西等主要生排烴凹陷，構造位置有利。構造演化分析表明[16-17]，從早侏羅世八道灣期到中侏羅世西山窯期，盆1井西凹陷東環(huán)帶處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。此時，氣候溫熱潮濕，莫索灣地區(qū)地形平緩，濱淺湖沉積水體分布范圍大[18-20]。

該區(qū)八道灣組勘探面積大、探井較少、勘探程度低，沉積相類型、特征以及沉積模式和砂體發(fā)育特征不明確，需要以地質(zhì)沉積模式為指導的地質(zhì)、地震一體化綜合研究，以地震沉積相分析的各種方法為手段，明確沉積相、沉積特征及砂體特征基礎上，優(yōu)選出適用性地震儲層砂體描述與預測技術[21-28]，對沉積砂體和河道砂體進行準確識別和精細刻畫，尤其是高亮體技術。所謂“高亮體”是指峰值與有效頻帶內(nèi)平均振幅之差，去除了背景能量造成的影響，可以反映儲層砂體細節(jié)的變化[27]，通過高亮體時間切片可以反映不同沉積時期沉積砂體的分布和演化規(guī)律[28]。由于八道灣組一段沉積特征在三個層段中最具典型性且含油氣性最好，因此該段是本文研究的主要目的層。

圖1　莫索灣地區(qū)(工區(qū))位置圖Fig.1　Location map of the Mosuowan area

2沉積特征

2.1細粒、低成熟度砂體發(fā)育，具備淺水牽引流沉積特征及相關構造

該區(qū)距離西北部哈拉阿拉特山和東北部克拉美麗山物源區(qū)近百公里，距離物源區(qū)較遠[18-20]，砂巖以細砂巖和中—細砂巖為主，粒度相對較細(表1、圖2)，與松遼盆地相似[4，8]，與鄂爾多斯盆地粗粒沉積不同[10]；巖石顏色以淺灰色、灰色為主，同時依據(jù)前人研究成果[18-20]，當時沉積環(huán)境氣候為溫暖濕潤型氣候；巖性主要為巖屑砂巖和長石巖屑砂巖，巖屑平均含量41.5%左右，最高可達50%以上，長石平均含量24.0%左右，成分成熟度較低。巖屑中，凝灰?guī)r等火山巖巖屑的絕對平均含量達到了26.2%，占到了巖屑相對含量的63%，說明該區(qū)母巖以火山巖為主[29-30]。砂巖中發(fā)育牽引流作用形成的沖刷面、各種層理等構造，泥礫和炭屑紋層常見(圖2)；同時，粒度概率累積曲線表現(xiàn)為典型的兩段式，跳躍總體占主體，懸浮總體也較發(fā)育，跳躍總體斜率相對較低，細粒截點值較低(圖2)，具有淺水牽引流特征。因此，母源區(qū)為富含凝灰?guī)r等的火山巖為主，同時，沉積時期湖盆面積大[18-20]，未經(jīng)過充分淘洗，造成了八道灣組遠源型、低成分成熟度的巖石類型。

2.2水下分流河道砂體發(fā)育，拼合板狀疊置，河口壩不發(fā)育，垂向上形成多期正旋回沉積序列

水下分流河道巖性主要為灰色細砂巖，其次為中—細砂巖；粒度概率累積曲線圖主要為兩段式，平均粒徑0.1 mm左右，跳躍總體和懸浮總體發(fā)育，滾動總體不發(fā)育；波狀層理、脈狀層理、平行層理及沖刷面構造等發(fā)育；垂向上，水下分流河道沉積常呈頂、底突變的塊狀；測井上，水下分流河道砂體常為鐘形或箱形。水下分流河道間巖性較細，厚度相對較薄，一般厚只有幾米，巖性常為灰色泥質(zhì)粉砂巖、泥巖等；測井上，自然電位及電阻率曲線上幅度較低，具弱齒化現(xiàn)象，河口壩不發(fā)育(圖2)。地震上，通過振幅提取、相干分析和譜分解技術等地震沉積相分析的方法和手段可對單河道砂體進行有效識別。以該區(qū)八道灣組一段一砂組底部河道砂體為例(圖3，4)，該砂體在莫21井厚度達30 m，而在莫2、莫深1、盆參2和盆8井厚度僅為10 m左右，因此在振幅、相干和譜分解平面圖上所刻畫出的一條自西北向東南流向的水下分流河道，莫21井刻畫最為清晰。同時，由于三角洲前緣沉積過程中，沉積物供給、水動力條件的等不斷變化，河道不斷發(fā)生遷移改道和充填夷平作用，因此，在圖中也發(fā)育其他眾多河道和廢棄河道，但莫21井區(qū)附近河道最為清晰。

表1　莫索灣地區(qū)八道灣組一段代表井巖石粒度區(qū)間統(tǒng)計表

圖2　莫索灣地區(qū)八道灣組一段沉積相綜合柱狀圖(莫21井)Fig.2　Comprehensive sedimentary facies column of the First Member of the Badaowan Formation (MO 21)

圖3　研究區(qū)八道灣組一段一砂組底部水下分流河道砂體地震綜合識別平面圖a.瞬時振幅平面圖；b.相干平面圖；c.頻譜分解平面圖；d.水下分流河道局部放大圖Fig.3　Bottom subaqueous distributary channel sandbody seismic comprehensive identification planar graph of the First Sand Group of the First Member of Badaowan Formation

圖4　莫索灣地區(qū)八道灣組一段儲層砂體剖面圖(莫2—莫21—莫深1—盆參2—盆8井)Fig.4　Reservoir sandbody section of the First Member of Badaowan Formation

水下分流河道砂體主要呈拼合板狀疊置，多期水下分流河道相互切割、疊置。依據(jù)單砂體厚度及其側(cè)向厚度變化，結合該區(qū)地震資料分辨率，以砂體厚度15 m為界限，將砂體劃分為薄砂體和厚砂體兩種(圖4)。剖面上，八道灣組一段三個砂組基本由2～3套單砂體構成，垂向上表現(xiàn)為多期河道砂體相互疊置，單河道為向上粒度變細的正或近正粒序沉積，總體上形成向上砂體厚度逐漸增大，泥巖含量逐漸減少的水退型沉積序列。砂體疊置方式各不相同，每個砂組有兩種不同的疊置方式，且砂體厚度變化也比較大，但總體上，水下分流河道砂體發(fā)育，砂體數(shù)量眾多，砂體沉積期次總體分為六期，垂向疊置，湖相泥巖隔層較薄，橫向連通性較好，只有少數(shù)為孤立砂體。不同的砂體厚度和疊置方式反映了河道在沉積過程中不斷遷移和改道，但沉積中心始終位于該區(qū)，基本未發(fā)生偏移。砂體厚度的變化和不同的疊置方式受控于沉積體系中物源供給、水動力強度和可容空間等因素的變化及其相互之間的耦合關系，也反映出了水下分流河道的不斷擺動和側(cè)向遷移。

2.3三角洲前緣發(fā)育，分布范圍隨沉積演化不斷變化，其骨架砂體構成了主要油氣儲集砂體

在沉積體系中，單河道砂體相對不發(fā)育，而由單河道砂體相互疊置切割形成的復合河道砂體是最常見的砂體類型，即使可以識別出單河道砂體，后期沉積砂體也會將其覆蓋，形成復合砂體。在高亮體時間切片平面圖中(圖5)，可以清晰看到前文識別出的一條西北—東南流向的古河道，但是在0 ms圖中可以看出，隨著沉積過程的進行，三角洲沉積砂體不斷向前推進，水下分流河道砂體相互疊置，后沉積砂體與先沉積砂體形成復合砂體，先期形成的古河道被夷平，整個沉積體系呈現(xiàn)出由寬闊的復合河道砂體作為沉積骨架的三角洲前緣沉積體系。

該區(qū)主要物源方向有2個，一是東北方向，即北偏東40°～50°，二是西北方向，即北偏東40°～45°，物源分別來自于準噶爾盆地東部的克拉美麗山和西北緣的哈拉阿拉特山。形成的三角洲為河控建設性三角洲，由水下分流河道復合砂體構成，平面主要呈朵狀，垂直或斜交湖岸分布。底部砂體東北和西北物源形成三角洲前緣朵葉體已經(jīng)連成一體，朵葉體寬約10～15 km，延伸長10～30 km。整體上，從底部砂體到頂部砂體，沉積物供給不斷增加，水動力增強，沉積砂體不斷向濱—淺湖中心推進，三角洲前緣朵葉體增寬，延伸長度變長，湖岸線向中心遷移。

3砂體演化特征

為了更進一步細致反映該區(qū)三角洲前緣的沉積演化過程，選取八道灣組一段一砂組作為主要目的層，通過每隔6 ms(對應的地層厚度約為10 m)的高亮體密集切片可以對沉積體系演化過程進行精細顯示(圖5)。通過由深至淺的高亮體切片，可以清晰反映出不同沉積時期三角洲前緣的變化。a、b、c三張平面圖反映的是一砂組底部砂體沉積演化過程，該時期三角洲砂體在東北部發(fā)育，三角洲前緣砂體隨著沉積過程不斷向湖中心推進，西南部砂體相對不發(fā)育，局部發(fā)育水下分流河道，但總體上前緣逐漸增厚，沉積范圍逐漸擴大；d、e、f、g等四張圖總體反映的是一砂組頂部砂體沉積演化過程，在d、e沉積時期，東北部砂體不發(fā)育，以泥質(zhì)沉積物為主，西南部三角洲前緣砂體沉積范圍和厚度進一步加大，水下分流河道進一步清晰；f沉積時期，東北部物源重新注入，三角洲前緣砂體重新沉積，但沉積范圍較西南部的小，西南部三角洲前緣砂體不斷向湖中心推進，沉積范圍不斷擴大，水下分流河道可清晰識別；該時期，東北和西南兩個三角洲前緣朵葉體沉積相對獨立，平面分布界限清晰；g沉積時期，兩個前緣朵葉體進一步向湖中心擴展，西南部先期沉積的水下分流河道發(fā)生夷平效應，范圍和厚度進一步增大，融為一體，形成統(tǒng)一的、全區(qū)廣泛分布的、由多期復合河道砂體為骨架砂體的淺水三角洲沉積體系。

4沉積模式

腹部中央坳陷莫索灣地區(qū)八道灣組沉積時期，準噶爾盆地整體正處于陸內(nèi)坳陷階段，構造環(huán)境相對穩(wěn)定，地形相對平緩；同時，氣候相對濕潤，湖泊分布范圍較大，西北方向和東北方向物源供給充足；受氣候變化影響，湖岸線變化相對頻繁；三角洲前緣廣泛發(fā)育，延伸長，可延伸數(shù)十公里，分布廣，面積大，可達數(shù)百平方公里；水下分流河道發(fā)育，但河道遷移較快，側(cè)向相互切割和疊置，形成了廣泛分布的復合砂體，構成了三角洲前緣骨架砂體，河口壩不發(fā)育。

由于距離物源區(qū)較遠，水下分流河道砂體以細砂巖、中—細砂巖為主，底部發(fā)育沖刷面，層理構造、泥礫層和炭屑紋層發(fā)育，形成了遠源型、分布廣、粒度較細的曲流河河控建設性淺水三角洲沉積，垂向上形成多期正旋回沉積序列。

5結論

(1) 準噶爾盆地莫索灣地區(qū)八道灣組沉積時期為盆地大型內(nèi)陸坳陷形成、演化時期，沉積相類型為遠源、細粒淺水三角洲相，主要砂體類型為水下分流河道砂體。儲層砂體構型主要為拼合板狀，砂體側(cè)向具有不同疊置方式。

(2) 三角洲前緣水下分流河道砂體發(fā)育，砂巖粒度較細，砂體數(shù)量眾多，湖相泥巖隔層較薄，垂向上表現(xiàn)為多期河道砂體相互疊置，橫向連通性較好，單河道為向上粒度變細的正或近正粒序沉積，總體上形成向上砂體厚度逐漸增大，泥巖含量逐漸減少的水退型沉積序列。不同的砂體厚度和疊置方式反映了河道在沉積過程中不斷的遷移和改道。

圖5　八道灣組一段一砂組沉積砂體演化特征(高亮體切片)Fig.5　Top sandbody evolutive planar graph of the First Sand Group (high light volume slice)

(3) 八道灣組三角洲物源方向為東北和西北兩個方向，三角洲前緣平面呈朵狀，向湖內(nèi)延伸，延伸長，面積大，由多期水下分流河道切割、疊置形成的復合砂體構成。

(4) 三角洲類型為曲流河河控建設性三角洲，整體沉積序列為向上砂體變厚、變粗的水退性進積層序，其沉積過程受控于古地形、古氣候、古物源、古水體、古岸線等五大因素；同時，由于距離物源區(qū)較遠，形成了該區(qū)遠源型、分布廣、粒度較細的淺水三角洲沉積體系。

致謝衷心感謝在論文審閱和修改過程中，各位評審專家和編輯部老師認真、細致的審查和提出的寶貴思路和修改意見。

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Distal Fine-grain Shallow-water Delta Sedimentary Characteristics and Evolution: A Case from Badaowan Formation in the Central Junggar Basin

SUN JingXUE JingJingWU HaiShengWU AiChengSONG MingXingJIA KaiFu

(Research Institute of Exploration and Development, Xinjiang Oil field Company, PetroChina, Karamay, Xinjiang 834000, China)

Abstract:The climate was relatively wet, terrain was relatively flat, water power was relatively strong, the source of supply was adequate, lakeshore line relatively frequent changes of the Badaowan Formation sedimentary period of the Mosuowan area in the Central depression of Junggar Basin, which can form shallow-water delta. Sedimentary sandbody that is formed many positive cycle sedimentary sequences vertically mainly fine and medium-fine sandstone, which is the relatively fine grain size. The delta front has a wide distribution, long extension, large area and its planar configurations are major foliaceous, which are consist of compound sandbodies by multi-subaqueous distributary channel sandbody cut and superimposition. Thick, substantial and good connectivity subaqueous distributary channel sandbodies which are vertical superimposition and transverse cut each other are well developed, shale interbeds are relative thin and mouth bar sand body is not developed. The sandbody superimposition modes can be divided into different types, which is the major petroleum reservoir. On the whole, it formed the far-source, widespread, fine-grain shallow-water delta sedimentary system. The deposition and range of delta front and subaqueous distributary channel sandbody that are from two different source direction are different in different period, which is formed shallow-water delta that is mainly composed of wide composite channel sandbody finally.

Key words:Junggar Basin; Mosuowan area; Badaowan Formation; shallow-water delta; high light volume technology; sedimentary characteristics and evolution

中圖分類號P618.13

文獻標識碼A

作者簡介第一孫靖男1982年出生碩士工程師儲層沉積學E-mail: sun19820804@sina.com

基金項目：國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)項目(2011CB201106)；國家科技重大專項(2011ZX05001-006)[Foundation: National Key Basic Research Program of China (973 Program), No.2011CB201106; National Science and Technology Major Project, No.2011ZX05001-006]

收稿日期：2014-11-18； 收修改稿日期： 2015-04-09

doi:10.14027/j.cnki.cjxb.2016.01.012

文章編號：1000-0550(2016)01-0129-08