陆梁南斜坡西山窑组砂体特征研究

张文衡，张春生

（长江大学，湖北 武汉 430100）

1 地质背景

研究区陆梁南斜坡位于陆西地区（构造区划属于陆梁隆起西段），陆梁油田与石南油田之间，行政隶属新疆维吾尔自治区和布克赛尔县。陆梁隆起是准噶尔盆地的大型隆起单元，而根据古生界的凹凸格局，陆梁隆起西段被划分为三个泉凸起、夏盐凸起、石南鼻凸、三南凹陷等二级构造单元（图1）。研究区自下而上发育：石炭系（C），二叠系（P2w），三叠系克拉玛依组（T2k）、白碱滩组（T3b），侏罗系八道湾组（J1b）、三工河组（J1s）、西山窑组（J2x）、头屯河组（J2t），白垩系清水河组（K1q）、呼图壁河组（K1h）、胜金口组（K1s）、连木沁组（K1l）和艾里克湖组（K2a）。其中，本次研究的目的层即中浅层的J2x，为一套三角洲砂岩及煤系沉积，以发育多套煤系为特征，整体表现为大套中、细砂岩与泥岩、碳质泥岩和煤层互层，已发现油藏［1-2］。

2 研究方法

本次地层对比以区内稳定沉积广泛发育的白垩系下部高伽玛泥岩及侏罗系西山窑组组煤层为主要标志层，结合侏罗系头屯河上部棕红色泥岩，经过精细对比，搭建一个地层层序格架，利用这个格架控制局部的油、砂层的精细对比。在这基础上进行单井合成记录的制作及地震地质层位标定，结合地震反射特征，以标志层和不整合面的标定为依据对个别井地质分层或地震层位标定进行校正，做到全区层位解释的合理与一致。

图1 陆梁南斜坡地震分布图

采用LANDMARK制作各井的合成地震记录，确定标准反射层与合成记录的对应关系，通过对井旁道主频进行频谱分析，保证合成记录与井旁地震道的最佳匹配。

研究区透镜状反射地震相横向延伸仅几公里、地震反射同相轴在侧向上发生尖灭、地震反射振幅中间强、两端较弱的地震反射（图2），代表了三角洲平原分流河道的沉积响应。这种地震相主要分布在侏罗系西山窑组。

图2 陆梁-石南地区透镜状反射地震相

为保证对比精度和全区对比的统一性，采用全方位精细对比的方法，选取了控制全区的7条WE向和7条N-S向主干联井剖面。从骨架剖面（图3、图4）分析发现，研究区短期旋回可对比性良好，对比标志特征明显。

图3 陆梁油田清水河组、头屯河组、西山窑组过夏盐13-石南31井地层划分对比剖面

图4 陆梁油田清水河组、头屯河组、西山窑组过石南31-陆131井地层划分对比剖面

3 沉积分布特征

研究区内三个泉断裂、基南断裂和基东断裂与油气成藏密切相关，其中又以基东断裂在石南及陆梁油气成藏中的作用最为重要。

从古地貌角度进行分析，准噶尔盆地在中生界是一个向东南倾的箕状大坳陷，早中侏罗至早白垩世，研究区所处腹部地区总体为北高南低的箕状单斜体，向盆1井西凹陷倾斜，因此，该区大体物源方向应为北东向；从区域地质结构角度分析，石南地区总体受三个泉凸起和石南凸起控制，走向北东，且石南凸起是一个持续抬升的鼻状构造，可以起到西北物源与北东物源的分水岭的作用；从断裂转换带角度分析，控制三个泉凸起的主断裂为北西向，控制石南凸起的主断裂为北东向；从沉积、构造地质学角度分析，大型断裂转换带往往发育大型物源。

根据重矿物组合特点，可对西山窑组划分出四个物源体系。北部乌伦古物源体系，稳定重矿物主要是白钛矿、锆石、石榴石，不稳定重矿物主要是钛铁矿及绿帘石；东部物源体系，包括白家海、阜东、北三台等，重矿物组合以白钛矿-锆石-石榴-钛铁矿为主，或者钛铁矿、锆石-石榴石，绿帘石常常出现；西北-西北部物源体系，包括西北缘、车拐、莫索湾-莫北、陆西、石西地区，重矿物组合主要是钛铁矿-锆石-石榴石组合，或白钛矿-锆石-石榴石组合，绿帘石偶尔可见，但含量低。如表1。

表1 陆梁南斜坡地层层序划分方案

本次研究对石南62井区内一口取心井进行了岩心观察和描述，并且做出相应的单井相分析柱状图，如图5所示。

图5 石南62井单井相分析研究成果图

石南62井取心段要分布于西山窑组J2x4小层和J2x2+3小层。J2x上部为一套灰色、灰绿色泥岩与黄绿、浅灰色砂岩互层，夹黑色炭质泥岩、煤层。中部为灰白色厚层-块状砂岩，局部地区为杂色砾岩。侏罗系西山窑组（J2x）为一套三角洲砂岩及煤系沉积。J2x4以砂岩沉积为特征，是侏罗系的目的层，为湖退曲流河三角洲沉积。J2x2+3以厚煤层及炭质泥岩沉积为特征，为三角洲平原沼泽及分流间泛滥平原沉积。J2x1以砂岩沉积为主，主要为三角洲前缘沉积。

4 沉积相平面展布特征

1）西山窑组一段（J2x1）

J2x1沉积时期，湖平面下降，整体为进积式沉积，以三角洲-湖泊沉积体系为主，分流河道、河口坝相对较发育，沉积中心位于三南凹陷。J2x1地层厚度一般30-50m，砂体分布不均匀，砂地比和砂体厚度均显示出砂体主要分布在研究区的西部和北部。

2）西山窑组二三段（J2x2+3）

J2x2+3沉积时期，主要发育滨浅湖和进积型三角洲前缘亚相沉积，此期湖水开始变浅，发育滨湖沼泽成煤环境。前三角洲泥-湖湘泥相对较发育，仅在工区的中部的石207-石南10井区发育近东西向展布的分流河道砂体。

3）西山窑组四段（J2x4）

J2x4沉积时期，三角洲体系向腹部推进，石南地区形成典型“爪状”三角洲垛体，为进积型的三角洲，前缘末端伸至石南3井，研究区全部被三角洲覆盖。前缘水下分流河道由2-3期河道砂体叠置而成，岩性下部为细砂岩，上部为不等粒砂岩，局部含砾。

侏罗系砂岩储层具体表现在以下几个方面：

a）总体上砂岩成分成熟度低。

岩屑含量一般在25%～65%，岩屑组分主要为火山岩岩屑，且以凝灰岩岩屑为主，其次为浅变质岩岩屑，如千枚岩、少量板岩与石英片岩。

砂岩岩矿组分中白垩系与头屯河组石英和长石含量较高，西山窑组石英含量较低，砂岩平均石英含量为29.5%，长石含量为21.5%，以岩屑砂岩为主。

b）砂岩泥质含量总体较低。

该区砂岩储层的分选性较好、泥质杂基含量较低，平均含量一般低于2.0%，在1.0%左右。

c）含煤地层砂岩和非含煤地层细粒级砂岩塑性岩屑含量高。

准噶尔盆地是发育低煤级煤储层的典型陆相聚煤盆地，含煤地层为中侏罗统西山窑组；煤储层煤级主要为长焰煤，其次为气煤、褐煤。

西山窑组砂岩以长石岩屑砂岩为主，岩屑长石砂岩很少，还有不少岩屑砂岩。碎屑含量中，石英含量一般在7%～20%；长石主要分布在21%～42%，以钾长石为主，斜长石很少，含量在2%左右；岩屑含量在48%～68%，以喷出岩岩屑为主。可以看到石英的次生加大和长石的溶蚀以及岩屑、长石的泥化。其砂岩塑性岩屑平均含量为13.9%；各层系细粒级砂岩塑性岩屑含量高于粗粒级砂岩，压实相对较强。

d）石英质碎屑富集于粗粒级砂岩。

粗砂与粗中砂岩石英含量最高，其次为中砂岩和细中砂岩，而含砾砂岩或含砾不等粒砂岩、细砂岩的石英质颗粒含量较低，这进一步说明粗粒级砂岩抗压强度高于细粒砂岩，但砂砾岩与不等粒砂岩抗压强度要差些。随着石英质颗粒的增高，硅质胶结物也相应增加。

研究区含煤与非含煤地层砂岩压实与压溶作用的表现不同，含煤地层砂岩的压实与压溶强度明显较非含煤地层砂岩强，西山窑组砂岩颗粒基本为线状和凹凸状接触，基本不发育粒间空间。

根据对沉积体系构成的研究，本区三角洲前缘亚相中的水下分流河道是主要的储集体。

水下分流河道砂体是西山窑组主要的成因类型，其次为河口坝砂体、滩坝砂体和三角洲平原上的分流河道砂体。水下分流河道：广泛分布，前缘水下分流河道砂体累计厚度达40～50m，由2-3期河道砂体叠置而成，岩性下部为细砂岩，上部为不等粒砂岩，局部含砾，亦为迷宫式结构。

5 结语

工区侏罗系储层以细中粒、中细粒岩屑砂岩为主，压实作用、胶结作用和溶解作用对储层具改造作用。孔隙类型以粒间溶孔为主。西山窑组砂岩属于中孔、中细喉道、中低渗透性，储集性能中等偏好的碎屑岩储层，储层具有较强的酸敏性及速敏性和弱水敏性。储层在空间上除受构造影响外，也受沉积相控制，为冲积扇水下分流河道及河口坝砂体；在垂向上侏罗系油层主要为西山窑组砂体，储层含油性除受构造控制外，还受储层物性控制。