乌夏南斜坡克上组沉积微相及演化特征研究

涂智杰

(长江大学工程技术学院，湖北 荆州 434020)

0 引 言

准噶尔盆地西北部玛湖凹陷周缘斜坡带是盆地油气增储建产的重要勘探区[1-3]，三叠系克拉玛依组和百口泉组岩性油气藏成为主要的勘探潜力层系[4-6]。沉积相是石油地质研究中的重要组成部分，是油气勘探部署与开发评价的地质基础。前人对准噶尔盆地在西北缘构造带与玛湖凹陷之间的斜坡带沉积相研究主要集中在三叠系各组的沉积相和沉积亚相[7-10]，而针对沉积微相的研究程度相对较低，有利储层砂体范围不落实，无法有效指导井位部署和精细勘探的实施。对此，为明确乌夏南斜坡克拉玛依组上段(简称克上组)沉积微相，通过岩心和薄片观察，结合测录井资料，对岩石类型、沉积构造和测井相等沉积相识别标志进行分析，进而划分沉积微相和平面分布范围，明确有利沉积砂体展布范围，探讨沉积演化过程，为下一步油气勘探开发部署提供依据。

1 区域地质概况

准噶尔盆地位于新疆维吾尔自治区北部，为阿尔泰山、天山山系以及西准噶尔界山夹持的三角形封闭式内陆盆地，面积约为13.5×104km2。乌夏南斜坡构造位于盆地西北缘地区乌夏断裂带和玛湖凹陷之间，自早石炭世末期开始进入陆相湖盆阶段，经历了3期前陆盆地和2期坳陷盆地演化，多期构造演化导致其形成了典型的叠合盆地特征[11-12]。研究区三叠系整体表现为统一的内陆坳陷，发育河流—湖泊相沉积。克拉玛依组是早三叠世的干旱山麓平原环境至晚三叠世温湿河湖沼泽之间的过渡沉积，发育扇状三角洲、辫状河三角洲和湖泊相。克拉玛依组分下段和上段，上段以浅湖环境为主，在盆地西北缘三角洲前缘亚相沉积最为发育。截至2019年年底，研究区克上组试油12口井，获工业油流6口井，有利储层均为河道沉积砂体，油藏分布明显受沉积控制。为此，急需加强沉积微相地质研究，指导下一步勘探部署。

2 沉积相识别标志

通过对乌夏南斜坡克上组各井所钻遇的岩石类型、泥岩颜色、层理构造、沉积构造等相标志的综合分析，将克上组分为5个小层，6个沉积微相类型(图1)。

图1 乌夏南斜坡克上组沉积相综合柱状图Fig.1 Composite column of sedimentary facies in Keshang Formation of Wuxia south slope

2.1 岩石类型

通过对研究区5口取心井的74块岩心样品资料的观察和统计，结合研究区录井岩性厚度柱状图，确定研究区克上组岩性种类多样。乌夏南斜坡克上组岩性为砂砾岩、含砾中-细砂岩、细砂岩、泥岩。其中，T2k21岩性以砂泥岩互层为主，顶部发育砂砾岩、砂岩；T2k22为泥岩层，中部夹砂岩；T2k23以砂岩为主，含厚层砂砾岩；T2k24、T2k25为泥岩层，夹细砂岩、粉砂岩。

2.2 沉积构造

沉积构造反映了沉积介质的性质、流体的水动力状况、沉积物的搬运和沉积方式。通过对克上组取心井的岩心观察与描述，发现研究区沉积构造类型较少，主要包括粒序层理、平行层理、块状层理、冲刷充填构造等。

块状层理常见于泥岩及厚层的粗碎屑岩中，其层内物质均匀，组分、结构无差异(图2a、b)，一般认为由沉积物的快速堆积形成。

粒序层理包括正粒序(递变)层理(图2c)和反粒序(递变)层理(图2d)。正粒序为粒度由底部至顶部由粗逐渐变细，反之则称为反粒序。正粒序层理底部常伴随有冲刷面，粒度由底部向上逐渐变细。

图2 乌夏南斜坡岩心特征Fig.2 Core features of Wuxia south slope

平行层理是在高流态中由平坦的河床砂迁移沉积所形成，在研究区砂岩中常见该类型层理(图3e—g)，与水平层理相似，是在较强的水动力条件下定向水流作用的结果，主要发育在乌夏南斜坡主河道带。

冲刷充填构造在乌夏南斜坡主要出现在近源区，冲刷面附近有砂砾岩发育，见粒序层理或韵律层理(图3h)。

2.3 测井相特征

研究区取心段岩石类型与测井曲线形态对比结果显示：水下分流河道测井曲线为中部微齿的箱形或钟形，上部细齿增加，底部突变，该组曲线形态对应了厚层含砾砂岩、粗砂岩，以正粒序为主；河口坝为中—高幅漏斗形，下部齿化，齿中线向上由缓变陡，该组曲线形态对应了中—厚层细砂岩、粉砂岩、夹薄层泥岩，以反序为主；席状砂为指形或漏斗形，齿化，曲线幅度较低，该组曲线形态对应了薄层粉砂岩与泥岩互层；分流河道间为中—低幅指形或薄层漏斗形，该组曲线形态对应了泥岩中夹薄层粉砂岩、泥质粉砂岩。

3 沉积微相划分及特征

风南2—风南1—风南402—风南404—玛16连井剖面显示(图3)，该剖面为一条顺物源方向剖面，风南2井最接近物源，玛16井离物源最远，整个剖面切顺物源方向的一些三角洲水下分流河道分支，T2k21和T2k23砂体的连通性较好。剖面整体在风南2井附近发育更多的水下分流河道砂体，顺物源方向至玛16井，河口坝、席状砂砂体增多。从垂向上看，由T2k25向T2k21，表现出湖平面逐渐下降、砂体的发育规模逐渐增大的趋势。

图3 风南2—风南1—风南402—风南404—玛16连井沉积剖面Fig.3 Sedimentary section through wells FN2-FN1-FN402-FN404-Ma16

玛27—风南401—风南407—夏81—夏032连井剖面(图4)显示，该剖面为一条垂直物源方向剖面，玛27井在最西侧，夏032井在最东侧，整个剖面切过研究区内2个主要三角洲分支。在该剖面中，砂体的发育规模由T2k25向T2k21逐渐增大，表现出湖平面逐渐下降，连通程度逐渐变好。砂体类型由T2k25发育的席状砂、滨浅湖砂、河口坝为主，过渡为T2k21的水下分流河道砂为主。T2k21和T2k22砂体厚度非常大，显示出三角洲厚层叠置的特征。风南407—夏81—夏032井沉积特征发育较为相似。

图4 玛27—风南401—风南407—夏81—夏032连井沉积剖面Fig.4 Sedimentary section through wells Ma27-FN401-FN407-Xia81-Xia032

4 沉积微相平面分布特征

研究区克上组属于三角洲沉积体系，物源来自于北部，河道为北东—南西走向。平面上，研究区沉积微相包括水下分流河道、河口坝、分流间湾、滨浅湖和席状砂等。克上组厚砂岩、砂砾岩为优势储层，主要为水下分流河道及河口坝，各小层有利储层沉积砂体面积为50～110 km2。

4.1 T2k25沉积时期

T2k25沉积时期湖平面最高，水动力条件最弱，三角洲向湖盆方向的延伸距离最近，物源主要来自于北西方向，研究区内主要发育2支较大的水下分流河道和1支较小的水下分流河道(图5a)。2支较大水下分流河道向南东方向延伸距离不超过10 km，较小1支仅延伸2 km左右。在风南408、风南404等井区发育小面积的河口坝沉积，在玛158、艾克1、风南405、风南16井附近发育少量的席状砂沉积，三角洲水下分流河道之间还发育水下分流间湾微相，其他区域均被滨浅湖相覆盖。

4.2 T2k24沉积时期

T2k24沉积时期湖平面开始降低，水动力条件逐渐增强，三角洲向湖盆方向的延伸距离增大，物源主要来自于北东和北西方向，在研究区内主要发育3支水下分流河道(图5b)。其延伸距离整体增大至6～11 km。在风南2、风南17井西侧、夏93井西侧等区域发育河口坝沉积，在风南404、风南407、风南409井附近发育席状砂沉积，三角洲水下分流河道之间发育水下分流间湾微相有所增多，其他区域均被滨浅湖相覆盖。

4.3 T2k23沉积时期

T2k23沉积时期湖平面继续降低，水动力条件继续增强，三角洲向湖盆方向的延伸距离继续增大，物源同样主要来自于北东方向，在研究区内主要发育3支水下分流河道(图5c)。水下分流河道延伸距离整体继续增大至7～12 km。在风南409、玛157井等区域发育河口坝沉积，在玛17井和玛13井附近发育小面积席状砂沉积，三角洲水下分流河道之间发育水下分流间湾微相仍然较多，其他区域均被滨浅湖相覆盖。T2k23沉积时期砂体发育面积较大。

4.4 T2k22沉积时期

T2k22沉积时期湖平面继续降低，水动力条件继续增强，三角洲向湖盆方向的延伸距离继续增大，物源同样主要来自于北东、正北和北西方向，在研究区内仍然发育3支水下分流河道，继承了T2k23沉积时期特征(图5d)。在玛27井东侧、风南406井西侧等区域发育河口坝沉积，在玛13、玛16、玛15井附近发育小面积席状砂沉积，三角洲水下分流河道之间发育水下分流间湾微相仍然较多，其他区域均被滨浅湖相覆盖。T2k22沉积时期砂体发育面积较大。

4.5 T2k21沉积时期

T2k21沉积时期湖平面达到最低，水动力条件最强，三角洲向湖盆方向的延伸距离最大，在研究区内仍然发育2支水下分流河道，物源来自北东向(图5e)。水下分流河道延伸距离整体最大，均在10 km左右，水下分流河道发育横向宽度也进一步加大。在玛154、玛157、玛16、风南406、风南405井等区域发育河口坝沉积，在玛150井附近发育小面积席状砂沉积，席状砂发育面积最小，三角洲水下分流河道之间发育水下分流间湾微相较少，其他区域均被滨浅湖相覆盖。

图5 乌夏南斜坡克上组各层沉积微相Fig.5 Sedimentary microfacies of various members of Keshang Formation in Wuxia south slope

5 沉积相演化特征

准噶尔盆地受二叠纪沉积后海西晚期的构造作用使该区长期处于隆升状态而被剥蚀夷平，导致乌夏南斜坡三叠纪早期仍在被剥蚀，并未有上覆地层沉积[13-22]。中三叠世，盆地西北缘隆起前缘的中拐凸起沉积了一套三角洲前缘沉积亚相，水下分流河道、河口坝、分流间湾和滨湖相沉积微相较为发育。中三叠世早期，受盆地西北缘隆起影响，乌夏南斜坡物源来自于西北部。由于T2k21和T2k23沉积期西部隆起强烈，存在2～3条主河道，河口坝较为发育，形成2套厚层砂岩、砂砾岩储层。中三叠世晚期，在隆起构造活动弱期，限制了物源供给强度，乌夏南斜坡湖盆逐步扩大，T2k24和T2k25沉积期大面积发育滨湖相沉积微相，水下分流河道和河口坝微相分布面积减小。

根据沉积微相分析结果，落实研究区克上组有利砂体面积范围为50～110 km2，原油地质储量达到303.60×104t，主要分布在北部近物源水下分流河道及河口坝等优势沉积微相。目前，已在T2k21和T2k23近物源水下分流河道沉积微相区部署6口探井，试油日产油为4.91～32.11 t/d，平均日产油为16.25 t/d，证实该区克上组具有较大油气勘探潜力。建议根据优势沉积微相砂体的延伸方向进行下一步勘探部署。

6 结 论

(1) 乌夏南斜坡克上组岩性为砂砾岩、含砾中细砂岩、细砂岩、泥岩。沉积构造包括粒序层理、平行层理、块状层理、冲刷充填构造。研究区物源来自于北部，沉积微相包括水下分流河道、河口坝、分流间湾、滨浅湖、席状砂和决口扇等。

(2) 中三叠世早期，存在2～3条主河道，形成2套厚砂岩、砂砾岩优势储层。中三叠世晚期，T2k24和T2k25沉积期发育大面积滨湖相沉积，水下分流河道和河口坝微相面积减小。

(3) 落实克上组各层有利砂体面积为50～110 km2，近物源水下分流河道及河口坝等优势沉积微相具有较大的勘探潜力，可根据优势砂体的延伸方向进行下一步勘探部署。