白音查干凹陷白垩系巴彦花群辫状河三角洲沉积特征

2012-01-09王先德柳志伟杨发群刘一鸣

中国矿业 2012年12期

王先德，柳志伟，杨发群，刘一鸣

(1.中国矿业大学(北京)，北京 100083；2.中国华电集团科学技术研究总院，北京 100035；3.中国石化中原油田分公司内蒙采油事业部，河南濮阳 457000；4.克拉玛依新科澳石油天然气技术股份有限公司,新疆克拉玛依 834000)

辫状河三角洲是由辫状河流系统推进到稳定水体的富含砾石的三角洲。辫状河三角洲的形成机理和沉积特征有其独特性，前人曾将其归属于扇三角洲。从三角洲分类的角度来说，辫状河三角洲既不同于扇三角洲，也不同于一般所说的河流三角洲。与扇三角洲相比，其缺少扇根的冲击扇特征；而与一般河控三角洲相比，它由带粗粒的辫状河组成，而不同于带细粒的网状河。与其他类型的三角洲纵向结构划分方法相同，由陆至湖依次划分为辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘和前三角洲三个亚相。20世纪80年代以来，随着我国陆相含油盆地油气资源的陆续发现，对位于陆相湖盆边缘的扇三角洲沉积特征研究有了充分的认识，大量的油气资源得以发现和开发。进入90年代以来，随着勘探方法和勘探手段的提高，人们逐步认识到，无论是储层还是储集规模，辫状河三角洲比扇三角洲具有更大的优势。

1 地质背景

白音查干凹陷构造上位于二连盆地西缘川井坳陷的西北部，为川井坳陷的次级构造单元[1-4]。经钻井揭示，凹陷为海西褶皱基底上发育起来的一个以下白垩统巴彦花群地层沉积为主体的沉积盆地，受北部继承发育的塔拉边界正断层控制，形成北断南超的箕状盆地[5-7]。凹陷总体为NE走向的梭形，北坡陡窄，南坡宽缓，西部较东部范围宽，面积约3200km2(图1)。

图1 白音查干凹陷区带分布图

2 沉积环境

白音查干凹陷为一北部断陷、南部超覆的箕状盆地，古生界褶皱基底之上的中生界底层构成盆地的盖层，由下之上依次沉积了下白垩统阿尔善组、腾格尔组、都红木组、赛汉塔拉组以及上白垩统二连达布苏组五套底层，其上为第四纪所覆盖。阿尔善组至都红木组沉积期间，北部控盘断层塔拉断层及其伴生断裂持续发育，控制了沉降、沉积格局，形成北断南超的沉积格局；赛汉塔拉组沉积期，塔拉断层活动减弱，差异沉降不明显，北断南超的构造格局被打破，以坳陷湖盆为主，水体变浅，陆相河湖及冲积平原沉积为本区的主要沉积特点。

2.1 母岩特征

白音查干凹陷基底具有双断断槽结构。在早期的双断结构之上，叠置北断南超的单断结构，形成单断断槽式的箕状洼陷。随着塔拉断裂系的持续发育，断裂两侧古地貌发生明显变化，地形高差加大，母岩风化后短距离运移即进入湖盆，分选、磨圆差，粒径混杂，杂基含量高。岩矿特征分析表明，样品成分成熟度和结构成熟度均较低，期中碎屑岩样品占整个样品68.9％，碳酸盐岩、变质岩与岩浆岩样品分别占整个样品的19.7％、9.8％、1.6％。反映了短距搬运、快速沉积的特点。

2.2 物源分析

2.2.1 碎屑成分

岩心薄片观察和重矿物统计分析表明，从凹陷边缘至凹陷中心，岩石物性呈规律变化，岩石样品的成分成熟度逐渐降低，重矿物稳定系数逐渐增大，石英及石榴石等稳定重矿物含量渐次增加，长石、岩屑以及不稳定重矿物渐次减少。在北部陡坡带，石英含量从凹陷边缘向中心方向由42％增加至45％，矿物成熟度由0.75增加至0.83；在南部缓坡带，从凹陷边缘向中心方向石英含量由35.5％增加到67.6％，重矿物稳定系数由盆地边缘至盆地中心逐渐增大。

2.2.2 重矿物分析

岩芯样品分析表明，重矿物成分主要以磁铁矿、石榴石为主，其次为电气石和锆石，其中磁铁矿平均为43.6％，石榴石平均为25.5％，电气石平均为12.0％。绿帘石、金红石、十字石、锡石、角闪石、红柱石所占比重较低，部分样品中可见黝帘石、蓝晶石、榍石、辉石和磷灰石等。

平面上，从盆地边缘至中心，稳定重矿物相对含量增加，而不稳定重矿物含量则相对降低。从盆地边缘达3井至较深部位达2井对比可见，稳定重矿物相对含量由85.3％增加到88.6％，稳定系数则相应增加，分别为5.9和7.7。达5井、达38井、达36井取样点位置依次向盆地中心分布，分析样品稳定重矿物总量分别为92.5％、97.5％和 98.3％,总量渐次增加，相应的稳定系数则从12.5逐渐增加到37.5和54.6。根据以上分析可知，白垩系地层沉积物来自盆地周缘，沉积物沿凹陷边缘向凹陷中心推进。

3 辫状河三角洲沉积特征

白音查干凹陷下白垩统巴彦花群是整个盆地发育演化的鼎盛时期，湖盆水体深、水域大，发育了扇三角洲至深湖-半深湖沉积。由于辫状河三角洲在白音查干凹陷进行油气勘探的重要性，故这里重点讨论辫状河三角洲的沉积特征，与其他类型的三角洲一致，辫状河三角洲也分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲三个亚相(图2)。

图2 白音查干凹陷白垩系巴彦花群辫状河三角洲沉积剖面

3.1 三角洲平原亚相

三角洲平原主要是游荡的平面上变化比较快的辫状河沉积物组成。根据沉积物的特征，可以细分为辫状河道沉积和河道间沉积两个微相。

3.1.1 辫状河道沉积微相

通过录井、钻井岩心分析，辫状河道沉积微相岩性组成主要为砾质砂岩、灰色-灰白色细砾岩组成，局部为含砾粗砂岩、中粒砂岩。砾岩一般为块状结构，砾石分选磨圆均较好，略呈叠瓦状构造。砂岩发育平行层理、板状交错层理，局部夹炭屑纹层。砂岩的分选、磨圆中等～偏差，杂基含量较高。纵向上为由下至上逐渐变细的正韵律，泥质含量较低(图3)。

3.1.2 河道间沉积微相

河道间沉积微相由洪水期河水漫溢天然堤并在河道间低洼地区沉积的产物。岩性主要由灰绿色薄层泥质粉砂岩、粉砂质泥岩以及中细粒泥质砂岩组成，在粉砂岩中可见流水沙纹层理。河道间沉积微相为向上变细的正韵律(图3)。

图3 辫状河三角洲平原亚相沉积特征和剖面结构

3.2 辫状河三角洲前缘亚相

一般来说，辫状河三角洲前缘亚相可以进一步分出很多微相，但白音查干凹陷常见且与勘探开发关系密切的微相，主要有水下分流河道、河口砂坝和席状砂三个沉积微相。

3.2.1 水下分支河道沉积微相

水下分支河道是三角洲平原上分支河道入湖后的水下部分或由于河流在入湖后的分叉河道，其特征为砂岩碎屑分选、磨圆好，结构成熟度、成分成熟度较高，以化学胶结为主，泥质含量低，砂岩层底部发育有明显的冲刷面。从砂岩粒度概率曲线可见(图4)，砂岩粒度主要分布在1～5范围内，斜率比较小，以跳跃总体为主，少量悬浮和滚动总体。

3.2.2 分流河口坝沉积微相

分流河口坝沉积微相主要在凹陷南部陡坡带的达尔其地区普遍发育，钻井取芯显示在达2、达5井腾格尔组顶部存在沉积，岩性由灰白色含砾粗砂岩、中砂岩和细砂岩组成，纵向上表现为向上变粗变厚的反韵律沉积特点。中部常夹有灰黑色薄层粉砂质泥岩和泥质粉砂岩，发育平行层理、交错层理和浪成沙纹层理。由于河口坝的堆积速度比较快，易发生滑移现象，因此常见一些变形构造(图4)。

3.2.3 席状砂沉积微相

席状砂沉积微相在沉积特征表现为薄层状的中-细粒砂岩、粉砂岩与泥岩呈条纹条带状互层，水平层理发育局部发育砂枕构造,该微相在达24-1、达24-10井腾格尔组顶部钻遇(图4)。

3.3 前三角洲亚相

主要为灰黑色泥岩和黑灰色泥岩夹泥质粉砂岩和细砂岩薄层。发育水平层理和小型沙纹层理。电测SP曲线平滑的齿形，地震相为平行-亚平行、低振幅、高频率、高连续反射特征(图4)。

图4 辫状河三角洲前缘亚相沉积特征和剖面结构

4 辫状河三角洲成藏特征

在白音查干凹陷，三角洲平原辫状河道和前缘水下分支河道由于搬运距离远以及多种水流作用的影响，成熟度普遍较高，杂基含量较低，一般低于10％。孔隙度为介于2.6％～49.2％，渗透率介于0.001～9273×10-3μm2之间，平均202.9×10-3μm2。孔隙以原生孔隙为主，此生孔隙次之，储集性能较好。而上覆三角洲平原由于纵向上泥岩厚度大，平面分布范围广，是良好的区域性盖层，为其下的三角洲平原辫状河道和前缘水下分支河道提供了良好的遮挡条件。

在白音查干凹陷，由于盆地规模小、快速堆积的特点，致使辫状河三角洲砂体与三角洲前缘以及深湖-半深湖泥岩平面相接，空间叠置，构成良好的生、储组合关系，为油气运移以及成藏创造了良好的天然条件，必将成为今后油田勘探、开发的优势相带。