准噶尔盆地西缘春光探区沉积演化及含油砂体分布特征

王 勇，李风勋，丁洁荧，金芸芸，陈丽丽，陈叙安

(1.中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南郑州450046；2.中山大学地球与地质工程学院；3.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院)

准噶尔盆地西缘春光探区沉积演化及含油砂体分布特征

王 勇1，李风勋1，丁洁荧2，金芸芸1，陈丽丽1，陈叙安3

(1.中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南郑州450046；2.中山大学地球与地质工程学院；3.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院)

综合利用岩心、钻井、测井、地震资料，开展春光探区沉积相研究，确定研究区发育扇三角洲-湖泊、辫状河三角洲-湖泊、冲积扇-辫状河和曲流河-曲流河三角洲等4种沉积体系。在层序地层格架下，结合春光探区各层系古地貌特征研究，认为古地貌控制了各层系沉积体系展布特征，在此基础上明确了春光探区沉积演化特征，确定了各层系有利沉积相带。结合春光探区油气成藏特征，最终确定了新近系沙湾组一段的冲积扇沟谷砂体、沙湾组河道砂体侧缘尖灭带、古近系滩坝砂体和白垩系扇三角洲地层超覆/剥蚀带是有利勘探区带。

准噶尔盆地；春光油田；沉积体系；古地貌；沉积演化；沉积相带；岩性地层油藏

1 概况

春光探区构造上隶属于准噶尔盆地西部隆起车排子凸起，其西面和北面邻近扎伊尔山，南面为四棵树凹陷，向东以红-车断裂带与昌吉凹陷以及中拐凸起相接，总体表现为东南倾的单斜，面积1 023 km2[1-2]。春光区块地层由老至新分别为石炭系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系，其中新近系沙湾组、白垩系和古近系是最重要的勘探层位。春光探区构造简单，三级以上断裂不发育，构造类圈闭不发育，主要以岩性地层圈闭为主，所以明确砂体沉积特征是非常有必要的。

在综合分析各种资料的基础上，并结合该地区地层发育年代和构造运动特征，将春光探区白垩系-新近系沙湾组沉积划分为3个二级层系和4个三级层系(图1)。白垩系胜金口-呼图壁组和连木沁组分别为2个三级层序(层序Ⅰ和Ⅱ)，古近系为一个三级层序(层序Ⅲ)，白垩系和古近系3个三级层序都没有低位体系域。沙湾组为一个三级层序(层序Ⅳ)，其中沙一段为低位体系域(LST)，沙二段为湖侵体系域(EST)，沙三段为高位体系域(HST)。

2 沉积相类型

通过32口井的岩心观察、粒度分析以及大量地震、测井和古生物资料详细分析，认为春光探区发育7种沉积相：冲积扇、辫状河、辫状河三角洲、曲流河、曲流河三角洲、扇三角洲和湖泊。

图1 春光探区层序地层格架

2.1 冲积扇

冲积扇体系主要发育在沙一段沉积时期研究区西北部，中扇辫状水道和泥石流沉积为主要含油微相。辫状水道岩性主要为杂色砂砾岩，表现为底冲刷、层理不发育，大小混杂，杂基支撑的沉积构造。垂向上表现为粒度向上变细的正旋回，累积粒度概率曲线以三段式为主，滚动组分含量最高，其次为跳跃组分；C-M图发育OPQR段，其中以反应滚动搬运的OP段为主(图2a)。泥石流岩性以砂砾岩为主，多呈块状分布，粗细混杂，分选差，局部见递变层理，粒度概率曲线为一段式，C-M图发育PQ和QR段，以悬浮、递变悬浮搬运为主，体现了重力流沉积特征(图2b)。

图2 春光探区沙一段冲积扇辫状水道与泥石流沉积C-M图

2.2 辨状河和辫状河三角洲

辫状河主要发育在沙湾组一段研究区的大部分地区，具有“迁移性强、砂体相互叠置”的特点[3-4]，是春光探区最重要的沉积相。辫状河河道是主要微相，岩性主要为灰色含砾细砂岩和砂砾岩，见多期冲刷面，板状层理发育，向上正旋回特征明显。累积粒度概率曲线有三段式和两段式两种，跳跃组分含量最高，其次为滚动组分，悬浮含量小于10%。

春光探区辫状河三角洲主要发育在古近系沉积时期，白垩系东部地区也有发育。岩性以含砾细砂岩为主，多见底部冲刷和各种交错层理。辫状河三角洲前缘水下分流河道是主要含油砂体。

2.3 曲流河和曲流河三角洲

曲流河主要发育在沙湾组二段湖侵体系域内，岩性以薄层细砂岩或含砾细砂岩为主，厚度一般为2～10 m，测井曲线表现为指形或舌状特征，二元结构明显[5]。地震上河道砂表现为强振幅、强连续地震反射特征，且表现出成排成带的河道发育特征。

曲流河三角洲主要发育在沙三段，研究区内主要发育曲流河三角洲平原沉积，包括分流河道和泛滥平原微相。相对于曲流河河道，三角洲平原河道的单层砂体厚度明显减薄，砂岩百分含量明显减少，砂泥互层现象明显增多[6]。

2.4 扇三角洲

扇三角洲主要发育在白垩系沉积时期西部沿岸地带。白垩系沉积时期，车排子凸起处于缓慢沉降阶段，沉降差异导致地层倾角较大，西高东低格局形成，沿岸发育一系列小型扇三角洲，延伸范围不大，岩性以含砾砂岩为主，岩心少见交错层理，以块状层理为主。研究区主要发育扇三角洲前缘水下分流河道沉积，岩心剖面中多见冲刷面，砾岩多呈棱角状，排列方向性较差；累积粒度概率曲线以三段式为主，跳跃组分含量高，反应水动力较强。

2.5 湖泊

春光探区湖泊沉积主要发育在古近系和白垩系沉积时期，古近系和白垩系古生物分析多见反应湖泊沉积环境的轮藻化石，岩性以绿灰色粉砂质泥岩、泥岩等细粒沉积为主，岩心剖面能见明显的波状层理。湖泊中多发育滩坝沉积，岩性以细粉砂岩为主，测井曲线呈漏斗状，地震剖面中透镜状特征明显。区内滩坝成因有2种，第一种是三角洲前缘水下分流河道末端受湖浪改造形成，第二种是在古隆起顶部形成。古近系滩坝沉积都是第一种成因，白垩系滩坝沉积两种成因都有。

3 沉积演化特征

3.1 区域沉积背景分析

各层系古地貌形态研究表明，从早白垩纪-古近纪-新近纪沙湾组，春光探区地势由西高东低→ 西北高东南低→ 北高南低，构造上代表北端隆升逐渐加强这样一个过程[7]；并且地层坡度由陡变缓，地层展布范围逐渐变大。同沉积古地貌对盆地物源方向具有重要的控制作用，在白垩纪，研究区主要物源体系由西至东，到新近纪沙湾组沉积时期，地貌上整体处于北高南低的前隆斜坡带背景，决定了研究区该时期整体由北向南的物源体系。

3.2 沉积体系平面及纵向演化特征

3.2.1 层序Ⅰ-层序Ⅲ(白垩系-古近系)沉积体系展布

层序Ⅰ沉积时期每个砂组地层超覆于底部地层之上；EST(湖侵体系域)时期湖盆刚开始沉降，范围较小，物源供给也较少，扇三角洲朵体范围不大，其中西北部和西南部的3个朵体较大。受石炭系基底的影响，在湖盆中南部出现较大范围的古隆起，在古隆起周围形成小型滩坝沉积。到了层序ⅠHST(高位体系域)，湖盆范围最大，物源供给也最强，3个扇三角洲朵体范围较大。另外，位于车排子凸起北部的红山嘴地区发育的辫状河三角洲沉积扩展到了研究区东北部，主要发育辫状河三角洲前缘席状砂沉积(图3a)。层序Ⅱ每个砂组地层之间呈剥蚀关系，湖盆范围不断变小，3个扇三角洲朵体范围不断变小，东北部的辫状河三角洲前缘席状砂逐渐向东北退出研究区。

层序Ⅲ(古近系)沉积时期，春光探区地势变为西北高东南低，湖盆继续沉降，湖盆范围比白垩系大，整体处于滨浅湖沉积。东北和西南发育2个大的辫状河三角洲前缘朵体，其中东北部的朵体更大；EST时期2个朵体范围达到最大(图3b)。受湖浪改造作用影响，在2个朵体末端交汇处，发育多个滩坝沉积，并且滩坝砂体范围都较白垩系大。

3.2.2 层序Ⅳ(新近系沙湾组)沉积体系展布

进入新近系沙湾组，地层坡度较缓，湖盆快速沉降，但同时碎屑物供给强度大大增加。在LST(低位体系域)时期，碎屑物供给量大于可容空间，碎屑物大量沉积，造成河道砂体相互切割和叠置，形成了厚而宽的辫状河河道砂岩体(图4a)。在研究区西北部地区发育小范围的冲积扇沉积。进入湖侵时期，碎屑物供给量小于可容纳空间，碎屑岩中悬移质含量高，河道的冲刷、切割和叠置能力弱，常形成孤立的、窄的、条带状的曲流河河道砂体(图4b)。湖侵时期湖盆范围不断扩大，曲流河河道砂体不断向南迁移，在工区内的范围不断变小，这与车排子凸起构造运动相符合。进入HST时期，砂体又一次进积，碎屑物供给量大于可容纳空间，碎屑物大量沉积。由于车排子凸起北部不断抬升，南部的河道砂体不断南移，已经移出研究区，南部全为泛滥平原沉积；研究区北部曲流河三角洲平原沉积体系砂体范围变大，走向已经变为南北向。

图3 层序Ⅰ(白垩系下部)和层序Ⅲ(古近系)沉积相平面分布

4 有利沉积砂体

4.1 油藏发育情况

春光探区为典型的源外成藏，烃源岩为车排子凸起东部的昌吉凹陷和西南部的四棵树凹陷。油气通过厚砂体、不整合和断层输导至车排子凸起斜坡带聚集成藏[8]。油藏类型以岩性、地层-岩性和断层-岩性等隐蔽油藏为主。

4.2 有利沉积相带

通过分析认为，层序ⅣLST辫状河和冲积扇河道砂体和EST曲流河河道砂体储层性能好，孔隙度30%～32%，渗透率平均达到1 000×10-3μm2，为特高孔-高孔高渗储层，并且有上部塔西河组厚层泥岩做盖层，是最有利的沉积相带。层序Ⅲ砂体较为发育，且储层性能好。北部三角洲砂体顶部为层序ⅣLST厚层砂体，缺少盖层；南部三角洲河道砂体和滩坝砂体储盖组合良好，为有利沉积相带。层序Ⅰ和Ⅱ砂体不发育，近岸扇三角洲前缘水下分流河道砂体发育，物性较好，是层序Ⅰ和Ⅱ的有利沉积相带。

(1)层序ⅣLST冲积扇沟谷砂体。冲积扇辫状河道砂体展布受冲沟限制，易形成沟谷地层圈闭。通过构造精细解释结合三维可视化技术，确定了沙一段沟谷的范围。沟谷呈南北走向，南低北高，南宽北窄，西深东浅；沟谷深度在10～20 m，宽度在3.5～4.5 km，延伸长度在6 km以上。勘探取得了良好效果，从而发现了冲积扇沟谷地层油藏。

图4 层序ⅣLST和EST沉积相平面分布

(2)层序Ⅳ河道砂体侧缘尖灭带。 层序ⅣLST辫状河河道砂体通过厚砂体与烃源岩相通，EST曲流河河道砂体通过断层运移油气，所以它们油源条件良好。每个砂组河道砂体都易形成河道侧缘尖灭带，目前已在多个砂组尖灭带发现岩性油藏[2]。

(3)层序Ⅲ滩坝砂体。对于层序Ⅲ，盖层条件最为重要；滩坝砂体储盖组合条件最好，是该层序最有利的沉积相带。地震地质结合，进行砂体精细刻画，确定各期滩坝砂体分布范围。目前，多口井在该地层滩坝砂体获高产工业油流，发现了古近系滩坝油藏。

(4)层序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ扇三角洲地层超覆/剥蚀带。层序Ⅰ和Ⅱ砂体不发育，只在沿岸发育几个小型扇三角洲朵体。这些扇三角洲前缘河道砂体很难形成岩性圈闭，但与各个砂组地层超覆型/剥蚀线相匹配，能形成地层-岩性圈闭。

5 结论

(1)春光探区发育扇三角洲-湖泊、辫状河三角洲-湖泊、冲积扇-辫状河和曲流河-曲流河三角洲等4种沉积体系。随着春光探区地势由西高东低→ 西北高东南低→ 北高南低，地层坡度由陡变缓，春光探区沉积体系由扇三角洲→辫状河三角洲→河流相。

(2)层序Ⅳ辫状河和曲流河河道、层序Ⅲ滩坝砂体、层序Ⅰ和Ⅱ扇三角洲前缘水下分流河道是春光探区有利沉积相带。

(3)该区沉积体系发育及演化过程，控制着沙湾组岩性地层圈闭的分布。沙湾组岩性圈闭主要分布在各砂组河道侧缘尖灭带，地层圈闭仅分布在冲积扇河道冲刷形成的沟谷地层中。白垩系地层圈闭主要分布在扇三角洲前缘河道的地层超覆/剥蚀带。

[1] 李风勋，王勇，陈丽丽，等.准噶尔盆地西缘春光油田勘探启示[J].石油地质与工程，2014，28(6)：1-3.

[2] 王勇，陈丽丽，李风勋，等.春光探区沙湾组沉积体系与油气分布特征[J].石油地质与工程，2015，29(1)：8-10，13.

[3] 廖保方，张为民，李列，等．辫状河现代沉积研究与相模式-中国永定河剖析[J].沉积学报，1998，16(1)：34-39.

[4] 何顺利，兰朝利，门成全．苏里格气田储层的新型辫状河沉积模式[J].石油学报，2005，26(6)：25-29.

[5] 于建国，林春明，王金铎，等．曲流河沉积亚相的地震识别方法[J].石油地球物理勘探，2003，38(5)：547-551.

[6] 伍家和．准噶尔盆地中部1区块侏罗系三工河组隐蔽圈闭发育模式[J].石油地质与工程，2011， 25(4)：15-19.

[7] 白振华，孙培元，孙宝才，等. 准噶尔盆地乌夏断裂带构造特征及其油气成藏意义[J].石油地质与工程，2011，25(3)：19-22.

[8] 沈扬，贾东，宋国奇，等．源外地区油气成藏特征、主控因素及地质评价-以准噶尔盆地西缘车排子凸起春光油田为例[J].地质论评，2010，56(1)：51-58.

编辑：吴官生

1673-8217(2015)04-0001-04

2015-02-15

王勇，博士，高级工程师，1980年生，2002年大学毕业，从事油气地质勘探研究工作。

中国石化重大科技攻关项目(P12020)。

TE111.3

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