准噶尔盆地沙湾凹陷西斜坡陆相湖盆重力流沉积特征与油气关系

高宇慧 ,佟莹 ,黄会会 ,刘荷冲 ,黄党委

（1.中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆 克拉玛依 834000；2.新疆皓登科技有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000；3.中国石油新疆油田分公司陆梁油田作业区,新疆 克拉玛依 834000；4.中国石油新疆油田分公司风城油田作业区，新疆 克拉玛依 834000）

沙湾凹陷属准噶尔盆地中央坳陷二级构造单元，西面紧邻红车断裂带，东面为北盆1 井西凹陷，北面与中拐凸起相邻（图1）。沙湾凹陷早二叠世具“前陆沉积”特征，楔形体明显，大型逆推断层体系控制了坳隆格局，形成多支伸向生烃凹陷的大型鼻凸，为“三新”勘探领域。研究结果表明,二叠系上乌尔禾组沉积相为山前冲积扇及辫状河三角洲平原相与辫状河三角洲前缘相的交互相。但三角洲前缘完钻的试油井产能差异较大，分析原因可能为多因素控制下发育的砂体在垂向和横向上存在明显的差异，对油藏分布具较强的控制作用。近年来，陆相湖盆重力流沉积一直是油气藏勘探和研究最为活跃的领域[1-4]。前人对沙湾凹陷重力流沉积也做了一些研究，但主要在重力流沉积类型、沉积特征方面，而重力流成因及沉积模式方面研究不充分。本次研究通过对野外露头、岩心、测井等资料分析，结合重力流沉积背景下各成因砂体测井曲线形态、垂向发育厚度、连续性及组合特征，在对湖相重力流沉积类型、沉积特征研究的基础上，精细刻画了砂体结构特征，分析沉积相和砂体结构对油藏分布的影响，沙门子前缘相带有利目标发育，新识别岩性目标9个/122 km2，资源量达7 000×104t，对油气勘探具有重要意义[5-8]。

图1 沙湾凹陷西斜坡研究区构造位置图Fig.1 Structural location of the study area for the west slope of Shawan sag

1 重力流成因及沉积模式

重力流是由含大量悬浮物质的高密度流体在重力驱动下，沿斜坡向下呈整体块状移动的阵发性、短暂性的快速沉积。通常情况下，沉积物再搬运、洪水持续供给、漂浮羽流卸载是陆相湖盆重力流沉积主要的成因机制。重力流沉积相域类型、块状砂岩内部沉积特征和逆正粒序沉积特征精细解析可揭示重力流沉积成因。在流动过程中，随沉积物与水的混合作用及沉积物的卸载，沉积物浓度减小并发生流态转变，不同重力流之间发生相互转化。据沙湾凹陷岩心观察和薄片、粒度等测试资料分析，研究区陆相盆地重力流形成机制多样，外部形态极为复杂。受重力流形成机制、坡折带形态、坡折带古地貌和同沉积断裂的影响，重力流并非呈经典扇形，按形态可分为水道-湖底扇、扇形和二大类[8-13]（图2）。

表明漂浮流体的卸载沉降同样是形成深水重力流的重要成因机制。在流动过程中其不断发生滑塌、破碎成多个块体，随沉积物卸载和水注入，岩层块体破碎搅混、软沉积物发生变形，发生流态转化[13-14]。

2 沉积特征分析

通过完钻井的岩心、单井沉积序列、沉积相、地震相、测井相，结合古地貌分析，沙湾凹陷西斜坡二叠系上乌尔禾组主要发育扇三角洲沉积体系，可细分为扇三角洲平原及扇三角洲前缘。

2.1 扇三角洲平原亚相

扇三角洲平原以褐色、灰绿色砾岩、砂砾岩为主，磨圆多呈棱角-次圆状，分选较差，碎屑成分中泥质含量相对较高，物性相对较差。CP5 井区小河道下切充填特征明显，表明为短物源沉积，储层欠发育，相对规模储层分布在河道上倾方向。剖面线上厚层：振幅相对较弱，频率较低；互层：振幅相对较强，频率较高[15-18]。结合地震剖面可看出，陆相湖盆重力流水下分流河道在剖面及单井相特征上呈北部宽而缓（图3），具河流相沉积构造背景。

图3 陆相湖盆重力流水下分流河道剖面图Fig.3 Profile of gravity flow distributary channel in continental lake basin

2.2 扇三角洲前缘亚相

沙湾凹陷二叠系上乌尔禾组扇三角洲前缘岩性为灰绿色砂砾岩、细砂岩、泥质粉砂岩互层，砾石分选较好，磨圆较好，泥质含量低，物性整体较好。目前已完钻的CP5井上乌尔禾组乌二段岩心为含砾砂岩。见细砂岩与粗砂岩互层，发育交错层理，整体呈现下粗上细的正旋回特征，粒度粗细变化明显，C-M图集中发育在牵引流区域内，河道沉积特征明显。SP1 井上乌尔禾组乌二段岩心磨圆较差，但有一定分选，表明搬运距离相对短，经过淘洗，颜色为灰色，粒度概率累计曲线多呈三段、多段式,C-M图粒度分散在重力流、牵引流两部分，具良好扇三角洲前缘水下分流河道沉积指相性（图4）。前缘相带低杂基，较粗粒的砂质细砾岩颗粒支撑力强，抗压实能力强(图4-d)；经两期溶蚀，5 000 m 埋深以下仍发育有效储层。南部陡而深，具快速堆积，扇三角洲沉积的构造背景。

图4 沙湾凹陷CP5井（4 367.8 m）(a，b)及ST2井（5 194.64 m）(c，d)二叠系上乌尔禾组岩心及物性对比图Fig.4 Core physical properties of Permian upper Wuerhe formation of well cp5(4 367.8 m)(a，b)and well ST2(5 194.64 m)(c，d)in Shawan sag

3 沙湾凹陷西斜坡有利油气聚集条件分析

通过地震相，刻画南北不同物源的沉积界线，优选地震属性精细刻画亚相边界，明确了乌尔禾组各相带展布规律。由于受不同沉积环境、湖盆底形、物源供给、水动力强弱等沉积-地质因素的差异性控制，沙湾凹陷西斜坡向盆地中心砂体有减薄趋势，主要发育河口砂坝、远砂坝。砂岩分选性较近物源方向更好，泥质含量更低，物性有变好趋势。而厚砂-薄砂-泥互层型和薄砂-厚泥互层型结构中发育的单砂体厚度相对较小，多以孤立型存在，砂岩粒度细、物性差，砂体间的泥质隔层阻碍了油气垂向运移，导致孤立的单砂体含油性差，多为差油层或干层。本次研究三角洲前缘完钻的试油井产能差异较大，主要是利用实际生产及现场试油等数据与沉积相平面图对比，可发现高产井不仅位于构造高点，还位于沉积相主河道或附近。处于两大主河道之间的CH67井，表现出产量低（日产6 m3）、压力明显偏低、生产效果差的现象。而ST1井上乌尔禾组钻遇前缘有利相带，但砂体规模有所不同。上乌尔禾组主要发育前缘相带薄砂体，乌一段，乌二段退积形成的薄砂层与湖侵形成的泥岩组合，易形成岩性油气藏[19](图5)。

图5 沙湾凹陷西斜坡二叠系上乌尔禾组振幅属性平面图（a）及有利区风险勘探成果图（b）Fig.5 Amplitude attribute plan of upper Wuerhe formation of Permian in west slope of Shawan Sag(a)and risk exploration results of favorable areas(b)

综合以上分析，沙湾凹陷西斜坡二叠系储层物性主要受沉积相带控制，储层主要为扇三角洲前缘亚相的水下分流河道。由于水动力条件较强，砂砾间泥质杂基含量受淘洗后普遍较低且分选较好，致使储层物性明显好于其它沉积相带，沙湾凹陷上乌尔禾组北部物源供给欠补偿，相对规模储层分布在上倾方向,部署上钻ST001井；南部物源供给充足，规模储层发育，有利储层分布在下倾前缘方向,部署上钻风险探井ST2井、ST002井。

4 几点认识

（1）通过对沙湾凹陷西斜坡精细解释、沉积相分析，认为二叠系多期砂叠置厚层型、厚砂-薄泥互层型砂体结构，具叠合砂体厚度大、垂向连续性较好、横向延伸远等特征。

（2）上乌尔禾组发育扇三角洲前缘亚相水下分流河道为沉积优势相带。砂质碎屑流沉积区虽是油气藏有利聚集分布带，但分布面积较广。

（3）通过构造演化背景下的“地形分源，单井控点、属性画界”的沉积相精细雕刻技术，细化了沙湾凹陷上乌尔禾组沉积体系，明确了“北河南扇”的沉积特征，落实了规模储层发育带。在重力流沉积特征研究基础上，结合砂体结构特征，进一步细化有利目标，为风险勘探有利区优选提供新的研究思路。