塔河油田9区三叠系下油组沉积相研究

侯施睿，崔子豪，马宏宇，刘泊远

(河北地质大学 地球科学学院，河北 石家庄 050031)

0 引言

塔河油田的地理位置处于新疆地区轮台县与库车县之间，属于规模巨大的复式类型的油气聚集带。在此油田三叠系中，幅度比较低，而且属于背斜型的油气。在最近的几年中，国内的油气勘探已经获得了一定的成效。塔河油田9区中位于塔里木盆地，并且位置偏北，具体位置在沙雅隆起中段南翼的阿克库勒凸起东南斜坡上。因为塔河油田9区三叠系下油组底水油藏面临着不断加强的开采力度，剩余油挖潜面临的问题也变得愈加复杂。目前油藏开发矛盾表现为底水锥进快、综合含水快速上升等[1]。前人对于其他井区的三叠系层序地层特征、沉积相类型等进行了详细探讨[2-4],但是关于塔河油田9区沉积相的分析和分布规律较少被提及。实际钻探结果表明，塔河油田9区三叠系储层较为发育，平面上连片展布，垂向上间断叠置。本文立足于研究微观沉积特征，并对岩心、油藏动态数据材料以及测录井进行研究分析。总结了沉积相的类型和分布规律，为该区下步勘探开发提供了依据。

1 区域地质特征

塔河油田9区属于塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起东南部斜坡桑东3号构造[2]。三叠系阿克库勒组和哈拉哈唐组是目前主力勘探层位，整体可划分为上、中、下三个油组，其中下油组主要位于阿一段。从构造上看，阿一段为低幅牵引背斜，长轴方向为NE向，闭合面积约11.03 km2，其幅度达到了27.81 m，其南翼的区域，是按照北东方向，被正断层切断，因此南北之间并不对称。在断层的断距以及延伸的距离上都是比较大的，断穿层位较深，其它断层延伸距离较小，基本上与主控断层平行。下油组埋深约4 600 m，储层类型为底水、低幅度断层背斜，中-高孔、中-高渗砂岩储层。孔隙度为22.3%，渗透率745.2×103μm2，地质储量达844×104t，油藏开采初期具有统一的油水界面。目前，油藏边部由于受到底水和边水双重作用，形成舌进。构造中、高部位油井主要是底水锥进，在井周围水淹严重，井间剩余油比较富集，油藏内开井油水界面均有不同程度的抬升。

2 沉积相标志

2.1 岩石学特征

根据73个岩石薄片样品分析，指出塔河油田9区三叠系下油组阿一段中，主要包含砂砾岩、含砾砂岩等类型的岩层。若是按照成分的情况进行划分，一般包含浅灰色、灰色细粒长石岩屑砂岩，整体来看石英平均占40.39%，长石平均占20.07%，岩屑平均占39.63%。胶结物平均一般小于11.82%；在胶结类型方面，其属于孔隙式胶结，很少的情况下，也会出现基底式胶结，从整体上看为中等到致密的胶结程度；胶结物成分以蠕虫状高岭石(如图1-f)、叶片状绿泥石为主(如图1-g)，其次为方解石、方沸石，在局部层段方解石含量较高(15%以上)。从总的角度上看，主要表现为较低的成分成熟度以及中等的结构成熟度。岩石最大粒径能够达到3.7 mm，颗粒的磨圆度属于次棱-次圆状。并且属于点接触，可以参考图1-e的情况。同时也会出现线-点接触，但是线接触比较少。在孔隙类型方面，主要为粒间孔(如图1-e)、粒内溶孔(如图1-h)。

图1 塔河9区三叠系下油组沉积构造与岩石学特征

2.2 沉积构造特征

通过研究沉积构造特征，能够快速知晓沉积介质以及能量条件的具体情况[5-6]。在此区域之中，其构造类型主要是层理，通过研究分析各个层理的特征，能够得出此区域的水动力强以及变化大的环境特征。

2.2.1 平行层理

平行层理一般包含平行纹层状砂、粉砂，其是在强水动力的影响下，进而受流水的影响形成的。因其在细砂、中砂的发育状态比较稳定，故表现出不同粒径的纹层叠覆的特征。平行层理的形成，一般外界环境大多表现为高能、急流的情况，例如在河流、海岸等环境中，都能够出现平行层理。而且与此同时，还会发现同时存在的冲洗层理、交错层理。塔河油田9区的三叠系下油组储层平行层理主要表现在含有砾砂岩和细砂岩上。在冲刷充填构造砂砾岩上，在强水动力条件下，若是长期处于高流状态，床砂就会出现迁移的情况，进而在床面上，就会出现连续滚动状态的砂粒，通过粗细分离之后，就会出现水平细层。正是由于在高流状态下所满足的较强水动力，则形成了辫状河平原，具体情况参考图1a。

2.2.2 交错层理

交错层理也叫斜层理，一般是因为沉积介质的流动，进而造成层系界面中出现一系列斜交纹层，从而形成的层理。若是介质的速度处于恒定的状态，那么就会出现沙波，并且由于该沙波的顺流移动，在陡坡的加积作用侧形成一系列由纹层构成的斜层系。斜层系相互平行或切割，进而会出现交错层理。按照纹层的倾斜锐角的情况分析，能够知晓介质流动的方向，是河流沉积主要的层理类型。塔河油田9区三叠系下油组储层交错层理丰富，且类型多样。其中楔形交错层理发育的较为充分，并且会出现在细砂岩、粉砂岩内，具体的情况参考图1b所示。

2.2.3 波状层理

波状层理是由波浪状起伏的细层重叠构成的一种层理，其中在河流、湖岸等高能环境中都会出现。其中的各层纹连续，并且相互之间处于平行或者呈现波状互层的状态。另外在细层上，会出现连续或断续的情况，并且在方向上，和平行层理没差别。形成的原因一般是因为沉积介质的波动，并且会受单向水流的前进运动的影响。在形成此种层理的过程中，会出现大量悬浮物质，并且因为沉积速率始终高于流水侵蚀的速率，因此会保存连续状态的细层。同时在中低水位的区域之中，也就是在浅水地带等区域中，这种现象经常能看到。塔河油田9区三叠系下油组储层波状层理多出现于分流河道中，岩性以粉砂岩为主(图1c)。

2.2.4 粒序层理

粒序层理是在沉积物的沉积作用中对颗粒进行分选，并在垂直于岩层的方向上有规律地改变颗粒大小的分布。通常是自下而上，粒度由粗到细逐渐递变。塔河油田9区三叠系下油组储层中的粒序层理很大程度呈现于辫状河道底部，其特征是组分颗粒粒度的递变，是沉积物在重力和水动力共同影响下沉积而成，从整体上看为冲刷面沉积，具有指相意义(图1d)。

2.3 粒度分布特征

塔河油田9区三叠系下油组储层粒度CM图主要呈二段式，如图2所示，主要发育QP段和RS段，皆为牵引流的悬浮加滚动搬运。由此可以看出沉积环境水动力中等，具有明显的河流搬运和沉积特点。

图2 塔河9区三叠系下油组储层CM图

塔河油田9区三叠系下油组储层粒度累积概率曲线(图3)表明，储层沉积相以辫状河三角洲为主。三角洲平原辫状河道水动力较强，粒度累积概率曲线见明显三段式，φ值分布于-4-6之间，能发现清晰的滚动组分，其颗粒大小大体上为粗砂、细砾。在粒度累积概率方面，通过分析粒度概率曲线可以得出，在三角洲前缘中，水下分流河道、河口坝的情况较为相似，φ值在0～12之间散布，从整体上看呈现出悬浮和两段跳跃组分，两者之中稍高的为跳跃组分的斜率，可见在水下分流河道中，其沉积速率较高，同时得出主要是由于河流携带与湖浪冲刷等多组水流影响所造成的。

图3 塔河9区三叠系下油组储层粒度概率曲线

3 沉积相划分

结合塔河油田9区三叠系下油组储层岩石学特征、沉积构造特征及粒度分布特征，认为其具有典型辫状河三角洲平原、前缘沉积特征。自下而上，阿一段整体呈断续正旋回，整体垂向上体现了水进的过程。阿一段底部砂体厚，具有正韵律特征，粒度较粗。站在整体的角度上分析，沉积构造主要包含平行层理、大型板状层理以及槽状交错层理。沉积特征为辫状河三角洲平原，有可细化出辫状河道和天然堤两种微相。中部砂体厚度相对较薄，部分砂体具有反韵律特征。在沉积构造方面，基本上都是中小型的槽状交错层理。上部较为发育泥岩，同时也会出现明显的波状层理及水平层理。在沉积特征方面，其属于辫状河三角洲前缘，并且通过进一步的细化划分，可以分成水下分流河道和天然堤。

3.1 辫状河道微相

辫状河道即水上分流河道，表现为正韵率沉积[7]。通常把心滩之间的区域称作分流河道，在沉积构造上，其主要包括块状层理以及槽状交错层理。在砾岩和砂岩等碎屑沉积岩中，较常能够看到平行层理。在测井曲线上，它展现出一个复合体的特点，体现为中高幅度、驼形、钟形或钟形-箱形，顶面为渐变接触，底面从整体上看是突变接触，但也有部分为突变接触，如图4所示。在河道底部的位置上，冲刷面是很常见的，而且还能够看到泥砾的明显的滞留沉积现象。从纵向上，可以看到相较而言比较粗的垂向加积砂体，顶部可见悬移质沉积的泥质夹层，横向分布范围较小，不超过河道宽度，在局部可以看到废弃河道。辫状河道沉积中，主要为粗砂岩、含砾砂岩，并且整体上看颜色比较冗杂，分选性也比较差，而且其中包含较多的残余矿物。

3.2 心滩微相

心滩微相是辫状河中较为重要的砂体类型，变化迅速并且容易发生迁移，上端容易受到侵蚀，下端容易接受沉积。从整体上看坝体内部构造多发育板状交错层理，坝体顶部构造多见平行层理，从纵向上看，韵律性较为少见。储层是以频繁的洪泛现象所运载的碎屑物沉积而形成的垂积体为核心；中间夹层为憇水期细粒沉积，多为泥质或粉砂质。由于成因机制的不同，主要分为纵向砂坝、横向砂坝、斜列砂坝三种类型，其中纵向砂坝是心滩的主要组成部分。由于心滩纵向上沉积粗细不同，沉积韵律表现不一致，测井曲线上表现为箱型或齿状箱型(图4)。

3.3 水下分流河道微相

水下分流河道即分流河道在汇入湖泊后在水下的延伸段。水下分流河道的粒度相较辫状河道来说更细，在分选性方面，表现比较差，而且粒度韵律类型以正韵律的方式呈现。另外在底部的位置，经常会出现冲刷面的痕迹。在整体的沉积构造上，一般表现为交错层理，或者是平行层理。在C-M图中，这部分主要落在PQR段上，自然电位负异常幅度从整体上看与其他相比来说高，测井曲线呈现为钟形(图4)。另外，水下分流河道作为较其他微相而言更为有利的油气储集相带，其特征主要表现为沉积厚度大以及物性较好。

3.4 河口坝微相

河口坝微相一般是在河口的位置常出现，很多情况下，会发现灰色细砂岩，并且具有明显的波状层理。另外，在此岩层中，往往会出现夹灰黑色或灰色的泥岩，测井曲线上一般见反旋回，如图4所示。

4 沉积相的平面展布

依照塔河油田9区三叠系下油组沉积微相划分原则与沉积微相接触关系，遵循高分辨率层序地层学原理，根据相序变化以及岩电对应关系的研究，全面运用岩心描述、沉积特征及演化过程分析结果，对工区内直井和导眼井进行小层划分和对比，在基准面旋回原理与沉积等时对比原则的基础上，进行了小层级的沉积微相研究，建立了沉积微相平面展布图。下油组下部为北东-南西方向展布的近似带状的地质结构，而且自北东向南西有变宽的趋势；下油组上部的南部区域出现了弧形分界线，可能表示三角洲前缘与三角洲平原的界面。前缘部分地层由北东-南西逐渐增厚，平原部分地层厚度则呈现相反趋势，符合该区沉积认识。

图4 塔河9区三叠系沉积微相特征

依据其岩性变化和可能的沉积微相类型，岩心描述分析中期旋回内部(T2a1-1砂组)可以细分为四个短期旋回。由沉积微相图可知：三叠系下油组为辫状河三角洲前缘，主要砂体为分流河道砂体和河口坝；分流河道的方向呈北东—南西向展布，天然堤也为北东—南西向，仅南块TK918区块局部展布；由北西向南东砂体逐渐发生变化，按照河道流向，逐渐转变为三角洲前缘中的水下分流河道及河口坝。从TK9-J1井的岩心照片中能够快速的辨别出，辫状河三角洲一个具有完整架构的沉积序列，而且此处沉积物的颗粒变化情况，主要是从粗变细，具体的情况变化可参考图5-b。

5 结语

(1)塔河油田9区三叠系下油组储层的沉积亚相是辫状河三角洲平原-前缘，岩性整体上看是岩屑长石砂岩，储层为典型的中孔、中高渗型。

(2)砂体展布、油层分布中，其主要受辫状河三角洲中的微相影响，其中水下分流河道、河口坝沉积的影响最大。另外引起广泛关注的是，累积产油量比较丰富的井大体上汇集在水下分流河道沉积及河口坝沉积中。