准噶尔盆地中部2、4区块侏罗系头屯河组物源体系及沉积演化特征

张敏，修金磊，陈林，许涛 （中石化胜利油田分公司西部新区研究院，山东 东营257000）

准噶尔盆地中部 （以下简称 “准中”）探区共分4个区块，总面积12442．7km2，根据全国第3次油气资源评价，准中地区资源量为10．61×108t，其中准中2、4区块石油资源量为3．18×108t，显示出良好的勘探前景，且区内探井油气显示丰富，D1井已在侏罗系头屯河组 （J2t）获得了高产油流。特别是近年来邻区阜东斜坡区在J2t累计上报石油地质储量近亿吨，展现了研究区J2t较大的勘探潜力。因此准中地区成为目前油气勘探的重点地区，也是胜利油田储量、产量的一个重要接替阵地。

从目前的勘探现状来看，准中1、3区块勘探程度相对较高，也取得了一定的储量规模，而准中2、4区块勘探程度较低，区内仅有6口探井，且分布很不均衡。前人对准噶尔盆地腹部及其周边区块的侏罗系就层序划分、地层特征、古气候演化及沉积体系等方面开展了大量研究，也取得很多成果性认识：在沉积体系上，提出了乌尔禾、克拉美丽、克拉玛依、德伦山、博格达山、四棵树、红沟、乌伦古8大物源体系，指出侏罗系主要发育辫状河三角洲、曲流河三角洲、湖泊及冲积平原等多种沉积相类型。总体来说，前人对中下侏罗统的研究较为深入，而对中上侏罗统的研究较为薄弱，特别是J2t，由于遭受大面积剥蚀，其研究成果较为笼统，仅提出J2t气候变的干热，主要发育湖泊、河流及冲积平原等沉积相，而因资料有限，对其物源体系及沉积体系的平面展布等研究较少，且存在争议，导致对准中2、4区块J2t储层成因类型及分布规律认识不清，无法满足岩性油气藏勘探的需要，严重制约了该区块油气勘探的突破［1～18］。随着准噶尔盆地勘探工作的进一步开展，为准中地区上侏罗统的研究提供了依据。该次研究以沉积学理论为指导，在充分调研前人研究成果的基础上，进行了大量野外地质考察，并以钻井岩石学分析与测井曲线旋回分析为依据，充分利用地震等时切片技术，结合古气候条件研究，对准中2、4区块J2t的物源条件、沉积体系类型及演化特征等问题开展了深入细致的研究，对该区的油气勘探具有重要的指导意义。

1 区域地质概况

准中2、4区块分别位于准噶尔盆地腹部东道海子凹陷和阜康凹陷中，中间以白家海子凸起和莫索湾凸起相分隔 （图1）。根据前人研究成果，研究区的油气主要来源于侏罗系八道湾组（J1b）煤系烃源岩，侏罗系是重要的勘探层系，由于整体构造简单，主要以岩性油气藏为主。2004年，准中4区块的D1井在J2t获得高产油流，但是由于钻井资料与三维地震资料较少，未能对该层系开展系统的研究，导致勘探步伐受到制约。随着勘探工作的深入，三维地震资料的进一步部署，以及邻区取得的勘探进展，加速了准中2、4区块的勘探日程。

J2t是准中2、4区块的一个重点勘探层系，自下而上可以分为3段：头屯河组一段 （J2t1），岩性主要为灰色、灰绿色砂泥岩互层组合；头屯河组二段 （J2t2），岩性主要为灰色粉、细砂岩与红色、紫红色泥岩薄互层组合；头屯河组三段 （J2t3），岩性主要为红色、紫红色泥岩夹薄层紫红色砂岩组合。J2t1与J2t2的砂岩是主要的储集层，而J2t3的泥岩段可以作为区域性盖层，下部J1b生成的油气可通过断裂等输导通道向上运移至J2t的岩性圈闭之中，形成下生中储上盖的有利生储盖组合形式。

2 物源体系分析

综合前人对准噶尔盆地侏罗系物源体系的研究，认为J2t沉积时期研究区物源可能来自4个方向：北东部的克拉美丽山、南部博格达山、东部北三台凸起及北西部的车莫古隆起。该次研究根据最新钻测录井等资料的相类型分析，结合古地貌特征，并根据物源区粗碎屑沉积物的发育程度判断供源能力的原则，对这4个可能的物源方向进行野外踏勘，逐一分析，进一步落实其主物源方向。

图2 准中2、4区块J2t沉积初期古地貌

准中2、4区块J2t沉积时期，古地貌整体呈北东高、南西低的构造背景（图2），且自北东方向向准中2、4区块发育2个物源通道，说明北东方向具备成为物源区的条件。通过对周边野外露头的踏勘表明，南部博格达山前带及东南部阜康背斜侏罗系露头的J2t岩性以粉、细砂岩与泥岩的互层为主，而在研究区北东方向滴水泉附近的J2t露头则广泛发育大套砂砾岩，判断为冲积扇－辫状河沉积，具备向研究区供源的基础。另外，区内J2t三维地震等时地层切片上也可见大量呈北东－南西向展布的河道响应 （图3），因此认为准中2、4区块J2t沉积时期主要受来自北东方向的克拉美丽山物源控制，而南部则不是主要物源方向。

3 沉积相类型

根据岩性组合特征、沉积构造、测井相及地震相等资料分析，结合古地貌背景，认为工区J2t主要发育曲流河－三角洲－湖泊沉积体系。

3．1 曲流河沉积

曲流河沉积的岩性为一套红色泥岩与砂岩互层沉积，表明陆上沉积产物为多套正韵律叠加，见冲刷构造、生物扰动构造及交错层理、平行层理等；地震切片上可见大量清晰北东－南西向展布的河道，并可见点砂坝 （图3（a）），反映出冲积平原背景下的曲流河沉积特征。

3．2 三角洲沉积

三角洲沉积在研究区可进一步分为三角洲平原和三角洲前缘，其中三角洲平原岩性为一套灰色、红色砂岩夹红色泥岩的互层沉积；而三角洲前缘则以灰色砂岩夹薄层灰色泥岩互层沉积为主，发育波状层理、楔状交错层理、平行层理等，可见生物扰动构造，以多期正韵律叠加为主，地震切片上可见清晰的分支河道响应 （图3 （b））。

图3 准中4区块J2t分频切片 （D2井）

3．3 滨浅湖滩坝沉积

滩坝沉积在岩性组合上为频繁的砂泥薄互层沉积，砂岩以粉砂、泥质砂岩为主，泥岩颜色由J2t1的灰绿、灰黑色逐渐过渡到J2t2的红色，发育反韵律、复合韵律，具交错层理、波状层理，可见垂向生物潜穴，粒度概率曲线呈 “一跳一悬式”或 “两跳一悬式”。滩坝中常伴生风暴岩沉积，其粒度概率曲线为宽缓上拱式，且在三维地震等时切片上可见坝砂呈条带状展布。

4 沉积体系展布及演化特征

4．1 剖面特征分析

通过连井相分析可研究沉积相的横向变化，选出近似平行物源方向和垂直物源方向的2条剖面进行分析 （图4），可以看出，平行物源方向上，从物源区至盆地腹部，由三角洲逐渐向滨浅湖过渡，反映出冲积平原－三角洲－湖泊沉积体系的特征；垂直物源方向上，D2井在J2t2具有横切物源的特征，而J2t3沉积时期全区普遍发育曲流河背景下的冲积平原沉积。

图4 准中J2t南－北向 （a）、东－西向 （b）连井相剖面

4．2 平面展布特征

综合上述研究成果，以三维地震资料为重点参考，以二维地震资料进行区域控制，结合古地貌特征，对准中2、4区块及其邻区J2t各段沉积体系平面展布形态进行了描述。结果显示，J2t1沉积时期准中2区块东部及4区块东北部主要为三角洲前缘沉积，其他地区均以滨浅湖、滩坝沉积为主 （图5（a））；J2t2沉积时期，准中2区块主要发育冲积平原背景下的曲流河沉积，而准中4区块东部发育三角洲沉积，自东向西逐渐由三角洲平原过渡为三角洲前缘沉积，准中4区块西部主要发育滨浅湖、滩坝沉积 （图5（b））；J2t3沉积时期，整个盆地湖泊已萎缩并消失，整体上表现为冲积平原背景下的曲流河沉积，发育冲积扇－辫状河－曲流河沉积体系 （图5（c））。

4．3 古气候特征与沉积体系演化

张满郎等［19］通过对彩南油田彩参2井侏罗纪孢粉化石进行分析，将准噶尔盆地J2t沉积时期整体上定义为亚热带－热带半干旱气候；而张琴等［20～24］综合古生物、微量元素、岩石特征及黏土矿物等分析结果，也认为中侏罗统顶部至上侏罗统沉积时期以亚热带半干旱－干旱气候为主，且存在气候逐渐变干变热的过程。由于气候变化是控制该区层序地层形成演化的重要因素，它控制着湖平面的升降及物源的供给量，并直接控制了沉积环境及沉积岩石类型。将前人对气候的分析成果结合准中2、4区块沉积体系平面展布特征可以看出：J2t1沉积时期，与下覆侏罗系西山窑组 （J2x）煤系地层有较好的连续性，岩性组合为灰色砂岩与灰色泥岩互层，储层最为发育；J2t2沉积时期，温度升高，气候逐渐干旱，岩性组合以紫色或红色泥岩与灰色砂岩薄互层为主；J2t3沉积时期，温度进一步升高，气候更加干旱，岩性组合以紫色或红色泥岩夹薄层紫红色砂岩为主。总体上，整个J2t表现为气候逐渐干旱、湖盆逐渐萎缩、物源供给逐渐不足、冲积平原逐渐扩大、储层逐渐不发育的特征 （图5）。

5 结论

1）准噶尔盆地准中2、4区块J2t1沉积时期主要受北东向克拉美丽山物源体系控制，发育了曲流河－三角洲－滨浅湖滩坝沉积体系，其中J2t1、J2t2沉积时期，研究区内部自西向东表现为三角洲沉积向滨浅湖滩坝过渡的沉积特征，J2t3沉积时期则全区普遍发育冲积平原背景下的曲流河沉积。

图5 准中2、4区块J2t各段沉积体系平面展布

2）J2t沉积时期在气候逐渐干旱、湖盆逐渐萎缩、物源供应逐渐不足的沉积背景之下，表现为冲积平原范围逐渐扩大、储层逐渐不发育、沉积环境由水下到陆上的沉积演化过程。在准中2、4区块，三角洲平原分流水道砂体、前缘水下分支河道砂体、滨浅湖滩坝砂体将是J2t主要的储集砂体类型。

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