玛湖凹陷玛2井区下乌尔禾组扇三角洲沉积及有利储层分布

张有平，盛世锋，高祥录

（中国石油新疆油田分公司低效油田开发公司，新疆克拉玛依834000）

玛湖凹陷玛2井区下乌尔禾组扇三角洲沉积及有利储层分布

张有平，盛世锋，高祥录

（中国石油新疆油田分公司低效油田开发公司，新疆克拉玛依834000）

通过岩心和薄片观察及样品物性分析，对玛湖凹陷玛2井区下乌尔禾组的沉积相进行了再认识，并对其有利储层的发育规律及分布特征进行了研究。结果表明：研究区下乌尔禾组为一套冲积扇入湖形成的扇三角洲沉积，并非之前所认为的水下扇沉积；其沉积物总体显示牵引流和重力流交替沉积作用过程；可进一步识别出扇三角洲平原、扇三角洲前缘及前三角洲3个亚相，以及泥石流、漫流、扇面河道、水下分流河道、碎屑流、支流间湾、河口坝、远砂坝、前三角洲泥及滑塌等10个微相，其中水下分流河道及碎屑流沉积非常发育；沉积微相类型对储层的储集物性和含油性等具有明显的控制作用，其中水下分流河道、扇面河道微相内发育的牵引流砂砾岩储层泥质杂基含量低，储集性能好，为研究区的有利储层。各沉积时期内发育的水下分流河道、扇面河道砂砾岩体是研究区开展后续油气评价及开发的首选目标。

扇三角洲；水下分流河道；有利储层；玛2井区；下乌尔禾组；玛湖凹陷

0　引言

自1965年Holmes［1］提出扇三角洲的概念以来，扇三角洲的研究逐渐成为沉积学领域的热点。近年来，随着国内诸多含油气盆地发现砂砾岩油藏，砂砾岩储层成为颇受地质学家们关注的含油气领域。水下扇与扇三角洲是发育砂砾岩的2个不同的、重要的沉积环境，但由于砂砾岩储层普遍具有“堆积速度快、岩性复杂、非均质性强”等特点，导致对其沉积环境的分析比较困难，从而制约了对其有利储层的预测。

笔者通过岩心和薄片观察及样品物性分析，对玛湖凹陷玛2井区下乌尔禾组砂砾岩地层的沉积特征进行描述，对研究层段的沉积环境重新进行厘定，并在此基础上对该套砂砾岩地层中有利储层的发育规律及分布特征进行研究，以期为该区下一步油气勘探提供依据。

1　研究区概况

玛湖凹陷位于准噶尔盆地西北部，为盆地一级构造单元中央坳陷内的次级构造单元，北邻乌-夏断裂带，西接克-百断裂带，南靠中拐凸起及达巴松凸起，东邻陆梁隆起。玛2井位于玛湖凹陷北部（图1），该井于1992年1月获得高产油气流，目前该井区仍是玛湖凹陷油气勘探的重点地区。

图1　玛湖凹陷玛2井区地理位置及构造区划图Fig.1　The geographic location and tectonic division of Ma 2 well block in Mahu Depression

二叠系中统下乌尔禾组（P2w）不整合于下伏夏子街组（P2x）之上，与上覆下三叠统百口泉组（T1b）也呈不整合接触。下乌尔禾组厚度大，多大于100 m（研究区的井均未钻穿下乌尔禾组地层），分为乌一、乌二和乌三共3个段（图2），油层主要分布在乌二段。下乌尔禾组岩性总体上以砂砾岩为主，夹粉砂岩、泥岩及砂岩。

图2　玛湖凹陷玛001井下乌尔禾组沉积相柱状图Fig.2　Columnar section of sedimentary facies of lower Urho Formation in Ma 001 well in Mahu Depression

前人对该区下乌尔禾组做过少量沉积学方面的研究，认为玛2井区下乌尔禾组属于水下扇沉积［2］。笔者通过对研究区14口取心井的岩心进行详细的观察，并结合录井、测井及分析化验等资料，认为下乌尔禾组为扇三角洲沉积，具有清楚的水下、水上沉积特征（图版Ⅰ），明显不同于水下扇，或其他类型的三角洲（辫状河三角洲和曲流河三角洲）。由于不同类型三角洲形成时的沉积环境、古构造背景及含油气意义差异明显［1-5］，因此，该认识将为玛2井区沉积演化研究及油气勘探提供新的依据。

2　沉积相类型的鉴定依据

许多学者从不同角度对该区沉积相进行了研究［3-10］，同时亦提出了其与水下扇区别的依据［3-6］。扇三角洲与水下扇最显著的区别在于：①扇三角洲除了发育水下部分之外，还发育水上部分，而水下扇形成于半深湖、深湖等深水还原环境，不可能出现红色的水上沉积部分［11］；②扇三角洲显示牵引流和重力流交替沉积作用过程，牵引流沉积很发育，而近岸水下扇属于深湖重力流成因［11］，水下重力流沉积占绝对优势，其砂砾岩绝大多数为杂基支撑，泥质杂基含量高。

研究区东北部玛7、玛5和玛002等井的下乌尔禾组乌一段和乌二段地层中可见（棕）红色的砂砾岩及红色泥岩（图版Ⅰ-1～Ⅰ-4），清楚地反映了水上沉积的氧化环境，属于扇三角洲平原沉积环境。此外，下乌尔禾组各层段均含有丰富的、牵引流成因的、具有颗粒支撑结构的砂砾岩及砂岩，其泥质杂基含量极低，体积分数一般小于3.5%；牵引流成因的砂砾岩在测井曲线上易与重力流成因的砂砾岩区分开来，其电阻率相对较高，自然伽马和密度均相对较低（参见图2）；据统计，乌二段地层中牵引流成因的砂砾岩厚度平均占砂砾岩总厚度的53.75%。上述特征表明玛2井区下乌尔禾组为扇三角洲沉积而非水下扇沉积。

3　扇三角洲相内部微相划分以及沉积特征

玛2井区下乌尔禾组扇三角洲沉积可分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前三角洲3个亚相及泥石流、水下分流河道等10个微相，总体显示出明显的湖平面上升的退积过程（参见图2）。

3.1扇三角洲平原亚相

研究区扇三角洲平原沉积发育比较局限，主要出现在东北部（如玛7井、玛5井、玛002井），沉积物总体为氧化条件下形成的各种红色调的岩石，见泥石流、漫流及扇面河道3个微相，其中漫流微相的红色泥岩较发育，特征明显。

（1）泥石流微相

该微相在玛7井的乌一段和乌二段及玛002井的乌一段均可见。泥石流沉积为灾变期形成的、位于水上的重力流沉积，呈棕红色，岩性为重力流成因的砂砾岩，本文命名为重力流砂砾岩（参见图2）。其粒度以中砾级为主，少见细砾；杂基支撑，部分砾石呈漂浮状（图版Ⅰ-1～Ⅰ-2）；砾石以次棱角—次圆状为主，成分以凝灰岩和流纹岩为主；砾石大小不等，分选较差，粒径一般为1～4 cm，最大可达10 cm；填隙物主要为不等粒砂级颗粒及泥质；沉积构造类型单一，仅发育块状层理。泥石流沉积的底部与下伏扇面河道或漫流沉积物呈明显的冲刷-侵蚀接触，岩层中可见植物茎干化石。

（2）漫流微相

该微相在玛7井的乌一段和乌二段、玛5井的乌一段以及玛002井的乌一段均可见。漫流沉积由褐灰色、棕红色、红色中—薄层泥质粉砂岩和泥岩组成（图版Ⅰ-3）；单层厚度多小于0.4 m，层理构造不发育，局部偶见水平层理及小型沙纹层理。

（3）扇面河道微相

扇面河道沉积为间灾变期形成的、位于水上的牵引流沉积，呈红色、褐色等，岩性由牵引流成因的砂砾岩和砂岩等组成，主体部分为砂砾岩，本文将该砂砾岩命名为牵引流砂砾岩（参见图2）。牵引流砂砾岩在岩性特征上与重力流砂砾岩明显不同，其粒度偏细，以细砾级占绝对优势，少见中砾级；颗粒支撑，砾石颗粒彼此接触，分选性和磨圆度均较好，以次圆状为主；填隙物主要为不等粒砂级颗粒，泥质含量低；沉积构造见正粒序（图版Ⅰ-4）及交错层理等。牵引流砂砾岩与其顶部的砂岩组成完整的一期正粒序河道沉积，但由于上部砂岩常常被泥石流冲刷、侵蚀，因此仅下部的牵引流砂砾岩被保存下来。扇面河道沉积体多呈“透镜状”分布，单一河道砂体厚度小于0.5 m，常见多个河道砂砾岩体互相叠置，底部见冲刷面构造。

3.2扇三角洲前缘亚相

该亚相在下乌尔禾组中最为发育，广泛分布于乌二段，在乌一段及乌三段中局部可见（参见图2）。岩心中可识别出水下分流河道、碎屑流、支流间湾、河口坝及远砂坝等沉积微相。

（1）水下分流河道微相

水下分流河道为扇面河道在水下的延伸部分，其特征与扇面河道相似，但颜色差别明显，多呈灰色、灰绿色等，岩性同样为牵引流砂砾岩及少量砂岩。其牵引流砂砾岩与扇面河道内的牵引流砂砾岩在沉积结构和沉积构造上基本相同，只是分选性及磨圆度更好，泥质杂基含量更低，亦可见正粒序、侧积交错层理［12］（图版Ⅰ-5）等沉积构造。该牵引流砂砾岩与顶部的砂岩组成了一期完整的正粒序河道沉积，其砂岩的保存程度较扇面河道沉积体中的砂岩要高。水下分流河道沉积体稳定性较差，多呈“透镜状”相互叠置，单一河道沉积体的最大厚度多小于1 m，底部见冲刷面构造。

（2）碎屑流微相

碎屑流为泥石流在水下的延伸部分，其沉积特征和泥石流沉积相似，但岩石颜色不同，多呈灰绿色、灰黑色等。岩性与泥石流完全相同，仍为重力流砂砾岩。其砾石分选性差（图版Ⅰ-6），呈次棱角状，杂基支撑（图版Ⅰ-7）；杂基为泥质及砂级颗粒，泥质杂基含量较高；发育块状层理，底部发育冲刷面构造。

（3）支流间湾微相

支流间湾微相岩性为灰绿色、灰色泥岩、粉砂岩及砂质泥岩，见植物叶片化石及水平层理。

（4）河口坝微相

河口坝微相在研究区仅局部可见，岩性为砂岩及含砾砂岩，常构成下细上粗的反粒序，见浪成沙纹层理。

（5）远砂坝微相

远砂坝微相岩性为灰色粉、细砂岩，单层厚度小于0.5 m，见沙纹层理及植物叶片化石。

3.3前三角洲亚相

由前三角洲泥及滑塌沉积组成。前三角洲泥为灰色、灰黑色泥岩，见水平层理（图版Ⅰ-8）；滑塌沉积为前缘沉积物滑塌于前三角洲中而形成，主要为深灰色含砾砂岩、砾岩，杂基支撑，厚度一般为0.5～3.0 m。

4　沉积相平面展布与沉积演化

根据单井及连井剖面沉积相分析，以段为单位进行小层沉积相平面展布研究，进而明确沉积演化规律。由于乌一段基本未钻穿，以下仅分析乌二段和乌三段的沉积相平面展布特征。

在乌二段沉积时期，研究区全部发育扇三角洲的水下沉积部分，即扇三角洲前缘及前三角洲亚相，未见水上的扇三角洲平原亚相，说明该沉积时期较乌一段沉积时期湖平面已有所上升。来自西北和东北2个物源方向的粗粒沉积物，在研究区入湖，形成了两大扇三角洲朵体；碎屑流微相延伸距离较近，向西北和东北方向分别抵达玛4井和玛007井附近，此外，在水下分流河道微相中也小范围地呈“透镜状”分布有碎屑流微相沉积物；水下分流河道微相延伸距离较远，西北和东北2支前缘朵体的河道前端分别抵达玛001井和玛2820井附近，其河道均包含一个主河道和2个分支河道；在每个分支河道的前端均发育河口坝及远砂坝微相，分别呈“指甲状”和“裙带状”分布，分支河道间发育支流间湾微相；在扇三角洲前缘的广大地区发育前三角洲亚相的前三角洲泥微相，在前三角洲泥微相内可见滑塌成因的滑塌碎屑流微相沉积物，呈“透镜状”分布（图3）。

图3　玛湖凹陷玛2井区下乌尔禾组二段沉积相平面图Fig.3　Sedimentary facies of the second member of lower Urho Formation in Ma 2 well block in Mahu Depression

在乌三段沉积时期，湖平面继续上升，扇三角洲前缘沉积继续向两大物源方向退却，扇三角洲前缘沉积体占研究区面积大幅减小，至25%左右；扇三角洲前缘内仅发育水下分流河道、河口坝、远砂坝及支流间湾微相，未见碎屑流微相；水下分流河道延伸距离亦大幅缩短，西北一支退缩至玛1812井处，东北一支退缩至玛007井处（图4）。

图4　玛湖凹陷玛2井区下乌尔禾组三段沉积相平面图Fig.4　Sedimentary facies of the third member of lower Urho Formation in Ma 2 well block in Mahu Depression

5　有利储层分布

通过对研究区下乌尔禾组191.22 m粉砂级以上岩心含油性的观察、大量岩心取样的物性分析及铸体薄片镜下分析，结合岩心沉积微相研究，发现储集层的物性明显受到沉积微相的控制，据此，开展研究区储层综合评价（表1）。

扇面河道和水下分流河道微相属于牵引流成因，其内发育的牵引流砂砾岩和砂岩（厚度上以牵引流砂砾岩占绝对优势）泥质杂基含量均较低，体积分数一般均小于3%，孔隙类型以剩余粒间孔为主（图版Ⅱ-1～Ⅱ-2），孔喉结构较好，物性和含油性均较好，含油级别以“富含油—油斑”为主，属于研究区Ⅰ类储层；泥石流和碎屑流微相属于重力流成因，其内发育的重力流砂砾岩泥质杂基含量较高，体积分数一般大于6.0%，孔隙类型以次生孔隙为主，常见粒内溶孔及界面缝等（图版Ⅱ-3），孔喉结构较差，物性和含油性均较差，含油级别以“荧光—不含油”为主，属于研究区Ⅱ类储层；远砂坝微相内发育的粉砂岩和泥质粉砂岩粒度细，泥质成分含量高，物性差，亦归为研究区Ⅱ类储层；漫流及支流间湾微相内发育的泥岩属于非储层。综上所述，发育在扇面河道及水下分流河道微相内的牵引流砂砾岩、砂岩储层为研究区的有利储层，各沉积时期内发育的水下分流河道、扇面河道砂砾岩体是研究区开展后续油气评价及开发的首选目标。

表1　玛湖凹陷玛2井区下乌尔禾组砂砾岩储层综合评价Table 1　The comprehensive evaluation of glutenite reservoirs of lower Urho Formation in Ma 2 well block in Mahu Depression

6　结论

（1）玛湖凹陷玛2井区下乌尔禾组属于扇三角洲沉积，为牵引流和重力流交替沉积而形成，发育水上、水下沉积体，其特征明显有别于水下扇沉积。

（2）沉积演化分析表明，研究区下乌尔禾组沉积时期，总体处于湖平面上升阶段，在乌二段和乌三段沉积时期，演化为扇三角洲水下沉积。

（3）研究区下乌尔禾组的储集性能及含油性明显受到沉积微相的控制，水下分流河道和扇面河道微相为有利的储集相带，其分布区也是未来油气评价及开发的首选目标。

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图版Ⅰ

图版Ⅰ说明：玛湖凹陷玛2井区下乌尔禾组岩心照片。1．棕红色重力流砂砾岩，分选差，块状层理，泥石流沉积，玛002井，3 535.41 m；2．棕红色重力流砂砾岩，分选差，块状层理，泥石流沉积，玛006井，3 409.36 m；3．棕红色泥岩，水平层理，漫流沉积，玛7井，3 629.94 m；4．从底到顶，显示由棕红色牵引流砂砾岩—粗砂岩—中砂岩的正粒序，扇面河道沉积，玛5井，3 606.19 m；5．灰绿色牵引流砂砾岩，砾石为细砾级，发育侧积交错层理，分选性好，水下分流河道沉积，玛2238井，3 552.04 m；6．灰绿色重力流砂砾岩，块状层理，分选性差，杂基支撑，底部见冲刷面构造，碎屑流沉积，玛4井，3 608.55 m；7．灰色重力流砂砾岩，块状构造，杂基支撑，颗粒呈漂浮状，碎屑流沉积，玛4井，3 722.40 m；8．灰黑色泥岩，水平层理，前三角洲泥沉积，玛002井，3 598.30 m

图版Ⅱ

图版Ⅱ说明：玛湖凹陷玛2井区下乌尔禾组铸体薄片。1．牵引流砂砾岩，水下分流河道微相，泥质杂基体积分数为2.5%，以剩余粒间孔为主，孔隙度为12.87%，玛001井，3 594.96 m；2．牵引流砂砾岩，水下分流河道微相，钠长石胶结，泥质杂基体积分数为1.0%，以剩余粒间孔为主，孔隙度为11.36%，玛003井，3 635.25 m；3．重力流砂砾岩，碎屑流微相，泥质杂基体积分数为10.5%，粒内溶孔、界面缝，孔隙度较低，为2.92%，玛4井，3 551.66 m

（本文编辑：于惠宇）

Fan delta sedimentation and favorable reservoir distribution of the lower Urho Formation in Ma 2 well block of Mahu Depression

Zhang Youping，Sheng Shifeng，Gao Xianglu
（Inefficient Oilfield Development Company，PetroChina Xinjiang Oilfield Company，Karamay 834000，Xinjiang，China）

Based on observation of cores and thin section and property analysis of typical samples，the sedimentary facies of the lower Urho Formation in Ma 2 well block was recognized again，and the development rule and distribution characteristics of favorable reservoirs were studied.The results show that the sedimentary facies of the lower Urho Formation is fan delta which formed as a set of alluvial fan prograded into a lake，not underwater fan deposition，and the sediments generally show an alternate deposition process of tractive current and gravity flow.The sedimentary facies can be divided into 3 subfacies of fan delta plain，fan delta front and predelta，and 10 microfacies of debris flow，sheetflood，stream channel，underwater distributary channel，clastic flow，interdistributay bay，mouth bar，distal bar，prodelta mud and slump，among which debris flow and underwater distributary channel deposition developed very well.The sedimentary microfacies have obvious controlling effect on the reservoir properties and oiliness.The glutenite reservoir developed in the stream channel and underwater distributary channel microfacies is favorable reservoir because of the low content of argillaceous matrix and good reservoir properties.So the glutenite of distributary channel and underwater distributary channel microfacies in each sedimentary period are the first target of oil and gasevaluation and development in the study area in the future.

fan delta；underwater distributarychannel；favorable reservoirs；Ma 2 well block；lower UrhoFormation；Mahu Depression

TE121.3

A

1673-8926（2015）05-0204-07

2015-04-04；

2015-07-07

湖北省教育厅科学研究计划项目“库车坳陷白垩系碎屑岩储层水-岩相互作用的动力学机制剖析”（编号：B2013285）资助

张有平（1963-），男，硕士，高级工程师，主要从事油藏地质方面的研究工作。地址：（834000）新疆克拉玛依市克拉玛依区红山路30号。E-mail：772912552@qq.com。