塔北隆起西部卡普沙良群滩坝沉积特征

夏 辉，林畅松，刘永福，赵海涛，孙 琦

(1.中国地质大学(北京)，北京 100083；2.中国石油塔里木油田分公司，新疆 库尔勒 841000)

0 引 言

塔北隆起是塔里木盆地油气潜力巨大的一级构造单元之一，是油气勘探开发的热点地区[1-2]，随着中国油气勘探程度的提高，薄层滩坝储集体的重要性日渐凸显[3-4]。唐武[5]研究塔北哈拉哈塘地区黄山街组滩坝沉积时，认为滩坝可划分为5种微相，易形成良好的岩性圈闭。王改云[6]研究沙雅隆起卡普沙良群沉积演化时，将滨浅湖划分为滩坝、泥滩和混合滩，并认为隆后坳陷区发育的三角洲前缘砂体及滩坝砂体为有利相带。刘永福[7]研究哈拉哈塘地区沉积层序时，认为曲流河三角洲前缘远端的砂坝及滩坝砂体为重要的储集砂体。综合岩心、地震、测井及录井等资料，对塔北隆起西部研究区卡普沙良群滩坝沉积进行了深入研究，结合沉积相特征和控制因素，建立了滩坝沉积模式，为后续的油气勘探提供理论依据。

1 区域地质概况

塔北隆起位于塔里木盆地北部，介于库车坳陷和北部坳陷之间，为油气富集的一级构造单元。研究区位于塔北隆起西部(图1，据文献[8]修改)，包括英买力凸起和轮台凸起的部分区域[8]。研究区白垩系地层上统遭受剥蚀，仅发育下统卡普沙良群和巴什基奇克组，前者自下而上发育亚格列木组、舒善河组和巴西改组。研究区卡普沙良群为一个二级层序，自下而上划分为4个三级层序(SQ1、SQ2、SQ3和SQ4)。总体上，卡普沙良群沉积期是一个水体极浅、面积巨大的湖泊环境，沉积物的颜色以氧化色为主[9]。研究区卡普沙良群早期碎屑岩油气勘探的重点主要为巴西改组发育的三角洲储集砂体，但随着近年来勘探程度的提高，开始重视舒善河组发育的滩坝砂体，亟需对其沉积特征进行系统分析。

图1 塔北隆起构造单元划分及研究区位置

2 滩坝沉积亚相类型划分及特征

2.1 坝砂亚相

研究区的砂质滩坝沉积划分为矾砂和滩砂2种亚相。坝砂亚相通常包括坝主体、坝侧缘和坝间微相(图2a)[10-11]。坝主体微相是坝砂沉积的主体部分，形成于强水动力环境中，受湖浪、湖流的筛选和冲刷；坝主体微相岩性主要为粉砂岩，偶见细砂岩；沉积构造特征为多见小型交错层理、低角度交错层理、浪成砂纹层理和冲洗交错层理(图3a—d)；砂岩厚度一般为4～10 m，常与滨浅湖红褐色泥质沉积互层；测井曲线一般呈现箱形、钟形-漏斗形或齿化箱形(图2a)；通常多期坝砂相互叠置，垂向上表现为由细变粗又由粗变细的复合旋回，内部砂岩和泥岩之间渐变接触，也体现了坝砂从初始发育期至成熟期最后到消亡期的一个完整演化过程(图2b)。坝侧缘微相形成于弱水动力下的低能沉积环境，位于坝主体两侧，岩性为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和泥岩，发育水平层理(图3e)，块状泥质沉积(图3f)，其测井曲线呈低幅漏斗形、指形。坝间微相是形成于低能沉积环境中的沉积物，岩性常为粉砂质泥岩或泥岩。弱水动力环境的泥岩和粉砂质泥岩多见块状构造，测井相特征为自然伽马曲线呈现较低幅齿形或平直基线形(图2a)。

2.2 滩砂亚相

滩砂亚相对于坝砂来说，其形成的水动力环境较弱，沉积在较为平坦的地区，分布面积大，呈宽条带状展布。滩砂岩性一般以细粒的粉砂岩为主，砂岩厚度较坝砂要薄(图2c)，中间夹杂湖泥，沉积构造多发育小型交错层理、平行层理、波状层理(图3g、h)；滩砂亚相的测井曲线多呈指状或齿化指状(图2d)；砂质滩微相垂向序列为多个反旋回的叠置，旋回中间发育滨浅湖泥质沉积。

3 沉积相分布特征及沉积模式

3.1 沉积相分布特征

卡普沙良群沉积时期，靠近隆起区发育规模较小的辫状河三角洲，来自东南部的三角洲向隆起区推进，发育三角洲平原及前缘亚相。以滩坝砂体最为发育的SQ3高位域沉积期为例，在研究区中部沿着ym7号断裂带井区(ym5、ym9、ym36和ym39等井区)早期发育的三角洲砂体受湖浪和湖流的改造，在前缘前方浅湖区形成了叠置连片的滩坝砂，三角洲的侧翼也见经沿岸流改造的三角洲砂体再沉积形成的滩坝砂(图4)。砂质滩坝主要分布在ym7号断裂带井区附近，其四周被滨浅湖包围。

图2 卡普沙良群滩坝沉积特征

图3 研究区卡普沙良群滩坝沉积构造岩心照片

图4 研究区SQ3高位体系域沉积相展布特征

3.2 主控因素

研究区滩坝砂体的发育主要受古地貌、水动力条件和物源供给等因素影响。卡普沙良群沉积期为类似于断陷盆地的缓坡带的坳陷湖盆，其平缓的古地形有利于滩坝砂体的发育，发育的水下低隆起也是有利于滩坝发育的构造单元之一[12-13]。英买力地区在卡普沙良群沉积期是一个古隆起逐渐被超覆淹没的过程，逐渐低平的古地形，有利于远源的河流三角洲向湖盆中推进(图5)。沉积晚期古隆起大部分被淹没，形成了水下古隆起，南部的三角洲向前推进至该区遇到遮挡，受湖盆水动力的作用，易形成滩坝沉积。

图5 研究区卡普沙良群滩坝沉积模式

研究区低角度交错层理、平行层理、浪成砂纹交错层理和冲洗交错层理较为发育，这反映了双向水流的存在以及较强的水动力条件。较强的水动力使得三角洲砂体易被改造成滩坝砂体，向岸流和沿岸流有利于三角洲侧缘形成滩坝，向岸流和裂流的双向频繁波动使得前期形成的三角洲被侵蚀冲刷，在三角洲前缘形成孤立的滩坝[14]。

物源是决定研究区沉积相类型和分布特征的物质基础。研究区的物源主要来自南部的远源物源和北部盆内古隆起局部供源。卡普沙良群沉积末期，湖平面上升，水深加大，水域变广，古隆起逐渐被淹没，供源作用减弱，远源河流三角洲向前进一步推进，遭受湖流和湖浪的筛选和冲刷，沉积砂体重新分配，使得滩坝砂体广泛发育。

3.3 沉积模式

古地貌、物源供给以及水动力条件等因素的综合作用对研究区滩坝的发育产生了重要的影响。综合上述因素，结合滩坝的沉积特征及分布规律，建立了卡普沙良群滩坝沉积模式(图5)。

研究区发育的滩坝，根据成因机理和沉积位置，其沉积模式可分为三角洲改造型和水下低隆起型2类。前者主要形成于卡普沙良群沉积早期SQ1至SQ3沉积期，后者主要形成于卡普沙良群沉积晚期SQ4沉积期。

三角洲改造型滩坝包括了侧缘改造型和前缘改造型[15]。三角洲推进至湖盆水体后，波浪的改造作用增强，三角洲沉积物受到湖浪和沿岸流的改造，前期的三角洲砂体沿着与岸线斜交的方向，侧向堆积在三角洲侧缘，形成滩坝沉积。湖盆中的近岸流包括向岸流、沿岸流和离岸流。早期堆积的大面积三角洲前缘砂体易受到波浪和沿岸流的作用，被搬运至其前方更远处的浅湖区堆积，形成平面上孤立分布于三角洲前缘前方的滩坝沉积(图5a)。三角洲前缘改造型滩坝在垂向上表现为与三角洲砂体之间为滨浅湖泥质沉积间隔，平面上，二者之间是滨浅湖，相互没有接触。

水下低隆起型是指发育在水下低隆起周边的滩坝(图5b)。卡普沙良群沉积晚期，古隆起大部分被淹没，形成水下低隆起。三角洲推进至水下低隆起及其周边时，沉积物受到阻挡，砂体重新分配，同时湖浪和湖流共同作用，导致三角洲砂体改造后重新分布，形成了孤立连片分布的滩坝砂体[16-17]。

研究区卡普沙良群SQ3沉积期，ym7号断裂带井区发育的三角洲前缘砂体被改造而形成连片叠置的滩坝砂体，四周被滨浅湖泥岩所包围，易形成岩性或构造-岩性地层圈闭。SQ4沉积期古隆起被淹没，水下地隆起周边易发育叠置连片的滩坝沉积。研究区发育的滩坝砂体是后续油气勘探有利的储集层。

4 结 论

(1) 塔北隆起西部英买力地区卡普沙良群发育砂质滩坝沉积，可分为坝砂和滩砂亚相以及坝主体、坝侧缘、坝间和滩微相。

(2) 研究区发育的滩坝与三角洲砂体受湖浪和湖流的二次改造有关。在卡普沙良群沉积早期主要发育三角洲侧缘和前缘改造型滩坝，沉积晚期研究区形成水下低隆起，在其周缘地区易形成水下低隆起型滩坝。

(3) 研究区卡普沙良群SQ3沉积期，ym7号断裂带井区发育的叠置连片滩坝砂及SQ4沉积期水下低隆起周边发育的滩坝砂是研究区有利的储集体，为后续勘探的重点目标。