李偉才，樊中海，楊曉培，王雨辰，馬奎祥

（1.中國(guó)石化河南油田分公司博士后科研工作站，河南南陽(yáng)473132；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）博士后科研流動(dòng)站，武漢430074；3.中國(guó)石化河南油田分公司，河南南陽(yáng)473132；4.中國(guó)石化河南油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，鄭州450018；5.成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，四川樂(lè)山614000）

春光油田古近系砂體成因類(lèi)型及控制因素

李偉才1，2，樊中海3，楊曉培4，王雨辰5，馬奎祥4

（1.中國(guó)石化河南油田分公司博士后科研工作站，河南南陽(yáng)473132；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）博士后科研流動(dòng)站，武漢430074；3.中國(guó)石化河南油田分公司，河南南陽(yáng)473132；4.中國(guó)石化河南油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，鄭州450018；5.成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，四川樂(lè)山614000）

春光油田位于準(zhǔn)噶爾盆地西緣車(chē)排子凸起，由于其砂體厚度薄、成因類(lèi)型多樣，導(dǎo)致儲(chǔ)層預(yù)測(cè)難度加大。綜合利用三維地震、測(cè)井、巖心及分析測(cè)試資料，運(yùn)用高分辨率層序地層學(xué)方法，建立了春光油田古近系層序地層格架，并對(duì)其砂體的成因類(lèi)型進(jìn)行了劃分，從巖性特征、沉積厚度及分布特征等方面總結(jié)了各類(lèi)砂體的識(shí)別標(biāo)志，又從水體深度、物源供給、水動(dòng)力條件及地層發(fā)育樣式等4個(gè)方面，探討了砂體類(lèi)型及分布規(guī)律的控制因素，并建立了春光油田古近系砂體成因模式。研究結(jié)果表明：春光油田古近系地層以辮狀河三角洲及湖相沉積為主，發(fā)育辮狀河三角洲前緣、前三角洲及濱淺湖亞相；砂體成因類(lèi)型主要為水下分流河道砂體、前緣席狀砂體和灘壩砂體。平緩的地形、豐富的物源、湖平面的頻繁變化及波浪的側(cè)向改造均是春光油田古近系砂體成因的主要控制因素。

砂體分布；成因類(lèi)型；控制因素；車(chē)排子地區(qū)；春光油田

0　引言

準(zhǔn)噶爾盆地西緣車(chē)排子地區(qū)位于前陸盆地的造山帶前緣隆起斜坡帶上，為典型的巖性油氣藏發(fā)育區(qū)。盆地中新生界經(jīng)歷了多幕逆沖擠壓構(gòu)造作用［1-2］，由于砂體沉積厚度薄、成因類(lèi)型多樣，導(dǎo)致儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)難度加大。前人對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地的地層［3-4］、構(gòu)造［5-6］、沉積特征［7-11］、儲(chǔ)層特征［12-13］及成藏［14-15］等均開(kāi)展過(guò)研究和探討，并取得了一些認(rèn)識(shí)。對(duì)于砂體成因類(lèi)型，前人雖進(jìn)行過(guò)相關(guān)研究，但研究區(qū)域主要為準(zhǔn)噶爾盆地腹部，研究層位主要為侏羅系［16-17］。準(zhǔn)噶爾盆地西部春光油田古近系埋藏較淺，物性較好，是目前主要的含油層段和勘探目的層。筆者綜合運(yùn)用地質(zhì)、測(cè)井、鉆井及地震資料，并應(yīng)用沉積學(xué)與層序地層學(xué)分析方法，建立春光油田古近系地層格架，利用構(gòu)造及測(cè)井相特征，在巖性與測(cè)井曲線形態(tài)等方面，對(duì)研究區(qū)內(nèi)沉積體系進(jìn)行識(shí)別，并在此基礎(chǔ)上對(duì)各類(lèi)砂體的分布規(guī)律及控制因素進(jìn)行分析，進(jìn)而明確春光油田古近系砂體的成因類(lèi)型及主要控制因素，以期為該區(qū)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及后期油氣勘探開(kāi)發(fā)提供地質(zhì)依據(jù)。

1　地質(zhì)概況

車(chē)排子凸起是晚海西早期形成的一個(gè)長(zhǎng)期繼承發(fā)育的三角形古凸起，其主體走向?yàn)楸蔽鳌蠔|至東西向，地層具有南東厚、北西薄的楔狀體特征［4-5］。春光油田區(qū)域構(gòu)造位于車(chē)排子凸起地區(qū)東部，其西面和北面均鄰近扎伊爾山，南面為四棵樹(shù)凹陷，向東以紅-車(chē)斷裂與昌吉凹陷相接，面積為1 023 km2（圖1）。春光油田總體為一東南傾的單斜，多期構(gòu)造升降使地層遭受強(qiáng)烈剝蝕。地層自下而上發(fā)育古生界石炭系（C），中生界白堊系（K），新生界古近系（E）及新近系（N），整個(gè)古近系與下伏地層為角度不整合接觸。目前，春光油田白堊系Ⅲ砂組、Ⅳ砂組，古近系Ⅱ砂組、Ⅲ砂組及新近系沙灣組均具有良好的勘探前景，是目前主要的勘探層系。

圖1　春光油田區(qū)域構(gòu)造位置及地質(zhì)構(gòu)造特征Fig.1　Regional structural location and geological structure of Chunguang Oilfield

2　層序地層格架

車(chē)排子地區(qū)古近系在地震剖面上具有中等偏弱振幅、連續(xù)性中等偏差的反射特征，地層內(nèi)部存在“底超、頂削”的現(xiàn)象，地層底部超覆在石炭系基底或白堊系之上，地層頂部被上覆的新近系沙灣組地層削截。綜合利用地震、測(cè)井及巖心等資料，在層序界面識(shí)別的基礎(chǔ)上，建立了春光油田古近系層序地層格架（圖2）。春光油田古近系受構(gòu)造及盆地沉降作用的影響，自下而上可識(shí)別出2個(gè)三級(jí)層序（旋回）：紫泥泉子組層序和安集海河組層序。在這2個(gè)三級(jí)層序內(nèi)可劃分出湖擴(kuò)體系域和高位體系域（由于研究區(qū)位于斜坡部位，低位體系域在工區(qū)內(nèi)尚未出現(xiàn)）。下部紫泥泉子組層序又可細(xì)分2個(gè)砂組，即EⅠ砂組為湖擴(kuò)體系域，EⅡ砂組為高位體系域；上部安集海河組層序也可細(xì)分2個(gè)砂組，即EⅢ砂組為湖擴(kuò)體系域，EⅣ砂組為高位體系域。

圖2　春光油田古近系層序地層格架Fig.2　Sequence stratum framework of Paleogene in Chunguang Oilfield

3　砂體成因類(lèi)型及沉積特征

依據(jù)已有研究成果，春光油田古近系的主體物源來(lái)自北西方向［6-8］。從巖性特征及測(cè)井曲線形態(tài)等方面分析，在該區(qū)內(nèi)共識(shí)別出2個(gè)主要的沉積體系，即辮狀河三角洲和湖泊沉積體系。其亞相為三角洲前緣、前三角洲和濱淺湖；沉積微相為水下分流河道、河口壩、席狀砂、前三角洲泥、灘壩砂及湖相泥。砂體成因類(lèi)型主要有河道砂、席狀砂及灘壩砂，河口壩在該區(qū)發(fā)育非常少，因此對(duì)河口壩砂體不做探討。

3.1河道砂沉積特征

春光油田古近系河道砂主要為辮狀河三角洲前緣近端的水下分流河道砂體，其顯著特征是底部呈沖刷或突變接觸。由于水流能量逐漸變?nèi)?，其?nèi)部自下而上呈現(xiàn)出正粒序特征。河道砂巖性相對(duì)較粗，以灰色、淺灰色砂礫巖，含礫粗砂巖，含礫細(xì)砂巖為主，砂巖成分以巖屑為主，石英、長(zhǎng)石次之，巖屑主要為火成巖和變質(zhì)巖巖屑，顆粒呈次圓狀—次棱角狀，分選中等—差。沉積構(gòu)造主要包括塊狀層理、交錯(cuò)層理和遞變層理（圖3）。

春光油田河道砂測(cè)井曲線特征總體呈箱形和鐘形等（圖3）。鐘形反映一期完整的水流勢(shì)能由強(qiáng)變?nèi)醯倪^(guò)程，表現(xiàn)為典型的正粒序特征；箱形反映厚度較大的多期疊加層序，水流能量多期變化，表現(xiàn)為由砂體沖刷疊加而形成的粒序較均一的厚層層序特征。

圖3　春光油田春50井EⅡ砂組砂體成因類(lèi)型Fig.3　Genetic types of sand bodies of EⅡsand group in Chun 50 well in Chunguang Oilfield

3.2席狀砂沉積特征

席狀砂是指辮狀河三角洲前緣遠(yuǎn)端相對(duì)細(xì)粒的沉積物，其特點(diǎn)是砂體分布面積較大，其間被薄層泥巖隔開(kāi)，厚度較薄，砂質(zhì)較純。春光油田席狀砂沉積物為較純薄層粉砂巖、細(xì)砂巖或不等厚砂泥互層，其SP（自然電位）或GR（自然伽馬）測(cè)井曲線多為低幅的指形或齒化指形，巖性為灰色、灰綠色粉砂巖，砂巖較純，顆粒呈次圓狀，分選好（參見(jiàn)圖3）。

3.3灘壩砂沉積特征

“灘壩砂”這個(gè)術(shù)語(yǔ)實(shí)際上是“灘砂”與“壩砂”的總稱(chēng)。由于受鉆井、測(cè)井及地震分辨率的限制，目前很難將湖泊沉積體系中分布廣泛、厚度較薄的灘砂與分布狹窄、厚度相對(duì)較大的壩砂嚴(yán)格區(qū)分開(kāi)來(lái)［9-11］。實(shí)際上兩者在成因、幾何形態(tài)、砂體厚度及分布規(guī)律等方面都有一定的區(qū)別。

壩砂與灘砂均發(fā)育在濱淺湖地帶，壩砂形成于湖浪、湖流的篩選與風(fēng)暴波浪的沖刷作用，水動(dòng)力相對(duì)灘砂更強(qiáng)。壩砂一般平行或斜交于湖岸線，并沿湖岸線分布，以粉砂巖和細(xì)砂巖為主，厚度一般為6～10 m，常由多個(gè)旋回疊加組成，旋回之間為薄層湖相泥巖。單個(gè)壩砂厚度為1～3 m，總體疊置可形成細(xì)—粗—細(xì)的對(duì)稱(chēng)旋回或向上變粗的反旋回韻律。測(cè)井曲線特征上，SP或GR測(cè)井曲線呈舌形或低幅反旋回漏斗形。

灘砂是在較為平坦的地形上由湖浪和湖流作用形成的砂體，水動(dòng)力較壩砂要弱。灘砂一般平行湖岸線，砂體厚度較壩砂薄，分布范圍較大。灘砂常與湖相泥呈頻繁互層，砂巖層數(shù)多，單層厚度薄，一般小于2 m，多呈細(xì)—粗—細(xì)的對(duì)稱(chēng)韻律。巖性上，灘砂多為粉砂巖或泥質(zhì)粉砂巖，泥巖與砂巖之間為漸變接觸。測(cè)井曲線特征上，SP或GR測(cè)井曲線多呈指形或鋸齒形（圖4）。

圖4　春光油田古近系灘壩砂沉積特征Fig.4　Sedimentary features of Paleogence beach bar in Chunguang Oilfield

4　砂體分布規(guī)律

4.1砂體分布特征

春光油田古近系物源來(lái)自北西部，砂體的展布方向整體為北西—南東向。從砂體的展布來(lái)看，研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育3個(gè)規(guī)模不等的三角洲沉積體系，即東北部的春17井區(qū)、中部的春110E井區(qū)及西南部的春50井區(qū)（圖5）。

對(duì)于河道砂體而言，其分布多順物源方向，且垂直于湖岸線，其形態(tài)多為條帶狀，垂向上砂體較厚，是主要的砂體類(lèi)型。在河道砂體外圍及末端均發(fā)育前緣席狀砂，其分布面積較大，砂體厚度較薄，類(lèi)型多表現(xiàn)為薄層砂巖或砂泥巖互層。砂質(zhì)純、分選好是研究區(qū)席狀砂的顯著特征。在湖泊體系內(nèi)，發(fā)育有一定數(shù)量的灘壩砂（平行于湖岸線堆積）。由于湖泊體系主要發(fā)育濱淺湖亞相，其灘壩砂主要受湖浪及沿岸流的影響，風(fēng)暴灘壩砂基本不發(fā)育，其類(lèi)型均為砂質(zhì)灘壩，平面上多呈土豆?fàn)罨驐l帶狀分布。

圖5　春光油田古近系砂體分布特征Fig.5　The distribution features of Paleogence sand bodies in Chunguang Oilfield

整體上，春光油田古近系三角洲物源呈點(diǎn)狀供給。物源供給雖相對(duì)充足，但距離研究區(qū)較遠(yuǎn)，砂體橫向連片性一般。同時(shí)，由于車(chē)排子地區(qū)古近系地形坡度較小，三角洲前緣向湖區(qū)延伸范圍較遠(yuǎn)，導(dǎo)致部分層位河道砂延伸范圍較遠(yuǎn)，并發(fā)育一定數(shù)量的灘壩砂。

4.2砂體分布控制因素

4.2.1水體深度

對(duì)于湖盆而言，在沉積過(guò)程中水體深度的變化一方面決定了湖盆的擴(kuò)張和收縮，另一方面在地層內(nèi)部形成不同的體系域。湖盆的擴(kuò)張和收縮作用均導(dǎo)致了湖平面周期性升降，地層沉積的旋回性十分明顯。由于古近系地形高差小，湖水進(jìn)退交替時(shí)波及的面積較大，波浪及湖岸線對(duì)砂體的沉積影響范圍廣，因此不同成因砂體進(jìn)退遷移面積增大。春光油田古近系地層經(jīng)歷了多期湖水的升降變化，導(dǎo)致古近系Ⅱ砂組地層剝蝕較弱，殘余地層面積最大，各類(lèi)砂體均較發(fā)育［圖5（a）］；古近系Ⅳ砂組地層剝蝕嚴(yán)重，殘余地層面積及沉積砂體范圍較?。蹐D5（b）］。依據(jù)湖水深度的變化，可在古近系內(nèi)部劃分出不同的體系域類(lèi)型，即古近系Ⅰ砂組和Ⅲ砂組為湖擴(kuò)體系域，Ⅱ砂組和Ⅳ砂組為高位體系域。在湖擴(kuò)體系域內(nèi)，湖平面快速上升，可容空間增長(zhǎng)速率大于沉積物供給速率，其水體深度不斷變深，三角洲沉積體系向湖盆邊緣收縮，灘壩砂發(fā)育規(guī)模變小；在高位體系域內(nèi)，湖平面上升末期及下降早期，沉積物供給速率大于可容空間增長(zhǎng)速率，三角洲沉積體系向湖盆中心推進(jìn)，各類(lèi)砂體均有發(fā)育，規(guī)模變大［參見(jiàn)圖5（a）］。

4.2.2物源供給

春光油田古近系由北西至南東發(fā)育多個(gè)規(guī)模不等的三角洲沉積體系，在不同沉積時(shí)期，砂體發(fā)育規(guī)模差異較大，表明春光油田北部雖然具有豐富的物源，河道砂體分支較多，砂體較發(fā)育，然而受到構(gòu)造、湖浪及地層等影響，部分砂組內(nèi)砂體發(fā)育規(guī)模小，連片性差［參見(jiàn)圖5（b）］。

4.2.3水動(dòng)力條件

整體而言，古近系各個(gè)砂組水動(dòng)力相對(duì)較弱，砂體發(fā)育規(guī)模相對(duì)較差。另外，沉積過(guò)程中碎屑物除受到橫向和縱向的湖浪作用外，還受到湖岸流的作用，導(dǎo)致灘壩砂單層厚度薄，橫向連通性差［參見(jiàn)圖5（a）］。由于灘壩砂體主要發(fā)育于濱淺湖，沉積構(gòu)造上未見(jiàn)風(fēng)暴流，因此風(fēng)暴對(duì)春光油田古近系砂體的沉積作用影響較弱。

4.2.4地層發(fā)育樣式

受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，各砂組均為殘余地層。地層發(fā)育樣式有剝蝕和超覆2種。地層發(fā)育樣式一方面決定了殘余地層分布范圍，另一方面也影響了不同砂體發(fā)育樣式。通過(guò)對(duì)砂體發(fā)育厚度進(jìn)行分析，總結(jié)了不同地層內(nèi)部砂體發(fā)育樣式。結(jié)果表明，在剝蝕尖滅地層內(nèi)部，地層自下而上逐層被剝蝕，下部地層分布范圍及沉積砂體厚度大，河道砂體延伸范圍遠(yuǎn)，灘壩砂相對(duì)發(fā)育，砂體垂向上呈進(jìn)積疊加樣式，如古近系Ⅱ，Ⅲ及Ⅳ砂組［圖6（a）］；在超覆尖滅地層內(nèi)部，自下而上逐層超覆，上部地層分布范圍及沉積砂體厚度大，砂體垂向上呈退積疊加樣式，如古近系Ⅰ砂組［圖6（b）］。

圖6　春光油田古近系不同地層內(nèi)砂體發(fā)育樣式Fig.6　The development styles of sand bodies in different stratum of Paleogence in Chunguang Oilfield

5　砂體沉積模式

整體上，春光油田古近系由西向東，沉積物由辮狀河三角洲前緣近端的河道砂至三角洲前緣遠(yuǎn)端的席狀砂，再過(guò)渡到前三角洲的泥質(zhì)沉積物，最后到濱淺湖的灘壩砂質(zhì)沉積物（圖7），不同砂組內(nèi)河道砂體延伸范圍差異較大，砂體橫向連通性整體較差，部分層位垂向上表現(xiàn)出多期河道疊加的現(xiàn)象。席狀砂體橫向連通性相對(duì)較好，砂體大面積分布于三角洲前緣與前三角洲過(guò)渡帶；灘壩砂體孤立分布于濱淺湖內(nèi)，分布范圍中等。

從鉆井資料來(lái)看，含油砂體集中在不整合面之下的斷裂發(fā)育部位，其中不同砂體類(lèi)型均見(jiàn)油氣顯示。如：春110-2井含油砂體為靠近不整合面或被斷層切割的河道砂；春114-1井含油砂體為靠近不整合面或被斷層切割的席狀砂；春116井含油砂體為孤立的灘壩砂（圖7）。因此，發(fā)育在不整合面之下，并被斷層切割的河道砂和席狀砂及孤立的灘壩砂易形成斷塊圈閉或巖性圈閉，是該區(qū)后期勘探的有利相帶。

圖7　春光油田古近系不同砂體類(lèi)型沉積相模式Fig.7　Sedimentary facies model of different sand body types of Paleogene in Chunguang Oilfield

6　結(jié)論

（1）春光油田古近系受構(gòu)造作用及盆地沉降特征的影響，自下而上可識(shí)別出2個(gè)三級(jí)層序，即紫泥泉子組層序和安集海河組層序。

（2）春光油田古近系共有2個(gè)沉積體系，即辮狀河三角洲及湖泊沉積體系，其沉積砂體類(lèi)型主要有河道砂、席狀砂及灘壩砂。

（3）春光油田古近系河道砂體分布于三角洲前緣近端，席狀砂體分布于三角洲前緣遠(yuǎn)端，灘壩砂分布于濱淺湖內(nèi)。平緩的地形、豐富的物源、湖平面的頻繁變化及波浪的改造作用均是春光油田古近系砂體成因的主要控制因素。

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（本文編輯：楊琦）

Genetic types and controlling factors of Paleogene sand bodies in Chunguang Oilfield

LI Weicai1，2，F(xiàn)AN Zhonghai3，YANG Xiaopei4，WANG Yuchen5，MA Kuixiang4
（1.Postdoctoral Work Station，Henan Oilfield Company，Sinopec，Nanyang 473132，Henan，China；2.Postdoctoral Work Station，China University of Geosciences，Wuhan 430074，China；3.Henan Oilfield Company，Sinopec，Nanyang 473132，Henan，China；4.Research Institute of Exploration and Development，Henan Oilfield Company，Sinopec，Zhengzhou 450018，China；5.The Engineering&Technical College of Chengdu University of Technology，Leshan 614000，Sichuan，China）

Chunguang Oilfield is located at Chepaizi uplift in western Junggar Basin，and its thin sand body and various genetic types made the reservoir distribution hard to predict.Based on composite analyses of three dimensional seismic，well logging，core and analysis assay data，combined with high resolution sequence stratigraphy method，this paper established sequence stratigraphy framork of Paleogene，divided the genetic types of sand bodies，and concluded the identification signs of different types of sand bodies from the aspects of lithologies，sedimentary thickness and distributionfeatures.Throughthecontrol effects of water depth，sediment supply，hydrodynamic conditions and formation development style，the sand body types and distribution rule were discussed and the genetic model of Paleocene sand bodies in Chunguang Oilfield were established.The results show that the Paleogene in Chunguang Oilfield developed braided river delta and lake facies，braided river delta front，front delta and coastal shallow-lake subfacies are developed，and the genetic types of sand bodies mainly are underwater distributary channel，front sheet sand and bank bars.Flat terrain，abundant source rocks，changes of lake-level and wave transformation are the main controlling factors for the genesis of Paleogene sand bodies.

sand bodydistribution；genetic types；controllingfactors；Chepaizi area；ChunguangOilfield

TE112.2

A

1673-8926（2015）03-0043-06

2014-11-04；

2015-01-20

中國(guó)石化河南油田博士后課題“春光油田深層系儲(chǔ)層展布規(guī)律及成藏條件分析”（編號(hào)：J2013-0092）資助

李偉才（1983-），男，博士，中國(guó)石化河南油田分公司在站博士后，研究方向?yàn)橛蜌鈨?chǔ)層地質(zhì)學(xué)。地址：（450018）河南省鄭州市鄭東新區(qū)正光北街33號(hào)河南油田勘探開(kāi)發(fā)研究院。電話：（0371）56530635。E-mail：liwc2008@sina.com。