塔里木盆地顺9井区柯坪塔格组下段沉积微相与储层展布

孙乃泉，云 露，蒲仁海，杨素举

1.西北大学大陆动力学国家重点实验室／地质学系，西安 710069

2.长安大学地质工程与测绘学院，西安 710054

3.中石化西北油田分公司研究院，乌鲁木齐 830011

0 引言

顺托果勒低隆起（鞍部）位于塔里木盆地中部，构造上属于塔中隆起和塔北隆起之间的“隆间坳”和满加尔坳陷和阿瓦提坳陷之间的“坳间隆”（图1）。柯坪塔格组下段呈东西向展布于该区，而在塔北隆起和塔中隆起缺失[1]。该区寒武-奥陶系烃源岩条件优越，上覆柯坪塔格组中段数十米厚的泥岩盖层，因而是油气聚集的有利地带[2-5]。2011年中石化西北油田分公司钻探的顺9井在柯坪塔格组下段上部见20余m油气显示，并试获工业油流 。

刘家铎、张翔等[6-7]认为志留纪主要为无障壁海岸和有障壁海岸两种沉积环境。柯坪塔格组上段以滨岸-前滨和临滨[8]-陆棚[9-12]沉积为主。然而对柯坪塔格组下段前人研究甚少，其储层形成的沉积环境类型及其分布规律还有待揭示。本次研究中利用地震、钻井、测井及分析化验资料，在顺托果勒地区志留系柯坪塔格组下段识别出深水陆棚-潮坪碎屑海岸-潮控三角洲前缘等沉积类型，并分析了储层砂体的平面展布、圈闭类型和有利勘探方向。

1 柯坪塔格组下段沉积背景及古物源方向

柯坪塔格组下段主要分布在满加尔坳陷-顺托果勒低隆东西向低构造部位，在塔北隆起削截尖灭，朝塔中隆起上超尖灭，表现为南部陡坡带，北部缓坡带和中央深陷带3个单元。桑塔木组末由于区域构造抬升、挤压褶皱，在塔中与塔北隆起之间形成一个东西向古向斜残留海。该残留海在柯坪塔格组下段沉积期被填平补齐，主要充填了灰绿色、深灰色泥岩及粉砂岩等较深水沉积，横向上朝残留海边缘（如柯坪露头）或纵向上在中央深陷带柯坪塔格组下段上部水逐渐变浅，发育潮坪与三角洲砂岩。无论露头还是井下，柯坪塔格组下段砂岩主要为灰绿色岩屑砂岩，基本不含沥青，与普遍含沥青的柯坪塔格组上段岩屑石英砂岩明显不同[12]（图2），反映了柯坪塔格组上、下段沉积时大地构造背景和剥蚀区母岩类型的差异。

图1 顺托果勒构造单元与研究区位置图Fig.1 The tectonic unit and studied area of Shuntuoguole

图2 柯坪塔格组砂岩三角分类图Fig.2 Characters and types of sandstone of the Kepingtage Formation

综合分析认为，区域上塔里木盆地柯坪塔格组下段碎屑沉积物主要来自正东、正北和北西方向，而顺9井区碎屑沉积物主要来自正北方向，与其相邻的塔中隆起在下段沉积时可能未提供物源，证据如下：

1）从顺托果勒北部的托甫台地区钻井来看，Tp4井朝南东Tp2井砂岩变细[13]，单砂层变薄，砂地比变小，下段由粉砂岩、泥岩夹细砂变为泥岩、粉砂岩互层，说明该处物源来自北西方向。

2）取心表明，顺8井柯坪塔格组中段为浅水陆棚灰色粉砂质泥岩，其南东方向的顺1井柯坪塔格组中段则为深水陆棚（图3），说明海水朝南东方向变深。

3）区域上满南1井-满东2-满东1井柯坪塔格组为较粗的辫状河砂砾岩沉积[14]，反映了盆地正东方向碎屑供应充分的主物源的存在。

5）顺9井的三角洲在三维地震剖面上形成了前积反射（图4），该反射也指示了自北向南的古流向[15-16]。

图3 顺8井-顺1井柯坪塔格组中段取心素描图Fig.3 The core sections chart of the Middle Member of Kepingtage Formation form the well Shun 8and Shun 1

2 砂岩储层的沉积微相

综合测井、岩心和三维地震解释可以看出，顺9井油层砂岩属于受潮汐影响的三角洲沉积。

首先，该段地层具有典型的三角洲沉积特征。在顺托果勒地区，顺1、顺9、顺901、顺902H和顺904H等5口井钻遇志留系柯坪塔格组下段上部部分地层，厚度58～260m，以深灰和灰色砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩为主，夹薄层粉砂岩-细砂岩，砂岩向上变粗变厚。顺1、顺9井自然伽马和自然电位曲线呈漏斗状形态（图5，图6），说明其形成于物源供给充足、水体逐渐变浅的环境之中，为单砂体的漏斗型或复合砂体的包络线漏斗型，是三角洲前缘的典型特征[17-18]。

沉积微相以河口坝和前缘席状砂为主，沉积物由分选好、质纯的灰色中细砂岩和粉砂岩组成（图7）。砂体单层厚度较大，一般为10～20m，见平行层理（图7a）及高角度交错层理（图7f）。

图4 柯坪塔格组下段三维地震剖面前积反射结构Fig.4 Progradational reflection configuration in 3Dseismic section of the Lower Member of Kepingtage Formation

远砂坝主要为灰绿色或灰色细砂岩，内部见小型交错层理，厚度一般小于5m。受波浪和岸流的淘洗和簸选，河口砂坝及远砂坝发生侧向迁移，形成席状砂，具分布广、厚度相对薄的特征（图6）。三角洲前缘砂体粒度概率累积曲线为跳跃次总体与悬浮次总体之间存在混合段，砂岩的跳跃次总体分选中等（图8a）。

三角洲前缘向上出现多层10m左右的含板状层理、槽状交错层理（图7c）及平行层理砂岩，具箱型和钟形测井曲线形态，底部具有明显的冲刷面（图7b），纵向上由数个单河道复合而成（图6），为三角洲平原分流河道特点。

其次，该三角洲沉积具有受潮汐影响的特征。上述三角洲前缘的下伏地层具潮下低能带-潮坪沉积特征，主要是粉-细砂岩与泥岩呈薄互层，见脉状（图7e）、波状、透镜状层理、双黏土层、改造波痕及少量的生物扰动（图7d）现象等，夹1～5m潮道砂岩，含泥砾，底部有冲刷面（图6）。粒度概率累积曲线为跳跃和悬浮次总体组成的两段式，悬浮次总体的体积分数为10%左右（图8b）。

根据以上三角洲前缘与潮坪沉积特征共生现象可以推断，柯坪塔格组下段上部沉积时总体具有河口湾河流入口的潮坪沉积环境。顺托果勒地区柯坪塔格组下段三角洲前缘砂体沉积于小潮差潮下带背景中，三角洲在某种程度上受到潮汐的影响，并在三角洲朵体之间和下伏地层中间夹潮坪与潮下带低能沉积。

3 砂岩储层的平面展布

本文主要通过正演模型、三维地震属性及反演解释三角洲砂体的展布。首先由正演模型得出地震振幅与砂厚的关系。

根据顺9井柯坪塔格组下段测井曲线制作的一维正演模型可以看出：柯坪塔格组下段地震振幅属性与砂岩的含量有关，且呈现正比关系，下段泥岩增厚，地震振幅减弱；砂岩加厚，地震振幅增强（图9）。

同时通过对研究区5口探井的自然伽马和声波时差测井曲线进行标准化处理，获得标准化自然伽马值DGR，再利用公式φ（SH）（泥质体积分数）＝（22DGR-1）／（22-1）求出泥质体积分数曲线，用此对孔隙度曲线进行泥质体积分数校正，最后进行孔隙度反演，得出砂体平均孔隙度反演结果，提取目的层砂岩平均孔隙度反演平面图（图11）。可以看出，孔隙度分布的趋势与均方根振幅异常特征相一致，即整个工区西北方向三角洲前缘砂体发育区孔隙度最高，且从西北向南部呈指状分布。

图5 塔里木盆地顺托果勒地区顺9-顺904H-顺901-顺1-顺902H井沉积相对比图Fig.5 Stratigraphic correlation section of the wells Shun 9-Shun 904H-Shun 901-Shun 1-Shun 902Hshowing the depositional feature of the Lower Member of Kepingtage Formation in Shuntuoguole region，Tarim basin

图6 顺9井柯坪塔格组下段取心素描图Fig.6 The core section chart of the Lower Member of Kepingtage Formation form the well Shun 9

图7 柯坪塔格组下段岩心照片Fig.7 Photographs of cores the Lower Member of the Kepingtage Formation

在整个顺9井三维地震区，根据地震振幅、自然伽马和孔隙度等反演参数和井点砂体与物性特征，将柯坪塔格组下段上部（）分为5个强振幅和高孔隙指示的有利砂体展布区（图10）。

I号砂体：位于研究区西北部，呈北西向条带状分布，孔隙度大于12%，砂厚15～50m，面积约75 km2。

II号砂体：位于研究区中部，呈指状分布，砂岩含量较高，孔隙度大于9%，平面图上呈指状形态，面积约200km2。

III号砂体：位于顺1井和顺901井附近，均方根振幅为25～45，孔隙度大于7%，平面图上呈孤岛态，面积约20km2。

IV号砂体：位于研究区东南角，呈指状分布，异常特征与II号异常区相似，但异常面积要小得多，由于在三维工区的边部，异常形态不完整，面积约50km2。

V号砂体：位于研究区东北部，异常形态近半圆，有指状凸出，均方根振幅为25～45，孔隙度大于9%。砂厚10～20m，面积约25km2。

其余部分均方根振幅较小，自然伽马值较高，泥岩含量高，储层物性差。

从顺9井区柯坪塔格组下段相干体属性图（图12）可以看出存在北东向左行走滑断裂带，伴生次级北北西向雁列式张性正断层，断穿寒武-石炭系，为油气的运移提供了有利通道。砂体展布区相干值较高，无断层分布，有利于原生油气藏保存。

4 油藏的圈闭类型

图8 顺托果勒地区柯坪塔格组下段砂岩粒度概率曲线Fig.8 Feature of the probability accumulation curve of grain size of the Lower Member of the Kepingtage Formation

图9 柯坪塔格组下段一维正演模型Fig.9 The one dimensional forward modeling of the Lower Member of Kepingtage Formation

图10 顺9井区柯坪塔格组下段上部均方根振幅图Fig.10 The RMS amplitude map of the upper part in the Lower Member of Kepingtage Formation of Shun 9 well

图11 顺9井区柯坪塔格组下段上部平均孔隙度平面图Fig.11 The inversion average porosity plan of the upper part in the Lower Member of Kepingtage Formation of Shun 9well

根据顺9井区三维地震剖面图、构造图及钻井资料分析，认为研究区主要发育以下几种圈闭类型：

砂岩透镜体圈闭 顺9井柯坪塔格组下段油层顶面深度-4554m（海拔），闭合度22.5m，井点的闭合度不到5m；而该井下段砂岩连续厚度29m，油层显示厚度16.33m（油浸9.15m，油斑3.84m，油迹3.34m），说明油藏范围并未受构造圈闭控制，应属于三角洲前缘河口坝砂岩透镜体油气藏。

构造圈闭 顺901井下段顶面深度-4490m（海拔），恒速构造图上井点闭合高度17m，录井显示有13.3m的油迹、油斑，下段上部砂岩连续厚度约20m，且圈闭的深度与录井油气显示的深度相差不多，厚砂层没有完全充满，指示顺901井油藏可能为背斜油藏。

复合圈闭 过顺902H井柯坪塔格组下段油藏剖面图（图13）上，顺902H井柯坪塔格组下段圈闭深度-4513m（海拔），闭合高度为17m的构造圈闭北翼，井点闭合度10m左右，与该井油气显示9.46m／10层基本吻合，录井揭示顺902H井柯坪塔格组下段砂岩连续厚度20m，说明该井油藏也有可能为背斜圈闭控制，并可能含有底水。但从属性和反演所示的该井柯坪塔格组下段上部砂岩厚度及展布来看，砂体平面展布边界小于构造圈闭范围，所以，顺902H井属于构造-岩性复合圈闭油藏。

5 结论

1）塔里木盆地中北部的顺托果勒地区下志留统柯坪塔格组下段中下部为残留海陆棚沉积背景，上部逐渐过渡潮坪-三角洲沉积。区域上陆源碎屑主要来自正东、正北和北西方向，正南的塔中隆起没有提供物源。

图12 顺9井区柯坪塔格组下段相干体属性图Fig.12 Plane map of the coherence properties of the upper part in the Lower Member of Kepingtage Formation of Shun9well

图13 过顺902H井柯坪塔格组下段油藏剖面图Fig.13 The Lower Member of Kepingtage Formation reservior profile through the shun902Hwell

2）顺9井区储层砂岩为受潮汐影响的三角洲沉积，碎屑物主要来自正北方向。分流河道与河口坝砂体由北向南呈条带状展布。它们下伏潮下低能带（前三角洲）沉积，上覆柯坪塔格组中段深水陆棚泥岩，三角洲朵体之间向潮坪或前三角洲泥沉积过渡。

3）三维地震属性和反演表明，顺9井区柯坪塔格组下段上部三角洲前缘砂岩呈向南分支的朵状体分布，砂厚一般为15～50m，宽度2～4km，长度5～10km，孔隙度8%～12%。

4）顺9井区柯坪塔格组下段油藏主要为砂岩透镜体圈闭、低幅度背斜圈闭和复合圈闭。

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