玛湖凹陷三叠纪古地貌对沉积的分级控制作用

任本兵，瞿建华，王泽胜，钱海涛，唐勇

中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依 834000

玛湖凹陷三叠纪古地貌对沉积的分级控制作用

任本兵*，瞿建华，王泽胜，钱海涛，唐勇

中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依 834000

勘探实践证实，玛湖凹陷三叠系百口泉组扇三角洲沉积具有相带控藏控产的特点。针对常规相带刻画技术难以实现对沉积微相的刻画以满足勘探需求的技术难题，利用古地貌恢复，结合钻探资料，开展了古地貌对百口泉组扇三角洲沉积分级控制作用的研究，以实现对扇三角洲前缘相朵叶体的精细刻画。研究表明，百口泉组扇三角洲沉积受古地貌分级控制：（1）山口、沟槽、古凸控制着扇体主槽走向，从而控制着平原相及扇间泥岩带，平台区控制着前缘相带展布，主流线向坡降较大的方向偏移，从而控制着扇体相带的对称性，多级坡折则控制着高低位湖岸线的分布；（2）平台区次级沟谷及坡折等二级古地貌控制着次级主流线的走向，从而控制着前缘相朵叶体的分布。

玛湖凹陷；百口泉组；扇三角洲；古地貌；分级控制

任本兵，瞿建华，王泽胜，等.玛湖凹陷三叠纪古地貌对沉积的分级控制作用[J].西南石油大学学报(自然科学版)，2016，38(5)：8189.

REN Benbing，QU Jianhua，WANG Zesheng，et al.Hierarchical Control Function of the Paleogeomorphology in Triassic Period to Sedimentary in Mahu Sag[J].Journal of Southwest Petroleum University(Science&Technology Edition)，2016，38(5)：8189.

引言

准噶尔盆地玛湖凹陷三叠系百口泉组为大型缓坡扇三角洲沉积[1—2]，勘探实践表明，扇三角洲前缘亚相是有利的勘探相带，控制着油藏的分布，其微相的差异直接影响产能的高低[3—4]。地震波形分类、属性融合、体雕刻等相带刻画技术[57]，实现了扇三角洲亚相的精细刻画，为勘探部署提供了有利区，但无法满足寻找高产、高效优质储量区块的需求。通过古地貌恢复，结合区域钻探情况，研究古地貌对扇三角洲沉积的分级控制作用，能有效实现扇三角洲前缘相朵叶体的精细刻画，为勘探部署寻找优质储量区块提供依据。

1 古地貌特征

玛湖凹陷经历了石炭纪二叠纪早期构造旋回下的前陆盆地和三叠纪第四纪晚期构造旋回下的凹陷盆地等两个发育时期，具有典型的叠合盆地特征，构造特征复杂[8—10]。二叠纪末期，受海西印支运动的影响，盆地整体抬升遭受剥蚀，随后进入了整体沉积—抬升的振荡发展阶段[1—0]，形成地势平坦、坡度较缓的大型拗陷浅水湖盆，为大型缓坡扇三角洲沉积创造了良好的古地理条件。

针对研究区三叠纪之后整体沉积抬升的简单构造沉积背景，以区域内新部署采集的“两宽一高”三维地震资料[1—1]精细构造解释为基础，采用地层残余厚度计算、视厚度校正及去压实恢复等技术手段[12—13]进行古地貌恢复。以研究目的为导向，采用不同解释精度及成图精度的地震资料，实现不同研究范围及精度的分级古地貌恢复，为研究三叠纪古地貌对百口泉组扇三角洲沉积的分级控制作用提供了依据和技术支撑。

玛湖凹陷三叠纪平坦宽缓的古地貌为扇三角洲沉积大规模发育提供了条件，局部隆凹错落的格局控制着扇体的发育展布。通过分级古地貌恢复，展现了不同级别的古地貌形态，玛湖凹陷三叠纪早期古地貌展现了4类一级古地貌单元(图1)。

图1 玛湖凹陷百口泉期前古地貌图Fig.1Paleogeomorphic map before deposit of Baikouquan Formation in Mahu Sag

(1)山口、沟槽与古凸

玛湖凹陷百口泉期前古地貌发育中拐、克拉玛依、黄羊泉、夏子街、盐北和夏盐等6大山口和主槽，与中拐古凸、W90井古凸、艾湖古凸、风南古凸、北玛东古凸和南玛东古凸等多个古凸形成凹隆相间的格局，为物源区和沉积区提供了连接通道，起到了良好的物源输送作用。

(2)平台区

古地貌平台区是除山口、沟槽及古凸以外的广大平缓沉积区域，为沉积砂体的卸载提供了场所，是主要的卸砂区。

(3)古坡折

古坡折是指古地貌坡度发生较大变化的转折带，对沉积具有一定的控制作用。玛湖地区三叠纪古地貌自断裂带向凹陷中心发育3大坡折带：一级坡折带位于断裂带附近，分割断裂带和斜坡区；二级坡折带位于斜坡中部，分割上、下斜坡区；三级坡折带靠近凹陷中心，分割斜坡区与凹陷深部。3级坡折带围绕凹陷的沉积、沉降中心呈环状向周缘拓展。

(4)湖心洼地

湖心洼地是指高程低于其四周的低洼区域[1—4]，终年处于水体之下，是湖盆的沉积中心。

玛北斜坡区位于玛湖凹陷北部，该区百口泉期前古地貌展示了夏子街扇三角洲沉积前的古地貌特征(图2)，受北东南西向大型区域走滑断裂(W22井北断裂和W131井北断裂)影响[15—17]，在断裂处形成北东南西向展布的山口与主沟槽，沟槽两翼发育低凸平台区。在W22井北断裂和W131井北断裂的控制作用下，翼部发育多条次级调节性断裂(图3)，依次高低错落排列，形成多条断裂坡折带[18—19]，从而发育多条次级沟槽，并将平台区切割成多个次级平台(西翼：W44井平台、W99井平台、W72井平台、W15井平台和W131井平台，东翼：W19井北平台、W19井平台和W22井平台)，形成次级沟槽与次级平台相间的平面格局，次级平台依次错落有序排列，与主沟槽整体形成“扇状”展布特征。

图2 玛北斜坡区百口泉期前古地貌三维可视化图Fig.2Three-dimensional paleogeomorphic map before deposit of Baikouquan Formation in the slope zone of northern Mahu Sag

2 古地貌对扇三角洲沉积的分级控制

玛湖凹陷三叠纪早期古地貌控制着百口泉组扇三角洲沉积的搬运途径和沉积场所，从而控制着扇三角洲的展布。通过分级古地貌恢复研究，明确了扇体分布发育受古地貌的分级控制作用。

2.1 山口、沟槽、古凸、平台区及坡折带等一级古地貌的控制作用

玛湖凹陷三叠纪早期发育多个山口、沟槽及古凸，形成凹隆相间格局，山口、沟槽为沉积物搬运、快速卸载堆积提供了有利通道和场所，两翼古凸控制着沟槽发育的走向，进一步控制着扇体的主槽走向，从而控制着扇三角洲平原相的分布。沟槽两翼平台区为沉积物的卸载提供了巨大的容纳空间和场所，沉积物经山口、主沟槽快速沉降、搬运及分选，为平台区提供了相对优质的砂砾沉积体，从而控制着扇三角洲前缘相的分布发育(图1，图4)。玛北斜坡区过W15井和W7井的地震地质解释剖面显示(图4)，W7井所处的位置为W22井北断裂作用形成的主沟槽，W15井所处的翼部为平台区，与玛北斜坡区百口泉期前古地貌特征一致(图1)。钻井证实，W7井百口泉组一段、二段均为扇三角洲平原相，W15井则为扇三角洲前缘相，进一步证实了主槽对扇三角洲平原相的控制作用和平台区对扇三角洲前缘相的控制作用。

图3 过W005井、W134井、W15井、W7202井和W99井的连井地震地质解释剖面(剖面位置见图2)Fig.3Profile map showing the under well interpretation of seismic and geology in W005-W134-W15-W7202-W99 wells(Profile position is shown in Fig.2)

图4 过W15井和W7井的连井地震地质解释剖面(T3b底拉平)Fig.4Profile map showing the under well interpretation of seismic and geology in W15-W7 wells(Flattening with T3b bottom)

主槽两翼平台区控制着前缘相带的分布，其坡降的变化直接影响着主流线的方向，控制着扇体展布的对称性。玛湖凹陷百口泉期前古地貌显示(图1)，黄羊泉扇主槽两翼平台区坡降差异较大，南翼为2.0 m/km，北翼为0.5 m/km，形成了南陡北缓的地势格局，致使主流线向南发生偏转，扇体两翼前缘相发育不对称，南翼发育相带宽，北翼发育相带窄，形成非对称性扇三角洲(图5)。其南翼多井钻探获突破，并提交2块石油地质储量，北翼部署2口探井，均未获突破，进一步证实了黄羊泉扇体的非对称性特点。夏子街扇体主槽两翼平台区坡降差异较小，西翼为0.8 m/km，东翼为1.0 m/km，形成了较为对称的地势格局，致使扇体两翼前缘相发育较对称，形成对称性扇三角洲(图5)。其西翼连获突破，提交石油地质储量2块，并有效升级动用，按照“镜像”勘探的思路，在其东翼部署的W19井钻遇前缘砂体且获工业油流，有效证实了夏子街扇体的对称性特点。

图5 过W24井、W9井、W8井、W75井、W1井、W131井、W72井、W74井和W19井的三叠系百口泉组沉积相剖面Fig.5Sedimentary profile of the Triassic Baikouquan Formation in W24-W9-W8-W75-W1-W131-W72-W74-W19 wells

图6 玛湖凹陷三叠系百口泉组沉积充填演化剖面图(剖面位置见图1)Fig.6Sedimentary evolution profile of the Triassic Baikouquan Formation in Mahu Sag(Profile position is shown in Fig.1)

环玛湖凹陷有3条古坡折带环湖向四周拓展发育，与湖平面的升降控制着湖平面阶跃式的变化[2—0]，进而控制着扇体横向展布和纵向发育。古地貌恢复结合还原色砂体比分析研究发现(图6)，三级坡折带控制着低位湖岸线的展布，二级坡折带控制着湖面变化快慢的转折点，一级坡折带控制着高位湖岸线的展布，从而控制扇三角洲扇体的平面展布。纵向上，随着三叠纪早期湖平面的上升，受坡折带的影响，湖面阶跃式变化，从而控制着扇体自下而上逐级跨越坡折带向盆地周缘拓展，形成了扇三角洲前缘相有利砂体纵向错落叠置、横向搭接连片的分布特征(图6)。

2.2 平台区次级沟谷及坡折等二级古地貌控制作用

一级古地貌控制着扇体及相带的展布，平台区次级沟谷及坡折带等二级古地貌控制着侧翼扇三角洲前缘相朵叶体的分布。

玛北斜坡区百口泉期前古地貌恢复研究表明(图2)，北东南西向的W22井北走滑断裂的发育形成了夏子街山口及主沟槽，控制着夏子街扇体的主槽，从而控制着平原致密带的分布，侧翼平台区控制着前缘相的分布(图7)。平台区发育多条次级断裂控制的次级沟槽、断坡，将平台区切割成多个次级平台，控制着平台区分支水流，从而控制着砂体运输的通道和卸载的场所，进而控制着平台区前缘相朵叶体的分布。玛北斜坡区夏子街扇东西两翼前缘相大面积发育，受平台区次级沟槽切割控制，形成了8大前缘相朵叶体：W44井朵叶体、W99井朵叶体、W72井朵叶体、W15井朵叶体、W131井朵叶体、W22井朵叶体、W19井朵叶体和W19井北朵叶体(图7)，是勘探部署的有利目标区。

图7 玛北斜坡区三叠系百口泉组二段沉积相与断裂叠合平面图Fig.7Sedimentary facies overlayed fault of the second member of Triassic Baikouquan Formation in the slope zone of northern Mahu Sag

勘探实践证实，夏子街扇体西翼扇三角洲前缘相发育规模储量，成功申报了石油地质储量，并有效升级动用，已发现的W99井区、W72井区、W131井区及W15井区油藏均处在该储量区块内，但由于各井区受平台区次级沟槽及坡折的分割控制作用，各朵叶体在储层物性、流体性质及含油气性等方面存在明显的差异(表1)。

钻井证实，靠近物源的W72井朵叶体前缘亚相具有拼合板状结构，砂夹泥，储集层孔隙度7.00%～13.60%，平均8.64%，储层渗透率0.067～9.100 mD，平均1.360 mD，物性较差，非均质性强；离物源距离适中的W15井朵叶体前缘亚相发育，砂泥互层结构，因搬运距离较远，分选较好，常年处于水下环境，其物性较好，储集层孔隙度6.95%～13.90%，平均9.44%，储层渗透率0.133～39.000 mD，平均1.460 mD；而远离物源的W131井朵叶体前缘亚相与湖相沉积相间，透镜状结构(砂泥互层泥包砂)明显，物性介于W15与W99井朵叶体之间，平均孔隙度为8.80%，平均渗透率为1.430 mD。

表1 各朵叶体百口泉组二段储层物性、流体性质及压力特征对比表Tab.1Contrast table of reservoir physical property and fluid property and pressure characteristics containing the second member of Baikouquan Formation in various body

从油气显示及试油结果看，油气主要集中于前缘亚相砂体中，平原亚相有显示，但试油效果不佳。沉积相剖面显示(图8)，砂体依次从盆地内的底部坡折平台向盆地边缘的上部坡折平台之上沉积，呈现阶梯式的砂体分布，而油气在这些砂体中都有分布，因此油气分布也是呈现阶梯式的累加，最下部坡折平台的W131井朵叶体中，W16井下部百一段砂体即有油气产出，其上一级坡折平台的W15井朵叶体中，W15井百二段有两层油气产出，更上一级坡折平台的W72井朵叶体中，W7202井百二段厚层油气产出。其中W15井朵叶体地层压力较高，压力系数为1.268，原油密度小，平均为0.817 4 g/cm3，均优于相邻的朵叶体。各朵叶体油藏压力系统和流体性质不同，分别属于不同的油气单元，进一步证实了平台区次级沟槽及断裂坡折等二级古地貌控制着侧翼扇三角洲前缘相朵叶体的分布。

图8 过W16井、W134井、W15井、W7202井和W99井的三叠系百口泉组沉积相剖面图(剖面位置见图7)Fig.8Sedimentary profile of the Triassic Baikouquan Formation in W16-W134-W15-W7202-W99 wells(Profile position is shown in Fig.7)

3 结论

(1)山口、沟槽、古凸等一级古地貌控制着扇体主槽走向，从而控制着平原相及扇间泥岩带，平台区控制着前缘相带展布，其坡降变化影响着扇体主流线方向，控制着扇体相带的对称性，多级坡折则控制着高低位湖岸线的分布。

(2)平台区次级沟谷、坡折等二级古地貌将平台区分割成多个平台，控制着次级主流线的走向，从而控制着前缘相朵叶体的分布。

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任本兵，1985年生，男，汉族，四川宣汉人，工程师，硕士，主要从事地震地质综合研究工作。E-mail：xjrenbb@petrochina.com.cn

瞿建华，1981年生，男，汉族，湖北洪湖人，高级工程师，硕士，主要从事石油地质勘探研究工作。E-mail：qujianh@petrochina.com.cn

王泽胜，1981年生，男，汉族，湖北枣阳人，工程师，硕士，主要从事地震地质综合研究工作。E-mail：wzsh6@petrochina.com.cn

钱海涛，1986年生，男，汉族，陕西西安人，工程师，硕士，主要从事油气勘探综合研究工作。E-mail：fcqht@petrochina.com.cn

唐勇，1966年生，男，汉族，重庆合川人，教授级高级工程师，博士，主要从事石油地质勘探研究工作。E-mail：tyong@petrochina.com.cn

编辑：杜增利

编辑部网址：http：//zk.swpuxb.com

Hierarchical Control Function of the Paleogeomorphology in Triassic Period to Sedimentary in Mahu Sag

REN Benbing*，QU Jianhua，WANG Zesheng，QIAN Haitao，TANG Yong
Research Institute of Exploration and Development，Xinjiang Oilfield Company，PetroChina，Karamay，Xinjiang 834000，China

Exploration practice confirmed that Fan delta deposit has the characteristics of facies control of reservoir and production in the Triassic Baikouquan Formation in Mahu Sag.For the technical problem that the conventional sedimentary facies division technology is difficult to achieve the division of sedimentary microfacies in order to satisfy the demand of exploration. With the paleogeomorphology restoration technology and drilling data，we studied the hierarchical control function of the paleogeomorphology to the Fan Delta sedimentary in Baikouquan Formation，and achieved meticulous depiction of the front facies of Fan Delta.Studies indicate that the Fan Delta sedimentary in Baikouquan Formation hierarchically controlled by the paleogeomorphology in Triassic Period.Mountain pass，grooves，convex controls the main channel of Fan Delta，thus controls the plain facies of Fan Delta and the Mudstone between Fan Delta.The Platform Area controls the front facies of Fan Delta. The mainstream line towards the direction of the larger gradient，thus controls the symmetry of Fan Delta.Multistage slope breaks control the location of the hi-lo shorelines.In the platform area，secondary paleogeomorphology，including secondary groove and slope break，controls the subprime mainstream line direction，thus controls distribution of Lobes body in the front facies of Fan Delta.

Mahu Sag；Baikouquan Formation；Fan delta；paleogeomorphology；hierarchical control

10.11885/j.issn.16745086.2015.10.16.02

16745086(2016)05008109

TE122

A

http：//www.cnki.net/kcms/detail/51.1718.TE.20160706.1106.004.html

20151016

时间：20160706

任本兵，E-mail：xjrenbb@petrochina.com.cn

国家重点基础研究发展计划(2011CB201101)；国家科技重大专项(2011ZX05003005)。