准噶尔盆地西北缘侏罗系三工河组沉积特征

王辉 武鑫

摘   要：在岩心、地球物理和分析测试资料分析基础上，对准噶尔盆地西北缘三工河组辫状河三角洲平原开展详细分析，研究表明：三工河组沉积相类型包括辫状河流相和辫状河三角洲相，后者是三工河组主要的沉积相类型，可进一步划分为内平原和外平原亚相。内平原亚相分流河道砂体粒度粗，厚度大，成熟度低，煤层不发育。外平原亚相砂岩粒度细，厚度薄，成熟度较高，煤层发育。内平原储层物性明显好于外平原，三工河组优质砂岩储层均分布在内平原亚相，应是油气勘探的重点。

关键词：准噶尔盆地;三工河组;辫状河三角洲相;内平原亚相;外平原亚相

准噶尔盆地西北缘是我国重要的油气产区，油气产层众多，其中侏罗系三工河组是该区重要产  层[1-3]。目前针对准噶尔侏罗系沉积特征的研究成果丰富，德勒达尔、由伟丰和邱余波等认为三工河组沉积相类型是辫状河三角洲相，平原和前缘亚相砂体是油气主要储层。但前人在划分辫状河三角洲平原亚相时未考虑该亚相岩性的复杂性和分带性，把众多岩性统一划入平原亚相[4-9]。近年来的油气勘探实践表明，平原亚相油气富集具有非均一     性[10-12]，因此有必要对该平原亚相进一步划分。本文在岩心、地球物理资料和分析测试资料分析的基础上，重点针对研究区三工河组开展辫状河三角洲相平原亚相沉积特征分析。

1  区域地质概况

研究区位于准噶尔盆地西北缘克-乌断裂带下盘（图1）。克乌断裂带为准噶尔盆地西北缘的逆冲推覆带。该大型逆冲推覆系统的形成是由于西准噶尔洋在晚古生代向哈萨克斯坦板块俯冲、消减乃至发生碰撞作用，使西北缘地区成为碰撞隆起带及与隆起带相邻的碰撞前陆型沉积坳陷[13-14]。因此，研究区位于前陆盆地前渊带的西部斜坡上，物源为逆冲推覆带[15-16]。研究区三工河组岩性复杂，包括砂砾岩、中砂岩-粉砂岩、泥岩和煤层等，其中以泥岩、粉砂岩和煤层为主（图2）。

2  岩性特征

准噶尔盆地西北部三工河组可划分为3个岩性段，分别为下部砾岩段，中部煤层-泥岩互层段以及上部砾岩段（图2）。下部砂砾岩段为杂色厚层细砾岩与棕色、土黄色泥岩互层，该砾岩段平均厚度约40 m。砂砾岩向盆地逐渐过渡为细砂岩和泥岩，但泥岩仍为棕红色和灰绿色。中部煤层-泥岩互层段整体粒度较细，岩性为泥质粉砂岩、深灰色泥岩和黑色煤层。该岩性段平均厚度约170 m。煤层纵向上主要分布在该段下部和中部，平面上主要分布在距物源较远的盆地一侧。上部砾岩段整体粒度较粗，岩性以细砾岩、砾质砂岩为主，泥岩和煤层较少，该段平均厚度约30 m。细砾岩、粗砂岩等主要分布于靠近物源的区域，细粒砂岩、泥岩和煤层分布距物源较远的盆地一侧。

3  沉积相分析

3.1  沉积相类型分析

3.1.1  辫状河流相

该相分布于三工河组下部砾岩段和上部砾岩段。辫状河流相以含砾砂岩为主。砂岩多为灰色，泥岩多为棕红色和土黄色。该相冲刷面和正韵律发育，测井相表现为弱齿化钟形。单个河道厚度0.5～3 m，河道累计厚度1～18 m。

3.1.2  辫状河三角洲相

该相主要分布在煤层-泥岩互层段，是三工河组主要的沉积相类型。根据岩心和地球物理资料，该相在研究区仅识别出平原亚相。识别依据如下：

①煤層发育。煤层是识别平原亚相的重要依据。现代的研究实例也表明，三角洲平原是重要的聚煤环境。E.Stouthamer等人对英吉利海峡东部的Rhine-Meuse现代冲积平原发育的数层煤层研究后认为，该煤层为三角洲平原亚相的沉积物[17]。李增学等在对鲁西南煤田研究后认为三角洲平原亚相富煤单元主要分布于分流河道间沼泽洼地[18]。研究区煤层数多，且累计厚度大。统计表明研究区煤层层数0～8层，平均层数为4层，平均累计厚度7.4 m;②该段泥岩中广泛发育植物碎片和植物根茎化石，部分地区发育碳质泥岩，指示其沉积环境为潮湿环境下平原亚相分流河道间;③辫状分流河道较发育。辫状分流河道构成了平原亚相的骨架。纵向上，粗粒河道砂体底部常侵蚀煤层或碳质泥页岩，侵蚀面清晰，之上为正韵律砂泥岩（图3）。

辫状河三角洲平原亚相可进一步划分出分流河道微相、河道间微相、沼泽微相等。分流河道微相为平原亚相中粒度最粗的微相，为砂砾岩沉积。砂砾岩中岩屑含量最高，48%～93%，平均含量67.7%;石英含量4%～32%，平均19.3%;长石含量3%～19%，平均13%。砂岩颗粒为次棱角状，分选性较差。测井曲线中分流河道多呈钟形，距物源区越远齿化越严重。

河道间微相分布于辫状分流河道间，岩石类型多为灰色泥岩、泥质粉砂岩和粉砂岩，部分地区发育碳质泥岩。由于沉积期气候潮湿，植被发育，因此泥岩中常见植物碎片。自然电位测井曲线较平直，弱齿化。

沼泽微相以发育煤层、煤线和碳质泥岩为特征。测井曲线表现为高电阻、低伽玛的特征。该微相在地震资料中表现为强反射，且地震反射的强度向盆地方向逐渐增大，表明远离物源的盆地区沼泽越发育。这主要是由于分流河道对煤层或碳质泥岩的侵蚀作用减弱，使大量的沼泽保留下来。

3.1.3  内平原和外平原划分

平原亚相是煤层-泥岩互层段的主要沉积亚相类型，该亚相沉积特征在平面上变化较大。①虽然研究区均发育煤层，但研究区EW方向上煤层数和累计厚度存在较大差异。临近物源的西部地区煤层平均层数为2层，平均厚度为3 m，而远离物源东部地区平均层数为6层，平均厚度为17 m;②辫状分流河道砂岩的粒度差异大：靠近物源区域以含砾粗砂岩为主，甚至部分区域发育细砾岩，远离物源的东部地区则以细砂岩和粉砂岩为主;③河道分叉程度不同。靠近物源区域以低弯曲度的单条辫状河道为主，而远离物源的东部地区则出现高弯曲度分流河道分叉形成多条河道现象，且河道宽度变小，粒度变细。

鉴于辫状河三角洲平原亚相平面上存在诸多沉积特征差异，可把平原亚相分为内平原和外平原亚相。内平原亚相沉积特征包括距物源近，分流河道沉积物粒度粗，煤层数少，累计厚度小，主河道弯曲度小，河道分叉少等;外平原沉积特征包括距物源较远，分流河道沉积物粒度细，煤层数多，累计厚度大，分流河道分叉较多。Donaldson等早在2001年就提出根据河控浅水三角洲的沉积特征把平原亚相划分为内三角洲平原亚相和外三角洲平原亚相。前人研究认为研究区三工河组沉积期也为浅水湖盆[19]，基本符合Donaldson等总结的浅水三角洲沉积特征。

3.2  沉积相分布特征

下部砾岩段可识别出辫状河流相和辫状河三角洲相（图4-a）。辫状河流相可识别出2种沉积亚相，分别为河床和河道间亚相。受物源和研究区古地貌影响研究区由北向南发育5条NNW向辫状河道。辫状河三角洲相分布于研究区东南部，与辫状河流相不同的是该相发育煤线或煤层，而辫状河流相沉积物粒度明显较辫状河三角洲相粗。煤层-泥岩互层段可识别出辫状河三角洲内平原和外平原亚相（图4-b）。内平原亚相可进一步划分为分流河道和河道间微相，外平原可进一步划分为分流河道、河道间和沼泽等微相。内平原识别出3条分流河道，受古地貌影响，分流河道主要分布于研究區中部和西南部。外平原分流河道分叉为多条河道，其他区域发育沼泽和河道间微相。上部砾岩段发育辫状河流相和辫状河三角洲相，辫状河流相分布在临近物源的区域，可识别出河床和河道间亚相。其中，河床亚相主要分布于研究区西南部，河道砂体厚度大，粒度粗，且连片分布（图5）。辫状河三角洲相广泛分布于研究区东部，因距物源近，分流河道纵向叠加，横向频繁迁移，故分流河道连片分布。

4  内平原和外平原亚相储层差异性

辫状河三角洲内平原与外平原亚相在沉积特征上的不同，造成其在储层方面存在较大差异。  ①砂岩储层粒度及厚度差异性。内平原分流河道以含砾粗砂岩和中砂岩为主，单个河道砂体平均厚度为7.5 m，而外平原亚相以细砂岩和粉砂岩为主，单河道平均厚度约4.2 m;②砂体中泥质含量不同。内平原由于距物源近，其泥质含量较外平原高，统计表明内平原平均泥质含量为6.4%，外平原平均泥质含量为3.7%;③储层孔隙类型不同。内平原砂体以原生粒间孔和溶蚀次生孔隙为主，而外平原砂体以原生粒间孔为主（图6）;④储层物性不同。内平原与外平原的物性差异较大。数据统计表明，内平原平均孔隙度为12.5%，平均渗透率2.5×10-3  μm2，外平原平均孔隙度为6.3%，渗透率为0.085 5×10-3  μm2，储层物性与岩石粒度有密切关系;⑤储层油气显示存在差异。目前已发现的油气显示均分布在内平原储层中，初步分析认为储层物性和岩性圈闭发育条件决定了油气分布的不均一性。

5  结论

（1） 研究区三工河组沉积相类型包括辫状河流相和辫状河三角洲相，辫状河流相主要分布在下部砾岩段和上部砾岩段，辫状河三角洲相主要分布在煤层-泥岩互层段;

（2） 辫状河三角洲相可划分为内平原和外平原亚相，由于内平原距物源较近，因此沉积物粒度较粗，砂岩成熟度低，分流河道厚度较大;而外平原距离物源较远，沉积物粒度较细，砂岩成熟度较高;

（3） 辫状河三角洲相内、外平原亚相储层特征差异较大，主要表现在储层粒度、泥质含量、物性和含油性等方面。

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Sedimentary Characteristics of Sangonghe Formation of Jurassic in Northwest Margin of Junggar Basin

Wang Hui，Wu Xin，Li Ting，Zeng Yulan

（No.2 oil production plant of Xinjiang Oilfield Company，Karamay，Xinjiang，834009，China）

Abstract：Based on the analysis of core， geophysical and analytical data，the braided river delta plain of Sangonghe formation is analyzed in detail.The study shows that the sedimentary facies types of Sangonghe formation include braided river facies and braided river delta facies，in which braided river delta facies is the main sedimentary facies type of Sangonghe formation， which can be further divided into inner plain and outer plain subfacies.The distributary channel sand body of the inner plain subfacies is coarse-grained，thick，low maturity，and the coal seam is not very developed.The outer plain subfacies have fine grain size，thin thickness，high maturity of sandstone and developed coal seams.The physical properties of the inner plain reservoir are obviously better than that of the outer plain.The high-quality sandstone reservoirs of Sangonghe formation are all distributed in the inner plain subfacies，which is the focus of oil and gas exploration.

Key words：Junggar Basin;Sangonghe Formation;Braided River Delta Facies;Inner Plain subfacies;Outer Plain subfa                            cies