于景維，付 歡，張宗斌,吳愛成,柳 妮,文華國

[1. 中國石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000； 2. 中國石油 新疆油田分公司 實驗檢測研究院，新疆 克拉瑪依 834000； 3.中國石油 新疆油田分公司 勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000； 4. 克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 克拉瑪依 834000； 5. 成都理工大學(xué) 沉積地質(zhì)研究院，四川 成都 610059]

準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)位于盆內(nèi)中央坳陷東部，東接北三臺凸起，北臨沙奇凸起，西靠阜康凹陷，南接阜康斷裂帶，勘探面積僅為600 km2(圖1)。侏羅系為該區(qū)重要的油氣勘探層系，自上而下主要發(fā)育齊古組(J3q)、頭屯河組(J2t)、西山窯組(J2x)、三工河組(J1s)和八道灣組(J1b)。侏羅紀(jì)準(zhǔn)噶爾盆地處于振蕩型陸內(nèi)坳陷盆地演化階段，對阜東斜坡區(qū)影響最大的構(gòu)造運動是燕山運動。其中燕山運動Ⅰ幕波及了準(zhǔn)噶爾盆地廣大地區(qū)，研究區(qū)出現(xiàn)較大規(guī)模的隆升，造成西山窯組的全部或部分剝蝕，形成切蝕地形。至頭屯河期，各構(gòu)造單元的持續(xù)隆升導(dǎo)致了湖盆的急劇萎縮與消亡，研究區(qū)為辮狀河三角洲和湖泊所占據(jù)，地層呈北薄南厚狀[1-2]。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)構(gòu)造位置Fig.1 Tectonic location of Fudong slope area

2011年阜東5井頭屯河組油藏的發(fā)現(xiàn)，揭開了阜東斜坡區(qū)侏羅系油氣勘探序幕[1-2]。受構(gòu)造、沉積和成巖等多方面因素的影響，儲集層的非均質(zhì)性很強，且儲集層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，儲集性能出現(xiàn)較大差異。前人已對頭屯河組層序地層、沉積和成巖等影響儲層發(fā)育的單因素特征進行一定的分析[1-7]，但隨著勘探精細化的要求，單因素研究似乎不能滿足現(xiàn)階段的勘探工作。目前發(fā)現(xiàn)的油氣藏和巖石物理性質(zhì)及滲流特征存在一定的關(guān)系，如何基于巖石物理相，準(zhǔn)確預(yù)測儲集層有利區(qū)是急需解決的問題。

巖石物理相是指儲集層單元在沉積、成巖以及構(gòu)造作用的改造之下具有一定的巖石物理性質(zhì)，微觀方面主要表現(xiàn)為儲集層的孔隙結(jié)構(gòu)特征[8-9]。前人對于某些地區(qū)巖石物理相的分類主要以成巖相劃分為主，沉積相和構(gòu)造相為輔，這就導(dǎo)致后續(xù)巖石物理相分析基本為成巖相的研究，不利于正確預(yù)測有利儲集層分布。本次巖石物理相的研究充分考慮到儲集層形成的3個主要控制因素，因此有利儲集層的預(yù)測相對單因素預(yù)測會更加準(zhǔn)確。

在前人對研究區(qū)頭屯河組研究的基礎(chǔ)上，利用40余口鉆井測井資料，15口井的巖心觀察和描述資料,200余張薄片,20余口鉆井實測DST數(shù)據(jù)以及覆蓋研究區(qū)的三維地震資料，結(jié)合研究區(qū)的構(gòu)造沉積背景，對影響頭屯河組有利儲集層分布的沉積相、成巖相和壓力相進行研究。并據(jù)此對頭屯河組儲集層巖石物理相進行分類，最終預(yù)測有利儲集層分布區(qū)，為頭屯河組油氣擴邊勘探提供指導(dǎo)。

1 頭屯河組巖石物理相控制因素

由于儲集層的形成主要受到沉積、成巖以及構(gòu)造作用影響，巖石物理相充分考慮到儲集層形成的這3個主要控制因素，其中沉積相和成巖相的研究較為明顯，前人往往用裂縫發(fā)育特征來表示構(gòu)造作用[9]。結(jié)合本區(qū)沉積構(gòu)造背景，認為發(fā)生于侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)的燕山運動對于研究區(qū)頭屯河組超壓形成起決定性作用。燕山運動造成對地層的水平擠壓相當(dāng)于側(cè)向壓實作用，隨時間而逐漸增加[10-11]。由于頭屯河組裂縫特征不明顯，因此用異常高壓特征來代表構(gòu)造作用對于儲集層的影響。因此巖石物理相的分類采取“沉積相+成巖相+壓力相”[10-11]。對3個相進行詳細分析，進而對巖石物理相進行精確分類。

1.1 沉積相特征

研究區(qū)頭屯河組發(fā)育一套辮狀河三角洲相沉積，根據(jù)巖性組合自下而上總共分為3個段，頭屯河組一段發(fā)育辮狀河三角洲前緣沉積，頭屯河組二段和三段的辮狀河三角洲平原沉積面積逐漸擴大。由于區(qū)內(nèi)受構(gòu)造運動影響不大，加之有平緩的斜坡和較淺的水深，致使(水下)分流河道砂體大面積縱橫交錯，整體為大面積巖性油氣藏的發(fā)育提供有力條件。在沉積構(gòu)造背景的基礎(chǔ)上，主要根據(jù)巖心資料(圖2，圖3)，結(jié)合測井資料綜合判定頭屯河時期沉積環(huán)境主要為辮狀河三角洲沉積，水下分流河道十分發(fā)育，分流河道次之，整體延伸范圍較大。由于湖水的沖刷作用較強，河口砂壩規(guī)模不大，分流間灣微相發(fā)育于河道之間。

水下分流河道砂體巖性主要為灰、灰綠以及灰白色細粒、中細粒砂巖。巖屑含量較高，磨圓和分選較好，雜基含量受湖水的頻繁沖刷影響，總體偏低。儲集層的儲集空間類型主要包括原生粒間孔和剩余粒間孔，儲集性能較好，厚度較大，在測井曲線上呈大套鐘形和箱形(圖2)。

圖2 準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)頭屯河組沉積特征Fig.2 Sedimentary characteristics of the Toutunhe Formation in Fudong slope area,Junggar Basina. 阜東2井,頭二段,埋深3 178.2 m,中粒巖屑砂巖;b. 阜東10井,頭二段,埋深3 071.3 m,細粒長石巖屑砂巖;c. 阜東081井,頭二段,埋深2 656.76 m,粉-極細粒長石巖屑砂巖;d. 臺15井,頭二段,埋深2 879.35 m,沖刷構(gòu)造;e. 臺30井,頭二段,埋深2 409.40 m,平行層理;f. 阜東2井,頭二段,埋深3 150.4 m,沙紋層理;g. 北70井,頭一段,埋深1 923.66 m,水平層理;h. 阜東10井,頭一段主河道測井相;i. 阜東8井,頭二 段水下分流河道測井相;j. 阜東052井，頭一段河口壩測井相;k. 阜東12井,頭一段分流間灣測井相

分流河道砂體巖性相對較粗，以紅色粗中粒砂巖為主，巖屑含量較高，分選性相對較差，填隙物含量較高。儲集空間以原生粒間孔為主，儲集性能一般，儲層非均質(zhì)性很強，測井曲線常呈鐘形。

河口壩砂體巖性較細，以灰綠色粉砂巖為主，巖屑含量最高，分選性較差。儲集空間以次生溶孔為主，儲集性能很差，測井曲線常呈漏斗形。

分流間灣所形成的的水動力環(huán)境較弱，巖性主要為泥巖以及粉砂質(zhì)泥巖，不能成為有效儲層。常以不同厚度的隔夾層形式存在于水下分流河道砂體間，測井曲線呈齒狀(圖2)。

巖相是沉積相的重要組成部分，以上4種主要的沉積微相中的巖相存在較大差異，決定儲集層原始物性明顯不同。以巖心以及薄片分析為基礎(chǔ)，結(jié)合測井資料主要識別出5種巖相類型，分別是粗砂巖相、中砂巖相、細砂巖相、粉砂巖相以及泥巖相。

各巖相類型成分的差異可反映出原始儲集層儲集性能(表1)，在一定程度上為后期成巖作用改造提供物質(zhì)基礎(chǔ)。粗砂巖相、中砂巖相和細砂巖相中石英含量較高，有利于抵抗后期壓實作用，保存原生孔隙，同時大量的長石和巖屑含量有利于后期溶蝕作用；粉砂巖相中石英含量很低，一方面受后期壓實作用影響較大，不利于原生孔的保存，另一方面巖屑中凝灰質(zhì)物質(zhì)等可溶物質(zhì)較少，不利于后期的溶解增孔。

包含粗砂巖相和中砂巖相的分流河道砂體孔隙度分布于10%～34%，滲透率分布于1×10-3～80×10-3μm2；包含中砂巖相和細砂巖相水下分流河道砂體孔隙度分布于5%～27%，滲透率分布于0.5×10-3～137 5×10-3μm2；包含粉細砂巖相的河口砂壩砂體孔隙度分布于5%～15%，滲透率分布于0.1×10-3～1×10-3μm2；包含泥巖相的分流間灣基本不具有儲集性。

1.2 成巖相特征

與沉積相包含內(nèi)容類似，成巖相主要包括成巖環(huán)境以及在該環(huán)境中形成的產(chǎn)物。頭屯河組儲集層所經(jīng)歷的成巖環(huán)境比較復(fù)雜，成巖演化過程中儲集層受到包括壓實、膠結(jié)、交代以及溶解等成巖作用的影響。

頭屯河組儲集層中壓實現(xiàn)象普遍存在，主要分為弱壓實和強壓實現(xiàn)象。弱壓實現(xiàn)象主要表現(xiàn)為顆粒之間的點接觸，脆性顆粒保存完好(圖4a)；強壓實主要表現(xiàn)在云母等塑性顆粒受擠壓變形，充填于顆粒之間。部分顆粒間表現(xiàn)凹凸接觸，已無顯孔(圖4b)。

膠結(jié)作用主要是將松散的沉積物固結(jié)起來，在頭屯河組儲集層中主要表現(xiàn)為高嶺石與碳酸鹽的充填以及粘土礦物的包殼等膠結(jié)現(xiàn)象，硅質(zhì)膠結(jié)物比較少見(圖4c，d)。

圖3 準(zhǔn)噶爾盆地阜東7井頭屯河組巖-電關(guān)系Fig.3 Litho-electric relationship of the Toutunhe Formation in Well FD7,Junggar Basin

巖相類型石英平均含量/%長石平均含量/%巖屑平均含量%巖漿巖變質(zhì)巖沉積巖 合計粗砂巖相23．0026．0038．0010．003．0051．00中砂巖相21．4422．8143．307．804．6555．75細砂巖相19．8323．3540．6612．323．8456．82粉砂巖相13．6722．5035．0018．3310．5063．83

圖4 準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)頭屯河組儲集層成巖作用特征Fig.4 Diagenetic features of the reservoir rocks in the Toutunhe Formation in Fudong slope area,Junggar Basina. 阜東12井，埋深3 361.95 m，弱壓實，粒間孔發(fā)育,鑄體薄片；b.阜東2井，埋深3 152.07 m，強壓實，無顯孔,鑄體薄片；c. 北27，埋深2 591.78 m，方解石膠結(jié),鑄體薄片；d.阜東052井，埋深3 047.47 m，粘土包殼,鑄體薄片；e. 臺16井，埋深2 415.94 m，方解石交代,鑄體薄片；f. 臺17井，埋深2 028.55 m，粒間泥雜基向高嶺石轉(zhuǎn)化,鑄體薄片；g. 北70井，埋深2 010.70 m，壓實強，長石溶孔發(fā)育,鑄體薄片；h. 阜東10井，埋深3 071.30 m，壓 實弱，長石溶孔明顯,鑄體薄片

交代作用主要是等容積的交換，使巖石的化學(xué)組成和礦物組成發(fā)生變化，在頭屯河組儲集層中普遍表現(xiàn)為方解石的交代作用，少數(shù)為高嶺石的交代。被交代的碎屑顆粒邊緣形態(tài)各異(圖4e，f)。

溶解作用往往表現(xiàn)為地下深處流體通過物質(zhì)與能量的交換對顆粒進行溶蝕，在頭屯河組儲集層中溶解現(xiàn)象普遍存在，包括對長石、火山巖巖屑和碳酸鹽等物質(zhì)的溶解，在顆粒之間以及內(nèi)部都可觀察到(圖4g，h)。

成巖相是在成巖與構(gòu)造等作用下，沉積物經(jīng)歷一定成巖作用和演化階段的產(chǎn)物，包括巖石顆粒、膠結(jié)物、組構(gòu)和孔洞縫等綜合特征[9]。本區(qū)頭屯河組成巖相劃分主要在成巖相定義的基礎(chǔ)上，結(jié)合本區(qū)頭屯河組4種成巖作用，且以壓實作用為主，膠結(jié)交代以及溶蝕作用為輔的特征[12]。將成巖相主要分為6類：弱壓實綠泥石包膜弱溶蝕相，弱壓實方解石交代相，弱壓實弱溶解相，強壓實強溶蝕相，強壓實鐵方解石膠結(jié)相和強壓實高嶺石充填相，各自具體特征見表2。

巖相是一定沉積環(huán)境中形成的巖石或巖石組合，它是成巖后的表現(xiàn)。成巖相是成巖作用的產(chǎn)物，反映巖相的成巖特征和演化，如果尋找有利儲集層，應(yīng)將二者進行結(jié)合，否則僅僅討論結(jié)果或者過程意義不大。

1.3 壓力相特征

本次研究所定義的壓力相主要是構(gòu)造作用的產(chǎn)物，它同巖相以及成巖相有著不可分割的聯(lián)系。比如研究區(qū)頭屯河組異常壓力的形成和泥巖含量有一定聯(lián)系，泥巖本身不僅是塑性巖體，易被壓縮，同時大規(guī)模純泥巖可增加構(gòu)造斷裂封閉性能，防止壓力過多釋放。對研究區(qū)20余口重點井頭屯河組純泥巖含量進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)泥巖含量大于40%的井，其目的層壓力系數(shù)92%都大于1.2(超壓);而泥巖含量小于40%的井，其目的層壓力系數(shù)90%在1.2以下[6]。異常壓力同成巖作用也會存在著一定的關(guān)系，尤其是和壓實作用有一定的關(guān)系，它會抵消部分上覆地層的壓實作用，但是壓實作用的強弱并不能直接反映異常壓力的大小。影響異常壓力的因素有除了沉降埋藏外，還包括構(gòu)造擠壓作用、快速沉積引起的欠壓實作用、烴類的生成、流體熱增壓、礦物轉(zhuǎn)化脫水作用和他源超壓傳導(dǎo)作用等[13-19]。另一方面由于流體的流動性受到限制，膠結(jié)作用等成巖作用的程度以及分布規(guī)律會受到影響，因此有利儲集層的形成，是三者相互作用的結(jié)果。

研究區(qū)頭屯河組普遍存在異常壓力，它主要是侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)的燕山運動造成的水平擠壓所形成的斷裂構(gòu)造、褶皺構(gòu)造以及剝蝕等多種綜合因素共同作用的結(jié)果[6，13]。依據(jù)大量鉆測井資料，將壓力系數(shù)作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，壓力相可分為超強壓力相(壓力系數(shù)大于1.7)、高壓力過渡相(壓力系數(shù)在1.2～1.5)、高壓力相(壓力系數(shù)在1.5～1.7)和常壓力相(壓力系數(shù)小于1.2)[6]。超強壓力和常壓力相分布較少，主要為高壓過渡相和高壓力相(圖5)[6]。異常高壓可以明顯改善儲集層孔滲性，首先異常高壓可抵制上覆地層的壓實、壓溶作用和石英的增生，保存大量原生孔隙；其次，可使流體活動性變?nèi)?，限制了膠結(jié)作用范圍，一定程度上減少了儲集層物性降低的幅度；同時，異常高壓可產(chǎn)生高角度裂縫，在研究區(qū)內(nèi)只有幾口井發(fā)現(xiàn)有高角度裂縫，提高儲集層滲流性能；另外，垂向上每個異常高壓箱底部或頂部可增強流體的溶解性，一定程度上有利于次生孔隙的發(fā)育[5，20]。因此，壓力相的選取是有必要的，其識別主要依靠研究區(qū)大量鉆井實測壓力系數(shù)。

表2 準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)頭屯河組各成巖相儲集層特征Table 2 Reservoir characteristics of each diagenetic facies of the Toutunhe Formation in Fudong slope area,Junggar Basin

圖5 準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)頭屯河組地層壓力系數(shù)等值線Fig.5 Contour map of pressure coefficient of the Toutunhe Formation in Fudong slope area,Junggar Basin

2 頭屯河組巖石物理相分類

綜合上述分析，頭屯河組儲集層沉積微相類型主要包括(水下)分流河道粗砂巖相、中砂巖相、細砂巖相、河口壩粉砂巖相和分流間灣泥巖相；成巖相類型包括弱壓實綠泥石包膜弱溶蝕相、弱壓實方解石交代相、弱壓實弱溶解相、強壓實強溶蝕相、強壓實鐵方解石膠結(jié)相和強壓實高嶺石充填相；壓力相可分為超強壓力相、高壓力過渡相、高壓力相和常壓力相。在單井沉積微相、成巖相和壓力相劃分的基礎(chǔ)上，將三者進行疊加對巖石物理相分類定名。

沉積相決定儲集層原始特征，構(gòu)造相和成巖相綜合決定儲集層分布及演化規(guī)律，因此巖石物理相的分類和識別必須要綜合考慮這3個因素。儲集層的巖石物理相分類不能僅僅依靠理論上的劃分，其中會存在一些不合理的組合，另外有些組合即使合理，在研究區(qū)頭屯河組儲集層內(nèi)也未觀察到。為了確保研究的準(zhǔn)確性，必須要在所觀察的巖石薄片基礎(chǔ)上，對儲集層的巖石物理相進行分類。首先通過薄片先確定出鉆井某深度下的成巖相和巖相，再利用實測DST資料確定該鉆井在頭屯河組的壓力系數(shù)，以“壓力相+巖相+成巖相”來綜合定名頭屯河組儲集層巖石物理相。在此基礎(chǔ)上，利用對巖石物理相較敏感的測井曲線建立一個判別函數(shù)，由取心井推廣到非取心井，使巖石物理相在縱向上的分布得以實現(xiàn)。最終利用地震資料確定巖石物理相的平面分布。

通過觀察200余張巖石薄片，發(fā)現(xiàn)頭屯河組儲集層巖石物理相總計可識別15種類型：高壓-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相(Ⅰ類)，高壓力過渡-中砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相(Ⅱ類)，高壓力過渡-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相(Ⅲ類)，高壓力過渡-細砂巖-弱壓實方解石交代相(Ⅳ類)，高壓力過渡-細砂巖-弱壓實弱溶蝕相(Ⅴ類)，高壓-粉砂巖-強壓實鐵方解石膠結(jié)相(Ⅵ類)，高壓力過渡-細砂巖-強壓實鐵方解石膠結(jié)相(Ⅶ類)，高壓力過渡-粗砂巖-強壓實鐵方解石膠結(jié)相(Ⅷ類)，高壓-細砂巖-強壓實高嶺石充填相(Ⅸ類)，常壓-細砂巖-強壓實高嶺石充填相(Ⅹ類)，高壓力過渡-細砂巖-強壓實高嶺石充填相(Ⅺ類)，高壓力過渡-粉砂巖-強壓實高嶺石充填相(Ⅻ類)，高壓力過渡-中砂巖-強壓實高嶺石充填相(ⅩⅢ類)，高壓力過渡-細砂巖-強壓實強溶蝕相(ⅩⅣ類)和泥巖-壓實相(ⅩⅤ類)。需要說明的是，從有利儲層的角度考慮，泥巖物性較差，因此不考慮壓力相，將處于不同壓力環(huán)境下的泥巖統(tǒng)一為一類巖石物理相。

在巖心歸位的基礎(chǔ)上，保證巖心深度和測井深度一致，選取5種對巖性、物性、流體及孔隙比較敏感的測井曲線(DEN，CNL，AC，GR以及RT)，在測井資料標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，利用不同巖石物理相所對應(yīng)的不同測井值特征，通過SPSS軟件對研究區(qū)15種巖石物理相類型進行Fisher典型判別分析，最終建立15種巖石物理相的線性多元判別函數(shù)[公式(1)—公式(15)]。

Y1= -26 484.609+15 193.764DEN+301.871CNL+

80.641GR+228.410RT+18.567AC

(1)

Y2= -29 070.125+15 350.284DEN+377.174CNL+

78.16GR+287.299RT+15.153AC

(2)

Y3= -23 823.58+150 73.877DEN+136.6CNL+

63.976GR+118.179RT+28.913AC

(3)

Y4= -26 528.139+15 129.596DEN+313.822CNL+

78.943GR+247.668RT+17.388AC

(4)

Y5= -26 515.886+15 217.21DEN+312.748CNL+

78.058GR+213.465RT+18.283AC

(5)

Y6= -21 391.544+14 007.693DEN+143.622CNL+

73.907GR+133.089RT+25.55AC

(6)

Y7= -21 181.623+13 667.739DEN+147.445CNL+

80.805GR+140.691RT+24.73AC

(7)

Y8= -21 580.322+13 745.737DEN+154.178CNL+

82.571GR+157.465RT+24.285AC

(8)

Y9= -28 335.918+15 773.064DEN+303.335CNL+

77.635GR+223.815RT+23.77AC

(9)

Y10= -31 923.111+15 989.919DEN+346.365CNL+

89.13GR+371.282RT+17.809AC

(10)

Y11= -23 787.263+14 882.218DEN+160.894CNL+

75.624GR+156.338RT+25.242AC

(11)

Y12= -24 264.974+14 669.969DEN+275.884CNL+

76.839GR+205.191RT+18.84AC

(12)

Y13= -25 998.782+15 330.617DEN+274.409CNL+

76.787GR+220.854RT+19.727AC

(13)

Y14= -24 653.656+14 745.804DEN+293.784CNL+

74.712GR+212.789RT+17.983AC

(14)

Y15= -17 041.323+11 808.278DEN+119.073CNL+

74.066GR+113.751RT+23.646AC

(15)

上述式中的Y1—Y15分別代表15類巖石物理相的Fisher判別函數(shù)值?？梢岳梦粗獦悠返臏y試數(shù)據(jù)，代入上式進行計算，最大值則代表相應(yīng)巖石物理相類型。為了確保所得結(jié)果的合理性，利用5口已知鉆井取心段的5種測井曲線數(shù)值，代入巖石物理相的線性多元判別函數(shù)，將所得結(jié)果同巖心所磨薄片的觀察結(jié)果進行對比，結(jié)果一致則認為是合理，反之則不合理。通過Fisher定量判別結(jié)果，發(fā)現(xiàn)15類巖石物理相的回判符合率達到93%。這是由于有的巖石物理相僅對2～3種測井曲線較為敏感，并不是針對所有5種測井曲線都能表現(xiàn)出來，因此理論上回判符合率達不到100%。

以阜東051井為例(圖6)，選取頭屯河組二段中的取心段測井曲線值，帶入上述公式發(fā)現(xiàn)所判別的結(jié)果為高壓-細砂巖-強壓實強溶蝕相。巖心顯示為細-極細砂巖，薄片中顯示填隙物少，強壓實，粒間孔保存較少，長石溶孔普遍發(fā)育，與所判別結(jié)果較為一致。究其原因，發(fā)現(xiàn)阜東051井頭屯河組泥巖含量超過50%，同時距離斷裂較遠，壓力得不到釋放，因此主要為高壓環(huán)境；巖石物理相所在的大套水下分流河道砂體主要是由多期河道砂體疊加而成，在砂體的頂?shù)?，往往表現(xiàn)為沖刷面，由于沖刷作用使得儲集層中填隙物含量較少，孔隙度和滲透率較好，孔隙內(nèi)流體活動較為活躍，長石以及巖屑的溶蝕作用較為發(fā)育。由于上覆地層的壓實作用較大，主要為強壓實環(huán)境。

3 頭屯河組巖石物理相平面分布

巖石物理相的平面分布對勘探具有重要的指導(dǎo)意義[8-9]，但是巖石物理相種類較多，同時縱向上的一大套砂體并不一定只有一種成巖相，這一套砂體可能是由多套河道砂體疊加而成，因此成巖相可能會產(chǎn)生較大差異。在進行巖石物理相歸類的工作時，對厚度較小、巖性一致的砂體，測井曲線表現(xiàn)較為一致的條件下可算作一類巖石物理相；對厚度較大、巖性復(fù)雜，測井曲線變化較大，則先將大套砂體劃分成巖性一致且測井曲線變化一致的砂體，再進行巖石物理相的判別。最終，根據(jù)同一巖石物理相厚度所占所有巖石物理相的優(yōu)勢百分含量(以砂巖儲層為主要優(yōu)選儲層，達到15%以上的最高的巖石物理相可算作平面分布的代表)。還要說明的是，有些無井區(qū)塊的巖石物理相主要是依據(jù)地震屬性所展現(xiàn)的與砂體連續(xù)性有關(guān)的信息進行的推測。

圖6 準(zhǔn)噶爾盆地阜東051井頭屯河組二段測井識別結(jié)果檢驗Fig.6 Verification of logging identification results of Well FD051,Junggar Basin

以頭屯河組為研究單位進行巖石物理相平面分布的研究不滿足當(dāng)前精細勘探的要求，因此本次研究以段為單位，進行巖石物理相平面分布研究，以應(yīng)對頭屯河組的擴邊需求。巖石物理相的平面分布主要是建立在頭屯河組三個段的巖相古地理和頭屯河組壓力系數(shù)平面分布圖的基礎(chǔ)上，同時利用上述判別函數(shù)對每口井每個段主要的巖石物理相進行分析，將三者進行疊合。

從圖7中可發(fā)現(xiàn)，頭屯河組一段主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣沉積，發(fā)育高壓力過渡-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相和泥巖-壓實相，在河道邊緣主要為高壓力過渡-粉砂巖-強壓實高嶺石充填相。頭屯河組二段出現(xiàn)“大前緣，小平原”，高壓-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相面積逐漸增大，高壓力過渡-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相面積逐漸縮小，辮狀河三角洲平原河道主要發(fā)育高壓力過渡-中砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相；頭屯河組三段的剝蝕線逐漸西遷，辮狀河三角洲平原面積逐漸擴大，高壓-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相。高壓力過渡-中砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相以及高壓-細砂巖-強壓實高嶺石充填相為研究區(qū)主要發(fā)育的巖石物理相。

4 頭屯河組有利儲層預(yù)測

對頭屯河組已知油氣藏進行解剖，發(fā)現(xiàn)頭屯河組油藏主要巖相為細-中砂巖，處于高壓-高壓力過渡的環(huán)境，以富含粘土礦物包殼為特征[4-7]。由于影響儲層特征的因素是復(fù)雜的、多方面的，只有對儲層作出符合地質(zhì)實際的分類與評價，才能提高鉆探的成功率，減少勘探乃至開發(fā)的盲目性。前述巖石物理相研究已結(jié)合物性資料進行的分類，有利儲層的評價除了涉及物性資料，還需要結(jié)合儲集砂體厚度以及含油氣性進行綜合研究，最大限度使評價結(jié)果更加真實可靠。在試油資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合已知油藏特征以及上述巖石物理相分類，對研究區(qū)頭屯河組儲層進行了綜合評價(表3)。

頭一段時期大面積分布高壓力過渡-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相為Ⅱ類儲層勘探區(qū)域，可能會形成大面積巖性油氣藏，小面積分布的高壓-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相為Ⅰ類儲層勘探區(qū)域，但由于連續(xù)性較差，可能會形成“小而肥”的油氣藏；頭二段時期大面積分布的高壓-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相為Ⅰ類儲層勘探區(qū)域，砂體厚度大且連續(xù)性較好，可能會形成大面積巖性油氣藏，其次是高壓力過渡-中砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相為次要Ⅰ類儲層有利勘探區(qū)域；頭三段時期大面積分布的高壓-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相為Ⅰ類儲層勘探區(qū)域，但是由于砂體厚度不大，因此可能會形成“大而瘦”的油氣藏。

圖7 準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)頭屯河組巖石物理相平面分布Fig.7 Petrophysical facies map of the Toutunhe Formation in Fudong slope area,Junggar Basina. 頭一段;b.頭二段;c.頭三段

分類指標(biāo)Ⅰ類儲層Ⅱ類儲層Ⅲ類儲層Ⅳ類儲層巖石物理相類型高壓-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相，高壓力過渡-中砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相高壓力過渡-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相，高壓-細砂巖-強壓實高嶺石充填相，高壓力過渡-細砂巖-強壓實高嶺石充填相，高壓力過渡-粉砂巖-強壓實高嶺石充填相高壓力過渡-細砂巖-弱壓實方解石交代相，高壓力過渡-細砂巖-強壓實鐵方解石膠結(jié)相，常壓-細砂巖-強壓實高嶺石充填相高壓-粉砂巖-強壓實鐵方解石膠結(jié)相，泥巖-壓實相砂體厚度中等-厚較厚較薄極薄-無含油氣性好較好一般差代表井號阜東5井阜東2井阜東022井阜東053井

5 結(jié)論

1) 阜東斜坡區(qū)頭屯河組識別出主要的5種沉積巖相類型，分別是(水下)分流河道粗砂巖相、中砂巖相、細砂巖相、河口壩粉砂巖相以及分流間灣泥巖相；識別6類成巖相，分別是弱壓實綠泥石包膜弱溶蝕相、弱壓實方解石交代相、弱壓實弱溶解相、強壓實強溶蝕相、強壓實鐵方解石膠結(jié)相和強壓實高嶺石充填相；識別四類壓力相，分別是超強壓力相、高壓力過渡相、高壓力相和常壓力相。

2) 巖石物理相充分考慮到儲集層形成的3個主要控制因素，其分類采取“沉積相+成巖相+壓力相”，共識別出高壓-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相、高壓力過渡-中砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相等15種巖石物理相。利用利用5種敏感測井曲線的組合特征，在測井曲線處理的基礎(chǔ)上，采用Fisher典型判別形成了各巖石物理相的定量判別函數(shù)。

3) 在上述成果基礎(chǔ)上，結(jié)合試油資料以及砂體厚度認為高壓-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相為最有利儲層勘探區(qū)域，其次為高壓力過渡-中砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相和高壓力過渡-細砂巖-弱壓實粘土包膜強溶蝕相。

[1] 于景維,鄭榮才,劉自軍,等.準(zhǔn)噶爾東部阜東及西泉地區(qū)頭屯河組沉積特征及相模式[J].新疆地質(zhì),2014,32(2):225-230.

Yu Jingwei,Zheng Rongcai,Liu Zijun,et al.Sedimentary characteristic and model of Toutunhe Formation in East of Fukang slope and Xiquan area,EasternJungar Basin[J].Xinjiang Geology,2014,32(2):225-230

[2] 于景維,鄭榮才,祁利祺,等.準(zhǔn)噶爾盆地阜康凹陷東部斜坡帶中侏羅統(tǒng)頭屯河組高分辨層序與沉積微相精細分析[J].地質(zhì)論評,2014,60(6):1337-1347.

Yu Jingwei,Zheng Rongcai,Qi Liqi,et al.Precise analysis on high-resolution sequence stratigraphy and micro-facies of Toutunhe Formation of Middle Jurassic in the East slope zone,Fukang Sag,Junggar basin[J].Geologic Review,2014,60(6):1337-1347.

[3] 于景維,鄭榮才,殷新花,等.準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)頭屯河組儲集層非均質(zhì)性綜合研究[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2014,41(5):567-576.

Yu Jingwei,Zheng Rongcai,Yin Xinhua,et al.A comprehensive research on reservoir heterogeneity of Toutunhe Formation inslope area,east of Fu dong area,Eastern Junggar Basin[J].Journal of Chengdu University of Technology(Science & Technology Edition),2014,41(5):567-576.

[4] 柳妮,文華國,于景維,等.準(zhǔn)噶爾阜康東部斜坡區(qū)中侏羅統(tǒng)頭屯河組高分辨層序地層格架內(nèi)儲集層宏觀非均質(zhì)性研究[J].地質(zhì)論評,2014,60(5):1158-1166.

Liu Ni,Wen Huaguo,Yu Jingwei,et al.Analysis of macroscopic heterogeneity within high resolution sequence stratigraphic framework in Toutunhe Formation of Middle Jurassic in east of Fukang slope zone,Junggar Basin[J].Geological Review,2014,60(5):1158-1166.

[5] 于景維,李璐璐,祁利祺,等.阜東斜坡帶頭屯河組二段儲集層控制因素[J].新疆石油地質(zhì),2014,35(1):34-38.

Yu Jingwei,Li Lulu,Qi Liqi,et al.Reservoir controlling factors of Toutunhe No.2 Member in Fudong slope zone in Eastern Junggar Basin[J].Xinjiang Petroleum Geology,2014,35(1):34-38.

[6] 于景維,任偉,王武學(xué),等.阜東斜坡中侏羅統(tǒng)頭屯河組異常高壓形成機理[J].新疆石油地質(zhì),2015,36(5):521-525

Yu Jingwei,Ren Wei,Wang Wuxue,et al.Influencing factors study of abnormal pressure and favorable area prediction in Toutunhe Formation of Fudong slope area[J].Xinjiang Petroleum Geology,2015,36(5):521-525.

[7] 于景維,鄭榮才,柳妮,等.準(zhǔn)噶爾盆地東部阜東斜坡帶頭屯河組粘土礦物特征[J].石油與天然氣地質(zhì),2015,36(6):945-954.

Yu Jingwei,Zheng Rongcai,Liu Ni,et al.Characterization of clay minerals in Toutunhe Formation of Fudong slope area in easternJunggar Basin[J].Oil & Gas Geology,2015,36(6):945-954.

[8] 蒲秀剛,周立宏,王文革,等.黃驊坳陷歧口凹陷斜坡區(qū)中深層碎屑巖儲集層特征[J].石油勘探與開發(fā),2013,40(1):36-48.

Pu Xiugang,Zhou Lihong,Wang Wen’ge,et al.Medium-deep clastic reservoirs in the slope area of Qikou sag,Huanghua depression,Bohai Bay Basin[J].Petroleum Exploration and Development,2013,40(1):36-48.

[9] 賴錦,王貴文,陳敏,等.基于巖石物理相的儲集層孔隙結(jié)構(gòu)分類評價——以鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)長8油層組為例[J].石油勘探與開發(fā),2013,40(5):566-573.

Lai Jin,Wang Guiwen,Chen Min,et al.Pore structures evaluation of low permeability clastic reservoirs based on petrophysical facies:A case study on Chang 8 reservoir in the Jiyuan region,Ordos Basin[J].Petroleum Exploration and Development,2013,40(5):566-573.

[10] 吳勝和.儲層表征與建模[M].北京:石油工業(yè)出版社,2010:217-221.

Wu Shenghe.Reservoir characterization and modeling[M].Beijing:Petroleum Industry Press,2010:217-221.

[11] 劉吉余.流動單元研究進展[J].地球科學(xué)進展,2000,15(3):303-306.

Liu Jiyu.Advances in study on flow unit[J].Advance in Earth Sciences,2000,15(3):303-306.

[12] 常秋生,萬敏,孫自金,等.阜東斜坡頭二段儲集層成巖作用及成巖相研究[J].新疆石油地質(zhì),2013,34(1):10-13.

Chang Qiusheng,Wan Min,Sun Zijin,et al.Study of diagenesis and diagentic facies in Toutunhe-2 Member sandstone reservoir in Fudong slope area,Junggar Basin[J].Xinjiang Petroleum Geology,2013,34(1):10-13.

[13] 吳曉智,王立宏,宋志理.準(zhǔn)噶爾盆地南緣構(gòu)造應(yīng)力場與油氣運聚的關(guān)系[J].新疆石油地質(zhì),2000,21(2):97-100.

Wu Xiaozhi,Wang Lihong,Song Zhili.The relations eetween structural stress field and hydrocarbon migration and accumulation in Southern margin ofJunggar Basin[J].Xinjiang Petroleum Geology,2000,21(2):97-100.

[14] 付廣,薛永超,楊勉.異?？紫读黧w壓力的成因及其貢獻探討[J].海相油氣地質(zhì),1999,4(4):46-50.

Fu Guang,Xue Yongchao,Yang Mian.The cause of abnormal pore fluid pressure and its contribution to the discussion[J].Marine Origin Petroleum Geology1999,4(4):46-50.

[15] Luo Xiaorong,Vasseur G.Contributions of compaction and aquathermal pressuring to geopressure and the influence of environment conditions[J].American Association Petroleum Geology Bulletin,1992,76(2):1550-1559.

[16] Bethke C M.Inverse hydrologic analysis of the distribution and origin of gulf coast-type geopressured zones[J].Journal of Geophysical Research,1986,91(6):6535-6545.

[17] 徐國盛,匡建超,李建林.天山北側(cè)前陸盆地異常高壓成因研究[J].成都理工學(xué)院學(xué)報,2000,27(3):255-262.

Xu Guosheng,Kuang Jianchao,Li Jianchao.Research on the genesis of abnormal high pressure in the forland basin to the north Tianshan[J].Journal of Chengdu Institute of Science and Technology,2000,27(3):255-262.

[18] Baker C.Aquathermal pressuring-role of temperature in development of abnormal pressure zones[J].AAPG Bulletin,1972,56(2):2068-2071.

[19] Dickey,Cox.Oil and gas reservoirs with subnormal pressure[J].AAPG Bulletin，1977,61(3):2134-2142.

[20] 李會軍,吳泰然,馬宗晉,等.蘇里格氣田優(yōu)質(zhì)儲集層的控制因素[J].天然氣工業(yè),2004,24 (8):12-13.

Li Huijun,Wu Tairan,Ma Zhongji,et al.Reserch on the basic chracteristics and control factor of high-quality Reservior in Sulige gas field[J].Natural Gas Industry,2004,24 (8):12-13.