准噶尔盆地西北缘车排子凸起沙二段沉积特征研究

胡艳飞，孔庆莹

(1.中海油研究总院有限责任公司，北京 100028； 2.中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院，北京 100083)

研究区处于准噶尔盆地西北缘，临近四棵树凹陷、昌吉凹陷两大生烃中心，构造形态简单，为一东南倾单斜构造，地势平坦，受区域性扭张性应力作用[1]，发育许多近乎直立的低序级断层。目前勘探重点在于沙一段，对沙二段、沙三段的认知较少，尤其沉积类型及特征不明确，该因素是目前制约车排子勘探突破的瓶颈。关于车排子凸起沙二段沉积体系存在不同的看法：向奎等[2]认为车排子地区为扇三角洲沉积体系；杨少春等[3]认为车排子沙二段为辫状河三角洲沉积；刘传虎等[4]认为车排子沙二段为滩坝砂沉积；叶茂松等[5]认为车排子地区沙二段为冲积扇+曲流河沉积。本文在前人研究的基础上，利用岩心资料、测井资料等，明确车排子沙二段沉积类型，沉积演化规律，为下部油气“甜点”提供参考。

1 物源分析

关于车排子物源存在几种观点：张世奇等[6-7]利用地层倾角法、砂岩成分成熟度法，明确研究区物源来自北西方向的扎伊尔山；操应长等[8]利用古地貌分析法、岩屑组分分析法，明确研究区物源来自北西扎伊尔山、南西伊林黑比尔根山；金强等[9]利用岩心特征、矿物组合变化法，认为车排子凸起物源来自北西、东北扎伊尔山、南西伊林黑比尔根山。在古地貌分析的基础上，利用砂砾岩百分含砾展布法，对车排子地区沙二段物源进行研究。沙二段沉积时期，车排子古地貌呈“隆—坡—凹”格局，隆起区(遭到剥蚀而无沉积的高地)位于西部，向东南变缓，演变成“坡”，再到“凹”。随着水体向更远方向搬运，砂砾岩含量逐渐减少。研究区沙二段沉积时期古地貌形态及砂地比等值线如图1所示。由图1可以看出，砂砾岩含量自西向东逐渐减少，到了C65出现分叉。综合得出，沙二段物源为西部供给，由西向东搬运，到了东部地区(C65)附近出现再分配。

图1 研究区沙二段沉积时期古地貌形态及砂地比等值线Fig.1 Paleogeomorphic morphology and sand ground ratio isoline during the sedimentary period of the second member of Shahejie Formation in the study area

2 沉积相类型

2.1 岩相标志

灰色、灰绿色代表还原环境，红色、红褐色代表水体较浅，代表氧化环境[10]。通过岩心及镜下观察统计，车排子沙二段颜色比较丰富，说明其水体环境比较动荡；粒度整体较粗，主要为砂砾岩、中—细砾岩；发育块状层理、侧积交错层理等沉积构造，偶见冲刷充填构造(图2)。

2.2 测井相标志

通过测井相分析可以明确沉积相类型[11]。①箱形测井相：GR曲线呈微齿状箱形，SP呈光滑箱形，代表水动力强，物源充沛，代表曲流河河道微相[12]；②钟形测井相：GR、SP呈钟形，下部曲线值增高，向上逐步变小，沉积粒度自下而上由大变小，沉积环境由低能到高能，代表河道或曲流河三角洲分流河道微相[13]；③漏斗形测井相：GR、SP曲线形态呈漏斗形，顶部数值较大，反韵律沉积，水动力由强变弱，代表天然堤；④平直无幅形测井相：GR、SP曲线形态呈直线型，表明水动力较弱，代表冲积平原[14]；⑤指形测井相：GR、SP曲线形态呈指形，沉积物粒度较细，代表决口扇(图3)。

图2 玛湖凹陷沙二段组岩心照片Fig.2 Core photos of Shahejie Formation 2 in Mahu Depression

图3 研究区沙二段测井相标志Fig.3 Logging facies signs of the second member of Shahejie Formation in the study area

2.3 沉积相类型

(1)曲流河三角洲平原亚相。由于分流河道的冲刷作用，未沉积三角洲前缘亚相。但因为水上沉积背景，泥岩表现为红色、红褐色，代表分流河道、分流间湾微相(图4)。

图4 曲流河三角洲平原亚相(C4)Fig.4 Subfacies of the meandering river delta plain(C4)

(2)曲流河三角洲前缘亚相。曲流河三角洲前缘以沉积灰色、灰绿色泥岩等划分原则，地震反射表现叠瓦状前积反射结构，沉积水下分流河道、水下分流间湾沉积微相。水下分流河道沉积微相：底部可见底冲刷面，GR呈中高幅的钟形、箱形。水下分流间湾沉积微相：还原—弱还原的水下环境，测井响应低幅或齿化平直形，异常较少(图5)。

(3)曲流河相。该沉积微相主要发育研究区西部，研究区东部主要沉积河床、河漫2种亚相。河床亚相GR、SP呈钟形或齿化钟形，RT值高，泥岩含量较低，地震反射响应为高连续性平行地震相，地震属性上，曲流河形态清晰。河漫亚相以泥岩为主，夹粉细砂岩，GR、SP呈平直形或齿化平直形特征(图6)。

2.4 单井相

P20沉积灰色含砾中、细砂岩及砖红色、灰绿色泥岩、粉砂质泥岩，垂向上岩性、测井曲线表现明显，可以很好地代表沉积相类型演化，沙二段早期为还原沉积背景，砂岩段岩性较细，下部沉积细砾岩，表明水下分流河道沉积[16-20]。到沙二段晚期，砂岩含量逐步降低，且粒度变细，代表频繁暴露的陆上沉积特征，表现曲流河相沉积特征。其中砂岩测井曲线为低幅箱型；泥岩测井曲线为齿化直线，电阻率曲线平直(图7)。

图5 曲流河三角洲前缘亚相(P20)Fig.5 Subfacies in the front edge of meandering river delta(P20)

图6 曲流河相(P16)Fig.6 Meandering river facies(P16)

图7 P20单井相分析Fig.7 P20 single well facies analysis diagram

2.5 连井相

过Su1—Su3—C65—C4—C18—P8连井相对比剖面如图8所示。由图8可以看出：早期发育曲流河相、曲流河三角洲相，西部的Su1—Su3井区沉积灰色砂岩、红褐色泥岩，代表河道、河漫滩微相。东部见曲流河三角洲相，在C65—C4井区附近沉积红褐色泥岩，代表平原亚相；在C18—P8井区附近，泥岩以灰绿色为主，代表三角洲平原亚相。沙二段晚期，泥岩以大套红褐色为主，是典型的暴露环境沉积，演变为曲流河相沉积。

2.6 平面相

沙二段沉积相平面如图9所示。由图9可以看出，物源由西向东供给，早期主要发育曲流河相、曲流河三角洲沉积相。曲流河相主要分布在研究区的西部，在剖面图上表现为大套红褐色泥岩夹杂砂岩，是典型的曲流河相，砂体厚度在Su131附近厚达30 m，是该时期主河道的位置，在剖面上存在多套厚层砂岩，说明多期河道砂体的叠加，河道的位置一直在变化，Su8、Su17附近沉积红褐色泥岩，该地区为大面积发育的河漫滩。三角洲前缘亚相主要分布在研究区东部在C65附近，多套红色泥岩与砂岩的互层，发育为三角洲平原亚相，砂体厚度稍微变小，在20 m左右，且往东出现多个厚砂层，说明有分流河道的出现，在C4以东，泥岩颜色变成了灰色、灰绿色，说明进入了水下环境，发育三角洲前缘亚相，从砂体分布的形态来看，三角洲前缘扇主要向东部和东南部再分配，水下分流河道中沿主流线方向河道砂发育，P20、P8都是主河道的位置(图9)。

图9 沙二段沉积相平面Fig.9 Sedimentary facies plan of the second member of Shahejie Formation

晚期砂体厚度变薄，曲流河三角洲范围向东大幅缩小直至消失。其中，西部砂体靠近物源区，较东部砂体厚度大，在Su12厚达20 m，是主河道的位置；而Su1、Su3砂岩厚度<5 m，沉积大套红褐色泥岩，代表河漫滩，表明后期河道向北迁移；Su8、Su17附近沉积大套的红褐色泥岩，发育河漫滩，在C4以东，主河道分出2个河道，一个平行坡折带向东流，一个流向凹陷区的P20附近。

3 沉积演化规律

沙二段沉积相模式如图10所示。

图10 沙二段沉积相模式Fig.10 Sedimentary facies model of the second member of Shahejie Formation

通过图10可以看出：早期发育曲流河—曲流河三角洲沉积体系，曲流河由西向东流，物源供给充足，砂体沉积较厚，砂体之间是以红褐色泥岩为主的冲积平原，到了研究区东部演变成曲流河三角洲，扇体向东部坡折带和东南部的凹陷带再分配。晚期曲流河沉积体系，仍旧为西部物源，河流由西向东流，东部分叉，一支平行构造坡折带向东流，一支流向东南部的凹陷带，砂体厚度减小，泥岩厚度增大，砂体之间为大套的红褐色、紫红色泥岩构成的冲积平原。

4 有利区

综合考虑研究区物源、沉积特征，提出3个有利目标，分别位于P20附近、C65附近和Su1—Su3井附近(图11)，目标优选原则：①属于河道沉积微相；②砂岩上部沉积一套稳定的泥岩，起到盖层作用。

(1)有利区1带。位于P20附近，沙二段早期沉积厚度大，其中砂体叠合厚度>30 m，砂岩含量>40%；晚期发育曲流河河道，单层砂体厚，砂体叠合厚度达到35 m，上部沉积稳定的泥岩盖层，是良好的储层，属于Ⅰ级储层。

(2)有利区2带。位于C65附近，早期砂体叠合厚度达到45 m，砂岩含量>40%；晚期发育曲流河河道，岩性以含砾砂岩和中粗砂岩为主，单层砂体厚，同有利区1带一样，均属于Ⅰ级储层。

图11 沙二段有利区位置Fig.11 The location of the favorable area of the second section of Shahejie Formation

(3)有利区3带。位于Su1—Su3井之间，研究区西部，离物源较近，早期地层厚，砂体连续性较好，砂体叠合厚度35 m，砂岩百分含量>50%，晚期发育曲流河河漫平原，沉积稳定的泥岩盖层，属于Ⅱ级储层。

5 结论

(1)通过古地貌分析、砂砾岩百分含量展布等方法共同分析，沙二段物源来自西部物源，到达东部地区发生了分叉，一部分平行坡折带继续流动，一部分流向东南部的凹陷区，晚期沉积物供给的能力变弱。

(2)通过对车排子地区岩心录井、测井资料分析，明确沙二段发育曲流河、曲流河三角洲沉积体系类型。车排子地区沙二段早期，研究区西部发育曲流河相，东部发育曲流河三角洲沉积相；沙二段晚期，发育曲流河相，河流平行构造坡折带由西向东流，在研究区东部分成2支河道。

(3)最终提出有利目标：分别位于P20井区、C65井区和Su1—Su3井之间，可以为下部勘探提供参考。