准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡百口泉组沉积微相研究

付 晗，张云峰，王小宇

(1. 东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆 163318； 2. 中国石油青海油田公司 采油三厂，甘肃 敦煌 736202)

0 前 言

准噶尔盆地玛湖凹陷是准噶尔盆地油气最为富集、最有利的生烃凹陷，一直以来是勘探开发的重点[1]。随着勘探的不断深入，玛湖凹陷西部断裂带附近勘探已取得了丰富成果，勘探重点逐步扩展到断裂带下盘的斜坡区，斜坡区是油气从凹陷内向西北缘凸起带运移的必经区，易形成油气藏，但总体勘探程度较低，仅在二叠系乌尔禾组和三叠系百口泉组发现了玛北油田，且前期勘探主要集中在玛北地区[2]。据前人研究，目的层百口泉组主要形成于扇三角洲沉积环境下，发育砂砾岩储层，储层岩石类型复杂，且储层的储集性能一般由不同类型的沉积微相下的岩性控制，因此对该研究区开展系统的沉积微相研究，分析其平面上的分布规律和范围对砂砾岩储层的了解和有利相带预测具有指导意义[3-4]。

1 区域地质概况

玛湖凹陷位于准噶尔盆地西北，毗邻西北缘断裂带，是盆地内最具规模的油气聚集带和勘探区[5]。玛湖凹陷西北部可以分为两个斜坡带，分别为玛西斜坡和玛北斜坡。玛西斜坡区位于准噶尔盆地西北缘断阶带下盘，东靠达巴松凸起与夏盐凸起，北临乌夏断带，南接中拐凸起，西抵克百断裂带，整体上是中央凹陷次一级东南倾斜的单一构造[6](见图1)。

图1 玛湖凹陷西斜坡构造位置概况(据皱妞妞，2015改编)

斜坡区从下至上发育有石炭系，二叠系佳木河组、风城组、夏子街组、下乌尔禾组，三叠系百口泉组、克拉玛依组、白碱滩组，保罗系八道湾组、三工河组、西山窑组、头屯河组及白垩系[7]。本文的目的层为百口泉组(T1b)，自下而上依次划分为百一段(T1b1)、百二段(T1b2)、百三段(T1b3)。百口泉组(T1b)厚度约100～250 m，以灰色、褐灰色砂砾岩、含砾泥质粉砂岩、泥质粉砂岩为主，夹灰褐色、褐色泥岩及砂质泥岩[8-10]。

2 沉积相标志

2.1 岩石学标志

根据岩心观察描述，研究区砂岩多以灰色、灰绿色、褐色为主，泥岩的颜色多为褐色，反映了当时沉积环境既有水上的氧化环境也有水下的还原环境。主要沉积的岩石类型以砂砾岩为主，其次为泥岩，粒度总体较粗。沉积构造既可见牵引流成因的平行层理、波状层理，还可见重力流成因的混杂沉积构造(见图2)。岩石镜下结构主要为砂砾状结构、砾状结构、砾质不等粒砂状结构等，碎屑成分主要由石英、长石组成，还可见凝灰岩等火山碎屑成分，砾石成分复杂。胶结类型为压嵌型、孔隙—压嵌型、孔隙型，磨圆度为次棱角—圆状，分选差，颗粒支撑，颗粒间点—线接触，发育粒间溶孔、收缩缝隙等，成分成熟度和结构成熟度均较低(见图3)。粒度分布直方图见多峰，粒度累积曲线斜率大，可见研究区砂岩粒度较大，且分选较差(见图4)。

(a)艾湖2井，3 284.55～3 284.69 m，灰绿色砂砾岩；(b)百64井,2 739～2 739.13 m，褐色砂砾岩；(c)艾湖1井，3 799.87～3 800.04 m，冲刷面；(d)艾湖1井，3 799.58～3 799.88 m，波状层理；(e)艾湖1井，3 805.34～3 805.39 m平行层理；(f)黄3井，2 485.71～2 485.79 m，重力流沉积

图2 玛湖凹陷西斜坡三叠系百口泉组岩石特征

(a) 艾湖1井，长石岩屑砂岩，3 858.65 m， 不等粒砂质结构，孔隙型，点接触；(b)艾湖11井，砾岩，2 818.04 m，砾状结构，压嵌型，线接触；(c)艾湖1井，3 804.18 m，砂砾岩，砂砾状结构，发育粒间溶孔；(d) 艾湖11井，2 876.59 m，砂砾岩，砂砾状结构，发育收缩缝隙

图3 玛湖凹陷西斜坡三叠系百口泉组岩石微观特征

2.2 测井相标志

测井要素一般包括测井曲线的幅度、幅差、形状、顶底的接触关系和韵律性等[11]。本文主要利用自然伽马曲线和电阻率曲线判断分析沉积相，共识别出以下测井相模式(见图5)。

3 沉积相划分

综合分析研究区的沉积相标志，认为研究区的沉积相类型为扇三角洲相，并识别出3种亚相和8种微相(见表1)。

3.1 扇三角洲平原

研究区泥石流微相主要为杂色、褐色砂砾岩。岩心观察显示，砾石大小不等，分选磨圆差，排列不定向，反映重力流沉积特点，层理不发育。自然伽马和电阻率测井曲线为高幅度的齿化箱型。

辫状河道微相是扇三角洲平原相中砂体最为发育的微相，携带大量的粗粒沉积物。主要发育褐色砂砾岩，分选磨圆较差，自然伽马和电阻率测井曲线为齿化箱型。

辫状河道间发育褐色泥岩，自然伽马和电阻率曲线为低平齿状。

A 颗粒粒径分布的柱状图； B 颗粒粒径分布的频率曲线； C 不同粒径的累积质量百分比曲线

(a)齿化箱型；(b)前积指状；(c)低平齿状；(d)漏斗型

表1 玛湖凹陷西斜坡三叠系百口泉组沉积相类型

3.2 扇三角洲前缘

碎屑流微相是扇三角洲平原泥石流在水下的延伸部分，由灰绿色砂砾岩组成，泥质杂基含量高。砾石大小不一、磨圆度低，杂乱排列，呈块状构造。自然伽马曲线和电阻率曲线呈齿化箱型或漏斗型反韵律特征。

水下分流河道微相主要由灰色、灰绿色砂砾岩组成，分选中等，砾石定向排列，可见平行层理及冲刷面构造。自然伽马和电阻率曲线为顶底突变的齿化箱型。

席状砂位于扇三角洲前缘向湖一侧，受湖水作用改造，岩性较细，主要由灰色细砂和粉砂岩组成。成分成熟度和结构成熟度较水下分流河道高。自然伽马曲线、电阻率曲线呈前积指状。

水下分流间湾位于水下分流河道的两侧，主要由灰色、褐色泥岩组成，自然伽马和电阻率曲线为低平齿状。

3.3 前扇三角洲

研究区前扇三角洲亚相主要发育前扇三角洲泥质沉积，岩性为褐色泥岩，自然伽马曲线和电阻率曲线为较为平直的齿型。

4 沉积相展布特征

4.1 沉积相连井剖面

如图为玛湖凹陷西斜坡三叠系百口泉组西北—东南向沉积相连井剖面(见图6)。仅在研究区西北部的百76井发育扇三角洲平原沉积，岩性为大段杂色砂砾岩，往东南方向扇三角洲平原消失，其余井均主要发育扇三角洲前缘亚相，与前扇三角洲交互沉积，砂岩厚度变薄，岩性变细。整体上研究区百口泉组自西北到东南方向由扇三角洲平原逐渐过渡为前扇三角洲沉积。东北—西南向沉积相连井剖面显示(见图7)，百一、百二段仅研究区东部的玛西1、艾湖10发育水上的扇三角洲平原沉积，西南方向其余井均为扇三角洲前缘沉积。百三段，该剖面上的井均主要发育前扇三角洲沉积。

图6 玛湖凹陷西斜坡百口泉组西北—东南向沉积相连井剖面

图7 玛湖凹陷西斜坡百口泉组东北—西南向沉积相连井剖面图

4.2 沉积相平面展布

玛湖凹陷西斜坡区在百口泉组沉积时期古地形为一西北—东南倾的斜坡，西北高、东南低。物源方向主要来源于研究区西北部的百76、黄3井附近。百一段、百二段、百三段总体上是一个持续水进的过程，平面上由百一段到百三段表现为扇体朝物源方向后退，扇三角洲平原及前缘范围缩小，前扇三角洲范围增大，岩性逐渐变细；纵向上，百口泉组下部发育粗碎屑砾岩和砂砾岩，上部发育细碎屑砂岩和粉砂岩，形成了自下而上扇三角洲平原—扇三角洲前缘—前扇三角洲的沉积体系[12-13]。

百一段沉积时期扇三角洲平原呈北西向往东北方向延伸，研究区西北部百76、黄3井为主要物源区，南部至百76、百75、玛西1井附近发生相变，扇三角洲前缘主要覆盖在研究区中部至南部大面积范围内，至百65井附近变为前扇三角洲亚相。百二段沉积时期沉积相继承了百一段沉积相的平面分布规律，受整体水进退积作用，扇体向物源方向后退，扇三角洲平原仍分布于研究区西北—东北部，扇三角洲前缘分布于研究区中部，至百55、艾湖207、艾湖1、玛西1井附近，研究区南部百65、艾参1一线为前扇三角洲沉积。百三段沉积时期水侵进一步加剧，各沉积亚相向物源方向大规模退却，扇三角洲平原范围仅存在于研究区西北部百76、黄3、百75井一带，扇三角洲前缘沉积往南至百泉1、艾湖11井一带，研究区南部为大面积前扇三角洲沉积(见图8)。

图8 玛湖凹陷西斜坡百口泉组沉积相平面展布

5 结 论

1)研究区主要发育扇三角洲相，扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲亚相，并可分为泥石流、辫状河道、辫状河道间、碎屑流、水下分流河道、水下分流河道间、席状砂和前扇三角洲泥8种微相。

2)扇三角洲平原亚相主要分布于研究区西北部，为大段杂色砂砾岩沉积，往西南方向继承性过渡为岩性较细的扇三角洲前缘和前扇三角洲泥质沉积。

3)研究区的沉积模式总体为一持续水进过程，在纵向上形成了自下而上分别为扇三角洲平原—扇三角洲前缘—前扇三角洲的沉积体系。百三段顶部往往发育大范围的泥岩类沉积，与其下部的储层形成了良好的储—盖组合，为该区大范围的油气聚集提供了条件。