趙愛文王振奇葉 春陳 軒宋俊杰王琳霖李偉強

（1無錫工藝職業(yè)技術學院機電工程系；2長江大學地球科學學院；3中國石油新疆油田公司勘探開發(fā)研究院地球物理研究所；4中國石化河南油田分公司工程咨詢有限公司）

春光區(qū)塊沙灣組沉積相類型及巖性圈閉發(fā)育模式

趙愛文1,2王振奇2葉 春3陳 軒2宋俊杰4王琳霖2李偉強2

（1無錫工藝職業(yè)技術學院機電工程系；2長江大學地球科學學院；3中國石油新疆油田公司勘探開發(fā)研究院地球物理研究所；4中國石化河南油田分公司工程咨詢有限公司）

春光區(qū)塊主力生油層沙灣組的沉積相類型一直備受關注，很多學者也都做過詳細的研究與探討，但成果與認識存在較大分歧。在野外剖面、鉆井巖心觀察描述的基礎上，結合巖石顏色、沉積構造等相標志，認為春光區(qū)塊沙灣組為辮狀河三角洲—湖泊沉積體系；根據(jù)已鉆井測井曲線的形態(tài)特征、地震屬性值特征進行沉積微相分析，識別并劃分出了辮狀河河道、辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積微相。統(tǒng)計分析沙灣組主要出油點巖性圈閉發(fā)育特征，發(fā)現(xiàn)辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體是主要的油氣儲集體，發(fā)育辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體儲集—側向相變封堵沉積模式。在此模式指導下,對研究區(qū)進行有利勘探目標優(yōu)選，認為沙灣組S2砂組在研究區(qū)中西部發(fā)育的辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積為下一步油氣勘探的I類目標相帶。

水下分流河道；辮狀河三角洲；巖性油氣藏；沙灣組；春光區(qū)塊；準噶爾盆地

車排子凸起雖然經(jīng)歷多期的構造運動，但整體仍處于長期繼承性隆起，其主體走向由西逐漸向東偏移，這一構造格局的變化引發(fā)了對研究區(qū)沙灣組物源方向、沉積相類型的探討與爭論。絕大多數(shù)學者認為車排子凸起春光油田新近系沙灣組的物源主要來自于西北部的扎伊爾山；也有學者認為沙灣組存在西北部和東北部兩大物源體系，早期發(fā)育西北部物源體系，晚期物源方向往東遷移，以東北方向為主[1-3]。本次研究對沙灣組物源的認識與后者相似。對有關沙灣組沉積相類型的文獻進行了大量調(diào)研，發(fā)現(xiàn)受物源方向認識差異性的影響，相關學者對沙灣組沉積體系的研究成果缺乏統(tǒng)一認識：多數(shù)學者認為其沉積體系為三角洲—湖泊沉積體系[4-6]，也有學者提出為灘壩沉積體系和扇三角洲沉積體系[7-8]。在長期風化剝蝕條件下，沙灣組砂體較薄，多次水進水退導致砂體垂向疊置、橫向連片，沉積相平面展布規(guī)律不明顯，識別困難，研究難度較大[9-11]。在層序地層學理論指導下，通過巖石相—測井相—地震相“三相”的聯(lián)合解釋，明確了沙灣組沉積體系，總結了沉積相演化模式，歸納了巖性圈閉發(fā)育模式，并對有利巖性圈閉發(fā)育區(qū)帶進行了預測。

1 研究區(qū)概況

車排子凸起位于準噶爾盆地西北緣，與紅車斷裂帶同屬于準噶爾盆地西部隆起的次一級構造單元（圖1）。春光區(qū)塊位于車排子凸起，緊鄰小拐油田和紅山嘴油田，面積為1023km2。車排子凸起形成于晚海西期，印支—燕山期持續(xù)隆升，喜馬拉雅期才最終定型[12-18]。凸起上大部分地區(qū)缺失二疊系、三疊系和侏羅系，白堊系、古近系和新近系直接超覆沉積于石炭系基巖之上。古近系發(fā)育安集海河組，新近系自下而上為沙灣組、塔西河組和獨山子組[19-22]?？偟膩碚f，車排子凸起為一構造簡單的緩坡，無典型的隆凹，斷裂發(fā)育較少，背斜型等構造圈閉不發(fā)育，以巖性類、地層類為主的非構造圈閉是該地區(qū)油氣勘探的必然選擇。

圖1 春光區(qū)塊構造位置圖

2 沉積相類型判別

通過對研究區(qū)23口井共約236m巖心的巖性特點、沉積構造和巖石顏色等，以及托斯臺野外露頭剖面的詳細描述，基本確定了沙灣組沉積環(huán)境。用巖心資料來刻度測井資料，識別了研究區(qū)30口重點井的單井沉積微相，分析其沉積環(huán)境特征及其演化規(guī)律，建立沉積相的垂向相模式。此外，分別選取4條平行物源和垂直物源的地層格架線進行連井沉積剖面相分析，再與地震均方根振幅屬性相協(xié)調(diào)匹配，從而明確了沙灣組整體的沉積相平面展布規(guī)律以及綜合沉積相模式。

2.1 湖泊相

可識別湖泊相的有車64井、車89井、車97井及車峰18井在沙二段（N1s2）S5—S7砂組(該層段在層序上位于最大湖泛面上下)的取心資料。車89井S7砂組中970～980m取心井段，褐紅色泥巖中見有斑狀石膏（圖2a），說明當時湖泊為干旱環(huán)境，測井曲線具直線形特征（圖2b），地震剖面上表現(xiàn)為中振幅、中連續(xù)性反射，呈亞平行特征（圖2c）。

圖2 車89井S7砂組湖泊相巖心—測井—地震綜合響應特征(a) 970～980m井段巖心照片；（b）測井曲線；（c）地震剖面

2.2 辮狀河沉積

春10-7井沙一段（N1s1）S2砂組取心中見有次棱角狀、分選中—差的礫石，礫石之間見砂質(zhì)充填，說明礫石經(jīng)過了一定距離的搬運，認為其屬于辮狀河河道沉積。辮狀河河道的典型特征就是砂巖含量高，多由厚層砂礫巖構成，且具有多期沖刷面疊置特征（圖3a），測井曲線呈齒化箱形特征（圖3b），地震剖面上表現(xiàn)為強振幅、中等連續(xù)性（圖3c），地震屬性圖上見均值的振幅響應（圖3d）。河道既可以發(fā)育在沖積扇中，也可以發(fā)育在較為純粹的辮狀河體系，結合地質(zhì)背景、井間聯(lián)系、疊置關系以及層序特征綜合分析，認為研究區(qū)地層傾角較小，沖積扇大面積發(fā)育的可能性較小，所以認為其屬于辮狀河河道沉積。

圖3 春10-7井S2砂組辮狀河河道巖心—測井—地震綜合響應特征(a)沖刷面構造；（b）測井曲線；（c）地震剖面；（d）均方根振幅屬性圖

2.3 辮狀河三角洲沉積

對于辮狀河三角洲前緣水下分流河道微相的認識是本次研究中最大的突破。首先，沙灣組是該區(qū)的主力出油儲層，備受關注，認識雖較為豐富，但是觀點不統(tǒng)一，如關于灘壩、席狀砂及水下分流河道的認識[19-20,23]；其次，分流河道沉積發(fā)育的層位比較多，如S2、S4、S5、S6砂組均有發(fā)育，而且同一層還存在空間上的相變；此外，辮狀河三角洲前緣水下分流河道與曲流河河道的沉積特征有著相似之處，僅憑個別證據(jù)很難辨別。S2砂組是沙灣組油氣勘探的潛力層，近年來取得很多新發(fā)現(xiàn)，取心井資料也比較豐富；S5—S6砂組是傳統(tǒng)的重要出油層位。下文對S2砂組和S5—S6砂組辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積的識別過程進行簡述。

春2-4井在S2砂組的取心資料均顯示以下沉積特征：①S2砂組發(fā)育有含礫砂巖、中粗砂巖、灰色泥巖沉積；②見有沖刷面構造（圖4a）；③測井曲線具箱形特征（圖4b）；④地震強振幅反射（圖4c），均方根振幅屬性平面圖上存在均值和非均值的差異（圖4d）。根據(jù)上述巖心—測井—地震綜合響應特征，引發(fā)對S2砂組辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積的認識。層序上S2砂組屬于湖侵過程的產(chǎn)物，三角洲沉積發(fā)育的可能性較大，亦有研究將其解釋為曲流河沉積。然而，在研究區(qū)西南部春27—春22—排2井區(qū)，S2砂組均方根振幅屬性圖上表現(xiàn)為強振幅團塊狀發(fā)育，且依次向東北升高，很像曲流河邊灘，鉆井取心也具有曲流河特征。但是該井區(qū)北部發(fā)育大面積泥巖，南部大量井鉆揭顯示為箱形—鐘形的厚層砂巖，沒有與北部泥巖相對應的泥質(zhì)沉積。此外，北部弱振幅地震響應的地層里面，沒有曲流河砂質(zhì)沉積的強振幅特征。鑒于這一矛盾，認為解釋為曲流河沉積不合理，辮狀河三角洲前緣水下分流河道的解釋更能與已知的地質(zhì)現(xiàn)象匹配。S2砂組東北部砂地比高，向西南部逐漸降低，西南部又可以細化成從東往西北砂地比逐漸降低，整體解釋為東北部大面積發(fā)育的辮狀河向西南部沉積卸載。此時伴隨著湖平面上升，辮狀河在春110E井區(qū)近南北方向上演化為辮狀河三角洲。辮狀河三角洲前緣水下分流河道主體位于西部及西南部，其中往西北方向為辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積，而取心井的鉆井取心正好揭示的是向西北遷移的水下分流河道沉積。

圖4 春2-4井S2砂組水下分流河道巖心—測井—地震綜合響應特征(a) 970～970.2m井段巖心照片；（b）測井曲線；（c）地震剖面；（d）均方根振幅屬性圖

排2井油藏是S5—S6砂組出油點的典型代表。雖然對于該油層沉積環(huán)境的研究資料文獻較多，但是前人的認識存在很大的差異，主要有辮狀河灘壩以及辮狀河三角洲席狀砂和水下分流河道幾種觀點，其中多數(shù)人認同灘壩沉積觀點。由于排2井S5砂組取心資料缺失，無法驗證其沉積類型。但在排2井東部發(fā)現(xiàn)了以車89井及車峰18井等為代表的成因相似的油藏，且有取心資料。結合車89井巖心—測井—地震綜合響應特征分析（圖5），認為排2井S5—S6砂組沉積特征與S2砂組相似：發(fā)育粗砂巖、細砂巖、褐色含膏泥巖，呈現(xiàn)反韻律—正韻律；同樣見有交錯層理；測井相表現(xiàn)為鐘形—指狀；均方根振幅呈團塊狀發(fā)育。而灘壩沉積不應該緊鄰大套砂巖發(fā)育，更不應該緊鄰辮狀河三角洲的側緣發(fā)育。因此受S2砂組沉積相認識的啟發(fā)，認為S5砂組出油砂體亦應該為辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積。此外，砂地比和地層厚度由東北向這些地區(qū)逐漸降低，巖心及鉆井揭示出的沉積現(xiàn)象直指牽引流相關的沉積，綜合厘定為辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積。

圖5 車89井S5砂組水下分流河道巖心—測井—地震綜合響應特征(a) 1020～1020.1m井段巖心照片；（b）測井曲線；（c）均方根振幅屬性圖

3 沉積相發(fā)育模式

經(jīng)過詳細的沉積相及沉積微相判別，認為春光區(qū)塊主要發(fā)育扇三角洲、辮狀河、辮狀河三角洲、湖泊沉積。為厘清沙灣組沉積相的平面展布特征，分別選取橫向、縱向連井剖面進行砂體精細解剖，明確每個砂組沉積相平面規(guī)律以及沙灣組沉積相縱向演化過程。

春29-1—春67—春110E-1—排26—春30—排2-200—春52-2—春56—春11連井剖面方向為西南—東北向，地層厚度向東北方向逐漸變薄。S1—S3砂組主要為濱淺湖—辮狀河沉積，地震剖面上表現(xiàn)為強振幅中—好連續(xù)反射；S4砂組為辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積，在東北區(qū)域的春56井附近表現(xiàn)為辮狀河河道沉積，砂體較發(fā)育，地震剖面上表現(xiàn)為中—強振幅中連續(xù)反射；S5—S7砂組主要為濱淺湖沉積，表現(xiàn)為中—弱振幅好連續(xù)反射；沙三段（N1s3）表現(xiàn)為沖積扇、泛濫平原沉積，地震剖面上東北部表現(xiàn)為強振幅中—好連續(xù)性反射，解釋為沖積扇沉積，西南方向表現(xiàn)為中—弱振幅好連續(xù)反射，解釋為泛濫平原沉積（圖6）。

圖6 春29-1至春11井連井剖面圖

春42—春69—春115E—春25—車85連井剖面方向為西北—東南向，可以明顯看出沙灣組厚度由薄變厚。S1—S3砂組主要發(fā)育辮狀河河道沉積，SP曲線表現(xiàn)為箱形或鐘形，在春42井附近發(fā)育沖積扇沉積，SP曲線表現(xiàn)為齒化箱形；S4—S6砂組主要為辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積，在春42井附近為扇三角洲沉積；S7砂組主要為濱淺湖沉積；沙三段發(fā)育辮狀河、泛濫平原沉積，春42井附近為沖積扇沉積（圖7）。

圖7 春42井至車85井連井沉積相對比圖

綜合沙灣組各砂組的沉積及層序特征，結合連井剖面分析，總結了春光區(qū)塊沙灣組沉積相演變規(guī)律?？偟膩碚f，研究區(qū)西北部物源持續(xù)供給，東北部—東部物源體系供給逐漸減弱；沉積過程中，存在兩次湖侵事件，水體由淺—深—淺—深。其中，S1—S3砂組垂向上主要發(fā)育辮狀河—辮狀河三角洲—辮狀河沉積；S4—S7砂組垂向上主要發(fā)育辮狀河三角洲—湖泊—沖積扇沉積。平面上，西北部和北部持續(xù)發(fā)育近源沖積扇—扇三角洲沉積；東北部、南部和東南部持續(xù)發(fā)育辮狀河—辮狀河三角洲沉積（圖8至圖13）。

圖8 春光區(qū)塊沙灣組S1砂組沉積相圖

圖9 春光區(qū)塊沙灣組S2砂組沉積相圖

圖10 春光區(qū)塊沙灣組S3砂組沉積相圖

圖11 春光區(qū)塊沙灣組S4砂組沉積相圖

圖12 春光區(qū)塊沙灣組S5砂組沉積相圖

圖13 春光區(qū)塊沙灣組S6砂組沉積相圖

4 巖性圈閉發(fā)育模式與勘探方向

眾所周知，巖性圈閉發(fā)育必須要有一個合適的砂地比環(huán)境[23-25]。從研究區(qū)出油情況統(tǒng)計表可以看出(表1)，研究區(qū)沙灣組巖性圈閉發(fā)育的儲集體主要為辮狀河三角洲前緣水下分流河道，其相關的圈閉砂地比主要在0.1～0.4 范圍，且以輕質(zhì)油為主。這一特征是這一系列油藏形成的主要地質(zhì)背景?；谏碁辰M沉積層序演化及平面分布特征，總結出辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體側向相變封堵巖性圈閉發(fā)育模式。

表1 春光區(qū)塊沙灣組各砂組出油特點統(tǒng)計

（1）沙灣組辮狀河三角洲砂體平面連續(xù)性好、成片分布、砂地比一般大于0.6，屬于沉積物供給非常充足的典型富砂體系。沙灣組沉積時期，春光地區(qū)為前陸盆地前緣斜坡帶，地形坡度非常小。而此時的干旱氣候提供了大量的風化沉積物，間歇性的水流攜帶大量沉積物由北向南遠距離推進，形成大面積發(fā)育、砂層厚度大的辮狀河三角洲沉積體系。這種類型三角洲沉積砂地比大、砂體側向連通性好，且由于地層較新，砂巖膠結差，砂體物性很好，因此非常不利于巖性圈閉的發(fā)育。

（2）兩次湖侵事件孕育了兩個完整的層序旋回，湖平面上下地層砂地比低，是有利的巖性圈閉發(fā)育層系。在整體富砂背景下，受湖侵影響，沉積物源向北退卻，易形成巖性圈閉發(fā)育優(yōu)勢層，如S2砂組和S5砂組。

（3）辮狀河三角洲前緣水下分流河道是有利的巖性圈閉發(fā)育體。春光區(qū)塊物源主要來自東北方向，在沉積物由東北向西南推進的過程中，伴隨著水下分流河道的遷移改道，可以在辮狀河三角洲前緣(非沉積主流線上)發(fā)育水下分流河道，該類型砂體砂地比較小，一般為0.1～0.4，且與湖相泥巖指狀接觸，發(fā)生相變形成封堵，由此形成巖性圈閉。

在上述巖性圈閉發(fā)育模式的指導下，根據(jù)砂組沉積微相平面展布特征，認為春光區(qū)塊沙灣組除了傳統(tǒng)的S5主力油層外，S2、S4及S6砂組也發(fā)育類似的辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積，其砂體展布特征也指示為有利的巖性圈閉發(fā)育區(qū)帶。但研究區(qū)內(nèi)S4砂組湖相沉積欠發(fā)育，缺乏有效的側向封堵條件，不利于巖性圈閉的形成； S6砂組主要為湖相沉積，辮狀河三角洲前緣沉積分布范圍較小，水下分流河道砂體發(fā)育規(guī)模較為有限；只有S2砂組發(fā)育的辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積砂體，其砂地比條件適宜，且因相變與湖相泥巖呈指狀接觸，形成了良好的側向封堵。所以，位于研究區(qū)中西部相變轉換區(qū)帶的S2砂組水下分流河道沉積，是研究區(qū)I類勘探接替區(qū)（圖14），應加強綜合地質(zhì)研究，重點開展有利目標優(yōu)選。

5 結論

（1）沉積相分析表明，春光區(qū)塊沙灣組主要發(fā)育辮狀河—辮狀河三角洲—湖泊沉積體系，扇三角洲只在研究區(qū)西北部距離物源較近的春50井區(qū)附近發(fā)育。

（2）沉積微相研究識別了辮狀河河道和辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積，均為沙灣組有利的油氣儲集相帶，其中辮狀河三角洲前緣水下分流河道沉積發(fā)育的砂體砂地比條件較好，有利于巖性圈閉的發(fā)育。

（3）春光區(qū)塊沙灣組巖性圈閉發(fā)育規(guī)律可歸納為辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體儲集—側向相變封堵發(fā)育模式。

（4）綜合沉積相平面展布和巖性圈閉發(fā)育模式分析，認為在研究區(qū)中西部發(fā)育的沙灣組S2砂組辮狀河三角洲前緣沉積為春光區(qū)塊巖性圈閉勘探的I類目標區(qū)。

圖14 春光區(qū)塊沙灣組S2砂組巖性圈閉勘探綜合評價圖

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Types of sedimentary facies and development patterns of lithologic traps in Shawan Formation, Chunguang block

Zhao Aiwen1,2, Wang Zhenqi2, Ye Chun3, Chen Xuan2, Song Junjie4, Wang Linlin2, Li Weiqiang2
(1 Mechanical Engineering Department, Wuxi Institute of Arts & Technology; 2 College of Geosciences, Yangtze University; 3 Division of Geophysics Research, Exploration and Development Research Institute, PetroChina Xinjiang Oilfeld Company; 4 Sinopec Henan Oilfeld Engineering Consulting Company Limited)

Many scholars have made detailed studies and discussions on the types of sedimentary facies in the Shawan Formation, the major oil-generating formation in the Chunguang block, but their achievements and recognitions are inconsistent. On the basis of outcrop section and drilling core observation, together with the rock color, sedimentary structure and other facies markers, it is derived that the Shawan Formation is of the braided river delta-lake sedimentary system. According to shapes of wireline logging curves and seismic attribute analysis, the sedimentary microfacies are identifed as braided channel, and underwater distributary channel at the braided river delta front. Statistical analysis on the features of lithologic traps at the oil-producing point indicate that the underwater distributary channel sands at the braided river delta front serve as the major reservoir, and the depositional pattern is summarized as the underwater distributary channel sands at the braided river delta front as reservoir with lateral phase-transition seal. According to this pattern, the prospective targets are selected within the study area, and the underwater distributary channel sands at the braided river delta front in S2 sand group of Shawan Formation within the study area is considered as Type I target zone for the following exploration.

underwater distributary channel, braided river delta, lithologic reservoir, Shawan Formation, Chunguang block, Junggar Basin

TE112.2

A

國家科技重大專項“西非重點區(qū)深水碎屑巖高精度層序地層研究與儲層精細評價”(2011ZX05030-003-001);國家自然科學基金青年科學基金項目“黃驊坳陷孔南地區(qū)棗III界面的構造屬性及其地質(zhì)意義”(41402111)。

趙愛文（1991-），女，江蘇淮安人，碩士，2016年畢業(yè)于長江大學，現(xiàn)從事學生管理工作。地址：江蘇省無錫市宜興市荊邑南路99號，郵政編碼：225800。E-mail：18062796417@163.com

2015-10-29；修改日期：2017-01-15

10.3969/j.issn.1672-7703.2017.02.007