准噶尔盆地西北缘黑油山油砂露头区克拉玛依组储层特征

代振龙，范旭东，白洪海，张晓明，李云涛

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第九地质大队，新疆乌鲁木齐830011）

由于不同成因砂体具有不同的储集性能，因此油气分布一定受沉积环境控制[1]。黑油山地区是准噶尔盆地西北缘重要油气聚集带[2]，发育多条油源丰富的大断裂，油气成藏与储层物性关系密切[3]。三叠系克拉玛依组在黑油山露头地区沉积一套分布广泛的厚层砂岩、砂砾岩体，岩性复杂、构造多样，是克拉玛依油田主要储集层[1,3-5]。通过地表地质调查发现黑油山地区油砂露头主要分布在克拉玛依组地层中[5]，研究其储层特征对本地区的油砂勘探具有重要指导意义。在综合利用地表露头剖面测量、地质路线调查、探槽、7口井岩芯及测井、分析化验资料基础上，研究黑油山地区克拉玛依组储集层特征。

1 地质概况

准噶尔盆地西北缘邻近玛纳斯湖生油凹陷,该区晚二叠世及三叠纪巨厚的生油岩沉积提供了充足的油气供给[2]。在西北缘已发现克拉玛依、白碱滩、乌尔禾、车排子等多个大型油气田。研究区位于克拉玛依油田上倾部位北部边缘的黑油山地区，属于克—乌断裂带的一部分，其西、北方向分别依扎伊尔山为界，东以大侏罗沟断裂为界，南以北黑油山断裂为界（图1）。研究区中—上三叠统克拉玛依组主要出露于吐孜阿克内沟、水库沟、黑油山、平梁沟、花园沟、小石油沟、深底沟及大侏罗沟[5-6]。通过地面地质调查发现，在研究区地表的克拉玛依组露头见有多处油砂露头，其含油性较好，为本次研究的目的层。

2 岩石沉积特征

通过地表地质调查及前人研究成果，根据岩石组合特征，研究区中—上三叠统克拉玛依组分为克拉玛依上组与克拉玛依下组[6]（简称为克上组与克下组），主要出露于克拉玛依市东北黑油山地区的扎伊尔山前，呈北东—南西向狭长带状分布。经地面地质调查发现，露头位置为众多冲沟中，总体上剥蚀、覆盖较严重，在黑油山地区不同位置岩石组合略有差异。黑油山露头区克拉玛依组底部与下伏石炭系不整合接触，顶部与侏罗系八道湾组不整合接触。

2.1 克下组岩石沉积特征

克下组主要出露在水库沟、深底沟、大侏罗沟。其整体为一套粗碎屑沉积，岩性以细砾岩、中砾岩、砂砾岩和粗砂岩、含砾砂岩为主（图2），夹褐红色、灰色、灰黑色炭质泥岩、薄煤线及灰绿色泥岩、粉砂岩与灰色、灰绿色砂岩，碎屑粒度粗，自下而上岩性由粗变细，总体呈正旋回特征。砾石成分主要为凝灰岩与安山岩岩屑、变质岩岩屑和砂泥团块，砂质成分中的凝灰岩、安山岩和长石总体含量大于50%。碎屑分选差至中等，磨圆差，以次棱角和次圆状为主，粒径一般2.5～20mm，最大可达35mm，胶结较疏松。整体上成分成熟度和结构成熟度低，重矿物以钛铁矿和褐铁矿为主，呈近源短距离搬运和快速堆积的沉积特征，砂砾岩中发育槽状交错层理、板状交错层理。泥岩以褐红色为主，反映了干旱氧化的沉积环境。露头及岩芯观察发现洪积、泥石流沉积等的沉积构造标志，研究表明其为干旱型冲积扇沉积[6]。在克下组沉积时期，研究区发育一系列物源来自北部扎伊尔山的冲积扇，靠近扎伊尔山一侧主要为扇根、扇中的辫流水道、辫流沙岛微相沉积[4,6]。克下组的砾岩、砂砾岩含油性一般，砂岩含油性较好。

2.2 克上组岩石沉积特征

克上组在研究区出露的点多、面积广，地表可见岩石类型多样。其岩石颗粒总体较克下组细，岩石组合剖面下部为灰、灰绿、褐红色、深灰色泥岩、砂泥岩夹薄层砂岩及黑色炭质泥岩、煤线，见薄层油砂岩；中部、上部为浅灰色中、厚层砂岩、含砾砂岩夹黑色炭质泥岩、薄煤层及深灰、灰绿色泥岩，发育多层油砂；顶部以灰、灰黄色泥岩与泥灰岩为主（图2），含薄层褐色含菱铁矿泥岩、粉细砂岩。区内克上组下部与中部的砾岩、砂砾岩、含砾粗砂岩、砂岩中发育低角度斜层理、块状层理、槽状交错层理、板状交错层理反映为具有较强的牵引流沉积；细粒砂岩中见波状交错层理、平行层理较多，反映水动力条件中等；粉砂岩、泥岩中发育的水平层理及纹层反映为水流能量减弱、静态水体的悬浮沉积。砂体底部发育各种规模的冲刷面，砂砾岩中见有较大的灰白色泥砾，粒径一般为1～2.5cm。上部泥灰岩，粉砂岩与泥岩薄互层，常发育水平纹层、砂泥韵律层理等，见有褐色菱铁质泥岩夹层。丰富多样的沉积构造，综合解释为辫状河三角洲—滨浅湖沉积[5-8]，发育辫状河三角洲前缘水下分流河道、水下分流间湾、浅湖泥坪微相沉积。油砂主要发育在辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体中，含油性较好。

图2 研究区克拉玛依组岩石特征

通过岩石薄片观察分析，黑油山露头区克上组储层砂岩类型主要为不等粒含沥青质长石岩屑砂岩、岩屑砂岩，少量含泥含砾不等粒长石石英砂岩，多含沥青质。长石平均含量为13.6%，岩屑含量为67.3%，石英含量为19.1%。岩屑以火山岩碎屑为主，少量硅质岩、花岗质酸性岩屑、泥岩、砂屑；岩性以中砂岩为主，并含有较多粗砂岩、不等粒砂岩、细砂岩。碎屑颗粒以次棱状为主，分选中等偏差。支撑方式以颗粒支撑为主，接触方式以点—线接触为主，点接触次之，胶结方式为基底式胶结，杂基主要为泥质，含量15%～18%，细粉砂泥含量12%～15%。胶结类型以孔隙—压嵌型为主，孔隙型次之。由此可见，砂岩结构成熟度中等，岩石的成分成熟度低，砂岩稳定性较差，距离物源较近[5,9]。

3 储层特征

储层发育质量影响含油性。本文，通过分析露头、岩芯样品的岩石粒度特征、孔渗特征、储集空间类型、粘土矿物含量及含油性来分析其储集层特征。经地表调查及化验分析，砂岩为露头区克拉玛依组主要储集体，含油性较好，砾岩含油性差，砂砾岩含油性较好。

3.1 储层粒度特征

采用筛析法对研究区克拉玛依组碎屑岩粒度进行统计，分析发现碎屑岩粒度主要分布在0.03～2mm之间，岩性为含粉砂不等粒砂岩、粉砂不等粒砂岩、含粉砂中砂细砂岩，细粉砂级以下粘土含量为3.22%～9.5%，平均6.34%。克上组粒度曲线呈三段式概率曲线（图3），跳跃总体分为两段，反映跳跃总体和悬浮总体之间的混合带。其中跳跃总体含量在5%～30%之间，倾角在55°～70°之间；悬浮总体含量在25%～30%之间，倾角在15°～20°之间，细截点在1～2.5Φ之间。粒度概率曲线特征反映克拉玛依组露头区含油砂岩主要为辫状河三角洲沉积[9]。

图3 油砂2井克拉玛依组沉积物粒度概率曲线

3.2 储层孔渗特征

据克拉玛依组油砂样品孔、渗实验分析，其孔渗有如下特征：有效孔隙度分布区间为18.5%～24.5%，平均21.4%；渗透率分布区间为（0.204～21.6）×10-3μm2，平均7.53×10-3μm2；岩石密度分布区间为1.97～2.32g/cm3，平均2.12g/cm3。油砂岩的渗透率随着孔隙度的增大而增大，两者具有正相关关系；而油砂的密度与孔隙度为负相关关系，孔隙度随着岩石密度的增大而减小，整体呈稳定平缓的态势变化。据油砂样品重量含油率测试成果分析，克拉玛依组含油砂岩以细砂岩、中砂岩、含砾粗砂岩为主。油砂含油率最小值3.87%、最大值14.44%，主要分布区间为3.0%～6.0%，平均含油率为6.75%。总体来说，研究区油砂岩储层具有较高的孔隙度和渗透率，储层物性条件较好，有利于油砂的富集与储存，砂岩含油性较好。

3.3 粘土矿物成分

据X衍射和扫描电镜成果分析，克拉玛依组粘土矿物成分以蠕虫状高岭石为主，百分含量51%～54%，平均含量52.5%（图4）；其次为蜂巢状、不规则状伊/蒙混层，百分含量19%～26%，平均含量22.5%；绿泥石百分含量14%～17%，平均含量15.5%；伊利石百分含量9%～10%，平均含量9.5%。总体上克拉玛依组油砂岩粘土矿物以高岭石为主，其对储层孔隙结构及储集性的影响小。

图4 克拉玛依组粘土矿物成分及含量

3.4 储层孔隙结构特征

据铸体薄片分析，克拉玛依组储层孔隙类型以粒内溶孔为主，其中粒间孔60%～98%，平均88.6%，粒内溶孔2%～3%，平均2.3%，其次为微量的高岭石晶间孔和方沸石溶孔，反映储集空间以原生孔隙为主（图5）；扫描电镜观察发现，岩石样品遭受油浸，岩石中粘土矿物主要见有散片状、蠕虫状高岭石；自生矿物见有黄铁矿，见长石碎屑的溶蚀现象；总体孔隙发育，粒间孔多见，并见有粒内溶孔，孔隙连通性较好（图5）。

图5 克拉玛依组岩石铸体薄片及扫描电镜照片观察

4 结论

（1）克拉玛依组分为上组与下组，其中克下组主要为砾岩、砂砾岩夹砂岩、泥岩的粗颗粒沉积；克上组较克下组细，中—下部以灰、灰绿色砂岩沉积为主，发育灰、灰色、褐红色泥岩、炭质泥岩、粉砂岩及薄层煤线，顶部发育厚层泥岩夹粉砂岩。岩石的岩屑含量高，反映砂岩稳定性差，距离物源较近的特点。露头区克拉玛依组总体为向上的正旋回，由下至上发育冲积扇—辫状河三角洲—滨浅湖相沉积。

（2）研究区油砂岩储层孔隙类型以粒间孔为主、次为晶间孔及粒内溶孔，粘土矿物以高岭石为主，具有中孔隙度、低渗透率特征，储层物性条件较好，有利于油砂的富集与储存。

（3）露头、岩芯资料结合重量含油率数据分析，含油砂岩主要发育于冲积扇辫流水道、辫流沙岛砂岩与辫状河三角洲平原分流河道、三角洲前缘水下分流河道砂体中，含油率分布在3.87%～14.44%之间，含油性较好，可作为下一步勘探的主要方向。