砂砾岩扇三角洲水下前积体测井-地震层序解释新方法

王 建，曲永强，潘建国，尹 路，许多年，滕团余

（1.中国石油 新疆油田分公司，新疆 克拉玛依 834000；2.中国石油 勘探开发研究院 西北分院，兰州 730020）

准噶尔盆地玛湖凹陷的油气勘探思路已由过去寻找构造油气藏转变为寻找岩性油气藏[1-5]，并在三叠系百口泉组砂砾岩储集层中发现亿吨级规模岩性油藏[2-3，5-6]，玛湖凹陷已成为新疆油田新的百里大油区[5，7-8]。砂砾岩作为全球油气勘探的重要领域之一，以非均质性显著为重要特征[9-10]，其储集层研究一直是热点与难点。岩性油气藏勘探最为关键的也是储集层，因而就目前来讲，储集层在整个玛湖凹陷三叠系的油气勘探中是重中之重。

合理的地层对比是开展储集层研究的前提。由于陆相地层沉积环境复杂，岩性变化大，地层的旋回性在一定范围内表现得并不明显，旋回性对比可能导致地层对比的多解性[11]，同时形成了2种传统的地层对比方法，即：平对和斜对[12]。传统的地层对比方法都是以标志层或典型的测井曲线形态及其组合规律作为对比的主要标志[12]，在扇三角洲前缘地层对比中，其局限性尤为突出。按照传统的地层对比方法进行地震层序解释将不可避免地导致穿轴、穿时现象发生，导致有利储集层预测难、储集层分布不清等诸多问题。因为每个反射层代表某个地质时期的等时界面[13]，如果按照前积模式对研究区的目的层进行重新解释，将会避免以上问题。前积体往往代表了三角洲沉积，是三角洲沉积沿斜坡向盆地深处充填的典型特征[13-16]。研究区广泛发育前积体，地震资料条件好，剖面上清晰可见，便于开展全新层序解释模式的研究工作。

本文以准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡三叠系百口泉组一段和二段为例，提出测井-地震层序解释新方法，基于沉积期古坡度的古地貌恢复新方法，精细刻画百口泉组一段和二段古沟槽的展布；充分挖掘测井资料信息，应用地层倾角测井判别古水流，精细刻画古水流方向；利用全新地震层位解释模式，井震结合，在古沟槽内顺古水流方向寻找前积地震反射体，同时应用湖岸线确定方法，识别研究区扇三角洲水下有利储集体。

1 区域背景

准噶尔盆地玛湖凹陷三叠系百口泉组主要发育扇三角洲沉积[17-20]（图1）。储集层主要为扇三角洲前缘水下分流河道微相和少量砂坝微相，岩性以长石岩屑砂砾岩为主[21]。根据岩性和电性特征，研究区百口泉组自下而上分为3段：一段厚度30～50 m，以中—高阻灰色、褐色砾岩为主，夹低阻块状棕灰色含砾泥岩；二段厚度60～100 m，上部以灰绿色砾岩为主，夹棕灰色泥岩，电性特征为高阻指状，为主要储集层段，下部主要为褐色砾岩，较致密，物性差，电性特征为中阻块状，为非储集层；三段厚度40～90 m，为灰绿色砾岩与泥岩互层，表现为锯齿状高阻砾岩与低阻泥岩的互层[5，17，22]。

根据研究区90余口钻井的物性资料统计分析，实测孔隙度普遍小于15.00%，渗透率普遍小于10.00 mD，属低孔特低渗储集层。储集层孔隙度为3.17%～23.40%，平均为 9.04%，渗透率为0.01～934.00 mD，平均为0.73 mD.

根据前人研究成果，准噶尔盆地玛湖凹陷百口泉组沉积期处于断拗转换阶段[23]，物源供应非常充足，稳定水系持续搬运，坡折下有大面积砂砾岩分布，随着湖侵扩大逐级退却，形成多级扇体纵向叠置、搭接连片。研究区扇三角洲前缘亚相砂砾岩泥质含量低，抗压能力强[5]，粒径适中，分选好，为有效储集层，表现为大面积含油的特点[23]。因此，湖平面升降、古地形高低共同控制岩性组合及储集层物性，古沟槽中水下相带为有利勘探区带。

研究区位于准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡（图1），西侧和北侧分别为克百断裂带和乌夏断裂带，其沉积物源主要来自黄羊泉扇体，该扇体南翼已发现玛18油藏和艾湖2油藏，扇体北翼至今未获得突破。

图1 准噶尔盆地玛湖凹陷三叠系百口泉组二段沉积相分布

2 前积体识别

2.1 找古沟槽

研究发现，前积体主要发育在古沟槽内[24]。研究区扇三角洲沉积古沟槽普遍泥质含量较低，储集层厚度大、物性好，目前研究区百口泉组钻遇古沟槽的井均钻遇厚层砂砾岩。因此，寻找富含砂砾岩的前积体首先要找的是古沟槽。

沉积期古地貌的恢复是古沟槽最直接的展现形式。目前古地貌恢复方法基本上是通过地震资料获取地层厚度，无论是残余厚度法[25]、印模法[26]以及地震层拉平法[27]，它们所基于的前提是，假定要恢复的沉积地层将湖盆填平补齐，而真实情况是湖盆并未被填满，存在古坡度。在前人方法的基础上，创新了基于沉积期古坡度的古地貌恢复方法。古地貌恢复新方法如图2所示，以h代表地层沉积厚度，沉积期古坡度为θ，将地层沉积厚度h加上沉积期古地形高度H，即可代表当时地形总高度，恢复出相对真实的古地貌。应用此方法，在研究区发现了新的古沟槽（艾湖7井—玛18井古沟槽）（图3），预测古沟槽面积113 km2，其中59 km2为勘探空白区。

图2 基于沉积期古坡度的古地貌恢复新方法示意图

图3 准噶尔盆地玛湖凹陷连片三维百口泉组沉积期古地貌

2.2 确定古水流方向

前积体顺着水流方向向盆地内部充填，因此，在找到古沟槽的前提下，确定古水流方向是第二项重点工作。

地层倾角测井资料中包含着丰富的地质信息，对于单井点处古水流判断能力精度较高[28]。本文结合23口已钻井的地层倾角测井数据，精细刻画了研究区古水流方向（图4）。同时，重矿物类型及组合特征是物源分析的重要依据之一[29-31]，本文结合33口已钻井的重矿物数据，确定了研究区4支沉积体系的物源方向（图4）。

2.3 前积体刻画

找到了古沟槽，并确定了研究区古水流方向，只需在古沟槽内顺古水流方向（图3）拉地震剖面即可发现前积体。研究区地震资料条件好，前积体在地震剖面上清晰可见。因此，借助三维地震资料，配上叠前反演佐证，可获得前积体展布范围。

图4 准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡古水流方向、重矿物组合分布及物源方向

3 有利储集体识别

3.1 湖岸线的确定

研究区砂砾岩沉积分为水上和水下2个部分。水上沉积为氧化环境，颜色以红褐色为主，分选差，结构成熟度低，泥质含量高，典型代表是扇三角洲平原亚相；水下沉积为还原环境，颜色以灰绿色为主，分选好，结构成熟度高，泥质含量低，典型代表是扇三角洲前缘亚相。水下沉积经过水流淘洗，分选相对较好，泥质杂基含量低，储集性能较优[32]，且目的层油气主要赋存于扇三角洲前缘砂砾岩储集体中[23]。因此，为了进一步确定研究区有利前积体展布范围，需要寻找沉积期位于水下部分的前积体，即确定每一期前积体沉积时的湖岸线分布。

由水上沉积转变为水下沉积的面，代表湖平面。研究区钻井目的层的岩心柱状图中，岩石颜色由红褐色或褐色转变为灰色，即由水上沉积转变为水下沉积的界面代表一个湖平面，将该湖平面对应的深度标定到地震剖面上，则该深度点对应了一定的地震响应特征，即该响应特征代表一个湖平面，沿着该点按照地震响应向上追踪，其会与目的层的顶界相交，该交点即为此时沉积的湖岸点。按照此方法将2个方向的地震剖面分别追踪以获得全部湖岸点，湖岸点的连线即为该期湖岸线。通过该湖岸线确定方法，恢复了研究区百口泉组一段和二段共三期湖岸线的分布，位于湖岸线以下的前积体为有利目标，是较好的储集体。

3.2 寻找甜点区

水下前积体是油气勘探的有利目标，但其存在非均质性，即水下前积体哪一部分更好，也就是甜点区的预测问题。寻找甜点的方法是在大量数据的支持下，进行模式预测，即指出水下前积体最优的部分。本次研究通过岩心实测、测井解释、核磁数据以及试油成果等分析表明（表1），水下前积体物性及含油性向中间变好（图5）。因此，按照本文所介绍的解释模式进行钻井部署的过程中，应该钻探水下前积体，并尽量避免打到其边部。

表1 准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡钻遇前积体基本数据统计

图5 准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡百口泉组一段和二段前积体分布预测

图6 准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡玛26井钻后连井剖面（剖面位置见图3）

4 勘探启示

通过本次研究，部署了预探井玛26井，旨在钻探3号前积体水下部分，以期获得玛18井百口泉组油层的延伸。

钻后评价表明，玛26井打到3号前积体（图6），与设计吻合，但前积体范围稍有误差。沉积期的3号前积体在玛26井处有一半位于水下，一半位于水上，即水下沉积边界位于玛26井，说明该井钻到了湖边上，其向玛18井方向均为有利储集层。本次研究拓展了玛18油藏以北很大范围的勘探区，同时玛26井可确定玛18油藏边界，圈定控制储量，初步估算向北拓展18.2 km2，地质储量超千万吨。

5 结论

（1）以准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡三叠系百口泉组一段和二段为例，精细刻画了百口泉组一段和二段古沟槽的展布以及古水流方向，并利用全新地震层位解释模式，井震结合，识别了研究区扇三角洲水下有利储集体。

（2）形成扇三角洲有利储集体综合预测技术体系，其核心技术包括“基于沉积期古坡度的古地貌恢复新方法”、“地层倾角判别古水流技术”和“水下前积砂体识别技术”，三项重点工作包括“古沟槽刻画”、“古水流刻画”和“前积体识别”。

（3）应用该预测技术指导部署了预探井玛26井，钻后评价表明，玛26井钻到水下沉积边界，拓展了玛18油藏以北很大范围的勘探有利区，证实了该模式的合理性。该预测技术的适用范围是具有向盆地深处充填的典型前积特征的扇三角洲或三角洲沉积，对于该类型的油气勘探研究是一个重要的补充。