准噶尔盆地彩南油田彩8井-彩24井区三工河组辫状河三角洲沉积研究

彩南油田地处准噶尔盆地东部,工区地表为沙漠,覆盖有少量植被,地面海拔650～690m。区内年平均降水量小于50mm,年蒸发量大于2000mm,是一个典型内陆盆地干旱沙漠油田[1](见图1)。彩8-彩24井区所处的五彩湾凹陷于早二叠世时为克拉美丽前陆盆地山前凹陷的一部分,至侏罗纪时已填平补齐[2]。前人对于彩8-彩24井区三工河组沉积相研究较少。笔者通过对研究区的岩心、录井、测井及分析化验资料进行研究,确定其沉积特征,从而为该区的勘探开发提供参考。

图1 彩8-彩24井区地理位置图

1 地质概况

该区自上而下通过钻井揭示的地层有第四系 (Q)、新近系 (N)、古近系 (E)、白垩系吐谷鲁群(K 1tg)、侏罗系石树沟群 (J2-3 sh)、西山窑组 (J2x)、三工河组 (J1 s)、八道湾组 (J1 b)、三叠系小泉沟群 (T 2-3 xq)、烧房沟组 (T 1 s)、韭菜园子组 (T 1j)、二叠系梧桐沟组 (P3wt)、石炭系巴塔玛依内山组 (C2 b)、滴水泉组 (C1d)、塔木岗组 (C1 t)。根据区域对比,侏罗系三工河组自上而下分为3段,即J1s3、J1s2和J1 s1。J1 s3分布稳定,主要为泥岩和粉细砂岩,为区域性盖层。J1s2主要为粉细砂岩、中粗砂岩夹细砂岩及砾岩,顶部发育一套比较稳定的泥岩,为一套三角洲前缘沉积,是主要产油层,与J1 s3组成良好储盖组合。J1 s1主要为泥岩、粉细砂岩和中粗砂岩。J1s2和J1s1向东靠近盆地边缘地层有剥蚀。

图2 彩24井单井沉积相柱状图

2 沉积相特征

通过对研究区岩心、岩屑和电性特征等进行分析,认为侏罗系三工河组为一套辫状河三角洲沉积体,共识别出辫状河三角洲前缘及前三角洲2个亚相及5个微相 (见图2)。

2.1 辫状河三角洲前缘

辫状河三角洲前缘是辫状河三角洲沉积的最活跃场所,其沉积物亦是辫状河三角洲的主体,由水下分流河道砂坝、支流间湾沉积、河口砂坝及远砂坝组成,其中水下分流河道沉积为前缘的主体。

1)水下分流河道 该微相是三角洲平原亚相中辫状河道入湖后在水下的延续部分,其砂体内部由含砾砂岩及中、粗粒砂岩组成若干个下粗上细的砂岩透镜体相互叠置而成,沉积物粒度较粗。由于河道的频繁迁移,砂体中侧积交错层极发育,为主要的沉积构造类型,可作为其相标志。砂体底部常发育冲刷面构造 (见图3),含有丰富的泥砾,此外还常见有平行层理和槽状交错层理等沉积构造。其对应的自然伽马测井曲线主要呈钟形、箱形和钟形-箱形组合。

图3 彩39井水下分流河道中的底冲刷面

图4 彩24井河口砂坝中的浪成沙纹层理

2)河口砂坝 该微相位于水下分流河道的前缘及侧缘。岩性为粉砂岩、细砂岩及中砂岩,从下向上一般显示由细到粗的反韵律,有时也可见向上变细的正韵律。其沉积构造比较发育,可见浪成沙纹层理 (见图4)、中小型交错层理和平行层理等,其对应的自然伽马测井曲线主要呈漏斗形。

3)支流间湾 该微相由暗色的粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩组成。由于水下分流河道频繁迁移破坏,部分支流间湾沉积物往往遭受侵蚀破坏,并以大小不等的透镜体出现,常见水平层理及小沙纹层理,含植物叶片化石,其所对应的自然伽马测井曲线为低幅齿状。

4)远砂坝 该微相为三角洲前缘末端沉积,由粉砂岩和粉砂质泥岩组成,与河口砂坝相比,其粒度更细。远砂坝横向延伸远,分布范围广,但纵向上相带窄,厚度薄,内部见小沙纹层理和水平层理,常同前三角洲泥呈互层状产出,其对应的自然伽马测井曲线整体呈漏斗形,多见齿化。

2.2 前三角洲

前三角洲位于辫状河三角洲前缘向湖水较深方向的斜坡带,常与半深湖沉积呈渐变过渡,与远砂坝形成互层。在该亚相中只有1个沉积微相,即前三角洲泥。该微相由深灰色泥岩及粉砂质泥岩组成,可见水平层理,植物叶片化石普遍可见,其所对应的自然电位幅度值极低。

3 沉积微相平面展布

图 5 彩8井-彩24井区三工河组沉积微相平面展布

在单井相和联井相分析的基础上,结合砂砾岩厚度等值线、砂岩厚度等值线和砂地比等值线图,作出该区的沉积微相平面分布图 (见图5)。从图5可以看出,该区侏罗系三工河组主要发育辫状河三角洲前缘,其主要分布在彩24井-彩204井-彩 28井以东、彩 551井-彩 27井-彩29井以北、沙18井-彩40井-沙西 1井以东及彩8井以西方向,水下分流河道分布面积较广,东部靠近盆地边缘发育有少部分的三角洲平原。

4 物源分析

4.1 砂砾岩厚度

砂砾岩一般指颗粒直径大于2mm的碎屑含量大于30%的碎屑岩,其性质取决于母岩性质,而且一般搬运距离不远,故研究砂砾岩厚度有助于推断物源方向[3]。

彩8井-彩24井区侏罗系三工河组普遍发育砂砾岩,且主要分布在J1s2中,但该区东部靠近盆地边缘的地层有缺失,其中彩28井、彩3井、彩30井、彩52井、彩6井、彩7井、彩参1井、彩深1井、沙1井、沙西1井所在地层在J1 s1完全缺失。根据岩屑描述资料,对各井的砂砾岩进行统计,并编绘了砂砾岩厚度等值线 (见图6)。

从图6可以看出:①彩 551井-彩51井-彩58井-彩24井-彩57井-彩4井的物源方向主要来自北和东方。②彩22井-彩24井-彩 59井-彩8井砂砾岩厚度呈54～11～4～14m的变化趋势,表明彩8井区的物源与彩24井区物源不是来自同一物源。③彩2井-彩203井-彩51井-彩8井砂砾岩厚度呈32～26～2～14m的变化趋势,表明彩8井区的物源与彩2井区的物源并非来自同一物源。

4.2 泥岩颜色

沉积物颜色尤其是泥岩颜色能够很好地反映沉积环境的氧化还原条件,这通常与沉积物所处环境有关。棕红、紫褐等红色色调的泥岩一般是水上或水体很浅的沉积环境的产物,而暗色泥岩是水体较深的沉积环境的产物[4]。通过分析该区侏罗系三工河组岩屑描述资料,发现彩4井岩屑中有浅褐色及紫褐色泥岩,而其余井的岩屑多呈灰色,均未发现红色色调泥岩,表明彩4井东侧为水上沉积环境,有物源供给。

4.3 重矿物

相对密度大于2.86的矿物称为重矿物,其在岩石中含量一般不超过1%,依据其风化稳定性可分为稳定重矿物和不稳定重矿物2类[5]。重矿物组合可以反映物源区母岩的性质,是分析含油气盆地物源方向的重要手段之一。远离物源的方向,稳定重矿物组分含量相对增加,不稳定重矿物组分相对减少。在重矿物分析中,常用ZTR指数 (即锆石、电气石和金红石3种矿物在透明重矿物中所占的百分含量)来表示成分成熟度,其值越大则成熟度越高,说明距离物源越远。

根据该区侏罗系三工河组21口井的重矿物分析资料,编绘了ZTR指数等值线图 (见图7)。由图7可以看出,该区在三工河组沉积时期,ZTR指数有3个高值区,分别是彩24井、彩133井和沙21井附近,其外围ZTR指数呈减小的趋势,表明彩24井-彩133井-沙21井为远离物源的区域。

图6 彩8井-彩24井区三工河组砂砾岩厚度等值线图

图7 彩8井-彩24井区三工河组ZTR指数等值线图

根据上述物源分析,可确定该区物源来自于北、东和西北方向,其中彩8井区物源来自西北方向,彩24井区物源来自东方。

5 结 论

1)该区为辫状河三角洲沉积,主要发育辫状河三角洲前缘亚相和前三角洲亚相,其中辫状河三角洲前缘亚相在纵向上常见多期水下分流河道叠置而成的砂体,其厚度大,横向延伸远,分布范围广,沉积构造发育。

2)彩8井-彩24井区侏罗系三工河组沉积时期物源方向主要有北、东和西北方向,其中彩8井区物源来自西北方向,彩24井区物源来自东方,二者物源方向并不一致。

[1]张建良,刘金华,杨少春.准噶尔盆地彩南油田彩003井区侏罗系辫状河三角洲相储层特征研究[J].天然气地球科学,2009,20(3):335-341.

[2]张满郎,朱筱敏,张琴.准噶尔盆地阜东斜坡区侏罗系沉积特征 [J].沉积与特提斯地质,2000,20(4):60-70.

[3]何幼斌,王文广.沉积岩与沉积相[M].北京:石油工业出版社,2007.

[4]邝红伟,高振中,穆鹏飞.准噶尔盆地夏盐凸起石南31井区下白垩统清水河组一段物源分析 [J].古地理学报,2008,10(4):371-378.

[5]姜在兴.沉积学 [M].北京:石油工业出版社,2003.