印森林，陳恭洋，許長(zhǎng)福，熊先鉞，趙軍，胡可

（1.長(zhǎng)江大學(xué)錄井技術(shù)與工程研究院，湖北 荊州 434023；2.中國(guó)石油新疆油田公司，新疆 克拉瑪依 834000；3.中國(guó)石油煤層氣有限責(zé)任公司，北京 100028）

巖相構(gòu)型（lithofacies architecture）是指不同類型巖石相在三維空間的組合與疊置關(guān)系［1］。隨著中國(guó)陸相頁(yè)巖油氣勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入［2-4］，與頁(yè)巖巖相相關(guān)的細(xì)粒沉積學(xué)逐步成為研究的熱點(diǎn)［5-7］。根據(jù)細(xì)粒沉積巖的物質(zhì)組成類型，可以劃分出碳酸鹽質(zhì)細(xì)粒沉積巖、長(zhǎng)英質(zhì)細(xì)粒沉積巖、粘土質(zhì)細(xì)粒沉積巖和混合型細(xì)粒沉積巖。細(xì)粒沉積巖在沉積過(guò)程中和沉積后經(jīng)歷了物理、化學(xué)和生物過(guò)程的相互作用，導(dǎo)致其顆粒結(jié)構(gòu)、堆積模式、與有機(jī)質(zhì)的共存關(guān)系和成巖演化途徑發(fā)生差異化，物理屬性和烴類富集能力大相徑庭［8-11］。學(xué)者研究表明，細(xì)粒沉積巖巖相及其組合特征研究對(duì)頁(yè)巖油理論和實(shí)踐意義重大［12-17］。就當(dāng)前中高成熟度頁(yè)巖油評(píng)價(jià)與效益開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)［18-21］，甜點(diǎn)儲(chǔ)層的巖性以厚層泥頁(yè)巖夾薄層偏粗粒儲(chǔ)集巖為主［22］，其“七性參數(shù)”差異性明顯［23］，導(dǎo)致在壓裂后表現(xiàn)出不同的生產(chǎn)特征［24］。

研究發(fā)現(xiàn)，頁(yè)巖油產(chǎn)能受儲(chǔ)集巖相及其空間組合控制十分明顯。當(dāng)前，陸相頁(yè)巖油巖相構(gòu)型研究進(jìn)展主要有如下幾個(gè)方面。其一是源-儲(chǔ)一體巖相構(gòu)型分類，從頁(yè)巖油氣成藏角度把頁(yè)巖層系源-儲(chǔ)組合類型劃分為源-儲(chǔ)一體、源-儲(chǔ)分離、純頁(yè)巖型3類［25］，按照頁(yè)巖層系熱演化程度把其劃分為中高成熟度和中低成熟度2種類型，并對(duì)應(yīng)開(kāi)展了頁(yè)巖油富集特征及機(jī)理的研究［26-29］。其二是細(xì)粒頁(yè)巖油儲(chǔ)層巖相構(gòu)型相關(guān)研究，初步揭示了微觀巖心尺度富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖層系中的紋層等巖相類型與組合、儲(chǔ)集空間特征及頁(yè)巖油富集模式等［30-34］。但是專門針對(duì)混積細(xì)粒儲(chǔ)集巖巖相組合及成因機(jī)制［35］，特別是開(kāi)發(fā)地質(zhì)方面的研究還十分薄弱。迫切需要開(kāi)展混積細(xì)粒儲(chǔ)集層非均質(zhì)性研究，探索儲(chǔ)集巖巖相對(duì)頁(yè)巖油甜點(diǎn)的控制作用，這不僅對(duì)深化混積細(xì)粒巖沉積學(xué)理論具有重要的意義，而且對(duì)頁(yè)巖油高效開(kāi)發(fā)具有重要實(shí)踐意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

吉木薩爾凹陷位于準(zhǔn)噶爾盆地東部，西臨三臺(tái)凸起，東接古西凸起，南以阜康斷裂帶為界，北以沙奇凸起為界，為中石炭統(tǒng)褶皺基底上發(fā)展起來(lái)呈西斷東超的箕狀凹陷，整體由東向西傾斜，地層自西向東逐漸減?。▓D1a）。吉木薩爾凹陷中二疊世為近海湖泊環(huán)境，間歇性海水注入使湖泊生物群體死亡，有機(jī)質(zhì)發(fā)育程度高，發(fā)育了一套由咸化湖泊準(zhǔn)同生期白云石化作用、火山及陸源碎屑沉積作用形成的混積巖［36］。具有巖性多變、礦物成分多樣、普遍含白云石、多為過(guò)渡巖類的特點(diǎn)［37-40］，面積為1 278 km2，厚度為50～160 m（圖1b）。不同類型巖性互層狀縱向組合，總有機(jī)碳含量（TOC）多大于3.5%，以Ⅱ型干酪根為主，鏡質(zhì)體反射率（Ro）為0.6%～1.1%。與普通裂縫性油藏不同［41］，這種混積細(xì)粒儲(chǔ)層發(fā)育溶孔、晶間孔和微裂縫等?？紫抖戎黧w為6%～14%，空氣滲透率多小于0.1×10-3μm2，含油飽和度為80%～90%，脆性礦物含量在85%以上，以常壓-弱超壓為主，原油密度平均為0.88～0.92 g/cm3，地層條件下的原油流動(dòng)性較差。目的層蘆草溝組自下而上分為蘆一段（P2l1）與蘆二段（P2l2），細(xì)分為P2l1（1），P2l1（2），P2l2（1）以及P2l2（2）4個(gè)砂組。主力儲(chǔ)層為上、下兩套“甜點(diǎn)層”，“下甜點(diǎn)層”（P2l1（2））平 均 厚 度 為38.4 m，細(xì) 分 為P2l1（2-1），P2l1（2-2），P2l1（2-3），P2l1（2-4），P2l1（2-5），P2l1（2-6）和P2l1（2-7）7個(gè)小層，巖性主要為白 云 質(zhì) 粉 砂 巖；“上 甜 點(diǎn) 層”（P2l2（2））平 均 厚 度 為24.8 m，細(xì)分為P2l2（2-1），P2l2（2-2），P2l2（2-3）和P2l2（2-4）4個(gè)小層，巖性主要為長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖、白云質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)白云巖（圖1b）。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷位置及地層綜合柱狀圖Fig.1 Location map and composite stratigraphic column of the Jimsar Sag，Junggar Basin

文章以吉木薩爾凹陷蘆草溝組為研究對(duì)象，結(jié)合盆地邊緣出露良好的西大龍口露頭，以及豐富的油田開(kāi)發(fā)資料，諸如約90口直井和30口水平井資料，44口取心井長(zhǎng)約1 300 m的巖心，3口全井段取心井長(zhǎng)約600 m的巖心及其對(duì)應(yīng)的分析化驗(yàn)資料，開(kāi)展本次研究。

2 混積細(xì)粒巖巖相構(gòu)型及其組合特征

2.1 無(wú)人機(jī)傾斜攝影露頭精細(xì)表征與原型模型

2.1.1 露頭區(qū)概況

西大龍口剖面地處新疆維吾爾族自治區(qū)吉木薩爾縣城以西約10 km處，東經(jīng)88°51′52.23″，北緯43°57′31.64″，屬于博格達(dá)山北緣推覆構(gòu)造帶的組成部分。東部與北邊的克拉美麗山相連，北部與準(zhǔn)噶爾盆地相接，南部和博格達(dá)山毗鄰，緊挨吐魯番哈密盆地，高程在1.1 km左右（圖2a）。露頭區(qū)內(nèi)大龍口剖面由南向北地層由老變新，依次出露中二疊統(tǒng)蘆草溝組（P2l）、紅雁池組（P2h），上二疊統(tǒng)泉子街組（P3q）、梧桐溝組（P3wt）、鍋底坑組（P3g），下三疊統(tǒng)韭菜園組（T1j）、燒房溝組（T1sf），中三疊統(tǒng)克拉瑪依組（T2k），以及上三疊統(tǒng)黃山街組（T3hs）和郝家溝組（T3h），剖面頂部出露少量下侏羅統(tǒng)八道灣組（J1b）（圖2b，c）［42-43］。

圖2 準(zhǔn)噶爾盆地南緣西大龍口剖面位置及地層巖性特征（據(jù)文獻(xiàn)［44-45］修改）Fig.2 Location and lithology distribution of the Xidalongkou outcrop section in the southern margin of Junggar Basin（Modified after refrences［44-45］）

2.1.2 無(wú)人機(jī)傾斜攝影數(shù)字露頭表征

利用無(wú)人機(jī)搭載傾斜攝影相機(jī)對(duì)吉木薩爾縣西大龍口野外露頭數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，獲取高精度像（照）片數(shù)據(jù)和POS（Positioning and Orientating System，定位-定向系統(tǒng)）數(shù)據(jù)，其中POS數(shù)據(jù)是集動(dòng)態(tài)GPS定位技術(shù)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)于一體的航空攝影測(cè)量系統(tǒng)，像片的空間位置可由GPS測(cè)得，像片的角元素可由陀螺系統(tǒng)來(lái)測(cè)量。采集數(shù)據(jù)是通過(guò)空中無(wú)人機(jī)沿預(yù)設(shè)的巡航路線，在既定點(diǎn)（拍照關(guān)鍵點(diǎn)）拍照所得（圖3a）［46-48］?，F(xiàn)場(chǎng)采集完數(shù)據(jù)后對(duì)云數(shù)據(jù)及圖像進(jìn)行處理，處理后的模型可準(zhǔn)確給出西大龍口野外露頭研究區(qū)任意位置三維坐標(biāo)信息，采集范圍約0.06 km2，剖面長(zhǎng)度約716 m，高度約123 m，分辨率約5～10 cm（圖3a）。在此剖面上蘆草溝組僅出露蘆一段（圖3b），以灰色、灰黑色的泥頁(yè)巖夾薄層云質(zhì)粉砂巖為主，白云質(zhì)粉砂巖一般厚0.2～0.5 m，橫向延伸距離較遠(yuǎn)，偶見(jiàn)含油灰質(zhì)粉砂巖。剖面長(zhǎng)度256 m，地層厚度約155 m。位于馬路右側(cè)，野外考察交通十分便利。受到博格達(dá)山前強(qiáng)烈擠壓和泥頁(yè)巖巖性的影響，該層呈塑性易滑脫狀（圖3c），因此，露頭剖面褶皺和揉皺構(gòu)造十分普遍（圖3d，e）。

圖3 無(wú)人機(jī)傾斜攝影準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組模型及巖相分布Fig.3 Model and lithofacies of the Lucaogou Formation from a 3D UAV photography，Jimsar Sag，Junggar Basin

在近800 m長(zhǎng)的無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)采集范圍內(nèi)，可以觀察到露頭剖面的泥巖紋層厚度從0.01 m到0.50 m不等，顏色呈深黑色、灰黑色、黑灰色、灰色和局部灰褐色、灰黃色等。薄層水平狀和塊狀白云質(zhì)粉砂巖發(fā)育程度較高，與頁(yè)巖層呈薄層狀互層，其單層厚度大約0.2～1.5 m，是儲(chǔ)集巖相類型。還發(fā)育了一套厚度相對(duì)較大的塊狀長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖儲(chǔ)集巖相，厚度約為5 m，與地下蘆一段的對(duì)比性較好。

2.1.3 混積細(xì)粒儲(chǔ)集巖三維巖相原型模型

在西大龍口野外露頭傾斜攝影模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合露頭區(qū)目的層分布，確定了露頭三維建模邊界，設(shè)置井點(diǎn)（經(jīng)度、緯度以及高程值），并刻畫(huà)了不同井點(diǎn)巖相類型。利用Petrel軟件進(jìn)行三維露頭模型呈現(xiàn)，包括野外露頭巖相數(shù)據(jù)獲取、定量地質(zhì)知識(shí)庫(kù)分析、地層-構(gòu)造模型建立和三維巖相模型建立等步驟［46］。其中，本次巖相構(gòu)型建模主要采用基于定量知識(shí)庫(kù)約束的隨機(jī)建模方法與人-機(jī)交互實(shí)現(xiàn)（圖4）。

依據(jù)圖3出露較好的位置設(shè)置10個(gè)井點(diǎn)數(shù)據(jù)（W1，W2，……，W10），同時(shí)為了更好地保持野外地層產(chǎn)狀，增加了12個(gè)井點(diǎn)，即X1，X2，……，X12，通過(guò)建立格架模型-巖相模型的思路開(kāi)展了露頭三維模型研究，對(duì)剖面進(jìn)行了巖相識(shí)別與表征。通過(guò)輸入10個(gè)井點(diǎn)的巖相數(shù)據(jù)，利用序貫指示模擬方法建立露頭三維巖相模型。詳細(xì)觀察露頭，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)集巖巖相分布厚度較薄，然而巖相的側(cè)向分布較為穩(wěn)定，在研究區(qū)范圍內(nèi)沿地層走向其厚度幾乎不變。隨后，按照巖相出露特點(diǎn)，結(jié)合單井巖相數(shù)據(jù)進(jìn)行人工后處理，得到最終三維模型。模型顯示粉砂質(zhì)白云巖相主要分布在底部和頂部，頂部發(fā)育程度高，而泥晶/微晶白云巖相主要分布在頂部，白云質(zhì)粉砂巖相主要分布在底部，長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖則分布在中部與底部。模型較好地呈現(xiàn)了巖相單元的空間形態(tài)及疊置關(guān)系（圖4）。泥質(zhì)粉砂巖相厚度在1～3 m不等；泥晶白云巖相厚度為1.5～3.5 m；白云質(zhì)粉砂巖相厚度為0.5～1.5 m，大部分在1.0 m左右；粉砂質(zhì)白云巖相厚度為0.8～2.0 m，普遍在1.2 m左右；長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相厚度為0.8～2.0 m，大部分在1.2 m左右。

圖4 吉木薩爾凹陷西大龍口剖面露頭區(qū)蘆草溝組三維巖相分布模型Fig.4 3D lithofacies distribution of the Lucaogou Formation in Xidalongkou outcrop section，Jimusar Sag，Junggar Basin

2.2 混積細(xì)粒儲(chǔ)集巖巖相構(gòu)型組合

依據(jù)露頭區(qū)詳細(xì)考察，結(jié)合地下生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的儲(chǔ)集體特征，按照巖相與測(cè)井響應(yīng)等劃分出3類典型巖相構(gòu)型組合，包括漸變型、突變型和特殊型。不同類型差異較大，而且對(duì)后期生產(chǎn)開(kāi)發(fā)方式的選取也有很大影響。

2.2.1 漸變型

漸變型由水平狀泥巖相—紋層狀長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相—水平狀白云質(zhì)粉砂巖相—水平狀長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相—水平狀泥巖相組成。儲(chǔ)集巖相發(fā)育程度較高，形成上下對(duì)稱狀巖相構(gòu)型（圖5a），儲(chǔ)集層厚度為0.5～1.5 m，烴源巖厚度較大，為8～10 m。上、下部為水平狀泥巖相，呈厚層狀，厚度一般大于1.5 m；水平狀長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相，呈薄層狀，厚度一般為0.3～0.5 m，泥質(zhì)含量較高，為相對(duì)較差儲(chǔ)集層（圖5b）；水平狀白云質(zhì)粉砂巖相厚度約為0.8 m，泥質(zhì)含量低，常有溶蝕孔隙，為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。漸變型巖相組合為典型混合淺湖相帶形成的混合坪微相，主要是陸源碎屑巖和碳酸鹽巖的混合沉積，其構(gòu)成的基準(zhǔn)面旋回表現(xiàn)出先快速上升后緩慢下降、再緩慢上升后快速下降的對(duì)稱特征。這種類型在露頭區(qū)較為常見(jiàn)，呈多個(gè)相似旋回的疊置。

2.2.2 突變型

突變型主要包括兩種類型。其一是由水平狀泥晶/微晶云巖相—水平狀粉砂質(zhì)白云巖相—水平狀泥晶/微晶云巖相組成，其中泥晶/微晶云巖相泥質(zhì)含量整體較高，也是一類高效烴源巖，粉砂質(zhì)白云巖相為儲(chǔ)集巖相。其二是由水平狀泥巖相—水平狀白云質(zhì)粉砂巖相—水平狀泥巖相組成（圖5c，d）。相對(duì)粗粒巖性發(fā)育程度一般，形成非對(duì)稱狀巖相構(gòu)型。源巖厚度較大，為8～10 m，儲(chǔ)集層厚度為0.5～1 m（圖5e）。下部水平狀泥巖相呈厚層狀，厚度一般大于1.5 m，泥巖為烴源巖；水平薄層狀白云質(zhì)粉砂巖相厚度約為0.3～0.5 m；水平狀白云質(zhì)粉砂巖相厚度約為0.5 m，泥質(zhì)含量低，溶蝕孔隙發(fā)育，為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。漸變型巖相為典型的在混合淺湖相帶中發(fā)育的以白云巖沉積為主的云坪微相或者是以碎屑巖沉積為主的淺湖砂壩微相，其構(gòu)成的基準(zhǔn)面旋回表現(xiàn)出先快速上升后緩慢下降的非對(duì)稱特征，是露頭區(qū)較為常見(jiàn)類型，常呈多個(gè)相似旋回的疊置。

2.2.3 特殊型

除上述兩種類型外，研究區(qū)還發(fā)育一類重要的特殊巖相組合，屬于混積巖中相對(duì)獨(dú)立的厚層類型，其主要是由細(xì)粒碎屑巖構(gòu)成，典型巖性為長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖。特殊型主要由水平狀/紋層狀泥巖相—塊狀長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相—水平/紋層狀泥巖相組成（圖5f），其砂體發(fā)育程度很高，為厚層（3～8 m）塊狀長(zhǎng)石巖屑砂巖相類，夾不等厚泥質(zhì)隔夾層（0.2～1.5 m），是相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。與致密儲(chǔ)層類似，特殊型上、下均為疊置的泥巖相烴源巖，其厚度為0.5～1.5 m。該巖相組合為典型碎屑淺湖相帶的淺湖砂壩微相，其構(gòu)成的基準(zhǔn)旋回呈先快速上升、后快速下降、再快速上升的特征。研究區(qū)這類巖相構(gòu)型為厚度較大的碎屑巖類巖相，最早受到關(guān)注，也是研究區(qū)開(kāi)發(fā)的主要對(duì)象，形成的油藏更加接近致密油藏。巖心與測(cè)井標(biāo)定發(fā)現(xiàn)，P2l2（2-2）內(nèi)部發(fā)育了多個(gè)泥質(zhì)夾層，單個(gè)夾層厚度在0.2～0.5 m，少數(shù)井內(nèi)夾層的總厚度可達(dá)4～5 m。

圖5 吉木薩爾凹陷西大龍口剖面野外露頭不同巖相構(gòu)型模式Fig.5 Different lithofacies architecture patterns on Xidalongkou outcrop，Jimsar Sag，Junggar Basin

3 混積細(xì)粒儲(chǔ)集巖巖相構(gòu)型空間分布

混積細(xì)粒巖看似均質(zhì)性沉積體，實(shí)際在開(kāi)發(fā)中表現(xiàn)出的差異性十分明顯。露頭的巖相組合樣式和分布特征對(duì)指導(dǎo)鉆井意義十分重大，其一是前述漸變型、突變型和特殊型組合樣式恰是研究區(qū)開(kāi)發(fā)過(guò)程中面對(duì)的3種典型類型；其二是其相對(duì)穩(wěn)定的空間分布特點(diǎn)，是開(kāi)展地下預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)和依據(jù)。利用三孔隙度曲線（密度、聲波和中子）結(jié)合自然伽馬與電阻率曲線，建立了研究區(qū)的單井巖性解釋模型。解釋依據(jù)主要是不同類型孔隙度曲線，在標(biāo)準(zhǔn)化后對(duì)區(qū)別白云石、石英和長(zhǎng)石等礦物比較敏感，而研究區(qū)發(fā)育的特殊厚層砂巖可以用自然伽馬極高值（含鉀長(zhǎng)石）來(lái)識(shí)別。另外，結(jié)合3條電阻率曲線的幅度差異可以對(duì)粒度粗細(xì)進(jìn)行判斷。對(duì)研究區(qū)80口井開(kāi)展了單井巖相精細(xì)解釋，與XRD分析化驗(yàn)對(duì)比符合率為85%。

與常規(guī)油藏的碎屑巖或者碳酸鹽巖巖相不同，研究區(qū)內(nèi)混積巖巖相類型砂地比或者灰?guī)r與白云巖厚度比的概念地質(zhì)意義不明確。到油藏開(kāi)發(fā)階段后，需針對(duì)研究區(qū)各類儲(chǔ)集巖相進(jìn)行單獨(dú)的平面分布研究。因此，在單井巖相解釋基礎(chǔ)上，分別提取單井各個(gè)小層不同巖相的厚度值，井間則利用最小二乘法插值后，再結(jié)合手工局部調(diào)整得到不同小層各類巖相厚度等值線平面分布圖（圖6，圖7）；因單一微相單元的分布范圍大于研究區(qū)平均井距（約500 m），因此預(yù)測(cè)結(jié)果較為可靠。另外，剖面上，依據(jù)前述單井巖相解釋結(jié)果，在露頭巖相展布形態(tài)、規(guī)模和樣式指導(dǎo)下，開(kāi)展不同層的巖相連井對(duì)比分析（圖6，圖8）。研究表明，儲(chǔ)集類巖相的平面和剖面分布特征差異很大，展示了研究區(qū)頁(yè)巖油儲(chǔ)層強(qiáng)烈的非均質(zhì)性。

圖8 吉木薩爾凹陷蘆草溝組突變型與特殊型巖相構(gòu)型剖面分布特征（剖面位置見(jiàn)圖7）Fig.8 Profiles showing the distributions of abrupt and special lithofacies architectures，Jimsar Sag（see Fig.7 for the locations）

漸變型組合以下甜點(diǎn)層P2l1（2-2）為代表，是當(dāng)前研究區(qū)頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)的主力目的層，平面上主要發(fā)育砂質(zhì)白云巖相、白云質(zhì)粉砂巖相和長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相。長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相厚度為2.0～3.5 m，在西部和中部有2塊呈大面積連片狀分布，而在其他區(qū)域發(fā)育程度較低（圖6a）。白云質(zhì)粉砂巖相厚度為5～10 m，有4塊呈大面積連片分布，東部呈局部分散狀分布（圖6b）。粉砂質(zhì)白云巖相厚度為2.5～4.5 m，有3～4塊呈連片狀分布，最大的一塊位于西部（圖6c）。剖面上以泥巖相—白云質(zhì)粉砂巖相—砂質(zhì)白云巖相—白云質(zhì)粉砂巖相—泥巖相的漸變組合為主，分布在研究區(qū)的中部-西北部。此外還存在泥巖相—長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相—粉砂質(zhì)白云巖相—長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相—泥巖相的漸變組合，分布在研究區(qū)西部和西南部，其次在中東部（圖6d）。這3種典型儲(chǔ)集巖相主要在研究區(qū)的中北部與東南部疊置（圖6）。

圖6 吉木薩爾凹陷P2l1（2-2）小層漸變型巖相構(gòu)型剖面分布特征Fig.6 Spatial distribution of gradational lithofacies architecture（thickness contour），Jimsar Sag

突變型組合以上甜點(diǎn)層P2l2（2-1）為代表，是研究區(qū)頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)的接替領(lǐng)域，平面上白云質(zhì)粉砂巖相、粉砂質(zhì)白云巖相和長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相的分布位置存在差異，整體厚度薄且相當(dāng)，分布范圍比較大，剖面上砂質(zhì)粗粒度巖相少有疊置。主要特點(diǎn)是中間粒度粗，上、下呈突變狀。長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相厚度在0.4～1.4 m，平均為0.8 m，主要呈孤立狀分布在西北部、中部和東南部（圖7a）。白云質(zhì)粉砂巖相厚度在0.4～1.2 m，平均為0.6 m，主要呈連片或孤立狀分布在中部、東南部（圖7b）。砂質(zhì)白云巖相厚度在1.0～2.5 m，平均為1.5 m，主要呈連片或孤立狀分布在中部和西北部（圖7c）。剖面上長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相、白云質(zhì)粉砂巖相與砂質(zhì)白云巖相呈薄層孤立狀分布（圖7）。

圖7 吉木薩爾凹陷突變型與特殊型巖相構(gòu)型平面分布特征Fig.7 Planar distribution of abrupt and special lithofacies architectures，Jimsar Sag

特殊型組合以上甜點(diǎn)層P2l2（2-2）為代表，是前期研究區(qū)頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)的主力目的層，以長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相為主，厚度較大5～10 m，平均為6 m，連片狀分布（圖7d）。白云質(zhì)粉砂巖相厚度在0.4～1.0 m，平均為0.5 m，主要呈孤立狀分布在中部（圖7e）；粉砂質(zhì)白云巖相厚度在1.0～3.0 m，平均為1.5 m，主要呈孤立狀分布在西部（圖7f）。白云質(zhì)粉砂巖相和粉砂質(zhì)白云巖相發(fā)育程度較低。剖面上，主要表現(xiàn)為從薄層泥巖相到長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相再到薄層泥巖相漸變過(guò)度樣式，局部可見(jiàn)長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相與粉砂質(zhì)白云巖相疊置。剖面上形態(tài)呈多個(gè)透鏡狀孤立分布，主要分布在研究區(qū)的中部、中東部，而在東部和西部其分布范圍局限（圖8）。

4 混積細(xì)粒儲(chǔ)集巖巖相構(gòu)型對(duì)頁(yè)巖油甜點(diǎn)的控制作用

4.1 混積細(xì)粒儲(chǔ)集巖巖相與產(chǎn)能關(guān)系

為了得到研究區(qū)合理的巖相與產(chǎn)能關(guān)系，選取早期壓裂和工程條件較為相似的直井，試油試采26井/層數(shù)據(jù)，把巖相厚度與試油結(jié)果交會(huì)分析，對(duì)合采合試層位采用厚度比例劈分后開(kāi)展分析。其中粉砂質(zhì)白云巖相厚度分布比較局限，試油結(jié)果顯示產(chǎn)能較差，平均1.15 t/m。長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相厚度分布范圍較廣，整體試油效果說(shuō)明較好，產(chǎn)能平均為1.73 t/m，但井間差異性較大，體現(xiàn)了此類巖相較強(qiáng)的非均質(zhì)性。白云質(zhì)粉砂巖厚度分布范圍最大，試油結(jié)果顯示產(chǎn)能較好且井間差異小，平均為2.03 t/m，說(shuō)明了其非均質(zhì)性相對(duì)較弱的特點(diǎn)。

上述產(chǎn)能高低與孔隙微觀結(jié)構(gòu)和烴源巖的總有機(jī)碳含量等參數(shù)關(guān)系密切。前已述及，研究區(qū)儲(chǔ)集巖巖相以長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相、白云質(zhì)粉砂巖相和粉砂質(zhì)白云巖相為主，泥晶/微晶白云巖和泥巖為非儲(chǔ)集巖相。通過(guò)巖心薄片和熒光分析發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖相孔隙結(jié)構(gòu)較好，連通性好，主要以粒間孔隙為主，少量發(fā)育粒內(nèi)溶蝕孔隙（圖9a，b），為主要的甜點(diǎn)巖相類型。白云質(zhì)粉砂巖相孔隙結(jié)構(gòu)極好，溶蝕孔隙發(fā)育程度很高，極大改善了孔隙度（圖9c），為重要甜點(diǎn)巖相類型；烴源巖中富含有機(jī)質(zhì)的粉砂質(zhì)泥巖相熒光顯示級(jí)別很高（圖9d，g），TOC較高，平均為10.85%，是生烴潛力很大的烴源巖。溶蝕孔隙發(fā)育的粉砂質(zhì)白云巖（圖9e，h）孔隙結(jié)構(gòu)較好，TOC較低（0.85%），為較好甜點(diǎn)儲(chǔ)層。熒光掃描顯示含油氣級(jí)別中等的泥晶/微晶白云巖相（圖9f，i），其TOC平均為3.71%，為具有生烴潛力烴源巖相。

圖9 吉木薩爾凹陷不同類型甜點(diǎn)儲(chǔ)層微觀孔隙特征照片F(xiàn)ig.9 Images showing the microscopic characteristics of pores in sweet spots of different types，Jimsar Sag

4.2 混積細(xì)粒儲(chǔ)集巖巖相對(duì)甜點(diǎn)的控制作用

2017年以來(lái)，吉木薩爾凹陷蘆草溝組頁(yè)巖油現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐表明，地質(zhì)因素是影響頁(yè)巖油產(chǎn)能的主要因素。不同儲(chǔ)集巖巖相構(gòu)型導(dǎo)致了油氣成藏特征和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)上明顯的差異性。儲(chǔ)集巖巖相構(gòu)型控制了甜點(diǎn)分布，并影響總體開(kāi)發(fā)部署與策略。

從研究區(qū)各類巖相平面疊合分布圖可以看出，P2l1（2-2）的漸變型巖相構(gòu)型甜點(diǎn)主要分布在巖相組合復(fù)雜疊置位置，為混合淺湖相帶的混合灘壩與云坪微相的疊置部位，核磁飽和度值整體偏高，局部高值區(qū)明顯；西部呈分散連片分布，東部呈非均質(zhì)性較弱的不連續(xù)分布。試油結(jié)果顯示，其為頁(yè)巖油儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)效果最好的層段（圖10a）。生產(chǎn)結(jié)果顯示，此類巖相構(gòu)型的水平井壓裂效果較好，除白云質(zhì)粉砂巖脆性較好外，其源-儲(chǔ)配置較好，儲(chǔ)集層儲(chǔ)油豐度較高，壓力系數(shù)大，且較為均質(zhì)。因此，疊置區(qū)是目前水平井部署的有利區(qū)域（圖10d）。

P2l1（2-1）甜點(diǎn)層主要為突變型巖相構(gòu)型，呈孤立狀分布，西部、東部和東南部分散，整體核磁含油飽和度值不高，非均質(zhì)性相對(duì)弱，其孔隙結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，大部分難達(dá)到經(jīng)濟(jì)有效儲(chǔ)層下限標(biāo)準(zhǔn)（圖10b）。試油結(jié)果顯示，其水平井壓裂效果一般。粉砂質(zhì)白云巖脆性雖然較好，但儲(chǔ)層物性較差。突變型巖相構(gòu)型的源-儲(chǔ)配置一般，儲(chǔ)集層儲(chǔ)量豐度不高，壓力系數(shù)較小。因此，此甜點(diǎn)層是水平井開(kāi)發(fā)的后續(xù)接替目的層（圖10e）。

P2l2（2-2）甜點(diǎn)層主要為特殊型巖相構(gòu)型，呈厚層大面積孤立狀分布，核磁含油飽和度整體值雖然較高，但甜點(diǎn)分布形態(tài)為土豆?fàn)睿窒捱B通且構(gòu)型邊界明顯，整體呈分散狀，連續(xù)性較差，表現(xiàn)出了較強(qiáng)的非均質(zhì)性（圖10c）。試油結(jié)果顯示，其為頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)效果較好的層段。生產(chǎn)結(jié)果顯示，此甜點(diǎn)層水平井壓裂效果較好，是研究區(qū)早期開(kāi)發(fā)的主力層，其脆性雖然不如白云巖含量高的巖性，但儲(chǔ)層物性較好，特殊型厚層碎屑巖巖相構(gòu)型的源-儲(chǔ)配置較好，儲(chǔ)集層儲(chǔ)量豐度較高，壓力系數(shù)一般。長(zhǎng)英質(zhì)粉砂巖厚度和儲(chǔ)量均較大，但受巖相構(gòu)型分布和微觀孔隙結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的影響，不同區(qū)域產(chǎn)能差異懸殊。因此，在目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，水平井部署需要對(duì)巖相構(gòu)型的分布特征進(jìn)行精細(xì)刻畫(huà)，主要考慮在核磁含油飽和度較高的部位部署水平井（圖10f）。

圖10 吉木薩爾凹陷甜點(diǎn)巖相與核磁含油飽和度平面分布Fig.10 Planar distribution of sweet?spot lithofacies and nuclear magnetic oil saturation，Jimsar Sag

5 結(jié)論

1）把無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)與傳統(tǒng)人工野外露頭考察結(jié)合起來(lái)，對(duì)露頭剖面蘆草溝組巖相構(gòu)型模型進(jìn)行了表征。從井點(diǎn)設(shè)置、巖相類型定量刻畫(huà)、格架模型和三維巖相原型建立等方面，表征了巖相構(gòu)型三維空間分布特征，其巖相分布整體較為穩(wěn)定，局部存在巖相構(gòu)型變化。

2）混積細(xì)粒儲(chǔ)集巖巖相構(gòu)型組合主要有漸變型、突變型和特殊型3類。漸變型砂體發(fā)育程度較高，形成上下對(duì)稱狀巖相構(gòu)型，存在溶蝕孔隙發(fā)育的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，呈多個(gè)相似旋回的疊置。突變型砂體發(fā)育程度一般，形成非對(duì)稱狀巖相構(gòu)型，儲(chǔ)集層厚度薄，品質(zhì)一般，呈多個(gè)相似旋回的疊置。特殊型屬于混積巖中相對(duì)獨(dú)立的厚層碎屑巖類型，砂體發(fā)育程度較高，為厚層塊狀長(zhǎng)石巖屑砂巖相，屬于相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，呈單一旋回疊置。

3）巖相構(gòu)型控制了甜點(diǎn)分布，不同的巖相構(gòu)型組合需采用不同的開(kāi)發(fā)部署策略。漸變型甜點(diǎn)含油飽和度值高，非均質(zhì)性弱，為頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)效果最好層段，宜采取大規(guī)模平臺(tái)化水平井開(kāi)發(fā)。突變型巖相構(gòu)型甜點(diǎn)含油飽和度值低，非均質(zhì)性較強(qiáng)，為開(kāi)發(fā)效果一般層段，是后續(xù)接替區(qū)域。特殊型巖相構(gòu)型的含油飽和度值雖高，但平面呈分散狀，非均質(zhì)性較強(qiáng)，為頁(yè)巖油儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)效果較好的層段。水平井的部署，需對(duì)巖相構(gòu)型開(kāi)展精細(xì)刻畫(huà)后，方可有針對(duì)性開(kāi)展。